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物理学的育人功能分析

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:物理学具有双重功能。物理学不仅有传播自然科学知识的功能,而且有社会教育和思想文化功能。物理学的育人功能,可以从培养学生的科学思维方法、科学精神、人文精神等方面进行认识。物理学的科学思维方法主要包括如下内容:1.并列对称。1932年8月2日,美国加州理工学院的安德森等人向全世界庄严宣告,他们发现了正电子。光的波粒二象性最具代表性。

物理学的育人功能分析

中科院院士、原北京大学校长陈佳洱说:“我要对年轻朋友们说的是,物理学不仅是图表和数据,它能带给你更多、更珍贵的东西:一种理性的思维方法、人生哲学和人生的道路。”物理学具有双重功能。物理学既是科学,也是文化。物理学不仅有传播自然科学知识的功能,而且有社会教育和思想文化功能。物理学不仅含有人类探索大自然的知识成果,而且含有探索者的科学思想、科学方法、科学态度和科学精神等。物理学的育人功能,可以从培养学生的科学思维方法、科学精神、人文精神等方面进行认识。

(一)培养学生的科学思维方法

著名物理学家赵凯华教授指出:“物理学是唯一一门理论和实验高度结合的精密科学。物理学中有一套最全面、最有效的科学方法。实践证明,把这套方法运用到自然科学的许多领域,乃至社会科学,都是卓有成效的。在教育中,对于学生的科学素质培养,物理学有着无可替代的作用。”物理学中形成的这一套系统完整的科学思维方法,不仅对自然科学其他领域,而且对人文学科都有所裨益。物理学的科学思维方法主要包括如下内容:

1.并列对称。并列对称起源于人类与生俱来的审美理念。上和下、左和右、男和女、阴和阳、正和负……都具有对称性。1897年汤姆孙发现电子,随后狄拉克从理论上预言有正电子,正电子的质量m=9.11×10-31kg,电量q=+1.602×10-19C,自旋与电子相同。1932年8月2日,美国加州理工学院的安德森等人向全世界庄严宣告,他们发现了正电子。正电子的发现,正是运用了并列对称思维。1924年,德布罗意提出物质波假说,他考虑问题的思路是:自然界在许多方面是显著对称的;可以观察到的宇宙完全是由光和实物粒子所构成的;既然光具有波粒二象性,实物粒子或许也具有波粒二象性。于是,他大胆提出:一切微观粒子都具有波粒二象性。爱因斯坦很欣赏这种创造性的新思维,认为它符合客观世界的和谐美。在天体物理中,人们根据黑洞的存在,理论上预言有白洞存在,其性质与黑洞相反。

2.逆向思维。逆向思维是将系统的主体与从体、逻辑的原因与结果、变换的起点与终点进行对换思考。奥斯特发现电流周围产生磁场,即动电生磁;法拉第运用逆向思维去思考,动磁能否生电呢?他经过大量实验,终于总结出:只要使穿过闭合导体回路磁通量发生变化,回路中就有感应电流产生,即动磁能生电。依据这一原理,他发明了发电机

3.等效假定。等效假定是根据效果,假定存在一个能产生该效果的客体(状态),再去寻找证实。法国天文学家勒维耶通过天王星轨道摄动的引力效果,假定有一颗星存在。根据勒维耶计算的位置,这颗星于1846年9月23日被德国天文学家J.G.伽勒观察到,这就是海王星麦克斯韦研究了平行板电容器与交流电源连接的电路,发现电容器不断被充电和放电,电容器两极板间无传导电流,但有变化的电场,有电流的效果,会产生变化的磁场。于是他便假定其间有一种电流——位移电流,这是一种创造性的新思维。变化的磁场可以激发电场(涡旋电场),变化的电场可以激发磁场,它们互相激发,由近及远传播,产生电磁波。我们今天的通信就源于麦克斯韦的电磁场理论。

4.叠加显微。叠加显微是将差异微小的两类事物叠加比较,其结果往往会放大其差异,彰显其特性。利用光的干涉检测光学仪器表面的质量就是典型例证。用一块标准玻璃板与待测光学仪器表面组成一个空气劈尖,可检测出光波波长量级的凹凸。游标卡尺也是利用叠加显微,若主尺1个刻度为1mm,游标卡尺为0.9mm,则测量的微小长度可以精确到0.1mm。

