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.     

人类认识从追求“简单性”走向探索“复杂性”(上)——科学发展的人文历程漫话之十五

论述了本体论意义上与认识论意义上的“简单性”的涵义；指出了对“简单性”的追求,其核心思想是在复杂的事物中找寻统一性及共同的本质,介绍了追求“简单性”过程中遇到的问题.     

物理实验中的转换思想

转换,即更改、改换,它是当事物的发展遇到某种障碍时,将困难的、复杂的情况转换成容易的、简单的情况的一种思想方法.这种思想方法在物理实验中是经常用到的.     

软科学

电子计算机有硬件,指运算机、存贮器等。它有软件,指程序系统。软件与硬件配合,才能使计算机充分发挥作用。软科学即借计算机"软件"的名称而来。世界上许多事物也可说是由硬件、软件组成的。在科学领域,物理、半导体等被称为硬科学,而战略科学、规划科学、政策科学、管理科学等则被称为软科学。70年代初,日本举办了"软科学讨论会",把软科学定义定为:软科学是一门新的综合性科学技术,它以阐明现代社会复杂的政策课题为目的,应用信息科学、行为科     

等效思想在解决物理问题中的应用

等效思想,就是从事物的等同效果出发,将复杂物理事物的本身规律转化为等效的、简单的、易于研究的物理事物的思维方法．这种方法在物理学的研究中应用十分广泛,且行之有效．按等同效果形式的不同,一般可分为物理过程的等效、物理作用的等效、物理本质的等效和物理模型的等效等4种．     

观察能力的培养

观察是指人们考察处于自然状态下的事物 ,即在人们不对客观事物施加影响的情况下 ,对事物进行研究 .学生在学习物理过程中广泛、深入细致的观察 ,对培养学生的观察能力是极为有利的 .1　认识观察的重要性一个人观察能力的强弱将决定他认识客观事物的准确程度和广泛程度 .人们只有准确而广泛地了解了客观世界 ,才有可能进行正确的思维和想象 .物理创造思维的基点在于物理观察 ,创造是从观察开始的 .一个学生如果有较强的观察能力 ,则他就能在日常生活中观察 ,在课堂上看演示 ,在实验室中进行实验以及在课外科技活动中发现直观材料的本质特征 …     

组成论介绍(下):广泛的应用

1　概念的应用1.1　广义集合与分布函数概念的应用广义集合概念使“客观事物”概念清楚了一层 .广义集合连同分布函数概念又超脱过细的学科分类 ,它们具有“相对普适性”、“相对确切性”和“形式的相对具体性”[7] .这使它们比“客观事物”概念更容易进入各个自然 (社会 )科学领域 .概率分布是概率论中的重要概念 ,也是新定义的分布函数的特例 .分布函数是统计物理学中的重要概念 ,也是新定义的分布函数的特例 .所以分布函数早就在这些领域广泛应用了 .把一般事物整理为广义集合 ,这为发现分布函数理清了思路 .发现一个函数就是找到一种客…     

大学物理教学中的对称性方法

大学物理教学中的对称性方法刘奕新（百色民族师专物理系广西百色５３３０００）对称性是人们观察客观事物形体上的特征而形成的认识，它在物理学中起着重要的作用。对一个事物进行一次变动或操作，如果经此操作后，该事物完全复原，称该事物对所经历的操作是对称的；而...     

假说在物理学发展中的作用

 物理学研究的任务在于揭示事物的物理本质或物理规律,建立科学的物理理论.客观事物的运动和相互联系是错综复杂的,而人们的认识又有很大的局限性.     

复杂结构源于简单系统

Leo P.Kadanoff是著名的物理学家,最近在Physics Today上发表一短文,论述对实际的复杂系统的见解,主要内容如下: 简单的物理系统意指遵循简单规律的系统.但是,事物发展变化的结局,并不因为遵循简单法则必定平淡无奇.相反,一些基本规律作用在大量粒子上,历经长期演变,会产生饶有兴趣的结构和事物.我们人类本身就是这一原理体现的结果.千姿百态的大千世界并非出自复杂的物理规律,同样是由于非常简单的规律无数次重复作用的结果. 近几年来,物理学家研究了许多实例,对复杂事物,追本溯源.1986年我在自然界的分形描述的专栏文章中,讨论了有限扩…     

多媒体在偏远地区中学物理教学中的应用

长期以来,贵州偏远地区由于经济落后,信息闭塞,大多数学校基础设施落后,教育资源不足,导致物理成了许多中学生学习的难点.偏远地区教师运用现代教育技术为手段,可提高学生在教学过程中认识事物的能力,也能加强教学过程中师生之间的联系,运用现代教育技术,把感知、理解、巩固、运用融合为一体,改革教学过程中的教学方法,把复杂的东西变为简单,把抽象的事物化为具体.     

