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中國化學史上的“世界第一”
公元前100 年中國發明造紙術。
公元105 年東漢蔡倫總結並推廣了造紙技術, 而歐洲人還在用羊皮抄書呢!
公元700——— 800 年唐朝孫思邈在《伏硫磺法》中早就記載了黑火藥的三組分( 硝酸鉀、硫磺和木炭) 。火藥於13 世紀傳入阿拉伯, 14 世紀才傳入歐洲。
公元前200——— 公元後400 年中國煉丹術興起。魏伯陽的《周易參同契》和葛洪的《抱撲子》記錄了汞、鉛、金、硫等元素和數十藥物的性狀與配製。公元750 年中國煉丹術傳入阿拉伯。
公元800 年唐朝茅華是世界上第
一位發現氧氣的人。他比英國的普利斯特裏( 1774 年) 和瑞典的舍勒( 1773 年) 發現氧氣約早1000 年。
我國是“纖維之王” ——— 蠶絲的故鄉。公元前2000 年中國己經養蠶。
公元200 年養蠶技術傳入日本。
公元前600 年中國已掌握冶鐵技 術, 比歐洲早1900 多年。公元前200年, 中國煉出了球墨鑄鐵, 比英美領先2000 年。
1000 多年前中國就能煉鋅, 早於歐洲400 年。
公元前2000 年中國已會熔鑄紅 銅。公元前1700 年中國已開始冶鑄青銅。公元900 多年我國的膽水浸銅是世界上最早的濕法冶金技術( 置換法) 。
1700 多年前, 中國已能煉鉛及銅 鉛合金。
公元前8000 ——— 公元前6000 年中國已製造陶器。公元200 年中國已比較成熟地掌握了製瓷技術。
3000 多年前我國已利用天然染料染色。
我國是世界上最早發現漆料和製 作漆器的國家, 約有7000 年曆史。公元前4000 ——— 公元前3000 年中國已會釀造酒。公元前1000 年我國已掌握製曲技術, 比歐洲的“澱粉發酵法” 製造酒精早2000 多年。
3000 多年前, 我們祖先發現石 油。古書載“澤中有火” 即指地下流出石油溢到水麵而燃燒。宋朝沈括著《夢溪筆談》第一次記載石油的用途,並預言: “此物必大行於世”。
世界上最早開發和利用天然氣的 是中國四川省邛和陝西省鴻門兩地。
我國祖先很早就使用木炭和石炭( 又叫黑炭, 即煤) , 而歐洲人16 世紀才開始利用煤。
1939 年, 中國化工專家侯德榜提出“聯合製堿法”, 1939 年侯德榜完成了世界上第一部純堿工業專著《製堿》。
1965 年, 我國在世界上第一個用人工的方法合成活性蛋白質——— 結晶牛胰島素( 由於署名原因, 諾貝爾化學獎與國人擦肩而過) 。
20 世紀70 年代, 中國獨創無氰電鍍新工藝取代有毒的氰法電鍍, 是世界電鍍史上的創舉。
1977 年我國在山東發現了迄今為止的世界上最大的金剛石——— 常林鑽石。
全世界海鹽產量5000 萬噸, 其中我國生產1300 多萬噸, 居世界第一。
早在3000 多年前, 我國就采用海水煮鹽了, 是世界上製鹽最早的國家。世界上已知的140 多種有用礦, 我國都有。且是世界上冶煉礦產最早的國家。
牛頓第一定律
牛頓第一定律的描述是“一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態, 直到有外力迫使它改變這種狀態為止。” 它包含了三層含義:( 1) 說明了物體處於靜止狀態或
勻速直線運動狀態的原因是: 物體沒受到外力作用。在實際中, 物體不受外力作用是很難實現的, 但物體所受外力的合力為零是存在的, 當物體受的合外力為零時與物體不受外力作用是等效的。
