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牛顿（Isaac Newton，1643～1727）伟大的物理学家、天文学家和数学家，经典力学体系的奠基人。 牛顿1643年1月4日（儒略历1642年12月25日）诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎。自小瘦弱，孤僻而倔强。3岁时母亲改嫁，由外祖母抚养。11岁时继父去世，母亲又带3个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中，牛顿小学时成绩较差，“除设计机械外没显出才华”。 牛顿自小热爱自然，喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工，他特别喜欢刻制日晷，利用圆盘上小棍的投影显示时刻。传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷，他还做了一个日晷放在村中央，被人称为“牛顿钟”，一直用到牛顿死后好几年。他还做过带踏板的自行车；用小木桶做过滴漏水钟；放过自做的带小灯笼的风筝（人们以为是彗星出现）；用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型，等等。他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验：为了计算风力和风速，他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃，再量出两次跳跃的距离差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时，曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店，这里更培养了他的科学实验习惯，因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中，将自然现象分类整理，包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。这些灵活的学习方法，都为他后来的创造打下了良好基础。 牛顿曾因家贫停学务农，在这段时间里，他利用一切时间自学。放羊、购物、农闲时，他都手不释卷，甚至羊吃了别人庄稼，他也不知道。他舅父是一个神父，有一次发现牛顿看的是数学，便支持他继续上学。1661年6月考入剑桥大学三一学院。作为领取补助金的“减费生”，他必须担负侍候某些富家子弟的任务。三一学院的巴罗（Isaac Barrow，1630～1677）教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座（卢卡斯讲座）的第一任教授，被称为“欧洲最优秀的学者”，对牛顿特别垂青，引导他读了许多前人的优秀著作。1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手，1665年大学毕业。 在1665～1666年，伦敦流行鼠疫的两年间，牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢，作出了多项发明。1667年重返剑桥大学，1668年7月获硕士学位。1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授，1672年成为皇家学会会员，1703年成为皇家学会终身会长。1699年就任造币局局长，1701年他辞去剑桥大学工作，因改革币制有功，1705年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿，遗体葬于威斯敏斯特教堂。 牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过，“他很少在两、三点前睡觉，有时一直工作到五、六点。春天和秋天经常五、六个星期住在实验室，直到完成实验。”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说：“不断地沉思”。这正是他的主要特点。对此有许多故事流传：他年幼时，曾一面牵牛上山，一面看书，到家后才发觉手里只有一根绳；看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里；有一次，他请朋友到家中吃饭，自己却在实验室废寝忘食地工作，再三催促仍不出来，当朋友把一只鸡吃完，留下一堆骨头在盘中走了以后，牛顿才想起这事，可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说：“我还以为没有吃饭，原来我早已吃过了”。 牛顿的成就，恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学”。（牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的成就详见本手册相关条目），这里着重从数学、光学、哲学（方法论）等方面的成就作一些介绍。 （1）牛顿的数学成就 17世纪以来，原有的几何和代数已难以解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题，例如：如何求出物体的瞬时速度与加速度？如何求曲线的切线及曲线长度（行星路程）、矢径扫过的面积、极大极小值（如近日点、远日点、最大射程等）、体积、重心、引力等等；尽管牛顿以前已有对数、解析几何、无穷级数等成就，但还不能圆满或普遍地解决这些问题。当时笛卡儿的《几何学》和瓦里斯的《无穷算术》对牛顿的影响最大。牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法：正流数术（微分）和反流数术（积分），反映在1669年的《运用无限多项方程》、1671年的《流数术与无穷级数》、1676年的《曲线求积术》三篇论文和《原理》一书中，以及被保存下来的1666年10月他写的在朋友们中间传阅的一篇手稿《论流数》中。所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等，“流数”就是流量的改变速度即变化率，写作等。他说的“差率”“变率”就是微分。与此同时，他还在1676年首次公布了他发明的二项式展开定理。牛顿利甩它还发现了其他无穷级数，并用来计算面积、积分、解方程等等。1684年莱布尼兹从对曲线的切线研究中引入了和拉长的S作为微积分符号，从此牛顿创立的微积分学在大陆各国迅速推广。 微积分的出现，成了数学发展中除几何与代数以外的另一重要分支——数学分析（牛顿称之为“借助于无限多项方程的分析”），并进一步进进发展为微分几何、微分方程、变分法等等，这些又反过来促进了理论物理学的发展。例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲线的解答，这是变分法的最初始问题，半年内全欧数学家无人能解答。1697年，一天牛顿偶然听说此事，当天晚上一举解出，并匿名刊登在《哲学学报》上。伯努利惊异地说：“从这锋利的爪中我认出了雄狮”。 （2）牛顿在光学上的成就 牛顿的《光学》是他的另一本科学经典著作（1704年）。该书用标副标题是“关于光的反射、折射、拐折和颜色的论文”，集中反映了他的光学成就。 第一篇是几何光学和颜色理论（棱镜光谱实验）。从1663年起，他开始磨制透镜和自制望远镜。在他送交皇家学会的信中报告说：“我在1666年初做了一个三角形的玻璃棱镜，以便试验那著名的颜色现象。为此，我弄暗我的房间……”接着详细叙述了他开小孔、引阳光进行的棱镜色散实验。关于光的颜色理论从亚里士多德到笛卡儿都认为白光纯洁均匀，乃是光的本色。“色光乃是白光的变种。牛顿细致地注意到阳光不是像过去人们所说的五色而是在红、黄、绿、蓝、紫色之间还有橙、靛青等中间色共七色。奇怪的还有棱镜分光后形成的不是圆形而是长条椭圆形，接着他又试验“玻璃的不同厚度部分”、“不同大小的窗孔”、“将棱镜放在外边”再通过孔、“玻璃的不平或偶然不规则”等的影响；用两个棱镜正倒放置以“消除第一棱镜的效应”；取“来自太阳不同部分的光线，看其不同的入射方向会产生什么样的影响”；并“计算各色光线的折射率”，“观察光线经棱镜后会不会沿曲线运动”；最后才做了“判决性试验”：在棱镜所形成的彩色带中通过屏幕上的小孔取出单色光，再投射到第二棱镜后，得出核色光的折射率（当时叫“折射程度”），这样就得出“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非匀匀的混合体”。