“言犹未尽”——给学生以思维的空间

 在课堂教学中推广“言犹未尽”的传授科学知识的方法,是我国核物理学家杨福家教授所一贯倡导的。他在1985年出版的《原子物理学》一书的序言中,就明确地指出:“我们主张采取‘既讲清楚,又不讲清楚’、‘言犹未尽’的讲授方法。”事实上,杨先生为实践此教学法而身体力行。     

中国、苏联卫星和美国科学——从谢家麟的经历看中美科技

 就在美国努力应对一场严重的经济衰退和其他挑战的时候,中国及其科技上的进步越来越成了美国全国关注的一个中心议题。例如,2011 年1 月25日,巴拉克?奥巴马总统在他的国情咨文中,就以中国和印度的崛起来说明“世界已经发生了变化”,尤其反映在全球对工作机会的竞争上。他并具体举例,提到中国的两项成就：“建成世界上最大的民营太阳能研究设施” 和“世界上最快的计算机”。他认为“这是我们这一代人的‘苏联卫星时刻’(Sputnikmoment)”,呼吁美国增加科技与教育投资,发誓要“在创新、教育、建设方面超过世界其他各国”。     

在大学中开设天文学概论选修课的探讨与实践

 素质教育正成为当今大学教育的趋势。什么是素质呢?原教育部副部长周远清讲过:“质是在人的先天生理基础上、经过后天教育和社会环境的影响,由知识内化而形成的相对稳定的心理品质。这是对‘素质’一词经过几年来的探讨和实践,被大多数人普遍认同的一种界定。”就其内容而言,大学生的基本素质包括思想道德素质、文化素质、专业素质和身体心理素质。所谓素质教育,就是以提高人才素质作为重要内容和目的的教育。国务院曾经发文号召全国高校要深化教育改革全面推进素质教育。我院副院长刘向东博士在2004年教育思想观念大讨论总结大会中也说过:“以育人为中心的办学观要求我们不仅传授专业知识,而且要加强学生的人文修养,开展素质教育。”     

自组织理论对物理教学中批判性思维的启示

 传统教育往往强调知识的记忆和掌握,教育的普遍法则并不要求人们进行批判性的思考和阅读。但从上个世纪末,信息和知识的飞速增长,使教育无法面面俱到。为了使学生成功地适应现代生活的复杂性,批判性思维是必不可少的一项基本技能。钟启泉教授也曾说过:“‘素质教育’所强调的创新精神与实践能力,倘若离开了‘批评性思维’的教学,将是一句空话”。在大力推进素质教育和提倡创新教育的今天,培养和发展学生的批评性思维便具有更加特殊的意义。人的思维系统是一个自组织系统,自组织理论为我们在物理教学中批判性思维的培养提供了一个崭新的视角。自组织理论简介自组织理论是研究客观世界中自组织现象产生、演化等的理论。     

物理学所蕴涵的人文基因

 科学“求真”,人文“求善”,两者交融则“生绿”,即“求美”。现代高等教育应是科学教育与人文教育融为一炉的“绿色教育”。因为只有这种真、善、美有机统一的教育理念与模式,才是今天素质教育对人的培养所追求的最高目标。一则它可以使受教育者自觉地陶冶与纯洁思想感情、升华精神境界、树立对国家、对民族的高度责任感和使命感,即培养学生“钟情于爱国”的大德;二则它能活跃与完善青年人的思维能力、优化思维过程、开启作为万物之灵的人的固有灵性、发挥人类进化500万年来所形成的巨大潜能,极有利于学生“不断创新”。     

开窗放入大江来——新春寄语

 想起了宋代诗人曾公亮七绝《宿甘露僧舍》,那诗言道:“枕中云气千峰近,床底松声万壑哀.要看银山拍天浪,开窗放入大江来.”好一个“开窗放入大江来”!《现代物理知识》杂志,我们心中的圣地.谢希德说她是本“老少读者都欢喜的一本刊物”;王淦昌说她“对于我有很大的好处”;冯端说她的“科学性是有保证的”;赵忠贤说她“生动活泼,可读性强”;朱重远说她是“了解物理各分支领域的知识及进展的主要渠道”;施士元说她“能面向实际,面向世界,面向未来”;卞毓麟说她“能在科学上给不同层次读者以‘实惠’的刊物”;钱临照说她是“我国物理类型的好书”;廖山涛说她“读起来给人以享受”;于敏说她“对拓宽物理学工作者知识面和培养年青一代都会起良好作用;”卢鹤绂说她“是联系我国物理学界的纽带,”…….     

