物理书籍读书心得体会

物理书籍读书心得体会

《物理学史》由金刚主编，哈尔滨工程大学出版社出版。本书主要介绍了自然科学的基础科学——物理学——发展的梗概，分为古代物理学、经典物理学、近代物理学，对于现代物理学的两个基础领域天体物理和粒子物理也做了概要的介绍。本书较为突出地介绍了中国古代科学技术取得的成就及其对于世界科学进步的贡献。此外，部分章节后还附有阅读材料，主要介绍在物理学发展过程中有代表性得人物和重大事件。

几百年前，物理学叫自然科学，被人们看成是哲学的一部分。牛顿的一部经典物理学著作就取名为《自然哲学的数学原理》，这是牛顿三定律和万有引力定律的发源地。学习物理学史会告诉我们，许多物理学的新发现与哲学思潮有联系。能量守恒定律与转化定律的发现受康德哲学的影响，反过来又成了辩证唯物主义的重要依据之一。物理学的进展往往给哲学的进展提供新鲜例证，而哲学也常对自然科学指出前进的方向。

物理学作为一门科学意味着能够更多的创造出人们所需要的物质财富，对社会发展的积极作用。

在我看来，要想完整表达物理学史对我们学习的要求，应做到以下几点：

1、通过物理学史的学习，激发学生的学习兴趣。

有句话说得好，兴趣是最好的老师。当你带着兴趣去学某样东西的时候，可以达到事半功倍的效果。物理学史记载人类揭开世界奥秘和令人兴奋的探索历程。不论是否喜欢历史，大多数人都是喜欢听故事的，因为孩子最早的认知就是从故事中体味和形成的。以故事的形式讲历史学生更易接受。

2、通过物理学史的学习，培养观察和分析问题能力。

物理学是一门以实验为基础的科学，观察和实验既是研究物理学的基本方法，也是学习物理的基本方法。物理学史中描述许多科学家善于从不被注意的一些平常现象中细心地观察与思考的事例。比如伦琴一生在物理学领域中进行过大量实验研究工作，一次实验中，他偶然发现包有黑纸的底片被曝光，但他从没放弃过着一个细小现象。正是他从这种观察能力、分析能力使他发现X射线从而获得诺贝尔奖。学生在了解物理学史知识的过程中便可认识到注意观察和认真进行实验是学好物理学的关键。因此在今后的学习中要有意识的观察，亲自动手实验，逐步培养勤观察、勤思考的习惯，这种能力的培养在今后的工作中将受益无穷。

3、通过物理学史的学习，培养质疑精神和提出科学问题的能力。

独立思考和独立判断的能力，首先表现在怀疑和批判的精神。科学史上大量实例表明，不囿于传统理论和观念，还迷信权威和书本，是科学创造的思想前提。众所周知，在爱因斯坦之前，洛伦兹和彭加勒已经走到相对论的大门口，只是由于未能摆脱绝对时空观的束缚，才没有最终迈进相对论的门槛。正是由于爱因斯坦抛开了“绝对运动”和“静止以太”的观念，并深刻地审查了“同时性”概念的物理学根据，才创建了狭义相对论，引起了人类时空观的巨大变革。

4、通过学习物理学史，学习物理大师的科学方法和进行科学思维的训练。

物理学研究中建立了许多理想模型，理想过程、理想实验、运用了观察和实验，类比和联想，猜测和试探分析和综合，佯谬和反证方法，科学假设方法等等，物理学史中有大量的生动事例说明科学大师们熟练而巧妙地运用这些方法取得重要成果的过程。利用这些事例，可以对学生进行具体的科学方法的教育。比如讲“自由落体运动”时，介绍伽利略用归谬法驳斥亚里士多德“重的物体比轻的物体落得快”。伽利略指出：“如果从塔上落下来两个同体积的球，其中之一不另一个重一倍，按亚里士多德的理论重的不轻的快一倍。如果将两球绑在一起，重量之和大于重球，下落速度应该比重球快。但如果两球是独立的，他们应该比轻球快，比重球慢。一件事情却出现两种结果，证明理论有误。”爱因斯坦在创立相对论过程中，设法用真实实验来说明，设想了大量的理想实验，理想模型，成为物理学史中的一朵奇葩。

5、通过物理学史的学习，服务于物理知识的掌握。

任何理论的建立都不是某个人突发奇想而出现的。都有其发生、发展、成熟的过程。有的需要一个人一生甚至几代人的努力才能完善一套理论。1687年，牛顿发表了《自然哲学之数学原理》，这部巨著总结了力学的研究成果，标志了经典力学体系初步建立。这是物理学史上第一次大综合，是天文学、数学和力学历史发展的产物，也是牛顿创造性研究的结晶。但是这些成就并不能只归功于牛顿一人，因为在牛顿之前就有很多科学家在这方面做过大量有成就的研究，并取得大量成果，这位牛顿的研究打下了坚实的理论和资料方面的基础。牛顿在一封给胡克的信中写道“如果我看得更远，那是因为站在巨人的肩上。”人们通常认为他指出的巨人是伽利略和开普勒。其实他完成的综合工作是基于从中世纪以来世世代代从事科学研究的前人的累累成果。