物理学中的理想化方法

理想化方法是物理研究中最常用的理论思维方法之一,在研究物理过程中,往往需要抓住事物的主要的、本质的因素,舍弃次要的、非主要的因素,使研究条件达到理想化的程度,以便把复杂的实际事物及作用过程简单化为模式,这样,人们透过事物的表面现象,找到事物的本质及变化规律,从而建立起物理概念和物理定律。 1 理想化模型 理想化模型是对某些事实的一种力求真实、逐步逼近的描写,是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想形态。例如,电学     

蝴蝶效应及其应用

 蝴蝶效应是复杂数学现象的一个细节,这种现象自发现蝴蝶效应后也称为“确定性混沌”。一个可以用确定性混沌来刻画的过程,是由完全确定性系统产生的,但按照标准的时间序列方法又表现为随机性。蝴蝶效应通常用于天气、股市等在一定时段之内,较为难以预测的复杂系统中,被引申为事物发展的结果对初始条件具有极为敏感的依赖性,初始条件的极小偏差将引起结果的极大差异。现在“蝴蝶效应”已经越来越广泛地出现在物理、天文、气象、社会,以及股票研究、概率等诸多领域的文章及报道中。     

首次“看见”离子水合物的原子结构并揭示离子输运的幻数效应

正水是自然界中最丰富、人们最为熟悉,同时也是最不了解的一种物质。Science在创刊125周年之际,公布了本世纪125个最具挑战性的科学问题,其中就包括:水的结构如何?2015年,《德国应用化学》也将水的相关问题列入未来24个关键问题之一(排第四)。水可以说是"soft in nature, hard in science"。虽然水分子的结构简单,但相关问题是复杂的,其中一个很重要的原     

关于遗传语言熵减进程的研究

在十九世纪,关于进化的概念,出现了两种相互对立的论断:一种是以热力学第二定律为根据,认为,在某个遥远年代发生的结构,随后将逐步地趋向于混乱状态.这实质上反映了关于宇宙事物集合中存在的离解因素会导致事物连续解体的进化观念.另一种是关于生物学与社会学中的进化观念,与上述观念相反,这一种进化观念认为,在事物集合中存在着的凝聚作用或自组织作用,将导致事物组织程度的不断增加,导致越来越复杂的新的结构的产生[1]. 这两种学术观点在一些学术领域中的相互渗透,导致人们重新探讨了物理学所持有的经典观念,发展了一种适用于新的问题探讨…     

关于提高学生实验兴趣的探讨

人对事物的兴趣大多源于客观事物本身对人的一种吸引力,从而导致了人们对该事物的关心和研究,兴趣对于学生在学习上起着不可估量的推动作用,能收到事半功倍的显著效果.那么,怎样看待学生对物理实验的兴趣大小呢?笔者就此对我院2002级的200名大学生进行了问卷调查,本文就存在问题原因分析和改进途径进行了探讨.     

始于“集邮”,终于“思想”

物理学研究虽然要从研究一个个自然现象,进行知识点"集邮"开始,但追求的是"思维经济",追求利用简单的规律来描述复杂的世界。学习物理虽亦始于"集邮"但不能终于"集邮",而要重视思维方式的训练与建构。     

组成论介绍(中):复杂程度和复杂度定律

上期指出每个广义集合都有对应的分布函数 (规律 ) .本文指出 ,利用广义集合的分布函数可以计算出一个体现客观事物的内部状态的丰富程度的物理量 :复杂程度 .如果广义集合具有随机性 ,这个广义集合就符合最复杂原理 ,在一些情况下可以利用这个原理反求得广义集合的分布函数 (公式 ) .1　复杂程度概念“复杂”这个词应用范围很广 ,科学地计量事物的“复杂程度”很重要 .我们利用广义集合定义复杂程度 .Ｎ个个体组成的广义集合中如果标志值有ｋ个不同的值ｘ1,ｘ2 ,… ,ｘｉ,… ,ｘｋ,而与之对应的个体的数量分别为ｎ1,ｎ2 ,… ,ｎｉ,… ,ｎｋ…     

彰显孪生题中的比较思维

从繁杂的物理情景和物理过程中思辨"同中求异"、"异中求同",就是物理比较思维.物理比较思维能力被认为是创造性思维能力的基础,培养和发展学生创新思维能力是新课标提出的新理念.比较是在头脑中确定事物共同点与不同点的思维过程,有比较才有鉴别.通过比较,使被比事物本质特征更加清晰,从而确切认识它们的区别和联系.     

从一道选择题谈运动的合成与分解

运动的合成与分解是研究复杂运动的重要方法，是运动的叠加原理的具体表现。叠加原理则是联系简单运动与复杂运动的桥梁，是把复杂运动的研究等效地转化为简单运动的科学方法，是物理学的普遍原理之一。叠加原理是等效法的重要组成部分，它揭示了描述复杂运动特征的物理量与描述简单运动特征的同种物理量共同作用时的等效关系。