时间:2022-07-13 06:16:15
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物理学是一门最基本的自然学科,它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科,所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式,而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学、道德等方面。实际上,物理学在产生、形成、发展的过程中,人们不是为了物理学而研究物理学,而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学,所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系,这些关系中都蕴含着丰富的人文文化。
著名物理学家吴健雄曾指出:为了避免出现社会可持续发展中的危机,当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中两种文化,即科学文化和人文文化之间的隔阂,而加强这两方面的联系。没有比大学更加适合的场所了。只有当两种文化的隔阂在大学园里加以弥合之后,我们才能对世界给出连贯而令人信服的描述。所以我们有必要去讨论科学文化中的人文思想。
下面从文化角度去剖析物理学中的人文思想,主要有以下几方面:
1 物理学中的唯物辩证法思想
物理学在古代被称为自然哲学,物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。随着学科的发展与不断完善,物理学才从哲学中分化出来,形成独立的学科,但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。
1.1 实践是检验真理的唯一标准
物理学是实验科学,物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”,物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果,体现了唯物辩证法的认识论观点——实践是检验真理的唯一标准。
1.2 物质是普遍联系的
物理发展史上,很多地方体现了物质是普遍联系的观点。比如人们曾经把电和磁孤立起来,物理学家奥斯特接受自然力统一的哲学思想。坚信电和磁之间存在某种潜在联系,经过多年研究,终于发现了电流的磁效应,并由此开创了电磁学的新纪元。把电和磁联系了起来,这正体现了唯物辩证法的特征——物质是普遍联系的。
1.3 事物发展过程中的“否定之否定”规律
人们对物理现象及其本质的认识是不断地发展和完善起来的,每一种理论的建立过程都体现了“实验(事实)——理论假设——实验(新的事实)——修正理论”,遵循着辩证唯物主义中的“否定之否定”规律。比如在整个光学的发展史中对光本质这个问题的认识,先是牛顿的微粒说;再是惠更斯的弹性波动说;接着麦克斯韦提出电磁波动说;到20世纪爱因斯坦提出光量子说。最终人们认识到光具有波粒二象性,人类对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”认识规律的反映。
1.4 主要矛盾与次要矛盾的辩证关系
物理学中为了方便研究问题,经常抓住物体的主要特征,忽略物体的次要特征,而抽想出一些理想模型。如“质点”这个理想模型保留了实际物体的质量和存在的位置,而忽略了物体本身的大小形状,体现出辩证唯物主义中的“主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系”。
1.5 运动的相对性和时空的相对性
近代物理学的一大理论—爱因斯坦的相对论中涉及的哲学问题很多。最突出的就是相对运动和相对的时空观念。相对论指出:相对性原理的本质在于运动的相对性这一事实,而不存在绝对运动。相对论否定了绝对运动的存在,就否定了绝对时空的概念。它通过不变的光速把时间和空间联合为一个整体,由洛伦兹变换建立起各个惯性系之间的时空关系。
可见,不论是物理文化知识本身,还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法,对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。
2 物理学中的美学文化
2.1 物理理论的美学特征
2.1.1 简单深刻美
在一个艺术家眼里简单是一种美。自然现象错综复杂,物理学则力求用简单的方程或定律去概括自然规律,但其反映的内在规律确是非常深刻的。如能量的转化和守恒定律反映了各种不同形式的能量的转化,牛顿的三大定律更是概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律,麦克斯韦电磁方程组将复杂的电磁现象统一其中,爱因斯坦相对论中的基本原理简单凝练,但其中内涵确是丰富而深刻的。
2.1.2 对称守恒美
对称是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式,物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称的美:引力和斥力,“电生磁”与“磁生电”,粒子与反粒子,物质与反物质、圆孔或单缝衍射图样的对称、无限长直导线周围磁场的轴对称等等。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式,物理学中有许多守恒定律如:动量守恒、机械能守恒等等。实际上,对称性已经成为当代物理学家研究物理理论的一种方法。
2.1.3 统一和谐美
物理理论的和谐统一美实际上是自然界和谐统一美的理论形态。如麦克斯韦电磁场理论把电学、磁学、光学统一了起来,量子力学把波动性和粒子性统一了起来,爱因斯坦的相对论把时间、空间、物质和运动统一起来,把经典物理学都包容在他的理论框架之内,创造了程度更高范围更大的和谐统一理论。
2.2 物理学家与美学思想
世界著名物理学家狄拉克认为:让一个方程具有美感要比符合实验更为重要。法国科学家彭加勒曾说:“科学家研究自然,是因为他从中能得到乐趣,他之所以能得到乐趣,是因为她美”。著名物理学家杨振宁曾经说过:“物理学的原理有它的结构,这个结构有它的美跟妙的地方,而各个物理学工作者对于这个结构的不同的美跟妙的地方的感受,有不同的了解,因为大家有不同的感受,所以每一个工作者会发展他自己独特的研究方向跟研究方法,形成他自己的风格。”
许多著名的物理学家都有感知美的奇异本领,美学思想在许多物理学家创立与评价物理学理论时起着重大的启发与指导作用。追溯人类科学源头,科学美始终被作为一种人文理想而追求,成为科学家们献身科学、潜心研究的直接动力之一。
