物理学论文范文第1篇

二十世纪即将结，二十一世纪即将来临，二十世纪是光辉灿烂的一个世纪，是个类社会发展最迅速的一个世纪，是科学技术发展最迅速的一个世纪，也是物理学发展最迅速的一个世纪。在这一百年中发生了物理学革命，建立了相对信纸和量子力学，完成了从经典物理学到现代物理学的转变。在二十世纪二、三十年代以后，现代物理学在深度和广度上有了进一步的蓬勃发展，产生了一系列的新学科的交叉学科、边缘学科，人类对物质世界的规律有了更深刻的认识，物理学理论达到了一个新高度，现代物理学达到了成熟的阶段。

在此世纪之交的时候，人们自然想展望一下二十一世纪物理学的发展前景，探索今后物理学发展的方向。我想谈一谈我对这个问题的一些看法和观点。首先，我们来回顾一下上一个世纪之交物理学发展的情况，把当前的情况与一百年前的情况作比较对于探索二十一世纪物理学发展的方向是很有帮助的。

一、历史的回顾

十九世纪末二十世纪初，经典物物学的各个分支学科均发展到了完善、成熟的阶段，随着热力学和统计力学的建立以及麦克斯韦电磁场理论的建立，经典物理学达到了它的顶峰，当时人们以系统的形式描绘出一幅物理世界的清晰、完整的图画，几乎能完美地解释所有已经观察到的物理现象。由于经典物理学的巨大成就，当时不少物理学家产生了这样一种思想：认为物理学的大厦已经建成，物理学的发展基本上已经完成，人们对物理世界的解释已经达到了终点。物理学的一些基本的、原则的问题都已经解决，剩下来的只是进一步精确化的问题，即在一些细节上作一些补充和修正，使已知公式中的各个常数测得更精确一些。

然而，在十九世纪末二十世纪初，正当物理学家在庆贺物理学大厦落成之际，科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现：电子、X射线和放射性现象的发现。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”：“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。[1]这些实验结果与经典物理学的基本概念及基本理论有尖锐的矛盾，经典物理学的传统观念受到巨大的冲击，经典物理发生了“严重的危机”。由此引起了物理学的一场伟大的革命。爱因斯坦创立了相对论；海林堡、薛定谔等一群科学家创立了量子力学。现代物理学诞生了！

把物理学发展的现状与上一个世纪之交的情况作比较，可以看到两者之间有相似之外，也有不同之处。

在相对论和量子力学建立起来以后，现代物理学经过七十多年的发展，已经达到了成熟的阶段。人类对物质世界规律的认识达到了空前的高度，用现有的理论几乎能够很好地解释现在已知的一切物理现象。可以说，现代物理学的大厦已经建成。在这一点上，目前有情况与上一个世纪之交的情况很相似。因此，有少数物理学家认为今后物理学不会有革命性的进展了，物理学的根本性的问题、原则问题都已经解决了，今后能做到的只是在现有理论的基础上在深度和广度两方面发展现代物理学，对现有的理论作一些补充和修正。然而，由于有了一百年前的历史经验，多数物理学家并不赞成这种观点，他们相信物理学迟早会有突破性的发展。另一方面，虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的，但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。在这方面，目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交，经典物理学发生了“严重的危机”；而在本世纪之交，现代物理学并无“危机”。因此，我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。

虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的，但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。在这方面，目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交，经典物理学发生了“严重的危机”；而在本世纪之交，现代物理学并无“危机”。因此，我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。客观物质世界是分层次的。一般说来，每个层次中的体系都由大量的小体系（属于下一个层次）构成。从一定意义上说，宏观与微观是相对的，宏观体系由大量的微观系统构成。物质世界从微观到宏观分成很多层次。物理学研究的目的包括：探索各层次的运动规律和探索各层次间的联系。

回顾二十世纪物理学的发展，是在三个方向上前进的。在二十一世纪，物理学也将在这三个方向上继续向前发展。

1）在微观方向上深入下去。在这个方向上，我们已经了解了原子核的结构，发现了大量的基本粒子及其运规律，建立了核物理学和粒子物理学，认识到强子是由夸克构成的。今后可能会有新的进展。但如果要探索更深层次的现象，必须有更强大得多的加速器，而这是非常艰巨的任务，所以我认为近期内在这个方向上难以有突破性的进展。

2）在宏观方向上拓展开去。1948年美国的伽莫夫提出“大爆炸”理论，当时并未引起重视。1965年美国的彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙背景辐射，再加上其他的观测结果，为“大爆炸”理论提供了有力的证据，从此“大爆炸”理论得到广泛的支持，1981年日本的佐藤胜彦和美国的古斯同时提出暴胀理论。八十年代以后，英国的霍金[2,3]等人开始论述宇宙的创生，认为宇宙从“无”诞生，今后在这个方向上将会继续有所发展。从根本上来说，现代宇宙学的继续发展有赖于向广漠的宇宙更遥远处观测的新结果，这需要人类制造出比哈勃望远镜性能更优越得多的、各个波段的太空天文望远镜，这是很艰巨的任务。

我个人对于近年来提出的宇宙创生学说是不太信的，并且认为“大爆炸”理论只是对宇宙的一个近似的描述。因为现在的宇宙学研究的只是我们能观测到的范围以内的“宇宙”，而我相信宇宙是无限的，在我们这个“宇宙”以外还有无数个“宇宙”，这些宇宙不是互不相干、各自孤立的，而是互相有影响、有作用的。现代宇宙学只研究我们这个“宇宙”，当然只能得到近似的结果，把他们的延伸到“宇宙”创生了初及遥远的未来，则失误更大。

3）深入探索各层次间的联系。

这正是统计物理学研究的主要内容。二十世纪在这方面取得了巨大的成就，先是非平衡态统计物理学有了得大的发展，然后建立了“耗散结构”理论、协同论和突变论，接着混沌论和分形论相继发展起来了。近年来把这些分支学科都纳入非线性科学的范畴。相信在二十一世纪非线性科学的发展有广阔的前景。

上述的物理学的发展依然现代物理学现有的基本理论的框架内。在下个世纪，物理学的基本理论应该怎样发展呢？有一些物理学家在追求“超统一理论”。在这方面，起初是爱因斯坦、海森堡等天才科学家努力探索“统一场论”；直到1967、1968年，美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆提出统一电磁力和弱力的“电弱理论”；目前有一些物理学家正在探索加上强力的“大统一理论”以及再加上引力把四种力都统一起来的“超统一理论”，他们的探索能否成功尚未定论。

爱因斯坦当初探索“统一场论”是基于他的“物理世界统一性”的思想[4]，但是他努力探索了三十年，最终没有成功。我对此有不同的观点，根据辩证唯物主义的基本原理，我认为“物质世界是既统一，又多样化的”。且莫论追求“超统一理论”能否成功，即便此理论完成了，它也不是物理学发展的终点。因为“在绝对的总的宇宙发展过程中，各个具体过程的发展都是相对的，因而在绝对真理的长河中，人们对于在各个一定发展阶段上的具体过程的认识只具有相对的真理性。无数相对的真理之总和，就是绝对的真理。”“人们在实践中对于真理的认识也就永远没有完结。”[5]

现代物理学的革命将怎样发生呢？我认为可能有两个方面值得考试：

1）客观世界可能不是只有四种力。第五、第六……种力究竟何在呢？现在我们不知道。我的直觉是：将来最早发现的第五种力可能存在于生命现象中。物质构成了生命体之后，其运动和变化实在太奥妙了，我们没有认识的问题实在太多了，我们今天对于生命科学的认识犹如亚里斯多德时代的人们对于物理学的认识，因此在这方面取得突破性的进展是很可能的。我认为，物理学业与生命科学的交叉点是二十一世纪物理学发展的方向之一，与此有关的最关于复杂性研究的非线性科学的发展。

