所屬欄目:物理論文 發(fā)布日期:2010-10-19 08:15 熱度:
摘要:物理學(xué)根基長遠,她伴隨著人類社會實踐的發(fā)展而產(chǎn)生、形成和發(fā)展,在各個階段,其研究內(nèi)容、研究方法和基本觀念都在不斷地發(fā)生著深刻的變化。同時,在各個階段,她對當(dāng)時的人類社會所起的作用和價值也是不同的。物理學(xué)的發(fā)展是一個傳承與突破交互作用的辨證過程,既包含有進化式的量的積累,又包含有飛躍式的質(zhì)的變革。因此,可以說,物理學(xué)的發(fā)展史就是一部人類認(rèn)識世界、了解自身存在的歷史縮影。
關(guān)鍵詞:物理學(xué);發(fā)展;人類社會;價值
1物理學(xué)發(fā)展的一些歷史背景
中國民間有句俗話稱“時勢造英雄”,這雖然過份夸大了客觀因素的作用,而忽視了個人的智慧和創(chuàng)造力,但也從另一側(cè)面提示了客觀歷史背景對事物發(fā)展的積極推進作用。
在古代,人類自身因為生存的需要而不得不有效地利用畜力、風(fēng)力、水力和人力,因此發(fā)明了許多機械,促進了物理知識的不斷積累[1]。經(jīng)典力學(xué)的誕生,也是當(dāng)時人們在先人已積累的知識體系中遇到了矛盾,為解決矛盾而對實踐進行充分的檢驗,從此促進物理學(xué)新體系的形成:首先是伽利略對亞里士多德運動理論的檢驗和批判為起點,對阿基米德靜力學(xué)理論進行了繼承和發(fā)展,以1632年出版的《關(guān)于兩大世界體系的對話》和1638年出版的《關(guān)于力學(xué)和局部運動兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》兩本書為標(biāo)志;其次是牛頓的的經(jīng)典力學(xué),他概括了伽利略、笛卡兒、開普勒、惠更斯、胡克等人的研究成果以及他自己的創(chuàng)造,在1687年著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中,首次創(chuàng)立了一個地面力學(xué)和天體力學(xué)統(tǒng)一的嚴(yán)密體系,成為經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),實現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大綜合[2]。二次大戰(zhàn)中核武器的應(yīng)用,加速了人們對核物理世界的認(rèn)識,使人們對物質(zhì)的認(rèn)識越來越細(xì)微和深入。同樣,為解決物理學(xué)晴朗的天空中漂浮著的兩朵令人不安的“烏云”,狹義相對論和量子力學(xué)便因運而生,為當(dāng)代物理學(xué)的發(fā)展叩開了大門。在物理學(xué)發(fā)展的歷史上,諸如此類的突破不勝枚舉,充分說明人類在探索自然過程中,一方面是自身知識積累的必然——從量變到質(zhì)變;另一面,客觀的歷史背景給予我們足夠的推動力。換言之,物理學(xué)發(fā)展的背后蘊涵著人類社會進步的歷史動力。
2物理學(xué)的發(fā)展對人類社會的價值
2.1 諾貝爾的啟示
每年10月中旬,無一例外地,全世界的目光都會聚焦到高寒的北歐地區(qū)。在那里,將公布五項諾貝爾獎的獲獎?wù)呙麊巍H欢芏嗳藘H以關(guān)心全球新聞的心態(tài)去關(guān)心一下這一事件,大多數(shù)人在第二天或許已經(jīng)忘記了那些冗長的獲獎?wù)撐牡念}目,對于其研究的內(nèi)容就更加一無所知了。包括筆者自身,曾經(jīng)也覺得諾貝爾獎離自己的現(xiàn)實生活太遙遠了。其實不然。從獲獎?wù)叩慕嵌葋碚f,他們大多數(shù)人是終其一生都專注于某一領(lǐng)域的研究,他們能取得這樣的成就是其長期堅持不懈的結(jié)果。這本身就很具有教育意義。同時,從獲獎的成果來說,雖然獲獎?wù)撐谋旧砘逎y懂,但其研究的成果幾乎都是與大眾生活息息相關(guān)的。在我們經(jīng)常接觸或者見識到的事物里,比如:電視機、電話、電腦、X射線透視、牙刷、牙膏、激光打印機、傳真機、手機、塑料垃圾袋、白熾燈等等等等[3-4],要么是諾貝爾獎的產(chǎn)物,要么是在獲獎研究成果的基礎(chǔ)上派生出來的產(chǎn)品。
