巴斯德的对人类的贡献
巴斯德的对人类的贡献
第三组（陆春菊，杨丽波，邱传机，覃炫杰）
前言
路易斯·巴斯德(比isPastr122一19)是十九世纪法国伟大的化学家、微生物学家,现代微生物学和免疫学的奠基人,他在立体化学、结晶学、微生物学、医学等不同领域取得一系列的重大科学成果,特别是他作为医学上的门外汉,创立了微生物致病理论和免疫学,从而引起医学的重大变革,被誉为现代医学之父、人类的大救星。
第一章巴斯德生平
1822年12月27日,巴斯德生于法国南部汝拉省多尔小镇一个制革匠家庭。巴斯德的父亲曾是拿破仑军队中的一名军士长,跟随拿破仑征战欧洲。巴斯德的父亲经常向儿子传授爱国主义思想,这对于巴斯德日后的成长起着极其重要的
作用。巴斯德虽非天才,但学习用功,各门功课成绩优良。他爱好文学和绘画,至今还有几幅作品传世。1843年巴斯德以优异的成绩考入巴黎高等师范学校,师从著名化学家让一巴蒂斯特·毕奥(J.B.Biot1774一1862)和让一巴蒂斯特·杜马(J.B.Dusa 1800一1884)。1847年获物理化学博士学位。1849年担任斯特拉斯堡学院化学教授,并与该学院院长的女儿玛丽·洛朗结婚。1854年任里尔理学院院长。1862年当选法国科学院院士；1873年当选法国医学科学院院士；1881当选法兰西学院院士；1895巴斯德在巴黎病逝。
巴斯德一生进行了许多开创性的研究,在诸多领域取得了重大成果,是19世纪最有成就的科学家之一。1848年研究酒石酸,发现分子结构不对称性,从而创立了立体化学。1856年开始从事发酵研究,发现了酵母菌和乳酸菌的发醉机理,进而发明了“巴氏灭菌法”。1859年至1862年巴斯德与“自然发生说”进行公开论战,他以一系列的公开实验,其中包括著名的“曲颈瓶”实验,战胜了“自然发生说”。此后,他相继征服了蚕病、霍乱、炭疽病和狂犬病等传染性疾病,为拯救和造福人类做出了巨大贡献。1888年巴斯德自筹巨资创建“巴斯德研究院”,成为至今世界上最有影响力的微生物研究机构。巴斯德最伟大的功绩在于创立了微生物致病理论和免疫学理论,从而引起医学的重大变革,被誉为现代医学之父。
第二章巴斯德的科学贡献及其对后世的影响
在公众的心目中,巴斯德的名字主要与狂犬病及世界级医学研究中心巴斯德研究院(研究病毒学、免疫学、变态反应学和生物化学,提供血清和疫苗)联系在一起。他早年研究结晶学,在酒石酸和消旋酒石酸的研究中提出分子不对称理论,开创了立体化学;他研究发酵,发现了微生物的作用;他挽救了法国养蚕业、啤酒和葡萄酒酿造工业;他发明了目前仍用于牛奶、葡萄酒和啤酒加热消毒的巴斯德灭菌法:他首创用科学的疫苗接种法预防炭疽病、鸡霍乱以及狂犬病。晚年,他以募捐方式筹款建立了巴斯德研究院。巴斯德主要功绩在于,他提出和证明了微生物致病理论和创立免疫学,从而成为微生物学和免疫学的奠基人。这些理论在当时引发了一场医学革命,是他把科学引入医学,在此基础上建立了科学的医学。他的一生累累硕果,甚至70多岁卧病在床,仍然攻克狂犬病,这是人类第一个被攻克的传
染病。
美国著名的物理学家麦克.哈特(Michael H. Hart)在其所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,把巴斯德排在第十一位,仅次于爱因斯坦,其影响力比他著名的同胞拿破仑(第三十四位)还要大得多,认为他是医学史上最重要的人物。他在书中写道:“自从19世纪中叶以来,人类寿命的显著延长对每个人产生的巨大影响,很可能超过了整个人类历史上任何其它发展对人的影响。这一现代科学和医学的发展,几乎为我们每个人提供了第二次生命。如果延长生命的功劳全部归功于巴斯德的话,我会毫不犹豫地将他排在本书的第一位。尽管事实并非如此,但巴斯德的贡献是如此的重要,以至毫无疑问降低上个世纪人类死亡率的大部分荣誉应归功于巴斯德。”。这说明巴斯德在医学发展的历史进程中,影响的程度最为深远,无人能及。他的科学成果、科学方法和科学精神仍然对最前沿的科学领域产生巨大的影响。
第一节巴斯德在化学领域的贡献
巴斯德早年研究结晶学,在酒石酸和消旋酒石酸的研究中提出分子不对称理论,开创了立体化学,成为著名的化学家。
1846年10月,巴斯德在化学家巴拉尔的指导下选择了结晶学作为自己博士论文的研究课题,巴斯德认真地查阅和比较了多位著名学者的研究,以天才的直觉,把化学晶体和矿物晶体联系在一起,用类比方法选择了化学晶体—酒石作为研究对象。以独创性的方法把空间几何原理移植到化学领域,用结晶学和物理学的方法来研究化学,解开了著名的“密切利希之谜”—两种同分异构体之间的光学性能差异问题。1848年5月15日巴斯德向法国科学院提交第一篇学术报告:《论结晶形状、化学构成和旋光方向之间可能存在的关系》。该论文标志巴斯德发现了分子不对称原理,创立了立体化学。这个发现也为巴斯德锻制了一把开启整个现代生物学大门的钥匙。巴斯德的立体化学理论为有机化学研究开辟了广阔的天地,21年后荷兰化学家范霍夫发现了碳化合物分子的空间结构。如今,立体化学理论已不只局限于纯化学,同时还广泛涉及到物理化学、光学、医学化学、生理学和发酵化学等领域,而且还在向原子结构的理论方面发展着。
第二节奠定微生物学的基础
微生物学是现代人类医学、兽医学的基础,也是现代发酵工业和食品工业的基础。没有微生物理论作为基础就没有我们今天健康的身体,也没有餐桌上的美食。所有这一切都应当归于巴斯德奠定了微生物学的基础。
1856年巴斯德开始研究发酵工艺,经过几年的潜心研究,终于找到了发酵的本质。1857年和1860年,巴斯德分别发表《论乳酸发酵》和《论酒精发酵》两篇论文,将其研究公之于世。最重要的独创是他发现了酵母是活的微生物。他因此得出了一个革命的定义:发酵是酵母繁殖的结果。巴斯德打开了一个新的微小世界的大门:细菌的世界,由此创立了微生物学。
巴斯德在发酵研究过程中,认识到“自然发生说”未必成立。“自然发生说”是一个古老而颇有争议的理论,它认为生命可以不从其亲代生殖而来,而是从无结构的有机或无机材料中自然而然产生,并且时时处处都在进行着。1858年12月,法国科学家普歇向法国科学院提交了题为(论动物和植物原生生物在人造空气和在氧气中的自然发生》的论文,1859年他出版了《论自然发生》的巨著。他认为,有机质液体腐败时就会有新的生命产生,而且是在“绝无空气的媒介中产生气而
巴斯德却认为,空气中的微生物才是问题的关键。由此引发了一场著名的生命“自然发生说”论战。
广义上的“自然发生说”和狭义上的“自然发生说”在内容上有着本质的区别。实际上,巴斯德所批驳的是狭义上的“自然发生说”,而不是广义上的“自然发生说”。巴斯德通过一系列的科学实验证实了,历史上所谓的“自然发生说”大多都是猜测性的,即使有少量的实验,也是荒谬绝伦,经不起重复实验的考验。他坚信生命“自然发生”的不可能性是一个科学事实,因为实验证实了,在比较短的时间微生物是不可能自然产生的,必定有其外部原因。巴斯德并不反对绝对的自然发生说,而是反对无严谨实验作根据的狭义的自然发生说。生命在他看来是一个哑谜,原始的、有理的未知数。巴斯德知道人的理性主义是有限度的,他认为应留给后人来澄清自己搞不明白的事物。虽然,他是一位局限于他的观察结果的贤哲,但他预见到了,并预先接受了,他的观察结果总有一天要过时的。在这种辩证科学观的指导下,巴斯德把理论的严密性和实验的精确性结合在一起,用“数学推理的明晰性来使他的对手承认他的结论”,彻底驳倒了自然发生说,从而为现代消毒、防腐法提供了科学的依据,并奠定了微生物学和免疫学的基础。无所不在的“自然发生说”不得不缩小自己的范围,退到至今仍然是个谜的终极自然发生问题。这是人类认识史上的一次巨大的飞跃,也是医学史上的一次思想大解放,对后世影响极为深远。在十九世纪的伟人中,除了巴斯德之外,很少有人预见到这一点,就是恩格斯对于巴斯德实验的重要性也估计不足。他在《自然辩证法》中写道“巴斯德的实验在这个方向上是无用的:对那些相信自发生殖的可能性的人来说,他单用这些实验是决不会来证明它的不可能性;但是这些实验是很重要的,因为这些实验对这些有机体、它们的生命、它们的胚种等等提供了许多启示。”
此后巴斯德以其毕生精力研究三个科学问题:1、每一种发酵作用都是由于一种细菌繁殖引起的。2、每一种传染病都是由于一种细菌入侵机体内造成的。3、传染病菌经过特殊处理之后可变成防治的疫苗。这三个科学问题横跨工业生产与医疗卫生诸多科研领域,但是它们都有一个共同的基础—微生物学。
