物理学中的科学争论

 在缤纷的物理学发展史中,有令人叹为观止的实验,揭示和证实了宇宙间的重大规律,推动着物理学的前进;有意想不到的机遇和灵感火花的碰撞,涂抹着物理世界的斑斓色彩;有大胆、精彩的假说与假想,不断地将物理学从一次次“灾难”中解脱出来而更上一层楼;有求实、求真的观察,不时地修正着物理学远征的航标;有超脱、巧妙的类比,不停地拓展着物理学前进的道路;有对称、和谐、统一、简洁等科学美学标准,永久地支配着物理学的未来……凡此种种,都深刻地表明:在物理学的发展中,科学方法不仅制约着其子学科的分化、衍生和综合的方向,而且是推进物理学发展的一种重要的创造因素和强大动力。     

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。     

“新时代的物理学”——美国科学家的思索、检讨和建议

 在世纪之交时刻,美国科学家认真地对物理学和其他相关科学进行了审察,写出了他们的思索、检讨和建议。这里对此作一简单介绍,希望给我国的科学工作者和有关人士带来一些启迪。物理学已经进入机遇迅速膨胀的新时代,其对科学、技术和国民经济的冲击力不断增强。这个结论是美国国家研究委员会(ＮＲＣ-ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｕｎｃｉｌ)的物理学审察评议委员会(ＰＳＯＣＰｈｙｓｉｃｓＳｕｒｖｅｙＯｖｅｒｖｉｅｗＣｏｍｍｉｔｔｅｅ)在评估了ＮＲＣ对最近10年物理学的通盘审察后得出的。ＮＲＣ在1986年出版的“90年代的物理学”中公布了他们对90年代的展望。     

新书推荐——《神奇的粒子世界》

20世纪见证了物理学无与伦比的进步。在这个世纪的前半叶,基础物理由量子力学及爱因斯坦的相对论和引力理论所主导。而在后半叶,人类目击了基本粒子物理学的异军突起。在中国,尽管粒子物理学家已在实验和理论方面开展了许多工作,并且在世界粒子物理学领域占有了一席之地,但对于     

物理学丰富了我的人生

 我在大学读书时,对爱因斯坦理论发生了兴趣.     

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.     

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     

邮票上的物理学史（62）--粒子物理学:观念和理论(续)

理论上的另一进展是对相互作用中对称性和守恒量的研究.原来以为,在各种相互作用中,都有空间反射变换P、电荷共轭变换C和时间反演变换T下的不变性.不过,这只是人们抱有的一种观念,除了泡利在1955年曾在一般前提下从理论上证明了在CPT联合变换下量子场论的不变性以外,其他的都未曾在实验或理论上得到过证明.1955年,出现了所谓θ-τ之谜.1956年,李政道和杨振宁分析了以往的实验,他们发现,在弱作用中宇称守恒从来没有得到过实验的确证.因此他们提出,弱相互作用中宇称不守恒(没有空间反射变换下的不变性),这样也就没有θ-τ之谜了.1957年,吴健雄领导的小组按照李政道和杨振宁的建议,进行了极化原子核钴60的β衰变实验,证实宇称不守恒.随后不久,其他的弱作用实验也证实了宇称不守恒,而且C宇称也不守恒.李政道(图12,内维斯1995年,诺贝尔奖设立百年)和杨振宁(图13,马尔代夫1995年,诺贝尔奖设立百年;图14,圭亚那1995年,诺贝尔奖设立百年)获得1957年诺贝尔物理奖.这是华人首次获得诺贝尔奖.他们的得奖,就像半世纪前詹天佑自力修建京张铁路一样,改变了中国人觉得自己不如人的心理状态,提高了民族自信心.     

邮票上的物理学史(77)--生物物理学

生物物理学是生物学和物理学之间的边缘学科,它用物理学的概念和方法研究生物各层次的结构与功能的关系,以及生命活动的物理过程和物理化学过程.它的研究范围很广泛,历史上,像对生物发光(萤火虫)现象的研究,伽凡尼对肌肉的电学性质的研究,托马斯*杨对眼睛的几何光学性质的研究,亥姆霍兹把能量守恒定律应用于生物系统等,都可以归到生物物理学.我们不在这里追溯这些历史,只结合邮票上的资料就20世纪40年代以来的新进展作一简述,以便从中看到物理学和物理学家对生物学发展所起的重要作用.     