2）现代物理学理论也只是相对真理，而不是绝对真理。应该通过审思现代物理学理论基础的不完善性来探寻现代物理学革命的突破口，在下一节中将介绍我的观点。

二、现代物理学的理论基础是完美的吗？

相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱，这两大支柱的理论基础是否十全十美的

呢？我们来审思一下这个问题。

1）对相对论的审思

当年爱因斯坦就是从关于光速和关于时间要领的思考开始，创立了狭义相对论[1]。我们今天探寻现代物理学革命的突破口，也应该从重新审思时空的概念入手。爱因劳动保护坦创立狭义相对论是从讲座惯性系中不同地点的两个“事件”的同时性开始的[4]，他规定用光信号校正不同地点的两个时钟来定义“同时”，这样就很自然地导出了洛仑兹变换，进一步导致一个四维时空（x，y，z，ict）（c是光速）。为什么爱因劳动保护担提出用光信号来校正时钟，而不用别的信号呢？在他的论文中没有说明这个问题，其实这是有深刻含意的。

时间、空间是物质运动的表现形式，不能脱离物理质运动谈论时间、空间，在定义时空时应该说明是关于什么运动的时空。现代物理学认为超距作用是不存在的，A处发生的“事件”影响B处的“事件”必须通过一定的场传递过去，传递需要一定的时间，时间、空间的定义与这个传递速度是密切相关的。如果这种场是电磁场，则电磁相互作用传递的速度就是光速。因此，爱因斯坦定义的时空实际上是关于由电磁相互作用引起的物质运动的时空，适用于描述这种运动。

爱因斯坦把他定义的时间应用于所有的物质运动，实际上就暗含了这样的假设：引力相互作用的传递速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速传递的呢？令引力相互作用的传递速度为c＇。至今为止，并无实验事实证明c＇等于c。爱因斯坦因他的“物质世界统一性”的世界观而在实际上假定了c=c＇。我持有“物质世界既统一，又多样化的”以观点，再加之电磁力和引力的强度在数量级上相差太多，因此我相相信c＇可能不等于c。工样，关于由电磁力引起的物质运动的四维时空（x，y，z，ict）和关于由引力引起的运动的时空（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）是不同的。如果研究的问题只涉及一种相互作用，则按照现在的理论建立起来的运动方程的形式不变。例如，爱因斯坦引力场方程的形式不变，只需把常数c改为c＇。如果研究的问题涉及两种相互作用，则需要建立新的理论。不过，首要的事情是由实验事实来判断c＇和c是否相等；如果不相等，需要导出c＇的数值。

我在二十多年前开始形成上述观点，当时测量引力波是众所瞩目的一个热点，我曾对那些实验寄予厚望，希望能从实验结果推算出c＇是否等于c。令人遗憾的是，经过长斯的努力引引力波实验没有获得肯定的结果，随后这项工作冷下去了。根据爱国斯坦理论预言的引力波是微弱的，如果在现代实验技术能够达到的测量灵敏度和准确度之下，这样弱的引力波应该能够探测到的话，长期的实验得不到肯定的结果似乎暗示了害因斯坦理论的缺点。应该从c＇可能不等于c这个角度来考虑问题，如果c＇和c有较大的差异，则可能导出引力波的强度比根据爱因劳动保护坦理论预言的强度弱得多的结果。

弱力、强力与引力、电磁力有本质的不同，前两者是短程力，后两者是长程力。不同的相互作用是通过传递不同的媒介粒子而实现的。引力相互作用的传递者是引力子；电磁相互作用的传递者是光子；弱相互作用的传递者是规范粒子（光子除外）；强相互作用的传递者是介子。引力子和光子的静质量为零，按照爱因斯坦的理论，引力相互作用和电磁相互作用的传递速度都是光速。并且与传递粒子的静质量和能量有关，因而其传递速度是多种多样的。

在研究由弱或强相互作用引起的物质运动时，定义惯性系中不同的地点的两个“事件”的“同时”，是否应该用弱力或强力信号取代光信号呢？我对核物理学和粒子物理学是外行，不想贸然回答这个问题。如果应该用弱力或强力信号取代光信号，那么关于由弱力或强力引起的物质运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空（x，y，z，ict）及关于由引力引起的运动的时空（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）

有很大的不同。设弱或强相互作用的传递速度为c＇＇，c＇＇不是常数，而是可变的，则关于由弱或强力引起的运动的时空为（x＇＇，y＇＇，z＇＇，Ic＇＇t＇＇），时间t＇＇和空间（x＇＇，y＇＇，z＇＇）将是c＇的函数。然而，很可能应该这样来考虑问题：关于由弱力引起的运动的时空，在定义中应该以规范粒子的静质量取作零时的速度c1取代光速c。由于“电弱理论”把弱力和电磁力统一起来了，因此有可能c1=c，则关于由弱力引起的运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空是相同的，同为（x，y，z，ict）。关于由强力引起的运动的时空，在定义中应该以介子的静质量取作零（在理论上取作零，在实际上没有静质量为零的介子）时的速度c＇＇取代光速c，c＇＇可能不等于c。则关于由强力引起的运动的时空（x＇＇，y＇＇，z＇＇，Ic＇＇t＇＇）不同于（x，y，z，ict）或（x＇，y＇，z＇，ic＇t＇）。无论上述两种考虑中哪一种是对的，整个物质世界的时空将是高于四维的多维时空。对于由短程力（或只是强力）引起的物质运动，如果时空有了新的一义，就需要建立新的理论，也就是说需要建立新的量子场论、新的核物理学和新的粒子物理学等。如果研究的问题既清及长程力，又涉及短程力（尤其是强力），则更需要建立新的理论。

1）对量子力学的审思

从量子力学发展到量子场论的时候，遇到了“发散困难”[6]。1946——1949年间，日本的朝永振一郎、美国的费曼和施温格提出“重整化”方法，克服了“发散困难”。但是“重整化”理论仍然存在着逻辑上的缺陷，并没有彻底克服这一困难。“发散困难”的一个基本原因是粒子的“固有”能量（静止能量）与运动能量、相互作用能量合在一起计算[6]，这与德布罗意波在υ=0时的异性。

现在我陷入一个两难的处境：如果采用传统的德布罗意关系，就只得接受不合理的德布罗意波奇异性；如果采纳修正的德布罗意关系，就必须面对使新的理论满足相对论协变性的难题。是否有解决问题的其他途径呢？我认为这个问题或许还与时间、空间的定义有关。现在的量子力学理论中时宽人的定义实质上依然是决定论的定义，而不确定原理是微观世界的一条基本规律，所以时间、空间都不是严格确定的，决定论的时空要领不再适用。在时间或空间的间隔非常小的时候，描写事情顺序的“前”、“后”概念将失去意义。此外，在重新定义时空时还应考虑相关的物质运动的类别。模糊数学已经发展得相当成熟了，把这个数学工具用到微观世界时空的定义中去可能是很值得一试的。

1）在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展（1）在微观方向上深入下去；（2）在宏观方向上拓展开去；（3）深入探索各层次间的联系，进一步发展非线性科学。

2）可能应该从两方面去控寻现代物理学革命的突破口。（1）发现客观世界中已知的四种力以外的其他力；（2）通过审思相对论和量子力学的理论基础，重新定义时间、空间，建立新的理论

物理学论文范文第2篇

[关键词]邵雍物理之学性命之学心学先天之学后天之学

一物其来有一身，一身还有一乾坤。

能知万物备于我，肯把三才别立根。

天向一中分体用，人于心上起经纶。

天人焉有两般义，道不虚行只在人。

这首诗是北宋道学五子之一的邵雍写的，题目叫《观易吟》，诗中流露了作者参透天人、观易见道的智慧，显示了作者博大舒放的宇宙胸怀和洞明深湛的生命意识。

当代研究者一般偏重于研究其《观物篇》中的“物理”之学，而比较忽略其“性命”之学。其实邵雍不仅是宋易之区别于汉易的开风气的人物，而且还是宋明理学“心学派”的开拓人物，他不仅建构了一套缜密的宇宙论图式，而且创立了独具特色的性命学说、修养理论与价值系统，并最终完成了他的以“物理”推论“性命”的“先天易学”体系。唯其如此，才备受二程、朱子等理学大师的称赞。邵雍的人文情怀、安乐精神和真善境界，不仅对后世易学家、理学家产生了重要影响，而且对当今的世俗人生仍然有着可资借鉴的意义。

