本章要义
物理定律和公式一般都是在一定的理想化模型下建立或推导出来的，都只在一定条件下和一定范围内才适用，因此应用物理定律和公式来分析、解决实际问题时，必须注意其适用条件和应用范围。
当你们跨入学校的大门时，你们会在课堂上学习到各种各样的科学知识，要理解抽象的物理理论，要记忆繁杂的公式。但是当你们走进物理故事这个大门时，你们会被其中的美景所征服。在这一系列的物理定律中，你们会发现这些科学家们对于科学的热情和执著，会为他们的科学精神所感动，例如：伽利略的钟摆定律、牛顿的万有引力、哥白尼的日心学说，等等。
水压爆破了水桶
17世纪40年代，只有17岁的帕斯卡发表了《略论圆锥曲线》，文中提出一个射影几何学的基本定理。
后来，他对托里拆利的大气压实验进行了研究。他注意到气体、液体都属于流体，于是，他从流体的角度开始了液体压强的研究。
为此，他还专门发明了一个适用于测量液体压强的压强计。这个压强计有一根橡皮管，一端接压强计，另一端接扎有橡皮膜的金属盒，把金属盒放进液体中便可以测量液体内部的压强，且水越深，压强越大。他还发现：在同一深度，水向各个方向的压强相等。
后来，帕斯卡又把水换成多种不同的液体进行反复实验后，得到的结论完全相同。因此，帕斯卡由此推论：“重量和体积较小的液体也能够产生较大的压强。”
但是，许多人都对这个结论表示反对和怀疑。
1648年的一天，帕斯卡进行了一次公开实验表演：
他拿来一个定做的大木桶，仔细检查一下水桶密闭得很好后，在大木桶盖的塞子上开了一个小孔，并装入一根13米长的细管子，然后，他向大家点了点头，示意一切已准备就绪。他打开桶的上盖，将水灌在木桶中，并将盖盖好。
帕斯夫说：“我之所以要做这样一个实验，就是想验证一下我提出的液体静力学基本关系式和这个关系式推导出的一个定律的正确性。”
一会儿，帕斯卡让人站在高处将木桶的上盖塞紧，长长的细管直立着冲向空中。这时，帕斯卡站在高处手提一壶水，站在管前对在场的人说道：
“现在，我把水注入管子里，请大家密切注意观察木桶的变化。”
帕斯卡将壶里的水向管中倒出，看着水顺着管子一点一点注入木桶中，突然，“啪”的一声巨响，木桶破了，在场的人看到这个情景都惊呆了。
“我成功啦！”帕斯卡将脸仰向天空，高兴地喊了一声。
此时，帕斯卡笑着对大家解释说：
“木桶之所以会破裂，那是因为注入管内的水对木桶塞子下面的水面加了一个压强，这个压强通过水向木桶内壁的各个方向传递，而木桶内壁某一点上压强的大小等于该点到管内水面之间单位截面水柱的重量。”他停顿了一下，接着说，“由于压强向流体各个方向传递，所以，如果将两个截面相差较大的容器相通，在小截面上施加一个很小的压力，大截面上就会产生一个很大的推力。这就像我们往管子里注入水，在管子的小截面上施加一个很大的压力，其方向与小截面方向相反。由于这个压力过大，所以，木桶就破裂了。”
听了帕斯卡一席话后，大家都心服口服了。
1653年，帕斯卡提出了密闭流体传递压强的定律。人们为了纪念这位伟大的科学家，就将这一定律命名为“帕斯卡定律”。
“知识链接”
水压的计算公式如下：P=hg。这里，P代表水压（kg/m），h代表水深（m），g代表水的重量密度（=9.8kg/m2）。
“名人小档案”
帕斯卡（1623～1662）是法国著名的数学家、物理学家和哲学家，创立了概率论，对微分三角形、面积和重心等腰三角形问题都有深入研究。他善于从实验入手，发现问题，找出规律，对我们今天的学习和研究仍然有着深刻的借鉴作用。
运动中的“黑板”定律
1820年的一天，法国科学院召开了由物理学家阿拉果介绍奥斯特关于电流能够产生磁场这一新发现的大会。演示实验让大家目睹了电流作用磁针现象。在场的科学家目睹眼前奥斯特发现电流磁效应的实验，心中产生了强烈的震动。他们长期信奉库仑关于电、磁没有关系的观念，但在事实面前不得不低头。
在讨论过程中，安培提出：
