只知物理概念的内容，却不知物理概念的由来，未免不是一种遗憾！
【以下内容均来自阅读《在悖论中前行 –物理学史话》一书后所作的笔记】
公元前550年，古希腊人毕达哥拉斯（比孔子大30岁），和其他希腊人一样，爱思考自然科学。当他眺望归来的海船时，总是先看到船上的旗子后看见船体，认为地球是圆的。他可能是历史上第一个意识到我们踩的地面可能是个球体的人。
公元前400年，一百多年后，古希腊人欧多克斯根据毕达哥达斯等前人的认识，提出“地心说”：
地球是整个宇宙的中心，也是唯一静止的天体，其他的天体都绕着地球转动，不同的天体组成一个同心球。
欧多克斯的老师柏拉图也指出：太阳、月亮、星星以“圆”的方式绕地球转动。
（编者评：即使以今天的眼光看，太阳绕地球转动的说法也是对的，因为太阳绕地球转动是以地球为参照物。古人与今天的看法不同的是，他们只支持太阳绕地球转动，却不接受地球绕太阳转动的事实）
公元前359年（商鞅变法），古希腊的北部兴起马其顿王国，国王的医生的儿子亚里士多德（比孟子大12岁），年轻时来到雅典，成为柏拉图的学生。亚里士多德天赋异禀，很快得到柏拉图的赏识，在柏拉图学园一待就是20年。柏拉图逝世后，离开雅典回到马其顿王国，给国王的儿子当老师。不久，马其顿王国击败古希腊最具实力的雅典和斯巴达城邦，占领希腊半岛。亚里士多德于是重回雅典，建立吕克昂学园，广收门徒。前323年，61岁的亚里士多德离开雅典，次年逝世。
亚里士多德作为一位百科全书式的科学家，他几乎对每个学科都做出了贡献。他的著作涉及伦理学、形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、自然科学、教育学、诗歌、风俗，以及雅典法律。所以说，他的的思想是人类智慧发展的一次重要结晶。
亚里士多德在物理学界也有着非常重要的地位。亚里士多德支持地心说，并且提出了重力概念。他的观点影响后世长达一千五百多年。
公元前315年，古希腊人阿克利斯塔克，用观测代替猜测，他提出“日心说”（或称地动说）。用几何三角关系，测出了太阳其实比地球大，提出昼夜交替是因为地球自转。
公元前190年，古希腊人喜帕恰斯（又叫伊巴谷），继承阿利斯塔克的观测和计算方法，创造了一系列令人眼花缭乱的成果，他首先提出岁差，视差概念。第一位正确测出月地距离——地球 半径的60倍。
过了两个多世纪后，在埃及出生的古希腊人托勒密，深入学习阿利斯塔克和喜怕恰斯的观测和几何方法，为了解释火星忽东忽西的诡异路径（在中国，这种现象称为“荧惑守心”，意味着上天要降灾到人间），如下图，
托勒密为了解释这种不符合地心说的现象，提出“均轮”和“本轮”学说，写成《天文学大成》。
他提出：地球处“偏心圆点”，天体都绕着这个偏心圆点做圆周运动，但是线速度不是匀速的，而相对于地球的角速度才是匀速的，即匀角速度运行。他其实否定了地球是宇宙的中心的观点。
托勒密之所以坚持地心说，是因为他提出的“均轮”和“本轮”能很好地解释诡异的火星路径，而且他也提出：并非所有的天体都绕地球运动，比如水星、金星是绕太阳运动的。
（编者评：由上述事实可以看出，托勒密原本只是一位严谨的天文学家。他的”地心说”观点本是一种很好的科学观点，最终却被教会利用，嫁接成上帝创造万物的理论基础，不能被质疑和反对，令人扼息。）
1400多年后，波兰人哥白尼，在意大利学医，业余爱好是天文。他发现托勒密的“大圈套小圈”（托勒密的“均轮”“本轮”理论的别称）有时最多达80多个，但若以太阳为中心，从观测数据看，不需要使用很多圈圈，于是，他提出地球是三种运动的结合（每年度绕太阳一圈，昼夜自转一圈，自转轴倾斜产生四季交替），写成《天体运行论》，正式提出了“日心说”。