第三节巴斯德在工业、农业、畜牧业领域的贡献
一、发酵工业与食品工业
人类自古以来就有酿造业,但这不是真正的发酵工业,酿造业一直因为各式各样的变质问题而遭受到巨大损失。1856年巴斯德担任里尔理学院院长。里尔是法国甜菜主产区,以甜菜为原料的制酒业十分发达。然而此时的里尔酿造业因酸败问题正濒临破产的边缘,里尔的一位工业家比戈登门向巴斯德求助。巴斯德认为,帮助这些工厂主摆脱困难是他的责任,因此他接受了请求。经过近四年的努力巴斯德终于发现了发酵的机理,1857年和1860年分别发表了著名的《论乳酸发酵》和《论酒精发酵》两篇具有划时代意义的论文。他明确地指出发酵是酵母—有生命的微生物繁殖的作用,酒精的产生是和生物行为作用一样复杂的一种现象。甜菜酒糟中的乳酸来自乳酸酵母的不幸污染。他提出了摆脱困境的方法:用高温消灭乳酸酵母,为繁殖酒精酵母而进行移植。这就是著名的“巴斯德灭菌法”的雏型。巴斯德挽救了里尔的酿造业。
葡萄酒酿造业是法国外贸的支柱产业,然而多年来法国出口的葡萄酒时有变质,导致对外贸易为之一级不振。由于巴斯德在发酵方面的出色研究,1863年3月,拿破仑三世委托巴斯德研究葡萄酒及其变质问题。巴斯德再次借助显微镜观
察,证实葡萄酒中存在着一种真菌,为了解决问题,巴斯德仔细研究了葡萄酒的酿造工艺和保存经验,古老的酿造技术第一次得到了科学的分析。面对葡萄酒的变质,巴斯德做各种各样的化学分析,力求找到一种预防微生物感染的办法。巴斯德对古老的加热法作了精确的实验论证。这个方法实际上很简单:在隔绝空气的情况下,葡萄酒在60℃一100℃之间的温度中被加热片刻,杀灭其他霉菌和寄生虫—这就是著名的“巴斯德灭菌法”。巴斯德为此申请了发明专利,并于18“年出版了《葡萄酒研究》一书。巴斯德又一次拯救了法国的酿酒业。
酿醋业也是法国的一大产业,是法国和德意志诸国经济竞争中的一个不可忽视的部分。奥尔良是法国主要的产醋区,有欧洲“醋都”之称。酒精是制醋的主要原料,因为酒在变陈时搞得不好就会变成醋,但奇怪的是醋也会变质。在巴斯德之前,人们不知道醋产生的原理。巴斯德用显微镜观察分析后确认醋霉菌是醋发酵的要素,它曾是使葡萄酒酸败的原因。这种霉菌的作用强大且迅速有效,以致只需一克重的霉菌就能使几公斤的酒精转变成醋。当巴斯德在研究初期考察一家奥尔良醋厂时,他在过滤不当的酒桶里发现了一些微生物、寄生虫—线虫。后者很容易在醋中繁殖,酸醋制造者却对此毫不在乎。更糟糕的是奥尔良厂主认为线虫是醋生产不可缺少的。巴斯德很快发觉事情并非如此。线虫对霉菌的生存是一种威胁,因为线虫需要空气。当霉菌吸取氧使酒精酸化时,也同时剥夺了寄生虫需要的氧,当霉菌按照其生长规律逐渐在液体表面上铺开时,线虫就聚集在霉菌的下面,通常是成团成团的,并竭力将其拖入呈皱皮状的液体下面。被浸没的霉菌不再起作用,于是,酒精得不到氧,不再转变成醋。一旦知道了线虫的危害作用,巴斯德马上建议消灭它们,方法仍然是“巴斯德灭菌法”。科学又一次来挽救产业。
1870一1871年法国在对普鲁士的战争中惨败,德军占领阿尔萨斯和洛林之后,那里的啤酒花来源被切断。巴斯德为了雪洗国耻,决心研制出如自己所说的“复仇的啤酒”。不到15个月,巴斯德的的确确成功地研制出了“复仇的啤酒”。他终于通过自己的发现制服了使啤酒变质的微生物,为国家的复兴作出巨大贡献。法国著名生物学家赫青黎指出:“巴斯德一人的发现,就足以抵偿1870年法国付给德国50亿法郎的战争赔款。”
巴氏消毒法的发明,不仅挽救了法国葡萄酒业、醋业和啤酒业,更重要的是创立了一门新的工业—发酵工业,此法至今仍然是整个发酵工业的标准。没有巴氏消毒法,任何发酵工业、食品加工业都失去存在的根基。如同牛顿力学原理之于今天的机械工业和建筑业一样,巴氏消毒法及其相关工艺至今仍是发酵工业和食品工业的圣经。如果你从“麦当劳”买一份合装的鲜奶,只要你留意一下上面的标签就会发现上面写着“巴斯德灭菌法”。有了巴斯德才有现代食品工业的基础。
二、农牧业
19世纪上半叶,蚕丝业在法国经济上占有举足轻重的地位,年收益达数亿法郎,1853年曾年产26000吨蚕茧,蚕丝产量达到世界的十分之一。1850年蚕病开始蔓延,1860年己席卷了整个法国和世界各个养蚕国。1860年法国蚕茧产量降到58吨,1865年的产量仅4000吨。蚕病连累的不仅仅是养蚕业,纺织业和续丝业及其他产业也受到危及。不仅使养蚕人也使法国连续数年大幅度减收,己到破产边缘。为了解决最极需的实际问题,巴斯德在对蚕一无所知的情况下,接受了新的艰巨任务。巴斯德在蚕病研究中发现寄生虫的作用,提出了控制微生物传染的选种新方法,清除了农业上空的阴云,挽救了危亡中的法国蚕业。直到现在,巴斯德的方
法仍在蚕业中得到普遍应用。现代蚕业还设有巴斯德奖。
除了蚕病,巴斯德先后攻克了羊炭疽、鸡炭疽、鸡霍乱、猪丹毒等严重危害畜牧业的疾病。在研究中他发现,所有这些疾病都是不同的微生物引起的,每一种疾病对应于一种微生物,从而建立了微生物致病理论。为了预防疾病,巴斯德发明了疫苗接种法。为了应用这一重要的理论成果,巴斯德接受挑战:当众试验预防炭疽的疫苗接种。他在普里勒富尔农场的决定性公开实验中获得巨大成功,减弱毒力的方法终于获得公众的认可,加快了在农村的推广应用,挽救了法国的畜牧业。
第四节巴斯德在医学领域的贡献
英国著名外科医生李斯特(JosePhLister,1827一1912)说:“在现代医学中,没有一个人的贡献有巴斯德那样大”。巴斯德一生有很多重大科学贡献,科研领域跨越许多学科,而且都是硕果累累,但对人类影响最大的是他发现了细菌与疾病的关系,是他揭开了传染病与感染的根源,引发了一场医学革命,使人类医学由黑暗走
向了光明。
一、近代医学的困境
在人类漫长的历史中,疾病和瘟疫总是在肆虐人类,人口、牲畜大量死亡的记载不绝于书。公元79年,罗马帝国的坎帕纳(C田mPag班)平原地区发生可怕的瘟疫大流行,每天的死者达万余人。。134-61349年欧洲爆发鼠疫造成大约一半人口死亡。面对疾病和瘟疫医生们想尽了办法,如用放血方法试图对鼠疫进行治疗,用海绵捂着鼻子试图抵抗“邪恶的传播”,然而疾病和瘟疫照样传播。教会则借机宜传,这是上帝对人类的惩罚。
文艺复兴运动的发展,使科学获得了解放,牛顿建立了力学体系,天文学、物理、化学等其他学科也获得了巨大的发展,从而使人类走出了中世纪的黑暗。与此同时医学也在进步,英国医生哈维发现血液循环,荷兰人列文虎克通过显微镜看到细小的微生物世界,意大利病理学家莫尔加尼建立了病理解剖学。18世纪中叶开始的工业革命,给人类社会带来了巨大的物质财富。但是,疾病和瘟疫仍在肆虐,丝毫没有减弱。1865年法国巴黎爆发霍乱,每天都有两百多人死亡,甚至总理卡齐米尔。佩里埃也因此丧命。虽然医学也在发展,但是人类对折磨自己的各种严重瘟疫、热病和恶性流行病等的实际病原并不比古希腊人了解得多;相反,古代一些近乎于宗教仪式消毒方式(如用火焰对手术器皿进行灼烧)被认为是无用之举而被弃之不用。由细菌感染产生的产褥热,使许多母亲在生产中死去。年复一年,成千上万的人死于霍乱、伤寒、肺炎、白喉、鼠疫、肺结核、梅毒等传染病,但医生们并不知道这些疾病的病因,对于这些疾病的防治自然就束手无策。由于伤口容易被细菌感染而引起的并发症使外科手术死亡率高达50%,医生做外科手术无异于对病人宣判死刑。
面对传染病、流行病和伤口感染造成的大量死亡,许多医生根本没有意识到细菌感染是这一切的根源,他们仍认为这一切都是“自然发生”的。一些医生甚至还研究出了只要在一个封闭的容器内放入一些脏物就能生出老鼠和苍蝇,因此他们认为伤口的感染也是自然发生的。直到19世纪中期,医学界的权威们仍顽固坚持疾病“自然发生”说,对少数持有不同看法的医生,采取排挤打击做法,从而窒息了医学科学的发展。19世纪欧洲的医院盛行产褥热,产妇死亡率高达20今卜30%,当时的产科医院被人们称为“殡仪馆的前厅”。1847年匈牙利医生塞麦尔维斯经过比较研究,认为是传染所至,并指出了如何防止这种疾病,以减少病人的痛
苦,降低死亡率。塞麦尔维斯所领导的产科医院产妇死亡率从2000/下降到1%,但是他招致了权威的反对,并被所在医院开除,最后塞麦尔维斯被关进了疯人院,不久便含恨死去气。
在巴斯德生活的时代以前,医学可以说是一团漆黑。即使文艺复兴运动赶走了上帝,给科学带来了春天,唯独吹不散医学上空的乌云,成为春风不度的玉门关。
二、现代医学的革命