“既然电流能够像磁石一样吸引小磁针，那么，由此可以推断，导线中的电流也能够相互作用。”
这一独特的见解马上引起了阿拉果和毕奥的兴趣。
他们立即对安培说：“会议结束后，在科学院门口不见不散。”
会议一结束，安培就与两位科学家见面，在去大门的走廊上，安培的脑海中突然出现两条平行导线中电流的作用问题。他边走边想，并陷入思考之中。
正当他想得入神时，一抬头，隐隐约约看见前面有一块黑板。
“太好了！”原来，安培正为没有地方运算而发愁呢。
于是，他走到黑板前，从口袋里掏出一支粉笔，在黑板上开始计算起来。
毕奥和阿拉果俩人边走边夸奖着安培。忽然，他俩看见远处，有一个人在马车的背后全神贯注地写着什么。
“这人是谁呢？怎么会如此认真？”走近一看，竟是安培。
于是，他们俩就在不远处停了下来，望着安培的背影，暗自奇怪。过路的人都对安培的举动感到好笑，而安培却心无旁念聚精会神地用粉笔在马车的车厢上写着，写着。马车在不停地走着，安培跟在后面不停地写……
他们悄悄地来到安培的身后，一看，整个车身上被安培写得密密麻麻的。
这时，马车又开始走动起来，马车走得越快，安培就跑得越紧，马车跑起来，安培就跟着跑起来，车厢成了一块会跑动的“黑板”……
不知不觉中马车来到一个拐弯处，安培抬头一看，黑板不见了。他这才发现，刚才那根本不是什么黑板，原来是一辆马车的车厢背面。
安培渐渐地走到了路中央，望着远去的马车的背影，望着那自以为黑板上的密密麻麻的一道道计算公式，无可奈何地摇了摇头，长长叹了一口气……
毕奥和阿拉果看着呆呆站在路中心的安培，都会心地笑了……
安培对奥斯特的新发现深深地着迷了。回去以后，他集中全部力量进行研究，在大量事实的基础上，通过精心研究，在不到一个月的时间内，安培就向科学院提交了三篇有关的研究论文，报告了他一生中最伟大的发现：电流不仅对磁针有作用，而且两个电流之间也有相互作用。在两根平行的通电导体中，如果电流的方向相同，它们就相吸引；如果电流的方向相反，它们就相互排斥。后来，安培在这个基础上继续探索着，在研究中又取得了大量成果，并且发现了电流之间相互作用的规律。后来，人们把这规律称为“安培定律”。
“科学大揭秘”
安培一生中，只有很短的时期从事物理工作，却成了电动力学的开创者。这是为什么呢？因为他能够独特、透彻地分析，并善于借助数学研究中的成果，才使他的物理研究如虎添翼，终成伟业。
“名人小档案”
安培（Andre Marie Ampe，1775～1836），法国物理学家，对数学、化学都有贡献。1775年1月22日生于一个富商家庭。安培最主要的成就是1820～1827年对电磁作用的研究：①发现了安培定则；②发现电流的相互作用规律；③发明了电流计；④提出分子电流假说；⑤总结了电流元之间的作用规律——安培定律。
钟摆中发现的规律
伽利略出生在一个比较富裕的家庭，从小就偏爱数学，但他的父亲强行让他去比萨大学读医学。
还是大一新生的伽利略，是一个虔诚的天主教徒。1582年秋天的一个早晨，阳光灿烂的金秋时节，伽利略和信教的同学们早早来到比萨大教堂做礼拜，他随着人流走进教堂。
当伽利略来到高大宽敞的教堂里时，教堂大厅里一片昏暗，礼拜还没开始，于是，他坐了下来，默默地开始祈祷。忽然他感到眼前渐渐地明亮起来，他下意识地抬起头。一盏悬挂在大厅中央上空的铜吊灯，引起了他的注意，只见铜吊灯被门外刮来的一阵阵秋风吹得左右摆动。他被眼前的情景所吸引，祈祷都忘了。他从吊灯的摆动中发现一个现象：不管吊灯摇动的幅度是大还是小，但时间都是差不多的。
他静静地观察着……
门外又吹来一阵风，吊灯便大幅度地摇摆起来。
伽利略突然联想到，老师在课堂上讲过的“人的脉搏跳动的次数是稳定而均匀的”，于是，他连忙按着自己的脉搏，口中默默地数着数，一、二、三……一共是20下。随着吊灯摇动的幅度越来越小了，他再按住自己的脉搏来检查时，每次摆动的时间仍然是20下脉搏跳动的时间。于是，他得出一个结论：吊灯左右摇摆一次所需要的时间是相等的。
