对物理学和物理教学的几点认识

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1、杜祥琬中国工程院中国工程院CHINESEACADEMYofENGINEERING对物理学和物理教学的几点认识一、对物理学的五点认识1、物理学是对物质世界的构成和运动规律进行研究的科学物理学是科学之基，是人类认识世界的基础科学。杜甫：“细推物理须行乐，何须浮名绊此身。”体会：物理不是一切，但一切都离不开物理学。物理学技术工程产业作为各个科学的根基基础科学多种技术为了达成某种目的的一种集成电网例人们的日常生活中，到处可见物理学，少不了物理元素。学好物理学，不管是做不做物理学都非常有益：这里不仅包括物理学的一些具体知识，也包括重要的一些概念。它是对于物质世界的一些基本的理解和

2、认识。能源（否定之否定）原始利用化石能源现代化的工业方式可再生能源物理学发展开放的头脑批判的态度怀疑的精神“对自己的结论要留有被质疑的余地。”美国物理学家理查德·费曼体会：学好物理学，容易适应各种工作。因为它既是基础性的科学知识，又是理解各种问题的一种比较科学的方法，一种思维方式、一种思维的习惯，这对我们的成长，培养创新型人才都是很基础的一点。3、物理学既老又新，是不断发展的科学物理学确实很老，因为从科学一开始，大家就开始研究物理学，然后才是其他的科学。但是它又非常的新，不断有新的内容注入进来，是一个不断发展的科学。正是因为有人类“无尽的追问”物理学永无止境未知多于已知

3、公元前13世纪时，中国以甲骨文记录的世界最早的超新星爆发事件。“基本”粒子反粒子夸克世界上到底什么“最小”？世界上“最大”的是什么？宇宙、空间有边界吗？时间为什么不会倒流？为什么时间不对称？反物质离我们有多远？更多的未知:暗物质、暗能量、宇宙起源…人类目前还不理解暗能量和暗物质的本质宇宙的组成重元素0.03%中微子0.3%星系物质0.5%自由氢和氦3.17%暗物质23%暗能量73%物理学跟其他学科发生交叉，创造了许多新的科学前沿。生理物理学：DNA双螺旋结构的发现发现DNA双螺旋结构的四位科学家：一位是生物学家（美，Watson）两位是物理学家（英，Crick英，Wil

4、kins）一位是化学家（女，Franklin）地球物理学：关于气候变化的争议2100年，气温上升：6℃or0.6℃宏观和微观交叉：日内瓦的大型强子对撞机（ＬＨＣ）地球外有生命吗？有第二个地球吗？左图：欧洲南方天文台计划建造透镜直径42米的世界最大天文望远镜，可用来探测地球外的生命信息。人类到外星上生活？火星极端物理学：极高的温度或者极低的温度极高的场强极高的压力极快的过程，如微秒、飞秒……量子密匙和量子密码量子纠缠、量子态研究太赫兹技术太赫兹波透视成像恩格斯说过：我们差不多还处在人类历史的开端，将来会纠正我们错误的后代大概比我们纠正其错误的前代要多得多。费曼：“作为一名

5、科学家我感到一种责任，我认识到，承认我们无知的思想所具有的的巨大价值。”承认我们无知是一种思想，这种思想是一种巨大价值，正是因为有这样一种观念，使得科学和人类社会的进步成为可能。科学家有这样的认识是非常科学的。4、物理学是实验科学，但它又是理论与实验紧密结合的科学物理学实验物理实验是基础、检验物理学进展真伪的标准理论物理把认识上升到理性、规律计算物理理论模拟手段、计算机的实验手段物理学是一个求实、求是的科学，是一个老老实实的科学；“三老四严”要遵守实验、实践的检验，这是科学的实证性，要经过实践的证实。邓稼先追求真理、造福人类以物理学为代表的科学精神、科学价值：实证精神理

6、性精神科学的规范有利于社会而不能有害社会凡事要经过实践的检验我们要培养创新型人才，必须得先守住一个底线。我们要教会学生，要想创新：底线是不要违背这些科学的基本精神和科学的基本规范。不要去搞那些学术不端，那就谈不上任何创新了。5、物理学是支撑国家和人类社会可持续发展的强有力的应用科学体会：在应用当中，这个基础学科十分重要。物理学是支撑国家和人类社会可持续发展以及科学发展的强有力的应用科学。除了认识世界的很多未知之外，要让同学们理解物理学的现实价值。地球上的人类活动：增长有极限吗？环境有容量吗？能源可支撑持续发展吗？能源—广义太阳能太阳能热利用还比较好：热水器太阳能电

7、池（原创性的竞赛）物理学技术与材料、产业效益结合，创新新兴产业各国处在差不多相同的起跑线上竞争，谁有了原始创新，就能引领21世纪的能源产业。能源—核能：比较长远的可持续发展能源秦山核电站全景我国核能三部曲以压水堆为基本堆型的热中子堆核电站（铀235裂变）以快堆为代表的快中子堆核电站（可利用铀238）受控热核聚变电站实验堆受控核聚变研究的发展分为3步走完这3步约需50年（保守100年）演示堆商用堆ITER装置示意图气候变化首先是物理学问题国防—武器装备武器不断的发展，导致了战争观念的一些变化，甚至出现了非常规战争。基础物理学跟应用物理学之间