十七世纪杰出的科学家罗伯特.波义耳(RobertByole)曾预言:能发现酵素和发酵本质的人将比谁都有资格解释某些疾病的本质。如果乳酸发酵、酒精发酵和酪酸发酵中的变化是由于微小的、具有生命的有机物引起的,难道这种微小的生物不会在人体内引起腐败性、化脓性疾病吗?发现发酵过程的实质,使巴斯德打开了通向认识疾病的大门,同时也引发了科学界关于“自然发生说”的论战。这场论战对医学产生了巨大影响,其直接成果体现在外科手术的改革上,成为人类最伟大的福利之一。
正当巴斯德与普歇为“自然发生说”论战之时,在英国格拉斯哥一家外科医院任职的青年外科医师约瑟夫·李斯特一直为外科手术高死亡率所困扰,经朋友介绍他仔细阅读了巴斯德有关发酵方面的论文,通过重复巴斯德的实验他认识到,是细菌从外界侵入引起病人的伤口感染。此后,李斯特采用石炭酸灭菌法,使所在的医院外科手术死亡率从55%迅速下降到5%,从而结束了外科手术令人恐怖的时代。1874年2月,李斯特致信巴斯德,他在信中写道:“请允许我乘此机会向您表示衷心的谢意,感谢您以出色的研究向我证明了微生物和发酵理论的真实性,并给了我使灭菌法取得成功的唯一原理。”。面对李斯特热情的赞颂,巴斯德谨慎对待,他认为李斯特的方法还应更完善一些。此后巴斯德与医生们一道,对手术中的消毒方法进行了改进。他与助手尚贝尔兰发明了用于手术器械消毒的高压蒸汽锅,并提出了一整套隔绝感染源的无菌法,取代了李斯特灭菌法。经过这样一系列的改善,李斯特灭菌法发展成了现代外科消毒法。
外科消毒法的普遍实施,为解决夺走许多妇女生命的产褥热开辟了道路。造成塞麦尔维斯悲剧的根本原因是:妇产科没有巴斯德的微生物致病学说的理论指导,仅凭经验找到一些有效的措施,无法在实践中得到推广,只能以失败告终。1873年3月25日,巴斯德被选为医学科学院院士。经过深入研究,巴斯德终于找到产褥热的根源—葡萄链球菌。1880年5月3日,巴斯德作《论微生物致病理论延伸至疖子、骨髓炎和产褥热病因学》的学术报告,在产科学中极力推广无菌法和灭菌法。巴斯德最终征服了产褥热,避免了塞麦尔维斯悲剧的重演。
巴斯德在传染病学上的突破,首先从研究蚕病开始。巴斯德在研究蚕病过程中,发现了蚕病是通过寄生虫等微生物传染的,从而发现了细菌的致病作用,并确定传染病三原则:第一,传染必须有一定的病原:第二,传染要有一定的媒介;第三,传染要有一定的生理条件。他是人类历史上第一个认识到疾病与细菌关系的人。这些发现不仅挽救了养蚕业,还使他了解到流行病的原因。他的《蚕病研究》成为传染病研究人员的真正向导。蚕病研究的最主要功绩是将巴斯德引向动物生物学。正是蚕使巴斯德从微生物学转向兽医学和人类医学,最终建立了细菌致病理论。巴斯德的微生物理论为近代医学走出困境,提供了坚实的理论基础。从巴斯德之后,不仅医院的死亡率大幅度减少,更重要的是人类掌握了控制疾病的方法,此后科学家沿巴斯德开创的道路研究出各种疫苗和抗生素,到今天各种恶性传染病已基本消失,人类的生命己大为延长。
三、现代免疫学莫基人
巴斯德在研究细菌致病的基础上,重新发现了免疫法,从而为人类开辟了防治传染病的有效方法。1796年,英国乡村医生爱德华·詹纳(EUw别drJenner,1749一1823)发明了牛痘接种法。虽然,人类手中有了对付天花病毒的方法,但由于詹纳无法从理论上加以解释,使这种方法过于简单,毒素的弱化程度无法控制,而且易被感染,危险性很大,很难推广。巴斯德在研究鸡霍乱中发现免疫的奥秘,随后又研制出炭疽病疫苗。巴斯德以微生物学为基础重新研究了詹纳的牛痘疫苗,解决了疫苗不纯的问题,从而减小了牛痘接种的风险。狂犬病疫苗的诞生标志着巴斯德免疫学理论的成熟。从此免疫学为人类战胜疾病提供了又一有力的武器。与詹纳发明用牛痘治疗天花相比,巴斯德的免疫法有以下特点:
l、有坚实的理论基础,在预防疾病时能有的放矢,减少盲目性,降低了预防风险,适宜于广泛推广。
2、具有普遍适用性。尽管詹纳制备天花疫苗的方法要比巴斯德发现免疫法早80年,但是詹纳的重要性比巴斯德小很多,因为詹纳的免疫法只能用于一种疾病,而巴斯德的方法可以并已经应用于防治多种疾病。
3、能够明确和控制疫苗的剂量,利于临床治疗。而詹纳的天花疫苗在剂量上无法控制,临床应用的风险性很大。
在疫苗原理的指导下,巴斯德攻破了狂犬病。尽管鸡霍乱、炭疽病和猪丹毒的研究极为重要,但预防狂犬病的疫苗接种才是巴斯德伟绩最主要的标志,治愈被狂犬咬伤的约瑟夫。梅斯特,这是有史以来第一例能阻止狂犬病发病的治疗,也是第一次攻破的人类传染病。狂犬病研究的成功,使巴斯德跨入了人类病理学领域。在巴斯德微生物致病理论和免疫学理论的指引下,一批又一批像科赫这样优秀的追随者相继攻克了各种各样的传染病。后来诺贝尔奖的大部分医学奖项都颁发给攻克传染病的医生,其中包括青霉素的发明者弗莱明,他们都是巴斯德事业的继承者。
1980年5月8日，世界卫生大会庄严宣布:天花己从地球上最终根除。横行数千年之久的天花瘟神终于彻底授灭。这是被人类彻底根除的第一种恶性传染病，是人类与疾病作斗争的漫长征途中取得的一项划时代的胜利。现在威胁人类的各种传染病己消灭得差不多了，尽管还发现新的传染病，但再也没有像黑死病这样大规模能毁灭人类的传染病出现了。而巴斯德是这一伟大成就的最主要的功臣。
1995年是巴斯德逝世100周年，联合国教科文组织为了纪念他的伟大贡献及其对现代多学科领域的深刻影响，把1995年定为巴斯德年，为此联合国教科文组织和法国巴斯德研究院联合组织了六次学术讨论会以纪念这位上个世纪伟大的科学家对现代科学所作出的重大贡献。美国斯坦福大学药学院生物化学系的名誉教授阿瑟·考恩贝格(Arthur Kornberg，诺贝尔医学奖获得者)认为巴斯德的贡献就在于在化学和生物学之间架起了一座桥梁。今天科学家们发现的艾滋病病毒由于其基因突变比其他微生物更具有致病力，它直接攻击人体的免疫系统，以使它不受中和抗体的攻击。但这种新型的“狡猾”微生物或病毒仍然处于巴斯德学说的范围之中。我们没有脱离巴斯德时代。对当今的病人来说，巴斯德的范例是希望的源泉。
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乔布斯经典名言大全 寄语：乔布斯被认为是计算机业界与娱乐业界的标志性人物，他经历了苹果公司几十年的起落与兴衰，先后领导和推出了麦金塔计算机（Macintosh）、iMac、iPod、iPhone、iPad等风靡全球的电子产品，深刻地改变了现代通讯、娱乐、生活方式。名人之所以能成为名人，他们具有超长的耐力和毅力，今天为大家收录了一些乔布斯经典名言大全，欢迎阅读。 1. There's a phrase in Buddhism, 'Beginner's mind.' It's wonderful to have a beginner's mind. 2. 你想用卖糖水来度过余生，还是想要一个机会来改变世界? 3. 我们的目标是做世界上最棒的设备，而非成为最大的企业。——乔布斯 4. 关于生命：没有人能逃脱死亡，但这是我们每个人共同的终点。知道自己患上绝症之后，乔布斯并没有怨天尤人，反倒幽默地告诉自己和大家：死亡可以将旧的清除，以便给新的让路。这份坦然让他患癌之后仍然积极地工作生活，继续活了八年之久。 5. remembering that you are going to die is the best way i know to avoid the trap of thinking you have something to lose. 6. 别问消费者想要什么，企业的目标是去创造那些消费者需要但表达不出来的需求。 7. 把每一天都当成生命中的最后一天，总有一天你是对的。——乔布斯 8. 你不能只问顾客要什么，然后想法子给他们做什么。等你做出来，他们已经另有新欢了。 9. 每一个生命来到世间，都注定改变世界。这样的改变应该让每个鲜活的生命在回首时都发自内心地呐喊：“我曾经来过！”、“我就是传奇。” 10. 关于人生：做墓地里最富有的那个人毫无意义，真正有意义的是晚上睡觉前可以说自己做了些精彩的事。成功的人总会为自己树立可以预见的目标，然后一点点让它变为现实，而不会沉迷于不切实际的幻想。 11. 拙劣的艺术家模仿，伟大的艺术家偷取 (能工摹其形,巧匠摄其魂)。——乔布斯
大学物理学-狭义相对论教案
