物理開(kāi)始走進(jìn)我的心市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件省名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

物理開(kāi)始走進(jìn)我心物理三班王趙戎PB062031951/13上大學(xué)之前就以為數(shù)學(xué)太嚴(yán)謹(jǐn)、繁瑣，生物、化學(xué)又很不完善（甚至一個(gè)名詞兩個(gè)學(xué)派有不一樣定義），學(xué)著不放心。所以選擇了物理，以為它現(xiàn)有完善邏輯理論體系，又有很多不確定，神秘東西值得探索。經(jīng)過(guò)這半學(xué)期力學(xué)學(xué)習(xí)和思索，觀賞了這么多天才物理學(xué)家和物理理論，也該對(duì)自己從中取得感受作個(gè)總結(jié)了。下面主要從三方面談：一、我們信念二、試驗(yàn)－當(dāng)代科學(xué)基礎(chǔ)三、理論建立2/13一、我們信念教材上說(shuō)得好：“物理學(xué)依賴于一個(gè)基本信念：物質(zhì)世界存在著完整因果鏈條，即自然界是統(tǒng)一?！边@么信念維系著從古至今物理研究。其實(shí)這種信念表達(dá)了人類對(duì)簡(jiǎn)單友好美好向往。它也派生出其它一些信念，比如，我們相信時(shí)間平移不變性，空間平移不變性，空間各向同性，即時(shí)空均勻性，以及相信對(duì)于自然界一定有簡(jiǎn)明，美描述方法。這些信念是物理基石，由它們我們天才物理學(xué)家們推出一些能夠作為公理定律或假設(shè)，比如，牛頓三定律，守恒律，愛(ài)因斯坦參考系平權(quán)假設(shè)。3/13那么，這些信念源于何處呢？

首先是日常生活中這個(gè)世界給我們直觀感受。亞里士多德可能由重東西往下沖厲害這種感以為出重物體比輕物體落得快。這顯然是被外界干擾所蒙蔽直觀感受。這表明主觀感受很可能是錯(cuò)，但全部物理現(xiàn)象或事實(shí)必須由人去觀察，不論是最古老，靠我們感覺(jué)器官還是當(dāng)代先進(jìn)儀器都是有不足。人類永遠(yuǎn)不能說(shuō)自己已經(jīng)能夠真實(shí)地觀察到宇宙中全部事實(shí)。4/13正如人擇原理中這首先觀點(diǎn)，物理學(xué)永遠(yuǎn)是人類物理學(xué)地球相對(duì)穩(wěn)定地質(zhì)環(huán)境和大氣環(huán)境讓我們有了穩(wěn)定友好信念，創(chuàng)造出現(xiàn)在充滿美物理學(xué)。試想一個(gè)頻繁地震和火山暴發(fā)外星球上智慧生命將會(huì)創(chuàng)造出怎樣物理學(xué)呢？5/13信念還源于人所處于文化環(huán)境實(shí)際上，物理和文化是共同發(fā)展改變，相互促進(jìn)。牛頓時(shí)代是資本主義興起時(shí)代，整個(gè)文化環(huán)境洋溢著自由平等氣息，他之所以能大膽跨越地上，天上運(yùn)動(dòng)不一樣，和當(dāng)初文化氣息是有很大聯(lián)絡(luò)（想想中國(guó)為何出不了牛頓）。而牛頓成功使人們信心百倍，似乎掌握了物體運(yùn)動(dòng)命脈。今后當(dāng)代科學(xué)每一點(diǎn)進(jìn)步都使人們堅(jiān)信唯物主義，這便造成了哲學(xué)上，文化上發(fā)展改變，這些文化上改變就會(huì)使人們信念產(chǎn)生對(duì)應(yīng)改變。我們要做就是跟上時(shí)代腳步，樹(shù)立起最先進(jìn)合理信念。從某種意義上來(lái)說(shuō)，物理是一個(gè)宗教，信念相當(dāng)于上帝，各種理論是教義，也是在不停發(fā)展改變。又何嘗不是呢？6/13二、試驗(yàn)－當(dāng)代科學(xué)基礎(chǔ)由第一點(diǎn)，其實(shí)試驗(yàn)?zāi)軌蜃鳛檎麄€(gè)當(dāng)代科學(xué)基礎(chǔ)和人們?nèi)找鎴?jiān)定唯物主義信念是分不開(kāi)。人們相信從紛繁復(fù)雜現(xiàn)象中一定能夠發(fā)掘到其中本質(zhì)規(guī)律。物理是試驗(yàn)科學(xué)，一個(gè)物理量定義，必須同時(shí)給出利用其它能夠量度量來(lái)測(cè)量和計(jì)算它一套規(guī)則。死摳物理量定義，一直刨根究底地問(wèn)為何是永遠(yuǎn)問(wèn)不完且沒(méi)意義。一位南京大學(xué)教授說(shuō)得好：“物理只告訴我們是什么，不告訴我們?yōu)楹巍！辈徽撌菍?duì)某種事實(shí)觀察試驗(yàn)，還是對(duì)某種理論驗(yàn)證試驗(yàn)都是會(huì)碰到困難。我們物理其實(shí)就在不停地克服這些困難中前進(jìn)。7/13有物理量不好測(cè)，我們將其轉(zhuǎn)化為其它好測(cè)量來(lái)測(cè)，如密立根油滴試驗(yàn)，繞開(kāi)油滴質(zhì)量測(cè)量；有物理量太微小，我們用更精細(xì)方法測(cè)量，如光干涉法；物理現(xiàn)象觀察不到，我們測(cè)伴隨其發(fā)生現(xiàn)象，如黑洞不發(fā)光，似乎無(wú)法研究，可是物質(zhì)被吸入過(guò)程中輻射電磁波能夠測(cè)。我們?cè)谟^賞這么多天才試驗(yàn)思想同時(shí)，也要努力培養(yǎng)自己這方面素質(zhì)。8/13三、理論建立

