《物理學(xué)史》學(xué)習(xí)感受

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. ------------------------------------------author ------------------------------------------date 《物理學(xué)史》學(xué)習(xí)感受 《物理學(xué)史》學(xué)習(xí)感受 《物理學(xué)史》學(xué)習(xí)感受 物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，是人們對(duì)無(wú)生命自然界中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變的

2、知識(shí)做出規(guī)律性的總結(jié)。它研究的是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。不同的運(yùn)動(dòng)形式具有不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因而要用不同的研究方法處理，基于此，物理學(xué)又分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理學(xué)等各個(gè)部分。按照物理學(xué)的歷史發(fā)展又可以分為經(jīng)典物理與近代物理兩部分。近代物理是相對(duì)于經(jīng)典物理而言的，泛指以相對(duì)論和量子論為基礎(chǔ)的20世紀(jì)物理學(xué)。由于物理學(xué)研究的規(guī)律具有很大的基本性與普遍性，所以它的基本概念和基本定律是自然科學(xué)的很多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。由于物理學(xué)知識(shí)構(gòu)成了物質(zhì)世界的完整圖象，所以它也是科學(xué)的世界觀和方法論賴以建立的基礎(chǔ)。 1、 物理學(xué)是自然科學(xué)的帶頭學(xué)科 物理學(xué)作為嚴(yán)格的、定量的自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，一直在

3、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用。它與數(shù)學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)之間有密切的聯(lián)系，它們之間相互作用，促進(jìn)了物理學(xué)及其它學(xué)科的發(fā)展。 物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間有深刻的內(nèi)在聯(lián)系。物理學(xué)不滿足于定性地說(shuō)明現(xiàn)象，或者簡(jiǎn)單地用文字記載事實(shí)，為了盡可能準(zhǔn)確地從數(shù)量關(guān)系上去掌握物理規(guī)律，數(shù)學(xué)就成為物理學(xué)不可缺少的工具，而豐富多彩的物理世界又為數(shù)學(xué)研究開辟了廣闊的天地。歷史上有許多著名科學(xué)家，如牛頓、歐拉、高斯等，對(duì)于這兩門科學(xué)都做出了重要貢獻(xiàn)。19世紀(jì)末、20世紀(jì)初的一些大數(shù)學(xué)家如彭加勒、克萊因、希爾柏特等，盡管學(xué)術(shù)傾向不同，但都精通理論物理。近代物理學(xué)中關(guān)于混沌現(xiàn)象的研究也是物理學(xué)與數(shù)學(xué)相互結(jié)合的結(jié)果。

4、物理學(xué)與天文學(xué)的關(guān)系更是密不可分，它可以追溯到早期開普勒與牛頓對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究。熱核反應(yīng)理論是首先為解釋太陽(yáng)能源問題而提出的，中子星理論則因脈沖星的發(fā)現(xiàn)得到證實(shí)，而現(xiàn)代宇宙論的標(biāo)準(zhǔn)模型——大爆炸理論，是完全建立在粒子物理理論基礎(chǔ)上的。 物理學(xué)與化學(xué)本是唇齒相依、息息相關(guān)的?；瘜W(xué)中的原子論、分子論的發(fā)展為物理學(xué)中氣體動(dòng)理論的建立奠定了基礎(chǔ)，而物理學(xué)中量子理論的發(fā)展，原子的電子殼層結(jié)構(gòu)的建立又從本質(zhì)上說(shuō)明了各種元素性質(zhì)周期性變化的規(guī)律。物理學(xué)在生物學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是為生命科學(xué)提供現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)手段，如電子顯微鏡、X射線衍射、核磁共振、掃描隧道顯微鏡等；二是為生命科學(xué)提供理論概念和方