授课章节 第4章 狭义相对论 教学目的 1. 理解爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理及洛伦兹坐标、速度变换式； 2. 掌握狭义相对论的时空观：即理解同时的相对性、长度的收缩和时间的膨胀，并能进行相关的计算； 3. 了解狭义相对论动力学的几个结论及其具体应用。 教学重点、难点 1. 正确地理解相对论的时空观； 2. 掌握洛伦兹变换的物理意义； 3. 理解长度收缩效应只发生在运动方向上； 4. 理解“时间膨胀”效应是指运动着的钟比静止的钟慢； 5. 在相对论动力学中，动能不能用 2 2 1mv 进行计算，只能用202c m mc E K -=进行计算； 6. 在经典物理中能量守恒律与质量守恒律彼此独立。而在相对论中通过质能关系式把两个定律统一起来了。即在相对论中能量守恒与质量守恒总是同时成立的。 教学内容 备注 第四章 狭义相对论 相对论研究的内容：研究物质的运动与空间、时间的联系。 狭义相对论：研究自然定律在所有惯性系中都表示为相同的形式（数学）问题。 广义相对论：研究自然定律在所有参照系中都表示为相同的形式（数学）问题。 §4.1 伽利略变换和经典力学时空观 一、伽利略变换 经典力学时空观 1、伽利略坐标变换方程： 如图，两个参照系的坐标轴互相平行，参照系S '相对于参照系S 沿x 轴的正方向以速度u 运动，时间0='=t t 时、两坐标系的原点o 和o '重合。则某一空— 时点的坐标变换方程为 t t z z y y ut x x ='='='-=' 或 t t z z y y t u x x ' ='='='+'= （1）
2、经典力学时空观 伽利略坐标变换方程已经对时间、空间性质作了两条假设：（1）t t '=， t t '?=?，即时间间隔与参考系的运动状态无关； （2）L L '?=?，即空间长度与参考系的运动状态无关。（同时测量棒两端点的坐标值），总之，时间和空间是彼此独立的，互不相关，并且不受物质和运动的影响，这就是经典力学的时空观，也称绝对时空观。 二、伽利略相对性原理 一切彼此作匀速直线运动的惯性系，对描述运动的力学规律来说是完全相同的。把（4-1）对时间求导一次，得 u v v x x -=' y y v v =' （2） z z v v =' 这就是伽利略速度变换法则。把（4-2）对时间再求导一次，得 x x a a =' y y a a =' （3） z z a a =' 上式说明在所有惯性系中，加速度是不变量。由于经典力学中质量和力也是与 参考系的选择无关的物理量，所以，牛顿第二定律在所有惯性系中都具有相同的数学表述： a F m = a F '='m 这就是说经典力学满足伽利略相对性原理。 §4.2 狭义相对论产生的实验基础和历史条件 一、经典电磁学的以太假说（人们过于相信绝对时空概念） 以太假说：以太是充满整个宇宙空间的弹性媒质，电磁波靠以太传播。以太中的带电粒子振动会引起以太变形，这种变形以弹性波的形式传播就是电磁波。在相对以太静止的参照系中，电磁波沿各个方向传播的速度都等于恒量c 。
爱因斯坦的相对论
篇名 愛因斯坦的相對論 作者 郭展嘉。國立虎尾高中。一年三班申建霖。國立虎尾高中。一年三班李憲昌。國立虎尾高中。一年三班
在我們的國中階段物理化學課已經學到了不少科學家與物理學家，上了高中之後，我們最常聽到的物理學家的名字就是屬於「愛因斯坦」了! 因為他的相對論造成了革命性的變化〈至今還沒有人能夠推翻他的學說〉，也是因為之前有人想解剖他的腦袋做觀察他為什麼會那麼地聰明，所以引發我們想了解他的動機；也剛好有這個小論文的機會所以我們國文老師指派了一個任務給我們班所有人，藉著這次機會我開始和組員一起開始對愛因斯坦做了更深入的研究。 貳●正文 一.愛因斯坦生平簡介 01.1902年任職於瑞士專利局，工作乏味，下班後在家中進行自已所喜 歡的研究。 02. 在他26歲時，也就是1905年，愛因斯坦共計發表了3篇論著{光電效應、分子論的布朗運動、電力學的相對論}，其中第二篇光電效應使他在1921年榮獲諾貝爾物理獎。最引人注目的是他所提出相對論的質量和能量的關係，這兩者是一體的兩面，可以互相轉換，這導致核能的實現(質量的損失可以轉變成能量)。 03. 1912年秋天愛因斯坦回瑞士母校任教，他的座右銘為「研究的目的在追求真理」，時常告誡學生不要選擇輕鬆的途徑。 04. 在一九一五年十一月四日向柏林科學院提出有名的「廣義相對論」。其中曾斷言太陽的重力場會使通過太陽附近的星光彎曲，但是平常陽光太強無法觀測。按照當時一般的看法，光既非物質點所組成，在太陽的重力場裏，光理應以直線進行，不應該受到太陽的影響。愛因斯坦不尋常的主張自然引起了爭論，幸好愛因斯坦的理論終於找到了個試驗的機會。 05. 1938年德國在希特勒統治下已經發現以中子撞擊鈾會產生核分裂 的現象。美國科學家乃上書羅斯福總統，由愛因斯坦具名簽署，信中建議展開鈾實際用途的研究，終於研製出核武器。第二次世界大戰戰後愛因斯坦倡議原子能的和平用途，阻止戰爭的再發生。為本世紀的科學巨人。〈註一〉
论数学发展与人类文明的关系
论数学发展与人类文明的关系 法学Q1141班孙越11090033 数学与科学、人文的各个分支一样，都是人类进化和智力法阵进程的反应。例如，埃及和巴比伦的数学源于人们生存的需要，希腊数学与哲学密切相关，中国数学的活力来自立法改革，印度的数学的源泉始于宗教，而波斯的数学和天文学互不分离。 文艺复兴是人类文明进程的一个里程碑，到了17世纪，微积分的产生解决了科学和工业革命的一系列的问题，而18世纪法国大革命时期的数学设计力学、军事和工程技术。19世纪前半叶。数学和诗歌几乎同时从古典进入现代，其标志分别是非交换代数和非欧几何学的诞生，而进入20世纪以后，抽象化成为数学和人文的共性。 哲学与数学的在此交汇产生了现代逻辑学。现代数学和现代文明的结合，更能理解各专业与数学的关系。 一、数学的起源中东文明 数学每前进一步，都伴随着人类文明的一次进步。亿万多年前，居住在岩洞里的原始人就有了数的概念。本来，对事物的要求出自人类的生存本能，慢慢地，人类就有了明确的数的概念：1,2,3，……正如部落的头领需要知道有多少成员，牧羊人也需要知道自己拥有多少绵羊。 在有文字记载之前，记数和简单的算术就发展起来了。后来，逐渐衍生出三种有代表性的记数方法，即石子记数、结绳记数、刻痕记数。在古希腊的荷马史诗《奥德赛》故事告诉我们，很可能是牧羊人计算羊群的只数产生了数学，正如诗歌起源于祈求丰收的祷告。 说来有点残酷，一些美洲印第安人用过手机被杀者的头皮来计算他们杀敌的数目，而非洲的原始猎人通过积累业主的牙齿来计算他们杀死野猪的数目。据说，居住在乞力马扎罗山坡上游牧民族的少女习惯在颈上佩带铜环，其个数等于自己的年龄。以前，英国就报往往用粉笔在石板上画记号来技术顾客饮酒的杯数。后来，就产生了各种各样的语言，包括对应于大小不同的数的语言符号。 据考古学发现，刻痕记数大约出现在三万年以前，经过极其缓慢的发展，终于出现了书写记数和响应的数系。前者有古埃及的象形文字，希腊的阿提卡数字，中国的纵使筹码数字和玛雅数字，后者有中国的甲骨文数字和横式筹码数字以及印度的婆罗门数字。 数系的出现使得数的书写和数与数之前的预算成为可能。在此基础上加、减、乘、除乃至于初等算数便在几个古老的文明地区发展起来。与数的概念形成一样，人类最初的几何知识也是在他们对形的直觉中萌发出来的。几何学边是建立在对这类从自然界提炼出来的“形”的总结的基础之上。 近东既是人类文明的摇篮，也是西方文明的发祥地。由于特殊的地理因素，造就了以古老的象形文字和巨大的金字塔为标志的绵延三千年的古埃及文明。 除了上面介绍的数学成绩以外，埃及人和巴比伦人还将数学大量的应用于实际生活中，他们在纸草、泥版书上记载账目、期票、信用卡、买卖单据、抵押契约、代发款项，以及分配利润等事项。还比如数字7，巴比伦人最早注意到了，它是上帝的威力和复杂的自然界之间的一个和谐点，到了希伯来人手里，7又成为一个星期的天数。 二、希腊数学与希腊文明、 与东方文明古国不同，希腊城邦始终处于割据状态，这当然与它的地理因素有关，山脉和海洋把人们分散在遥远的海岸上，希腊的社会结构主要由贵族和平民两个阶段构成，他们并不彼此截然分开，在战争中同属一个国王领导，而这个国王不过是某个贵族家庭中的首领，这样一来，这个社会便容易产生民主和唯理主义氛围。在这个氛围中，经验的算术和几何法则被上升到具有逻辑结构和论证数学体系中。
乔布斯经典名言及感悟