一、天人相为表里，推天道以明人事

“天”和“人”的问题是邵雍象数哲学的基本问题。邵雍在《观物外篇》中说：“学不际天人，不足以谓之学。”他把易学分为两类，一类是研究物的，即“天学”，又称“物理之学”；另一类是研究人的，即“人学”，又称“性命之学”。合而言之即“天人之学”。邵雍还用了两个概念：“先天之学”与“后天之学”，其中“先天之学”是研究天道自然的，相当于“天学”；“后天之学”是研究人道名教的，相当于“人学”。

在对待天人的关系上，如果说儒家偏向于人道，道家偏向于天道；义理易学派偏向于人道，象数易学派偏向于天道，那么邵雍则是儒道互补（或内儒外道）、天人并重、象数与义理贯通的集大成者。天道与人道，天学与人学、先天与后天、物理之学与性命之学，被邵雍巧妙而自然地融进他的易学中。他在《观物内篇》中说：

天与人相为表里。天有阴阳，人有邪正。邪正之由，系乎上之所好也。上好德则民用正，上好佞则民用邪。邪正之由有自来矣。

夫分阴分阳，分柔分刚者，天地万物之谓也；备天地万物者，人之谓也。

天地人物则异矣，其于道则一也。

邵雍引用《易传》“立天之道，曰阴与阳；立地之道，曰柔与刚”的“天道”观，将“天道”归结为阴阳、刚柔；同时继承并改造了《易传》“立人之道，曰仁与义”的“人道”观，将人道归结为“正邪”，“仁”与“义”都属“正”的范畴，与之相对的应该是“邪”。在邵雍看来，人之正邪与天之阴阳、刚柔是互为表里的关系，虽然各自的表现千差万别，但都统一于“道”上。邪正来源于君主的好德好佞，君主的好德好佞又是天道崇阳崇阴的折射。

就天道与人道的地位而言，表面上看，邵雍似乎更重天道，他不仅将自己的著作称为“观物篇”，以“观物”为认识天道的重要思维方法，而且将人看成是“物”——“天”的一分子，认为“盈天地万物者唯万物。”然而实际上并不是这样，从立论路径上看邵雍是先论天道后论人道，先论先天后论后天，先论物理后论性命，而推天道、先天、物理是为了明人道、后天、性命，人道、后天、性命才是邵雍的立论目的，天道、先天、物理不过是邵雍的立论根据。用邵雍的话说，它们之间是“体用”关系，先天为体，后天为用，后天从属于先天，后天阐发的人性、人道高于先天阐发的物性、天道。这里的“先天”与“后天”是相对关系，邵雍又把“先天”与“后天”统称为“先天之学”。先后天是体用不离，相函相依的，体者言其对待，用者言其流行，是一个统一的天人之“道”的两个不同方面，同时又是一个统一的“道”的变化过程的两个不同阶段。邵雍将宇宙演化的历史过程以唐尧时期为界分为两段，唐尧以前为先天，此时还是宇宙自然史时期，还没有人文、社会、主观等因素的参与，还没有人事之“用”，只有天然之“体”；唐尧以后的后天“用”，进入到人类文明史时期。根据这种划分，邵雍对儒家和道家作了评价，指出老子为得《易》之体，孟子为得《易》之用，今人余数康先生认为，道家的物理之学着重于研究宇宙的自然史，可称之为“天学”，对先天之“体”有独到的体会；儒家的性命之学着重于研究人类的文明史，可称之为“人学”，对后天之“用”阐发得特别详尽。老子有天学而无人学，孟子有人学而无天学。尽管老子和孟子学派门户不同，分属道儒两家，仍是体用相依，并来分作两截，道家的“天学”与儒家的“人学”会通整合而形成一种互补性的结构，统摄于《易》之体用而归于一元。邵雍称物理之学即自然科学为“天学”，性命之学即人文科学为“人学”。在物理之学上推崇道家，在性命之学上推崇儒家，超越了学派门户之见，从儒道互补的角度来沟通天人，他的这个做法是和《周易》的精神相符合的。②

邵雍对“天”和“人”、“天道”和“人道”作了多角度的界说，其《观物外篇》说：

自然而然者，天也；惟圣人能索之效法者，人也。若时行时止，虽人也，亦天也。

元亨利贞，交易不常，天道之变也；吉凶悔吝，变易不定，人道之应也……天变而人效之，故元亨利贞，《易》之变也；人行而天应之，故吉凶悔吝，《易》之应也。

自乾坤至坎离，以天道也；自咸恒至既济未济，以人事也。《易》之首于乾坤，中于坎离，终于水火之交不交，皆至理也。

认为自然的、非人为的是“天”，效法天然之道、参与主观意识的是“人”。就《周易》而言，上经言天道，下经言人事。元亨利贞四德配春夏秋冬四时，反映了在天道四时以及自然万物的变易流行；吉凶悔吝反映了人事的变化规律。天道和人事相互对应，“先天而天弗违，后天而奉天时”，奉天时则吉，违天时则凶，元亨利贞四德各包含吉凶悔吝四事，吉凶悔吝四事又对应元亨利贞四德。邵雍在《观物内篇》中从另一角度归纳天道人道：“夫分阴分阳，分柔分刚者，天地万物之谓也；备天地万物者，人之谓也。”阴阳、刚柔是天道本然的现象和规律，而领悟并运用这种规律的却是人。

邵雍将“人”看成是“万物之灵”，天地宇宙之间充盈了万物，人是万物中有灵性的出类拔萃者，人灵于物；人中可分出一部分最优秀的人，就是圣人，圣灵于人。“人之所以灵于万物者，谓目能收万物之色，耳能收万物之声，鼻能收万物之气，口能收万物之味。”（《观物内篇》）万物的色、声、气、味能被人的目、耳、鼻、口所接受，具有其他事物（包括动物、植物）所达不到的灵性、智慧，远远超出其他事物接受宇宙的信息的能力，不仅如此，人还可以改造或适应宇宙的信息、事物的运动变化，“夫人也者，暑寒昼夜无不变，雨风露雷无不化，性情形体无不感，走飞草木无不应。”（《观物内篇》）而人中之“圣”又具有一般人所达不到的智慧，“然则人亦物也，圣亦人也……人也者，物之至者也；圣也者，人之至者也。”邵雍对人中的至者——圣人作了界定：

人之至者，谓其能以一心观万心，一身观万身，一世观万世者焉；又谓其能以心代天意，口代天音，手代天工，身代天事者焉；又谓其能以上识天时，下尽地理，中尽物情，通照人事者焉；又谓其能弥伦天地，出入造化，进退古今，表里人物者也。（《观物内篇》）

这样的圣人不是随便什么人都可以见到的，只有“察其心，观其迹，探其体，潜其用，虽亿万千年可以理知之也。”在邵雍看来，除了伏羲、黄帝、尧、舜、周文王、周武王、齐桓公、晋文公以外，只有孔子称得上“圣人”。孔子整理修定了《周易》、《尚书》、《诗经》、《春秋》四部经典，邵雍将春夏秋冬称为“昊天之四府”，将这四部经典称为“圣人之四府”，两者一一对应，《易》为春，为生民之府；《书》为夏，为长民之府；《诗》为秋，为收民之府；《春秋》为冬，为藏民之府。将四府交错组合，则有四四一十六种，如《易》与《易》、《书》、《诗》、《春秋》组合，则有生生，生长、生收、生藏四种。其余类推。认为这四部经典是为了贯天人、通古今。