《物理学》与汉语物理名词术语——饭盛挺造《物理学》对我国近代物理教育的影响

近代物理学在我国的本土化过程中,由饭盛挺造编纂、藤田丰八翻译、王季烈重编的《物理学》产生过很大的作用和影响.本文通过对《物理学》的版本、收藏情况的调查及清末物理学术语使用情况的研究,探讨了该书对我国近代物理学教育和物理学教科书编写的影响,说明了其对近代汉语物理学名词的形成和确立产生的促进作用.     

《物理学》与汉语物理名词术语——饭盛挺造《物理学》对我国近代物理教育的影响

近代物理学在我国的本土化过程中，由饭盛挺造编纂、藤田丰八翻译、王季烈重编的《物理学》产生过很大的作用和影响．本文通过对《物理学》的版本、收藏情况的调查及清末物理学术语使用情况的研究，探讨了该书对我国近代物理学教育和物理学教科书编写的影响，说明了其对近代汉语物理学名词的形成和确立产生的促进作用．     

用现代科学哲学指导经典物理学教学

 物理学曾经是自然哲学的一个组成部分,直到15世纪下半叶才从哲学中分离出来,然而它们作为互相补充的思维方式的关系无时无刻不在强烈地表现着,因此,了解一些物理学的哲学渊源对启发物理学的思维是大有裨益的。经典物理学的大厦主要由伽利略、笛卡尔、牛顿所构建,在此过程中,机械论哲学应运而生,并成为那个时代的精神。它主要有以下表现:重视观察和实验,通过精确的量化达到确定性,理解世界的机械论图式。稍后的德国哲学家康德(1724～1804)也认为,给经典物理学提供哲学基础,同时把哲学放在经典物理学成果的背景上,是他最有意义的任务。     

从天体运行规律的发现谈物理学史的教育功能

物理学史研究物理学的知识、理论和方法的发生与发展规律，它不但揭示了物理学研究内容的不断扩展和深化，研究方法的不断演进，还生动地记录着物理学家的研究过程，这对于培养学生的思维能力、创新能力和人文素养都是非常有帮助的，因此在国内外教育界日渐得到广泛重视．中学物理教材中有很丰富的物理史料，蕴涵着很多认知、情感等多方面的教育素材，可使学生得到很多教益和启示．本文以天体运行规律发现过程中的生动史实为例，发掘一下物理学史的教育功能．     

物理学家的美学思想对物理学发展的作用

 打开物理学史会发现许多物理学家从事物理研究的直接动力来自于对自然美的一种追求。这里所说的自然美不仅指自然现象之美,更主要的是指自然现象背后物质结构、运动规律的内在美。它是一种理性美。爱因斯坦曾写道:“十分有力地吸引住我的特殊目标,是物理学领域中的逻辑的统一。”洛伦兹1878年在莱顿就职演讲时说:“所有物理研究的目的在于寻求简单的、可以说明所有现象的基本原理。”彭加勒在《科学和方法》中写到:“如果大自然不美,那它就不值得认识,如果大自然不值得认识,就不值得活下去。     