3 物理学中的科学道德精神
3.1 对未知的好奇与探索精神
好奇心是一种情感,是一种人文精神,也是最重要的科学精神。科学进步的真正动力是许多物理学家对了解未知事物的欲望。牛顿看到苹果落地,就去想苹果为什么会从树上掉下来,从而想到了万有引力;阿基米德从浴桶洗澡中得到启示,发现水面上升与他身体侵入部分体积之间的内在联系,找到了鉴别金质王冠是否掺假的方法,产生阿基米德原理,发现浮力定律等。这种对未知的好奇与探索精神,对物理学的发展与人类的文明有很重要的作用。
3.2 实事求是、勇于创新的科学精神
实事求是认知的基础,而创新则是科学精神的核心。20世纪物理学的革命告诉我们:科学的发展道路上科学家要创立一种新理论的时候,都必须要有敢于向已有的旧理论、旧思想提出质疑的勇气。例如:伽利略正是因为对亚里士多德“力是产生物体运动的原因”的怀疑,才建立了正确的力和运动的关系。以至于后来的牛顿运动定律的产生。著名物理学家杨振宁和李政道正是因为敏锐的觉察到了从未被人怀疑过的宇称守恒定律的适用范围,大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的论断,才使物理学理论有了一个突破性的进展。
物理学是一门最基本的自然学科,它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科,所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式,而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学、道德等方面。实际上,物理学在产生、形成、发展的过程中,人们不是为了物理学而研究物理学,而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学,所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系,这些关系中都蕴含着丰富的人文文化。
著名物理学家吴健雄曾指出:为了避免出现社会可持续发展中的危机,当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中两种文化,即科学文化和人文文化之间的隔阂,而加强这两方面的联系。没有比大学更加适合的场所了。只有当两种文化的隔阂在大学园里加以弥合之后,我们才能对世界给出连贯而令人信服的描述。所以我们有必要去讨论科学文化中的人文思想。
下面从文化角度去剖析物理学中的人文思想,主要有以下几方面:
1物理学中的唯物辩证法思想
物理学在古代被称为自然哲学,物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。随着学科的发展与不断完善,物理学才从哲学中分化出来,形成独立的学科,但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。
1.1实践是检验真理的唯一标准
物理学是实验科学,物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”,物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果,体现了唯物辩证法的认识论观点——实践是检验真理的唯一标准。
1.2物质是普遍联系的
物理发展史上,很多地方体现了物质是普遍联系的观点。比如人们曾经把电和磁孤立起来,物理学家奥斯特接受自然力统一的哲学思想。坚信电和磁之间存在某种潜在联系,经过多年研究,终于发现了电流的磁效应,并由此开创了电磁学的新纪元。把电和磁联系了起来,这正体现了唯物辩证法的特征——物质是普遍联系的。
1.3事物发展过程中的“否定之否定”规律
人们对物理现象及其本质的认识是不断地发展和完善起来的,每一种理论的建立过程都体现了“实验(事实)——理论假设——实验(新的事实)——修正理论”,遵循着辩证唯物主义中的“否定之否定”规律。比如在整个光学的发展史中对光本质这个问题的认识,先是牛顿的微粒说;再是惠更斯的弹性波动说;接着麦克斯韦提出电磁波动说;到20世纪爱因斯坦提出光量子说。最终人们认识到光具有波粒二象性,人类对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”认识规律的反映。
1.4主要矛盾与次要矛盾的辩证关系
物理学中为了方便研究问题,经常抓住物体的主要特征,忽略物体的次要特征,而抽想出一些理想模型。如“质点”这个理想模型保留了实际物体的质量和存在的位置,而忽略了物体本身的大小形状,体现出辩证唯物主义中的“主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系”。
1.5运动的相对性和时空的相对性
近代物理学的一大理论—爱因斯坦的相对论中涉及的哲学问题很多。最突出的就是相对运动和相对的时空观念。相对论指出:相对性原理的本质在于运动的相对性这一事实,而不存在绝对运动。相对论否定了绝对运动的存在,就否定了绝对时空的概念。它通过不变的光速把时间和空间联合为一个整体,由洛伦兹变换建立起各个惯性系之间的时空关系。
可见,不论是物理文化知识本身,还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法,对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。2物理学中的美学文化
2.物理理论的美学特征
2.1简单深刻美
在一个艺术家眼里简单是一种美。自然现象错综复杂,物理学则力求用简单的方程或定律去概括自然规律,但其反映的内在规律确是非常深刻的。如能量的转化和守恒定律反映了各种不同形式的能量的转化,牛顿的三大定律更是概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律,麦克斯韦电磁方程组将复杂的电磁现象统一其中,爱因斯坦相对论中的基本原理简单凝练,但其中内涵确是丰富而深刻的。
2.1.2对称守恒美
对称是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式,物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称的美:引力和斥力,“电生磁”与“磁生电”,粒子与反粒子,物质与反物质、圆孔或单缝衍射图样的对称、无限长直导线周围磁场的轴对称等等。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式,物理学中有许多守恒定律如:动量守恒、机械能守恒等等。实际上,对称性已经成为当代物理学家研究物理理论的一种方法。
2.1.3统一和谐美