6、通过物理学史的学习，培养科学精神。

所有的科学家，都不能脱离他所在社会，他首先是一个社会人，然后他才是一个科学家。科学技术像一把双刃剑，既能通过促进经济和社会发展以造福于人类，同时也可能在一定条件下对人类的生存和发展带来消极后果。

遥想两千三百多年前，亚里士多德提出物理学的概念以来，物理学真是历尽荣辱兴衰，但最终冲破了神学的桎梏。在科学的海边探望的孩子牛顿，奠定了物理学的基础，三百多年来，物理学已发展成为一门以人类进步、社会发展休戚相关的学科。物理学作为一门最基础的自然科学，它的发展动力是深深地植根于人类对真理的非功利追求上，正是这种非功利的追求给人类带来最大的收益。它的发展从来就对人类社会思想、文化发生巨大影响。人类社会进步的一个主要动力便是科学精神，现代科学精神的典范和集中的反映就是现代物理学。以现代物理学为代表的科学精神，是人类进步的一面旗帜，它将高高飘扬在未来的岁月中。而我们要做的就是学习科学家的优良品质，刻苦学习，向科学的高峰勇敢地攀登。

《物理学》是亚里士多德主要著作之一，思想绵密，风格古朴，不逞辞藻。译者为了保存这种特点，采取了直译的原则。于不易明白的地方适当加了一些注释。这样一来，只要细心读去是可以读懂的。

《物理学》是一部二千三百多年前的著作。那个时候古代希腊的哲学虽已经过了二百多年的发展，内容已很丰富，但要写一本像《物理学》这样全面的论着还是有困难的。困难之一在于，那个时候哲学和自然科学（当时是不分的）毕竟还很幼稚，希腊文中还没有足够的现成的哲学术语。因此，亚里士多德不得不在《物理学》中使用了一些不精确的日常生活用语表达复杂的学术概念，

当初作者写作的这种困难今天成了译者翻译的困难了。怎么办？对两种情况我作了不同的处理。

（一）随着哲学、逻辑学、语言学等有关学科的发展，后世出现了相当的术语的，我们对两者的内涵进行了仔细的比较和推敲，凡能证明是一个东西的，我们便用了后世的术语翻译它们了。属于这一类的， ……此处隐藏1401个字……断发现秘密的科学家们比作读这样一本侦探小说的人呢？这个比喻是不确切的，并且以后得放弃它，但是，它多少有些比得恰当的地方，它应当加以扩充和修改，使更适合于识破宇宙秘密的科学企图。

从柯南道尔写出动人的故事以来，几乎在所有的侦探小说里都是这样开始的：侦探首先搜集他所需要的、至少也是他的问题的某一方面所需要的一切事件，这些事件往往是很奇怪的、不连贯的，并且是毫不相关的。可是这个大侦探知道这时不需要再继续侦察了，现在只要用纯粹的思维把所有搜集起来的事件连贯起来。于是他拉拉小提琴，或者躺在安乐椅上抽抽烟，突然间，他灵机一动，这个关系找到了。他现在不仅能解释现有的线索，而且他知道还有其他许多事件一定也已经发生。因为现在他已十分准确地知道在哪里可以找到它，如果他愿意的话，他可以出去收集他的理论的进一步的证明。

如果我们再来说一句老生常谈的话，科学家读自然之书必须由他自己来寻找答案，他不能像某些无耐性的读者在读侦探小说时所常做的那样，翻到书末先去看最后的结局。在这里，他既是读者，又是侦探，他得找寻和解释（哪怕是部分地）各个事件之间的联系。即使是为了得到这个问题部分的解决，科学家也必须搜集漫无秩序地出现的事件，并且用创造性的想象力去理解和把它们连贯起来。

凡是读过侦探小说的人都知道，一个错误的线索，往往把情节弄糊涂了，以至迟迟得不到解决。凭直觉的推理方法是不可靠约，它导致了对运动的虚假观念，这个观念竟然保持了很多世纪。亚里士多德（aristotle）在整个欧洲享有至高无上的威望，可能是使人们长期相信这一个直觉观念的主要原因。”

由此也让我想到，如果在我们的课堂教学中，也能够善于如此，是不是课堂就能够更生动起来呢。

（三）这本书很注意重大事件中不同观点、不同思想之间的争论，与物理学大厦的建立过程中的矛盾与波折。把读者引到了更加广阔的社会、文化背景之中。物理学发展历史，不可能脱离它赖以生存的社会和哺育过它的文化背景。

比如说书中对于伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法：抽象思维、数学推导和科学实验相结合的历史过程进行的详尽的叙述。它这样评论：“伽利略的发现以及所应用的科学的推理方法是人类思想上最伟大的成就之一，而且标志着物理学真正的开端”等等。这些文字在高中物理教科书的阅读材料中也曾见过，而此处再读，倍感亲切。