伽利略回到宿舍，心里久久不能平静，那左右摇摆的吊灯还在他的心中摆动。为了进一步证实这一结论，他翻身下床，找来一根绳子，吊上一个重物让它摆动。结果他发现：每次摆动的时间还是相同的。他不断地调节绳子的长度，发现随着绳子长度的改变，重物摆动的频率也随之改变。也就是说，摆动一次所需要的时间，与所吊的物体重量无关，而与绳子的长度有关。
就这样，善于观察和勤于思考的伽利略从一种很常见的现象中得到了启示，经过反复的实验，他终于创立了“单摆等时性定律”，即：单摆的摆动周期与摆球的质量无关。
“知识链接”
单摆等时性定律公式：
t=2g/l。
“眼界扩展”
1582年，伽利略在比萨教堂里注意到一盏灯的摆动，随后用线悬铜球作模拟（单摆）实验，确证了微小摆动的等时性以及摆长对周期的影响，由此创制出脉搏计用来测量短时间隔。1585年伽利略因家贫退学，担任家庭教师，但仍奋力自学。1586年，他发明了浮力天平，并写出论文《小天平》。
一个异常大胆的假设提出的学说
18世纪90年代，德国物理学家维恩根据热力学定律和其他一些的学说，提出一个黑体辐射能量按频率分布的公式，后来，人们称它为“维恩辐射定律”。按照公式计算得到的数据在高频部分（即短波）与实验结果趋于一致，而在低频部分则与之相去甚远。
紧接着，英国物理学家瑞利从统计力学和经典电磁学的接合部出发，给出一个新的公式，即“瑞利公式”。这个公式与维恩公式相反，它在低频部分的计算结果与实验数据较为一致，在高频部实验值相差甚远。也就是说，在长波部分与观察一致，而在短波部分与实验大相径庭。
柏林大学的理论物理学家普朗克为了在黑体辐射的维恩公式和瑞利公式之间寻求协调统一，说：
“必须从理论上推导出一个普遍化公式的定律。”
于是，他受到两个公式的启发，采用数学上内插的方法，将上两个公式中的谬误进行了改正，很快就把代表短波方向的维恩公式和代表长波方向的瑞利公式综合到了一起，使之无论在高频部分还是在低频部分都与实验值相符。普朗克的这一公式被称为“普朗公式”，同时这也就是“普朗克辐射定律”。
它虽然与实验结果非常吻合，然而却带有很强的经验性，理论性是不够的。
为此，普朗克又连续工作了两三个月，他想出了一个异常大胆的假设：黑体的腔壁由无数能量不连续的带电谐振子组成，其所带电量是一个最小能量单元量子的整数倍。带电谐振子通过吸收和辐射电磁波，与腔内辐射场交换能量。这些谐振子的能量不是连续变化的，而是以某一固定值的整数倍跳跃式变化。这就是著名的“量子假说”。
后来，普朗克将这一假说整理成《关于正常光谱能量分布定律的理论》一文，在德国物理学会上报告了自己的结果。
有趣的是，普朗克本人有时还情不自禁地对自己的学说产生怀疑。但是他的量子假说首次将能量不连续的思想引入物理学，为后来量子理论的创立和发展奠定了坚实的基础。同时，他为了解释该公式提出的量子假说，又为物理学研究开辟了一个崭新的领域。
“知识小博士”
普朗克提出量子假说也不是偶然的。从他所动用的术语和主导思想可以看出，这个假说明显受到奥地利物理学家波尔茨曼的影响。波尔茨曼曾于1877年提出把连续可变的能量分立，将其看成是无数带电谐振子的思想。可见，普朗克善于借鉴别人来丰富自己，从而完成一项重要发现。
“名人小档案”
普朗克，德国近代伟大的物理学家，量子论的奠基人。1858年4月23日，普朗克生于德国沿海城市基尔。1867年，其父民法学教授J。W。von普朗克应慕尼黑大学的聘请任教，从而举家迁往慕尼黑。在柏林期间，普朗克认真自学了R*9郾克劳修斯的主要著作《力学的热理论》，使他立志去寻找像热力学定律那样具有普遍性的规律。1879年普朗克在慕尼黑大学获得物理学博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立量子概念。