物理理论的和谐统一美实际上是自然界和谐统一美的理论形态。如麦克斯韦电磁场理论把电学、磁学、光学统一了起来,量子力学把波动性和粒子性统一了起来,爱因斯坦的相对论把时间、空间、物质和运动统一起来,把经典物理学都包容在他的理论框架之内,创造了程度更高范围更大的和谐统一理论。
2.2物理学家与美学思想
世界著名物理学家狄拉克认为:让一个方程具有美感要比符合实验更为重要。法国科学家彭加勒曾说:“科学家研究自然,是因为他从中能得到乐趣,他之所以能得到乐趣,是因为她美”。著名物理学家杨振宁曾经说过:“物理学的原理有它的结构,这个结构有它的美跟妙的地方,而各个物理学工作者对于这个结构的不同的美跟妙的地方的感受,有不同的了解,因为大家有不同的感受,所以每一个工作者会发展他自己独特的研究方向跟研究方法,形成他自己的风格。”
许多著名的物理学家都有感知美的奇异本领,美学思想在许多物理学家创立与评价物理学理论时起着重大的启发与指导作用。追溯人类科学源头,科学美始终被作为一种人文理想而追求,成为科学家们献身科学、潜心研究的直接动力之一。
3物理学中的科学道德精神
3.1对未知的好奇与探索精神
好奇心是一种情感,是一种人文精神,也是最重要的科学精神。科学进步的真正动力是许多物理学家对了解未知事物的欲望。牛顿看到苹果落地,就去想苹果为什么会从树上掉下来,从而想到了万有引力;阿基米德从浴桶洗澡中得到启示,发现水面上升与他身体侵入部分体积之间的内在联系,找到了鉴别金质王冠是否掺假的方法,产生阿基米德原理,发现浮力定律等。这种对未知的好奇与探索精神,对物理学的发展与人类的文明有很重要的作用。
3.2实事求是、勇于创新的科学精神
实事求是认知的基础,而创新则是科学精神的核心。20世纪物理学的革命告诉我们:科学的发展道路上科学家要创立一种新理论的时候,都必须要有敢于向已有的旧理论、旧思想提出质疑的勇气。例如:伽利略正是因为对亚里士多德“力是产生物体运动的原因”的怀疑,才建立了正确的力和运动的关系。以至于后来的牛顿运动定律的产生。著名物理学家杨振宁和李政道正是因为敏锐的觉察到了从未被人怀疑过的宇称守恒定律的适用范围,大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的论断,才使物理学理论有了一个突破性的进展。
长期以来,儿童贪玩被视为最糟糕的行为,教师和家长普遍关注儿童的知识学习及考试成绩,看不到玩耍既是儿童快乐的寄托,又是他们认识世界的有效方式,儿童正是在玩耍中认识和体验各种常识,这种热情和认识方式将会转移或渗透到今后的学习和生活中。玩是儿童的天性,也是他们的基本权利,没有玩耍就没有儿童幸福,也没有儿童成长。著名数学家陈省身为中学生数学杂志的题辞便是“数学好玩”。然而,今天从学校到家庭似乎过多地剥夺了儿童玩耍的权利。
关键词:物理学;哲学思想
物理学是一门最基本的自然学科,它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科,所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式,而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学等方面。实际上,物理学在产生、形成、发展的过程中,人们不是为了物理学而研究物理学,而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学,所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系,这些关系中都蕴含着丰富的哲学思想。
1物理学中的唯物辩证法思想
物理学在古代被称为自然哲学,物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。随着学科的发展与不断完善,物理学才从哲学中分化出来,形成独立的学科,但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。
1.1实践是检验真理的唯一标准
物理学是实验科学,物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”,物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果,体现了唯物辩证法的认识论观点――实践是检验真理的唯一标准。
1.2物质是普遍联系的
物理发展史上,很多地方体现了物质是普遍联系的观点。比如人们曾经把电和磁孤立起来,物理学家奥斯特接受自然力统一的哲学思想。坚信电和磁之间存在某种潜在联系,经过多年研究,终于发现了电流的磁效应,并由此开创了电磁学的新纪元。把电和磁联系了起来,这正体现了唯物辩证法的特征――物质是普遍联系的。
1.3事物发展过程中的“否定之否定”规律
人们对物理现象及其本质的认识是不断地发展和完善起来的,每一种理论的建立过程都体现了“实验(事实)――理论假设――实验(新的事实)――修正理论”,遵循着辩证唯物主义中的“否定之否定”规律。比如在整个光学的发展史中对光本质这个问题的认识,先是牛顿的微粒说;再是惠更斯的弹性波动说;接着麦克斯韦提出电磁波动说;到20世纪爱因斯坦提出光量子说。最终人们认识到光具有波粒二象性,人类对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”认识规律的反映。
1.4主要矛盾与次要矛盾的辩证关系
物理学中为了方便研究问题,经常抓住物体的主要特征,忽略物体的次要特征,而抽想出一些理想模型。如“质点”这个理想模型保留了实际物体的质量和存在的位置,而忽略了物体本身的大小形状,体现出辩证唯物主义中的“主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系”。
1.5运动的相对性和时空的相对性
近代物理学的一大理论―爱因斯坦的相对论中涉及的哲学问题很多。最突出的就是相对运动和相对的时空观念。相对论指出:相对性原理的本质在于运动的相对性这一事实,而不存在绝对运动。相对论否定了绝对运动的存在,就否定了绝对时空的概念。它通过不变的光速把时间和空间联合为一个整体,由洛伦兹变换建立起各个惯性系之间的时空关系。
可见,不论是物理文化知识本身,还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法,对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。
2物理学中的美学文化
2.1物理理论的美学特征
2.1.1简单深刻美
