有用的物理學
物理學對人類文明進步的促進作用表現在很多方面，下面簡述幾點。
物理學對人類文明進步的促進作用
2004年6月聯合國大會決議，確定2005年為「國際物理年」。聯合國的決議中指出：承認物理學為了解自然界提供了重要基礎；注意到物理學及其應用是當今眾多技術進步的基石；確信物理教育提供了建設人類發展所必需的科學基礎設施的工具；……。這一決議充分說明了物理學對人類發展的重大意義。因此，在這里概括地了解一下物理學對人類文明進步的促進作用，既有意義也很必要。
大量事實表明，物理技術與理論相互推進，並廣泛應用於科學技術和科學研究的各個部門，成為科學技術創新和革命的重要動力，極大地促進了物質生產的發展和精神文明的進步。物理學對人類文明進步的促進作用表現在很多方面，下面僅採集幾個具有代表性的例子，以此來使同學們對物理學在人類文明、社會進步，包括在醫學科學發展中所起的巨大作用有一個初步的了解。希望這些介紹能夠激起同學們對醫用物理課的關注和興趣。
在熱學方面，18世紀中葉對熱學的深入研究帶來了蒸汽機的改進和廣泛的應用，促進了手工業生產向機械化大生產的轉變，並使陸上和海上較大規模的長途運輸成為可能，從而大大推動了人類社會的發展。
在電磁學方面，由於電磁感應現象的發現和研究成果的應用，使人類社會邁入了電氣化時代。帶電粒子在電磁場中的運動規律在科學技術的許多領域得以廣泛應用，比如電視顯像管、電子顯微鏡等都與此密切相關。電能的廣泛應用，不僅從根本上改變了人們的生活方式，而且已經成為支撐現代社會發展的重要支柱。
再來看看物理學對醫學發展的促進。1895年倫琴發現了X射線，這一發現很快就成為診斷疾病的有力工具；1896年貝可勒爾發現了鈾的放射性；1898年居里夫婦發現了放射性更強的元素釙和鐳。放射性物質對幫助醫生診斷和治療疾病具有重要意義，並在此基礎上建立起了一門新興的醫學學科——核醫學。醫生只需用極其微量的、高度特異的放射性葯物引入人體，然後再用核探測技術從人體外探測這些葯物參加代謝的情況，即可了解人體臟器的形態和功能。在疾病的治療上，放射性同位素也同樣顯示出了巨大的威力。X射線和放射線被廣泛應用於醫學科學許多部門，對促進20世紀醫學科學的發展產生了巨大而深遠的影響。
生命科學在基礎研究方面的許多重大進展也離不開物理學這個基礎。例如，脫氧核糖核酸（DNA），它是儲存和傳遞生命遺傳信息的物質基礎，DNA的雙螺旋結構就是在1953年由美國生物學家沃森和英國物理學家克里克利用X射線衍射方法測定的。
最後指出，在20世紀，原子核物理、電子學和半導體物理、激光物理以及超聲學等學科的迅速發展，極大地推動了相關工程技術的進步。如激光技術和相關技術的集成，已形成了若乾重大的激光工程，其中最具代表性的是全球激光通信；特別是微觀物理方面的重大突破，開創了微電子工業；物理學與工程技術的緊密聯系和相互促進，超大規模集成電路的研製和微處理器的普遍應用，不僅為工業製造、醫學診斷和治療提供了多種高新技術設備，也使人類社會從此進入了以電子計算機和網路應用為特徵的信息時代。
聯合國第58次大會關於2005國際物理年的決議中指出：物理學是認識自然的基礎，物理學是當今眾多技術發展的基礎，物理教育為人類發展提供了必要的科學基礎。我們倡導物理學是科技之基礎的理念，同時批評那些輕視物理學，忽視物理學在科學思想、方法、手段等方面的基礎作用，認為物理學是可有可無的觀點。我們深信，在新的世紀里，在人類文明的進程中，物理學將繼續產生重要的作用和深遠的影響。
❷ 物理學對人類發展的作用
物理學是人們對無生命自然界中物質的轉變的知識做出規律性的總結。這種運動和轉變應有兩種。一是早期人們通過感官視覺的延伸，二是近代人們通過發明創造供觀察測量用的科學儀器，實驗得出的結果，間接認識物質內部組成建立在的基礎上。
物理學從研究角度及觀點不同，可分為微觀與宏觀兩部分，宏觀是不分析微粒群中的單個作用效果而直接考慮整體效果，是最早期就已經出現的，微觀物理學隨著科技的發展理論逐漸完善。
(2)有用的物理學擴展閱讀：
一、六大性質
1、真理性：物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘，反映出物質運動的客觀規律。