由于不能解释“如果地球转动，为什么不产生东风”现象，日心说被地心说的拥护者（第谷）和神权维护者强烈否定。
（编者评：不管怎么样，哥白尼的日心说的理论即使不完美，但哥白尼的日心说无疑是对教会权威的否定，是自然科学发展的一次革命）
第谷，是丹麦人。他不接受任何地动的思想。他认为所有行星都绕太阳运动，而太阳率领众行星绕地球运动。（编者评：他的观点其实是地心说和日心说的综合体）
1576年，他在汶岛建立天文台，虽然当时没有望远镜，但他创制了大量的先进天文仪器，在天文台工作20多年，取得了一系列重要成果，观测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相当准确，至今仍然有使用价值。
1600年，数学天才、德国人，开普勒成为他的助手。开普勒曾著有《宇宙的神秘》，书中阐述了他对日心说的坚定支持。开普勒之所以能成第谷的助手，据说第谷为人豪爽，尽管不认为日心说是正确的，但是被年轻人的著作中的数学处理方法深深折服，所以，人们都说第谷是了不起的“伯乐”。
次年，第谷汞中毒逝世。
（编者评：他虽然反对日心说，但并不代表他与教会一样，是保守派。其实他也是挑战教会权威的斗士，1572年，他肉眼看到仙后座有一颗新的明亮恒星，便使用他自己造的仪器对这颗星长达16个月进行了一系列观测和记载，取得了惊人的结果，彻底动摇了教会支持的亚里士多德的天体不变的学说）
第谷逝世后，3岁就眼睛受损的开普勒开始根据第谷留下的准确数据，用数学方法分析，发现“火星的观测误差”其实是行星绕太阳做椭圆形的圆周运动造成的。
如图，
在一个火星年内（火星绕太阳转个来回需要687天），总有一天太阳、地球、火星在一条直线上，称为“火星冲日”。火星冲日时太阳和火星位于地球的两侧。S点代表太阳，M点代表火星，E点代表地球。通过∠E1SM和∠SE1M可确定E1(地球）的相对位置，同理，可求出En位置，便可求出地球轨道，同理可求出火星的轨道。
1609年，开普勒提出了第一定律（椭圆定律）：太阳位于椭圆的两个焦点中的一个。
不久，他又发现同样的时间内，行星与太阳连线扫过的面积相等。这个规律称为第二定律（面积定律），否认托勒密的匀角速度。理论不同于数学方法的是：理论必须建立在实际数据基础之上，所以，开普勒的理论是空前的。
1619年，开普勒出版《宇宙谐和论》，提出了第三定律（谐和定律）：所有行星绕太阳一周所用时间T的平方与它们的轨道长半轴R的立方成比例。
K是一个不变的常数。
开普勒认为，行星公转周期和半径如此的和谐的原因并不是上帝，而是太阳发出的某种磁力驱使行星绕其转动（磁力的概念的提出，是因为开普勒参考英国御医吉尔吉特《论磁》一本的观点）。
后来，由于为恩师第谷申辩（当时有人称第谷学说是异端学说）得罪了教会，他的书被列为禁书。1630年，回到德国后不久逝世，享年60岁。
1583年，意大利人伽俐略（比开普勒大7岁），在比萨大学主修医学，但对物理，数学感兴趣，发现了摆等时性原理（几十年后，惠更斯根据此原理发明了摆钟）。
1596年，伽俐略发明了第一支温度计，他根据阿基米德（公元前287-212）浮力原理发明了比重秤（密度计）。
1609年，伽俐略利用凸透镜，为威尼斯政府发明了新望远镜（相比旧望远镜，清晰度提高了9倍，比肉眼清晰33倍），并因此获得终身教授。当他用新望远镜观察月球后，他写信给他的好朋友开普勒：“月亮表面并不完美。”
接着，他用望远镜发现了木星有4颗卫星，也发现银河是由无数恒星组成，天文学进入望远镜时代。
此后一两年，伽俐略发现金星也有盈亏，推测出金星，地球都是绕太阳运动，为哥白尼的日心说提供了坚实的观测事实基础。此外，伽俐略发现了太阳黑子（它比行星移动速度慢很多，所以黑子不是行星日食），且发现黑子转动的周期，得出太阳也在自转。