在物體不受外力作用( 或所受合外力為零時) , 表現為保持原來的運動狀態, 即靜止或做勻速直線運動; 在物體受外力作用, 且合力不為零時, 是表現為物體運動狀態改變的難易不同。
( 2 ) 運動是物體的一種基本性質, 物體的運動不需要外力來維持。
駁斥了亞裏士多德“有力就運動, 沒有力就不運動” 的錯誤理論。
( 3) 它定性地提出了運動與力的關係: 力是改變物體運動狀態的原因,是使物體產生加速度的原因。
牛頓第二定律
牛頓第二定律的內容: 物體的加速度跟所受的外力的合力成正比, 跟物體的質量成反比, 加速度的方向跟合外力的方向相同。公式為:a \\u003d F合m 或F合\\u003d ma
對牛頓第二定律理解: 牛頓第二定律是牛頓運動定律的核心, 由於這個定律將力與描述物體運動狀態變化的物理量加速度的因果關係定量地聯係起來, 所以該定律對運動和力的關係作了更深刻的揭示。
表一
物體受力情況物體加速度的特征物體運動形式
運動性質運動軌跡
實例
物體受合外力為零
時即Σ F \\u003d 0
加速度為零即( a
\\u003d 0 )
靜止
勻速
直線
續表
物體受力情況物體加速度的特征
物體運動形式
運動性質運動軌跡
實例
物體受合外力為恒
力即Σ F \\u003d c 且方向
與vn 相同
加速度為恒量, 方
向與vn 同向a \\u003d c′
勻加速直線
自由落體運動豎直下拋
運動
物體受合外力為恒
力, 且方向與vn 反
向Σ F \\u003d c
加速度為恒量, 方
向與vn 反向a \\u003d c′
勻減速直線
汽車刹車過程豎直上拋
運動的前半程
牛頓第三定律
兩個物體之間的作用力與反作用
力總是大小相等, 方向相反, 作用在同一直線上。表明力是物體間的相互作用, 若一個力為作用力, 則另一個力為反作用力。
在牛頓力學的框架中, 物體之間 相互作用力具有一下特點: 作用在兩個物體的一對作用力方向相反、大小相等、作用在同一直線上、作用在不同的兩個物體上。這就是牛頓第三定律。表達式: F1 \\u003d - F2 , F1 表示作用力, F2 表示反作用力, “- ” 號表示兩個力方向相反。
牛頓運動定律是建立在絕對時空以及與此相適應的超距作用基礎上的所謂超距作用, 是指分離的物體間不需要任何介質, 也不需要時間來傳遞它們之間的相互作用, 也就是說相互作用以無窮大的速度傳遞。牛頓第一、二、三定律的具體內容見表一。
圓麵積公式的由來
割圓術是劉徽創造的運用極限思想證明圓麵積公式及計算圓周率的方法。《九章算術》( 劉徽注《九章算術》卷首) 提出圓麵積公式: “半周半徑相乘得積步”。在劉徽之前是將圓內接正12 邊形分割拚補成一個長為圓內接正六邊形周長之半, 寬為圓半徑的長方形, 近似推斷這個公式的。
劉徽提出並定義了許多數學概念,如冪( 麵積) : “凡廣從相乘謂之冪”;方程( 即線性方程組) : “程, 課程也。
群物總雜, 各列有數, 總言其實。令每行為率, 二物者再程, 三物者三程,皆如物數程之, 並列為行, 故謂之方程。行之左右無所同存, 且為有所據而言耳”。
正負數: “兩算得失相反, 要令正負以名之” 等等, 從而改變了自墨學衰微以來靠約定俗成確定數學概念的涵義的作法。
珠算的始祖