2、和諧統一性：神秘的太空中天體的運動，在開普勒三定律的描繪下，顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一，也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立，又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3、簡潔性：物理規律的數學語言，體現了物理的簡潔明快性。如：牛頓第二定律，愛因斯坦的質能方程，法拉第電磁感應定律。
4、對稱性：對稱一般指物體形狀的對稱性，深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如：物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5、預測性：正確的物理理論，不僅能解釋當時已發現的物理現象，更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在，盧瑟福預言中子的存在，菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑，狄拉克預言電子的存在。
6、精巧性：物理實驗具有精巧性，設計方法的巧妙，使得物理現象更加明顯。
二、發展前景
應用物理學專業的畢業生主要在物理學或相關的科學技術領域中從事科研、教學、技術開發和相關的管理工作。科研工作包括物理前沿問題的研究和應用，技術開發工作包括新特性物理應用材料如半導體等，應用儀器的研製如醫學儀器、生物儀器、科研儀器等。
應用物理專業的就業范圍涵蓋了整個物理和工程領域，融物理理 論和實踐於一體，並與多門學科相互滲透。
應用物理學專業的學生如具有扎實的物理理論的功底和應用方面的經驗，能夠在很多工程技術領域成為專家。我國每年培養本科應用物理專業人才約12000人。
和該專業存在交叉的專業包括物理專業，工程物理專業，半導體和材料專業等。人才需求方面，我國對應用物理專業的人才需求仍舊是供不應求。
❸ 新高考學物理學有用嗎
新高考改革方案設計者的初衷確實是好的，但是由於沒考慮全面而出現了嚴重的問題。
第一是低估了老師家長考生的功利心。在目前的氛圍里，老師家長考生在選擇科目時，根本不以自己喜歡/擅長哪一科為依據，而是以如何多得分為標准。即使一個考生的物理水平在29萬考生中占據前8萬名，他也會因為自己只在選考物理的8萬考生中墊底而放棄選考物理。
另外，因為有兩次考試機會，第一次考好的考生為了打擊競爭對手，也會參加第二次考試。這應該是改革設計者未預料到的。
第二是賦分制，完全由一個增加公平性的機制變成了一個製造不公平的機制。如果沒有賦分制，就是比較原始分，那麼選物理的考生還不至於這么少。現在由於賦分制，馬太效應會越來越嚴重，如果政策不變，8萬考生縮減成2萬甚至數千都是必將發生的事情。
大膽預測此政策在華北實施後的後果：
山東各市大幅度縮減物理在中考的分數比例（之前在大多數城市，中考分值比較是物理＞化學＞＞生物），甚至有城市將採取中考六選三模式。
初中生們對待中考不考或者少考的科目非常讓人痛心。我在的城市裡，地理中考前兩年就結業，結業考試很簡單並且不計入中考總分。很多學生就結業考試前狂背，考後就迅速忘記。中考後問他們地理問題，青海湖和青島都分不清。
這種態度馬上就要轉移到物理上了。
❹ 物理學好了有啥好處
我個人也是很喜歡物理的。我覺得物理滲透到生活中很多領域。比如航天，電子技術，還有許多現象均與物理有關。我覺得這些都很有用，都可以用來改造物質世界，當然其它比如數學，化學，生物等等的關系越來越密切了，但我覺得還是物理起指導作用，數學是工具，其實呢，化學也可以看作是物理的一個另類分支，化學是研究物質粒子改變時，物質的性質會跟著改變吧。不過這些都是宏觀現象了，其實內部不還是物理變化嗎？呵呵，以上純屬個人見解，不具有科學性。保留自己的看法才是最重要的。
❺ 學習物理對以後有什麼作用
學習物理的作用：
1、物理是一門自然科學，它能幫助解決、認識生活中很多現象。如電學，光學，力學的應用。在平時的日常生活，我們也應該掌握有關的用電知識，對用電器的用電環境，電路，功率等都需要有一定的認識，通過學習物理才能完善我們這一方面的知識，才能做到安全用電。
2、由於物理涉及的范圍廣，有很多職業是和物理有關的，學好物理也為就業提供了比較好的條件。
3、學好物理也能培養自己的邏輯思維能力，對事物的理解認識也會有一定的幫助的。總之，學好物理能讓你更好的生活。
(5)有用的物理學擴展閱讀
學好物理的學習方法：
1、基本概念要清楚，基本規律要熟悉，基本方法要熟練。
2、要獨立地（指不依賴他人），保質保量地做一些題。題目要有一定的數量，不能太少，更要有一定的質量，就是說要有一定的難度。
