概念在物理理论中的地位和作用

 爱因斯坦认为“科学并不就是一些定律的汇集,也不是许多各不相关的事实的目录。它是人类头脑用其自由发明出来的观念和概念所作的创造。物理理论试图作出一幅实在的图像,并建立起它同广阔的感觉印象世界的联系。我们头脑里的构造究竟能否站得住脚,惟一的是要看我们的理论是否已构成了并用什么方法构成了这样一种联系。”由此可以看出概念在物理理论中的基础地位和重要的作用。每一种物理理论都表明了一种关于物理实在的图像,而概念无疑是物理实在图像的构成元素,也是物理理论的构成元素。因此分析概念在物理理论中的地位和作用是有重要的意义的。     

物理实在的演化

 诺斯劳普(F.S.C.Northrop)认为,“科学知识的对象决不是通过观察和实验去直接认识的,而是通过思辨地提出理论结构或公理假设才能认识的,这些理论结构或公理假设只有通过由它推演出来的结论间接地在实验上加以检验。因此,为了探知科学知识的对象,我们必须走向它的理论假设。”这种“理论假设”包括了认识论和本体论假设。本体论是一种关于研究对象存在性和可知性的假设。本体实在即外部世界、物理世界和存在的实在等等。物理实在是物理学理论中概念化的实在,是一种理论实在。物理实在是通过物理学理论中的一组基本概念来表征的。     

从物理学的进展看理论的发展途径

任何一种理论,不但要能说明已有的事实,还应有预测功能。它总是用已形成的理论框架去套用新的事实,这是一个理论得以自立的基础,体现了理论的相对稳定性,在科学史上也得到了极好的印证。但是,随着人类认识的不断深化,客观世界的多样性不断地展现在我们面     

谈谈纠缠态

 在20世纪科学发展过程中,以量子力学为核心的量子物理无疑是最深刻、最有科学成就的科学理论之一。然而对量子物理的基本原理和概念的理解仍然存在一些问题。纠缠态概念的提出与进一步研究却为从理论上和实验上解决这些问题提供了一把极为重要的钥匙。也把关于量子力学问题的争论从思辨领域上升到了实验研究确证的领域。爱因斯坦提出了关于物理实在的定义,“要是对于一个体系没有任何干扰,我们能够确定地预测(即几率等于1)一个物理量的值,那末对应于这一物理量必定存在着一个物理实在的元素。”该定义与经典物理学是基本一致的。     

假说是物理学理论的胚胎

 物理学理论的确立离不开假说,因为它是通过假说发展而来的。这正如恩格斯所指出的“只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假说。”因此,研究假说的本质、作用及其转变为科学理论的过程,将有助于探讨物理学发展的一般规律和方法论。一、假说是科学性和猜测性的辩证统一物理学研究的任务是揭示自然现象的本质和规律,创立科学的理论。但在客观事物的本质未被充分揭示以前,人们总要根据已经掌握的科学原理、科学事实,运用抽象的逻辑方法,借助于创造性思维,预先作出一些假定性的解释,这就是假说。任何假说的建立,都必须以一定的科学知识和经验事实为基础。     

试析物理学简单性的含义

 我们知道,简洁是艺术作品的一个重要特征,而追求简单性不仅是艺术美具有的特征,同样也是科学美具有的特征。作为科学重要组成部分的物理学,其美学基本特征之一就是简单性。这首先是由于“自然界喜欢简化,而不爱用什么多余的原因来夸耀自己”,客观世界存在着简单性的一面;其次是由于人们的认识有一个简单到复杂的发展过程,对于复杂的事物、现象和过程,首先要把它们分解为简单的要素,才能加以认识,即人的认识本身必然有一定程度的简单性;另外,还由于简单性是与确定性和大信息量联系在一起的,正如当代英国著名科学家波普所言：“简单的论断……同不太简单的论断相比价值更高,因为它们告诉给我们的更多.     