5.等价转换。等价转换是将一个事物转换成另一个具有同等价值、同等功能、同等信息量的事物,以便进行处理或描述。广义相对论中的等效原理将一个加速场与一个引力场等效,这样,物理学定律对于惯性系和非惯性系都是协变的。爱因斯坦提出质能关系E=mc2,质量与能量可以互相转换,促使了核能的利用。

6.依次简化。依次简化是固定、截止或忽略一个涉及多方面因素复杂过程(现象)的某几个因素,先突出考量其中一个(对)因素,然后再依次类推。在康普顿效应的应用中,先固定散射物质,改变入射光波长,在不同散射方向测波长改变量,得出一个结论:波长的改变量与入射光波长无关;再固定入射光波长,改变散射物质,在不同散射方向测波长改变量。最终得到结论:在原子量小的物质中,康普顿散射较强,反之较弱;波长的改变量Δλ与入射光波长λ无关,而随散射角的增加而增加;对不同的散射物质,只要在同一个散射角下,波长的改变量Δλ都相同。世间的事物是复杂的,是由多方面因素决定的,采用依次简化的方法会给研究问题带来方便。

7.共轭互补。共轭互补是指相互对立、相互制约的两方面,也同时互相补充、互相依存,它们共同组成客观世界。光的波粒二象性最具代表性。光在有些场合表现为波动性,在有些场合表现为粒子性,只有同时考虑它的两重性,才能对光的本性有正确认识。正如硬币有正、反两面,在任一时刻我们只能看到其中一面,不能同时看到两面,而只有当硬币的正、反两面都被看到后,才能说我们对这个硬币有了较完整的认识。在社会科学中共轭互补思维也常被运用。例如,毛泽东主席指出,中国的民族资本家具有两重性,既是革命的,又是反革命的——面对买办资本家的压迫,他是革命的;面对国内工人农民,他是反革命的。这一理论,对于建立统一战线,认清谁是我们的敌人,谁是我们的朋友,起着巨大的指导作用。

8.类比思维。类比思维是利用一种科学定律和另一种科学定律之间的部分相似性,用它们中的一个去说明另一个。日本的汤川秀树说:“类比是一种创造性思维的形式……假定存在一个人所不能理解的某物,他偶尔注意到这一某物与他所熟悉的某一他物的相似性,他通过将两者比较就可以理解他在此之前尚不理解的某物。”库仑静电力万有引力类比,建立了库仑定律;安培通过类比环形电流的磁现象,提出了分子环流的假说,揭示了磁现象的本质;卢瑟福则把原子内部的结构与太阳系进行类比,提出原子核式结构模型。

9.分析与综合。分析与综合是在认识中把整体分解为部分和把部分重新结合为整体的过程和方法。分析是把事物分解为各个部分、侧面、属性,分别加以研究,是认识事物整体的必要阶段;综合是把事物各个部分、侧面、属性按内在联系有机地统一为整体,以掌握事物的本质和规律。分析与综合是互相渗透和转化的。在分析基础上综合,在综合指导下分析,分析与综合,循环往复,推动认识的深化和发展,一切论断都是分析与综合的结果。

在物理学中,分析与综合这一思维方法贯穿始终。建立和辨析物理概念、研究物理规律、研究宏观现象和微观机制、帮助理解和指导物理实验等,都是运用分析与综合思维方法。牛顿三棱镜把日光分解为按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序排列着的彩色光带,这就是光的色散;把光波分解成频谱,分别研究各个成分的波长,这才明确了光的颜色的本质。牛顿思考问题的方法是分析的思维方法。物理学史上有三次伟大的综合:牛顿提出力学三定律,发现万有引力定律——第一次伟大的综合;能量守恒和转化定律的发现——第二次伟大的综合;麦克斯韦电磁理论的建立——第三次伟大的综合。

物理学中的分析与综合思维方法,是对马克思主义“辩证逻辑的科学方法”的有力支持,并对其他学科产生影响。比如,在计算机的软件设计中,从数据流和数据结构出发,逐步细化所有的软件功能,找出软件系统各元素之间的联系、接口特性和设计上的约束,分析它们是否满足功能要求。通过分析,最后综合形成系统的雏形求解方案,得到的方案可能会暴露出原有需求中的问题,再修改需求,如此反复地进行,使之更加符合实际需要。