这个惊人的结论推翻了前人的学说，是牛顿细致观察和多项反复实验与思考的结果。 在研究这个问题的过程中，牛顿还肯定：不管是伽利略望远镜（凹、凸）还是开普勒望远镜（两个凸透镜），其结构本身都无法避免物镜色散引起起的色差。他发现经过仔细研磨后的金属反射镜面作为物镜可放大30～40倍。1671年他将此镜送皇家学会保存，至今的巨型天文望远镜仍用牛顿式的基本结构。牛顿磨制及抛光精密光学镜面的方法，至今仍是不少工厂光学加工的主要手段。 《光学》第二篇描述了光照射到叠放的凸透镜和平面玻璃上的“牛顿环”现象的各种实验。除产生环的原因他没有涉及外，他作了现代实验所能想到的一切实验，并作了精确测量。他把干涉现象解释为光行进中的“突发”或“切合”，即周期性的时而突然“易于反射”，时而“易于透射”，他甚至测出这种等间隔的大小，如黄橙色之间有一种色光的突发间隔为1／89000英寸（即现今2854×10－10米），正好与现代波长值5710×10－10米相差一半！ 《光学》第三篇是“拐折”（他认为光线被吸收）即衍射、双折射实验和他的31个疑问。这些衍射实验包括头发丝、刀片、尖劈形单缝形成的单色窄光束“光带”（今称衍射图样）等10多个实验。牛顿已经走到了重大发现的大门口却失之交臂。他的31个疑问极具启发性，说明牛顿在实验事实和物理思想成熟前并不先作绝对的肯定。牛顿在《光学》一、二篇中视光为物质流，即由光源发出的速度、大小不同的一群粒子，在双折射中他假设这些光粒子有方向性且各向异性。由于当时波动说还解释不了光的直进，他是倾向于粒子说的，但他认为粒子与波都是假定。他甚至认为以太的存在也是没有根据的。 在流体力学方面，牛顿指出流体粘性阻力与剪切率成正比，这种阻力与液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P.S.拉普拉斯纠正为绝热过程。 （3）牛顿的哲学思想和科学方法 牛顿在科学上的巨大成就连同他的朴素的唯物主义哲学观点和一套初具规模的物理学方法论体系，给物理学及整个自然科学的发展，给18世纪的工业革命、社会经济变革及机械唯物论思潮的发展以巨大影响。这里只简略勾画一些轮廓。 牛顿的哲学观点与他在力学上的奠基性成就是分不开的，一切自然现象他都力图力学观点加以解释，这就形成了牛顿哲学上的自发的唯物主义，同时也导致了机械论的盛行。事实上，牛顿把一切化学、热、电等现象都看作“与吸引或排斥力有关的事物”。例如他最早阐述了化学亲和力，把化学置换反应描述为两种吸引作用的相互竞争；认为“通过运动或发酵而发热”；火药爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞击、分解、放热、膨胀的过程，等等。 这种机械观，即把一切的物质运动形式都归为机械运动的观点，把解释机械运动问题所必需的绝对时空观、原子论、由初始条件可以决定以后任何时刻运动状态的机械决定论、事物发展的因果律等等，作为整个物理学的通用思考模式。可以认为，牛顿是开始比较完整地建立物理因果关系体系的第一人，而因果关系正是经典物理学的基石。 牛顿在科学方法论上的贡献正如他在物理学特别是力学中的贡献一样，不只是创立了某一种或两种新方法，而是形成了一套研究事物的方法论体系，提出了几条方法论原理。在牛顿《原理》一书中集中体现了以下几种科学方法： ①实验——理论——应用的方法。牛顿在《原理》序言中说：“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力，而后用这些方去论证其他的现象。”科学史家I.B.Cohen正确地指出，牛顿“主要是将实际世界与其简化数学表示反复加以比较”。牛顿是从事实验和归纳实际材料的巨匠，也是将其理论应用于天体、流体、引力等实际问题的能手。 ②分析——综合方法。分析是从整体到部分（如微分、原子观点），综合是从部分到整体（如积分，也包括天与地的综合、三条运动定律的建立等）。牛顿在《原理》中说过：“在自然科学里，应该像在数学里一样，在研究困难的事物时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法……。一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法；而综合的方法则假定原因已找到，并且已经把它们定为原理，再用这些原理去解释由它们发生的现象，并证明这些解释的正确性”。 ③归纳——演绎方法。上述分析一综合法与归纳一演绎法是相互结合的。牛顿从观察和实验出发。“用归纳法去从中作出普通的结论”，即得到概念和规律，然后用演绎法推演出种种结论，再通过实验加以检验、解释和预测，这些预言的大部分都在后来得到证实。当时牛顿表述的定律他称为公理，即表明由归纳法得出的普遍结论，又可用演绎法去推演出其他结论。 ④物理——数学方法。牛顿将物理学范围中的概念和定律都“尽量用数学演出”。爱因斯坦说：“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础，从这个基础出发他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合”，“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求，微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。牛顿把他的书称为《自然哲学的数学原理》正好说明这一点。 牛顿的方法论原理集中表述在《原理》第三篇“哲学中的推理法则”中的四条法则中，此处不再转引。概括起来，可以称之为简单性原理（法则1），因果性原理（法则2），普遍性原理（法则3），否证法原理（法则4，无反例证明者即成立）。有人还主张把牛顿在下一段话的思想称之为结构性原理：“自然哲学的目的在于发现自然界的结构的作用，并且尽可能把它们归结为一些普遍的法规和一般的定律——用观察和实验来建立这些法则，从而导出事物的原因和结果”。 牛顿的哲学思想和方法论体系被爱因斯坦赞为“理论物理学领域中每一工作者的纲领”。这是一个指引着一代一代科学工作者前进的开放的纲领。但牛顿的哲学思想和方法论不可避免地有着明显的时代局限性和不彻底性，这是科学处于幼年时代的最高成就。牛顿当时只对物质最简单的机械运动作了初步系统研究，并且把时空、物质绝对化，企图把粒子说外推到一切领域（如连他自己也不能解释他所发现的“牛顿环”），这些都是他的致命伤。牛顿在看到事物的“第一原因”“不一定是机械的”时，提出了“这些事情都是这样地井井有条……是否好像有一位……无所不在的上帝”的问题，（《光学》，疑问29），并长期转到神学的“科学”研究中，费了大量精力。但是，牛顿的历史局限性和他的历史成就一样，都是启迪后人不断前进的教材。
艾萨克·牛顿爵士，FRS（Sir Isaac Newton，1643年1月4日－1727年3月31日，英语发音[�0�4a�0�1z�0�5k �0�4nju�0�9t�5�5]）[ 儒略历：1642年12月25日－1727年3月20日][1]是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；为太阳中心说提供了强有力的理论支持，并推动了科学革命。在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上，他发明了反射式望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿与戈特弗里德·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。在2005年，牛顿曾担任会长的英国皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查，在被调查的皇家学会会员和网民投票中，牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。[2]数学大多数现代历史学家都相信，牛顿与莱布尼茨独立发展出了微积分学，并为之创造了各自独特的符号。根据牛顿周围的人所述，牛顿要比莱布尼茨早几年得出他的方法，但在1693年以前他几乎没有发表任何内容，并直至1704年他才给出了其完整的叙述。