3、要對物理過程一清二楚，物理過程弄不清必然存在解題的隱患。題目不論難易都要盡量畫圖，有的畫草圖就可以了，有的要畫精確圖，要動用圓規、三角板、量角器等，以顯示幾何關系。
4、上課要認真聽講，不走思或盡量少走思。不要自以為是，要虛心向老師學習。
5、要虛心向別人學習，向同學們學習，向周圍的人學習，看人家是怎樣學習的，經常與他們進行「學術上」的交流，互教互學，共同提高，千萬不能自以為是。
❻ 你認為物理學是有用的嗎你能從課本中或生活
生活中有關的物理常識：
一、與電學知識有關的現象
1、電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺燒開水是利用電能轉化為內能，都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。
2、排氣扇（抽油煙機）利用電能轉化為機械能，利用空氣對流進行空氣變換。
3、電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭，插入三孔插座，防止用電器漏電和觸電事故的發生。
4、微波爐加熱均勻，熱效率高，衛生無污染。加熱原理是利用電能轉化為電磁能，再將電磁能轉化為內能。
5、廚房中的電燈，利用電流的熱效應工作，將電能轉化為內能和光能。
6、廚房的爐灶（蜂窩煤灶，液化氣灶，煤灶，柴灶）是將化學能轉化為內能，即燃料燃燒放出熱量。
二、與力學知識有關的現象
1、電水壺的壺嘴與壺肚構成連通器，水面總是相平的。
2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積，增大壓強。
3、菜刀的刀刃有油，為的是在切菜時，使接觸面光滑，減小摩擦。
4、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋，使接觸面粗糙，增大摩擦。
5、火鏟送煤時，是利用煤的慣性將煤送入火爐。
6、往保溫瓶里倒開水，根據聲音知水量高低。由於水量增多，空氣柱的長度減小，振動頻率增大，音調升高。
7、磨菜刀時要不斷澆水，是因為菜刀與石頭摩擦做功產生熱使刀的內能增加，溫度升高，刀口硬度變小，刀口不利；澆水是利用熱傳遞使菜刀內能減小，溫度降低，不會升至過高。三、
三、與熱學知識有關的現象
（一）與熱學中的熱膨脹和熱傳遞有關的現象
1、使用爐灶燒水或炒菜，要使鍋底放在火苗的外焰，不要讓鍋底壓住火頭，可使鍋的溫度升高快，是因為火苗的外焰溫度高。
2、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料製成，是因為木料是熱的不良導體，以便在烹任過程中不燙手。
3、爐灶上方安裝排風扇，是為了加快空氣對流，使廚房油煙及時排出去，避免污染空間。
4、滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導體，燙砂鍋放在濕地上時，砂鍋外壁迅速放熱收縮而內壁溫度降低慢，砂鍋內外收縮不均勻，故易破裂。
5、往保溫瓶灌開水時，不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時，瓶口有一層空氣，是熱的不良導體，能更好地防止熱量散失。
6、炒菜主要是利用熱傳導方式傳熱，煮飯、燒水等主要是利用對流方式傳熱的。
7、冬季從保溫瓶里倒出一些開水，蓋緊瓶塞時，常會看到瓶塞馬上跳一下。這是因為隨著開水倒出，進入一些冷空氣，瓶塞塞緊後，進入的冷空氣受熱很快膨脹，壓強增大，從而推開瓶塞。
8、冬季剛出鍋的熱湯，看到湯面沒有熱氣，好像湯不燙，但喝起來卻很燙，是因為湯面上有一層油阻礙了湯內熱量散失（水分蒸發）。
9、冬天或氣溫很低時，往玻璃杯中倒入沸水，應當先用少量的沸水預熱一下杯子，以防止玻璃杯內外溫差過大，內壁熱膨脹受到外壁阻礙產生力，致使杯破裂。
10、煮熟後滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會兒，容易剝殼。因為滾燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會收縮，但它們收縮的程度不一樣，從而使兩者脫離。
（二）與物體狀態變化有關的現象
1、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的；使用時，通過減壓閥，液化氣的壓強降低，由液態變為氣態，進入灶中燃燒。