5、法。分子生物學(xué)已經(jīng)構(gòu)成了生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域，生物物理學(xué)顯然也是大有可為的。 2、物理學(xué)是現(xiàn)代技術(shù)革命的先導(dǎo) 一般說(shuō)來(lái)，物理學(xué)與技術(shù)的關(guān)系存在兩種基本模式：其一是由于生產(chǎn)實(shí)踐的需要而創(chuàng)建了技術(shù)，例如18世紀(jì)至19世紀(jì)蒸汽機(jī)等熱機(jī)技術(shù)，然后提高到理論上來(lái)，建立了熱力學(xué)，再反饋到技術(shù)中去，促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展；其二是先在實(shí)驗(yàn)室中揭示了基本規(guī)律，建立比較完整的理論，然后再在生產(chǎn)中發(fā)展成為一種全新的技術(shù)。在當(dāng)今世界中，第二種模式的重要性更為顯著，物理學(xué)已成為現(xiàn)代高技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)與基礎(chǔ)學(xué)科。反過(guò)來(lái)，高技術(shù)發(fā)展對(duì)物理學(xué)提出了新的要求，同時(shí)也提供了先進(jìn)的研究條件與手段。所謂高技術(shù)指的是那些對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起

6、極大推動(dòng)作用的當(dāng)代尖端技術(shù)，即核能技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、信息技術(shù)、激光技術(shù)、電子技術(shù)等。 3、物理學(xué)是科學(xué)的世界觀和方法論的基礎(chǔ) 物理學(xué)描繪了物質(zhì)世界的一幅完整的圖象，它揭示出各種運(yùn)動(dòng)形態(tài)的相互聯(lián)系與相互轉(zhuǎn)化，充分體現(xiàn)了世界的物質(zhì)性與物質(zhì)世界的統(tǒng)一性著名的物理學(xué)家法拉第、愛因斯坦對(duì)自然力的統(tǒng)一性懷有堅(jiān)強(qiáng)的信念，他們一生始終不渝地為證實(shí)各種現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系而努力。 物理學(xué)史告訴我們，新的物理概念和物理觀念的確立是人類認(rèn)識(shí)史上的一個(gè)飛躍，只有沖破舊的傳統(tǒng)觀念的束縛才能得以問世。例如普朗克的能量子假設(shè)，由于突破了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，而遭到當(dāng)時(shí)物理學(xué)界的反對(duì)。普朗克本人由于受到傳統(tǒng)觀念的束縛

7、，在他提出能量子假設(shè)后多年，長(zhǎng)期惴惴不安，一直徘徊不前，總想回到經(jīng)典物理的立場(chǎng)。同樣，狹義相對(duì)論也是愛因斯坦在突破了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀的束縛，形成了相對(duì)論時(shí)空觀的基礎(chǔ)上建立的。而洛倫茲由于受到絕對(duì)時(shí)空觀的束縛，他提出了正確的坐標(biāo)變換式，但不承認(rèn)變換式中的時(shí)間是真實(shí)時(shí)間，一直提不出狹義相對(duì)論。這說(shuō)明正確的科學(xué)觀與世界觀的確立，對(duì)科學(xué)的發(fā)展具有重要的作用。 在實(shí)際的科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，不存在嚴(yán)格的邏輯通道，科學(xué)的創(chuàng)造常常是由于科學(xué)家們獨(dú)特的創(chuàng)造性思維的結(jié)果?？茖W(xué)研究中常用的方法列舉如下 （1）物理模型 物理模型是為了便于研究而建立的高度抽象的反映事物本質(zhì)特征的理想物體。比如克勞修斯提出理想氣體模型，推導(dǎo)

8、出氣體壓強(qiáng)公式；范德瓦爾斯分子模型的提出，導(dǎo)致真實(shí)氣體方程的建立；安培提出分子電流模型，對(duì)物質(zhì)磁性的本質(zhì)作了解釋；麥克斯韋用分子渦旋的力學(xué)模型，導(dǎo)出了磁力公式、磁能公式，解釋了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。物理學(xué)中還有質(zhì)點(diǎn)、剛體、單擺、點(diǎn)電荷、絕對(duì)黑體以及各種原子模型都是物理模型。分析前人在研究過(guò)程中建立模型的根據(jù)和思路，有助于增進(jìn)對(duì)科學(xué)思想的理解 （2）理想實(shí)驗(yàn) 理想實(shí)驗(yàn)是一種按照實(shí)驗(yàn)的模型展開的思想推理過(guò)程，是邏輯推理的一種方法和形式。例如伽利略為說(shuō)明慣性原理提出的球沿光滑斜面下滑又上升的理論實(shí)驗(yàn)，牛頓為揭示天體運(yùn)動(dòng)與地上運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性而構(gòu)思的在山巔上作平拋運(yùn)動(dòng)的理想實(shí)驗(yàn)等等。 （3）物理類比 物理類比

