1、几何学与科学技术河南教育学院主讲人:封平华引言一个理想的倡导学科学用科学的社会氛围应当具有:第一,能使十分严谨但略呆板的课堂内容变为活生生的社会常识。倘使我们能有办法让每个人在面对社会时,能像牛顿所说的那样 “再再慎思 ”善莫大矣。第二,能让人们在各自工作领域中自觉养成理性思考的习惯,时时改善本职工作,以使人人能成为高科技时代的参与者,而不是同路人。 钱伟长一、圆锥曲线在宇宙中的应用下图表明,当一个平面与两个圆锥体相交时会产生:圆、椭圆、抛物线和双曲线。1. 圆锥曲线的实例n 抛物线 喷水的弧线闪光灯反射面的形状n 椭 圆 某些行星和某些彗星的轨道n 双曲线 某些彗星和另一些天体的轨道n 圆
2、水塘中激起的波纹圆形的轨道轮子自然界中的物体n 在宇宙中有许多构成圆锥曲线的例子,当代最为令人鼓舞的例子之一就是哈雷慧星。天体的轨道是这样一种观念:它应能很容易用方程或它们的曲线加以描述。研究曲线图有时能够揭示轨道的循环和周期。 2. 开普勒的行星定律n 跟伽里略一样,开普勒也是个坚定的日心说者,但他对太阳系的看法十分有趣。从下面的说明可以看出, 几何原本 仍然是当时人们仅有的数学工具。 原本 的后几卷里曾经介绍过正多面体,一共写出了 5种(后来被证明,正多面体事实上也只有这 5种):正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体。n 对于当时仅发现的 6大行星:水星,金星,地球,火星,
3、木星和土星,他是这样来给它们安排位置的:首先它们全在不同的 6个球面上运动,将地球运动的球面外接一个正十二面体,则火星便在它的外接球面上;n再在这个球面上外接一个正六面体,则土星便在它的外接球面上。 现在在地球运动球面上内接一个正二十面体,则它的内接球面便是金星的运动球面;再在这个球面作一个内接正八面体,则水星便在它的内接球面上。1609年他发表了经过 6年辛苦研究的成果,即我们现在都已熟知的开普勒三大定律:(1)椭圆轨道律。每一个行星都在一条椭圆轨道上运行,太阳位于椭圆的一个焦点上;(2)面积律。在椭圆轨道的任何处,相同时间内行星和太阳连线扫过的面积总是相等的;(3)周期律。行星运行周期的平方与行星和太阳的平均距离的立方成正比(平均距离指椭圆的长轴的一半)。这段历史生动地告诉我们, 2000年前希腊人发现的圆锥曲线终于在科学的发展中作出了巨大的贡献。