2、
用焊錫的鐵壺燒水，壺燒不壞，若不裝水，把它放在火上一會兒就燒壞了。這是因為水的沸點在1標准大氣壓下是100℃，錫的熔點是232℃，裝水燒時，只要
水不幹，壺的溫度不會明顯超過100℃，達不到錫的熔點，更達不到鐵的熔點，故壺燒不壞。若不裝水在火上燒，不一會兒壺的溫度就會達到錫的熔點，焊錫熔
化，壺就燒壞了。
3、燒水或煮食物時，噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴重。因為水蒸氣變成同溫度的熱水、熱湯時要放出大量的熱量（液化熱）。
4、用砂鍋煮食物，食物煮好後，讓砂鍋離開火爐，食物將在鍋內繼續沸騰一會兒。這是因為砂鍋離開火爐時，砂鍋底的溫度高於100℃，而鍋內食物為100℃，離開火爐後，鍋內食物能從鍋底吸收熱量，繼續沸騰，直到鍋底的溫度降為100℃為止。
5、用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內氣壓，提高了水的沸點，即提高了煮食物的溫度。
6、
夏天自來水管壁大量「出汗」，常是下雨的徵兆。自來水管「出汗」並不是管內的水滲漏，而是自來水管大都埋在地下，水的溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸水管，
就會放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量「出汗」，說明空氣中水蒸氣含量較高，濕度較大，這正是下雨的前兆。
7、煮食物並不是火越旺越快。因為水沸騰後溫度不變，即使再加大火力，也不能提高水溫，結果只能加快水的汽化，使鍋內水蒸發變干，浪費燃料。正確方法是用大火把鍋內水燒開後，用小火保持水沸騰就行了。
8、冬天水壺里的水燒開後，在離壺嘴一定距離才能看見「白氣」，而緊靠壺嘴的地方看不見「白氣」。這是因為緊靠壺嘴的地方溫度高，壺嘴出來的水蒸氣不能液化，而距壺嘴一定距離的地方溫度低；壺嘴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴，即「白氣」。
9、油炸食物時，濺入水滴會聽到「叭、叭」的響聲，並濺出油來。這是因為水的沸點比油低，水的密度比油大，濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫沸騰，產生的氣泡上升到油麵破裂而發出響聲。
10、當鍋燒得溫度較高時，灑點水在鍋內，就發出「吱、吱」的聲音，並冒出大量的「白氣」。這是因為水先迅速汽化後又液化，並發出「吱、吱」的響聲。
11、當湯煮沸要溢出鍋時，迅速向鍋內加冷水或揚（舀）起湯，可使湯的溫度降至沸點以下。加冷水，冷水溫度低於沸騰的湯的溫度，混合後，冷水吸熱，湯放熱。把湯揚起的過程中，由於空氣比湯溫度低，湯放出熱，溫度降低，倒入鍋內後，它又從沸湯中吸熱，使鍋中湯溫度降低。
（三）與熱學中的分子熱運動有關的現象
1、腌菜往往要半月才會變咸，而炒菜時加鹽幾分鍾就變咸了，這是因為溫度越高，鹽的離子運動越快的緣故。
2、長期堆煤的牆角處，若用小刀從牆上颳去一薄層，可看見裡面呈黑色，這是因為分子永不停息地做無規則的運動，在長期堆煤的牆角處，由於煤分子擴散到牆內，所以颳去一層，仍可看到裡面呈黑色。
物理學史常識：
1、胡克：英國物理學家；發現了胡克定律（F彈=kx）
2、
伽利略：義大利的著名物理學家；伽利略時代的儀器、設備十分簡陋，技術也比較落後，但伽利略巧妙地運用科學的推理，給出了勻變速運動的定義，導出S正比於
t2並給以實驗檢驗；推斷並檢驗得出，無論物體輕重如何，其自由下落的快慢是相同的；通過斜面實驗，推斷出物體如不受外力作用將維持勻速直線運動的結論。
後由牛頓歸納成慣性定律。伽利略的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一。
3、牛頓：英國物理學家；動力學的奠基人，他總結和發展了前人的發現，得出牛頓定律及萬有引力定律，奠定了以牛頓定律為基礎的經典力學。
4、開普勒：丹麥天文學家；發現了行星運動規律的開普勒三定律，奠定了萬有引力定律的基礎。
5、卡文迪許：英國物理學家；巧妙的利用扭秤裝置測出了萬有引力常量。
6、布朗：英國植物學家；在用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時，發現了「布朗運動」。