10.归纳与演绎。归纳是从个别到一般的认识方法,演绎则相反,它是从一般到个别的认识方法。牛顿发现苹果受地球引力,月亮受地球引力,地球受太阳引力,由此得出万有引力定律。麦克斯韦发现电磁波和光波在真空中的传播速度都是3×108m/s,且它们的传播都不需要介质;光波和电磁波都能反射、折射、干涉和衍射,并且光波和电磁波都有偏振性。由此,麦克斯韦运用归纳法得出光波就是电磁波。安培通过观测电流之间相互作用的实验建立了电流相互作用的定律。勒维耶则运用演绎法,由已知作用规律明确地推算出了海王星的位置,这是一个成功运用演绎法的例证。

11.无限延伸。无限延伸是将客观现象按逻辑或常理延伸到无限,从中归纳出规律,引申出感悟。伽利略的“理想斜面实验”就是利用无限延伸思维得出“力不是维持运动的原因”。

(二)培养学生的科学精神

按照学者程国生等人的归纳,科学精神的要素包括:客观的依据、理性的怀疑、多元的思考、平权的争论、实践的检验、宽容的激励。

1.客观的依据。物理学由伽利略开创了科学实验方法,将实验观察与理论思维(科学假设、数学推理和演绎)紧密结合。物理学是一门精密科学,每个理论都有充分的依据。爱因斯坦创立的狭义相对论是一门深奥的理论,也有充分的客观依据:任何实验都没有观察到地球相对以太参考系的绝对运动(表明根本不存在那样一个假想的以太参考系);实验表明,经典电磁理论基本定律(麦克斯韦方程组)对不同惯性系具有相同的数学表达式(意味着电磁学现象也满足物理理论相对性原理);实验表明,对于任何惯性系,光波在真空中沿各个方向的传播速度都是c。根据以上三条依据,爱因斯坦创造性地提出狭义相对论的两条基本假设。又如,牛顿第二定律ΣF=ma,部分电路欧姆定律I=U/R……物理学中的很多公式都是由实验得出的,经得起检验。

2.理性的怀疑。相对论的创立,实际上源于对电磁波假设载体“以太”的一个质疑。美国物理学家迈克尔孙于1887年公布了一个实验报告,称为“地球和光以太的相对运动”。报告表明,在牛顿力学领域里普遍成立的相对性原理在麦克斯韦电磁场理论中不成立。爱因斯坦敢于质疑前人提出的但被实验证明是有缺陷的、有矛盾的假说或者理论。他认为,以太假说是多余的,而且更重要的是他提出了同时的相对性这一关键的科学问题,创立了狭义相对论。

3.多元的思考。光电效应实验研究中,光电流I与两极板间电压U的关系与两极金属材料、入射光强度及入射光频率有关。要多元思考,采取控制变量法进行研究才能得出正确结论。首先,两极金属固定,入射光的强度不变,改变入射光频率,得出入射光频率越高,截止电压越大;然后,两极金属固定,入射光频率不变,改变入射光强度,得出饱和光电流Im与入射光的强度成正比;最后,入射光的强度不变,用不同金属材料做阳极,改变入射光的频率,测截止电压与入射光频率之间关系,做出U-γ曲线,得出入射光的频率与截止电压成正比,并与金属材料有关。不论是自然科学还是社会科学,许多事物都是多种因素造成的,都需要多元的思考,物理学可以培养学生多元思考的能力。

4.平权的争论。玻尔研究所的工作方式就是平权争论的典范。玻尔研究所特别重视科学交流,包括内部的和外部的交流。对科学问题随时随地的讨论则是内部交流的特征:在游泳的间隙、在树林中的散步,更多的是在大教室举行的讨论会。这种讨论会大约每周一次,大多数物理学家和研究生都参加,讨论的内容是一篇最近的文章或者一个人的最新研究进展。讨论会没有时间限制,人人可以自由提问和发表评论。在物理学的发展史上,经历过地心说日心说的争论、光的微粒说与波动说的争论、关于阴极射线本性的两派争论、爱因斯坦和玻尔关于微观粒子统计规律性的争论……可以说,近现代物理每一个重大发现(一个新的事物)在开始提出时一般会受到批评、怀疑和冷遇,但经过平权的争论,越争越明,最终正确理论被确立。

5.实践的检验。物理学的研究方法是:观察(或实验)——提出科学假说——建立公式——解释已知实验、预言新结果——实验检验。著名实验物理学家密立根说:“科学是在用理论和实验这两只脚前进的。”先建立理论然后做实验,或者先在实验中得出了新的关系,然后再迈出理论这只脚并推动实验前进,如此不断交替前进。