其间，莱布尼茨已在1684年发表了他的方法的完整叙述。此外，莱布尼茨的符号和“微分法”被欧洲大陆全面地采用，在大约1820年以后，英国也采用了该方法。莱布尼茨的笔记本记录了他的思想从初期到成熟的发展过程，而在牛顿已知的记录中只发现了他最终的结果。牛顿声称他一直不愿公布他的微积分学，是因为他怕被人们嘲笑。牛顿与瑞士数学家尼古拉·法蒂奥·丢勒（Nicolas Fatio de Duillier）的联系十分密切，后者一开始便被牛顿的引力定律所吸引。1691年，丢勒打算编写一个新版本的牛顿《自然哲学的数学原理》，但从未完成它。一些研究牛顿的传记作者认为他们之间的关系可能存在爱情的成分。[7]不过，在1694年这两个人之间的关系冷却了下来。在那个时候，丢勒还与莱布尼茨交换了几封信件。在1699年初，皇家学会（牛顿也是其中的一员）的其他成员们指控莱布尼茨剽窃了牛顿的成果，争论在1711年全面爆发了。牛顿所在的英国皇家学会宣布，一项调查表明了牛顿才是真正的发现者，而莱布尼茨被斥为。但在后来，发现该调查评论莱布尼茨的结语是由牛顿本人书写，因此该调查遭到了质疑。这导致了激烈的牛顿与莱布尼茨的微积分学论战，并破坏了牛顿与莱布尼茨的生活，直到后者在1716年逝世。牛顿的一项被广泛认可的成就是广义二项式定理，它适用于任何幂。他发现了牛顿恒等式、牛顿法，分类了立方面曲线（两变量的三次多项式），为有限差理论作出了重大贡献，并首次使用了分式指数和坐标几何学得到丢番图方程的解。他用对数趋近了调和级数的部分和（这是欧拉求和公式的一个先驱），并首次有把握地使用幂级数和反转（revert）幂级数。他还发现了π的一个新公式。他在1669年被授予卢卡斯数学教授席位。在那一天以前，剑桥或牛津的所有成员都是经过任命的圣公会牧师。不过，卢卡斯教授之职的条件要求其持有者不得活跃于教堂（大概是如此可让持有者把更多时间用于科学研究上）。牛顿认为应免除他担任神职工作的条件，这需要查理二世的许可，后者接受了牛顿的意见。这样避免了牛顿的宗教观点与圣公会信仰之间的冲突。[编辑] 光学从1670年到1672年，牛顿负责讲授光学。在此期间，他研究了光的折射，表明棱镜可以将白光发散为彩色光谱，而透镜和第二个棱镜可以将彩色光谱重组为白光。牛顿1672年使用的6英寸反射式望远镜复制品，为皇家学会所拥有他还通过分离出单色的光束，并将其照射到不同的物体上的实验，发现了色光不会改变自身的性质。牛顿还注意到，无论是反射、散射或发射，色光都会保持同样的颜色。因此，我们观察到的颜色是物体与特定有色光相合的结果，而不是物体产生颜色的结果。（更多的细节，参看牛顿的色彩理论。）从这项工作中，他得出了如下结论：任何折射式望远镜都会受到光散射成不同颜色的影响，并因此发明了反射式望远镜（现称作牛顿式反射望远镜）来回避这个问题。他自己打磨镜片，使用牛顿环来检验镜片的光学品质，制造出了优于折射式望远镜的仪器，而这都主要归功于其大直径的镜片。1671年，他在皇家学会上展示了自己的反射式望远镜。皇家学会的兴趣鼓励了牛顿发表他关于色彩的笔记，这在后来扩大为《光学》（Opticks）一书。但当罗伯特·胡克批评了牛顿的某些观点后，牛顿对其很不满并退出了辩论会。两人自此以后成为了敌人，这一直持续到胡克去世。牛顿认为光是由粒子或微粒组成的，并会因加速通过光密介质而折射，但他也不得不将它们与波联系起来，以解释光的衍射现象。[8]而其后世的物理学家们则更加偏爱以纯粹的光波来解释衍射现象。现代的量子力学、光子以及波粒二象性的思想与牛顿对光的理解只有很小的相同点。在1675年的著作《解释光属性的解说》（Hypothesis Explaining the Properties of Light）中，牛顿假定了以太的存在，认为粒子间力的传递是透过以太进行的。不过牛顿在与神智学家亨利·莫尔（Henry More）接触后重新燃起了对炼金术的兴趣，并改用源于汉密斯神智学（Hermeticism）中粒子相吸互斥思想的神秘力量来解释，替换了先前假设以太存在的看法。拥有许多牛顿炼金术著作的经济学大师约翰·梅纳德·凯恩斯曾说：“牛顿不是理性时代的第一人，他是最后的一位炼金术士。”[9]但牛顿对炼金术的兴趣却与他对科学的贡献息息相关[10]，而且在那个时代炼金术与科学也还没有明确的区别。如果他没有依靠神秘学思想来解释穿过真空的超距作用，他可能也不会发展出他的重力理论。（参见艾萨克·牛顿的神秘学研究）1704年，牛顿著成《光学》，其中他详述了光的粒子理论。他认为光是由非常微小的微粒组成的，而普通物质是由较粗微粒组成，并推测如果通过某种炼金术的转化“难道物质和光不能互相转变吗？物质不可能由进入其结构中的光粒子得到主要的动力（Activity）吗？[11]牛顿还使用玻璃球制造了原始形式的摩擦静电发电机[12]。[编辑] 力学和引力 牛顿自己的《原理》副本，并带有为第二版所作的修正1679年，牛顿重新回到力学的研究中：引力及其对行星轨道的作用、开普勒的行星运动定律、与胡克和弗拉姆斯蒂德在力学上的讨论。他将自己的成果归结在《物体在轨道中之运动》（1684）一书中，该书中包含有初步的、后来在《原理》中形成的运动定律。《自然哲学的数学原理》（现常简称作《原理》）在埃德蒙·哈雷的鼓励和支持下出版于1687年7月5日。该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。牛顿使用拉丁单词“gravitas”（沉重）来为现今的引力（gravity）命名，并定义了万有引力定律。在这本书中，他还基于波义耳定律提出了首个分析测定空气中音速的方法。由于《原理》的成就，牛顿得到了国际性的认可，并为他赢得了一大群支持者：牛顿与其中的瑞士数学家尼古拉·法蒂奥·丢勒建立了非常亲密的关系，直到1693年他们的友谊破裂。这场友谊的结束让牛顿患上了神经衰弱。
牛顿最初成名主要是靠光学上的成就，他在自然科学上的发明与发现，最早成熟的是关于光学的思想和研究。他走上剑桥大学卢卡斯讲座的讲台，给他的学生们所开的第一门课程也是光学。牛顿对光的研究在上大学的时候就已经开始了。
主要有:首先是牛顿三大定律;其次是数学上的微积分;最后是由微积分推导出来的万有引力定理和它的计算公式.
主要贡献：二项式定理创建微积分方程论与变分法牛顿运动定律光学贡献构筑力学大厦牛顿的三大衡定牛顿公式
对光学问题的研究是牛顿(1642—1727)工作的重要部分之一，亦是他最后未完成的课题。牛顿 1665 年毕业于剑桥大学的三一学院，当时大家都认为白光是一种纯的没有其他颜色的光；而有色光是一种不知何故发生变化的光(亚里斯多德的理论)。1665—1667 年间，年轻的牛顿独自做了一系列实验来研究各种光现象。他把一块三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，光在墙上被分解为不同颜色，后来我们将其称作光谱。在他的手里首次使三棱镜变成了光谱仪，真正揭示了颜色起源的本质。1672 年 2 月，牛顿怀着揭露大自然奥秘的兴奋和喜悦，在第一篇正式的科学论文《白光的结构》中，阐述了他的颜色起源学说，“颜色不像一般所认为的那样是从自然物体的折射或反射中所导出的光的性能，而是一种原始的、天生的性质”。“通常的白光确实是每一种不同颜色的光线的混合，光谱的伸长是由于玻璃对这些不同的光线折射本领不同”。 牛顿《光学》著作于 1704 年问世，其中第一节专门描述了关于颜色起源的棱镜分光实验和讨论，肯定了白光由七种颜色组成。他还给这七种颜色进行了命名，直到现在，全世界的人都在使用牛顿命名的颜色。关注材料科学与工程微信公众号，了解更多科学之美。牛顿指出，“光带被染成这样的彩条：紫色、蓝色、青色、绿色、黄色、橙色、红色，还有所有的中间颜色，连续变化，顺序连接”。正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光，如果你深入地看看，会发现白光是非常美丽的。 这一实验后人可以不断地重复进行，并得到与牛顿相同的实验结果。自此以后七种颜色的理论就被人们普遍接受了。通过这一实验，牛顿为光的色散理论奠定了基础，并使人们对颜色的解释摆脱了主观视觉印象，从而走上了与客观量度相联系的科学轨道。同时，这一实验开创了光谱学研究，不久，光谱分析就成为光学和物质结构研究的主要手段。