在一个艺术家眼里简单是一种美。自然现象错综复杂,物理学则力求用简单的方程或定律去概括自然规律,但其反映的内在规律确是非常深刻的。如能量的转化和守恒定律反映了各种不同形式的能量的转化,牛顿的三大定律更是概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律,麦克斯韦电磁方程组将复杂的电磁现象统一其中,爱因斯坦相对论中的基本原理简单凝练,但其中内涵确是丰富而深刻的。
2.1.2对称守恒美
对称是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式,物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称的美:引力和斥力,“电生磁”与“磁生电”,粒子与反粒子,物质与反物质、圆孔或单缝衍射图样的对称、无限长直导线周围磁场的轴对称等等。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式,物理学中有许多守恒定律如:动量守恒、机械能守恒等等。实际上,对称性已经成为当代物理学家研究物理理论的一种方法。
物理学是一门最基本的自然学科,它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科,所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式,而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学等方面。实际上,物理学在产生、形成、发展的过程中,人们不是为了物理学而研究物理学,而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学,所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系,这些关系中都蕴含着丰富的哲学思想。
1 物理学中的唯物辩证法思想
物理学在古代被称为自然哲学,物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。随着学科的发展与不断完善,物理学才从哲学中分化出来,形成独立的学科,但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。
1.1 实践是检验真理的唯一标准
物理学是实验科学,物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”,物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果,体现了唯物辩证法的认识论观点——实践是检验真理的唯一标准。
1.2 物质是普遍联系的
物理发展史上,很多地方体现了物质是普遍联系的观点。比如人们曾经把电和磁孤立起来,物理学家奥斯特接受自然力统一的哲学思想。坚信电和磁之间存在某种潜在联系,经过多年研究,终于发现了电流的磁效应,并由此开创了电磁学的新纪元。把电和磁联系了起来,这正体现了唯物辩证法的特征——物质是普遍联系的。
1.3 事物发展过程中的“否定之否定”规律
人们对物理现象及其本质的认识是不断地发展和完善起来的,每一种理论的建立过程都体现了“实验(事实)——理论假设——实验(新的事实)——修正理论”,遵循着辩证唯物主义中的“否定之否定”规律。比如在整个光学的发展史中对光本质这个问题的认识,先是牛顿的微粒说;再是惠更斯的弹性波动说;接着麦克斯韦提出电磁波动说;到20世纪爱因斯坦提出光量子说。
最终人们认识到光具有波粒二象性,人类对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”认识规律的反映。
1.4 主要矛盾与次要矛盾的辩证关系
物理学中为了方便研究问题,经常抓住物体的主要特征,忽略物体的次要特征,而抽想出一些理想模型。如“质点”这个理想模型保留了实际物体的质量和存在的位置,而忽略了物体本身的大小形状,体现出辩证唯物主义中的“主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系”。
1.5 运动的相对性和时空的相对性
近代物理学的一大理论—爱因斯坦的相对论中涉及的哲学问题很多。最突出的就是相对运动和相对的时空观念。相对论指出:相对性原理的本质在于运动的相对性这一事实,而不存在绝对运动。相对论否定了绝对运动的存在,就否定了绝对时空的概念。它通过不变的光速把时间和空间联合为一个整体,由洛伦兹变换建立起各个惯性系之间的时空关系。
可见,不论是物理文化知识本身,还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法,对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。
2 物理学中的美学文化
2.1 物理理论的美学特征
2.1.1 简单深刻美
在一个艺术家眼里简单是一种美。自然现象错综复杂,物理学则力求用简单的方程或定律去概括自然规律,但其反映的内在规律确是非常深刻的。如能量的转化和守恒定律反映了各种不同形式的能量的转化,牛顿的三大定律更是概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律,麦克斯韦电磁方程组将复杂的电磁现象统一其中,爱因斯坦相对论中的基本原理简单凝练,但其中内涵确是丰富而深刻的。
2.1.2 对称守恒美
对称是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式,物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称的美:引力和斥力,“电生磁”与“磁生电”,粒子与反粒子,物质与反物质、圆孔或单缝衍射图样的对称、无限长直导线周围磁场的轴对称等等。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式,物理学中有许多守恒定律如:动量守恒、机械能守恒等等。实际上,对称性已经成为当代物理学家研究物理理论的一种方法。
杨振宁的研究风格与海森伯和狄拉克两位物理学家谁更相近?面对中学生的这一提问,杨振宁谦虚地说不敢自比先贤,但个人更欣赏狄拉克。
在题为《美与物理学》的报告中,杨振宁用中国古典诗文阐述世界著名物理学成果中所蕴含的美,称物理学的发展为“观古今于须臾,抚四海于一瞬”,将方程式比作“造物者的诗篇”。对于诗人的感受,杨院士也有独到的见解,“一粒砂里有一个世界,一朵花里有一个天堂,把无穷无尽握于手掌,永恒便是刹那时光。”短短半小时的演讲,杨振宁给听众带来的是一场汇集物理学、文学、音乐、美学、哲学等领域的“艺术科学盛宴”。他以精湛的语言艺术、深厚的国学修养为艰深的物理学知识赋予艺术与人文之美。
“您认为我们中学生或其他科研探索者们,在今后的学习和工作中,将如何更好地培养创新精神和质疑态度呢?”