乔布斯经典名言及感悟 保持饥饿，保持愚蠢——我是乔布斯 在那场斯坦福大学毕业生的著名演讲中，乔布斯提到了“保持饥饿，保持愚蠢”这句经典名言，而在现实世界里，无论是日常生活还是在工作中，乔布斯都把这两句话贯彻始终。 乔布斯是一名素食主义者，这个习惯也使他一直保持“饥饿”状态，《史蒂夫·乔布斯传》曾谈到在上世纪70年代名声大噪的《一座小行星的饮食》，就是它引导乔布斯去追随素食主义。该书的作者艾萨克森还确认这本书对乔布斯的影响使得他开始了其近乎原始的饮食方式，他还试图说服身边的人成为素食主义者。乔布斯不放过任何机会宣扬素食主义和节食的优点，可以想象与他同桌吃饭的人所感到的恐惧。 艾萨克森把乔布斯描绘成一个对食物要求苛刻，甚至过分挑剔的人。他的女儿莉萨曾讲到怎样看着他吐出一勺汤就因为知道汤里放了黄油。她还说，乔布斯
对于食物的这种强迫症一样的行为与他苦行僧般的性格以及认为通过对于胃的节制可以达到启示思想的效果。 在移植肝脏后，乔布斯决定只吃水果汁。他会把七八种水果汁排成行，拿勺子蘸着一点尝尝。在他的病情加重时，乔布斯不听医生忠告依然继续他的节食禁食。每当乔布斯坐到餐桌边却一言不发地盯着电脑时，他的妻子就很恼火。“我想强迫他吃下去，”她说。当时家里的气氛就难以置信的紧张。 而这种对“饥饿”状态的迷恋，乔布斯也把它行使在工作中。大家都知道乔布斯对苹果有一种永远不满意的状态，他对自己的产品永远都是挑剔的。这是一种对于完美的“饥饿”。 创立苹果8年后，乔布斯带领团队设计出了突破性的Macintosh电脑，使得个人电脑更易于使用。由于和当时的苹果首席执行官约翰·斯库利闹翻，乔布斯离开苹果12年，等他1997年回到苹果时，随即就开发出一系列创新产品：iPod、iPhone和iPad。这些产品不仅改变了音乐播放器和手机等产品类别，还改变了音乐和移动通信等整个行业。而这一切是因为乔布斯对团队保有一种创新，一种在“饥饿状态”下刺激出来的创新。
爱因斯坦相对论-论动体的电动力学(中文版)
论动体的电动力学 大家知道，麦克斯韦电动力学——象现在通常为人们所理解的那样——应用到运动的物体上时，就要引起一些不对称，而这种不对称似乎不是现象所固有的。比如设想一个磁体同一个导体之间的电动力的相互作用。在这里，可观察到的现象只同导休和磁体的相对运动有关，可是按照通常的看法，这两个物体之中，究竟是这个在运动，还是那个在运动，却是截然不同的两回事。如果是磁体在运动，导体静止着，那么在磁体附近就会出现一个具有一定能量的电场，它在导体各部分所在的地方产生一股电流。但是如果磁体是静止的，而导体在运动，那么磁体附近就没有电场，可是在导体中却有一电动势，这种电动势本身虽然并不相当于能量，但是它——假定这里所考虑的两种情况中的相对运动是相等的——却会引起电流，这种电流的大小和路线都同前一情况中由电力所产生的一样。 堵如此类的例子，以及企图证实地球相对于“光煤质”运动的实验的失败，引起了这样一种猜想：绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应当认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来同它不相容的公设：光在空虚空间里总是以一确定的速度C 传播着，这速度同发射体的运动状态无关。由这两条公设，根据静体的麦克斯韦理论，就足以得到一个简单而又不自相矛盾的动
体电动力学。“光以太”的引用将被证明是多余的，因为按照这里所要阐明的见解，既不需要引进一个共有特殊性质的“绝对静止的空间”，也不需要给发生电磁过程的空虚实间中的每个点规定一个速度矢量。 这里所要闸明的理论——象其他各种电动力学一样——是以刚体的运动学为根据的，因为任何这种理论所讲的，都是关于刚体（坐标系）、时钟和电磁过程之间的关系。对这种情况考虑不足，就是动体电动力学目前所必须克服的那些困难的根源。 一运动学部分 §1、同时性的定义 设有一个牛顿力学方程在其中有效的坐标系。为了使我们的陈述比较严谨，并且便于将这坐标系同以后要引进来的别的坐标系在字面上加以区别，我们叫它“静系”。 如果一个质点相对于这个坐标系是静止的，那么它相对于后者的位置就能够用刚性的量杆按照欧儿里得几何的方法来定出，并且能用笛卡儿坐标来表示。 如果我们要描述一个质点的运动，我们就以时间的函数来给出它的坐标值。现在我们必须记住，这样的数学描述，只有在我们十分清楚地懂得“时间”在这里指的是什么之后才有物理意义。我们应当考虑到：凡是时间在里面起作用的我们的一切判断，总是关于同时的事件的判断。比如我说，“那列火车7点钟到达这里”，这大概是说：“我的表的短针指到7 同火车的到达是同时的事件。”
数学在人类文明发展中起到的作用
数学在人类文明发展中起到的作用邓小平说，“科学技术是第一生产力”，而科学技术的基础是应用科学，而应用科学的基础是数学，这一论述揭示了数学在生产力中的巨大作用。数学与人类文明的发展有着千丝万缕的联系。 一、用之以计数，使之融入生活 数学起源于数，数起源于数数。人类最早的数数工具就是双手与双脚，但数字大过于20的时候，人类就用木棍儿或者石子来代替手脚作为计量工具，渐渐发明了数字来代表这些具体的事物，所以数字天生就是抽象的东西。人类运用数字在日常生活中普遍应用于农业，狩猎，建筑等行业，大大提高了人类的生活水平。 二、用之以创造，促进生产发展 数学作为一种工具，在人类的发明创造中起了很大的作用，用数据测定并演算的规律，运用于各种生产工具的制作中，大大提高了人类的生产力，促进生产关系的改变，从而推动整个人类的文明进程。数学的广泛运用，不仅仅是运算能力的提高，而且在物理学，化学，机械，天文等学科中，起到了预测的功能。万有引力的发现，冥王星的预测都是数学广泛运用的成果，数学以之基础科学的作用，大大丰富了人类的生产力。 三、用之以研究，提高科技水平 数学作为一门技术，直接推动了科技的飞速发展。数学是一种普遍适用的技术，它可以帮助人们在搜集、整理、描述、探索和创造中建立问题的模型，通过研究模型来解决相关的问题，作出正确的判断。
在当代高新技术中很多问题都要通过建立数学模型，应用数学方法并借助计算机的计算、模拟、仿真和控制来实现计算机行业的软件比重早已超过硬件，而软件技术本质上是数学技术。军事科学中，运用蒙特卡罗方法建立的概率模型，可在实战前对作战双方的军事实力、政治、经济、地理、气象等因素进行模拟，以选择出对自己一方既有利又最稳妥的作战方案。在计算机的发展中，数学为人类带来了信息化时代。信息时代即为数学时代，随着计算机的出现，兼有科学和技术两种品质的数学渗入到各行各业，并且物化到各种先进设备之中，促进了各行业科技含量迅速提高。科技的突飞猛进依赖于数学技术。 四、用之以推广，促进社会人文发展 在经济发展和社会管理过程中，数学技术在其中每一个环节都扮演了重要角色。任何一个产品，从原材料检验、下料、分类、运输、供应，到产品毛坯的准备、加工、物流、贮存、检测、装配、包装，到销售、服务、市场开发，直到市场信息反馈、成本核算、产品改进设计等等，数学中的最优化决策论原理促进了产品设计、生产与开发的科学化。社会上，任何一项制度的建立，都有相关的数据作为依据，用数学分析法讲的来的数据进行分析解剖，作为社会决策的重要依据，数学分析法成为社会管理的一项巨大突破！ 数学作为一种文化，具有比数学知识更为丰富和深邃的文化内涵，数学文化是对数学知识、技能、能力和素质等概念的高度概括，”通过数学的学习，可以接受数学精神和数学思想方法的熏陶，提高思维能力、锻炼意志和品质，并把它们迁移到学习、工作和生活中去。
乔布斯经典语录大全(100句)
乔布斯经典语录大全 1、你必须相信点滴的进步会连接着你的未来。 2、CEO重要的职责就是去哄、去祈求、去威胁你的员工，让他们尽一努力达到公司的目标。我要让他们看到公司的目标比他们想象的更宏伟、更有价值，这样他们才会付出一切。当他们尽了力，但是还没有做到最好时，我会告诉他们，我相信你可以做得更好，回去做好了再来见我。 3、物质欲望的圈套就像童话里的红舞鞋，让人一眼望去便对它充满无限的喜爱。不管这舞鞋是否适合自己的双脚，都会毫不犹豫地将其穿上，感受那一刻最令自己兴奋的感觉。而当这种感觉消散后，留下的只有无尽的空虚…… 4、生意场上有很多约定俗成的规定，我称为陈规陋习，只要你多提问多思考，脚踏实地工作，你很快就能学会经商，这不是什么难事。 5、领袖和跟风者的区别就在于创新。 6、我跟着我的直觉和好奇心走，遇到的很多东西，此后被证明是无价之宝。 7、没人愿意死，即使人们想上天堂，人们也不会为了去那里而死。但死亡是每个人共同终点。从来没有人能够逃脱它。也应该如此。因为死亡就是生命中最好的一个发明。它将旧的清除以便给新的让路…对我来说，成为墓地里最富有的人并不重要，每天做些美妙事才重要 8、所谓初学者的心态是指：不要无端猜测、不要期望、不要武断也不要偏见。初学者的心态正如一个新生儿面对这个世界，永远充满好奇、求知欲和赞叹。 9、记住你即将死去！不要为别人而活！ 10、没有经验，你就永远不可能知道经验的价值，或者永远不可能知道如何正确地保有经验所创造的财富。 11、死亡很可能就是生命中最棒的发明，是生命交替的媒介。 12、你唯一要做的是，把你的特质发挥的淋漓尽致，把对手远远的抛在后面。 13、通过这些精英的相互碰撞，通过辩论、对抗、争吵、合作，相互打磨，磨砺彼此的想法，才能创造出美丽的石头。 14、苹果的核心并不是成本削减。苹果的核心是从尴尬的困境中创新突围。 15、牢记自己即将死去，这是我所知道的避免陷入患得患失困境的最好方法。你已经一无所有，就没有理由不听从自己的心声……求知若饥，虚心若愚。
