淺談物理學中的人文文化

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1、淺談物理學中的人文文化摘要：物理學作為一門最基礎(chǔ)的自然學科，在產(chǎn)生形成發(fā)展的過程中，蘊含著豐富的人文文化。為了充分挖掘自然科學中的人文思想，加強科學文化與人文文化之間的聯(lián)系，文章從唯物辯證法、美學、科學道德3個方面剖析了物理學中的人文文化。　　關(guān)鍵詞：物理學；人文文化　　　　物理學是一門最基本的自然學科，它是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)基本運動規(guī)律的學科，所以人們往往認為物理學只是包含一些枯燥的理論公式，而忽視了物理學中包含的人文因素諸如人文哲學思想、美學、道德等方面。實際上，物理學在產(chǎn)生、形成、發(fā)展的過程中，人們不是為了物理學而研究物理學，而是為了有助于人類、社會以

2、及個體人的發(fā)展而研究物理學，所有這些都涉及到了人與人的關(guān)系、人與自然的關(guān)系，這些關(guān)系中都蘊含著豐富的人文文化?！　≈锢韺W家吳健雄曾指出：為了避免出現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展中的危機，當前一個刻不容緩的問題是消除現(xiàn)代文化中兩種文化，即科學文化和人文文化之間的隔閡，而加強這兩方面的聯(lián)系。沒有比大學更加適合的場所了。只有當兩種文化的隔閡在大學園里加以彌合之后，我們才能對世界給出連貫而令人信服的描述。所以我們有必要去討論科學文化中的人文思想?！　∠旅鎻奈幕嵌热テ饰鑫锢韺W中的人文思想，主要有以下幾方面：　　　　1　物理學中的唯物辯證法思想　　　　物理學在古代被稱為自然哲學

3、，物理學作為一門精密的學科進行研究是從1687年牛頓發(fā)表的《自然哲學的數(shù)學原理》開始的。隨著學科的發(fā)展與不斷完善，物理學才從哲學中分化出來，形成獨立的學科，但物理文化中蘊含的哲學思想是不會被分離的。　　1.1　實踐是檢驗真理的唯一標準　　物理學是實驗科學，物理實驗既是建立物理理論的基礎(chǔ)又是檢驗物理理論真理性的方法。楊振寧教授說“物理學是以實驗為本的學科”，物理學上很多理論都是通過實驗檢驗論證的結(jié)果，體現(xiàn)了唯物辯證法的認識論觀點——實踐是檢驗真理的唯一標準?！　?.2　物質(zhì)是普遍聯(lián)系的　　物理發(fā)展史上，很多地方體現(xiàn)了物質(zhì)是普遍聯(lián)系的觀點。比如人們曾經(jīng)把電和磁孤

4、立起來，物理學家奧斯特接受自然力統(tǒng)一的哲學思想。堅信電和磁之間存在某種潛在聯(lián)系，經(jīng)過多年研究，終于發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，并由此開創(chuàng)了電磁學的新紀元。把電和磁聯(lián)系了起來，這正體現(xiàn)了唯物辯證法的特征——物質(zhì)是普遍聯(lián)系的?！　?.3　事物發(fā)展過程中的“否定之否定”規(guī)律　　人們對物理現(xiàn)象及其本質(zhì)的認識是不斷地發(fā)展和完善起來的，每一種理論的建立過程都體現(xiàn)了“實驗(事實)——理論假設(shè)——實驗(新的事實)——修正理論”，遵循著辯證唯物主義中的“否定之否定”規(guī)律。比如在整個光學的發(fā)展史中對光本質(zhì)這個問題的認識，先是牛頓的微粒說；再是惠更斯的彈性波動說；接著麥克斯韋提出電磁波動

5、說；到20世紀愛因斯坦提出光量子說。最終人們認識到光具有波粒二象性，人類對光本性的認識就正是遵循著“否定之否定”認識規(guī)律的反映。　　1.4　主要矛盾與次要矛盾的辯證關(guān)系　　物理學中為了方便研究問題，經(jīng)常抓住物體的主要特征，忽略物體的次要特征，而抽想出一些理想模型。如“質(zhì)點”這個理想模型保留了實際物體的質(zhì)量和存在的位置，而忽略了物體本身的大小形狀，體現(xiàn)出辯證唯物主義中的“主要矛盾與次要矛盾之間的辯證關(guān)系”?！　?.5　運動的相對性和時空的相對性　　近代物理學的一大理論—愛因斯坦的相對論中涉及的哲學問題很多。最突出的就是相對運動和相對的時空觀念。相對論指出：相對

6、性原理的本質(zhì)在于運動的相對性這一事實，而不存在絕對運動。相對論否定了絕對運動的存在，就否定了絕對時空的概念。它通過不變的光速把時間和空間聯(lián)合為一個整體，由洛倫茲變換建立起各個慣性系之間的時空關(guān)系。　　可見，不論是物理文化知識本身，還是物理文化形成、發(fā)展的過程都蘊含著豐富的哲學思維方法，對人類的自然觀和哲學思想有重大的影響。2　物理學中的美學文化　　　　2.1　物理理論的美學特征　　2.1.1　簡單深刻美　　在一個藝術(shù)家眼里簡單是一種美。自然現(xiàn)象錯綜復雜，物理學則力求用簡單的方程或定律去概括自然規(guī)律，但其反映的內(nèi)在規(guī)律確是非常深刻的。如能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律反映

7、了各種不同形式的能量的轉(zhuǎn)化，牛頓的三大定律更是概括了宏觀低速條件下各種機械運動的規(guī)律，麥克斯韋電磁方程組將復雜的電磁現(xiàn)象統(tǒng)一其中，愛因斯坦相對論中的基本原理簡單凝練，但其中內(nèi)涵確是豐富而深刻的?！　?.1.2　對稱守恒美　　對稱是自然界中廣泛存在的也是人們很樂于接受的一種美學形式，物理學在對自然的表述中處處顯現(xiàn)出了這種對稱的美：引力和斥力，“電生磁”與“磁生電”，粒子與反粒子，物質(zhì)與反物質(zhì)、圓孔或單縫衍射圖樣的對稱、無限長直導線周圍磁場的軸對稱等等。物理定律對某種規(guī)范變換的不變性、守恒性更是貫穿于整個物理學的一種對稱形式，物理學中有許多守恒定律如：動量守恒、

8、機械能守恒等等。實際上，對稱性已經(jīng)成為當代物理學家研