“科学研究的过程中,一段时间是很困苦的,一段时间是很快乐的。这两段时间我想都得要有。没有经历困难的时间,很难想象到后来快乐的时间。最重要的一点就是在困苦的时候得要有两个精神同时存在:一是不放弃,努力下去;二是如果觉得做不下去了,要换一个方向。”杨振宁的回答引起全场阵阵掌声。
人物名片:格奥尔格·贝德诺尔茨,德国物理学家,IBM苏黎世实验室资深教授。因在发现陶瓷材料中的超导电性(高温超导)所作的重大突破,与卡尔·亚历山大·米勒共同获得1987年诺贝尔物理学奖。
科技创造美好未来
“在医学领域,超导技术的应用大家应该很熟悉,就是核磁共振,它是用1-3T这样的核磁共振对我们人体的软物质进行成像。另外我们还有一种传感器——超导量子发射仪,用作人脑监测。”格奥尔格·贝德诺尔茨在发表主题演讲时举例说。
1986年,贝德诺尔茨与卡尔·亚历山大·米勒在陶瓷材料中发现超导电性,对新型超导材料的研究起到了突破性的作用。
21世纪,超导技术将成为高科技的新宠,它的应用和普及有着广阔的前景。但是,超导技术的广泛应用也面临一些困境。例如,目前的超导材料价格很昂贵,市场供应量还无法保证,大量投资者不愿介入。但只要有政府的支持,与超导相关许多梦想都将会实现。
在回答论坛主持人姚期智教授提出的“大家曾经认为,高温超导是有极限的,在研究取得了很大的进步以后,目前科学界对于高温超导的极限是怎么样的看法?”这一问题时,格奥尔格·贝德诺尔茨说:“科学是没有极限的目前我们发现了更多的高温超导化合物。最近日本、中国科学家通过研究,发现了全新超导材料化合物。这是我们很多人都没有想到的。”
科学无止境。正如格奥尔格·贝德诺尔茨引用德国科技部部长的话说,“我们要敢于冒一些风险,可能会因此失去一些东西。但是冒这些险,我们就可能会有一个非常好的未来。”
人物名片:阿龙·切哈诺沃,2004年诺贝尔化学奖获得者,以色列人文和自然科学院院士、美国国家科学院外籍院士。
人类能治愈所有的疾病?
“毋庸讳言,我们都希望青春永葆,获得永生。当然,这需要我们治愈所有的疾病。这个梦想能否实现?”阿龙·切哈诺沃说:“历史告诉我们不能。”
进入20世纪,科技的成就让人类能够活得更长久,但另一方面我们也付出了代价,出现了脑神经退化综合症等新疾病。
在20世纪初和1970-2000年两个时间段中,产生了两次药物大变革。第三次药物革命不久就会发生,将带来个性化的药物,也就是DNA药物。
研究病人的DNA,不但能够使我们找到导致患病的突变,还可以对这个病人未来会患什么样的癌症进行一种预告或预防,并且通过改变生活方式改变其基因突变。
现在,在DNA研究和生物制药方面有个性化的药物,但都不是免费的午餐。个性化药物在基因的研究成本、药物开发成本和实验成本等方面,存在着许多问题和困惑。
个性化医疗将如何发展?阿龙·切哈诺沃认为,这是世界各国家都要面对的问题。使这些科学成果能够惠及到每一个公民,这是各国政府的责任。
人物名片:雅各布·帕里斯,第三世界科学院院长。是13个国家的科学院院士,在国际动力系统和微分方程领域享有很高学术声誉,因为在动力系统方面的贡献获2010年巴尔扎恩奖。
科学的发现都会找到重要的应用
一只蝴蝶扇动着翅膀,可以引起天气发生变化,这是动力学的一个现象。雅各布·帕里斯的演讲从著名的“蝴蝶效应”开始。
“蝴蝶颤动着翅膀,结果过了一段时间天气就会发生大的变化,当然反过来可能也能说得通。”雅各布·帕里斯对这些基础问题有一个更宽阔的视野,“是不是再往前跳,这是我的一个理论一个猜测。我当时考虑动力系统像是转换,也像流动,同时又有所谓的参数空间。”
从1963年爱德华·罗伦兹提出“蝴蝶效应”以来,在过去的70年中,动力学的研究者们一直有一个梦想:就是希望能够追溯自己的历史,对一个典型的系统或者典型的点线进行描述。