牛顿没有用实验证明 光的粒子性，他是继续现象，提出的假设，理论和分析。光的波粒二象性光一直被认为是最小的物质，虽然它是个最特殊的物质，但可以说探索光的本性也就等于探索物质的本性。历史上，整个物理学正是围绕着物质究竟是波还是粒子而展开的。光学的任务是研究光的本性，光的辐射、传播和接收的规律；光和其他物质的相互作用（如物质对光的吸收、散射、光的机械作用和光的热、电、化学、生理效应等）以及光学在科学技术等方面的应用。先熟悉一下有关光的基本知识。光的波动说与微粒说之争在人们对物理光学的研究过程中，光的本性问题和光的颜色问题成为焦点。关于光的本性问题，笛卡儿在他《方法论》的三个附录之一《折光学》中提出了两种假说。一种假说认为，光是类似于微粒的一种物质；另一种假说认为光是一种以“以太”为媒质的压力。虽然笛卡儿更强调媒介对光的影响和作用，但他的这两种假说已经为后来的微粒说和波动说的争论埋下了伏笔。十七世纪中期，物理光学有了进一步的发展。1655年，意大利波仑亚大学的数学教授格里马第在观测放在光束中的小棍子的影子时，首先发现了光的衍射现象。据此他推想光可能是与水波类似的一种流体。格里马第设计了一个实验：让一束光穿过一个小孔，让这束光穿过小孔后照到暗室里的一个屏幕上。他发现光线通过小孔后的光影明显变宽了。格里马第进行了进一步的实验，他让一束光穿过两个小孔后照到暗室里的屏幕上，这时得到了有明暗条纹的图像。他认为这种现象与水波十分相像，从而得出结论：光是一种能够作波浪式运动的流体，光的不同颜色是波动频率不同的结果。格里马第第一个提出了“光的衍射”这一概念，是光的波动学说最早的倡导者。1663年，英国科学家波义耳提出了物体的颜色不是物体本身的性质，而是光照射在物体上产生的效果。他第一次记载了肥皂泡和玻璃球中的彩色条纹。这一发现与格里马第的说法有不谋而合之处，为后来的研究奠定了基础。不久后，英国物理学家胡克重复了格里马第的试验，并通过对肥皂泡膜的颜色的观察提出了“光是以太的一种纵向波”的假说。根据这一假说，胡克也认为光的颜色是由其频率决定的。然而1672年，伟大的牛顿在他的论文《关于光和色的新理论》中谈到了他所作的光的色散实验：让太阳光通过一个小孔后照在暗室里的棱镜上，在对面的墙壁上会得到一个彩色光谱。他认为，光的复合和分解就像不同颜色的微粒混合在一起又被分开一样。在这篇论文里他用微粒说阐述了光的颜色理论。第一次波动说与粒子说的争论由“光的颜色”这根导火索引燃了。从此胡克与牛顿之间展开了漫长而激烈的争论。1672年2月6日，以胡克为主席，由胡克和波义耳等组成的英国皇家学会评议委员会对牛顿提交的论文《关于光和色的新理论》基本上持以否定的态度。牛顿开始并没有完全否定波动说，也不是微粒说偏执的支持者。但在争论展开以后，牛顿在很多论文中对胡克的波动说进行了反驳。由于此时的牛顿和胡克都没有形成完整的理论，因此波动说和微粒说之间的论战并没有全面展开。但科学上的争论就是这样，一旦产生便要寻个水落石出。波动说的支持者，荷兰著名天文学家、物理学家和数学家惠更斯继承并完善了胡克的观点。惠更斯早年在天文学、物理学和技术科学等领域做出了重要贡献，并系统的对几何光学进行过研究。1666年，惠更斯应邀来到巴黎科学院以后，并开始了对物理光学的研究。在他担任院士期间，惠更斯曾去英国旅行,并在剑桥会见了牛顿。二人彼此十分欣赏，而且交流了对光的本性的看法，但此时惠更斯的观点更倾向于波动说，因此他和牛顿之间产生了分歧。正是这种分歧激发了惠更斯对物理光学的强烈热情。回到巴黎之后，惠更斯重复了牛顿的光学试验。他仔细的研究了牛顿的光学试验和格里马第实验，认为其中有很多现象都是微粒说所无法解释的。因此，他提出了波动学说比较完整的理论。惠更斯认为，光是一种机械波；光波是一种靠物质载体来传播的纵向波，传播它的物质载体是“以太”；波面上的各点本身就是引起媒质振动的波源。根据这一理论，惠更斯证明了光的反射定律和折射定律，也比较好的解释了光的衍射、双折射现象和著名的“牛顿环”实验。如果说这些理论不易理解，惠更斯又举出了一个生活中的例子来反驳微粒说。如果光是由粒子组成的，那么在光的传播过程中各粒子必然互相碰撞，这样一定会导致光的传播方向的改变。而事实并非如此。就在惠更斯积极的宣传波动学说的同时，牛顿的微粒学说也逐步的建立起来了。牛顿修改和完善了他的光学著作《光学》。基于各类实验，在《光学》一书中，牛顿一方面提出了两点反驳惠更斯的理由：第一，光如果是一种波，它应该同声波一样可以绕过障碍物、不会产生影子；第二，冰洲石的双折射现象说明光在不同的边上有不同的性质，波动说无法解释其原因。另一方面，牛顿把他的物质微粒观推广到了整个自然界，并与他的质点力学体系融为一体，为微粒说找到了坚强的后盾。为不与胡克再次发生争执，胡克去世后的第二年（1704年）《光学》才正式公开发行。但此时的惠更斯与胡克已相继去世，波动说一方无人应战。而牛顿由于其对科学界所做出的巨大的贡献，成为了当时无人能及一代科学巨匠。随着牛顿声望的提高，人们对他的理论顶礼膜拜，重复他的实验，并坚信与他相同的结论。整个十八世纪，几乎无人向微粒说挑战，也很少再有人对光的本性作进一步的研究。十八世纪末，在德国自然哲学思潮的影响下，人们的思想逐渐解放。英国著名物理学家托马斯·杨开始对牛顿的光学理论产生了怀疑。根据一些实验事实，杨氏于1800年写成了论文《关于光和声的实验和问题》。在这篇论文中，杨氏把光和声进行类比，因为二者在重叠后都有加强或减弱的现象，他认为光是在以太流中传播的弹性振动，并指出光是以纵波形式传播的。他同时指出光的不同颜色和声的不同频率是相似的。1801年，杨氏进行了著名的杨氏双缝干涉实验。实验所使用的白屏上明暗相间的黑白条纹证明了光的干涉现象，从而证明了光是一种波。同年，杨氏在英国皇家学会的《哲学会刊》上发表论文，分别对“牛顿环”实验和自己的实验进行解释，首次提出了光的干涉的概念和光的干涉定律。1803年，杨氏写成了论文《物理光学的实验和计算》。他根据光的干涉定律对光的衍射现象作了进一步的解释，认为衍射是由直射光束与反射光束干涉形成的。但由于他认为光是一种纵波，所以在理论上遇到了很多麻烦。他的理论受到了英国政治家布鲁厄姆的尖刻的批评，被称作是“不合逻辑的”、“荒谬的”、“毫无价值的”。虽然杨氏的理论以及后来的辩驳都没有得到足够的重视、甚至遭人毁谤，但他的理论激起了牛顿学派对光学研究的兴趣。1808年，拉普拉斯用微粒说分析了光的双折射线现象，批驳了杨氏的波动说。1809年，马吕斯在试验中发现了光的偏振现象。在进一步研究光的简单折射中的偏振时，他发现光在折射时是部分偏振的。因为惠更斯曾提出过光是一种纵波，而纵波不可能发生这样的偏振，这一发现成为了反对波动说的有利证据。1811年，布吕斯特在研究光的偏振现象时发现了光的偏振现象的经验定律。光的偏振现象和偏振定律的发现，使当时的波动说陷入了困境，使物理光学的研究更朝向有利于微粒说的方向发展。面对这种情况，杨氏对光学再次进行了深入的研究，1817年，他放弃了惠更斯的光是一种纵波的说法，提出了光是一种横波的假说，比较成功的解释了光的偏振现象。吸收了一些牛顿派的看法之后，他又建立了新的波动说理论。杨氏把他的新看法写信告诉了牛顿派的阿拉戈。1817年，巴黎科学院悬赏征求关于光的干涉的最佳论文。土木工程师菲涅耳也卷入了波动说与微粒说之间的纷争。在1815年菲涅耳就试图复兴惠更斯的波动说，但他与杨氏没有联系，当时还不知道杨氏关于衍射的论文，他在自己的论文中提出是各种波的互相干涉使合成波具有显著的强度。事实上他的理论与杨氏的理论正好相反。后来阿拉戈告诉了他杨氏新提出的关于光是一种横波的理论，从此菲涅耳以杨氏理论为基础开始了他的研究。1819年，菲涅耳成功的完成了对由两个平面镜所产生的相干光源进行的光的干涉实验，继杨氏干涉实验之后再次证明了光的波动说。阿拉戈与菲涅耳共同研究一段时间之后，转向了波动说。1819年底，在非涅耳对光的传播方向进行定性实验之后，他与阿拉戈一道建立了光波的横向传播理论。1882年，德国天文学家夫琅和费首次用光栅研究了光的衍射现象。在他之后，德国另一位物理学家施维尔德根据新的光波学说，对光通过光栅后的衍射现象进行了成功的解释。 至此，新的波动学说牢固的建立起来了。微粒说开始转向劣势。随着光的波动学说的建立，人们开始为光波寻找载体，以太说又重新活跃起来。一些著名的科学家成为了以太说的代表人物。但人们在寻找以太的过程中遇到了许多困难，于是各种假说纷纷提出，以太成为了十九世纪的众焦点之一。菲涅耳在研究以太时发现的问题是，横向波的介质应该是一种类固体，而以太如果是一种固体，它又怎么能不干扰天体的自由运转呢。不久以后泊松也发现了一个问题：如果以太是一种类固体，在光的横向振动中必然要有纵向振动，这与新的光波学说相矛盾。为了解决各种问题，1839年柯西提出了第三种以太说，认为以太是一种消极的可压缩性的介质。