從物理看世界

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1、從物理看世界——淺談物理學(xué)中的人文文化關(guān)鍵詞：物理學(xué),辯證法，美學(xué)，人文精神摘要：物理學(xué)作為一門最基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在產(chǎn)生形成發(fā)展的過程中，蘊(yùn)含著豐富的人文文化。為了充分挖掘自然科學(xué)中的人文思想，加強(qiáng)科學(xué)文化與人文文化之間的聯(lián)系，文章從唯物辯證法、美學(xué)、科學(xué)道德、人文精神4個(gè)方面剖析了物理學(xué)中的人文文化?！　∥锢韺W(xué)是一門最基本的自然學(xué)科，它是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，所以人們往往認(rèn)為物理學(xué)只是包含一些枯燥的理論公式，而忽視了物理學(xué)中包含的人文因素諸如人文哲學(xué)思想、美學(xué)、道德等方面。實(shí)際上，物

2、理學(xué)在產(chǎn)生、形成、發(fā)展的過程中，人們不是為了物理學(xué)而研究物理學(xué)，而是為了有助于人類、社會(huì)以及個(gè)體人的發(fā)展而研究物理學(xué)，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(yùn)含著豐富的人文文化。　　著名物理學(xué)家吳健雄曾指出：“為了避免出現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的危機(jī)，當(dāng)前一個(gè)刻不容緩的問題是消除現(xiàn)代文化中兩種文化，即科學(xué)文化和人文文化之間的隔閡，而加強(qiáng)這兩方面的聯(lián)系。沒有比大學(xué)更加適合的場所了。只有當(dāng)兩種文化的隔閡在大學(xué)園里加以彌合之后，我們才能對(duì)世界給出連貫而令人信服的描述?！彼晕覀冇斜匾ビ懻摽?/p>

3、學(xué)文化中的人文思想?！　∠旅鎻奈幕嵌热テ饰鑫锢韺W(xué)中的人文思想，主要有以下幾方面：　　一、物理學(xué)中的唯物辯證法思想　　　“物理學(xué)是自然科學(xué)的領(lǐng)頭科學(xué)，發(fā)展過程中蘊(yùn)含著辯證法?！盵1]物理學(xué)在古代被稱為自然哲學(xué)，物理學(xué)作為一門精密的學(xué)科進(jìn)行研究是從1687年牛頓發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》開始的。隨著學(xué)科的發(fā)展與不斷完善，物理學(xué)才從哲學(xué)中分化出來，形成獨(dú)立的學(xué)科，但物理文化中蘊(yùn)含的哲學(xué)思想是不會(huì)被分離的?！?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)既是建立物理理論的基礎(chǔ)又是檢驗(yàn)物理理論真理性的

4、方法。楊振寧教授說“物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的學(xué)科”，物理學(xué)上很多理論都是通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)論證的結(jié)果，體現(xiàn)了唯物辯證法的認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)——實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)?！　　　∥镔|(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(diǎn)。比如人們?cè)?jīng)把電和磁孤立起來，物理學(xué)家奧斯特接受自然力統(tǒng)一的哲學(xué)思想。堅(jiān)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(xué)的新紀(jì)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?！　　　∈挛锇l(fā)展過程中的“否定之否定”規(guī)律。

5、人們對(duì)物理現(xiàn)象及其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)(事實(shí))——理論假設(shè)——實(shí)驗(yàn)(新的事實(shí))——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(gè)光學(xué)的發(fā)展史中對(duì)光本質(zhì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)，先是牛頓的微粒說；再是惠更斯的彈性波動(dòng)說；接著麥克斯韋提出電磁波動(dòng)說；到20世紀(jì)愛因斯坦提出光量子說。最終人們認(rèn)識(shí)到光具有波粒二象性，人類對(duì)光本性的認(rèn)識(shí)就正是遵循著“否定之否定”認(rèn)識(shí)規(guī)律的反映。　　　　主要矛盾與次要矛盾的辯證關(guān)系。物理學(xué)中為了方便研究問題，經(jīng)常抓住物體的

6、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(diǎn)”這個(gè)理想模型保留了實(shí)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”?！　　　∵\(yùn)動(dòng)的相對(duì)性和時(shí)空的相對(duì)性。近代物理學(xué)的一大理論—愛因斯坦的相對(duì)論中涉及的哲學(xué)問題很多。最突出的就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)的時(shí)空觀念。相對(duì)論指出：相對(duì)性原理的本質(zhì)在于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性這一事實(shí)，而不存在絕對(duì)運(yùn)動(dòng)。相對(duì)論否定了絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的存在，就否定了絕對(duì)時(shí)空的概念。它通過不變的光速把時(shí)間和空間聯(lián)合為一個(gè)整體，由洛倫茲

7、變換建立起各個(gè)慣性系之間的時(shí)空關(guān)系。　　可見，不論是物理文化知識(shí)本身，還是物理文化形成、發(fā)展的過程都蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思維方法，對(duì)人類的自然觀和哲學(xué)思想有重大的影響。二、物理學(xué)中的美學(xué)文化　　　　簡單深刻美?！白匀唤绲奈锢憩F(xiàn)象是紛繁復(fù)雜的，通過創(chuàng)造性的科研勞動(dòng)，從中概括出簡單明了的物理規(guī)律，這就是一種物理學(xué)美?！盵2]在一個(gè)藝術(shù)家眼里簡單是一種美。自然現(xiàn)象錯(cuò)綜復(fù)雜，物理學(xué)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)化和守恒定律反映了各種不同形式的能量的轉(zhuǎn)化，牛頓的

8、三大定律更是概括了宏觀低速條件下各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，麥克斯韋電磁方程組將復(fù)雜的電磁現(xiàn)象統(tǒng)一其中，愛因斯坦相對(duì)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?！　　　?duì)稱守恒美。對(duì)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(xué)形式，物理學(xué)在對(duì)自然的表述中處處顯現(xiàn)出了這種對(duì)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(duì)稱、無限長直導(dǎo)線周圍磁場的軸對(duì)稱等等。物理定律對(duì)某種規(guī)范變換的不變性、守恒性更是貫穿于