针对“动力系统理论通常是用来描绘自然现象的,但是近年来一些研究者试图把动力系统理论应用于人类社会的演变研究中”,雅各布·帕里斯说:“我相信任何人,只要受过非常好的动力学理论训练,他就能把自己的专业应用到其他的领域里面,我确实也看到很多这样的实例。”
人物名片:阿达·约纳特,以色列科学家。2009年因“核糖体的结构和功能”的研究而获得当年的诺贝尔化学奖。
科技进步在于不断研究和发现问题
在诺贝尔奖百余年历史上,女性获奖者少之又少。虽不乏居里夫人这样两度获奖的传奇人物,但所占比例不到获奖总人数的5%。阿达·约纳特说,“当我第一次发现核糖体结构的时候,那就是我获得的最大的奖项。”
心脏搭桥作为冠心病治疗的有效手段之一,很多人对它既关注又畏惧。在临床中,心脏搭桥手术常常是医生们优先考虑的治疗方法。搭桥后,患者可长时间舒适地生活。
保养得当 “挺”二三十年没问题
心脏搭桥术后生活二十年左右的患者大有人在;40岁搭桥,活到70多岁的人也不少。
专家提醒,心脏搭桥后能“挺”多长时间关键在于日常保养是否得当。一般来说,患者术后要按照医嘱定期服用抗凝药物、降脂药物和稳定血压的药物。尤其是血压,应尽量保持在120/80毫米汞柱的水平。如果血压过高,患者血管容易发生改变;如果血压过低,患者可能出现心肌供血不足等问题。另外,患者术后应遵医嘱定期到医院做凝血四项检测、心电图检测以及冠状动脉造影检查。通过这些手段,大家就能知晓自己心脏上“桥”的状况了。
患者术后病情是否会发生反复还要看病人的基础疾病情况、用于“搭桥”的血管质量如何。有时候,某些特殊的体质也会对此产生一定影响。
搭桥后应“大胆”地生活
《爱因斯坦和小女孩》写了大科学家爱因斯坦与一个小女孩偶然相遇并相处的生活片段,表现了爱因斯坦潜心科学研究、忽略生活小节的平凡而伟大的品格,以及他关爱孩子,乐于与孩子相处的童心。爱因斯坦是世界著名物理学家,对世界科学史作出了巨大贡献。他的物质粒子可以转变为巨大的能量的理论,已由原子弹、氢弹的威力得到证实,他被公认为整个人类历史上少有的科学巨人。
情境之中悟性格。在“冷不丁被小姑娘一撞”的情况下,爱因斯坦抬起头,友好地冲小姑娘一笑:“对不起,小姑娘,是我不小心。”这是被撞者对撞人者道歉。这一情境让我们深切地感受到爱因斯坦平易、宽容、坦荡的胸怀。文中还描写了爱因斯坦的穿着:“只见他穿的衣服又肥又长,整个人就像裹在一张大被单里,脚下趿拉着一双卧室里穿的拖鞋。”这一情境又让我们感受到这位伟大的科学家专注于科研、不拘小节的性格。
言语之中显品质。第二天小姑娘又遇到了那老人。小姑娘说:“我父亲说你是最伟大的爱因斯坦……”“噢,他只讲对了一半,我是爱因斯坦,但并不伟大。”这让我们体会到了爱因斯坦的谦逊诚恳。爱因斯坦还说:“你说得对,我是不会对付衣服鞋子这类玩意儿,但愿你肯教我。”他简直成了一个友善调皮又很乖的老顽童。爱因斯坦说:“呵,小教授,请你再教教我。”进一步体现出这位大科学家的平易近人和童心未泯。“小姑娘手把手地教起了爱因斯坦。”这不是奇谈,而是一段佳话,读来特别深沉有韵味。文中最后一段,小姑娘的母亲在街上遇到了爱因斯坦,她好奇地问:“爱因斯坦教授,我女儿跟您在一起时,你们都谈些啥?”“她教我怎样穿戴,怎么样放东西和布置房间。我呢,什么也帮不了她,只好教她做数学作业。”互教互学,各得其所,乐在其中,就像一对忘年交。这朴实无华的语言,让我们感受到这位伟人的谦逊和真诚。
小事之中展魅力。作为一个普通人,爱因斯坦可能有许多不足的地方,如他不注重穿戴,不会布置房间和收拾东西。但平凡中见伟大,他的平易近人、谦虚和童心未泯,是伟大人物十分可贵的品质,展现了独特的人格魅力。更难能可贵的是他向一个12岁的小女孩请教,令人印象深刻。爱因斯坦是一位了不起的科学家,这篇文章并没有介绍他的相对论和量子力学,以及他获得诺贝尔奖的事,而是通过和小姑娘交往的一桩小事,突出他的谦虚和平易近人,让我们在平凡的生活中,感悟到了人性的真善美!