7、焦耳：英國物理學家；測定了熱功當量J=4.2焦/卡，為能的轉化守恆定律的建立提供了堅實的基礎。研究電流通過導體時的發熱，得到了焦耳定律。
8、開爾文：英國科學家；創立了把-273℃作為零度的熱力學溫標。
9、庫侖：法國科學家；巧妙的利用「庫侖扭秤」研究電荷之間的作用，發現了「庫侖定律」。
10、密立根：美國科學家；利用帶電油滴在豎直電場中的平衡，得到了基本電荷e。
11、歐姆：德國物理學家；在實驗研究的基礎上，歐姆把電流與水流等比較，從而引入了電流強度、電動勢、電阻等概念，並確定了它們的關系。
12、奧斯特：丹麥科學家；通過試驗發現了電流能產生磁場。
13、安培：法國科學家；提出了著名的分子電流假說。
14、湯姆生：英國科學家；研究陰極射線，發現電子，測得了電子的比荷e/m；湯姆生還提出了「棗糕模型」，在當時能解釋一些實驗現象。
15、勞倫斯：美國科學家；發明了「迴旋加速器」,使人類在獲得高能粒子方面邁進了一步。
16、法拉第:英國科學家；發現了電磁感應，親手製成了世界上第一台發電機，提出了電磁場及磁感線、電場線的概念。
17、楞次：德國科學家；概括試驗結果，發表了確定感應電流方向的楞次定律。
18、麥克斯韋：英國科學家；總結前人研究電磁感應現象的基礎上，建立了完整的電磁場理論。
19、赫茲：德國科學家；在麥克斯韋預言電磁波存在後二十多年，第一次用實驗證實了電磁波的存在，測得電磁波傳播速度等於光速，證實了光是一種電磁波。
20、惠更斯：荷蘭科學家；在對光的研究中，提出了光的波動說。發明了擺鍾。
21、托馬斯·楊：英國物理學家；首先巧妙而簡單的解決了相干光源問題，成功地觀察到光的干涉現象。（雙孔或雙縫干涉）
22、倫琴：德國物理學家；繼英國物理學家赫謝耳發現紅外線，德國物理學家裡特發現紫外線後，發現了當高速電子打在管壁上，管壁能發射出X射線—倫琴射線。
23、普朗克：德國物理學家；提出量子概念—電磁輻射（含光輻射）的能量是不連續的，E與頻率υ成正比。其在熱力學方面也有巨大貢獻。
24、愛因斯坦：德籍猶太人，後加入美國籍，20世紀最偉大的科學家，他提出了「光子」理論及光電效應方程，建立了狹義相對論及廣義相對論。提出了「質能方程」。
25、德布羅意：法國物理學家；提出一切微觀粒子都有波粒二象性；提出物質波概念，任何一種運動的物體都有一種波與之對應。
26、盧瑟福：英國物理學家；通過α粒子的散射現象，提出原子的核式結構；首先實現了人工核反應，發現了質子。
27、玻爾：丹麥物理學家；把普朗克的量子理論應用到原子系統上，提出原子的玻爾理論。
28、查德威克：英國物理學家；從原子核的人工轉變實驗研究中，發現了中子。
29、威爾遜：英國物理學家；發明了威爾遜雲室以觀察α、β、γ射線的徑跡。
30、貝克勒爾：法國物理學家；首次發現了鈾的天然放射現象，開始認識原子核結構是復雜的。
31、瑪麗·居里夫婦：法國（波蘭）物理學家，是原子物理的先驅者，「鐳」的發現者。
32、約里奧·居里夫婦：法國物理學家；老居里夫婦的女兒女婿；首先發現了用人工核轉變的方法獲得放射性同位素
❼ 學物理有什麼用
物理學好的用處：
物理可以解釋很多日常生活現象，坐電梯時會想到重力加速度，用高壓鍋時會想到壓強，有助於更好地理解這個世界。
高中學習的物理，一方面是對科學方法的一種訓練，另外一方面，學到的物理知識也會成為將來生活常識的一部分。
學生在學習物理過程中形成小的思維習慣，雖然現在意識不到，卻能受益終生。
提高思維的綜合能力
❽ 學習物理為什麼有用和重要
1、物理作為貼近生活的一門學科，從小學的科學自然課程中，以及生活中的種種現專象，都包含屬物理知識。物理可以引導人們對生活中最基本的現象進行分析，理解，判斷。
2、物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，它是發展最成熟，高度定量化的精密科學，又是具有方法論性質，被人們公認為最重要的基礎科學。物理學取得的成果極大地豐富了人們對物質世界的認識，有力地促進了人類文明的進步。
3、學習物理重要的是，培養學生的學習方法，思維方式，為以後的發展，奠定扎實的基礎。
❾ 物理學有什麼用途
