《簡論物理學(xué)的思想》通過簡論時間和空間的演化、試論波粒二象性、光本性認識的回顧、談?wù)劶m纏態(tài)、概念在物理理論中的地位和作用、實驗方法在物理學(xué)中的作用、論物理理論的完備性等10個專題,比較詳細地討論了人類關(guān)于自然界的一般思想如何轉(zhuǎn)化成物理學(xué)思想,物理學(xué)思想與哲學(xué)、數(shù)學(xué)及其他自然科學(xué)的思想之間的關(guān)系,表明了正是物理學(xué)思想的發(fā)展才推動著物理學(xué)理論不斷發(fā)展,通過不斷發(fā)展著的物理學(xué)理論才不斷深化了我們對物理世界的認識,也為我們改造客觀世界提供了強有力的理論武器。物理學(xué)的思想才是物理學(xué)的靈魂。
《簡論物理學(xué)的思想》可供高等學(xué)校物理學(xué)專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)在物理學(xué)史的基礎(chǔ)上增設(shè)有關(guān)物理學(xué)的思想或物理學(xué)的思想史類的課程時作為教材或參考書使用,也可供對物理學(xué)的思想感興趣的讀者參考。
一、簡論時間和空間的演化
二、試論波粒二象性
三、光本性認識的回顧
四、談?wù)劶m纏態(tài)
五、概念在物理理論中的地位和作用
六、實驗方法在物理學(xué)中的作用
七、論物理理論的完備性
八、物理理論是怎樣產(chǎn)生的
九、物理實在的演化
十、物質(zhì)概念的演化
《簡論物理學(xué)的思想》:
綜上所述,經(jīng)典物理學(xué)的波動性和粒子性與微觀粒子的波粒二象性在本質(zhì)上是完全不同的,波動性和粒子性盡管從表面上來看是相同的物理概念,實質(zhì)上波動性和粒子性這兩個物理概念在宏觀物理學(xué)和微觀物理學(xué)這兩個完全不同的研究領(lǐng)域是完全不同的。從方法論的角度來看是比較容易理解的。我們對物理世界的研究必須采取一定的科學(xué)方法,只有方法適當(dāng),我們才能有效地探索物理世界。在現(xiàn)代物理學(xué)建立以前,經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)建立了相當(dāng)完整的理論體系,而且對宏觀物理世界的現(xiàn)象能夠進行精確的描述。因此在經(jīng)典物理學(xué)建立的過程中所創(chuàng)造的方法和各種對物理世界的描述方法已被科學(xué)實踐證明是行之有效的和成功的。因此,20世紀初,當(dāng)人類的科學(xué)實踐深入到微觀領(lǐng)域時,必須借助一定的科學(xué)方法才能對微觀世界進行有效的研究和探索。微觀世界作為一個嶄新的研究領(lǐng)域,無現(xiàn)成的科學(xué)方法,自然對物理學(xué)家而言借助經(jīng)典物理學(xué)的方法和各種描述方法進行嘗試性的研究是極為方便的。其中,最典型的例子就是玻爾的舊量子論,借用了經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動力學(xué)的描述方法及與量子條件相結(jié)合的方法。正是在這樣的一種歷史背景下,在微觀領(lǐng)域才引入了波動性和粒子性這兩個經(jīng)典概念來描述微觀物理現(xiàn)象。以后大量的科學(xué)研究才表明微觀物理世界的粒子性和波動性與宏觀物理世界的粒子性和波動性在本質(zhì)上是完全不同的。由此可知,對科學(xué)方法論的研究對促進科學(xué)的發(fā)展和進步有重大的理論意義和實踐意義。但科學(xué)方法論也不是一種僵死的理論。從辯證唯物主義的立場來看,科學(xué)方法不僅不是僵死的,而且還會隨著科學(xué)實踐的進一步深入和發(fā)展而創(chuàng)立新的科學(xué)方法論。從以上對宏觀物理研究到微觀物理研究的分析表明且證實了庫恩關(guān)于“科學(xué)名詞的意義會隨著理論體系的改變而改變”的觀點,即科學(xué)名詞只有在一定的理論體系中才具有確切的意義,反駁了邏輯經(jīng)驗主義者的“科學(xué)名詞的意義始終不變”的準則。這也說明了隨著科學(xué)實踐的發(fā)展和深入,各種科學(xué)名詞的意義及觀念都會隨著實踐的深入而變化,也就是說,在科學(xué)中沒有一成不變的理論和神圣不可侵犯的理論。
反映微觀世界規(guī)律的整個量子力學(xué)是建立在微觀粒子具有波粒二象性這一概念基礎(chǔ)上的,而且微觀粒子的波粒二象性也是與微觀粒子的各種物理量的量子化有著深刻的聯(lián)系。假若忽略了普朗克常數(shù)h,則微觀粒子的波粒二象性和各種物理量的量子化也隨之消失而成為一種具有經(jīng)典意義的連續(xù)物理量。由波粒二象性假說推出的測不準原理作為微觀物理世界的一條基本原理,一開始就引起了激烈的爭論。這場爭論是在以著名的物理學(xué)家玻爾和愛因斯坦作為代表的兩大陣營之間進行的,主要圍繞著波函數(shù)的概率解釋、測不準原理和互補原理展開,愛因斯坦想通過他提出的一些思想實驗來否認測不準原理繼而否認波粒二象性的假說及統(tǒng)計決定論,然而愛因斯坦失敗了,F(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)充分地表明了測不準原理和波粒二象性的假說從本質(zhì)上反映了微觀客體的實質(zhì)和規(guī)律,它們的真理性已為許多的科學(xué)實踐所證明。宏觀物理學(xué)理論中的粒子性和波動性與微觀物理學(xué)理論中的波粒二象性在不同的層次上反映和揭示了客觀世界的物理規(guī)律,二者都是正確的,都是對客觀世界本質(zhì)的真實反映。但二者卻適用于不同層次的研究領(lǐng)域。這也說明了客觀世界是有規(guī)律的,是可以認識的,但是反映客觀世界的規(guī)律在層次上和對客觀世界所反映的深度上是有差異的。正是由于對微觀世界的進一步認識才使人們清楚地了解了經(jīng)典物理學(xué)理論的適用范圍和特定的研究領(lǐng)域。
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