“只要给我一个支点,我将推动地球” 世界著名物理学家阿基米德这句充满自信的话,或许就是他登上科学高峰的阶梯。学生在成长过程中,又何尝离开过一个个充满尊重、信任和爱的“支点”?他们思想的进步、知识的获得、能力的形成,都离不开教师为他们搭建的一个个“支点”的推动。
但是,很多时候,作为老师的我们常常很慷慨的把“支点”给了升学有望的所谓尖子生;其实,后进生更需要“支点”。他们或是由于基础知识薄弱、接受能力差成为学习上的差生;或是由于自制力差,成为自由散漫、颇令老师头疼的纪律差生。正因其存在这样那样的缺点、不足,才更需要教师爱、尊重、信任的“支点”。 美国著名成人教育家卡耐基就曾告诉过我们:每个人都有被人尊重的渴望。
中小学生的可塑性很强,后进生学业的落后或许只是暂时的,行为的不良在老师的谆谆教导下,也或许会很快矫正。人的多元智能理论告诉我们,人潜在的才能是多方面的,有的长于记忆,有的有运动潜能,有的具备绘画天才;有的少年早慧,有的大器晚成。培养了6位美国总统、33位诺贝尔奖金获得者、32位普利策奖获得者、数十家跨国公司总裁的美国哈佛大学,近年来提出教育新观念,主张学校要“减少评比,多化心力找出每个学生天赋的一面加以培养”,并指出:“成功可以有无数种定义,成功的途径更是千变万化”。学习成绩优秀不是好学生的唯一标志,后进生也是活生生的有其独特个性的人,如果我们多几把尺子衡量学生,或许会发现,后进生同样很可爱;因为有过失,有缺点,在其成长的道路上,才更需要教师给他们以人格的尊重、能力信任和师爱的浸润,他们的成长才更应该有“支点”的推动。
“支点”是尊重、信任、关爱;“支点”是学生受到委屈时,老师那一抹善解人意的甜甜微笑;“支点”是学生遇到困难时,老师那不易觉察的一丝鼓励眼神;“支点”是学生站在十字路口时,老师那充满爱意的果决一推;“支点”是学生迷茫时,老师那谆谆的教诲……
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2016)01-0173-01
一、情感是影响学生学好物理的重要因素
有人曾对学生学习物理的兴趣进行过较广泛的调查,结果表明:学生的物理成绩与对他们对本学科的学习兴趣(积极的学科情感)呈高度正相关,兴趣是学习动机中最活跃的部分,它使人积极主动、心情愉快、全神贯注地学习,不以学习为负担,而以学习为享受,所以人们在浓厚的兴趣下所获得的一切,常会掌握得迅速而牢固。世界著名物理学家爱因斯坦曾说过:“对于一切来说,只有热爱才是最好的老师”。我国古代大教育家孔子也认为,知之者,不如好之者,好之者不如乐之者,其理亦源于此。
二、消极情感的成因
1.教师的消极情感对学生的影响
在中学物理教学过程中,物理教师对自己的工作是乐意还是厌倦,这体现了物理教师对教学工作的情感。由于教师在教学中起主导作用,教师的情感对学生具有强烈的感染作用。心理学的研究认为:当人们通过面部表情以及声音的变化等把情感传达到接受对象时,主体的情感便对客体产生感染作用,对客体产生影响,产生与主体相类似的感觉。而在当前的物理课堂教学中,为数不少的老师或因缺乏足够的专业思想和教学热情,或因片面认为物理教师讲授的是科学知识,只要用符合逻辑和科学的语言去说明事理就可以了,致使在课堂教学中表情麻木冷漠,讲授平淡无奇,以致造成课堂气氛压抑、沉闷,学生很容易不专心听讲,不愿回答老师的问题,对老师布置的任务马虎敷衍,久而久之则形成对物理学科的消极情感。
2.学生在学习中缺乏成功的情感体验
心理学家曾对“人们普遍喜欢鞭炮味,而不喜欢医院里的药味”这一现象作过细致的研究,研究结果是:鞭炮多出现在喜庆的日子里,给人们带来的是愉悦的情感体验,而医院则往往带给人们不愉快的体验,这充分说明不同的情感体验会对人们产生重要的影响。心理学的研究还认为:人有一种自我实现、承认、取得成功的愿望和需要。美国心理学家马斯洛在《动机和人格》一书中将其列为人的五种基本需要之一。成功和失败在学生心理上会引起不同的情感体验,对学生学习产生不同的影响。
物理是一门以实验为基础的基础学科,其概念严谨、推理周密,这就要求学生具有较强的抽象能力和理解能力,而学生的已有知识和能力还比较欠缺,这样物理学对学生的知识和能力的要求与他们的已有知识和能力之间存在一定差距,一些学生在不能将老师所讲知识掌握、作业频繁出错、提问回答不对、测验得不到好成绩时,又常会被老师一味地责备为不努力、不刻苦,久而久之使他们感到自己比别人差,产生自卑心理。特别是物理学习中接连出现失败时,便会严重挫伤学生学习物理的情感,加之部分老师受片面追求升学率的影响,“望生成龙、望女成凤”心切,教学中一味提高教学要求,更增加了学生的失败的情感体验,其后果是使学生对物理学产生害怕、厌恶等不正常情感。致使一些学生产生“反正学不会,干脆不学了”的想法。