程大位( 1533 ～1606 ) , 中國明代珠算家。字汝思, 號賓渠, 安徽休寧人。生於1533 年5 月3 日, 卒於1606 年9 月18 日。少年時, 程大位讀書極為廣博, 對書法和數學頗感興趣,一生沒有做過官。20 歲起便在長江中、下遊一帶經商。因商業計算的需要, 他隨時留心數學, 遍訪名師, 搜集很多數學書籍, 刻苦鑽研, 時有心得。約40 歲時回家, 專心研究, 參考各家學說, 加上自己的見解, 於60 歲時完成其傑作《直指算法統宗》( 簡稱《算法統宗》) 。
在中國古代數學的發展過程中, 《算法統宗》是一部十分重要的著作。
流傳極為廣泛和長久, 對中國在民間普及珠算起了很大的作用。明朝末年,還傳入朝鮮、日本及東南亞各地, 對這些地方傳播珠算起了重要的作用。
中國是最早使用負數的國家
我國古代的科技成就是令世界各 國矚目的, 在數學方麵也不例外。大家已經知道, 我國古代數學家祖衝之對圓周率的值的計算, 其精確度遠遠超過當時其他各國數學家。在使用負數方麵, 古代中國在當時世界上也處在遙遙領先的地位。
關於負數的引入, 在古代中國的商業活動中, 以收入錢為正, 以付出錢為負; 以餘錢為正, 以虧錢為負。
在農業活動中, 以增加糧食為正, 以減少糧食為負。至於正負數的運算,則是由於在解方程中遇到的不夠減的問題, 因而得出了正負數加減法的運算法則, 與我們現在所學的基本一致。
上麵這些內容在我國古代數學書
《九章算術》中有記載, 後來, 魏朝的數學家劉徽還有過詳細的說明。我國大約在2000 年前就取得了這些成就, 比埃及、印度早六七百年, 比歐洲則早了一千多年。當然, 由於封建社會的落後, 舊中國逐漸衰退, 直至1949 年中華人民共和國成立, 才又為我國科技事業的發展提供了非常優越的條件。
無理數的由來
公元前500 年, 古希臘畢達哥拉斯( Pythagoras) 學派的弟子希勃索斯( Hippasus) 發現了一個驚人的事實:一個正方形的對角線與其一邊的長度是不可公度的( 若正方形的邊長是1,則對角線的長不是一個有理數) 。這一不可公度性與畢氏學派“萬物皆為數( 指有理數) ” 的哲理大相徑庭。
這一發現使該學派領導人惶恐、惱怒,認為這將動搖他們在學術界的統治地位。希勃索斯因此被囚禁, 最後竟遭到沉舟身亡的懲處。不可通約的本質是什麼? 長期以來眾說紛紜, 得不到正確的解釋, 兩個不可通約的比值也一直被認為是不可理喻的數。15 世紀意大利著名畫家達芬奇稱之為“無理的數”, 17 世紀德國天文學家開普勒稱之為“不可名狀” 的數。
然而, 真理畢竟是淹沒不了的,畢氏學派抹殺真理才是“無理”。人們為了紀念這位為真理而獻身的可敬學者, 就把不可通約的量取名為“無理數” ——— 這便是無理數的由來, 同時它導致了第一次數學危機。
哥德巴赫猜想
1742 年德國數學家歌德巴赫在給 歐拉的信中第一次提出了這樣的問題:大於5 的偶數總能寫成兩個奇素數之和, 大於8 的奇數總能寫成三個奇素數之和。歐拉回信說: “任何大於4 的偶數都是兩個奇素數之和, 雖然我還不能證明它, 但我確信無疑, 認為這是完全正確的定理。” 這便是著名的歌德巴赫猜想。
數學家采用了分步走的方法證明它, 即先證明任何大於4 的正整數都能表示為c 個素數之和, 歌德巴赫猜想相當於c \\u003d 2 , 即( 1 + 1) 。
1966 年中國數學家陳景潤證明了 ( 1 + 2) , 並於1973 年發表, 立即轟動了國際數學界。
盡管由( 1 + 2) 到( 1 + 1 ) 隻有一步之隔, 但這一步卻又難以想象的艱難。
因此有人把( 1 + 1 ) 比作數學王冠上的明珠。許多數學家認為, 很可能必須創造新的方法, 否則這條路是走不通的。