关于爱因斯坦相对论论文
关于爱因斯坦相对论论文 屏幕上一闪而过的那趟高速列车使我的视网膜受到了前所未有的冲击，这趟列车最终以7圈/S的速度极速穿行在地球表面，竭尽全力的靠近光速，一种难以想象的实物运行速度…
当物体速度将达到光速的时候，时间的流速就会趋近于零，这种假设让我感觉到那种难以置信的速度，而且掺杂着一种无力去否认的人类现代科学研究。 本次的爱因斯坦相对论视频展又一次激起了我脑海里熄灭已久的一个念头，时光真正可以穿越吗 这让我想起一部自己非常喜欢的电影，由元彪、张曼玉主演的《急冻奇侠》。 明崇祯年间，淫贼凤三为祸京师，皇帝命凤三的师弟方守正追捕凤三。凤三偷取廖师门至宝黑玉佛，借此超越时空。不料被方所阻，两人双双跌下悬崖埋身雪地。1988年，两人的冻尸被地质队发现，准备运往美国进行研究，但途经香港时意外断电，两人苏醒过来，经历了一场穿越时空的生死搏斗…最终巧遇在港巡展的时光轮盘，借着时光隧道穿回了明朝。 时光可以穿梭，时间可以变慢，这一切还只是在理论与实践中摸爬滚打的科学假设～ 车内的时光明显变慢，也就是当物体速度将达到光速的时候，时间的流速就会趋近于零，这种假设真的让我感觉到那种难以置信的速度。 爱因斯坦狭义相对论证明高速旅行会使时间变慢，假定将来的某个时候，人们已解决了所有的技术难题，能够制造一艘以亚光速飞行的宇宙飞船，一定意义上的时间旅行就变成可能了。如果飞船以亚光速从地球出发向遥远的星系飞去，来回的旅程仅仅几年(按飞船上的时间)，但在此期间地球上却已过去了几千年，一切都发生了天翻地覆的变化。如果人类文明依然还存在的话，那又会是一个什么新的模样呢, 记得，英国著名物理学家史蒂芬?霍金继日前承认外星人的存在后，又发表一个惊人论述:他声称带着人类飞入未来的时光机，在理论上是可行的，所需条件包括太空中的虫洞或速度接近光速的宇宙飞船。不过，霍金也警告，不要搭时光机回去看历史，因为“只有疯狂的科学家，才会想要回到过去"颠倒因果"。是的，在
数学与人类文明
数学与人 一个学期的数学与人类文明的课，改变了我对数学的许多看法。从小学到高中，一直认为数学就是繁杂的计算，复杂的数据和函数题目，为了考试而学数学。简单地认为数学除了加减乘除对日常生活有用之外，其他都没什么用处。然而，现在我才恍然大悟，原来数学对对科学的发展，文明的发展，对人类社会的发展，是如此重要！客观世界的一切事物小至粒子，大至宇宙，始终都在运动和变化着。因此在数学中引入了变量的概念后，就有可能把运动现象用数学来加以描述了。这也正说明了如果不懂得数学这门语言，我们就无法表达自己，更无法去认知自然，征服自然。 数学是科学的皇后，毫无疑问数学是美丽的。它像音乐一样和谐，在更深的层面上揭开自然界和人类社会内在的规律，现实世界是数学的丰富源泉。数学的奥妙不在于它的完美和复杂，相反是在于它找到了最经济，最简单的表述与论证。明晰，严谨，简介，规范，是人类文明，宇宙文明的共同语言。它，作为人类思维的表达形式，反映了人们积极进取的意志、缜密周详的逻辑推理。基本要素是：逻辑和直观、分析和推理、共性和个性。虽然不同的传统学派可以强调不同的侧面，然而正是这些互相对立的力量的相互作用，以及它们综合起来的努力，才构成了数学科学的生命力、可用性和它的崇高价值。 微积分作为高等数学重要的一部分，对科学的发展起着巨大的推动作用。微积分的方法是一种辩证的思想方法，它包含了有限与无限的对立统一，能把复杂的问题进行空间、时间上的有限次分离，在有限的范围内进行近似处理，然后让分割无限地进行下去，局部范围无限变小，那么近似处理也就越来越精确，这样就可以得到精准的理论结果。更重要的是微积分是与实际应用联系发展起来的，它在天文学、力学、化学、生物学、工程学、经济学等自然学科，社会学科及应用科学各个分支中，有越来越广泛的应用。菲欧几何也是是一门大的数学分支，它的发展催生了一些重要的新的几何的产生。菲欧几何的创建还打破了欧氏几何一统天下的局面，从根本上革新和拓广了人们对几何学观念的认识，导致人们对几何学基础的深入研究，而且对于物理学在二十世纪初所发生的关于空间和时间的物理观念的变革产生了重大的作用。 除此之外，数学巨大的魅力在于数学几乎渗透于任何一门学科中，如果说科学是正在沉积自己厚度的水中的泥沙，那么数学就是源源不断流来的清泉，不仅甘甜，而且逐渐汇聚成河流，推动着已经有了厚度的泥沙蔓延至四面八方，有时甚至将他们带到终点形成伟岸的山峰。数学门类的齐全性也决定了他应用的广泛性，因此数学成为了各门学科的基础和工具。例如数学对计算机学科的发展产生了重大的作用。其实，数学是计算科学的主要基础。计算模型的非连续性使得以严密、精确著称的数学尤其是离散数学被首选作为描述学科的工具。大多数计算科学理论不仅是对研究对象变化规律的陈述,由于能行性这一本质的思想和步骤,更重要的是取决于对理论的深刻认识和理解。由于离散数学的构造性特征与反映学科本质的能行性特征之间形成了天然一致,从而使离散数学的构造性特征决定了学科的许多理论，同时具有理论、技术、工程等多重属性,常常是相互渗透在一起，是密不可分的。理论上,凡是可以用计算机来处理的问题及其处理过程中都可用数学来描述;凡是可以用以离散数学为代表的构造性数学描述的问题及处理过程,也一定可以用计算机来实现。计算机学科的研究工作走向深入,研究内容比较复杂。人们首先是发展相应的计算模型或引入新的数学工具,然后依靠计算模型和数学工具将研究工作推向深入。例如,在计算方法中提及了报表、分解、集成、类比、推导、变换、扩展等，而网络协议描述,并发控制机制、容错计算、量子计算、计算机系统结构与性能分析、并行计算等,都引入了新的计算模型.随着时间的发展,计算机科学研究所需的数学专业基础知识从高等数学、数值分析、微分方程向抽象代数、泛函分析等拓扑学方向过渡，所以以上种种说明计算机学科的发展是与数学紧密相关的。 对于我自己来说，上了大学之后，学得是外语专业，没有什么机会深入了解过微积分这
大学物理 上册(第五版)重点总结归纳及试题详解第十五章 狭义相对论基础
第十五章狭义相对论基础 一、基本要求 1. 理解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。 2. 了解洛仑兹变换及其与伽利略变换的关系；掌握狭义相对论中同时的相对性，以及长度收缩和时间膨胀的概念，并能正确进行计算。 3. 了解相对论时空观与绝对时空观的根本区别。 4. 理解狭义相对论中质量和速度的关系，质量和动量、动能和能量的关系，并能分析计算一些简单问题。 二、基本内容 1.牛顿时空观 牛顿力学的时空观认为，物体运动虽然在时间和空间中进行，但时间的流逝和空间的性质与物体的运动彼此没有任何联系。按牛顿的说法是“绝对空间，就其本性而言，与外界任何事物无关，而永远是相同的和不动的。”，“绝对的，真正的和数学的时间自己流逝着，并由于它的本性而均匀地与任何外界对象无关地流逝着。”以上就构成了牛顿的绝对时空观，即长度和时间的测量与参照系无关。 2．力学相对性原理 所有惯性系中力学规律都相同，这就是力学相对性原理（也称伽利略相对性原理）。力学相对性原理也可表述为：在一惯性系中不可能通过力学实验来确定该惯性系相对于其他惯性系的运动。 3. 狭义相对论的两条基本原理 （1）爱因斯坦相对性原理：物理规律对所有惯性系都是一样的，不存在任何一个特殊的（例如“绝对静止”的）惯性系。 爱因斯坦相对论原理是伽利略相对性原理（或力学相对性原理）的推广，它使相对性原理不仅适用于力学现象，而且适用于所有物理现象。 （2）光速不变原理：在任何惯性系中，光在真空中的速度都相等。 光速不变原理是当时的重大发现，它直接否定了伽利略变换。按伽利略变换，光速是与观察者和光源之间的相对运动有关的。这一原理是非常重要的。没有光速不变原理，则爱因斯坦相对性原理也就不成立了。