3.恶劣的师生关系对学生的影响
教师和学生教学中的两个主体。学生的学科情感常取决于对任课老师的喜好,古人云:“亲其师,才能信其道”。如果教师在课堂上对全班每个学生都抱着积极、热情、信任的态度,并在教学中让学生感受到这种态度,当学生从教师那里感受到真诚的关怀和挚爱、积极的期待和希望时,他就会有一种受到信赖、鼓舞与激励的内心情感体验,从而从内心升腾起对老师的信赖和爱戴。“爱屋及乌”,由喜欢老师而喜欢他所任教的学科,从而愉快接受教师的教诲,并努力将教诲转化为行动,从而实现教师的期望。反之如果学生对教师的政治业务素质不满意,或受到教师的漠不关心、过多的指责等,都可能使学生的学习情绪变坏,从而对教师产生讨厌、对抗的不良情感,继而老师一上课心里就烦,对教师所讲知识也烦,甚至跟教师产生对抗,你让我这么做,我偏那样做,学生的这种不良情感,必然导致知识的传授过程滞沮,宛如向板结成一块的花盆中灌水,虽然上面满溢,可是实际渗透滋润不多。
三、良好情感的培养
1.热爱本职工作,提高自身修养
“言为心声,情动于意而形于色”如果没有对本职工作的热爱,哪会有讲课时津津乐道的热情和笑容可掷的神情?又哪会获得学生的尊敬与爱戴呢?教师应敬业为先,满腔热情地投人到物理教学工作中去,不断自我完善,以饱满的、积极向上的热情带领学生去探索物理世界的奥秘,这样就会对学生学习情感产生巨大的影响。正如赞可夫所说:“如果教师本身就燃烧着对知识的渴望,学生就会迷恋于知识的获取”。
2.建立良好的师生情感
教师要热爱自己的学生,关心他们的学习和成长,当学生在学习中遇到困难和挫折时,教师要耐心地帮助他们分析原因,找到解决问题的办法,而不应过多地苛求、指责,让每位学生都感受到老师的爱和期望。师生的情感交流是双向的,但由于中学生心理发育尚不健全,因而教师处在主导的地位上,教师必须考虑到学生的年龄、性别的不同,群体和个体的差异,主动采用相应的感情交流途径与方法,要正确理解“师道尊严”的内涵,清除盲目的“唯我独尊”的心理,主动积极地营造融洽的师生关系。
也许有人要说:这些知名人物智力超常,当然用不着读一百遍了。而生理学研究告诉我们:人脑作为一种器官虽有差别,但这种差别跟智力没有必然的联系。同样是著名的文学家,屠格涅夫的脑重是2012克,法朗士的脑重只有1017克,但他们的聪明才智却难分上下。美国病理学家冯姆・哈维博士在世界著名物理学家爱因斯坦逝世后对他的大脑进行了研究,结果表明:爱因斯坦的脑细胞和脑组织与同龄的其他任何人都一样。退一步讲,就算知名人物的智力超常,也可以肯定其智力较之智力正常的人不会超过好几倍。一本书他们读十遍可以理解,想必智力正常的人读几十遍也可以搞清楚,不一定非要读上百遍。
既然如此,为什么今天竟有人把陈寿说的“百”扩大十倍,提倡“读书千遍”呢?大概他们认为读一遍就有一点收获,读两遍就有两点收获……读得越多收获就越大,因此一“百”遍不够,要读上“千”遍。
乍一看这种认识好像颇有道理,其实是似是而非的。它只不过是形而上学的产物,用孤立的、片面的观点看问题,以为只要不断增加事物的量,就能不断获得好的结果,却没有想到随着“量”的不断增加,到了一定的程度就会产生“质”的变化。质和量的对立统一充分体现在“度”这一范畴中,而任何“度”都存在着极限,超过了这个极限,事物就会向相反的方向转化,“物极必反”就揭示了这样的道理。因此,为理解一本书而去读它,知名人物不用说其次数有一定的限度,达到了这个限度,就能实现自己的愿望。对于一般的智力正常的人来说,读的次数兴许要多一些,但也有一定的限度,绝不是越多越好。为什么至今我们还没有发现一位声言自己确实读了一百遍才把一本书读懂的人?这就证明“一定的限度”无疑是存在的,而且它的“极值”小于一“百”,完全不需要用“千”来进行强调。
正因为提倡“读书千遍”似是而非,所以如果照此办理定会造成危害。当一个人通过适量的阅读通晓了书的内涵,用心理学的观点分析,他就会满足。倘若这时你硬要他继续翻来覆去地读,由“满足产生冷淡”(列宁语),除了白费时间,空耗精力,还能有什么收获呢?
这种因“超重”阅读造成的危害在现实生活中并不鲜见。有的家长恨铁不成钢,把自己的子女关在屋子里,强令其超量读写,结果适得其反,逼得子女熬时光,致使其学习兴趣消失殆尽,继而厌学弃学,有的甚至因此而轻生。