论物理学的思想方法

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1、论物理学的思想方法郭伟贵（浙江理工大学应用物理学专业2011级2班，学号：2011326690211）摘要：本文主要是对物理学的各主要领域的一些有意思的思想难关或是重要突破，和物理研究过程中经常用到的各种研究方法的意义作一个小型的讨论。从这样的一次论文学习中，了解历史上物理学家所遇到的一些指导性的理论难关，退究其之所以成为难关的原因所在，得出如下结论：物理研究在历史发展变化的过程中，总会遇到一些难以解决的新问题。这些新问题有很大一部分并不是问题本身很难，而是由于这些问题中有许多是与人们的直觉或是已有的权威不一致的。正是人们难以排除直觉或是权威的干扰，才

2、使得这些问题成为真正滞迟物理学进步的原因。关键词：物理学思想，物理学方法，直观，因果观，引言：什么是方法方法，就是为了解决某一种具体的问题，在实践和理论层面所采取的一般思维方式和操作方法的总和。方法与理论的关系理论是过去研究过程所产生的成果，是一种对已知事物的认识；而方法则是对未来事物的一种研究手段，所涉及的是未知事物的领域。一旦一种理论被证实了，那么它便可以在一定的知识领域内作为一种重要的出发点和条件，这实际上也起到了方法的作用。什么是物理科学方法所谓的物理科学方法，就是研究和描述物理现象，进行物理实验，总结和检验物理规律所应用的各种手段和操作。它要

3、求在严格的科学条件之下，进行严密的科学观察，逻辑推理，从而由表及里，层层深入，找到事物本质以及它与外部环境的相互联系与作用，形成规律性的知识。问题的提出在人类物理学的发展中，难免会遇到一系列的物理难关。除去外在的因素，如科学被神学利用，科学进入漫漫长夜以外，物理学本身是否有其内在的难以解决的问题的存在？这些问题的产生的原因究竟是什么？有没有办法家少甚至避免这些问题的产生？物理学家们对于这些问题回答的好坏，影响着今后物理学发展道路的坎坷与否。1物理学各领域的主要思想1.1力学古希腊的提问7面对千姿百态的世界，早从我们的祖先开始，就已经不断地在探索力学的奥

4、秘。古希腊人提出了这样的问题：物体究竟为什么运动？它又遵循这怎样的规律？亚里士多德通过对周围事物的认真观察，把物体的各种与动分成了“自然运动”和“强迫运动”。所谓“自然运动”就是物体能够自己维持自己的运动，例如，石块在空中下落，水往低处流，火苗向上跳动等等。除“自然运动”以外的物体的运动都是“强迫运动”。亚里士多德的观点与人们的直观感受很相符，所以和容易被人们所接受。因果观因果观认为，这要找到引起任何事物运动的因就必然可以由此而推知它未来的运动情况，而且任何事物的运动的“结果”都是有“原因”的。荷兰哲学家斯宾诺莎提出，“如果有确定的原因，那么就会有确定

5、的结果相随；反之，如果没有确定的原因，则绝无结果相随。”与因果观相对立的是“偶然性”。很显然，因果观正是反对这种偶然性的存在。这对后人的认识有着极其深远的影响。牛顿三定律的公理性在牛顿的《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿三大定律是以公理的形式给出的，也就是说，这三大定律是不可证明的。那么为什么人们愿意相信牛顿的理论呢？物理学的成功不仅需要严谨的逻辑，更需要多次反复的实验和观察的肯定才能被世人所公认。而牛顿的三大定律正式这样的一个例子。我们相信牛顿的理论是因为这些定律给出的预言与测量结果是相符的，它能与事实较好地相符，。所以，即使无法证明它逻辑上的正确，

6、但是我们仍然可以认为它是正确的科学理论。从质点到刚体质点是指由质量，没有质量的一个“点”；而刚体由质量，也有形状和大小，是一个“体”。质点模型是物理学中为了分析物体运动而引进的一个理想化模型，是对实物的一种近似，给物理研究带来了可行性。然而，对于较为复杂的事物的分析，如门的开和关，显然没办法进行研究。刚体模型的引入解决了这一难题，也使得研究对象更加接近于实际物体。1．2热学系统论与概率论与力学相比，热学具有与其不同的知识体系和研究方法，渗透了许多全新的物理思维。所以，理解渗透在热学始终的系统论和概率论思想尤为重要。由于分子的无规则运动，这一思想与因果观

7、有着很大的不同，是物理研究方法的一次很大的突破。热力学的平衡态一个孤立的热力学系统，不管原来处于什么状态，经过一段之后，总会趋向于一个不随时间改变的宏观态，这个宏观太就是平衡态与力学的平衡态不同，热力学的平衡态“静中有动”，在微观角度上看，系统内的大量分子和原子还在不停地运动着，并不处于力学平衡状态。这种平衡态是动与静的辩证统一3。温度的定义7在热学建立的初期并没有给出温度与热量的区别，一度认为热量在热交换中存在某种守恒，这就是“热质说”对温度的定义。后来由戴维德冰块摩擦实验否定了热质说，人们才“热量”和“温度”这两个物理量区分开来，重建了热学的理论。

8、热力学第一定律热力学第一定律是对能量守恒及其转化定律认识的一种深化。改变热力学状态的方式有两种