他试图以此解决泊松提出的困难。1845年，斯托克斯以石蜡、沥青和胶质进行类比，试图说明有些物质既硬得可以传播横向振动又可以压缩和延展——因此不会影响天体运动。1887年，英国物理学家麦克尔逊与化学家莫雷以“以太漂流”实验否定了以太的存在。但此后仍不乏科学家坚持对以太的研究。甚至在法拉第的光的电磁说、麦克斯韦的光的电磁说提出以后，还有许多科学家潜心致力于对以太的研究。十九世纪中后期，在光的波动说与微粒说的论战中，波动说已经取得了决定性胜利。但人们在为光波寻找载体时所遇到的困难，却预示了波动说所面临的危机。1887年，德国科学家赫兹发现光电效应，光的粒子性再一次被证明！二十世纪初，普朗克和爱因斯坦提出了光的量子学说。1921年，爱因斯坦因为"光的波粒二象性"这一成就而获得了诺贝尔物理学奖。1921年，康普顿在试验中证明了X射线的粒子性。1927年，杰默尔和后来的乔治·汤姆森在试验中证明了电子束具有波的性质。同时人们也证明了氦原子射线、氢原子和氢分子射线具有波的性质。在新的事实与理论面前，光的波动说与微粒说之争以“光具有波粒二象性”而落下了帷幕。光的波动说与微粒说之争从十七世纪初笛卡儿提出的两点假说开始，至二十世纪初以光的波粒二象性告终，前后共经历了三百多年的时间。牛顿、惠更斯、托马斯．杨、菲涅耳等多位著名的科学家成为这一论战双方的主辩手。正是他们的努力揭开了遮盖在“光的本质”外面那层扑朔迷离的面纱
高中物理中讲到！！
牛顿力学体系的影响深刻。牛顿经典力学的成就之大使得它得以广泛传播，深深地改变了人们的自然观。人们往往用力学的尺度去衡量一切，用力学的原理去解释一切自然现象，对自然科学的影响，牛顿经典力学的内容和研究方法对自然科学，特别是物理学起了重大的推动作用，但也存在着消极影响。对社会科学的影响，经典力学不但对自然科学产生了很大影响，在社会科学方面，特别是对哲学和人类思想发展，也产生了重大影响。
牛根据前人研究总结出牛顿运动三定律（只有第三条是他自己的，前两条是伽利略的）万有引力定律（什么苹果掉下来之类的故事）微积分！ 其实这个才是牛顿对经典力学的最大贡献。通过微积分牛顿一手从牛顿力学三定律出发构建了整个牛顿力学体系。也就建立了决定论／机械论的宇宙观。只要给定初态，以后宇宙的演化就是决定的。（牛顿本身的理论体系就是完整的，虽然后来拉格朗日和哈密顿各自提出了另一个等价体系，并且计算上更方便） 插曲（和莱布尼茨关于发明权的竞争）。天体力学 从理论上解释了开普勒三定律伽利略相对性原理(就是常用那个v'=v+v0) 绝对时间 绝对空间 上帝的第一推动力 弹力性质的研究 胡克定律（和胡克关于发明权的竞争，著名的站在巨人的肩膀上的真实版本，真相令人极为受打击）划时代的巨著 自然哲学之数学原理（哈雷的工作对于他的出版的推动）。牛顿和莱布尼茨以及胡克的两场著名的口水，个人认为他们的确都是独立同时得到自己的结果，但牛顿为了争发明权过于不择手段。穿插的几个小逸事其实算不上牛顿对经典力学的贡献。
。。。。牛顿算是经典力学的开创者吧，经典力学时从他的牛顿三大定律开始完善和被认可的。
完成了微积分发明中最关键的一步，为近代科学发展提供了最有效的工具，开辟了数学上的一个新纪元。
微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题，才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的，牛顿称之为"流数术"。
牛顿超越了前人，他站在了更高的角度，对以往分散的结论加以综合，将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统一为两类普通的算法——微分和积分，并确立了这两类运算的互逆关系。
人物评价
他在1688年发表的著作《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为现代工程学的基础。
他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。
在生活中，大家逐渐认识到报告的重要性，不同的报告内容同样也是不同的。那么报告应该怎么写才合适呢？以下是我帮大家整理的物理学毕业论文开题报告，欢迎大家分享。
一、选题背景及研究意义
(一)选题背景
密立根作为英国杰出的物理学家，在1909至1917年间做了大量的测量微小油滴所带电荷的实验工作，即所谓油滴实验。历经10年左右，密立根终于成功的直接测量到电子电荷量。密立根油滴法采用经典力学的方法揭示微观粒子的电子本性，实验方法简单、直观、巧妙而又准确，堪称物理实验的典范，一直久负盛名以及各大学物理教程实验都在学习他的实验方法。密立根油滴法测量电子电荷的结果证明了电荷的不连续性，并且测量到基本的电子电荷的电荷数为e=1.60×10库仑。
电子电荷量e是一个重要基本物理常数，其经典测量技术--密立根油滴实验是大学物理实验教学的重要项目之一。
基本电荷量e是一个基本物理常数，它描述电子电量的量子单元。尽管现代公认的e值是根据光速和其他可精确测定的物理常数值而求得的，但由于电子基本电荷测量的原始实验方法--密立根油滴实验具有设计精妙、物理思想清晰和实验技术方法简单等特色，具有极高的学习价值，从而成为高等学校物理实验教学的重要经典项目之一。
随着科学的发展密立根测油滴法所测出的电子所带电荷量越来越不能满足科学实验的需要，精确度的提高是实验成功的关键。从而不断改进实验是后面的物理学家的一种责任和义务，对于我们大学生来讲如何提高学习效率和实践能力是我们在大学所要掌握的一种技巧和能力，对于现在的实验来说如何更好地做好实验和降低实验误差就是我们应该去努力实现的。
本论文从对三种方法的比较入手选择比较好的方案来测量电子电量，在实验中去发现问题改进问题，在对实验数据的分析取合理的数据来完成电子电量的测量。通过对实验过程中的问题解决及新的发现去选择其中的一项误差并对其改进。
(二)研究意义
实践意义：通过实践我们把理论掌握的东西变成能通过实践表达出来，进一步加深对理论的理解和掌握也是一种加强我们的动手能力的方法。在实验过程中让我们更好的去了解理论上的推到和公式中各个字母代表的意思。
理论意义：通过理论上的研究和讨论让我们明白每一个科学上有建树的人的成果的来之不易，让我们去学会更好的珍惜别人的劳动成果，不让我们在有那种感觉如何事情都还简单的想法。
二、主要研究内容、研究方法及拟解决的关键问题
(一)主要研究内容：
1、电子电量的公式表达式
2、电子电量的测量方法
3、电子电量的测量方法研究和改进
(二)研究方法：
1、实验法
2、参考文献分析法
3、经验总结法
(三)拟解决的关键问题
当前物理实验是解决很多物理理论的`关键部分，物理实验是在很多实验中去推敲和证明理论的一种方法。如何提高物理实验的精确度和实验过程的简化度是一个物理实验能否更快完成的关键，通过对密立根油滴的实验来验证试验的过程和过程补救来完善实验。
三、完成毕业论文所必需具备的工作条件及解决的办法
(一)工作条件：
实验室图书馆互联网。
(二)解决办法：
通过实验来测量油滴的带电量并想发来减小实验过程的误差。
到学校图书馆查阅资料，收集资料，根据收集到的资料进行研究和分析，同时对高中生进行调查，了解他们的心理，最后着手毕业论文的书写。
四、工作的主要计划、进度与时间安排
论文研究初期(20xx年10月——20xx年11月)：查阅相关的文献资料，做好资料收集工作。
论文研究中期(20xx年11月——20xx年2月)：对收集的材料进行整理分析，并对收集的资料在实验中去完成和完善，具体开展阶段性研究，积累资料，不断改进，及时整理研究成果并形成初稿。
论文研究后期(20xx年2月——20xx年4月)：在初稿基础上总结反思，不断完善和修改，最后完成定稿。
五、论文写作提纲
0.引言
1.电子电量的测量研究
1.1电子电量的物理意义及历史背景
1.2电子的量子化证明
1.3电子电量公式表达试的推导
1.4三种测量电子电量方法的比较及选择
1.5选择方案的优点及选择的原因
2.电子电量的实验及减小误差分析
2.1利用前面的推导公式用实验来测量电子电量
2.2通过对实验数据的分析取舍和在实验过程中的观察理解来分析减小误差的办法
3.通过自己的实验证明来完成论文
3.1通过对数据的分析来验证误差的大小
3.2对偶然误差进行减小
3.3通过不断的改善来完成论文
4.结束语
参考文献
[1]汪沛.密立根油滴法测量电荷电量实验的一种改进【J】.大学物理实验，2010.