如果太阳都在自转，还有什么理由不相信地球不能自转？
（编者评：太阳会自转？非常神奇又非常真实，这就是科学的魅力）
1616年，伽俐略的发现让哥白尼的“日心说”重新广被传播，导致教会发布“1616禁令”：严禁任何人在公开场合讨论日心说。在十几年的禁言岁月里，伽俐略于1630年完成《对话》一书，在书中为了解释“地球自转为什么不产生东风”，提出“速度变换原理”：如果没有参照物，速度是无意义的，所以，速度是相对的。
伽俐略聪明地将运动看成复合运动，一个水平，另一个竖直方向。水平方向速度从何而来，他创造性地提出“惯性”概念。惯者，一贯而为之也，即物体无论运动还是静止，始终要维持原来的样子，直到外力改变。这就解释了空气一开始具有和地球一样的速度，由于惯性，始终随地球运动，故无东风出现。
1632年（此时欧洲因新教与天主教的矛盾，欧洲各国借宗教分别站队仍进行着战争，史称三十年战争，罗马教皇权威在很多国家从此丧失殆尽），《对话》出版，风靡一时，余威仍在教会认为此书违反“1616禁令”，伽俐略受到审判并被终身监禁在家。
1636年，完成《关于两门科学的对话》著作，在书中提出了著名的悖论：“重物下落速度为8，轻为4，绑定一起速度会如何？”（古希腊的学者们和亚里士多德都认为，物体下落的快慢是由它们的重量决定的，物体越重，下落得越快。）
1、轻重中和，大于4小于8；
2、轻重相加，大于8。
从而提出物体的速度增加与物重无关的“匀加速”概念（加速度不变），并推导出自由落体（物体从静止开始下落的过程）的公式：
如下图，伽利略提出一个假设：如果木板没有尽头，那么小球也会无止境地运动下去，因为实在没有任何理由让小球停下来。所以，他认为维持物体运动的是惯性而非力。
伽俐略著名的理想斜面实验突破真实实验的局限，开创了人类思维新模式。
由于伽俐略认为宇宙是圆的，所以伽利略认为直线运动是圆周运动的前奏，物体最终都以“圆惯性”方式运动，而地球的自转、公转皆来自于“圆惯性”。
1642年，伽俐略在软禁期间逝世，享年78岁。1992年，梵蒂冈教廷终于为伽利略平反，并宣称300多年前对伽利略的审判是一个“善意的错误”。
1637年，法国人笛卡尔发明了现代数学的基础工具之一——坐标系。最初，几何和代数是相对独立的学科。几何直观形象，代数精确抽象，笛卡尔的坐标系第一次将几何图形和代数结合起来。根据笛卡儿坐标系，我们很容易解释一些物理现象。笛卡尔将其坐标几何学应用到光学研究上，第一次对折射定律作出了理论上的推证。
1644年笛卡尔在他所著的《哲学原理》中讨论碰撞问题时引进了动量的概念，用以度量运动。认为动量是绝对值，不是向量。第一次明确地提出了动量守恒定律。
笛卡尔对圆周运动分析后，小球做圆周运动受到了向心力作用，如果小球不受力，将会沿着切线方向飞出，做匀速直线运动。所以，他得出，物体不受力，只会做匀速直线运动，不会做圆周运动，也就不存在所谓的圆惯性。
可是既然圆惯性不存在，又该怎么解释天体的运行呢？他认为是“引力”。比如地球绕着太阳运动，那是因为太阳给了地球引力，引力充当地球做圆周运动的向心力。
如果太阳与地球之间有引力，新的问题又来了。这种引力是瞬时发生呢？还是通过介质传递过来的呢？如果是瞬时发生的，也就是说，引力速度无穷大，两个天体间无论相距多远也会立即产生引力，引力是一种超距作用，它的发生不要时间。如果引力不是瞬时发生，需要通过介质，经过一段时间后传递过来，那么介质是什么？
笛卡尔提出宇宙中充满了以太。太阳把以太扭曲得像个漩涡，地球就处在旋涡中的一个点上，就像搅动水桶里的水形成一个旋涡，而水上漂着的物体就会跟着旋涡转动起来。如果是这样，则不符合开普勒第二，第三定律。
