物理學(xué)發(fā)展中的理論預(yù)言及觀測(cè)分析

楊　雪　海南師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院　571158

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物理學(xué)發(fā)展中的理論預(yù)言及觀測(cè)分析

楊雪海南師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院571158

【文章摘要】

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，科技日益發(fā)展，物理學(xué)領(lǐng)域發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，已步入到嶄新的階段。物理學(xué)主要是揭示大自然的奧秘，需要觀測(cè)各種自然現(xiàn)象，進(jìn)行理性加工，揭示現(xiàn)象后面的本質(zhì)。在此過(guò)程中，需要正確把握理論語(yǔ)言、觀測(cè)之間的關(guān)系，揭示各種物理現(xiàn)象。以此，不斷推動(dòng)我國(guó)物理學(xué)理論向前發(fā)展，為不同領(lǐng)域、行業(yè)發(fā)展提供重要的保障。

【關(guān)鍵詞】

物理學(xué)發(fā)展；理論預(yù)言；觀測(cè)；分析

在漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中，物理實(shí)驗(yàn)方法日益更新，規(guī)模逐漸擴(kuò)大，物理學(xué)整體研究發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，逐漸走上“微觀、高效”的道路，各種新發(fā)現(xiàn)、新實(shí)驗(yàn)層出不窮，被廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘９ぷ魃钪?，發(fā)揮著不可替代的作用。在研究物理學(xué)的過(guò)程中，研究者需要以觀測(cè)的事物為切入點(diǎn)，借助數(shù)學(xué)與抽象方法，形成全新的理論，不斷完善相關(guān)理論，并提出科學(xué)預(yù)言。在觀測(cè)的基礎(chǔ)上，看其是否能夠支撐相關(guān)理論?？梢?jiàn)，在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，理論預(yù)言與觀測(cè)息息相關(guān)，觀測(cè)是理論形成的首要前提，也是檢測(cè)理論的重要途徑，相關(guān)理論在檢測(cè)之后才具有真正的意義。為此，需要把握好二者的關(guān)系，不斷突破物理學(xué)發(fā)展中的瓶頸，不斷促進(jìn)物理學(xué)發(fā)展。

1　物理學(xué)概述

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，以實(shí)驗(yàn)為導(dǎo)向，來(lái)驗(yàn)證各方面的理論知識(shí)。它屬于一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摽茖W(xué)，在利用物理概念的基礎(chǔ)上，以物理規(guī)律為導(dǎo)線(xiàn)，構(gòu)建可行的邏輯體系，使經(jīng)典物理學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)、相關(guān)的分支結(jié)構(gòu)相融合，具有其嚴(yán)密性。物理學(xué)和數(shù)學(xué)緊密相連，屬于定量的精密型科學(xué)。此外，物理學(xué)是一門(mén)重要的基礎(chǔ)型科學(xué)，關(guān)乎不同工程技術(shù)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展等，具有方法論的性質(zhì)。從某種角度來(lái)說(shuō)，在物理學(xué)學(xué)科結(jié)構(gòu)中，必須具備思想方法、邏輯體系、數(shù)學(xué)表述等元素。就物理學(xué)的分支而言，經(jīng)典物理學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)是不可或缺的重要組成元素，它們又由其它成分組成。力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)構(gòu)成了經(jīng)典物理學(xué)，而現(xiàn)代物理學(xué)主要由量子論、相對(duì)論、非線(xiàn)論組成。此外，在不同階段的物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，都有相關(guān)的理論語(yǔ)言、觀測(cè)。在早期物理學(xué)研究過(guò)程中，由于沒(méi)有精密的儀器，需要借助直接經(jīng)驗(yàn)，來(lái)提出相關(guān)的理論，形成科學(xué)預(yù)言，并進(jìn)行證實(shí)，這一階段屬于前經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期。而后經(jīng)過(guò)了經(jīng)典力學(xué)時(shí)期、近代物理學(xué)時(shí)期，提出了各種科學(xué)語(yǔ)言，比如，萬(wàn)有引力定律、相對(duì)論，借助觀測(cè)，進(jìn)行進(jìn)一步證實(shí)，并作為物理教學(xué)中的重要理論知識(shí)，也是物理學(xué)發(fā)展歷程中的重大飛躍。

2　物理學(xué)發(fā)展中的理論預(yù)言與觀測(cè)