試驗(yàn)只是提供了我們思索對(duì)象，接下來(lái)要做是總結(jié)其中本質(zhì)規(guī)律，提供能夠解釋試驗(yàn)理論。這將會(huì)有許多理論能夠解釋同一現(xiàn)象，但建立一個(gè)適用范圍廣，簡(jiǎn)明理論是一個(gè)漫長(zhǎng)艱辛過(guò)程。教材上提供了找角動(dòng)量全過(guò)程，即使歷史上不一定是這么發(fā)覺(jué)角動(dòng)量，可這很好地表達(dá)了一個(gè)理論建立方法：首先借助類比、類推等邏輯推演取得靈感，然后明確物理量和它們之間聯(lián)絡(luò)，再進(jìn)行數(shù)學(xué)處理和推廣。9/13我們偏愛(ài)于從小到大研究次序，這是牛頓在他理論中利用，也是他留給我們寶貴思想財(cái)富。我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|都是宏觀事物，誰(shuí)能想到將物體微分成質(zhì)點(diǎn)，再積累起來(lái)，也正是這種思想使他創(chuàng)造了微積分這一強(qiáng)大數(shù)學(xué)工具。這種思想使他引入力概念來(lái)表征物體間相互作用，即使在現(xiàn)在觀點(diǎn)來(lái)看，力可能不是最根源，但當(dāng)初只有引入力才能微觀地處理問(wèn)題。所以，一個(gè)人思想決定了他理論是什么，是什么形式。10/13在第一點(diǎn)談到信念問(wèn)題，我們知道人們追求簡(jiǎn)明、統(tǒng)一、美理論。麥克斯韋引入位移電流，將電磁分立方程統(tǒng)一成麥克斯韋方程組：它所揭示出電磁相互作用完美統(tǒng)一，為物理學(xué)家樹(shù)立了這么一個(gè)信念：物質(zhì)各種相互作用在更高層次上應(yīng)該是統(tǒng)一。到了愛(ài)因斯坦，他相信出現(xiàn)相對(duì)于任意慣性系光速c電磁波波動(dòng)方程是正確，因?yàn)辂溈怂鬼f理論太完美了，甚至不忍去懷疑。他開(kāi)始思索絕對(duì)靜止參考系是否有問(wèn)題，進(jìn)而建立了相對(duì)論。11/13晚年，他一直致力于“統(tǒng)一場(chǎng)論”研究，但沒(méi)有成功。今天，“統(tǒng)一場(chǎng)論”依然是物理學(xué)家們所苦苦追求最高目標(biāo)。我們?cè)俅慰吹秸_信念對(duì)理論建