邵雍还将人类生理结构与物类形态结构作了比较，认为两者虽有区别，但又有对应关系，《观物外篇》说：

天有四时，地有四方，人有四肢。

天地有八象，人有十六象，何也？合天地而生人，合父母而生子，故有十六象也。

人之骨巨而体繁，木之干巨而叶繁，应天地数也。

人之四肢各有脉也，一脉之部，一部三候，以应天数也。

动者体横，植者休纵，人宜横而反纵也。

飞者有翅，走者有趾，人之两手，翅也；两足，趾也。飞者食木，走者食草，人皆兼而又食飞走也，故最贵于万物也。

不仅将人的四肢、十六象、一脉三部九候、形态特征等与天地之数相对应，而且将人与其他动物进行比较，从而说明人是禀天地之气生，是天地万物之中最聪明、最优秀的品种。此外，邵雍还对人的五脏、六腑、五官、七窍的来源作了分析，《观物外篇》说：

体必交而后生，故阳与刚交而生心肺，阳与柔交而生肝胆，柔与阴交而生肾与膀胱，刚与柔交而生脾胃。心生目，胆生耳，脾生鼻，肾生口，肺生骨，肝生肉，胃生髓，膀胱生血。

心藏神，肾藏精，脾藏魂，胆藏魄，胃受物而化之，传气于肺，传血于肝，而传水谷于脬肠矣。

认为人的五藏六腑由阴阳、刚柔交合而生，人不仅与外部的天相对应，而且人体本身内在的脏腑与外在的器官、与精神意志一一对应，值得一提的是，这种对应与《黄帝内经》不同，《内经》主张心开窍于舌，肝开窍于目，肾开窍于耳与二阴，脾开窍于口，肺开窍于鼻；心藏神，肾藏意，脾藏志，肝藏魂，肺藏魄。邵雍可能另有所本，但这种将人视为宇宙天地的全息系统，以一身统贯三才之道,“神统于心，气统于肾，形统于首，形气交而神交乎中，三才之道也”,则可视为《易经》和《内经》天人合一思想的体现，是“人身小宇宙，宇宙大人身”的分层描述。

二、穷理尽性以至于命：性命之学的建构

邵雍是一个由道入儒，由儒入道、儒道通贯的学者，早年师从李之才学习物理之学、性命之学（事载《宋史·道学传》、《宋元学案·百源学案》），其后在明自然的物理之学上推崇道家，建构一套带有厚重道家色彩的推衍宇宙万物的物理学体系，从而获得“观物之乐”；在贵名教的性命之学上推荐儒家，建构了一套带有浓厚儒家色彩的宣扬人文价值理念的性命学体系，从而获得“名教之乐”。道家的物理之学与儒家的性命之学，被邵雍归结为“易”中，邵雍认为老子得《易》之体，孟子得《易》之用。《易》之体用兼综道、儒，在邵雍那里并没有象朱熹批评的那样“体用自分作两截”，而是在《易》的大道统帅下，儒道二家之旨、物理与性命之学（即天学与人学）、内圣与外王之功，被合理地、自然地统一起来，既没有逻辑矛盾，又没有斧凿生硬之嫌。可以说：邵雍是以“易”贯通儒、道③的重要代表人物。

“穷理尽性以至于命”是《周易·说卦传》对“易”所下的命题之一，邵雍对此作了解释：

所以谓之理者，物之理也。所以谓之性者，天之性也。所以谓之命者，处理性者也。所以能处理性者，非道而何？（《观物内篇》）

所以谓之理者，穷之而后可知也。所以谓之性者，尽之而后可知也。所以谓之命者，至之而后可知也。此三者，天下之真知也。（《观物内篇》）

天使我有是之谓命，命之在我之谓性，性之在物之谓理。理穷而后知性，性尽而后知命，命知而后知至。（《观物外篇》）

“性命之学”即邵雍所称的“人学”。所谓“性”指人性，所谓“命”指天命，所谓“理”指物理。这三者同归之于“易”之大“道”——即阴阳变化之“道”、天人合一之“道”，太极一元之“道”……显然邵雍是参合了《周易》与《中庸》而得出这个结论的，《中庸》说：“天命之谓性，率性之谓道，修道之谓教。”天能致命于人，进而赋予人的本性，遵循本性的自然发展而行动就是“道”，“道也者，不可须臾离也；可离，非道也。”“道”是一个最高范畴，能够统领“性”、“命”、“理”于一体，邵雍说“《易》之为书，将以顺性命之理者，循自然也。”性命之理即是自然之“道”，也就是《周易》之“道”的体现。这个“道”是无处不在的，“道”在物则为“理”，在人则为“性”。“命”是由天决定并赋予人而为人所具有的。张行成对邵雍性命学作了阐释：

命者，天之理也。物理即天理。异观私，达观则公矣，公则道也。（《皇极经世索隐》）

性命，天理、物理都归结于“道”。所以邵雍说：“是知道为天地之本，天地为万物之本……天地万物之道尽于人矣。”天地万物之“道”通过人的性命之理而显现。“天使我有是之谓命，命之在我之谓性”中的“我”，指有主体性自我意识的人。

由此可见，邵雍的“性命”有广狭二义，广义的“性命”包含天地万物，狭义的“性命”则专指人。邵雍说：“万物受性于天，而各为其性也。在人则为人之性，在禽兽则为禽兽之性，在草木则为草木之性。”（《观物外篇》）“天下之物，莫不理焉，莫不有性焉，莫不有命焉。”（《观物内篇》）这里的“性”、“命”以及“理”是广义的。就狭义的“性命”而言，邵雍认为人之“性”有两个特点：一是人性同于物性，“人之类备乎万物之性”，“惟人兼乎万物，而为万物之灵。”二是人性高于物性，不仅表现为人有灵性、有智慧、有意识，所谓人为“万

物之灵”，“无所不能者，人也。”而且表现为人有道德、有伦理、有价值理想，所谓“唯仁者真可谓之人矣”，“性有仁义礼智之善。”

人之“性”与“心”、“身”、“物”、“道”等范畴，有密切关系，邵雍在《伊川击壤集序》中对比作了总结；

性者，道之形体也，性伤则道亦从之矣；心者，性之郛郭也，心伤则性亦从之矣；身者，心之区宇也，身伤则心亦从之矣；物者，身之舟车也，物伤则身亦从之矣。

“性”是“道之形体”，“道”在于人则为“性”，在于物则为“理”，“道”是无形的，而人“性”和物“理”则是“道”的显现，好比是“道”的形体，“道”的外延和内涵都大于“性”，④“道”包括了人“性”和物“理”，“道”既含有自然万物的变易规律（“理”的内涵），又含有人的道德伦理、价值观念（“性”的内涵）。“道”是一个最高范畴，在“道”的统领下，邵雍提出了四个命题：性是道的形体，心是性的郛郭（城堡），身是心的区宇，物是身的舟车，就这四个命题的外延看是：

性＜心＜身＜物

“性”范围小于“心”，因为性的本质为善，而心包涵了善与恶、正与邪，性居于心中却不能该尽“心”；“心”小于“身”，因为心只是身中众多器官中的一种，身是心的寓所，心居于身中却不能该尽“身”；“身”小于“物”，因为人身只是万物中的一种，身居于万物之中却不能该尽“物”。然而从内涵和地位上看，却是恰恰相反：

性>心>身>物

“性”作为“心”中的善的本质，是最值得宏扬、修养的，其内涵最为丰富，其地位最为尊贵；“心”虽居于身中，但却为身之“君主”，可以主宰身；“身”虽从属于万物，但万物如果失去人“身”，没有主体的参与，就变得毫无意义，因而身又是物的主宰。

邵雍表述这四个命题一环紧扣一环，一层更进一层，将性命之学置于宇宙大系统中，通过对彼此关系的分析，突出了人性既高于物性又源于物性，既高于自然又源于自然的人文主义精神。接着邵雍又从认识的角度对这几个范畴作了进一步阐释。