投石游戏得出的定律
一说到牛顿就想到他的万有引力定律，都认为那是牛顿从一只苹果落地中发现的伟大定律。
其实为了研究这一定律，年轻的牛顿用了整整7年的时间，而并非是短短的一瞬！
23岁那年，一场可怕的鼠疫在伦敦无情地蔓延着，那时，他正在剑桥大学就读，学校为了防止学生受到传染，让学生全部回家休息。在这段休息的时间里，他回到了自己的家乡林肯郡，傍晚时分，他坐在家门口，看着孩子们沉醉在投石器的游戏中。他们把一块小一点的石头放在稍大的石器中，然后用力打转，紧接着把石头抛得远远的孩子们再比较谁的石器转的圈子多又抛得远，而石器中的小石子并不抛出来。有时候，孩子们还会把一桶牛奶从头上转过，然而牛奶一点也没洒。这些表演让牛顿看在眼里，记在心里。
“是什么力量使石器里的石头，水桶中的牛奶不飞出来的？”思考的牛顿，从孩子们的游戏中想到了引力问题。
他从日落而想到月亮，想到了地球，想到了茫茫宇宙……首先他推求月球与地球之间的距离，由于引用的资料有错，他的推算彻底失败了。后来，新测量的地球半径值公布了，牛顿马上利用这一成果进行新的研究，一方面检查自己的不足；另一方面把自己发明的微积分理论运用到研究中。经过仔细的计算和推测，终于得出重力与引力具有相同本质这一重要结论。同时，他把适用于地面物体运动的三条定律（即牛顿三大定律）用于行星运动，也得出了同样正确的结论，从而得出了举世闻名的“万有引力定律”，奠定了理论天文学和天体力学的基础。
这一年，牛顿刚好30岁，从他研究引力开始，到提出这一伟大理论，整整花了7个寒暑！
牛顿的万有引力定律的出现，宣告了亚里士多德以来宗教势力宣扬的天上地下不同的思想的彻底毁灭，使人类的思想认识有了一次大飞跃！
“知识链接”
物体间由于质量而引起相互吸引的力，这种力存在于地球万物之间。地面上物体所受到的地球对它的吸引力，是万有引力的一种。
“眼界扩展”
在流体力学方面，牛顿指出流体黏性阻力与剪切率成正比，这种阻力与物体各部分之间的分离速度成正比，符合这种规律的（如空气与水）称为牛顿流体。在热学方面，牛顿的冷却定律为：当物体表面与周围形成温差时，单位时间单位面积上散失的热量与这一温差成正比。在声学方面，他指出声速与大气压强平方根成正比，与密度平方根成反比。他原来把声传播作为等温过程对待，后来被P*9郾S*9郾拉普拉斯纠正为绝热过程。
揭开天体运动的谜
开普勒是个先天不足的早产儿，出生不久又得了天花、猩红热，高烧不止，导致了他后来的视力受到很大的损伤，还留下了一双不能正常走路的脚。但这一切并没有阻止他的科学梦想，凭借着惊人的毅力，他走进了大学，在马斯林教授的影响下，开始了天文学研究，并且成为举世闻名的天文学家，并为牛顿的万有引力定律的提出打下了坚实的基础。
他的眼睛既近视又散光，但是借助工具，仍能顽强地观测天象。有一天，他忽然想：星星们一定是在各自的轨道上运行的，要不，杂乱无章的天体不就撞成一团了吗？那么，天体之间的运动又有什么规律呢？他决定探究其间的“奥秘”。
从一开始，开普勒把宇宙中的天体想象成一个几何结构模型。他反复计算、分析，并以火星为对象，进行了七十多次的计算，设计它的运行轨道，可是每次都与实际观测的数据相差0*9郾133度。为什么会出现这样的问题呢？他日夜思索，终于明白了，自己把火星运行轨道假设成圆形的，事实上，火星运行的轨道是椭圆形的。这样，他的计算结果与实际观测的数据正好吻合。因此，他也成了第一个从理论上计算出火星运行轨道的人，后来他的这一发现被称为“开普勒第一运动定律”。
当开普勒搞清楚火星运行轨道以后，立即着手编制火星运行表，并进一步观察它的运行情况，最后发现，火星离太阳越近，运动得越快，相反，则越慢。这便是开普勒第二运动定律。10年后，他经历了无数次的失败，终于揭开了天体运动的另一条规律，即“开普勒第三运动定律”：行星公转周期的平方和它轨道长轴的立方成正比。
