《物理學史》學習感受

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1、《物理學史》學習感受 物理學是一門基礎科學，是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識做出 規(guī)律性的總結。 它研究的是物質運動的基本規(guī)律。 不同的運動形式具有不同的運 動規(guī)律，因而要用不同的研究方法處理，基于此，物理學又分為力學、熱學、電 磁學、光學和原子物理學等各個部分。 按照物理學的歷史發(fā)展又可以分為經典物 理與近代物理兩部分。 近代物理是相對于經典物理而言的， 泛指以相對論和量子 論為基礎的 20 世紀物理學。由于物理學研究的規(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的很多領域和工程技術的基礎。 由于物 理學知識構成了物質世界的完整圖象， 所以它也是科學的世界觀和方

2、法論賴以建 立的基礎。 1、 物理學是自然科學的帶頭學科 物理學作為嚴格的、定量的自然科學的帶頭學科，一直在科學技術的發(fā)展中 發(fā)揮著極其重要的作用。它與數(shù)學、天文學、化學和生物學之間有密切的聯(lián)系， 它們之間相互作用，促進了物理學及其它學科的發(fā)展。 物理學與數(shù)學之間有深刻的內在聯(lián)系。 物理學不滿足于定性地說明現(xiàn)象， 或 者簡單地用文字記載事實， 為了盡可能準確地從數(shù)量關系上去掌握物理規(guī)律， 數(shù) 學就成為物理學不可缺少的工具， 而豐富多彩的物理世界又為數(shù)學研究開辟了廣 闊的天地。歷史上有許多著名科學家，如牛頓、歐拉、高斯等，對于這兩門科學 都做出了重要貢獻。 19 世紀末、 20 世紀初的一些

3、大數(shù)學家如彭加勒、克萊因、 希爾柏特等， 盡管學術傾向不同， 但都精通理論物理。 近代物理學中關于混沌現(xiàn) 象的研究也是物理學與數(shù)學相互結合的結果。 物理學與天文學的關系更是密不可分， 它可以追溯到早期開普勒與牛頓對行 星運動的研究。 熱核反應理論是首先為解釋太陽能源問題而提出的， 中子星理論 則因脈沖星的發(fā)現(xiàn)得到證實， 而現(xiàn)代宇宙論的標準模型 ——大爆炸理論， 是完全 建立在粒子物理理論基礎上的。 物理學與化學本是唇齒相依、 息息相關的。 化學中的原子論、 分子論的發(fā)展 為物理學中氣體動理論的建立奠定了基礎， 而物理學中量子理論的發(fā)展， 原子的 電子殼層結構的建立又從本質上說明了各種元素性

4、質周期性變化的規(guī)律。 物理學 在生物學發(fā)展中的貢獻體現(xiàn)在兩個方面：一是為生命科學提供現(xiàn)代化的實驗手 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 學提供理論概念和方法。 分子生物學已經構成了生命科學的前沿領域， 生物物理 學顯然也是大有可為的。 2、物理學是現(xiàn)代技術革命的先導 一般說來，物理學與技術的關系存在兩種基本模式： 其一是由于生產實踐的 需要而創(chuàng)建了技術，例如 18 世紀至 19 世紀蒸汽機等熱機技術，然后提高到理 論上來，建立了熱力學，再反饋到技術中去，促進技術的進一步發(fā)展；其二是先 在實驗室中揭示了基本規(guī)律， 建立比較完整的理論， 然后再在生產中發(fā)展

5、成為一 種全新的技術。 在當今世界中， 第二種模式的重要性更為顯著， 物理學已成為現(xiàn) 代高技術發(fā)展的先導與基礎學科。 反過來，高技術發(fā)展對物理學提出了新的要求， 同時也提供了先進的研究條件與手段。 所謂高技術指的是那些對社會經濟發(fā)展起 極大推動作用的當代尖端技術，即核能技術、超導技術、信息技術、激光技術、 電子技術等。 3、物理學是科學的世界觀和方法論的基礎 物理學描繪了物質世界的一幅完整的圖象，它揭示出各種運動形態(tài)的相互聯(lián) 系與相互轉化，充分體現(xiàn)了世界的物質性與物質世界的統(tǒng)一性著名的物理學家法 拉第、愛因斯坦對自然力的統(tǒng)一性懷有堅強的信念， 他們一生始終不渝地為證實 各種現(xiàn)象之間的普遍聯(lián)系

