【云里·悟理-第1课】
当我们在观察自然或者在观看科幻电影时候，我经常会想到以下一些问题，比方讲：水是由什么组成的，为什么会流动？云彩为什么会浮在天空而人不行？我们能否回到过去，宇宙到底有多大？我们能看到宇宙的边界吗？这都是我们在从观察中看到的现象，事实上这些现象也是物理学要研究并回答的问题。
什么是物理学呢？用一句话讲，物理学是研究物质结构、相互作用及其运动规律的基础学科。物理学的英文名Physics由拉丁文Physica演变而来，而Physica一词源自于古希腊文，就是“自然”的意思。物理名词的中文是由日文从英文翻译过来，然后再传入中国的。我国古代虽有物理一词，但泛指事物之理，内容甚广，并非当今物理学的意思。
在17世纪前，物理主要是从观测生活的体验中发现和总结规律。
古希腊的时候，人们把所有观测自然和思考统称为自然哲学，包括现在的物理、化学、天文、地学，生物等。物理学从哲学中分化出来的，应该讲是最近几百年的事。牛顿时代科学和哲学还是一家。大家知道牛顿有一本非常著名的著作《自然哲学的数学原理》，讲的就是牛顿力学，牛顿三定律和牛顿万有引力定律和微积分。但大家看这书的名字里面叫“自然哲学”，没有任何一个物理的词。
《自然哲学的数学原理》从生活观测中发现和总结规律，我给大家举个例子，比方说浮力定律，是说一年阿基米德所在的王国的国王请金匠用纯金打造了一顶王冠。做好了以后，国王怀疑金匠有可能造假，掺了银子在里面，就请了阿基米德鉴定。这当然是一个非常难的问题，阿基米德一开始也一筹莫展，不知道怎么解决。有一天他在洗澡的时候坐进了浴盆，里边的水位上升了，那么这个观察启发了他。
他就想，如果把王冠放在水里，上升的水位就应该正好等于王冠的体积。所以只要拿与王冠等重量的金子放到水里，看看它们的体积是否相同，就能判别是否有假。
阿基米德想到这里，高兴地从浴盆里跳了出来，赤身裸体跑了出去，边跑还不停地喊“Eureka”。“Eureka”是“我发现了”的意思。后来阿基米德在发现的基础上进一步发现了浮力定律，也就是我们现在在中学时学的定律：物体在液体中所受的浮力等于物体所排开液体的重量。
自然哲学时代的物理研究，其实更多注重的是哲学的思辨，还不是现代意义上的科学。而且在那个时代还受到了宗教的巨大束缚。
任何一个观点与宗教信念不同，就很难被接受。科学思想与方法的突破，是从十六世纪开始的。物理学思想与科学方法的突破，这种突破也带动了科学的启蒙。思想的突破，是从哥白尼提出太阳系系统的日心说开始的。他的学说推翻了托勒密的地心说，他的学说打响了科学思想革命的第一枪，而科学方法的突破起源于实验科学方法的建立。这个方法的建立，释放了物理以及整个科学的研究潜力。