1924年德布罗意提出的物质波假说,直到1927年才被戴维逊和革末利用电子束晶体表面上散射实验证实,物质波假说才得以确立。宇宙大爆炸理论是俄国出生的美国物理学家伽莫夫提出的,他的学生阿尔法等人于1948年进一步推算出宇宙大爆炸应该发生在150亿~200亿年以前,并且预言大爆炸所形成的余烬在今天应该表现为5K左右的宇宙背景辐射。1964年,美国两位电信工程师彭齐亚和威尔逊在研究卫星的电波通信的时候,制作了一个非常灵敏的接收机,接收到了来自宇宙各个方向强度都不变的微波背景辐射,这种微波辐射恰好相当于3.5K左右的遥远宇宙的黑体辐射,和前面的预言非常接近。这一发现被认为是证实了宇宙大爆炸学说的背景辐射的预言,随后大爆炸学说被广泛地接受,并且发展成当代宇宙学的标准模型。

6.宽容的激励。纵观物理学的千年发展,物理学是一部坚持真理、颂扬创新、造福人类的史诗。玻尔模型被评论为“胡说八道”时,得到了爱因斯坦和卢瑟福的肯定和支持;德布罗意的物质波不被人理解时,爱因斯坦讲:“这是对物理之谜中最棘手的一个谜投下了第一道微弱的光芒”。

7.科学家的献身精神。1600年2月17日,意大利哲学家布鲁诺,因为到处宣传哥白尼的学说,在罗马百花广场被活活烧死。伽利略与布鲁诺是同时代的人,伽利略通过自己的实验和研究,逐渐认识到哥白尼学说是正确的,而托勒密的地球中心说是错误的,亚里士多德的许多观点是站不住脚的。他不顾罗马教会的威吓,用了差不多5年时间,终于写出了一部伟大的著作《关于两种世界体系的对话》。这部著作客观地讨论了托勒密的地心说与哥白尼的日心说,对谁是谁非进行了没有偏见的探讨,并以充分的论据和大量无可争辩的事实,有力地批判了亚里士多德和托勒密的错误理论,科学地论证了哥白尼的日心说,宣告了宗教神学的彻底破产。麦克斯韦出身豪门,不图享清福而献身科学,被公认为“牛顿以后世界上最伟大的数学物理学家”,但由于积劳成疾,终年只有49岁。物理学通过对一个个物理学家的科研过程的介绍,培养了学生献身科学的精神。(www.xing528.com)

(三)培养学生的人文精神

吴健雄指出:“为了避免出现社会可持续发展中的危机,当前一个刻不容缓的问题是消除现代文明中两种文化——科学文化和人文文化——之间的隔阂。而为加强这两方面的交流和联系,没有比大学更合适的场所了,只有当两种文化的隔阂在大学校园里加以弥合之后,我们才能对世界给出令人信服的描述。”物理学具有双重功能,物理学既是科学,也是文化。物理学不仅具有传播自然科学知识的功能,而且具有社会教育和思想文化教育的功能。物理学的“真、善、美”是人文科学和自然科学所共同追求的目标。

1.物理学是“求真”的

一切严肃而认真的物理学家都坚持“实践是检验真理的唯一标准”这个原则。1916年,爱因斯坦依据广义相对论得出,来自遥远星体的星光,以掠射方式经过太阳表面时,发生了弯曲,偏向角δ=1.75。1919年5月19日,距爱因斯坦理论发表仅过3年,出现了一次特别有利的日全食,有可能把十分靠近的太阳的光拍下照片,从而探测星光经过太阳表面的微小变化。英国皇家学会和皇家天文学会派遣两支探险队,到非洲和南美洲有利地点观察日全食,所测定的移动量与爱因斯坦理论值十分相符。这样,爱因斯坦广义相对论才被确认。

1923年5月,康普顿首次公布了他的关于X射线散射光谱的实验结果,但是都遭到了异议,原因是当时著名的物理学家——哈佛大学的布里奇曼教授——没有能重复出康普顿的结果。康普顿的学生吴有训亲自奔赴哈佛,在同行面前演示了他的结果,才使物理学界信服。

