《簡(jiǎn)論物理學(xué)的思想》通過(guò)簡(jiǎn)論時(shí)間和空間的演化、試論波粒二象性、光本性認(rèn)識(shí)的回顧、談?wù)劶m纏態(tài)、概念在物理理論中的地位和作用、實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)中的作用、論物理理論的完備性等10個(gè)專(zhuān)題,比較詳細(xì)地討論了人類(lèi)關(guān)于自然界的一般思想如何轉(zhuǎn)化成物理學(xué)思想,物理學(xué)思想與哲學(xué)、數(shù)學(xué)及其他自然科學(xué)的思想之間的關(guān)系,表明了正是物理學(xué)思想的發(fā)展才推動(dòng)著物理學(xué)理論不斷發(fā)展,通過(guò)不斷發(fā)展著的物理學(xué)理論才不斷深化了我們對(duì)物理世界的認(rèn)識(shí),也為我們改造客觀世界提供了強(qiáng)有力的理論武器。物理學(xué)的思想才是物理學(xué)的靈魂。
《簡(jiǎn)論物理學(xué)的思想》可供高等學(xué)校物理學(xué)專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)在物理學(xué)史的基礎(chǔ)上增設(shè)有關(guān)物理學(xué)的思想或物理學(xué)的思想史類(lèi)的課程時(shí)作為教材或參考書(shū)使用,也可供對(duì)物理學(xué)的思想感興趣的讀者參考。
一、簡(jiǎn)論時(shí)間和空間的演化
二、試論波粒二象性
三、光本性認(rèn)識(shí)的回顧
四、談?wù)劶m纏態(tài)
五、概念在物理理論中的地位和作用
六、實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)中的作用
七、論物理理論的完備性
八、物理理論是怎樣產(chǎn)生的
九、物理實(shí)在的演化
十、物質(zhì)概念的演化
《簡(jiǎn)論物理學(xué)的思想》:
綜上所述,經(jīng)典物理學(xué)的波動(dòng)性和粒子性與微觀粒子的波粒二象性在本質(zhì)上是完全不同的,波動(dòng)性和粒子性盡管從表面上來(lái)看是相同的物理概念,實(shí)質(zhì)上波動(dòng)性和粒子性這兩個(gè)物理概念在宏觀物理學(xué)和微觀物理學(xué)這兩個(gè)完全不同的研究領(lǐng)域是完全不同的。從方法論的角度來(lái)看是比較容易理解的。我們對(duì)物理世界的研究必須采取一定的科學(xué)方法,只有方法適當(dāng),我們才能有效地探索物理世界。在現(xiàn)代物理學(xué)建立以前,經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)建立了相當(dāng)完整的理論體系,而且對(duì)宏觀物理世界的現(xiàn)象能夠進(jìn)行精確的描述。因此在經(jīng)典物理學(xué)建立的過(guò)程中所創(chuàng)造的方法和各種對(duì)物理世界的描述方法已被科學(xué)實(shí)踐證明是行之有效的和成功的。因此,20世紀(jì)初,當(dāng)人類(lèi)的科學(xué)實(shí)踐深入到微觀領(lǐng)域時(shí),必須借助一定的科學(xué)方法才能對(duì)微觀世界進(jìn)行有效的研究和探索。微觀世界作為一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域,無(wú)現(xiàn)成的科學(xué)方法,自然對(duì)物理學(xué)家而言借助經(jīng)典物理學(xué)的方法和各種描述方法進(jìn)行嘗試性的研究是極為方便的。其中,最典型的例子就是玻爾的舊量子論,借用了經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的描述方法及與量子條件相結(jié)合的方法。正是在這樣的一種歷史背景下,在微觀領(lǐng)域才引入了波動(dòng)性和粒子性這兩個(gè)經(jīng)典概念來(lái)描述微觀物理現(xiàn)象。以后大量的科學(xué)研究才表明微觀物理世界的粒子性和波動(dòng)性與宏觀物理世界的粒子性和波動(dòng)性在本質(zhì)上是完全不同的。由此可知,對(duì)科學(xué)方法論的研究對(duì)促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步有重大的理論意義和實(shí)踐意義。但科學(xué)方法論也不是一種僵死的理論。從辯證唯物主義的立場(chǎng)來(lái)看,科學(xué)方法不僅不是僵死的,而且還會(huì)隨著科學(xué)實(shí)踐的進(jìn)一步深入和發(fā)展而創(chuàng)立新的科學(xué)方法論。從以上對(duì)宏觀物理研究到微觀物理研究的分析表明且證實(shí)了庫(kù)恩關(guān)于“科學(xué)名詞的意義會(huì)隨著理論體系的改變而改變”的觀點(diǎn),即科學(xué)名詞只有在一定的理論體系中才具有確切的意義,反駁了邏輯經(jīng)驗(yàn)主義者的“科學(xué)名詞的意義始終不變”的準(zhǔn)則。這也說(shuō)明了隨著科學(xué)實(shí)踐的發(fā)展和深入,各種科學(xué)名詞的意義及觀念都會(huì)隨著實(shí)踐的深入而變化,也就是說(shuō),在科學(xué)中沒(méi)有一成不變的理論和神圣不可侵犯的理論。
反映微觀世界規(guī)律的整個(gè)量子力學(xué)是建立在微觀粒子具有波粒二象性這一概念基礎(chǔ)上的,而且微觀粒子的波粒二象性也是與微觀粒子的各種物理量的量子化有著深刻的聯(lián)系。假若忽略了普朗克常數(shù)h,則微觀粒子的波粒二象性和各種物理量的量子化也隨之消失而成為一種具有經(jīng)典意義的連續(xù)物理量。由波粒二象性假說(shuō)推出的測(cè)不準(zhǔn)原理作為微觀物理世界的一條基本原理,一開(kāi)始就引起了激烈的爭(zhēng)論。這場(chǎng)爭(zhēng)論是在以著名的物理學(xué)家玻爾和愛(ài)因斯坦作為代表的兩大陣營(yíng)之間進(jìn)行的,主要圍繞著波函數(shù)的概率解釋、測(cè)不準(zhǔn)原理和互補(bǔ)原理展開(kāi),愛(ài)因斯坦想通過(guò)他提出的一些思想實(shí)驗(yàn)來(lái)否認(rèn)測(cè)不準(zhǔn)原理繼而否認(rèn)波粒二象性的假說(shuō)及統(tǒng)計(jì)決定論,然而愛(ài)因斯坦失敗了。現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)充分地表明了測(cè)不準(zhǔn)原理和波粒二象性的假說(shuō)從本質(zhì)上反映了微觀客體的實(shí)質(zhì)和規(guī)律,它們的真理性已為許多的科學(xué)實(shí)踐所證明。宏觀物理學(xué)理論中的粒子性和波動(dòng)性與微觀物理學(xué)理論中的波粒二象性在不同的層次上反映和揭示了客觀世界的物理規(guī)律,二者都是正確的,都是對(duì)客觀世界本質(zhì)的真實(shí)反映。但二者卻適用于不同層次的研究領(lǐng)域。這也說(shuō)明了客觀世界是有規(guī)律的,是可以認(rèn)識(shí)的,但是反映客觀世界的規(guī)律在層次上和對(duì)客觀世界所反映的深度上是有差異的。正是由于對(duì)微觀世界的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)才使人們清楚地了解了經(jīng)典物理學(xué)理論的適用范圍和特定的研究領(lǐng)域。
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