是知以道观性、以性观心、以心观身、以身观物，治则治矣，然犹未离乎害者也。不若以道观者，以性观性，以心观心、以身观身、以物观物，则虽欲相伤，其可得乎！

邵雍所谓的“观”是主体对客体的一种认识活动，“观物”是邵氏认识客体世界的核心方法。这里邵氏强调的是要以本层面之道、性、心、身、物“观”本层面的道、性、心、身、物，这样才能不损害对认知对象的客观、公正的理解，从而获得“两不相伤”、“情累都忘”的观物之乐中。如果以上层面去“观”下层面，则难免有情累之害。对道、性、心、身、物等概念，朱熹作了解释：“以道观性者，道是自然的道理，性则有刚柔善恶参差不齐处，是道不能以该尽此性也。性有仁义礼智之善，心却千思万虑，出入无时，是性不能以该尽此心也。心欲如此，而身却不能如此，是心有不能检其身处。以一身而观物，亦有不能尽其情状变态处，此则未离乎害之意也。”这段话从内涵和外延上对这几个概念作了区分，虽然朱熹偏重于道德修养上解释，与邵雍偏重于理性认识有所不同，但对这几个概念的界说还是基本合理的。

在人性论上，邵雍综合了道家的自然主义与儒家的人文主义，在中国哲学史上有重要意义。更值得一提的是，邵氏还从认识论上讲人性问题，他在《观物外篇》中将“性”与“情”

作了对比：

以物观物，性也；以我观物，情也。性公而明，情偏而暗。

任我则情，情则蔽，蔽则昏矣；因物则性，性则神，神则明矣。

知之为知之，不知为不知，圣人之性也，苟不知而强知，非情而何？失性而情，则众人矣。

有形则有体，有性则有情。

“性”是与“情”是相对的，这是继承了李翱等人性情对立、性善情恶的观念。“以物观物”就是按照事物的本来面貌，顺应事物的自然本性去认识事物，不带有自我的主观好恶之情，

因而是公正，明白的；“以我观物”就是按照自我的主观意愿去认识事物，因为带有个人的感情色彩，所以就偏颇而暗蔽。“以物观物”既是事物的本性，又是人的本性。在认识活动中，能够实事求是，知则知，不知则不知，这是圣人而非众人的本性。

张行成发挥了邵雍“性”“情”对立说：“爱人之欲其生，恶之欲其死者，情也。喜怒哀乐未发谓之中，发而皆中节谓之和者，性也。”以《中庸》的“中和”说解释人之“性”。

邵雍从认识论上认为只有主客合一、尊从客体本来面目又不掺杂主体的感情色彩，才是事物和人的本性，这种立论方式独特而巧妙。

邵雍的“性命之学”与他的“心学”有着密切的关系。“心学”是邵雍对自己哲学体系的称谓，“心学”包含了物理之学与性命之学。因为邵雍将“心”分成“天地之心”与“人之心”两大类，其中“天地之心”讲的是物理之学，“人之心”讲的是性命之学。就“人心”而言，邵雍又将它分为两大类，即“众人之心”与“圣人之心”。

所谓“众人之心”，邵雍称为“人心”、“人之心”。《观物外篇》说：“人居天地之中，心居人之中。”心是人的君主之官，是思维的器官，是人之所以区别于动物的关键所在（此“心”不是生理之“心”），人之心具有认识物类性情形体的能力，具有主观能动的灵性（人为“万物之灵”）。《观物内篇》说：“凡言知者谓其心得而知之也。”人之心与天地之心有什么关系？《观物内篇》作了比较：“夫一动一静者，天地至妙者与！夫一动一静之间者，天地人之至妙至妙者与！”“天地至妙者”即指天地之心，其特点是“一动一静”的本然之理，不是受人的主观意愿干预的客观存在；“天地人之至妙至妙者”是就加上了人的主观之“心”而言，人之心在于“一动一静之间”，即人心非动非静，但却主宰动静。人心是宇宙万物的本源⑤。人体主观感知自然，能动地改造并独立于自然，是人心的本质特征。然而众人之心是兼指正邪、性情、善恶而言的，有邪、有恶即乱世之源，有情、有欲亦昏蔽、不公之始。因而真正肇始自然万物、能成为“天地之心”的本源者只有“圣人之心。”

所谓“圣人之心”则是一种无情无欲、无邪无恶的纯净之心，是众人之心的精华，它源于众人之心而高于众人之心。《观物外篇》说：“大哉用乎！吾于此见圣人之心矣。”这个“圣人之心”即“人性”——人的纯洁、虚静的本性。邵雍对“圣人之心”作了描述：“人心当如止水则定，定则静，静则明。”“心一而不分，则能应万物。此君子所以虚心而不动也。”“无思无为者，神妙致一之地也。所谓一以贯之，圣人以此洗心，退藏于密。”（《观物外篇》）说明圣人之心是静止、澄明，不起念头的。所谓“心一而不分”张行成解释：“心之神，其体本虚，不可分也。随物而起，泥物而著，心始实而分矣。”（《观物外篇衍义》）因为心本体为虚，所以不可分，不可动。圣人之所以能达到本性境界，是因为无思无为、洗心、退藏。这种圣人之心就是不动的“太极”。

邵雍的“心”从功用上可区别为两种：

一是作为本体的“心”。《观物外篇》说：“心为太极。”“万化万事生乎心也。”说明“心”是生成万事万物的本源，然而这个“心”到底是指“天地之心”还是指“圣从之心”？邵雍曾说过“天地之心者，生万物之本也。”（《观物外篇》）可又说过“身在天地后，心在天地前。天地自我出，自余何足言？”（《击壤集》）既然“心在天地前”，说明这个“心”不是天地之心，而是人心（圣人之心），“天地自我出”的“我”即人之心。可见这个宇宙本体的“心”即是人之心——圣人之心，然而天地之心与圣人之心实为一体关系，据邵雍之子邵伯温解释：“一者何也？天地之心也，造化之原也。”“天地之心，盖于动静之间，有以见之。夫天地之心，于此见之；圣人之心即天地之心也，亦于此而见之。”（《宋元学案·百源学案》）可见本然存在的客观之道（“天地之心”）即是通过圣人的主观认识（“圣人之心”）才得以显示的，人与天地自然的沟通也是通过“圣人之心”的中介才得以实现的，因而可以说圣人之心即反映了天地之心，从而成为宇宙的本体。

二是作为法则的“心”。《观物外篇》说：“先天之学，心法也。”“先天之学，心也；后天之学，迹也；出入有无生死者，道也。”这是以涵括天地万物之理的先天学法则为“心法”，邵雍认为一分为二、二分为四的法则既是八卦、六十四卦次序和方位生成的法则，又是天地方圆、四时运行、人事变迁、万物推移的法则，“盖天地万物之理，尽在其中矣。”（《观物外篇》）所谓“天向一中分体用，人于心上起经纶，天人焉有两般义，道不虚行只在人。”是说天道变化与人心思维具有同一个法则。朱伯昆先生认为，邵雍以其先天图及其变化的法则出于心的法则，此种观点实际上是将易学的法则归之于人心的产物，他所以得出这一结论，就其理论思维说，是将数学的法则，如他所说的一分为二、方圆之数的演算等等，看成是头脑自生的、先验的东西。总之，认为数的变化和演算的规律性，存在思维自身之中，是从思维自身的活动中引出来的⑥。

综上所说，可以看出邵雍的性命之学——心学是一个以象数（先天学）为心法、以心性为本体、集本体与法则为一体、视天地之心（天道）与圣人之心（人性）为一理的庞大的哲学体系。儒家的道德修养与道家的宇宙精神、儒家的人道观、价值观与道家的天道观、认识论被邵雍十分巧妙、圆融无碍地贯通在“易”理之中，在“北宋五子”中独树一帜。应该说，邵雍也是宋明理学中“心学派”的开创者，当然邵雍的心学与程颢的心学有同有异，其相同点是都视天理与人心为一体，都以圣人之心为天地之心，所不同点是邵雍偏向于冷眼观物，偏向于从认识论方面观照天人法则、体会圣人之心；而程颢则偏向于潜心识仁，偏向于从价值论方面修养道德、诚敬体物、扩充圣人之心。当然邵雍并没有取消道德修养，而是从另一层面讲“养心”、“修身”、“主诚”。