2.物理学是“至善”的

物理学致力于为人类服务,把人从自然界中解放出来,认识和掌握自然规律,为人类创造财富。物理学作为自然科学的重要分支,不仅对人类的思维发展以及人类对自然界认识的深化起到重要的推动作用,而且对技术进步和人类文明也产生了重大的影响。许多工程技术和生产部门都广泛地应用着物理学中的有关知识。物理学中的每一个重大发现几乎都会导致生产技术上的许多重大突破,人们常说的几次工业革命无不与物理学密切相关。十九世纪,由于力学和热学理论的发展,使人类开创了以蒸汽机为标志的第一次工业革命;由于电磁感应现象的发现和与之相应的电磁理论的建立,人们制造出了发电机、电动机、电话、电报等电器设备,从而使人类跨进了电气化时代(第二次工业革命);由于电磁理论的建立、电磁波的发现和半导体材料的研制成功,诞生了电子技术这门应用学科,从而使广播、电视、雷达、通信、计算机等事业异军突起。二十世纪,以相对论、量子力学、凝聚态物理、基本粒子物理学为主要内容的近现代物理学的发展,使人们以前无法了解的许多问题都有了答案,也给半导体、原子能、激光、量子器件的发现奠定了基础。人类进入到了以航天技术、微电子技术、光电子技术、生物技术、计算机及信息技术等高新技术为主要内容的新时代,物理学是当代工程技术的重大支柱,是许多工程技术如机械制造、土木建筑、采矿、水利、勘探、电工、无线电、材料、计算机、航空和火箭等技术的理论基础。激光、原子能、半导体、电子计算机被称为二十世纪四大发明,它们的理论基础全是物理学。

3.物理学是“美”的

物理学中有简单美、对称美、结构美、和谐统一美、人格美……

牛顿认为:“真理是在简单性中发现的。”牛顿提出“质点模型”以及把一切物体间的引力作用归结为粒子间引力的作用思想对以后物理学家影响很大。毕奥—萨伐尔研究电流产生磁场时,将磁场的磁感应强度归结为无穷多个电流元产生的磁感应强度的矢量和,并提出了电流元产生的磁感应强度公式:dB=μdIdlsinθ/4πr2;安培在研究电流间相互作用时,总是把它们归结为电流元之间的作用。物理学中有许多具有美感的公式,比如,理想气体状态方程PV=nRT,把理想气体的3个状态参量P、V、T在一个公式中统一起来。多么简单,多么美妙的对称美。物质由分子、原子组成,原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,质子和中子还有内部结构,可以一直分下去。再向大尺度扩展,太阳系中八大行星绕着太阳转,太阳系绕着银河系转……这一系列现象展现了物理学的结构美。

牛顿的地下天上统一,法拉第的电磁统一,麦克斯韦的电磁与光统一,爱因斯坦的粒子性和波动性统一,玻尔把量子化、原子结构和光谱实验巧妙的结合起来……爱因斯坦说:“从那些看来与直接可见的真理十分不同的各种复杂现象中认识到它们的统一性,那是一种壮丽的感觉。”这些都显示出了物理学的和谐统一美。

物理学“美”的特征突出表现为:

(1)简单性。牛顿曾说:“自然界喜欢简单,不爱用多余的原因夸耀自己。”爱因斯坦也把简练当作鉴别科学理论的重要美学标准。他曾说:“要通过最少个数的原始概念和原始关系的使用来达到科学的目的。”物理学的简单性并不是指物理内容本身简单,而是一个简单的公式包含极其深刻的内容。 一个理论的假设条件很少,而概括的经验事实或演绎出的推论却很多。物理学的矢量表示及运算给人简洁明快之感:牛顿用∑F=ma这一简洁的公式建立了“经典力学大厦”;爱因斯坦用两条基本假设创立了狭义相对论,揭示了质量和能量的统一性。物理学与数学结合构成了物理学的简单美。

(2)抽象性。客观世界无奇不有,错综复杂。在形形色色的自然现象中抓住事物的本质和主要矛盾,抽象出物理概念,用简洁的物理理论阐明自然规律,这就是物理学的抽象性。力学中做平动的物体有各种各样,无论其形状如何,质量有多大,一律把它们视为质点。热学中把严格遵守气体状态方程的所有真实气体统称为理想气体。而将看不见、摸不着的电场、磁场用电场线、磁感线形象表示出来的方法,更是物理学抽象美的升华。

(3)统一性。千篇一律和杂乱无章的东西很难给人以美感。只有能把千姿百态的物理现象用统一的理论加以概括和解释,才能给人以美感。物理学中一些不同的概念、规律在一定的条件下可处在一个统一体中。例如:牛顿运动定律既可解决机械运动问题也可以解答带电粒子在电磁场中的运动规律;麦克斯韦电磁理论把电现象、磁现象和光现象统一起来;波粒二象性将粒子运动和波动合二为一;功和能量概念沟通了力、热、电、磁、光、原子等领域……真是万变不离其宗。