开普勒的行星运动三大定律，揭示了天体运行不互相“撞车”的奥秘。
“知识链接”
行星运动第一定律（椭圆定律）：所有行星绕太阳的运动轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
行星运动第二定律（面积定律）：连接行星和太阳的直线在相等的时间内扫过的面积相等。
行星运动第三定律（调和定律）：行星绕太阳运动的公转周期的平方与它们的轨道半长径的立方成正比。
指南针的发明，特别是在航海中的应用，推动了航海技术方面的巨大改革。英国著名的科技史专家李约瑟博士曾高度评价中国人发明的指南针。他说，指南针的发明标志“原始航海时代的终结”、预示了“计量航海时代的来临”。可见，指南针这一伟大发明在人类历史上的重要地位。
“名人小档案”
德国天文学家开普勒（JohannesKepler）是丹麦著名天文学家第谷（TychoBrahe）的学生和继承人，他与意大利的伽利略（Galileo）是同时代的两位巨人。开普勒从理论的高度上对哥白尼学说作了科学论证，使它更加提高了一大步。他所发现的行星运动定律“改变了整个天文学”，为后来牛顿（Isaac Newton）发现万有引力定律奠定了基础。开普勒也被后人赞誉为“天空的立法者”。
从盘中敲出的震动原理
童年时期帕斯卡就是个喜欢观察和思考的孩子，在学校里凡事都要对着老师问个究竟。
有一天中午时分，帕斯卡吃完午饭，独自在厨房外面玩耍。
厨房里不时传出叮叮当当的餐具碰撞的声音，这些碰撞声深深地吸引了小帕斯卡。于是，他对声音产生了浓厚的兴趣。本来这刀叉与盘子相碰的声音，大家都司空见惯，听了都不会在意。但是，对于爱动脑筋的小帕斯卡来说，他就想弄个明白。
于是，他又亲自试验一下，发现：餐刀停止敲打盘子后，声音还要延续一段时间。如果用手将盘子边轻轻一按，声音就马上停止下来了。
帕斯卡此时还有一种发现：每次用手指去碰盘子的边缘时，手指都有发麻的感觉。
通过多次的观察和重复地试验，帕斯卡终于得出了结论：声音的传送方式，主要靠震动。即使敲击停止了，只要震动不停止，还能发出声音来。
这就是声学的震动原理。小帕斯卡童年时，就发现了声学的震动原理，从此揭开了他一生伟大科学探索的序幕。长大以后，他成为法国著名的物理学家和数学家。
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帕斯卡11岁发现了声学的震动原理，并开始了科学的探索。他在16岁就发表数学论文，22岁研制出世界第一台机械计算机，24岁完成著名的真空试验。
“名人小档案”
帕斯卡（1623～1662）是法国数学家、物理学家、哲学家。1623年6月19日诞生于法国多姆山省克莱蒙费朗城。帕斯卡由于工作和学习过于劳累，从18岁起就病魔缠身，1655年病情迅速恶化，1662年8月19日在巴黎病逝，年仅39岁。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位，简称“帕”。
花粉的“布朗运动”
1827年深秋的一个晚上，英国著名的生物学家布朗在自己的花园里散步。当他走在花园的水池边，发现水面上浮着许多花粉，这一幕深深地吸引住了布朗，他赶忙从房中取出显微镜仔细地观察。这时，他发现一种奇怪的现象：这些细小的花粉在水面上无规则地运动着。
“花粉的运动，可能是因为花粉具有生命力的缘故吧！”这个现象引起了布朗的极大兴趣。他把目光集中在一个细小的花粉颗粒上，发现这些小颗粒的运动是无规则地跳跃着，而且是非常短暂的。
布朗回到实验室，坐在椅子上想了很久：“是不是没有生命的花粉就不会运动了呢？”他把花粉放在酒精里浸泡，过了一段时间，酒精挥发了，花粉也干燥了，他认为花粉已经失去生命力，才开始做实验。结果他在显微镜下发现，花粉仍在杂乱无章地不停运动着。