物理学与宗教

 物理学与宗教作为人类文化的两个不同的组成部分,不仅担负着不同的使命,而且它们的认识路线也是根本对立的。首先,前者占据认识领域,从观察实验出发,引用大千世界本身的因素(关系或规律)来解释自然界的现象,以求真为目的;后者占据实践领域,从信仰(教条或教义)出发,引用超自然的力量(神、上帝、神圣物)来解释各种自然现象,以求善为目的。其次,物理学以其理论是否与实验或观察事实相符作为检验理论真伪的标准;宗教以教义或教条(圣经等)作为判别是非的标准。再次,科学物理方法是经验与理论的结合;而宗教方法则是以教义或教条为基础的推断与注释。     

“宇宙与生命”讲座之六――三代粒子与核子质量

宇宙万事万物纷繁复杂，千变万化，令人眼花缭乱。但是背后却潜藏着惊人的规律性。人类对这些规律性已有相当深入的认识：但是从根本上来说，人类对这些规律性的认识又是矛盾和凌乱的。深入在于，我们有量子场论和广义相对论的理论基础，这两个基础理论在解释和改造世界的实践中获得了巨大成功。矛盾和凌乱在于，这两个基础理论在基本观念上居然是互相矛盾和不自洽的!统一这一矛盾的理论出路可能是“弦理论”，     

世纪间物理学发展和思考

 物理学发展到今天,对推动人类文明进步起了很大的作用。回顾过去,展望未来,我们不应该慨叹物理研究之前途渺茫,２１世纪的物理学定会得到突破性发展,物理学又将上一个新台阶。物理学是研究物质的基本结构和物质运动最一般规律的学科。更广泛地讲,物理学是研究自然的科学。物理学发展史实际上是人类探索自然、认识自然及改造自然的过程。当今社会,高度物质文明、高科技生产都是以人类对自然认识程度为基础的。物理学方面每次重大发展,总是把社会生产推到一个新的高度。随着人类实践和认识水平的提高,物理学更趋完善,然而物理学的发展并未走到尽头,也不可能走到尽头。     

牛顿的苹果

 这个故事已流传很久,是我在大学时的一个导师讲述的,说的是在罗伯特·胡克与艾萨克·牛顿之间的那场争论。他对当时的情景作了形象的描述,那时牛顿正坐在桌旁进行演算,而胡克却下到狭长的矿坑中去观察重力的大小变化。对于想通过数学计算来解决物理问题的人来说,这既是一个非常富有挑战性的问题,也是一个具有象征性的问题。我相信,牛顿的苹果的故事恰恰阐明了科学发现的复杂性。到17世纪时,惯性的概念已经确立,并为后来万有引力理论提供了二个基本的切入点:其一对解释接近地球表面物体的加速度,其二是为星体的轨道运动提供理论解释。     

当代物理学与宏微介宇生观世界

 我们生活在当今世界上,需要认识世界,更需要改造世界。在科学技术高度发展的今天,我们所认识的世界是怎样的?这一认识又与当代物理学的进展有什么关系?     

20世纪科技发展的一、二、三、四

 20世纪已落下了帷幕,回眸100年,人类在科学发展的道路上经历了艰苦卓绝的探索研究和奋斗,以自己的理性和智慧创造出了前所未有的辉煌,科学和技术在各方面取得了惊人的成果。“一台电脑”带来信息化时代“两大理论”从根本上改变了人类对世界的认识以“三大工程”为代表的高新技术,显示了科学对人类生活世界的重新改造和塑造的能力“四大模型”是以物理学革命为先导的理论自然科学的主要成就,使人类对宇宙和生命的认识更加深化。科学给人类带来物质文明和精神文明,开创了一个新时代。     

论物理理论的完备性

 １９３５年爱因斯坦同波多耳斯基、罗森合作发表了一篇题为《能认为量子力学对物理实在的描述是实在的吗？》的论文,指出要判断一种物理理论成功与否,必须回答两个问题：“这理论是正确的吗”;“这理论所作的描述是完备的吗”。也就是说他们提出物理理论的评价标准一个是它的正确性,另一个是它的完备性。理论的正确性是由结论同人的经验的符合程度来判断的。那么物理理论的完备性到底意味着什么呢？一、科学理论的评价关于科学理论的评价是一个十分复杂的问题。逻辑经验主义者认为在于它的可证实性,且这种可证实性仅是逻辑上的可能性。     