谈洛伦兹变换的物理意义

 一由于将电动力学的麦克斯韦方程作伽利略变换时,方程不表现协变性,导致“以太”这一标准参考系在电磁理论中的引入,即光速只相对于“以太”这个标准参考系才是常量,而相对于以“以太”为参考系作匀速直线运动的一切参考系都不具备这样的性质。也就是说,麦克斯韦方程只对“以太”这一标准参考系成立。根据这一假设,在“空空如也”的空间中就必然填充着绝对静止的’以太”,并不难用光学测量发现地球在“以太”中的绝对运动,以证明’以太”这一标准参考系的存在。为此目的,迈克尔逊和莫雷做了精密的实验(著名的迈克尔逊--莫雷实验),却没有观测到地球的绝对运动,这就意味着在“空空如也”的空间中并不存在绝对静止的“以太”.     

小故事

 1984年12月22日晚在“纪念扬-密尔斯规范理论30周年大会”的勺园晏会上,扬振宁即席讲了几个小故事: 泡利很有威望,但对人不算十分客气,我当初在一次会上报告规范理论的想法时,刚写出第一个式子,泡利就发问:“质量是什么?”我答曰-时说不清楚。待我写下第二个式子,泡利又问:“质量是什么?”我回答“目前还作不出明确的解释”。泡利说:“这不是一个很好的借口”。这时,会议主持人奥本海默说让我讲完再议,我才得以讲完。次日早晨,我在寓所里收到泡利的一张字条,写着:“在昨天的情况下,我没法与你讨论。”后来,我与他当面讨论了。他建议我去看薛定谔的文章。     

一个了解宇宙的新窗口——分子天体物理学进展介绍

 50年以前,人们对太阳系以外的化合物几乎一无所知.那时的天体化学主要是通过中性或电离的原子光谱来了解宇宙中元素的成分、比例及分布并根据核物理知识研究元素的演化.著名的天文学家爱丁顿在1937年曾提出星云中相当大部分的物质可能是以分子形式存在.但同时他说:“我在写到分子时是很胆怯的,因为我还没有摆脱‘原子是物理而分子是化学’这种传统.”     

征求Signature定名

 物理学名词审定委员会在讨论“Signature”的中文定名时,搜集到多方的意见.长期来都没有Signature合适的中文名,曾按英文字面译为“签记”、“签量子数”、“押量子数”等等,都不尽人意.现有人认为它是±1的数,建议定为“正负标数’”.     

“3+综合”考试下的物理教学

 随着“3+综合”考试制度在全国范围内推广,物理学科不再是“3+2”模式下的1/5。相对于数、语、外来说,将由高考中并重的地位沦为“副科”,这是否意味着中学物理教学的意义将被削弱?在新的考试制度下,如何搞好物理教学?这将取决于“3+综合”考试对物理学科的要求和中学物理教学的意义。一、“3+综合”考试“3+综合”考试是“3+Ｘ”模式的一种形式,仅从教学的角度讲,它的意义也是重大的。首先在于它适应现代科技发展的特征。由于人的认识研究能力和精力的限制,同时也为了学习的方便,科学被人为地分解成各个学科,形成了越来越多的门类,使人对自然界的认识在一定程度上深刻、全面了。     

时空理论的演化历程

 关于空间与时间的理论,从古至今有许多的哲学家和自然科学家为其倾注许多的心智和汗水。大体上可分为三个时期。第一个时期可称为古代的探索时期中国古代的庄子就对宇宙有一个自己的看法:“有实而无乎处者,宇也。有长而无本剽者,宙也。”“有实”是指有形体的物质实在,而每一物质实在都有一定的体积、一定的外形,占有一定的空间;“无乎处”,即没有穷处,没有界限。因此,庄子所谓“宇”是指广阔无边的空间实在。“有长”是指时间而言,时间只讲长度,即古今前后,它没有上下左右;“无本剽者”,即无始又无终。因此,庄子之谓“宙”是指无始无终的古往今来。     

悟空的担心是多余的——“天上一日,地下一年”的相对论解释

 西游记中“天上一日,地下一年”的说法很多,而悟空也因此急急忙忙不敢在天上停留,惟恐师傅有失。按照这种说法,“天上”的1秒,就是“地下”的360秒,悟空上天求教,就算在“天上”只过了30秒,“地下”早已过了3个小时,这么长时间,妖怪能等得及?还有,为凤仙郡求雨,悟空在“天上”的时间就算是30分钟,地上已过了一个多星期了!“天上”的时间真的比“地下”的时间过得慢吗?神仙真能因此长寿吗?根据狭义相对论的理论,只有当“地下”和“天上”以某一速度(接近光速)做相对直线运动时,才会出现“天上一日,地下一年”的情况。     