“原来，花粉无规则地运动，不是生命力的原因引起的。”这个结果是布朗意想不到的。于是他又做了一个实验：他把玻璃磨成粉末，然后撒在水面上，实验表明，这些不具有生命力的玻璃粉末，仍然在做无规则的运动。
这种奇怪的现象使布朗非常困惑，便将这个令他费解的问题公布于世。遗憾的是，直到他去世，这个问题也没有得到解决。
过了很多年以后，物理学家才把这个问题搞清楚：任何物体都是由分子组成的，分子在不停地作无规则的运动。为了纪念布朗，人们把这种现象命名为“布朗运动”。
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1827年，苏格兰植物学家R。布朗发现水中的花粉及其他悬浮的微小颗粒不停地作不规则的折线运动，称为布朗运动。人们长期都不知道其中的原理。50年后，J。德耳索提出这些微小颗粒是受到周围分子的不平衡的碰撞而导致运动。后来得到爱因斯坦的研究证明。布朗运动也就成为分子运动论和统计力学发展的基础。
“名人小档案”
布朗：1815年生于巴西。在英国受教育，毕业于牛津大学。先后任伯明翰大学教授、伦敦国立医学研究所所长等职务。他用白鼠做皮肤移植试验，发现了“获得性免疫耐受性”现象。1860年获诺贝尔生理学医学奖。1887年逝世。
世界是简单的
大学期间的哥白尼是个勤奋好学的人，他那时就对托勒密地心说产生了怀疑，并产生了日心地动的新思想。文艺复兴期间，哥白尼孜孜不倦地阅读了各种古希腊和古罗马的哲学著作。在此期间对哥白尼影响最大的就是著名天文学家阿利斯塔克的日心说。阿利斯塔克认为地球每天绕自己的轴自转一周，每年沿圆周轨道绕日一周。太阳和恒星是不动的，行星和地球以太阳为中心沿圆周轨道运动。这种思想好像灯塔一样，在茫茫黑夜中给正在探索道路上的哥白尼指明了方向。另外，哥白尼在意大利留学期间结识了著名天文学家诺瓦拉教授，他们经常一起讨论宇宙结构和怎样改造地心说的问题，共同进行天象观测。在旧人文主义思想和古希腊著作的影响下，哥白尼初步形成了日心说思想。他坚信天体运动应该符合数学的和谐，如果把太阳当作地球和其他行星做圆周轨道运动的中心，那就构成一幅简单、美丽而又和谐的天文体系。
有了新思想和新观点，不等于建立了新学说。如果没有大量的计算和观测来论证，那么它只能称作哲学推测。形成日心学说的观点，要有破除旧思想的勇气，要有丰富的想象力和创造力。论证日心说，这需要有铁棒磨成针的恒心、坚忍不拔的意志和百折不挠的毅力，以及进行精细的天文观测的技巧和复杂数学计算的才能。1506年，哥白尼回国后，在波兰教堂的一座塔楼上，建立了简易天文台，用自制的简陋仪器进行长期系统的观测。他用实际观测的结果不断修订自己的日心说体系。日心说认为地球既不是一个静止不动的天体，也不是宇宙中心，而只是一个普通的行星，它既有自转的周日运动，又有和其他行星一样的周年运动。太阳才是宇宙中心，天体的视运动实际上是地球和其他行星围绕太阳作复合运动的结果。于是，哥白尼重新确立了各天体在太阳系中的位置。
日心学说的确立对近代科学史起到了一个划时代的意义，它解放了人们被长期禁锢的思想，推翻了一千多年以来占据统治地位的地心说。它以天体的真实运动代替视运动，为我们描绘了一幅有关太阳系各天体位置与运动的科学图景，使以前看来极不协调的种种天象变得既简单又合理，为近代天文学的产生奠定了基础。
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地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。地心说承认地球是“球形”的，并把行星从恒星中区别出来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行，托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念，设计出了一个本轮均轮模型。按照这个模型，人们能够对行星的运动进行定量计算，推测行星所在的位置，这是一个了不起的创造。