（四）在物理学发展史中以及重大发现的描述中，他注重质疑和提出问题的重要性，书中写道：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许是一个数学上或实验上的技巧，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度看旧的问题，却需要创造性的能力，而且标志着科学的真正进步。”他创立狭义相对论来源于他从牛顿力学和电磁理论之间找到了一些矛盾，然后从这些矛盾中提出疑问，然后再深入下去找到对物质运动的认识的新的大框架，当时有这个想法的时候，他才16岁，到他26岁的时候，经历了10年的思索研究，1905年的时候提出足以影响科学技术发展进程的狭义相对论，而这个伟大的理论却源于他当时对电动力学的绝对静止观点的置疑。类似地，图灵提出人工智能始于他对“你无法制造出一台替你思考的机器”这一当时的常识的质疑。这也使我想到王淦昌院士，他是提出我国著名的“863”计划的四位中国科学院院士之一，曾于20世纪30年代留学德国。他说：“我从年轻时就敢于对前人的工作提出质疑，特别是那些与实验不符的结果，常在我脑中打个问号。”1934年他在出席一次国际学术会议时，当时有一个叫波特的`人提出他在轰击铍时，发现了伽玛射线，王先生当时就觉得不可能是伽玛射线，因为它没有这么强的能量，没有这么大的穿透力。他跟导师讲，希望重新设计这个实验，证实自己的判断。可惜未得到支持。第二年查得威克发现这个射线是中子，因为中子和质子的质量一样，当时不带电所以就很难被发现。查氏因此而获诺贝尔奖。

中国有句古话：“于不疑处有疑，方是进也。”黑格尔也说过一句话：“在相同的东西里边，你能够找到不同，这才是你的本事。”所以在没有疑问的地方有人提出问题来了，这个就是进步。“真理往往诞生在100个问号之后”也是这个道理。这更使我想到，在我们的教学中，启发学生的思维，鼓励学生学会发现和质疑是多么重要的啊。

（五）书中的科学推理与思考精彩无比。有人说“科学的全部就是对每天的思考加以提炼。”而爱因斯坦的推理就是让我们真正领略到科学的真谛。比如下面的几段文字。

“我们可以继续应用直接的推理方法。思想的出发点仍然是伽利略的惯性定律。我们着实还可以应用这个在解决运动的难题中极有价值的线索从而推出许多结论来。

让我们考察在平滑桌子上朝不同方向运动的两个球。为了想象得清楚些，假定这两个方向是相互垂直的。因为没有任何外力，所以球的运动是绝对均匀的。再假定它们的速率也相等，即这两个球在相同的时间间隔内经过相同的距离。但如果说这两个球具有相同的速度是否正确呢？可以答是，也可以答否！假使两辆汽车的速率计上都表示约64公里每小时（40英里每小时），我们通常便说它们的速率或速度相等，而不管它们是朝哪一个方向开行的。但科学必须创造自己的语言和自己的概念，供它本身使用。科学的概念最初总是日常生活中所用的普通概念，但它们经过发展就完全不同。它们已经变换过了，并失去了普通语言中所带有的含糊性质，从而获得了严格的定义，这样它们就能应用于科学的思维。”

“把概念加以推广是科学上常用的办法。推广的方法不一定只有一种，通常有很多种。但不管是哪一种推广，都必须严格地满足一个要求：假如原来的条件完备时，推广了的概念必须化成原来的概念。

我们可以用目前所讨论的例子很好地来说明这个意义。我们可以首先试着把速度、速度的改变和力等概念推广到沿着曲线运动的情况里去。在科学术语上，当我们讲到曲线的时候，已把直线包括进去了。直线是曲线的一种特殊的、平凡的例子。因此，如果速度、速度的改变和力被引用于曲线运动，那么它们就自发地被引用于直线运动。但是这个结果不应跟以前所得到的结果相互矛盾。如果曲线变成直线，那么所有推广了的概念都必须化成描述直线运动的已熟知的概念。但是要惟一地确定这个推广，这样一个限制是不够的。根据这个限制来推广一个概念，还存在很多种可能性。科学的史实指出，就是最简单的推广也有时成功，有时失败。我们必须首先作一个猜测。在目前这个例子里，很容易猜出正确的推广方法。新的、推广了的概念是非常成功的，它既帮助我们理解抛在空中的石子的运动，还帮助我们理解行星的运动。”

曾有人在网上讨论，什么是哲学？其实我也觉得，物理学与哲学是密不可分的。“哲学是研究一切存在之间抽象的相互关系的学科。”哲学就是在从“为什么”到“是什么”的过程中产生的学问。从前是，现在是，未来仍然是。这一段路，还有好长要走。这大约就是海德格尔称自己为“途中的思想家”的原因。《物理学的进化》全书从头到尾，字里行间，无一处不弥漫着“物理—哲学情绪”。虔诚的读者若跟随作者一道“探险”，即能被书中浓郁的“物理—哲学情绪”所感染；最后终会被完全浸透，完全征服。”这最后一点也是我最喜欢读这本书的原因。