笛卡尔不仅精通数学，物理，对哲学问题也有独到见解。笛卡儿倡导理性，应当“怀疑一切”，他认为怀疑应具有普遍性，什么东西不能怀疑呢？思考，唯有思考。所以，“我思考，所以我存在”成为他最广被流传的一句话。他于1650年逝世，享年58岁。
1642年，牛顿出生（伽俐略逝世的那一年）。19岁时在剑桥大学深造。1664年，欧洲黑死病爆发，毕业的牛顿回到家乡赋闲，在此期间，创立微积分。
（1）用微分可以求出瞬时速度的大小：
微分可简单总结为变量的变化快慢，dt称为无穷小量。
（2）用积分规则可求一个不规则形状的面积，即用规则长方形去切割不规则图形，如图，
当N=1，误差很大，N=6，误差变小，当N→∞，就能无误差求出面积，但N→∞，宽度为0 ，则每个长方形也为0 ，即面积可由宽度为0的线组成，同理，线可由无长度的点组成，体积由无厚度的面积组成。N称为无穷大量。（20年后，德国人莱布尼茨（1646—1716）也声称发明了微积分，他的出发点是对几何的计算，并使用现在通用的“dx”和“∫”符号。）
1666年，被称为牛顿年。牛顿通过三棱镜发现白光是复色光，接着他发明了新望远镜–反射式望远镜。这种望远镜不需要很多变形的透镜，完全靠光的反射。新望远镜解决了以前的望远镜体积过于庞大的问题，体积为原来的十分之一，清晰度反而大大提高，成为航海家不二之选。
随后，牛顿通过微积分方法得出牛顿力学三大定律。
定律 I
每一个物体都保持它自身的静止的或者一直向前均匀地运动的状态，除非由外加的力迫使它改变它自身的状态为止。
【编者评：之所以提出牛顿第一定律，是为了探究物体受力时如何运动（第二定律）做铺垫，所以，必须先明确物体不受力将会怎样运动（第一定律）。另外，从不受力角度可以导出惯性概念，与之前的伽俐略，笛卡尔的提出的惯性概念更科学更完整】
定律 II
运动的改变与外加的引起运动的力成比例，并且发生在沿着那个力被施加的直线上。
在提出牛顿第二定律之前，当时有两种不同观点在争论，用什么来描述运动的改变和传递。
最初，笛卡尔提出动量概念，它认为这个量=质量X速率（速度的大小）。笛卡尔还提出动量守恒。动量守恒是指：物体不受外力时，无论是直线、还是圆周运动，或与其他系统碰撞，发生运动的传递时，动量都保持不变（即质量与速率的的乘积不变），即动量守恒。动量成为了用来量度运动传递的不二之选的物理量。
但惠更斯发现动量并不守恒，所以莱布尼茨反对使用动量，并将动量称为“死力”，而认为描述物体传递最好的是质量乘以速率的平方，他将这个量称为活力（即为今天的动能）。两派观点争论持续百年。
牛顿发展了“死力”，把速率改为速度，它的合成遵行平行四边形法则，将“死力”定为矢量，这样动量也就守恒了。
所以，牛顿是通过死力（动量）来描述运动的。将运动的改变表示为dp/dt（dp指动量的微分改变，dt指时间的微分改变）。
【编者评：“死力”与“活力”其实根本不需要争，因为它们不是同一个物理量。正如后来有人指出，“死力”（动量）是力在时间上的累积；“活力”（动能）是力在距离上的累积。
】
定律 III
对每个作用存在总是相反的且相等的与反作用：或者两个物体彼此的相互作用总是相等的，并且指向对方。
牛顿第三定律好像是正确的在“废话”，这个定律移彻底否认了亚里士多德的“重力的物质固有的属性”的谬误，重力并不高人一等，只是它可以远距离作用。
1645年，法国人布里阿德提出引力和它到太阳距离的平方成反比的假说。牛顿根据月地距离是地球半径的60倍，计算发现，地球对月球的重力加速度是地面的1/3600左右。
1667年，牛顿回到母校，成为数学教授。1671年，向英国皇家学会提交“光的色散”结论，由于会长胡克（他提出了著名的胡克定律）是白光是纯洁的观点拥护者，对牛顿的结论给出的评价是“毫无意义”。饱受 打击的牛顿埋头工作12年。