“名人小档案”
哥白尼：伟大的波兰天文学家，日心说的创立者，近代天文学的奠基人。1473年2月19日生于波兰维斯瓦河畔的托伦城。18岁时进克拉科大大学，1497～1500年间，他在波洛尼亚大学读书，除教会法规外，还同时研究多种学科，尤其是数学和天文学。对他最有影响的老师是文艺复兴运动的领导人之一、天文学教授诺法腊。哥白尼的主要贡献是创立了科学的日心地动说，写出“自然科学的独立宣言”——《天体运行论》。
乌云与尘埃遮不住真理之光
16岁的欧姆以优秀的成绩进入“爱尔兰根”大学，读了3个学期就被父亲送到了瑞士农村。他父亲认为农村的清新空气和淳朴社会关系，将更有利于欧姆潜心学习。在这以后6年中，欧姆一边自学，一边担任中学教师和家庭教师。1811年，欧姆再次进入“爱尔兰根”大学，并于同年10月获得博士学位。毕业后，他在母校担任了一年半的无薪助教，后转到科隆两所经过改革的耶稣学校当教师。他在那里系统地学习和研究了著名科学家拉普拉斯、傅立叶和菲涅耳的经典著作，从而为自己今后从事科学研究打下了坚实的理论基础。
当《电路》发表后，欧姆被教育部部长安排到柏林的一所军校。
当时德国物理学界的一些有影响的物理学家对欧姆十分不满，首先来自德国物理学家鲍尔对《电路》的攻击，对欧姆定律采取一种绝对否定的态度，就连其他一些物理学家，如埃尔曼、斯威格等人也觉得言之过分。
后来，欧姆给国王路德维希一世写信以求公断。他说：“我的科学著作是具有广泛影响的，它已经受到公众的注意。我遗憾地说，现在我只遇到唯一的反对者——鲍尔，他的观点是建立在黑格尔原理的基础上的。”
此时此刻，欧姆已经感受到来自黑格尔哲学的压力。国王把欧姆的信交给了巴伐利亚科学院，责令组成一个学术委员会专门讨论欧姆的著作，做出估价，判断它在未来科学中的地位。但是，委员会成员的意见不一。最后，只好征求哲学家谢林的意见。谢林是德国自然哲学的创始人，在科学界非常具有影响力。但谢林拒绝做出任何评价，这件事后来不了了之。
1831年，黑格尔去世，他的唯心主义思想对科学的束缚开始松弛了，欧姆本人也觉得在精神上得到了解放。
不过，欧姆的声誉首先还是在英国树立起来的。截至1840年，已有不少实验家证明了欧姆定律，并把它运用到自己的研究工作中去。1841年，英国皇家学会授予欧姆最高科学奖——科普勒奖章；1843年，物理学家惠斯通在贝克利亚讲演中详细阐述了欧姆定律，给予欧姆极高的评价。这样就引起了德国政府和科学界对欧姆的关注。
与此同时，高斯等在哥廷根大学树立起科学的风气，逐步向德国各地传播开来，这就为接受欧姆定律创造了有利条件。埃尔曼和多佛等人竭尽全力地要把欧姆推荐到德国物理学界的最高位置。经过一些热心的科学家的反复努力，欧姆终于当选为巴伐利亚科学院院士。后来，人们为了纪念欧姆在电学上的卓越贡献，1881年在巴黎召开的第一届国际电气工程师会议上，决定以“欧姆”命名电阻的实用单位。
“名人小档案”
欧姆（Georg Simon Ohm，1787～1854），德国物理学家。1787年3月16日出生于德国爱尔兰根。由于经济困难，于1806年中途辍学，去外地当家庭教师。1811年他重新回到爱尔兰根取得博士学位。1825年欧姆发表了有关伽伐尼电路的论文，但其中的公式是错误的。第二年他改正了这个错误，得出有名的欧姆定律。欧姆定律刚发表时，并没有被大家所接受，连柏林学会也没有注意到它的重要性。随研究电路工作的进展，人们逐渐认识到欧姆定律的重要性，欧姆本人的声誉也大大提高。
本章小结
科学定律是物理的本质，科学精神是物理的灵魂。手握科学定律，遇到问题往往迎刃而解；心怀问题往往迎刃而解；心怀科学精神，人生也会变得更有意义和充满情趣。读完本章之后，你有什么感慨呢？