《物理學(xué)史》學(xué)習(xí)感受

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1、《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

2、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(kāi)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

3、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。 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(kāi)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(wèn)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。 化學(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

4、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

5、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 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(ài)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

6、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(wèn)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， 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(ài)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

7、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。科學(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)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

8、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(kāi)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)。

9、（ 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(wèn)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 出了能量量子化的假說(shuō)。又如愛(ài)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(wèn)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，

10、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?，F(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(méi)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)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(wèn)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。 科學(xué)史上大量事例表明， 不囿于

11、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(ài)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(méi)有最終邁入相對(duì)論的門坎。 正是由于愛(ài)因斯坦拋開(kāi)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)。