[2]王玉梅.基于Matlab用最大公约数法求电子电量【JJ】.大学物理实验，2012.
现代科学技术的发展，使科学与生产的关系越来越密切。科学技术作为生产力，越来越显示出巨大的作用。近代物理学的巨大进步相继推动了各个领域中高新技术的突破，其影响正持续深入和扩大，这些为近现代物理学所推动的高新科技的应用正不断地被扩大，为社会现代化进程的迅速推进起着不可估量的作用。 从大到飞机、轮船，小到各种零件都和物理学有密切的关系。牛顿建立了经典力学以后，带来了第一次工业革命，第一次工业革命是以蒸汽机的发明和应用为标志的，可以这么说正是由于物理学发展才带来了第一次工业革命，正是由于第一次工业革命，人类社会才进入了近代化。第一次工业革命过后，随着物理学的进一步发展，物理学逐步转向了有关电的研究，随着物理学的发展，电学得到了应用，从而带来了第二工业革命，由于电的应用，使人们之间的距离更近了，使许多机器代替了人的体力劳动。电视、电话等各种有关电的产品进入了人们的生活。直到今天，试想一下，如果没有第二工业革命的贡献，人们的生活将会怎样？所以第二工业革命使人类进入了近代化。随着物理学的发展，随着量子力学，相对论等理论的建立，在20世纪，以核能，电子计算机等应用为标志，人类社会开始进入现代化，所以说，没有物理学，人类社会还发展不到今天，物理学对人类社会的贡献是巨大的。 本课题将会以物理学的发展为主要研究对象，重点研究物理学的发展过程及其在相应的发展过程中对现代科技进步的影响。
不难，简单，我帮你。
我国正处于改革开放的重要时期，经济发展处于关键阶段，社会治安状况呈现出新的趋势和特点。随着世界格局的多极化，知识经济的突飞猛进，各种思想文化相互撞击，这对人民警察的知识结构、思维能力以及工作方式提出了更高、更新、更系统的要求。因此，我们在研究警察素质的过程中，不能只从低层次出发，在警察的适应性中绕圈子，必须有超前的意识，着眼于新世纪对人民警察的要求，把警察素质融入到社会整体素质之中。了解警察职业素质的特点，分析其现状，从而找出提高警察职业素质的途径，这对担负维护社会稳定和保护人民生命财产安全是十分有益的。本文研究的警察职业素质是指：由警察职业所要求的特定的政治素质和业务素质构成，在先天禀赋的生理基础上，通过后天学习、实践锻炼培养而形成的在警察行为中经常起作用的那些内在要素的总和。一、公安民警职业素质的特点随着时代的发展，社会的进步，公安民警作为一个特殊的群体，担负着保卫国家和人民的职责，其特殊性，决定了公安民警职业素质有其自身特点：1.政治素质是前提政治素质是人民警察必备的首要素质，是警察素质的核心。政治素质指警察的政治态度、政治倾向、政治觉悟与政治信念的总和。人民警察作为保卫国家和人民的重要力量，其政治性是十分重要的。人民警察忠于中国共产党、忠于祖国、忠于人民。人民警察要树立共产主义理想，坚持党的路线、方针不动摇，坚持密切联系群众，一切从实际出发。新时期的人民警察，政治素质不是一成不变的，而是处于不断完善和发展之中的。人民警察应当坚决拥护国家颁布的各项法律、法规、措施，坚决执行上级的命令。2.业务素质是基础业务素质是警察完成本职工作的根本，合格的素质有助于工作任务的顺利完成。(1)具有专业化、全面型的知识结构。在21世纪，我国将与国际接轨，形成“信息化社会”模式，公安民警必须具备专业化、全面型的知识结构，以及与社会同步的知识更新能力。信息化社会形势下的公安机关，必然要建立起完善的计算机信息网络，公安民警必须掌握利用在网络上完成收集、储存、使用、交流社会治安信息的技能，进而能够在网络上完成多项治安管理工作任务。 由此可见，公安民警应当掌握运用公安信息网络的技能，还应熟悉与人类生活密切相关的其他信息网络，并对易受侵害的网络系统采取监控和保护措施。(2)熟练运用法律的能力。民警一般应掌握包括宪法知识、法学理论知识、刑事法律知识、民事法律知识，行政法一般原理及相关知识。掌握上述法律的一般原理，精通有关法律规定，并熟悉各法律部门的有机联系和相互制约关系，这是民警执法为民能力的基础。现在违法者的知识技能比以前有所增强，其犯罪的隐蔽性、技能性与危害性将使执法工作更加艰巨。现代警察必须具有发现违法犯罪行为的警惕性与敏锐性，运用法律的合理性与准确性，执法行为的公正性与合法性，以及维护法律的严肃性与权威性。(3)语言表达能力。语言是表达思想和感情的最重要工具，也是检验素质水平的最直接标准。警察工作时常要面对群众，在为群众解决问题时，如何正确运用语言，使人民群众能够满意、接受，是十分重要的。民警说话时要讲究技巧，要根据不同的对象，使用适当的语言。对群众讲话时要使用温和的语言、说理的语气，需要群众配合办案时，要使用法律、专业性语言并采用劝告的方式；在需要群众帮助时，态度要诚恳，说明办事目的；面对群众请求办事时，不要把话说的太肯定、太绝对，要留有余地，只有这样，才能达到预期效果。(4)涉外警务能力。中国加入WTO后，与世界的交流日益深化。随着全球一体化的发展，涉外案件越来越多，为了应对这种趋势，警察必须具备处理涉外事件的能力，需要学习第二语言，了解基本的外国文化，具有较强的对外实际应用能力，掌握公安学和治安学等理论知识和公安实践技能，以适应新形势下的公安机关出入境管理部门、武警边防检查机构、涉外警务部门从事出入境管理、国际警务合作、联合国维和警务、边防检查、涉外案件处置、跨国罪犯追捕与遣返、国际执法联络、国际警务合作、司法协助、中国驻外使领馆警务联络工作以及从事涉外警务教学和科研工作，在处理对外事物或涉外案件时才能够得心应手。3.心理素质是支柱心理素质在警察素质中具有重要地位。警察心理素质包括心理健康、心理压力承受能力、自我控制能力、基本心理素质等方面。警察是一个“社会刺激多元化”的职业，随着现代治安问题的日益复杂化和治安任务的日益繁重、警务工作的超负荷、工作对象的危险性，工作时间的不稳定性，使警察处于极度疲劳和高度紧张的高压环境之中。这对民警的心理素质提出了较高的要求。因而，公安民警除了应具备一般人所应具备的心理素质外，还应具备一些特殊的心理素质，如不怕流血牺牲、自信、勇敢、宽容、顽强等。 同时要有调节和控制自身情绪的能力，而且要学会用自己的镇定情绪去感染他人，从而缓和紧张的局面。自信是成功的源泉，有自信才能充满活力地进行工作，合理有效的运用自信，不仅能正确引导警察的自我发展，使警察树立正确的自信心，而且能有效地调动全警的积极性。作为一名警察，你可以没有优雅的气质，也可以不具备完美的性格，但是，你不能没有坚定的生活信念和积极乐观的人生态度；因为它们是你战胜挫折、超越自我、冲破心理障碍的永不折断的翅膀。4.身体素质是关键民警的身体素质与执法工作紧密相连，是执行警务活动的基本保障，需要长期自觉刻苦地锻炼。作为人民警察，在工作中要养成锻炼身体的习惯，这样才能不断增强体能，更好地为社会服务。特别是新形势下，对警察处理各种问题的能力、连续工作的耐力、体力等都提出了更高、更新的要求。倘若一名民警身体素质差，“说不赢、打不过、追不上”，长期处于亚健康状态，那就更谈不上打击犯罪、保卫人民了。 因此要求人民警察具有一副强健的体魄和良好的身体素质，要提倡“终身体育”，不断地提高民警身体素质。以上的这些是作为人民警察的职业素质特点，突出表现了人民警察的特殊性，是人民警察特有的素质基础。