想象在物理学理论发展中的作用

 想象是人们在客观事物的影响下,对头脑中原有表象进行加工改造并产生新表象的一种心理过程。     

物理学史上失踪的中国人

李复几,原名李福基,字泽民,江苏吴县人。李复几是第一位出国学习物理学并获得博士学位的中国留学生,是中国近代物理学先驱者之一。他早年就读于长沙习武学堂,后入上海南洋公学。1901年,李复几南洋公学中院毕业,获该校奖学金资助,去英国留学,1904年从伦敦大学毕业。1906年,李复几赴德国波恩皇家大学学习,在著名物理学家、大气中氦的发现者H.Kayser指导下,进行光谱学研究。李复几的博士论文完成于1907年1月,题目是《关于勒纳碱金属光谱理论的分光镜实验研究》,主要内容是通过拍摄钠的火焰光谱图来验证P.勒纳(Lenard)提出的火焰中心发射说。为了验证勒纳的理论,李复几在其导师凯瑟尔指导下,在波恩大学物理研究所做了实验研究。他将钠放入两根碳棒电弧之中,用摄谱仪拍下火焰照片。其摄谱仪是当时最好的光谱仪,可以在百分之一秒的曝光时间内拍下清楚的铁弧光谱。李复几拍摄了大量照片,即使以高倍放大镜在毛玻璃上观察,也没有看到中空火焰的形状,甚至连一丝痕迹都不存在。李复几又进一步采用加大光圈或延长曝光时间的方法,通过反复实验发现:"加大一倍光圈,第一副线系谱线的图像和正常光圈时主线系一样大;再加大光圈,第一副线系的图像还可以大于最小光圈时主线系的图像。"因此,李复几得出结论:火焰图像大小实际上是与其强度相关的。最后,李复几在论文中断言:"我相信,这足以证明勒纳关于光弧由大量相互包裹的中空火焰组成、每一个都是一个发射中心,每个中心发射一个线系的假说是不正确的。"同时他也分析了勒纳假说产生错误的原因。波恩大学认为李复几的论文做得非常优秀。勒纳因阴极射线的实验研究于1905年获得诺贝尔物理学奖,是当时德国物理学大权威,后来成为20世纪科学领域的主将的爱因斯坦曾于1903年提出申请要做他的助手,被他拒绝。这样一位物理大师所建立起来的理论,却被一个年仅25岁的中国青年人所推翻,足见我国第一位物理学博士出手不凡。然而,令人遗憾的是,除了其博士论文扉页上关于求学经历等少量信息外,其余关于李复几的生平鲜有人知。李复几回国后从事何职业,何年而卒?没有人知道他的行踪。就连他的儿女,也不知道父亲是一位怎样的人。在上海交大发掘出的历史材料基础上,2007年起,李复几的儿子——82岁的李正修决定寻找父亲的踪迹。他凭着自己对父亲的一点记忆,并综合亲属访谈,进行了调查研究。李复几(1881-1947年)几年来,李正修分别给武汉、萍乡、南京、自贡等有关单位和人士写信,请求帮助查找有关父亲的情况。他参照相关历史档案,文字资料等等,补充了父亲在四川自贡盐井工作和生活直到病逝的大致情况。他深深感谢给予各种帮助的单位和个人。虽然李复几回国后没能继续在国外的研究工作,但他与其他几位中国早期物理学者首开中国人研究物理学之先河,一定程度上影响了后来者,成为中国近代物理学发展史的"起点"人物。本刊转载杨东晓记者于2012年第8期在《看历史》上发表的《物理学史上失踪的中国人》,让更多的物理学者了解我国第一位物理学博士李复几的生平和对物理学的贡献。     

运用物理学史培养学生创新能力

物理教材中蕴含有丰富的物理学史内容,物理学史是研究物理学发展历史的科学,它记载了人类前仆后继揭开千古之谜的史实,有很多激动人心的故事.     

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。     

重新认识物理教学——“人文的物理学”的启示

物理教学要怎么做?首先要对物理学有基本的认识,然后对教学有基本的理解,再就是清楚作为教师的主要职责。本文受“人文的物理学”课程的启发,认识到物理学是物理学家看待世界的方式,有着不可思议的美感。科学也是人文历史的一部分,与人文有着不可分割的联系。科学常携带科学家的个人情感和成见。作为物理教师在教学中要能不断地提出启发性问题,能用通俗的语言解读复杂的物理问题。并且学会设计开放的作业和考题让学生在练习中品位物理。作为高校教师能意识到教学不是给学生派任务,而是送礼。教师自身需要博览群书,不断提高自我修养才能践行教书育人使命。     

如何引入物理学史改进大学物理教学

 《物理学史》这门课是师范院校物理系的一门必修课,提倡引入物理学史改进物理课堂教学,力争把学生正确世界观的树立和方法论的培养落实到实处。但如何引入物理学史改进物理专业知识教学呢?有关这个课题的讨论已是持续多年的事了,其间有许多学者作了多方面的研究和探讨。为什么要引入物理学史对于这个问题,有少数人习惯于笼统地解释为是为了进行辩证唯物主义和方法论教育,认为教科书只能传授知识,不能进行方法论教育。我们认为,这种认识是片面的,并不是只有物理学史才能进行世界观和方法论的教育,引入物理学史的必要性在于它进行方法论教育的方式要比传统教科书的方式更为形象、真实和深刻.