注释：

余敦康认为：“邵雍称自然科学为天学，人文科学为人学，并且以有无人文因素的参与作为区分先天与后天的标准。”（《内圣外王的贯通》，学林出版社，1997年1月，226页）

余敦康：《内圣外王的贯通》，学林出版社，1997年，220-227页。

“易贯儒道”的观点，参见拙著《易道：中华文化的主干》，中国书店，1999年1月。

余敦康先生《内圣外王的贯通》第237页认为：“就外延而言，道大而性小，性从属于道；就内涵而言，则道小而性大，因为人之性除了同于自然的物之理外，还包涵着极为丰富的人文价值的规定。”

物理学论文范文第3篇

1.专业基础课程模块应建立有行业和用人单位参与的专业委员会，由其讨论决定专业基础课程。要综合评价传统学术型本科所开设的数学物理方法、理论力学、热力学与统计力学、电动力学、量子力学、固体物理等课程与培养方向的关联度，通过量化指标确定以上课程与专业方向之间的关联系数。关联系数很小的课程，要退出课程体系;关联系数较小的课程，要减少学时和学分;关联系数较大的课程予以保留;关联系数很大的课程要充实加强。从部分地方本科高校的实践来看，上述6门课程可删减3～4门，可增加与专业方向紧密的课程，如光电技术方向可开设半导体物理与器件、传感器原理与光电子技术等。专业基础课程模块经过优化后，有些课程的学时会在原来基础上减少，但不能降低教学要求，可通过课程之间的内在联系将相关课程整合成课程群，减少课程内容的重复，避免学时减少带来的不利影响。如按需要组成力学、理论力学课程群;热学、热力学与统计力学课程群;电磁学、电动力学课程群;光学、原子物理、量子力学课程群等。也可视实际情况将四大力学整合成理论物理。

2.专业方向课程模块专业方向课程模块集中体现了应用型人才培养的特色，专业委员会应充分调研，广泛征求行业、用人单位和师生意见，紧密对接行业标准和生产过程，选择行业共性技术课程、岗位标准所需的定向课程以及引领该专业发展方向的前沿课程。以反映所服务行业的共性技术基础课程为核心支点课程，保证课程模块的适度稳定性;以产业链的各个岗位所需的技术课程为定向辐射课程，并根据行业发展需要及时修订，保证课程模块的开放性和适应性;以反映行业最新发展的多样化的前沿课程为课程，满足学生的个性化需求，保证课程模块的先进性。

3.素质拓展课程模块素质拓展课程模块应增加课程的广泛性，建立课程多样化及选课自由与学习自由的约束机制。开设有利于学生全面发展、开阔视野的选修课程，如贴近专业方向的实用性技术课程、多学科交叉的技术课程、信息技术类课程、艺术鉴赏类课程、物理学专业英语等，满足学生个性发展需要，增强学生的综合素质，培养学生的自我发展能力。课外实践教学模块课外实践教学模块包括职业素质模块、社会实践模块、创新创业模块等。课外实践教学模块可以增进学生对社会和职业的了解，使学生既掌握创业需要的技术，又具备创业意识和创业能力。

二、应用物理学专业人才的培养途径

1.校企深度合作是主要途径培养应用型人才应走与行业企业合作办学之路，合作教育不仅可以提高专业人才的培养质量，而且可以缩短毕业生从学校到职业岗位的适应期，毕业生具有进入角色快、动手能力强、人际关系融洽的特点。因此，校企合作是培养应用物理学专业人才的一条有效途径，但合作不能停留在口头上，必须深入探讨可操作性强的具体合作形式:一是组建院系专业委员会。成员来自院系和地方政府、行业、用人单位、合作伙伴，且后者的比例不低于50%。专业委员会促使行业企业深度介入专业教育的指导与评估工作。聘请行业专家做兼职教师，讲授部分专业课程，举办技术前沿学术讲座，兼职指导课程设计和毕业设计，引导学生选择实际生产过程中的问题进行研究。二是共建实践性教学基地。院系和企业共建校内实训基地，增加学生直接接触职业实践的机会。与行业高水平企业共建校外实习基地，学生通过工学交替、假期实习、完整学期的顶岗实习提前介入职业岗位。院系应通过信息反馈，对专业教学做出适时、必要的调整。三是组建职业性学会组织。发挥学会的桥梁作用，与行业企业建立良好的合作关系，在互利互惠的基础上，充分发挥社会教育资源的效益，加强专业与市场、生产实际的紧密结合。定期开展活动，让学生了解行业标准，理解企业文化，培养职业素养，促进教学活动和科技开发的高效开展。

2.强化实践教学是基本保障完善学生校内实验实训、企业实训实习和假期实习制度，实训实习的课时比例达到30%以上，学生参加实训实习的时间累计达到一年。通识课中计算机类课程的实践教学要按计算机等级考试要求开展教学，确保学生获取相应的等级证书;学科基础课和专业基础课的实践教学要增加学时，减少验证性实验的比重，增加综合性实验、设计性实验的比重，通过设计性实验使学生受到科学研究的初步训练;专业方向课的实践教学要紧密对接行业企业需要，模拟真实生产的技术流程和场景，才能使学生获得最新的实用技术和较强的技术创新能力。

3.实施开放办学是有益补充资源缺乏直接影响着高校的快速发展与提升。重视外延发展，引进社会资源，专业才能办出特色，形成亮点。一是国际合作共办专业。引进国际先进教育理念与模式，改革教学方法，培养具有全球化视野和国际竞争力的应用型人才。二是校际合作共办专业。与合作高校互选第二专业，互通学分，充分利用兄弟高校的实验室和实训基地，实现资源共享。三是开辟生源渠道建设专业。选拔部分高职高专的优秀学生、各种技能大赛获奖学生和企业一线员工进入专业学习，为专业人才培养开辟新的生源渠道。

4.实施素质教育是重要特色一是素质拓展活动。素质拓展活动体系包含社会实践、志愿者活动、社团活动、文体活动等。规定必须获得一定课外活动学分才能毕业，促使学生积极参与第二课堂活动，引导和帮助学生完善智能结构，培养学生的综合素质。二是创新创业活动。科技创新活动的主要内容包括:面向低年级学生开展电子产品、仪器设备小制作，简单的计算机应用程序开发及硬件维护等活动，以提高学生的学习兴趣和感性认识，增强动手能力;鼓励高年级学生参与教师科研项目，参与实验室建设，培养科研人才和技术骨干，同时为课程设计、毕业实习与设计做好前期基础性工作;针对各类科技竞赛、技能大赛开展课题研究和课程培训;科技发明与申请专利;发表学术论文等。另外，还可建立院系创业教师指导队伍，聘请有创业成功经验的人才担任兼职创业指导教师。建立创业基地，与合作企业共建创业基金，为学生创业提供综合服务，培养科技型小微企业创业者;允许学生休学创业，加强对学生创业的跟踪和指导。

三、应用物理学专业人才的质量评价

多元化的评价体系。一是评价主体多元化。改变高校作为人才培养唯一评价主体的不合理现状，引入社会评价机制，构建由高校、行业企业、技能评定组织等各方面协同参加的人才质量评价系统，建立一种多角度、全方位的人才评价模式。二是评价内容多元化。改变单纯以学业成绩为标准的传统评价模式，建立以应用能力评价为主体的，包含知识、能力、素质多方面的综合质量评价体系。传统评价只能反映学生对专业基础理论和技能的掌握情况，综合评价则能反映学生对职业岗位的适应能力，因此也是更为真实的质量评价。三是评价方法多元化。降低定量评价的比重，提高定性评价的比重，建立定量评价和定性评价相结合的评价体系。人才评价体系的合理化、多元化，是关系到人才培养最终质量的核心问题。应用物理学专业应该提供企业用得上、留得住的应用创新型人才，专业委员会每年要召开一次由行业、用人单位和合作伙伴参加的毕业生质量评估会议，对往届毕业生的用人单位满意度进行调查，分析人才培养质量与用人单位要求之间的差距，及时修订人才培养方案以更好地满足行业和企业的需要。