二、当前民警职业素质的现状人民警察作为一个特殊的群体，其职业素质有其独特表现形式。当前民警职业素质现状：1.少数民警宗旨意识淡薄广大公安民警围绕党的基本路线、方针、政策，运用法律，在打击犯罪、维护社会稳定、保障公共安全等工作中作出了突出贡献。与此同时，每一位民警都处于社会巨变的洪流中，受到各种各样的思想文化、价值观念、生活方式的强烈冲击，社会文化向多元化发展，拜金主义、享乐主义、极端个人主义等腐朽思想对警察队伍不时产生着一系列影响，个别信念不强的民警的心态正发生着微妙的变化，一些传统的美德、为人民服务的观念也在这些思潮的冲击下表现为个别民警宗旨意识淡薄，往往把自己摆在了高高在上的位置，对待群众冷漠、生硬、蛮横、耍特权，警民关系出现一些不和谐因素。2.一些民警业务素质参差不齐在公安机关，大多数民警都勤勤恳恳，认真工作，在做好本职工作的同时，还积极学习业务知识，不断充实自己，这一方面是好的。从另一方面来看，一些基层单位民警素质参差不齐，据抽样调查，个别单位存在“三分之一能干，三分之一跟着干，三分之一不能干”（北京：中国人民公安大学 2000.459.）的现象；处置复杂或突发事件能力不强，某些民警调查访问案件线索，遇到困难时总是抱怨群众不配合，却不知从自身业务素质和工作作风上找问题。目前我国民警的来源主要包括公安院校毕业生、军队转业干部、普通大学选调生等。对于非正规院校毕业出来的民警由于其原来所学专业与公安业务无关，所以从事公安工作时，运用专业知识的自如程度，以及处理具体公安业务的方法比不上正规公安院校的毕业生。另外，专业知识也是在不断变化的，少部分在职民警不能紧跟公安工作的动态发展趋势，不注重专业知识的学习更新，有跟不上公安工作需要的现象。3.个别民警心理素质不稳定我国大多数民警的心理素质都是合格的，通过选拔才能从事公安工作的。但也有一些民警心理因素不稳定，随着新的犯罪类型和罪种出现，治安形势严峻、复杂。警力虽有所增加，但适应不了犯罪持续增长的需要，民警长期超负荷工作，造成民警压力增大，工作的积极性受到影响。有的民警不安全感增加。对突如其来的一些恶性案件缺乏精神上的准备，不知所措。有的民警由于惯性思维作怪，存在麻痹大意的心理，过高估计自己，以为只要表明身份，亮出武器，犯罪分子就会俯首就擒，结果失去先发制人的大好时机。有的警察自我意识与社会期望矛盾，往往群众对警察的期望过高，认为什么事情都可以找警察，觉得警察就是应该有求必应，如果警察不能完成其期许，就觉得警察办事不力，这对警察心理造成不利影响，打击了工作积极性。有的警察认为艰苦的工作与福利待遇不相称，产生一些失落感，觉得自己干的多拿的却没有别人多。加之少数民警流动少，长期固守一地一岗，素质逐渐退化。4.部分民警体能锻炼重视不够在全国公安机关推动公安民警“大练兵”的形势下，大部分的民警能够投入到训练当中，积极锻炼，提高身体素质。但仍有部分民警，疏于锻炼，身体素质较差，跑不动，跳不高。有时，在追捕犯罪嫌疑人的过程中，跑不过犯罪嫌疑人，甚至有的警察由于体力不支反遭罪犯迫害。再加上公安工作繁忙，遇到重要的任务或是影响重大的案件，要向上级立军令状，部分警察不愿、不会抓紧时间休息，只想着在保证的时间内破案，反而影响了身体又不能以饱满的精神状态投入工作。公安民警的健康及身体素质状况确实令人担忧。据调查，影响民警身体健康的主要有四种病症：高血压、高血脂、心脏异常和脂肪肝。形成的原因是工作劳累、身心疲惫、生活规律紊乱、饮食结构不合理等。三、提高民警职业素质的途径在当前形势下，必须找到提高民警职业素质的有效途径，使人民警察真正成为一支保卫祖国和人民的有力力量。提高民警素质的途径主要有以下几点：1.强化理想信念教育，提高民警政治素质理想信念是人们的世界观在奋斗目标上的集中体现。有了理想信念，就有了立身之本。良好的精神状态又是理想信念在工作生活中的体现。民警工作十分辛苦，有时还不被人理解，能不能保持良好的精神状态，是对民警政治素质的现实考验。因此，首先要教育民警筑牢坚强的精神支柱。一个人失去精神支柱，就失去了前进的方向和动力，正确对待深化改革中的利益关系调整，正确看待社会上存在的一些消极腐败现象，坚定对马克思主义和“三个代表”重要思想的信仰，坚定对社会主义的信念，增强对改革开放和现代化建设的信心，增强对党和政府的信任，从而增强为党的事业奋斗终身的自觉性。其次，要教育民警树立正确的人生追求，牢固确立“有为才有位”的思想，在实际工作中不能以“知足常乐”为借口而贪图享受，得过且过，失去奋发进取的精神，要始终把自己看成人民的勤务员，把为人民服务作为崇高的人生的追求，把本职工作作为干事业的平台，干一行，爱一行，钻一行，精一行。2.重视业务素质教育，提高民警业务能力要求警察广泛阅读有关书籍，拓宽自己的知识面。要学习与犯罪分子作斗争的一整套公开、秘密的专门知识和方法。巧妙运用各种知识和技能来武装头脑。(1)重视对民警进行现代信息技术使用的教育，提高民警运用现代计算机技术的技能。在把现代信息技术引进公安工作的同时，必须加强对民警掌握该技术的培训，充分发挥和利用新技术的优势。其中最关键的一个环节就是加强民警运用计算机技术的能力，当前公安工作正走向信息化和网络化，信息的收集、传输、存储和处理都依赖于计算机，如何较好的掌握和利用计算机技术决定了公安工作的效率。作为现代人民警察，必须具有运用现代科学技术的能力，因此，加强在岗人民警察计算机运用能力的培训势在必行。(2)抓好民警法律知识的教育。宪法和法律是人民意志的集中体现，党的十五大提出了“依法治国”的基本方略，全国人民都在为“建设社会主义法治国家”奋斗。公安部决定2007年至2008年在全国公安机关组织开展以“基本法律知识考试、执法办案卷宗考评、信访工作考查”为主要内容的“三考”活动，进一步推动公安民警的法律素质和执法办案水平。通过法律素质教育，增强民警的法律意识和法制观念，掌握法律武器，提高执法水平，为有效地行使警察职能打下良好的基础。3.开展生理心理素质的训练，提高民警的综合执法能力提高人民警察生理心理的素质，建立健康、文明、科学的生活方式、和谐的人际关系、良好的家庭成员关系、亲密的同事关系和部门良好的合作关系，是提高综合执法能力的重要条件。首先，注意生理健康，加强身体的锻炼，开展各种有益的文体活动或组织集体旅游等，对工作艰苦、任务繁重的治安、刑侦等部门的民警，有助于缓解精神和体力上的疲劳，增强体质。其次，良好的心理素质能提高应急能力，在选拔新警时应增加心理测试，选拔具有良好心理素质的人才入警，并且根据各自的心理素质特点，分配到不同的警种中。另外，让民警了解心理素质的重要性，从内心出发，自觉锻炼心理素质。第三，把心理医生的咨询和治疗作为补充，靠心理疏导、心理咨询，在情感层面上、态度层面上，甚至行为训练上，与他们沟通情感，矫正行为，为正确履行职责提供有力保障。当然，提高民警的生理心理素质不仅要从外力着手，还要调动民警在提高生理心理素质方面的自觉性。4.完善培训体系，提高民警队伍培训力度发挥警察院校的作用，培养公安教育的“可持续发展”意识。运用“gengral education”的教育理念，“全面培养人，培养全面人”。矫正教育体制中的弊端，积极培养学员的创造性思维，为可持续发展培养创新型人才。公安院校在保证为公安机关培养输送较高素质人才的同时，还要充分发挥教学资源优势，注重对在职警察的素质培训。