從1896年,諾貝爾先生留下了那份偉大的遺囑離開人世到現(xiàn)在,雖然其中充滿了艱辛和曲折,但是我們?nèi)孕老驳乜吹剑Z貝爾獎在一定程度上喚起了人們對科學(xué)的新的認(rèn)識,科學(xué)的重要之處,不僅在于它為人類的生產(chǎn)、生活帶來諸多的便利,更重要的是,依據(jù)科學(xué)原理所發(fā)現(xiàn)的新知識,我們的生活變得更加豐富多彩。現(xiàn)代物質(zhì)的文明是建立在科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)之上的。
2.2愛因斯坦所帶來的
提到愛因斯坦,相信連小學(xué)生都不會陌生。楊振寧教授曾說:“愛因斯坦是極其幸運的,他出生在合適的年代,當(dāng)物理學(xué)界面臨著重重危機時,他的創(chuàng)造力正處于顛峰。”
科學(xué)的歷史告訴我們:非常接近真理和真正懂得它的意義是兩回事,每一個重要的理論都被它的發(fā)現(xiàn)者之前的人說過了。顯然,愛因斯坦幸運地抓住了那個時代的機遇。于是,正如我們所知的,在1905年瑞士伯爾尼的克拉姆大街四十九號,愛因斯坦在狹小的房間里將物理學(xué)狠狠地推進了巨大的一步:三月,提出光量子假說,從而解決了光電效應(yīng)問題;四月,完成論文《分子大小的新測定方法》;五月,完成了對布朗運動理論的研究;六月,完成論文《論動體的電動力學(xué)》,提出了狹義相對論;九月,提出質(zhì)能相當(dāng)關(guān)系理論……[5]為此,周光召先生評論道[6]:“他的科學(xué)思想遠遠超越了當(dāng)時的時代,具有非凡的前瞻性和深刻性……他的科學(xué)發(fā)現(xiàn)不是天才的靈機一動,而是通過自學(xué)掌握了當(dāng)時最前沿的科學(xué)成就,經(jīng)過多年艱苦的思索才完成的……雖然愛因斯坦從事的是基礎(chǔ)研究,他并不知道這些研究有什么實用價值,但是,越是基本的規(guī)律,覆蓋的現(xiàn)象越廣泛,潛在的應(yīng)用面越廣,產(chǎn)生的價值也越大。”對于愛因斯坦給人類社會的貢獻,路甬祥院士總結(jié)了這樣幾個方面:一,實驗與理論之間的矛盾催生新概念;二,重大科學(xué)突破始于凝練出的科學(xué)問題;三,科學(xué)想象力需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炞C據(jù)支持;四,自然科學(xué)需要數(shù)學(xué)語言。這些都賦予我們無窮的深思與啟發(fā)。
2.3物理學(xué)的價值
一部人類發(fā)展的歷史就是一部改造自然的歷史,每一次大的技術(shù)變革乃至社會變革都有其物理方面的成因,物理在其中扮演著舉足輕重的角色。物理學(xué)作為一門最基本的自然哲學(xué),是一個充滿活力的帶頭學(xué)科,其具有的價值也是多方面的。
2.3.1美學(xué)價值
物理學(xué)研究的是物質(zhì)世界最基本最普遍的規(guī)律,回答的是人類對于物質(zhì)世界中原始而又最深刻的問題,面對的是客體世界對人類的主觀世界平臺上的投影——物理模型世界。物質(zhì)世界在最原始的層面上是按美學(xué)原理構(gòu)筑的,所以莊子說:“判天地之美,析萬物之理。”
在西方古代,畢達哥拉斯學(xué)派把對自然奧秘的探索與對自然美的追求統(tǒng)一起來,自那時起,尋求自然界的和諧成為推動天文學(xué)發(fā)展的基本路標(biāo)。20世紀(jì)以來,以相對論和量子力學(xué)為代表的現(xiàn)代物理學(xué)革命的興起在更大的程度上推動了科學(xué)美學(xué)的發(fā)展,眾多的物理學(xué)家從各自的科學(xué)創(chuàng)造實踐中,感受到科學(xué)理論的審美價值;在科學(xué)美學(xué)原則的指導(dǎo)下,他們做出了杰出的貢獻。著名物理學(xué)家費因曼就指出:“干物理得有鑒賞力。”
物理學(xué)的美學(xué)價值還在于,她同許多諸如文學(xué)、繪畫、音樂等藝術(shù)形式一樣,也具有濃厚的簡潔性、對稱性、守恒性。更難能可貴的是,她還具有普遍性。許多極具美學(xué)價值的物理學(xué)理論之所以能被世人所接受,很大程度上就是因為人們普遍堅信,越是普遍的就越是深刻的,普遍性往往包含著事物的內(nèi)在聯(lián)系。