四、结语

物理学论文范文第4篇

关键词：物理学；人文文化

物理学是一门最基本的自然学科，它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科，所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式，而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学、道德等方面。实际上，物理学在产生、形成、发展的过程中，人们不是为了物理学而研究物理学，而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学，所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系，这些关系中都蕴含着丰富的人文文化。

著名物理学家吴健雄曾指出：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化中两种文化，即科学文化和人文文化之间的隔阂，而加强这两方面的联系。没有比大学更加适合的场所了。只有当两种文化的隔阂在大学园里加以弥合之后，我们才能对世界给出连贯而令人信服的描述。所以我们有必要去讨论科学文化中的人文思想。

下面从文化角度去剖析物理学中的人文思想，主要有以下几方面：

1物理学中的唯物辩证法思想

物理学在古代被称为自然哲学，物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。随着学科的发展与不断完善，物理学才从哲学中分化出来，形成独立的学科，但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。

1.1实践是检验真理的唯一标准

物理学是实验科学，物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”，物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果，体现了唯物辩证法的认识论观点——实践是检验真理的唯一标准。

1.2物质是普遍联系的

物理发展史上，很多地方体现了物质是普遍联系的观点。比如人们曾经把电和磁孤立起来，物理学家奥斯特接受自然力统一的哲学思想。坚信电和磁之间存在某种潜在联系，经过多年研究，终于发现了电流的磁效应，并由此开创了电磁学的新纪元。把电和磁联系了起来，这正体现了唯物辩证法的特征——物质是普遍联系的。

1.3事物发展过程中的“否定之否定”规律

人们对物理现象及其本质的认识是不断地发展和完善起来的，每一种理论的建立过程都体现了“实验(事实)——理论假设——实验(新的事实)——修正理论”，遵循着辩证唯物主义中的“否定之否定”规律。比如在整个光学的发展史中对光本质这个问题的认识，先是牛顿的微粒说；再是惠更斯的弹性波动说；接着麦克斯韦提出电磁波动说；到20世纪爱因斯坦提出光量子说。最终人们认识到光具有波粒二象性，人类对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”认识规律的反映。

1.4主要矛盾与次要矛盾的辩证关系

物理学中为了方便研究问题，经常抓住物体的主要特征，忽略物体的次要特征，而抽想出一些理想模型。如“质点”这个理想模型保留了实际物体的质量和存在的位置，而忽略了物体本身的大小形状，体现出辩证唯物主义中的“主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系”。

1.5运动的相对性和时空的相对性

近代物理学的一大理论—爱因斯坦的相对论中涉及的哲学问题很多。最突出的就是相对运动和相对的时空观念。相对论指出：相对性原理的本质在于运动的相对性这一事实，而不存在绝对运动。相对论否定了绝对运动的存在，就否定了绝对时空的概念。它通过不变的光速把时间和空间联合为一个整体，由洛伦兹变换建立起各个惯性系之间的时空关系。

可见，不论是物理文化知识本身，还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法，对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。2物理学中的美学文化

2.物理理论的美学特征

2.1简单深刻美

在一个艺术家眼里简单是一种美。自然现象错综复杂，物理学则力求用简单的方程或定律去概括自然规律，但其反映的内在规律确是非常深刻的。如能量的转化和守恒定律反映了各种不同形式的能量的转化，牛顿的三大定律更是概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律，麦克斯韦电磁方程组将复杂的电磁现象统一其中，爱因斯坦相对论中的基本原理简单凝练，但其中内涵确是丰富而深刻的。

2.1.2对称守恒美

对称是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式，物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称的美：引力和斥力，“电生磁”与“磁生电”，粒子与反粒子，物质与反物质、圆孔或单缝衍射图样的对称、无限长直导线周围磁场的轴对称等等。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式，物理学中有许多守恒定律如：动量守恒、机械能守恒等等。实际上，对称性已经成为当代物理学家研究物理理论的一种方法。

2.1.3统一和谐美

物理理论的和谐统一美实际上是自然界和谐统一美的理论形态。如麦克斯韦电磁场理论把电学、磁学、光学统一了起来，量子力学把波动性和粒子性统一了起来，爱因斯坦的相对论把时间、空间、物质和运动统一起来，把经典物理学都包容在他的理论框架之内，创造了程度更高范围更大的和谐统一理论。

2.2物理学家与美学思想

世界著名物理学家狄拉克认为：让一个方程具有美感要比符合实验更为重要。法国科学家彭加勒曾说：“科学家研究自然，是因为他从中能得到乐趣，他之所以能得到乐趣，是因为她美”。著名物理学家杨振宁曾经说过：“物理学的原理有它的结构，这个结构有它的美跟妙的地方，而各个物理学工作者对于这个结构的不同的美跟妙的地方的感受，有不同的了解，因为大家有不同的感受，所以每一个工作者会发展他自己独特的研究方向跟研究方法，形成他自己的风格。”

许多著名的物理学家都有感知美的奇异本领，美学思想在许多物理学家创立与评价物理学理论时起着重大的启发与指导作用。追溯人类科学源头，科学美始终被作为一种人文理想而追求，成为科学家们献身科学、潜心研究的直接动力之一。

3物理学中的科学道德精神

3.1对未知的好奇与探索精神

好奇心是一种情感，是一种人文精神，也是最重要的科学精神。科学进步的真正动力是许多物理学家对了解未知事物的欲望。牛顿看到苹果落地，就去想苹果为什么会从树上掉下来，从而想到了万有引力；阿基米德从浴桶洗澡中得到启示，发现水面上升与他身体侵入部分体积之间的内在联系，找到了鉴别金质王冠是否掺假的方法，产生阿基米德原理，发现浮力定律等。这种对未知的好奇与探索精神，对物理学的发展与人类的文明有很重要的作用。

3.2实事求是、勇于创新的科学精神

实事求是认知的基础，而创新则是科学精神的核心。20世纪物理学的革命告诉我们：科学的发展道路上科学家要创立一种新理论的时候，都必须要有敢于向已有的旧理论、旧思想提出质疑的勇气。例如：伽利略正是因为对亚里士多德“力是产生物体运动的原因”的怀疑，才建立了正确的力和运动的关系。以至于后来的牛顿运动定律的产生。著名物理学家杨振宁和李政道正是因为敏锐的觉察到了从未被人怀疑过的宇称守恒定律的适用范围，大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的论断，才使物理学理论有了一个突破性的进展。

3.3合作与宽容精神

物理学论文范文第5篇

德育教育贯穿于学校教育的整个过程，其同智育、体育、美育一样，也是教育的最重要的组成部分．一般来说，狭义的德育专指道德教育或品格教育，是形成人们一定道德意识和道德行为的教育．广义的德育，是指形成学生一定思想品德的教育，包括思想教育、政治教育、道德教育，甚至还包括心理品质的教育．在这里，笔者取宽泛一点的广义的界定．在物理学科教学中，物理学科的德育同物理学科的知识教育、技能教育是一个层面的三个概念，对这三个方面的学习共同构成学生物理学科学习的主要内容．在实际教学中，德育虽然能够培养学生的道德品质，但是在应试的背景下，为了有效提升学生的智力品质，物理教学很容易偏向知识与技能的教学，因此，加强物理教学的德育工作，既是外在实现物理教育目的要求，也是内在提升学生综合素质的必经之途．德育教育关涉学生的已有价值，致力于学生思想观念的内在转化，要取得效果，需要学生的积极参与、主动建构，对此，一方面，同专门的德育课程相比较，物理学科的德育过程有其明显的优势，即其不必采用灌输教育的方式，而是可以在学科教学中自然渗透;另一方面，物理学科德育重点体现在情感、态度与价值观领域，对学生知识与技能、过程与方法目标的达成也能起到积极的促进作用．