比如建立所长、队长、局长学校等；在培训内容方面，在加强民警理论教育的同时，要注重警体素质训练，包括：擒拿格斗技术技能培养、枪类射击技术技能培养、车辆驾驶技术技能培养、警械具使用技术技能的培养、智救人质实战技能的培养等；在培训方式上，可以采用虚拟教学法、综合演练法和网上教学法等。建立现代电子训练系统，建设模拟城市电子对抗系统、侦查组织与指挥对抗训练系统、大型实战指挥与监控能力训练系统、大型保卫指挥能力训练等。5.健全监督机制，提高警察队伍领导素质公安机关领导的素质，直接影响了公安队伍的整体素质。大量调查表明，一个政治素质、专业知识、决策能力、工作作风都属上乘的领导班子，一定能够带出一支素质优良的公安队伍。领导的作风、好恶、直接影响一个单位、一个部门的风气，领导干部应该发挥模范带头作用，处理好组织内部关系，帮助民警解决实际困难，消除民警的后顾之忧。领导者一定要自尊、自爱、自重、要把握自己，廉洁公正，坚持任人唯贤，在组织中展开有效的沟通，了解民警的需要，指明工作方向，激发广大民警的工作积极性和热情，以此带动民警整体素质的提高。要强化公安队伍的监督机制，民警应时刻警惕，严守工作纪律、服从组织纪律、遵守法律纪律、严整警容风纪。要接受党内监督、法律监督、行政监督、舆论监督、群众监督、审计监督，不断提高自身素质。未来社会是以个人素质全面发展为基础的社会。随着科技的日益更新，面对现代化的犯罪，要求公安民警掌握足够的技能和知识来应对、打击犯罪。这就迫切地要求提高民警的素质，寻找有效途径，从可持续发展观点出发，提高民警素质，构建和谐社会。相信在人民群众的监督与公安机关的努力下，民警一定能够努力提升自身素质，更好地维护社会稳定和人民安全，在新时期发挥新的作用
犯罪心理学（Criminal Psychology）是一门研究犯人的意志、思想、意图及反应的学科，和犯罪人类学相关连。这一门学科主要深入研究的部分在于有关“是什么导致人犯罪”的问题，但也包含人犯罪后的反应，在逃跑中或在法庭上的。犯罪心理学家也可以做为证人，以帮助法庭了解犯人的心理。精神病学亦有处理到一部分的犯罪行为。笼统地说，犯罪心理学以犯罪心理为研究对象。但关于犯罪心理学的定义有狭义和广义两种说法，至今仍莫衷一是。狭义的犯罪心理学，是指运用心理学的基本原理研究犯罪主体的心理和行为的一门学科。广义的犯罪心理学，是指运用心理学的基本原理，研究犯罪主体的心理和行为以及犯罪对策中的心理学问题的一门学科。根据犯罪心理学有狭义和广义之说，犯罪心理学的研究对象亦有狭义和广义之分。狭义的犯罪心理学的研究对象是犯罪人即犯罪主体的心理和行为，就是说犯罪心理和犯罪是其研究对象。犯罪主体的心理包括其心理过程和个性心理、犯罪心理结构形成的原因和过程、犯罪心理外化为犯罪行为的机理、犯罪过程中的心理活动、犯罪心理发展变化的规律以及怎样对犯罪心理结构施加影响和加以教育改造等。简单地说，它只研究犯罪人的个性缺陷及有关的心理学问题。广义的犯罪心理学的研究对象，除包括狭义的犯罪心理学的研究对象之外，还包括犯罪对策中的心理学问题，如预防犯罪、惩治犯罪以及教育改造罪犯的心理学问题；还包括有犯罪倾向（即尚未实施犯罪行为）的人的心理和刑满释放人员的心理；还包括被害者心理、证人心理、侦查心理、审讯心理、审判心理以及犯罪的心理预测等等。简单地说，广义的犯罪心理学既研究犯罪人的心理和行为，又研究与犯罪作斗争的对策心理学部分，即被认为是司法心理学的有关内容。广义的犯罪心理学研究范围颇广，可以从两个方面来加以确定：⑴把什么人的心理和行为作为研究对象。具体说来，有以下5种人的心理和行为：①犯罪人，这是犯罪心理学研究的主要对象②一般违法人，指实施了违反刑法，但情节显著轻微，危害不大，不认为是犯罪的行为和违反治安法规的行为而又为治安部门所处理的人③刑满释放人员和解除劳动教养人员④揭露与惩罚犯罪的有关人员，这主要是指司法部门人员，这方面的研究目的是为了提高办案质量⑤监管矫治罪犯的人员和监狱的工作人员，他们的心理素质如何，直接影响到罪犯犯罪心理矫治的成效。⑵研究哪些课题。犯罪心理学（广义的）研究课题十分广泛，①犯罪心理结构②犯罪心理结构成因③犯罪心理形成和犯罪行为发生的机制④犯罪心理结构的发展变化⑤不同类型犯罪人的心理特点和行为特征⑥犯罪对策的心理学问题（如个体犯罪的心理预防，犯罪侦查心理和审讯、审判心理以及罪犯矫治等问题）以及其它有关课题。犯罪心理学既是一门交叉性学科,也是一门边缘性学科，又是一门社会科学与自然科学的综合性学科。其实在中国犯罪心理学发展的并不好，而且对于中国基层民警来说（社区民警，派出所民警等）意义并不是很大（除非以后转部门工作）。如果是刑警或是法医的话，学习犯罪心理学那会对有比较大的帮助。一般来说在国外的话，大部分学习犯罪心理学课程的人都是在硕士阶段进行的，而这些人的本科阶段是主修心理学的。但换句话来说，多学点知识总是好的，如果你真的感兴趣的话，就去自学吧。
不少人对心理学都存有偏见，将之视为一种变态的科学。事实上，心理学不但有利于我们在日常生活中，更好地了解别人，处理好人际关系，并且也有利于我们自己，更加深入地了解自己，更好地控制自己的情绪。而且这门科学还能在一些职业领域，发挥极大的作用。
在警察这个领域，心理学就能发挥非常大的作用。如今要求从业人员拥有良好的身心素质的职业并不多了，但对于警察这一领域就有所不同了。所以在这一领域会积极应用心理学，而它的作用也在挑选警官、培训、心理咨询、破案、防控犯罪事件等方面得以良好地体现。
警察作为一种职业，有着一定的独特性，作为执法人员，首先要以身作则，所以对其心理素质肯定会有所要求。不然自己都有病态人格，还怎么成为执法人员来维护社会治安呢。所以在成为警察之前，会进行兴趣、人格以及智力方面的测验，并借助于面谈等方式了解在紧张情况下所做出的反应，进而招募优秀的人才，并剔除一些人格上表现为病态特征的人选，比方说精神变态以及虐待狂等。这些人成为警察以后，想想都会觉得非常可怕，而进行了严格的心理测试以后，就能避免他们成为警察，进而祸害人间了。
在警察的培训方面也发挥了良好的作用，可以借助于感受性训练，让警察能够对日常接触到的人有更加深入地了解，更好地洞察那些作案人员，对于防控犯罪事件，能够起到非常大的作用。
在心理咨询领域，利用心理学，也能够缓解警察这种职业与生俱来的压力感。警察日常工作中，会面对非常紧急的情况，往往需要处理一些比较危险的暴力事件。这些都会让人感到紧张，产生压力感。而利用心理学家们为警察缓解压力，能够更好地让警察们调整自己的心理状态，更好地投入到维护社会治安的工作中来。
在解决社会纠纷，防控犯罪率方面，采用心理学以后，警察能够更好地处理与骚动分子之间的关系，在出现暴力行为以前，能够更好地控制骚动情绪。在家庭纠纷这一普遍危机的处理上，为了进行有效管控。
美国警方对其警员进行了心理学知识的相关培训，培训以后，警察在接到家庭纠纷案件时，就会交由接受过心理学知识培训的警官来处理。他们往往会采用心理学的镇静法来从中调解，而不是强行控制，这样有效缓和了矛盾，也有效控制了犯罪事件。
从中我们就能了解到心理学在警察队伍建设中的重要意义了。警察作为执法人员，首先自己一定要具备积极向上的心态，这样警察才能在民众中树立可信的形象，执法起来也会更加高效。不然如果出现一个有病态人格的执法人员，就会引发社会效应，降低社会对于警察的信任感。