(4)对称性。对称性是物理美的主要特征。“美和对称紧紧相连”。现实世界中处处有对称,既有空间对称又有时间对称。作为研究自然界最普遍最一般规律的物理学自然会渗透着各种形式的对称美。正电荷和负电荷、N极和S极、平面镜成像、光的可逆性、力现象和热现象的动态平衡,还有实验仪器的刻度匀称性都体现出对称美。熔化与凝固、汽化与液化、升华与凝华则是从内容到形式都具有对称性特征的三对概念。

在物理学发展史上,有许多新概念、新规律是受到对称性的启发而提出的:法拉第受到电流的磁效应启发而提出磁流电的问题,从而发现电磁感应定律;德布罗意受光的波粒二象性启发而提出物质波。物理学的对称美可真不少呢。

(5)有序性。物理现象和规律在排列上由杂乱到整齐、由无序到有序,这就是物理学的有序美。太阳光透过棱镜形成的连续彩色光谱、杨氏干涉和衍射形成的明暗相间的条纹、太阳行星的轨道排列以及原子内电子的壳层分布,都体现着有序性。另外,物理学的有序美还体现在热力学中单个分子运动无序性而大量分子运动有序性。

(6)和谐性。只有和谐的理论才有生命力。物理学的形式和内容非常和谐完备。形式的和谐指具有均匀、周期、匹配等性质的现象。如匀速直线运动、简谐运动、共振等。内容的和谐指物理理论内部是自洽的,不相矛盾的。物理学的理论就是沿着和谐——不和谐——和谐的方向螺旋上升发展的。牛顿力学和经典电磁理论在成功解释物质世界时,科学家的赞美纷至沓来,后来迈克尔逊的“以太漂移速度”实验和黑体辐射的“紫外灾难”都揭示了牛顿力学和经典电磁理论的不和谐,从而有了普朗克量子理论和爱因斯坦相对论的诞生,使理论变得更加和谐。光的波粒二象性经历过“微粒说”——“波动说”——“光子说”的发展过程。

(7)奇异性。奇异性是物理学美的一个重要特征,也是教师激发学生学习兴趣的一个重要方面。物理中新颖的结论,奇异的实验现象和巧妙的解题方法都表现了令人惊讶的奇异美。马德堡半球实验,人造卫星失重现象,时空观的相对性,光子能量的不连续性都出人意料。而“魔棒浮蛋”“太阳光色散”“沸水养活鱼”“静电冲冠”等实验大大激发了学生的求知欲。

(8)实践性。实践性是物理学的独特之美,它充分体现了物理学的特点。物理学的实践性表现在物理学概念规律能直接体现这段时期生产力发展水平。任何物理理论都是源于生产实践又通过无数次实践检验总结得出的正确的理论,反过来它又推动社会进步。历史已经证明:实践是物理学发展和教学的必经之路。离开了实验,物理学不可能发展;离开了实验,物理教学变成空洞的说教。正是因为有了哥白尼的日心说和开普勒等学者的实践才有了牛顿万有引力理论,有了万有引力理论才预见了海王星、冥王星的存在;正是因为大量手工劳动的兴起和纺纱业的发展瓦特才发明了蒸汽机,瓦特发明了蒸汽机才使英国工业革命取得全面胜利。

此外,数学图象的简洁,逻辑结构的严谨,实验方法的精巧,某些物理量的守恒……不胜枚举,难以言尽。

著名哲学家、北京大学教授黄楠森说:“我深感要大力弘扬物理的科学精神。一方面物理学是最古老、最成熟的科学之一,其科学精神是各门科学的典范;另一方面深化到各个科学领域,特别是深化于现代化的建设,最迫切共同需要的精神就是科学精神。现代化从一定意义上说就是科学化,和谐社会从一定意义上说就是科学精神主导的社会。”

“物理学是自然科学的基础,是科技创新的源泉,对于培养学生的科学素质是任何一门其他学科无法替代的。物理学具有双重功能,物理学从来就没有一道不可逾越的鸿沟,我们在追寻富有逻辑性和严谨性的物理知识的同时,又被老师营造的诗意的氛围所陶醉。”

总而言之,科学也是文化,物理学具有很好的育人功能。

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