2.1理論預(yù)言、觀測(cè)的作用

從某種意義上說(shuō)，物理學(xué)和數(shù)學(xué)息息相關(guān)，在其研究過(guò)程中，數(shù)學(xué)屬于高抽象、高嚴(yán)密推理的重要工具，是研究量規(guī)定性的首要前提，能夠全面而客觀地反映事物具有的物理意義。在一系列觀測(cè)數(shù)據(jù)中，提出相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式，預(yù)言未知的現(xiàn)象。通過(guò)觀測(cè)，經(jīng)驗(yàn)公式在被驗(yàn)證之后，已成為一種理論，被提出新的預(yù)測(cè)，再次驗(yàn)證。就在這種反復(fù)預(yù)測(cè)、驗(yàn)證的過(guò)程中，物理學(xué)得到了應(yīng)有的發(fā)展。以“量子力學(xué)為例，在1885年，瑞士的數(shù)學(xué)教師巴爾末在分析已知的141條譜線(xiàn)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)可以借助相關(guān)的公式來(lái)表示譜線(xiàn)的波長(zhǎng)。在經(jīng)過(guò)一系列預(yù)言、觀測(cè)后，量子力學(xué)應(yīng)運(yùn)而生，成為研究量子電動(dòng)力學(xué)、量子色動(dòng)力學(xué)的重要依據(jù)。換句話(huà)說(shuō)，想要研究物理理論，需要發(fā)揮理論預(yù)言、觀測(cè)的作用。主要是因?yàn)樵谘芯课锢韺W(xué)的過(guò)程中，所研究的客體并不是已知的。在此過(guò)程中，要運(yùn)用已有的物理理論來(lái)解釋未知的客體，一旦無(wú)法解釋?zhuān)阈枰_(kāi)辟不同的領(lǐng)域，進(jìn)行理論預(yù)言，驗(yàn)證提出的新理論。在經(jīng)過(guò)反復(fù)證實(shí)后，才能被人們接受，運(yùn)用到實(shí)踐中。如果提出的新理論無(wú)法得到證實(shí)，必須進(jìn)行更加深入的完善，提出新的預(yù)言，再次進(jìn)行證實(shí)。

2.2物理教學(xué)的啟示

就理論預(yù)言、預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，對(duì)物理教學(xué)也有一定的影響。在教學(xué)過(guò)程中，教師要優(yōu)化利用各種理論預(yù)言、觀測(cè)史料，幫助學(xué)生更好地理解、掌握物理學(xué)中的基本理論知識(shí)，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。以此，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提高他們理論預(yù)言、觀測(cè)檢驗(yàn)?zāi)芰?。教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科的積極性、主動(dòng)性。要讓學(xué)生感受到觀測(cè)物理實(shí)驗(yàn)、證實(shí)預(yù)言是一個(gè)富有趣味性的過(guò)程，使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理學(xué)科的樂(lè)趣。以“慣性秤實(shí)驗(yàn)”為例，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生觀測(cè)秤臺(tái)豎直、水平放置時(shí)的變化情況，并運(yùn)用理論來(lái)解釋自己觀察到的現(xiàn)象，還可以對(duì)秤周期變化情況進(jìn)行語(yǔ)言，并借助實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。要讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)物理學(xué)具有的意義，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，借助理論預(yù)言、觀測(cè)史料，理清物理知識(shí)的命脈，逐漸提高他們提出、分析、解決問(wèn)題的能力。此外，還要優(yōu)化學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)方法。讓學(xué)生在理論知識(shí)的同時(shí)，借助觀測(cè)，檢驗(yàn)對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，能夠全面而系統(tǒng)地去觀察生活中的各種事物、現(xiàn)象。

3　結(jié)語(yǔ)

總而言之，在物理學(xué)發(fā)展道路上，理論預(yù)言、觀測(cè)發(fā)揮著不可替代的作用，需要把握好二者之間的關(guān)系，出現(xiàn)更多的新發(fā)現(xiàn)、新實(shí)驗(yàn)，更好地探索自然世界，揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)，解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象。以此，不斷促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展。同時(shí)，也能不斷優(yōu)化物理教學(xué)方法，促使學(xué)生掌握科學(xué)學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)他們多方面能力，培養(yǎng)更多物理學(xué)研究領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才。

【參考文獻(xiàn)】

張瑤,朱琳,吳文良.試論物理學(xué)發(fā)展中的理論預(yù)言和觀測(cè)[J].昭通師范高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),2012,05:39-43.