1684年，牛顿的好友哈雷造访牛顿，询问行星轨道。牛顿回答道：椭圆。并告之方法。于是哈雷用此方法预算出哈雷慧星的回归时间。
两年后，牛顿用微积分的方法计算出关系式：
（G为系数，m1、m2分别是物体质量，r是两者间距离）
牛顿用这个公式解释潮汐是海水受月球引力导致的。
在哈雷的鼓励下，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》，由哈雷资助出版，引起轰动，后成为皇家学会会长。
牛顿为人古怪，未婚，但敬畏宇宙，于1727年逝世，享年85岁。
他的理论留下三大问题：
1、引力是超距的吗？法国人笛卡尔认为引力是接触的，引入“以太”概念，而牛顿认为是没有介质，是超距的。如果有“以太”，以太漩涡会使地球中间瘦两头尖，像搓丸子，越搓越细。而牛顿认为地球中间部位受引力更大，应是中间肥两头圆，像揉面团。结果经验证，英国人牛顿的预言获得证实，引力的超距作用成为主流。
2、宇宙会坍缩吗？1692年，本特利神父指出：当所有的星体互相吸引，宇宙将坍缩，坍缩后由上帝恢复原来形状。牛顿反驳说，以地球为例，虽然它受到太阳的引力作用，但是同时也受到其他星球的引力作用，从而导致受力平衡，所以，宇宙不会坍缩。但只要有一点改动，便会出现几何指数坍缩。
3、地球自转的初速度是如何来的？万有引力定律只能解释物体有了速度后，为什么可以一直转动下去，不是因为圆惯性，而是万有引力除了让物体受到重力，还要分出一部分作为质点的向心力。所以，地球会自转不停。但不能解释地球自转的初速度是如何获得。
牛顿逝世后70年，人们还在为G值的大小范愁。英国人已经60多岁的卡文迪许借鉴扭秤实验以及镜了反射的放大效应，测出了G值为6.67X10^-11.这个值至今与公认值只差百分之一。
地球的半径早在公元前200年，利比亚人埃拉托色尼测出。当时他住在亚历山大港，夏至时，当当照射赛伊尼井直到井底，亚历程山大港的入射角为7.2度，从而求得半径近6000KM（与今天约为6400km相差不大，已经非常精确了)。
卡文迪许利用现成的地球半径值和自己测出的G值，轻而易举地算出地球的质量为：M=5.9×10^24千克。
有了地球的质量，再要计算月亮、太阳的质量，就得测算地月、日地的距离。人类历史上第一个比较精确地测量地月距离的人是喜帕恰斯，他沿用了阿利斯塔克的方法，只是在两地同时观测，再通过计算出月全食的时间和月亮进入影子的角度，便能测量地月距离，计算得出地月距离是地球半径的60倍左右，这与现代测量的结果十分接近。
如何测量地球与太阳的距离，有很多人尝试了不同的方法。
喜帕恰斯沿用用电办法：通过日全食测量日地距离，但误差太大。因为当天体离地球太远时，视差会很小，那样直接测量就不准确了。这也是喜帕恰斯等人测量数据不精准的原因所在。
意大利人卡西尼放弃直接测量的方法，而采用间接测量。他利用1672年的火星冲，在巴黎和南美洲两地分别观测火星，经过一系列的三角计算，得出火星视差，进而准确求出日地距离约为1.39亿千米。卡西尼的成功告诉人类：太阳远比我们甚至哥白尼想象的都大得多。
与此同时，1677年，21岁的哈雷提出了一个更好的测量日地距离的方案——金星凌日法。金星凌日即金星带来的日食，只是金星离地球太远，它“吞”不下太阳，只能在太阳上留下一个小黑斑。如下图，如果在两地观测小黑斑，会得出不同的运动路径，再计算两条路径的有关时间、角度等，就能计算出金地之间的距离，进而推算出日地距离。
由于下次金星凌日要到他106岁时（1761年）发生，他本人没法看到。但人类在他的方法下，终于成功地测得日地距离约为1.49亿千米，很接近现代的数值。