浅谈爱因斯坦
从相对论到量子力学 ---浅谈爱因斯坦的研究 摘要： 二十世纪，相对论和量子力学是物理学界最伟大的成就。科学家的视野从牛顿的经典中离开，开始转向更为广袤的天地———高速运动和微观粒子的世界。 爱因斯坦是相对论的创立者，是量子力学的催生者之一。毫无疑问，他是伟大的。 但伟人并不意味着完美。 爱因斯坦始终排斥着玻尔的量子系统的概率论。他说，“上帝不掷骰子。” 但实验是铁证。 玻尔说：“我们不能告诉上帝，该做什么。” 霍金评论道，“上帝不仅掷骰子，而且他总是把骰子扔到我们看不到的地方！” 从相对论到统一场理论，爱因斯坦试图用数学统一整个物理。但是，上帝掷了骰子，他还是失败了。 关键词：相对论，量子力学，爱因斯坦，场理论。 引言：作为二十世纪最伟大的物理学家，爱因斯坦以其天才的头脑，提出了相对论。但，作为二十世纪的另一座里程碑——量子力学，爱因斯坦却没有留下过多的贡献。而倾尽毕生之力的场理论，成为了爱因斯坦的遗憾。 是什么原因造成了这样的状况呢？为什么已经登上巅峰的爱因斯坦终究没能攻下另一座堡垒？ 正文：一、爱因斯坦是如何创立相对论的 1、伯尔尼的辉煌记录
1905年，在不到8个星期内，四篇划时代的论文被寄到《物理学杂志》。 这四篇论文分别是《论动体的电动力学》、《关于光的产生和转化的一个启发性的观点》、《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》和《物体的惯性同她所含的能量有关吗？》。相对应的内容是著名的狭义相对论、量子学论文、布朗运动的理论解释和质能转换定律。 就是在远离科学中心的伯尔尼，身为无名小卒的爱因斯坦发表了彻底改变现代物理学和宇宙学的四篇论文，他的1905年的奇迹年（annus mirabilis）总是被庆祝，他如泉水般喷涌的天才引发了令人惊愕的敬意。 2、天才的思考 空间和时间的概念在狭义相对论中扮演着重要的角色，也是最大的突破。因为在牛顿的绝对时空观里，空间和时间是具有绝对的意义的，并且相互独立。 1905年以前的很长一段时间内，爱因斯坦一直思考着一个很困难的问题：麦克斯韦的方程组是正确的，光速是不变的。但光速的不变性又与经典力学的速度相加规则相矛盾。在和朋友的一次谈话之后，这个问题解开了：时间和信号速度之间有着不可分割的联系。 从某个角度来讲，狭义相对论几乎是直接从麦克斯韦的电磁场理论地出来的。麦克斯韦的电磁理论具有一种不对称性。而他认为这种不对称性是值得怀疑的，因为它破坏了物理学中的统一和内在的和谐。而不对称性起源于其理论中少不了的“绝对静止”的以太。方程组推出光速是恒定的，但这是对哪个参考系成立的呢？包括洛伦兹在内的一些物理学家明确承认绝对静止的“以太”的存在。可是所有的以太漂移实验都失败了，经典物理学走入了死胡同。 但爱因斯坦认为，绝对静止的以太是一个错误的概念，这明显破坏了对称性和统一性。爱因斯坦以其惊人的想象力，抛弃了经典力学的速度合成法，肯定了同时性在不同惯性参考系中是相对的，提出了空间和时间的相对性和统一性。不变的不是时间和空间，而是光速。 绝对静止是人类的假想，并不足以成为一个客观规律。自然界的存在和发展并不以人的意志为转移。他认为，好的物理规律是恒定不变的，如果事实无法与方程结合，那么努力让它们统一。用一组方程，用最简洁的表达，阐述真理。 不得不说，爱因斯坦是当之无愧的天才。身体活在低速运动的世界，思想已
论数学与人类文明
论数学与人类文明 the Mathematics and Human Civilization 邹常盼 09211273 2009211306摘要：数学是人类文明进步的力量。这句话，讲起来似乎很玄。社会发展、文明进步主要是依靠科学技术推动生产力和生产关系的发展，依靠民族文化素质的不断提高，与数学何干？然而，纵观古今中外人类文明的发展史，任何时期、任何朝代，无论是政治、军事还是经济、文化的进步，数学都无一例外地起着巨大的推动作用。 Abstract: Mathematics is the power of human civilization and progress. This sentence seems very mysterious about it. Social development, civilization and progress is mainly relying on science and technology to promote the development of productive forces and production relations, relying on the continuous improvement of the quality of national culture, and mathematics ware? However, throughout the history of human civilization, ancient and modern, at any time, any dynasty, whether political, military or economic, cultural progress and mathematics, without exception, plays a huge role in promoting. 关键词：数学，推动，人类文明。 Key words: mathematics, promote human civilization. 正文：王国维在《人间词话》中说： “诗人对宇宙人生，须入乎其内，又须出乎其外。入乎其内，故能写之。出乎其外，故能观之。入乎其内，故有生气。出乎其外，故有高致。” 只知入乎其内，那是见木不见林，常常会迷失方向。所以还要辅助以出乎其外，站出来作高瞻远瞩。不站出来，就不知道数学的根在何处，不知道自己研究的最终目的与最终方向是什么。不站出来，就看不到数学与别的学科的密切联系与相互影响。不站出来，就看不到数学对人类文明的巨大贡献。 整个人类文明的历史就像长江的波浪一样，一浪高过一浪，滚滚向前。科学巨人们站在时代的潮头，以他们的勇气、智慧和勤奋把人类的文明从一个高潮推向另一个高潮。 数学在整个人类文明中都是深层次的动力。其作用一次比一次明显。 数学在人类文明中一直是一种主要的文化力量。它不仅在科学推理中具有重要的价值，在科学研究中起着核心的作用，在工程设计中必不可少。而且，数学决定了大部分哲学思想的内容和研究方法，摧毁和构造了诸多宗教教义，为政治学和经济学提供了依据，塑造了众多流派的绘画、音乐、建筑和文学风格，创立了逻辑学。数学为我们回答人与宇宙的根本关系的问题提供了最好的答案。作为理性的化身，数学已经渗透到以前由权威、习惯、风俗所统治的领域，并取而代之，成为其思想和行动的指南。 人类文明的进步主要体现在生产力和生产关系的发展。“科学技术是第一生产力”，“科学技术的基础是应用科学，而应用科学的基础是数学”，这一论述揭示了数学在生产力中的巨大作用。 1．数学作为工具，在科学研究中的应用非常广泛。从文艺复兴时期到20世纪中期出版的被称为“改变世界”的16本自然科学和社会科学专著中，有10本（《天体运行》、《血
优美英语文章.乔布斯十句经典名言给我们的启迪