2物理学科教学中的德育特点

在一些物理研讨课、公开课中，往往会出现物理学科德育的贴标签、显性化、孤立化等现象，贴标签是指将非德育的内容划为德育范畴，牵强附会，脱离实际;显性化就是把一些德育内容直接告知给学生，缺少学生的建构与内化;孤立化则指教学中将道德教育与学生物理知识与技能、过程与方法的学习相脱离．避免这些现象的出现，需要教师能正确把握物理学科教学中德育的特点，采用合适的教学方法．物理学科教学中的德育，不是物理知识技能教育再加德育的简单组合，而是需要挖掘在物理学习过程之中自然生发出来的德育因素，在物理学科教学这个特殊性中体现出德育的一般性原理、方法和法则．物理学科教学中德育的特殊性，体现为它是一种间接的、隐性的、渗透式的德育．具体表现为:在德育目标上，它是一种隐性的影响．其很难像物理知识点那样，一节课学生能达到什么及能做什么都够能明确表述出来;在德育内容上，学生形成严谨、细致的思考习惯，养成科学的态度，自觉追随、效仿科学家的人格精神，逐步确立物理学的真理观，也很难量化;在德育方式上，物理学科德育不能去专门、系统地讲德育，而是间接地通过物理学科本身所蕴含的很多德育的元素来引发学生的思考与价值共鸣．针对物理学科德育三个方面的特殊性，在学习的心理机制上，物理学科教学中德育的培养应该是一种整合性的学习方式，即通过学生的认知、行为和情感的共同作用，来达到预期的效果．教师如果能抓住物理学科教学中的德育特点，有针对性地开展德育工作，可以最大程度地发挥其德育效能，既避免抛开物理，另起炉灶地开展德育工作，又避免上纲上线，让物理学科教学的德育显性化、量化，这样反而冲淡物理教学的重心．

3物理学科教学德育工作的开展

物理学科德育教学的开展，其重点在于挖掘物理学科中的价值因素，在学生的情感卷入与主观体验中，实现物理学科知识、技能方法与道德教育、价值观的有机融合．

3．1充分挖掘教材德育因素，让学生喜欢物理学生喜欢物理，是源于对物理的美、物理价值的一种认识、理解和感悟．“析万物之理，判天地之美”，在斜面理想实验的探索中，速度和时间的简单正比关系，体现了物理本身的一种内在美;在牛顿第二定律简洁的公式中，包含了宏观低速世界中力和运动的全部特征，简单、精巧而有力，体现了物理学的科学美，包括现象之美、理论描述之美和理论结构之美．物理学规律有惊人的简单、有神奇的对称、有美妙的和谐，也有最美的发现;从物理与生产生活、科技体育、能源开发、军事国防等方面的关系，体现为它的应用价值．在物理问题解决中，建立模型、举一反三、构建知识网络，也显示出它的创造价值．教师在教学中，以物理知识教学为载体，以过程与方法为主线，通过教学手段的多元化、教学情境的创设，有意识、有倾向性地引导学生去感悟物理的美，唤起他们对物理的热爱，会取得意想不到的效果．

3．2采用合适教学方法，对学生进行爱国主义教育在物理教学中，有很多爱国主义的素材，教师可以对其进行适当地挖掘和拓展，以发挥其爱国主义教育的功能．如教学中引导学生认识、理解科学家追求真理的探索精神，百折不挠、攻坚克难的宝贵品格，甘于奉献、报效祖国的高尚人格等，这些都会影响学生价值观、世界观的形成．挖掘教材中的爱国主义素材，需要教师采用合适的教学方法，以注重德育的实效性．比如，教学中可以采用对比的方法，比较西方近代科技发展和我国同时期的社会发展情况:从1785年发现库仑定律到1864年麦克斯韦电磁场理论建立，西方经历了由蒸汽时代到电气时代的跨越，我们国家正好从乾隆五十年到同治三年，经历由盛到衰、日益腐朽的历史变迁，还停留在“吾皇万岁万岁万万岁”阶段，学生通过这种鲜明、形象的对比，会产生惊讶、震撼的感觉，对我国近代社会落后的感受会更加强烈，也势必会激发他们努力学习、报效祖国的强烈动机．

3．3通过物理典型事例，让学生树立辩证唯物主义观点物理学蕴含大量树立辩证唯物主义观点的素材，比如说，世界是物质的，电子、原子核、质子、中子、中微子、正电子、强子的发现，正是物质第一性的有力证明．从汤姆孙枣糕模型到卢瑟福核式结构，再到波尔原子理论，经历了否定之否定过程;核式结构的图景与经典电磁波理论的矛盾，使得波尔原子理论应运而生，正切合了事物的对立统一规律，即矛盾是事物发展的动力．其他如量变质变规律、必然性和偶然性联系、理论和实践关系、认识的辩证运动、真理的绝对性和相对性等观点，都可以在物理教学中加以渗透．对物理教材中一些有意无意会导致学生产生偏见的事例，需要教师加以适当引导，帮助学生树立起实事求是的态度．比如说，高中阶段，很多学生一谈到亚里士多德，就把他当成反面人物的典型代表，因为他在物理教科书中出现的两个观点“重的物体下落快”、“力是物体运动的原因”现在看来都是错误的．实际上，由于受历史条件的限制，亚里士多德在当时连速度、位移、加速度等概念都没有建立的情况下，不可能深入的研究物体运动规律，但是他能善于总结、注意观察、注重分类，并开创性建立了包括速度在内的许多概念，这本身就非常了不起，我们不能为体现伽利略的历史贡献而贬低亚里士多德的应有地位，毕竟物理学发展是有规律的，任何物理学家都不能超出他所处的历史阶段．

3．4注重物理过程分析，促进学生物理科学精神的形成通过物理定律的归纳总结、演绎推理，培养学生科学的精神，包括理性的精神、怀疑的精神、探索的精神、实证的精神及创新的精神．如我们在讲“万有引力与航天”章节时，通常做法是将本章内容分为“卫星绕地球转动(万有引力提供向心力)”和“地面上的物体(万有引力近似等于重力)”两大类型，然后围绕着这两大类型，分别计算向心加速度、角速度、公转周期、重力加速度等物理量，但是在这个过程中，学生对物理学习的兴趣、问题的意识、探索研究的欲望、创新的想法不易得到激发，对此，我们可以做一个新的设计:同学们，现在假如你就是聂海胜、张晓光或王亚平的一员，驾驶着神州10号，准备驶向太空，你会遇到了几个挑战，或者说需要攻克几个课题，即“你是怎样飞上太空的”、“你在太空中看到了什么”、“你怎样才能让神舟号和天宫号对接”、“在微重力的太空中，你的太空生活是怎样的”、“你将怎样返回地球”?要想解决好这几个问题，需要物理学关于航天航空方面的很多知识，学生在实际研究中，也会遇到很多麻烦，比如说，340千米高空的太空环境是微重力环境，那么什么是微重力，是指微小的重力吗?这些都需要学生搞清楚．在实际教学中，笔者发现，这样的教学尝试让学生真正经历研究的全过程的分析，大大提升了他们研究的兴趣和创造的热情，在小组讨论过程中，也有效促进他们团队合作精神的形成，教学中的这种做法比单纯地研究卫星(飞船)绕地球转动模型，在效果上要好得多．

3．5挖掘情感资源，发挥物理学史的育人功能物理学史具有丰富的情感资源，但在我们当前的物理教材编写中，往往对真实的物理历史研究进行了压缩和简化，其好处是使得物理教材内容显得简明扼要、严谨、符合逻辑、科学性强，但是其弊端就是教学内容往往忽视了物理学史发展的细节和过程，丢弃了许多生动感人的微妙情节，使原本生机盎然的物理知识显得单调、呆板、孤立、毫无生机，失去了某种生命力和亲和力，以至于学生难以体验其丰富的情感特性，而这需要教师在教学中加以发掘和还原，通过物理学史的陈述、展开，描述物理学家在探索过程中的挫折和失败，使得学生能够从中得到精神和情操上的陶冶，提升意志力和鉴赏力，正确地理解人与自然、社会的关系，产生对美和善的追求热情，他们的心智也能得到和谐的发展．