9、方法是利用一種科學(xué)定律和另一種科學(xué)定律之間的部分相似性，用它們中的一個(gè)去說(shuō)明另一個(gè)。例如，麥克斯韋通過(guò)把力線和不可壓縮流體的流線加以類比，找到了法拉第力線的數(shù)學(xué)描述；德布羅意通過(guò)力學(xué)和光學(xué)類比，引進(jìn)了波粒二象性概念，提出了“物質(zhì)波”假設(shè)。 （4）物理假說(shuō) 假說(shuō)是根據(jù)一定的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)理論對(duì)研究中的問題所提出的假定性的看法和說(shuō)明。假說(shuō)在科學(xué)發(fā)展過(guò)程中具有十分重要的作用。例如麥克斯韋為了解釋在變化磁場(chǎng)中的導(dǎo)體回路上所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的現(xiàn)象，提出了感生電場(chǎng)的假說(shuō)；為了解決安培環(huán)路定律在傳導(dǎo)電流不連續(xù)時(shí)所遇到的困難，提出了位移電流的假說(shuō)。又如普朗克為了解釋他導(dǎo)出的與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致的輻射公式提出了

10、能量量子化的假說(shuō)。又如愛因斯坦解釋光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)提出的光量子假說(shuō)。 綜上所述， 一、學(xué)習(xí)物理學(xué)史，讓我了解了物理學(xué)史，培養(yǎng)了觀察和分析問題的能力。物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，觀察和實(shí)驗(yàn)既是研究物理學(xué)的基本方法，也是學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本方法，物理學(xué)史描述了許多科學(xué)家善于從不被人注意的一些平常現(xiàn)象中細(xì)心地觀察與思考的事例。比如倫琴一生在物理學(xué)領(lǐng)域中進(jìn)行過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究工作，一次實(shí)驗(yàn)中，他偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光，但他從沒放過(guò)這一個(gè)細(xì)小的現(xiàn)象。正是他這種觀察能力、分析能力使他發(fā)現(xiàn)X射線從而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。因此在今后的學(xué)習(xí)中就要有目的地觀察，親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，逐步培養(yǎng)勤觀察、勤思考的習(xí)慣，這種能力的培養(yǎng)

11、在今后的工作中將受益無(wú)窮。 二、學(xué)習(xí)物理學(xué)史，讓我擁有了質(zhì)疑精神和提出科學(xué)問題的能力。獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的一般能力，首先表現(xiàn)在懷疑和批判的精神?？茖W(xué)史上大量事例表明，不囿于傳統(tǒng)理論和觀念，不迷信權(quán)威和書本，是科學(xué)創(chuàng)造的思想前提。眾所周知，在愛因斯坦之前，洛侖茲和彭加勒已經(jīng)走到相對(duì)論的大門口，只是由于未能擺脫絕對(duì)時(shí)空觀的束縛，才沒有最終邁入相對(duì)論的門坎。正是由于愛因斯坦拋開了“絕對(duì)運(yùn)動(dòng)”和“靜止以太”的觀念，并深刻地審察了“同時(shí)性”概念的物理學(xué)根據(jù)，才創(chuàng)建了狹義相對(duì)論，引起了人類時(shí)空觀的巨大變革。 三、學(xué)習(xí)物理學(xué)史，讓我了解了物理大師的科學(xué)方法和進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練。物理學(xué)研究中建立了許多理想模型、理想過(guò)程、理想實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用了觀察和實(shí)驗(yàn)、類比和聯(lián)想、猜測(cè)和試探、分析和 綜合、佯謬和反證方法、科學(xué)假設(shè)方法等等。物理學(xué)史中有大量生動(dòng)事例說(shuō)明科學(xué)大師們熟練而巧妙地運(yùn)用這些方法取得重要成果的過(guò)程。比如講“自由落體運(yùn)動(dòng)”時(shí)，介紹伽利略用歸謬法駁斥亞里士多德“重的物體比輕的物體落得快”。 四、學(xué)習(xí)物理學(xué)史，能為更好地掌握物理知識(shí)內(nèi)容服務(wù)。 --------------------------------------------------