| 时期 | 人物 | 国家 | 贡献或所提观点 |
| 公元前550年 | 毕达哥拉斯 | 古希腊人 | 认为地球是圆的 |
| 公元前400年 | 欧多克斯 | 古希腊人 | 首先提出“地心说” |
| 公元前359年 | 亚里士多德 | 古希腊人 | 支持地心说，并认为重力是物体固有属性，而其他力没有这种性质等 |
| 公元前315年 | 阿利斯塔克 | 古希腊人 | 提出“日心说”，并提出地球在自转 |
| 公元前190年 | 喜帕恰斯（伊巴谷） | 古希腊人 | 提出视差概念，第一位准确测出月地距离–地球半径的60倍 |
| 90年 | 托勒密 | 提出“均轮”和“本轮 ”概念，地球匀角绕太阳转动，为“地心说”提供了理论基础 | |
| 1514年 | 哥白尼 | 波兰人 | 提出“日心说”，指出地球的运动其实是三种运动的组合。 |
| 1576年 | 第谷 | 丹麦人 | 提出“日心说”与“地心说”的综合模型:太阳带着行星绕地球转动 |
| 1609年 | 开普勒 | 德国人 | 支持日心说，并提出开普勒三大定律，指出地球绕太阳的轨道是椭圆。 |
| 1609年 | 伽俐略 | 意大利人 | 发明新望远镜，发现金星盈亏和太阳自转，使“日心说”被广众认可。提出“速度变换原理”，进而提出直线惯性和圆惯性概念。 |
| 1637年 | 笛卡尔 | 法国人 | 发明坐标系，并利用坐标系推导出光的折射规律。提出速度是矢量概念。提出向心力概念，从而否认圆惯性的存在。认为太阳与地球存在引力，两者间充满以太。提出动量概念（被莱布尼兹称为死力），用以度量运动，认为动量是绝对值，不是向量。他第一次明确地提出了动量守恒定律。 |
| 1650年 | 奥托·冯·格里克 | 德国人 | 首先发明了空气泵。 马德堡半球实验验证大气压强的存在。 |
| 1659年 | 波义耳 | 英国人 | 建造第一台真空泵的空气泵，借助空气泵实验提出“波义耳定律”（恒温，压力与体积成反比），成为第一个描述气体运动的定。验证空气有弹性。 |
| 1669年 | 惠更斯 | 荷兰人 | 指出碰撞中动量并不守恒。根据伽俐略的摆等时性原理发明了摆钟。天文学上，自制望远镜发现土星环。提出光的波动理论，公开反对了牛顿的光的微粒说。。 |
| 1689年 | 牛顿 | 英国人 | 发现光的色散现象，并提出光的粒子说。根据笛卡尔的结论，提出第一定律（总结惯性），提出第二定律（以动量为矢量来度量运动，进而使动量遵循守恒定律),提出第三定律（否认亚里士多德提出的重力的特殊）。后来，他又提出万有引力定律，指出引力不需要介质，认为引力属于超距作用。哈雷利用万有引力公式成功预言哈雷慧星。 |
| 1686年 | 莱布尼兹 | 德国人 | 提出以“活力”（质量与速度平方的乘积）来代替笛卡尔的死力（即动量，质量与速度的乘积）来量度运动，两派争论长达半个世纪。 |
| 1743年 | 达朗贝尔 | 法国人 | 指出活力与死力的区别，分别是力对距离的积累作用和对时间的积累作用，信息两派争论。 |
| 1807年 | 托马斯-杨 | 英国人 | 引进了能量的概念， |
| 1831年 | 科里奥利 | 法国人 | 引进了力做功的概念，并且在活力前加了1/2系数称为动能，通过积分给出了功与动能的联系：对物体做功转化为物体的动能。提出了自然界的机械能守恒。 |
【结束评：经典力学是最初从研究天体运动中寻找力与运动之间的规律。后来，人们开始关注在光学，空气，声学，热学，电学方面的力和运动的应用】
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