什麼是物理 這是一個十分基礎的問題.翻開任何一本物理教科書,都不難找到這樣的定義：物理學是研究物質結構、物質相互作用和運動規律的自然科學.但這只是對於物理這門科學在學術意義上的一種界定.而我們所面對的「物理」,它同時又是一門課程,於是就有必要從教育意義的層面上去進行一番再認識、再分析,以挖掘蘊含在其中的豐富內涵. 首先,物理是一門科學. 物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,它是發展最成熟、高度定量化的精密科學,又是具有方法論性質、被人們公認為最重要的基礎科學.物理學取得的成果極大地豐富了人們對物質世界的認識,有力地促進了人類文明的進步.正如國際純粹物理和應用物理聯合會第23屆代表大會的決議《物理學對社會的重要性》指出的,物理學是一項國際事業,它對人類未來的進步起著關鍵性的作用：探索自然,驅動技術,改善生活以及培養人才. 上世紀初相對論和量子力學的建立,為物理學的飛速發展插上了雙翅,取得了空前輝煌的成就,以致於人們將20世紀稱譽為「物理學的世紀」.什麼21世紀呢?有一種流行的說法：21世紀是生命科學的世紀.其實,這句話更確切的表述應該是：21世紀是物理科學全面介入生命科學的世紀.生命科學只有與物理相結合,才有可能取得更大的發展. 展望物理學的未來,充滿著機遇與挑戰.李政道先生在《物理的挑戰》一文中,曾提出21世紀物理領域所面對的四大難題：為什麼一些物理現象在理論上對稱但實驗結果不對稱?為什麼一半的基本粒子不能單獨存在而且看不見?為什麼全宇宙90%以上的物質是暗物質?為什麼每個類星體的能量竟然是太陽能量的1015倍?這些問題極大地激勵著人們不懈探索的勇氣與熱情.可以預見,一旦撥去這幾朵籠罩在物理天空中的烏雲,物理學將會展現出更加燦爛的前景. 其次,物理又是一種智能. 誠如諾貝爾物理學獎得主、德國科學家玻恩所言：「如其說是因為我發表的工作里包含了一個自然現象的發現,倒不如說是因為那裡包含了一個關於自然現象的科學思想方法基礎.」物理學之所以被人們公認為一門重要的科學,不僅僅在於它對客觀世界的規律作出了深刻的揭示,還因為它在發展、成長的過程中,形成了一整套獨特而卓有成效的思想方法體系.正因為如此,使得物理學當之無愧地成了人類智能的結晶,文明的瑰寶. 大量事實表明,物理思想與方法不僅對物理學本身有價值,而且對整個自然科學,乃至社會科學的發展都有著重要的貢獻.有人統計過,自20世紀中葉以來,在諾貝爾化學獎、生物及醫學獎,甚至經濟學獎的獲獎者中,有一半以上的人具有物理學的背景；——這意味著他們從物理學中汲取了智能,轉而在非物理領域里獲得了成功.——反過來,卻從未發現有非物理專業出身的科學家問鼎諾貝爾物理學獎的事例.這就是物理智能的力量.難怪國外有專家十分尖銳地指出：沒有物理修養的民族是愚蠢的民族! 當今,物理學的觸角已經伸向眾多領域,並取得了越來越大的成就,以至我們很難再用傳統的眼光去界分什麼是物理學了.1995年在我國廈門舉行了第十九屆國際統計物理學大會,會上交流論文的涉及面十分廣泛,諸如植物的花序、DNA葯物系統、交通的流量、文字的存儲等等,光看這些篇目,似乎都不太象是物理.什麼,究竟什麼是物理呢?幾年前,美國《今日物理》雜志,曾就此問題向讀者廣泛徵求意見.最後,他們推崇的答案是：物理學家所做的就是物理學.這話乍聽似覺偏頗,其實不無道理.因為在今天看來,物理學更多的是體現出一種智能,「代表著一套獲取知識、組織和應用知識的有效步驟和方法,把這套方法用到什麼問題上,這問題就變成了物理學.」（趙凱華語） 再次,物理還是一種文化. 從廣義來說,文化指的是人類歷史實踐過程中創造的物質財富和精神財富的總和.它包括科學文化和人文文化.同樣地,物理學家在長期科學實踐中所創造的大量物質產品與精神產品,也就構成了物理文化.物理文化是科學文化的重要組成部分. 大家知道,物理學是以實驗為基礎的科學,它的基本研究方式就是實踐,因而在客觀性上表現為「真」；物理學創造的成果最終是為了造福於人類,它在目的性上體現出「善」；另外,物理學還在人的情感、意識等多方面反映了「美」.正因為物理學本身兼具真、善、美的三重屬性,我們完全有理由說,物理不僅是一種文化,而且是一種高層次、高品位的文化. 物理學是求真的.物理最講究實證,物理學家在科學研究活動中最基本的態度就是實事求是,堅守「實踐是檢驗真理唯一標准」的原則.正如物理學家費曼所說：「不論你的想法有多美,不論你什麼聰明,更不論你名氣有多大,只要與實驗不符便是錯了,簡簡單單,這就是科學」.可以說,物理學的發展史,就是一部不斷修正錯誤、不斷逼近真理的「求真」史. 物理學是從善的.物理學致力於將人從自然中解放出來,從必然王國走向自由王國,幫助人們不斷認識自己,促使人的生活趨於高尚.這是物理學的價值取向和終極目標,因而物理學的本質是從善的；另外,物理學家的行為也是從善的.