10 Powerful Quotes From The Steve Jobs Movie And What They Teach Us About Leadership 电影《乔布斯》中十句经典名言给我们的启迪 The script for Jobs, the new movie starring Ashton Kutcher as the visionary Apple co-founder, is heavy with quotes that reflect Jobs? business philosophy and approach to life. I?ve interviewed the director, Joshua Michael Stern, and I recognize most of Kutcher?s lines in the movie as being either direct quotes from Steve Jobs or compilations of his quotes. Here is my vote for the ten best quotes from the movie and what they can teach us about leadership, creativity, communications, and success. 在新片《乔布斯》中，由阿什顿·库彻（Ashton Kutcher）主演苹果公司富有远见的联合创始人史蒂夫·乔布斯。这部影片的剧本大量引用了乔布斯生前讲过的话，反映了乔布斯的经营理念以及生活态度。我采访了这部影片的导演约书亚·迈克尔·斯坦恩（Joshua Michael Stern），我认识到，库彻在这部影片中的绝大部分台词要么是直接引用了乔布斯曾经讲过的原话，要么是对乔氏名言的汇编。以下是我从这部影片中选出的十句最佳乔氏名言，这些名言能够为我们带来领导力、创造力、沟通和成功方面的启迪。 1. I?m not dismissing the value of higher education; I?m simply saying it comes at the expense of experience. 1. 我并不是贬低高等教育的价值，我只是说，其代价是偏废了经验。 According to Jobs film directorJoshua Michael Stern, Steve Jobs felt that life experiences were critical to being creative. Stern included pivotal scenes in the movie showing a young Steve Jobs taking a college calligraphy course and visiting India with his friend, Daniel Kottke. “Absorbing culture, art, and history were extremely important to Jobs. He believed in taking life experiences and using it as a subtext for something else you?re doing, like helping to form the product you?re creating, ” said Stern. This is one of the most powerful success principles we can learn from Steve Jobs: a broad set of life experiences is essential for creativity to flourish. 据电影《乔布斯》的导演约书亚·迈克尔·斯坦恩称，乔布斯认为，生活经验对于创造力而言是至关重要的。斯特恩的电影中有几个关键场景，这些场景描绘年轻时代的乔布斯选修一门大学书法课程，以及和他的朋友丹尼尔·科特基（Daniel
解释相对论
数学仅仅涉及概念间的相互关系，而不考虑它们与经验之间的关系。物理学也涉及到数学概念，但是，只有当清楚地确定了它们与经验对象的关系之后，这些概念才获得物理内涵。这一点在运动、空间、时间概念上表现得尤为明显。 相对论正是建立在对以上这三个概念前后一贯的解释基础之上。“相对论”这个名称是与如下事实相关的，即：从可能的经验观点来看，运动总是表现为一个物体对于另一个物体的相对运动（比如汽车相对于地面的运动，地球相对于太阳和恒星的运动）。运动绝不会作为“相对于空间的运动”——或者，像有人所表述的——“绝对运动”而被加以观察。“相对性原理”在其最广泛的意义上为如下一句论断所蕴含：所有的物理现象都有这样一个特点，它们未给“绝对运动”概念的引进提供任何依据；或较为简洁却不怎么精确的表述：不存在绝对运动。 从这样一个否定的论断中，我们似乎看不到什么洞见。但事实上，它却是对（可以想象的）自然规律的一个严格限制。在这种意义上，相对论与热力学有着某种类似之处。后者也是基于“不存在永动机”这一否定性论断之上。 相对论的发展历经了“狭义相对论”和“广义相对论”两个阶段。后者假定了前者作为一种极限情形的有效性，它是前者的连贯一致的延续。 A.狭义相对论 经典力学中对空间和时间的物理解释 从物理的观点来看，几何学是一些定律的总和，由这些定律能把相互静止的刚体置于彼此相对的位置上（比如，一个三角形由三条端点永远连接的杆组成）。人们设定用这种解释，欧几里得定律是有效的。在这种解释中，“空间”原则上是一个无限的刚体（或框架），其他的物体是与之相关联的（参照系）。解析几何（笛卡尔）用三个相互正交的刚性杆作为参照体表现空间，在这些刚性杆上通过垂直投影这一熟悉的办法（利用刚体的单位尺度），便测得空间点的“坐标”(x,y,z)。 物理学研究空间和时间中的“事件”。每一个事件不仅有自己的空间坐标x，y，z，还有一个时间值t。后者被认为可利用一个其空间大小可以忽略（作理想周期循环）的钟来测得，这个钟C被看作在坐标系中一点，例如在坐标原点(x=y=z=0)处是静止的，在空间点P(x,y,z)上发生的事件的时刻便被规定为与事件同时的钟C所显示的时刻。在这里，假定“同时”的概念无需专门的定义就有物理上的意义。这种精确性的缺乏似乎是无害的，只因光（其速度在我们日常经验看来几乎是无限的）使得空间上分开的事件的同时性看起来能被立即加以确定。 通过利用光信号来从物理上定义同时性，狭义相对论消除了这个精确性的缺乏。在P点发生事件的时间t就是从该事件发出的光信号到达时钟C时从C上读的时间。考虑到光信号通过这一距离所需事件，对这一时刻进行了修正。在做这种修正时，（假定）光速为常数。 这个定义把空间上分开的两个事件的同时性概念归化为在同一地点发生的两个事件（即光信
爱因斯坦讲的相对论的故事读后感
爱因斯坦讲的相对论的故事读后感 导读：爱因斯坦讲的相对论的故事读后感1 同学们，你们都知道伟大的物理学家爱因斯坦吧！那肯定也听说过他那伟大的相对论理论。众所周知，相对论是由伟大的科学家爱因斯坦创立的，分成广义相对论和狭义相对论。 而相对论是关于时空和引力的基本理论，在大学的物理学科才有所涉及，那些深奥的理论是不是已经让你望而却步了呢？别，请走上前来，看看这本书——云南教育出版社出版的《爱因斯坦讲的相对论的故事》，跟伟大的爱因斯坦一起走上“相对论”的旅途吧！ 记得小学一年级时，一位老师告诉过我，按照相对论，如果人类能够发明比光还快的机器就能够穿越时空，回到古代社会。如果找到虫洞，并且能够放大、移动虫洞的位置，就可以去往未来。多么神奇！ 一直以来，我就对相对论很感兴趣。可惜，妈妈帮我找到的资料都很难懂，不过这本书可非常有趣，让我爱不释手。因为深入浅出是这本书的特色，高深的理论知识在一个个简单常见的例子中变得简单明了，虫洞、黑洞、时间机器等不再是一个个枯燥无味的词语。即使你是一个物理零基础的孩子，只要用心读这本书。相信它也会让你“赖”上物理，爱上科学！ 这本书分成九课，都是以爱因斯坦为主讲老师，给孩子讲课的形式来给我们传播知识的。 分别是第一课什么是速度？
第二课光的速度不会变？ 第三课能够到达未来吗？ 第四课对于运动中的人来说，距离变短了。 运动会使物体的重量发生变化。 宇宙是什么样的呢？ 地球拉住了布娃娃。 重力使光线变得弯曲。 能够吸引一切的黑洞。其中我最感兴趣的是第九课，因为读了这一章节之后，我解开了一直藏在心里的谜团——为什么地球没有被虫洞吸进去。 这是因为：重力越大吸引力也越大，黑洞是一个拥有巨大重力的天体，到了黑洞附近，任何物体都逃脱不了它那强大的吸引力。那么为什么地球还依然存在呢？因为，虽然宇宙里有很多黑洞，但是那些黑洞只能吸引一定距离内的物体，距离越远，黑洞的引力就越小。也就是说，地球是位于黑洞的边界线之外，所以它不会被黑洞吸进去。哈哈，可真有趣。 爱因斯坦说过：学习知识要善于思考，思考，再思考。我就是靠这个方法成为科学家的。我们小学生也要通过阅读，思考，让自己有更多的收获。即使不能成为科学家，也可以丰富自己的学识，让有趣的科学知识伴我们成长。大家一起来读书吧！ 爱因斯坦讲的相对论的故事读后感2