2.3.2科學(xué)價值
物理學(xué)作為一門最最基礎(chǔ)的學(xué)科,她具有的科學(xué)價值自然是不言而喻的了。
正如大家所知道的,物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、基本運動規(guī)律及其相互作用的學(xué)科。物理學(xué)的性質(zhì)決定了它是整個自然科學(xué)的重要基礎(chǔ),是許多高新技術(shù)的重要源泉,是工程科技的重要基石。20世紀(jì)革命性的技術(shù)發(fā)展,大多得益于物理學(xué)的基礎(chǔ)研究。如在牛頓力學(xué)和萬有引力定律的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的空間物理,能把宇宙飛船送上太空,使人類實現(xiàn)了飛天的夢想。也使中國人“九天攬月”成為可能;許多高新技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品,其核心技術(shù)來自于物理學(xué)。如20世紀(jì)初相對論和量子力學(xué)的建立,開創(chuàng)了微電子技術(shù)的新紀(jì)元,于是半導(dǎo)體芯片、電子計算機等便成了我們現(xiàn)代的產(chǎn)品。20世紀(jì)80年代高溫超導(dǎo)的研究,為超導(dǎo)體的實際應(yīng)用開辟了道路,如磁懸浮列車等都離不開高溫超導(dǎo)。生命科學(xué)的發(fā)展也離不開物理學(xué),脫氧核糖核酸(DNA)是存在于細(xì)胞核中的一種重要物質(zhì),它是儲存和傳遞生命信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。1953年生物學(xué)家沃森和物理學(xué)家克里克利用X射線衍射的方法在卡文迪許的實驗室成功地測定了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
可以說物理學(xué)的發(fā)展,促進了各個領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的進步。在近代人類認(rèn)識自然和改造自然的過程中,作為基礎(chǔ)學(xué)科的物理學(xué),一直在引領(lǐng)、開拓著科學(xué)的更新。
2.3.3社會價值
物理學(xué)是全人類的事業(yè)和財富。任何一個物理概念的形成,每一個科學(xué)定律的建立,所有重大的物理學(xué)發(fā)現(xiàn),都是經(jīng)過不同國家一代乃至幾代人的艱苦積累,匯聚和利用了許多人的研究成果才得以完成的。她的規(guī)律適用于整個地球和宇宙,并且方法是公開的。物理學(xué)界的國際合作現(xiàn)狀是令人樂觀的,體現(xiàn)出一種全球合作,共同進取的友好局面。物理學(xué)對人類文化和文明的發(fā)展作出了巨大的貢獻,對社會發(fā)展和人類生活更是產(chǎn)生了不可估量的影響。全人類都應(yīng)該以物理學(xué)的發(fā)展為樣本,脫離低級趣味,奮發(fā)向上,實現(xiàn)人的真正價值,促進世界的經(jīng)濟發(fā)展,推動世界和平。物理學(xué)的社會價值正是在全人類的團結(jié)、進步中體現(xiàn)出來的。
3結(jié)語
一部人類發(fā)展的歷史就是一部改造自然的歷史,每一次大的技術(shù)變革乃至社會變革都有其物理方面的成因,物理在其中扮演著舉足輕重的角色。物理學(xué)從無到有,從最初淺顯常識到今天系統(tǒng)的科學(xué),經(jīng)歷了一個漫長的歷史年代。
人類認(rèn)識世界的過程沒有盡頭,人類改造世界的過程也沒有終點。如愛因斯坦所說:“我深信深化理論的進程是沒有止境的。”物理學(xué)既老又新,物理學(xué)不是一切,但幾乎一切都離不開物理學(xué)。物理學(xué)過去、現(xiàn)在和將來都將是最富有生命力的科學(xué)。
參考文獻
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文章標(biāo)題:物理學(xué)發(fā)展的歷史背景及其對人類社會的價值
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