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浅谈物理学的前世今生

发布时间:2021-08-03 08:49:51 浏览数:

摘要:物理学对人类了解和认识社会具有不可替代的作用,几个世纪以来,物理学犹如一块肥沃的土地等待着我们的开垦。而我们想要了解这块土地,就必须学习它的历史和发展轨迹,了解在不同阶段的物理学对人类社会的发展进步所起到的引导作用。本篇文章将从物理学史上重要的几个阶段讲述物理学的前世今生。

关键词:物理学史;教育;发展

1.研究背景

1.1物理学教育现状

在过去的半个世纪,中国的物理教育过于偏向认知,学校成为了单一传授知识的场所。在绝大多数的学习过程中,学习者往往只在意使用什么定理,解决什么问题,而忽略了物理本身是一个探索发现的过程的事实。由于在学习过程中缺乏对物理发展史的了解,那么对物理就没有一个慢慢了解的感情,也没有养成探索的习惯,这就容易导致培养的人才专业性较高而创新性和专注力较为薄弱。显然,这是不利于物理学的未来发展的。

1.2学生对物理学史的了解现状

由于應试教育和传统课堂教学习惯等原因,现在的物理学习往往是以老师为主导,围绕考试大纲,这就导致了如果学生本身在得不到正确的引导下,仅仅关注自己的物理成绩,为了学习而学习,从而缺乏独立性和主动性,通过这种方式培养的人才是不利于探索自然、发现真理的[1]。由此可见,我国现在的物理学教育对物理学史的教育和要求还远远不够,急需实现进一步的重视。

2.物理学史的发展过程

2.1物理学发展的初始阶段

公元前8世纪到15世纪,是物理学的萌芽时期,又称作古代物理学时期。物理学来源于人们对生活的观察,来源于劳动过程中的经验积累。比方说:人们在长期的劳作中意识到,尖锐的东西可以承受较大的压力。在这个时期,当时的研究主要靠观察、推测和猜想推理。整个对物理的研究停留在表面知识,发展十分缓慢。

2.2物理学成立体系阶段

这个阶段是物理学飞速发展的一个阶段,物理学开始协同经济应用到广泛的社会生产中。17世纪,牛顿创立了牛顿力学理论,将行星、引力和运动统一到一个理论整体之中,这就是三大运动定律和万有引力定律。同时,牛顿还是用数学方法研究物理的第一人,从此开启了数学与物理相结合的新时代[2]。至此,物理学广泛应用于生产,社会生产力迅速发展的同时,也带动了人们对未知物理学领域的探索。

2.3近代物理学的产生

在物理学成立体系一段时间后,通过前人研究方法和研究经验的累积,一方面,电磁学的产生,揭示了电与磁的相互作用,以至于激发了现代的无线电技术的发展;另一方面,一部分人对于热学的研究有了历史性的进展,并根据热学研究总结出两大热学定律——能量守恒定律和熵衡增律。在这一时期,物理学与哲学分离,走上独立发展的道路,迅速形成比较完整严密的经典物理学科学体系。 这一时期的物理学有如下特征:在研究方法上采用实验与数学相结合、分析与综合相结合和归纳与演绎相结合等方法;在知识水平上产生了比较系统和严密科学理论与实验;在内容上形成比较完整严密的经典物理学科学体系;在发展速度上十分迅速,社会功能明显,推动了资本主义生产与社会的迅速发展。

2.4现代物理学阶段

通过前面十多个世纪的发展,物理学这座宏伟的建筑基本的框架已经完成。从十九世纪末开始,以爱因斯坦为代表的相对论和量子力学的建立,标志着物理学史上又一个里程碑的建立。这个里程碑将物理学史划分为经典力学和量子力学两个部分,也宣示这人类社会进入现代物理学阶段。

3.物理学的新方向

经过一代又一代人,十几个世纪的探索,物理学的发展逐渐从宏观走向微观[3]。但物理学的发展时间仍然较短,相对于人类的文明和浩瀚的宇宙,物理学还是一个非常年轻的学科。这一阶段的物理学正在向着两个方向发展:一是研究对象从宏观转向微观,物理学的研究对象从开始的物体为单位到现在的分子、量子单位,开始研究物质深层次的问题,经过目前的探索,微观世界是永无止境的基本粒子逐渐延伸到分子、电子、夸克乃至更小的单位;另一方面物理学不再是单单拘泥于纯物理学领域,而是与其他学科相结合,将物理学领域的原理与其它学科领域的知识相结合,再应用到实践中去。

4.了解物理学史的重要意义

4.1激发兴趣

对物理学史的充分了解,能够让学习者在学习过程中充分激发对物理这个领域的兴趣,发散思维,清晰的掌握知识的框架,积极思考[4]。

4.2学以致用,开拓创新

通过对物理学史的掌握,物理学者能够充分了解物理知识的庞大系统,可以学习前人的经验,寻找发展的方向,类比猜想,从前辈的研究中获得启发。实践是检验真理的唯一标准,在物理科学的道路上,离不开一代代科学家的不懈探索。了解物理学史,可以让我们明白理论的来龙去脉,有利于串联知识点,取其精华,弃其糟粕,在漫漫历史中前进。

结语:

随着人类社会的发展,不管是对物质的要求,对真理的求知,单一的学科知识已经不能满足人类发展的需要。因此,物理学与其他学科的交叉渗透能更能适应时代发展的要求,促进社会的进步。

参考文献:

[1]杨力. 现代光学制造工程[M]. 北京科学出版社,2009

[2]冯瑞. 漫谈物理学的过去、现在、未来,2001

[3]李艳平、刘树勇. 谈谈物理学史在素质教育中的作用,2000

[4]于中卫. 物理教学中渗入物理学史教育模式的研究,2004

作者简介:

万山,(1993-),沈阳师范大学物理科学与技术学院

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