粲夸克的提出与发现

 科学通常是以下列方式向前发展的:首先,一个令人惊奇的效应在实验室里被观察到;接着,为了解释这个新现象,现有的理论框架必须加以拓宽或者改进。正是由于观察到了天王星运动的异常,才导致了一个海王星存在的预言。当伽伐尼(Galvani)把一口小刀接触到青蛙的腿部时,他发现青蛙的腿在抽搐,这因而导致了对电流的一个认识以及第一个伏打电堆的制造,X射线、放射性和奇异粒子的意外发现,也同样适合于这种科学发展的模式。     

重视典型事例的理论内涵 优化高中物理课堂教学——关于平抛运动在力学教学中应有地位的几点思考

科学理论的建立过程往往是人们对典型事例进行科学的观察、分析和归纳,再创造性地提出解释并对解释加以验证的过程.万有引力定律的建立过程就是其中一例,我们可以将该定律的建立过程大致划分成三个阶段:     

超弦理论纵横谈

 物理学有某种最终理论吗?终有一天,我们会有一个完整的理论,能对从微观的亚原子粒子、原子,到宏观的超新星,直至大爆炸的所有事物均作出国满的解释吗?爱因斯坦耗费了他一生中最后30年的宝贵时光.     

波普的世界3理论及其对现代文明进程的启示

 现代物理学明确地告诉人们:对物质本体世界的认识,必须与主、客体之间的关系联系起来才有可能,或者说只有介入主体因素(知识、理论、观念、思维等)才有可能揭示物质的本体论存在。科学哲学家波普对此类问题深有研究,从而提出了在科学界产生深远影响的“3个世界”的命题。他把研究对象称为世界1,把实践主体称为世界2,把精神产品称为世界3。“3个世界”命题的主要内容是关于世界3的理论,而世界3理论的中心问题是科学知识的增长问题。波普认为科学知识的增长是世界3的客观性和自主性的统一。一个是增长的内在源泉,一个是增长的内在动力。     

关于热电子发射理论的评述(Ⅱ)——单原子层和偶极子理论

本文对热电子发射中应用单原子层和偶极子理论作了分析和批判。我们认为:1.单原子层的存在不是无条件的,它与基底的温度、结构、纯度和外界真空度都有关系;2.关于时而能、时而又不能观察到的电子发射峰值,是一个有待于进一步明确的现象,不能简单地用单原子层和偶极子理论来解释;3.吸附了外界原子或分子使电子发射增加的事实,并不是由于偶极矩降低了基底的逸出功,发射的电子来源于被吸附物质的价电子;4.实验证明“L”阴极是Ba-O-W系统,它既不是单原子层,也不是单分子层,也不适用偶极子理论。     

基本粒子物理学未来展望

<正>我们正走在探索自然规律的道路上。在这篇文章中,我们将总结这一探索的现状,并且讨论最终理解支配我们的世界的自然规律所必需的新的发现和认识。需要注意的是我们的目标是理解和认识我们的世界。实现这个目标并不要求解决很多尽管是很有趣的问题,例如黑洞信息悖论和多宇宙理论。我们的理论必须是一个同时有量子理论     

物质·反物质·暗物质

在２０世纪即将结束、２１世纪即将到来之际，回顾自然科学的发展历程我们不难发现，科学的发展进步与人对客观世界的认识观念之间存在着一种基本的辩证关系，即人对客观世界认识观念的突破与创新推动着科学的发展与进步，而科学的发展与进步又从根本上改变着人对客观世界的认识观念，众所周知，客观世界是物质构成的，人们对物质的认识观念随科学的发展不断地发生更新、转变就充分证明了这一点． 一、物质 最初，人们对物质的认识观念是通过人的感官所感觉到的客观实体形成的．正如辞海中对物质一词的解释：“物质是标志客观实在的哲学范畴…