愛因斯坦曾這樣評價居里夫人和以她為代表的傑出物理學家：「第一流人物對時代和歷史進程的意義,在其道德方面,也許比單純的才智成就更大」.他們那種嚴謹求實的態度、獻身科學的精神,熱愛人民的情懷等等,對於後人無疑是一份尤為珍貴的人文財富. 物理學是至美的.德國物理學家海森伯說過：美是真理的光輝；羅馬哲學家普洛丁又說過：善是美的本原.由此,物理學因真而美、因善而美就是十分自然的了.物理的美屬於科學美,主要體現於簡單、對稱和統一；對稱則統一,統一則簡單,它們構成了物理學的基本美學准則. 翻開物理學的篇章,可以發現到處都跳動著美的音符,體現了人們對美的追求與創造.僅以統一性為例.當代物理學的發展,正朝著兩個相反的研究方向延伸：最宏大的宇宙與最微小的粒子.令人感到驚訝的是,隨著研究的深入,它們兩者並非是分道揚鑣、越走越遠,反倒顯示出不少殊途同歸、相反相成的跡象.例如,粒子物理學的一些研究成果常被天體物理學家所借鑒,用來探尋宇宙早期演化的圖象；(正由於此,粒子物理學在某種意義上也被稱為「宇宙考古學」.) 反過來,宇宙物理學的研究也為粒子物理學家提供了豐實的信息與印證.於是,物理學中兩個截然相反的分支,就這般奇妙地銜接在了一起——猶如一條怪蟒咬住了自己的尾巴. 又如,英國物理學家狹拉克首先發現,在自然界的某些物理量之間存在著下列引人注目的關系： 宇宙半徑/電子半徑≈1040,宇宙年齡/強衰變粒子壽命≈1040, 氫核與電子的電力/氫核與電子的引力≈1040,…… 在上述比數中,宇宙這個最大的系統,與基本粒子這個最小系統之間,竟然珠聯璧合達到了如此完美的統一,讓我們再次領略到了物理世界的美,一種動人心弦的壯麗的美.正是這許多美不勝收的事例,激發起人們對大自然由衷的贊嘆與敬畏,難怪愛因斯坦會說：「宇宙間最不可理解的,就是宇宙是可以理解的」. 通過以上分析,我們對於物理有了一個較為全面的認識：它既是一門科學,又是一種智能,更是一種文化.作為一名物理教師,能對自己所任教的物理作一番全方位的審視與剖析,這是十分必要的.一方面可使我們看到,物理原來有著如此豐富的的內涵,從而會更自覺、有意識的去挖掘和開發它的育人功能,全面提升教學質量；另一方面又使我們看到,物理原來有著如此美好的稟性,從而會更加鍾愛物理,更有激情地去從事物理教學.我以為,只有真正熱愛物理的物理教師,才能做到不僅教會學生理解物理、應用物理,而且還進一步引導他們去感悟物理、欣賞物理. 二、為什麼教物理 這是一個看似簡單卻又十分根本的問題,要正確回答並非易事.筆者對此問題的認識,就經歷過從「知識本位」到「學科本位」,最後又回歸到「學生本位」這樣一個曲折漸進的過程. 有很長一段時期,我都把物理教學的目標鎖定在知識層面上,認為教物理就是要把物理知識盡可能多地傳授給學生,以供他們今後一生的受用.因為我信奉「知識就是力量」.然而令人困惑的是,我們授予學生什麼多的物理知識,其中不乏象「F=ma」這類極其重要的知識,但在他們往後的生活和工作中,卻很少顯示出有什麼直接的功用.以至過了若干年後,許多學生把所學的物理知識幾乎忘得一干二凈,用他們的話說,「全部都還給老師了」.我為此感到深深的失落；但每當我向他們提出「高中三年豈不白讀了」的反詰時,這些離開學校多年的學生,卻又都會異口同聲地作出否定的回答,一致認為高中階段的學習,對於他們的成長起到了重要的奠基作用,可又說不清究竟是哪些具體知識所起的作用.我想,這大概好比晚飯,誰都不會否認吃飯對於生存的意義,然而誰又都說不清楚,吃了這頓飯究竟是在身上的什麼地方長了塊肉. 一位畢業已有二十餘年的學生,曾與筆者聊起他「印象最深」的一堂物理課.原來那堂課講的是重力勢能.當時為了說明重力勢能的相對性,我曾向學生提出過這樣的問題：有人站在五樓的窗檯上要往下跳,你說危險嗎?開始大家都認為這太玩命了,後來仔細一琢磨,又全都樂了：你別往窗外跳,往窗里跳不就沒事了嗎?這位學生覺得這個例子特有意思,於是經久不忘；但問他該例說明了什麼物理知識時,他說忘了.正當我面露憾色時,他緊接著的一番話卻令人寬慰,他說：「這個例子使我懂得凡事都是相對的,從不同角度看會有不同的結果」.盡管這堂課所傳授的物理知識,這位學生已經遺忘殆盡,但通過有關知識的學習而凝煉成的思想、方法等,卻在他的心裡銘刻上深深的印記.從這個意義上說,二十多年前的這堂物理課,對他不也是極有價值的嗎?學生從高中畢業後,他們中的大多數可能將告別物理,所學的物理知識終究會被忘記,到那時再回頭審視一下：物理教學留給他們的還有些什麼呢?