6、而努力。 物理學史告訴我們， 新的物理概念和物理觀念的確立是人類認識史上的一個 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， 由于突破了 “能量連續(xù)變化 ”的傳統(tǒng)觀念，而遭到當時物理學界的反對。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后多年， 長期惴惴不安， 一直 徘徊不前， 總想回到經典物理的立場。 同樣，狹義相對論也是愛因斯坦在突破了 牛頓的絕對時空觀的束縛， 形成了相對論時空觀的基礎上建立的。 而洛倫茲由于 受到絕對時空觀的束縛， 他提出了正確的坐標變換式， 但不承認變換式中的時間 是真實時間， 一直提不出狹義相對論。 這說明正確的科學觀與世界

7、觀的確立， 對 科學的發(fā)展具有重要的作用。 在實際的科學發(fā)現(xiàn)中， 不存在嚴格的邏輯通道， 科學的創(chuàng)造常常是由于科學 家們獨特的創(chuàng)造性思維的結果?？茖W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特征 的理想物體。 比如克勞修斯提出理想氣體模型， 推導出氣體壓強公式； 范德瓦爾 斯分子模型的提出， 導致真實氣體方程的建立； 安培提出分子電流模型， 對物質 磁性的本質作了解釋； 麥克斯韋用分子渦旋的力學模型， 導出了磁力公式、 磁能 公式，解釋了電磁感應現(xiàn)象。物理學中還有質點、剛體、單擺、點電荷、絕對黑 體以及各種原子模型都是物理模型。 分析前人

8、在研究過程中建立模型的根據和思 路，有助于增進對科學思想的理解 （ 2）理想實驗 理想實驗是一種按照實驗的模型展開的思想推理過程， 是邏輯推 理的一種方法和形式。 例如伽利略為說明慣性原理提出的球沿光滑斜面下滑又上 升的理論實驗，牛頓為揭示天體運動與地上運動的統(tǒng)一性而構思的在山巔上作平 拋運動的理想實驗等等。 （ 3）物理類比 物理類比方法是利用一種科學定律和另一種科學定律之間的部分 相似性，用它們中的一個去說明另一個。 例如，麥克斯韋通過把力線和不可壓縮 流體的流線加以類比， 找到了法拉第力線的數(shù)學描述； 德布羅意通過力學和光學 類比，引進了波粒二象性概念，提出了 “物質波 ”假設。

9、（ 4）物理假說 假說是根據一定的科學事實和科學理論對研究中的問題所提出的 假定性的看法和說明。 假說在科學發(fā)展過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中的導體回路上所產生的感應電流的現(xiàn)象， 提出了感生電 場的假說； 為了解決安培環(huán)路定律在傳導電流不連續(xù)時所遇到的困難， 提出了位 移電流的假說。又如普朗克為了解釋他導出的與實驗結果完全一致的輻射公式提 出了能量量子化的假說。又如愛因斯坦解釋光電效應實驗提出的光量子假說。 綜上所述， 一、學習物理學史，讓我了解了物理學史，培養(yǎng)了觀察和分析問題的能力。 物理學是一門以實驗為基礎的科學， 觀察和實驗既是研究物理學的基本方法，

10、也 是學習物理學的基本方法， 物理學史描述了許多科學家善于從不被人注意的一些 平?，F(xiàn)象中細心地觀察與思考的事例。 比如倫琴一生在物理學領域中進行過大量 實驗研究工作， 一次實驗中， 他偶然發(fā)現(xiàn)包有黑紙的底片被曝光， 但他從沒放過 這一個細小的現(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。因此在今后的學習中就要有目的地觀察， 親自動手實驗， 逐步培養(yǎng)勤 觀察、勤思考的習慣，這種能力的培養(yǎng)在今后的工作中將受益無窮。 二、學習物理學史， 讓我擁有了質疑精神和提出科學問題的能力。 獨立思考 和獨立判斷的一般能力， 首先表現(xiàn)在懷疑和批判的精神。 科學史上大量事例表明， 不囿于

11、傳統(tǒng)理論和觀念， 不迷信權威和書本， 是科學創(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走到相對論的大門口， 只是由于未能擺脫 絕對時空觀的束縛， 才沒有最終邁入相對論的門坎。 正是由于愛因斯坦拋開了 “絕 對運動”和“靜止以太 ”的觀念，并深刻地審察了 “同時性”概念的物理學根據，才創(chuàng) 建了狹義相對論，引起了人類時空觀的巨大變革。 三、學習物理學史，讓我了解了物理大師的科學方法和進行科學思維的訓練。 物理學研究中建立了許多理想模型、理想過程、理想實驗，運用了觀察和實驗、 類比和聯(lián)想、猜測和試探、分析和 綜合、佯謬和反證方法、科學假設方法等等。 物理學史中有大量生動事例說明科學大師們熟練而巧妙地運用這些方法取得重 要成果的過程。比如講 “自由落體運動 ”時，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、學習物理學史，能為更好地掌握物理知識內容服務。