高中物理序言——学习，除了题以外的东西南北 课件 -2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

序： 学习，除了题 —— 用更精确的语言去发现美的规律，描述世界！ 世之奇伟、瑰怪，非常之观，常在于险远，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。 1 数学家希尔伯特曾经对包括爱因斯坦在内的一众物理学家们说： “物理对物理学家而言，实在是太难了”。 一、芝诺的乌龟 乌龟🐢 阿基里斯🏃‍♂️ 如果乌龟在前，阿基里斯在后，同时起跑，阿基里斯要追上乌龟，必须首先到达乌龟的起点处，但当他到达乌龟起点处时，乌龟却已向前跑到另-地点，而当阿基里斯到达这一地点时，乌龟又到达另一新地点。如此类推下去，以至无穷。所以阿基里斯永远追不上乌龟。 阿基里斯追不上乌龟 人类对宇宙的探索越深入，产生的疑问和困惑也就越多，比如古希腊的哲学家曾经提出过一个著名的悖论——“芝诺的乌龟”也被称为“芝诺悖论”。 阿基里斯是古希腊神话一位善于跑步的神明，他在神明之中也以速度出名，但是在芝诺的问题中，他却永远追不上一只正常爬行的乌龟。 阿基里斯之所以永远追不上乌龟，是因为我们认为时间可以无限分割，总是存在更短的时间间隔，但是在量子力学中，时间存在一个最小的单位“普朗克时间”，普朗克时间是宇宙中最短的时间间隔，同样，宇宙中最短的长度单位被称为“普朗克长度”。从这个角度来看，乌龟不可能制造无限多个起点，在短暂的时间后，就会因为接触到普朗克时间的范围，这个时候就是阿基里斯追上乌龟的瞬间。 假如，每秒乌龟可以爬行一米，而阿基里斯的速度就是每秒十米，阿基里斯和乌龟赛跑，但是阿基里斯让乌龟先爬了100米自己再出发，当阿基里斯跑完100米后，乌龟爬行了10米，阿基里斯只好再次出发追赶乌龟，但是在阿基里斯跑完10米后，乌龟又向前爬行出了1米，如此循环下去，时间和距离可以无限分割，因此无论阿基里斯怎么努力追赶，他都无法在真正追赶上乌龟，因为乌龟会制造无数个起点。 3 《庄子·杂篇·天下》： “飞鸟之景未 尝动也。镞矢之疾，而有不行、不止之时。狗非犬。黄马骊牛三。白狗黑。孤驹未尝有母。一尺之棰，日取其半，万世不竭。辩者以此与惠施相应，终身无穷。” … 世上万物种类繁多，形态各异，共同点在哪里？隐藏于物质多样性背后的统一性在哪里？这些都要在微观层次中去寻求答案。 一、芝诺的乌龟 “原子”的单词为atom，源于希腊文aτoμos，其中字头a代表否定，τoμos是由动词演化来的形容词，意思