马儿怎样跑——艺术怎样科学

 一去年是马年。奔马的绘画与雕塑,见得格外多。于是,我就特别关心“马儿怎样跑”这个问题。“马儿怎样跑”,不仅关乎马(自然),而且关乎人(其实人也是自然的一部分),关乎人的文化活动(艺术、科学等)。二谁没见过马?谁没见过月亮?这是两样再普通不过的东西,大家都不觉新奇。马儿怎样跑?月儿怎样弯?这又是两个再平易不过的问题,大家却答不上来。我们熟视无睹,我们缺少观察。为什么会视而不见,听而不闻,食而无味?因为心不在焉。心理学叫“缺少注意”。观察,包括科学观察,也以注意为前提。我们不能拿这两个问题,去考普通公众,因为每一个人“注意”的领域不一样。     

暗物质的引力透镜测绘

 两千多年前,庄子就提出:“天其运乎?地其处乎?日月其争于所乎?孰主张是?孰维纲是?孰居无事而推行是?”换句话说,到底是什么主宰着宇宙的演变?现代物理学的回答是:那是质量引发的长程力--引力,对巨大引力束缚系统(如星系和星团)内部运动的研究证明:这些系统的质量中占绝对优势的是这样的物质形态:它不以从射电波到X射线中的任何波长发光。这种物质形态叫做“暗物质”,当前宇宙学的中心问题之一就是暗物质所扮演的角色。 到了最近,已有充分证据说明,暗物质的总质量超过明亮物质(恒星、气体和尘埃)的质量至少10倍。     

全球卫星定位系统是如何定位的

 在学习“雷达”后有同学提出一个问题:“我们从电视里看到美国兵在伊拉克都带有全球卫星定位系统,它是如何利用电磁波进行定位的?请老师给我们介绍好吗?”全球卫星定位系统又叫GPS,GPS是“GlobalPo-sitioningSystem”即“全球定位系统”的简称。这个系统原来是美国国防部为其星球大战计划投巨资而建立的,其作用是为美国军方在全球的舰船、飞机导航并指挥陆军作战。在伊拉克战争中,涌现了大量高科技装备,而GPS全球卫星定位系统则是使用最广泛的一种。利用这个系统不论是美国的舰船、飞机,还是每一个士兵都随时知道自己所在的位置,随时都能够与上级和友邻取得联系。     

“物理”二字入诗非始于杜甫

 李政道先生在2001年10月7日人民大会堂所作的《物理的挑战》对“物理”二字的起源有一点考证,认为是最先出现在杜甫公元’758年创作的《曲江二首》中,诗云“细推物理须行乐,何用浮名绊此身”。李先生还进一步推测说,杜甫缘何能发明“物理”一词与其当过“工部侍郎”的经历有关。根据李先生报告录音整理的文字材料可参见《新华文摘》2002年1期147～154页。     

漫谈比喻和物理学

 古人曰:“言而无文,行之不远。”为增强语言的力量,提高表达的效果,便产生了各种修辞方法。比喻是广泛运用的一种。它以具体、浅显、熟悉的甲事物说明抽象、深奥、陌生的乙事物。甲乙既有某些相似,故可“比”;又有本质区别,故称“喻”。不论明喻、暗喻、借喻,巧在洞察出本体和喻体间的相似处。“治学门径本相通,评文论理皆神飞”,人文学科如此,自然科学也不例外。在破译大自然里隐蔽着的法则及应用它们的探索中,比喻倍受青睐。物理学里的比喻与普通比喻相比,敏锐的洞察力是发端于文理贯通的根基上的,即人文、物理的完美结合。     

农村中学实施《物理新课程标准》的思考

 随着改革开放的不断深入,中国基础教育事业迎来了新的曙光---“基础教育课程改革方案”正式启动。它是全面落实党的教育方针,全面推动素质教育,全面提高民族素质的新举措。就《物理新课程标准》而言,是在总结多年来教改经验基础上,以“提高全体学生的科学素质”为目标的重大改革。首次定位了中学阶段物理教育的基本理念:“注重全体学生的发展”“改变学科的本位观念”“注重科学探究,提倡多样化学习方式”“从生活走向物理,从物理走向社会”。这就要求现代物理教师必须尽快更新观念,适应现代物理教育,适应现代学生的学习方式。     

物理教学中的人文教育

 人民教师的根本任务是传授知识,培养人才,即人们通常所说的“教书育人”。杰出的无产阶级革命家徐特立曾深情地勉励广大教师:“教师工作不仅是一个光荣重要的岗位,而且还是一种崇高而愉快的事业,它对国家人才的培养、文化科学教育事业的发展,以及后一代的成长,起着重大的作用。教书不仅是传授知识,更重要的是教人,教育后一代成长为具有共产主义思想品质的人。”作为一名高校教师,在教学中必须在传授知识的同时注意学生综合素质的提高,完成教书育人的双重任务。如果我们稍微注意就会发现,物理中的许多知识都为育人提供了极好的素材。