如果在他們的身上,體現不出物理所給予的才智與啟迪,那將是物理教學的失敗.由此看來,具體的知識通常只是作為教學的載體,在知識的背後還有更多值得我們去追求的東西.正如我國資深科學家錢偉長教授說的：「我在大學里學的是物理學,……. 以物理學為對象我學到了調查研究,收集資料,分析資料和邏輯思維的能力,物理學的知識有時是很有用的,但通過物理學學到的這些能力,比物理學知識更有用.」錢老在讀書時就是通過「物理學」這個載體,獲得了很多比物理知識更重要的能力.所以,那種將物理教學等同於物理知識教學的看法是偏面的,而以「知識本位」來確立物理教學目標取向的做法同樣是短視的. 隨著教學實踐的深入,教師一般都會對自己所任教的學科日臻熟悉,從而格外鍾愛.可能是受了這種職業情感的影響,我還一度把物理教學的目標,定位於「將盡可能多的學生培養成為物理學家或物理工作者」.尤其是當我從農村普通中學調入重點高中,面對的是一個個聰穎好學的學生時,這種願望愈顯強烈.但我不久就發現,其它學科的教師大概也出於各自的職業偏好,都對學生有著與我類似的期望.這樣一來,大家自掃門前雪,各唱各的調,沒能將各學科的分力凝聚成一股合力,實際效果當然就差強人意了.尤其令我沮喪的是,班上那些物理學習優秀的「得意門生」,日後直接從事物理專業的竟然也少之又少.正當我陷於迷惘之時,復旦大學原校長楊福家先生的一則事例給了自己極大的啟迪.當年復旦大學曾對核物理專業的畢業生的去向做過一次調查,結果發現,只有不到十分之一的學生畢業後從事與核物理有關的工作,其餘的都紛紛改行,活躍在金融、企業或行政等崗位上.對此,多數人都斷言這是物理系的失敗,而楊福家卻認為這正是「復旦」的成功.因為,通過這四年本科的物理教育,使學生具備了良好的素質,為他們今後的發展打下了堅實的基礎,於是畢業後都能很快適應各種不同領域的工作.這也印證了趙凱華先生的話：「一個人學了物理之後干什麼都可以,他的物理沒有白學.在我看來,對於學物理的人無所謂『改行』…….」 經過上述曲折的認識歷程,使我逐漸看清了物理教學最終目標的聚焦點,既不在知識的本位上,也不在學科的本位上,而應該落實在我們的教育對象——學生的本位上. 對於「為什麼教物理」這個問題,也可以反過來設問：「如果我們不教物理,學生不學物理,將會對他們今後的發展留下那些缺憾?」一種顯而易見的回答是,學生將因此學不到許多重要的物理知識.這話沒錯,但不夠全面.因為除此之外,學生還將失去更為重要的,有關科學方法、科學精神等方面的培養與熏陶,從而最終影響他們的科學素養的提高.當前,物理已經深入到社會的方方面面,成為每一位有教養的公民都必須懂得的知識.對於大多數學生來說,他今天學習物理的目的,恐怕不是為了明天去進一步研究物理,而是有助於他去面對或決策所遇到的大量非物理的問題,為他們今後一生的文明、健康,高質量的生活奠定基礎.正如《面向全體美國人的科學》一書中所說的：「教育的最高目標是為了使人們能夠過一個實現自我和負責任的生活作準備.」 據此,對於「為什麼教物理」這個問題,最確切的答案就是：為提高全體學生的科學素養而教.——這應該成為我們的物理教學觀. 眾所周知,生物基因對於生物進化有著非同小可的作用,極其細微的基因差異,往往會導致生物之間的巨大差別.受此啟發,有不少社會學者正致力於尋求在人類文化傳承與發展過程中,有著哪些最為核心的要素,從而提出了「文化基因」的概念,並將其定義為人類文化系統中的「遺傳密碼」.文化基因的核心是思維方式和價值觀念.人類的進化比一般的生物進化更為復雜,它具有雙重進化機制,除了生物基因進化機制外,還有文化基因進化機制.教育正是推動文化基因機制的重要途徑.學校教育的要義,不只是文化現象的展示與詮釋,而在於文化基因的傳承和發展.物理教育當然也不例外.什麼,蘊含在物理教學中的「文化基因」究竟有些什麼呢?筆者以為主要體現為三個方面,即科學知識、科學方法和科學精神,因為這三者是構成科學素養最基本的要素.如果將科學素養比擬為一座金字塔,什麼科學知識猶如塔基,科學方法就是塔身,科學精神則是塔尖.物理教學的最高宗旨,就是為了構建這座宏偉的科學素養之塔而添磚加瓦.換言之,物理教學的核心價值就在於促進學生實現三個轉化：一是把人類社會積累的知識轉化為學生個體的知識,使他們知識世界是什麼樣的,成為一個客觀的人；二是把前人從事智力活動的思想方法轉化為學生認識能力,使他們明白世界為什麼是這樣的,成為一個理性的人；三是把蘊含在知識中的觀念、態度等轉化為學生的行為准則,使他們懂得怎樣使世界更美好,成為一個創造的人