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1、物理学与社会发展科学进步的关系【摘要】：对 于 物 理 和 人 类 发 展 ， 可 以 清 楚 认 识 到 科 技 是 人 类 文 明 进 步的 根 本 动 力 。 物 理 学 与 人 类 文 明 相 辅 相 成 ， 相 互 缠 绕 ， 互 相 交 织 ， 物 理 学是 由 亚 里 士 多 德 首 先 提 出 的 。【关键词】物理学；人类社会发展；科学进步；物理学是一门以实验为基础的自然科学，它是发展最成熟、高度定量化的精密科学，又是具有方法论性质、被人们公认为最重要的基础科学。物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识，有力地促进了人类文明的进步。正如国际纯粹物理和应用物理联合会第 2
2、3 届代表大会的决议物理学对社会的重要性指出的，物理学是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键性的作用：探索自然，驱动技术，改善生活以及培养人才。用较为严谨的语言来说，物理学是研究物质存在的基本形式、本质和运动规律，及物体之间的相互作用和转化的规律的科学。它崇尚理性、重视逻辑推理。可以说物理学是关于“万物之理的”科学。我们学习物理呢？就要注重一个“理”字。经过三百多年的发展，物理学不仅作为一门独立的科学，有完事的科学体系，而且物理学的基本理论、基本的实验方法和精密测试技术，已经越来越广泛地应用于其他学科，极大地推动了科学技术的创新和革命，极大地促进了社会的发展和人类文明的进步。在自然科学群体
3、中，物理学处于基础和领导地位。进入 21 世纪的今天，物理学仍是一门充满生机和活力的学科，它的创造性进展仍日新月异，遇到的挑战也愈来愈大。同时，21 世纪科学技术的发展将在极大程度上依赖于物理学的发展，物理学仍将在科学技术的发展中占主导地位，物理学对当代以及未来高新技术的发展也将会提供更大的推动力。这一观点会招致来自其它学科的争议。对于数学，首先，数学本身不能回答其自身的数学形式逻辑体系的客观真实性问题，数学形式体系的客观真实性要靠物理学去认证；其次，数学的发展有两个动力，即数学内部逻辑发展的动力和外部的物理学等学科的需要与直观的动力。正是这种外部物理学的需要与直观的动力，使 Witten 和
4、 Donaldson 发展了现代数学，并因此获得了菲尔兹奖；而量子论则导致非对易几何学的出现，超弦理论则导致新的数学观点的产生。然而，数学是伟大的，她像语言一样，是人类进行交流和表达思维的工具，对于现代科学技术，她更是不可或缺的工具。对于化学，量子力学和统计热力学是表述化学定律的基础，现代化学则在理论上离不开量子力学，在实验上离不开现代物理学测量技术。对于生物学，量子力学和量子统计是在分子层次上认识生命现象的基础，生物物理学使生物学更定量、更精确。下面的是物理学发展的历程： 11、文明从野蛮中诞生，阿基米德，初建物理2、牛顿于 1687 年出版了自然哲学的数学原理一书3、18 世纪中叶， 在热
5、学发展的基础上发明并改进了蒸汽机4、1800 年伏打发明了世界上第一个发电器伏打电堆，开创了电学发展的新时代5、 20 世纪初相对论和量子力学的建立，诞生了近代物理6、20 世纪 60 年代，激光器诞生7、 20 世纪 80 年代高温超导体的研究取得了重大突破，为超导体的实际应用开辟了道路8、 20 世纪 90 年代发展起来的纳米技术，使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团， 使其具有人们希望的特性9、生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸（DNA）是存在于细胞核中的一种重要物质， 它是储存和传递生命信息的物质基础科学的本质在于探索，科学的生命在于创新，创新是一个民族的灵魂，
6、现代学校教育，必须重视培养学生的创新意识的创新能力。爱因斯坦在论教育中说：“发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把获得专业知识放在首位” 2，这一小段说出了教学中的方法，但我从这种方法中解出的是一种具有创新性素质的人才，是科学技术的第一生产力，物理学可以有一种带领出科学培养出创新性素质人才，从而引领人类文明的每一个进步。对于人类发展：可以追溯到生命的起源：46 亿年前，刚刚形成的地球是一个没有生命的世界。那时，天空中赤日炎炎，电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横溢。从火山中喷出的甲烷、氨、氢、水蒸气等气体包围在地球表面，形成了原始大气层。原始大气与现在的大气成分完全不同，没
7、有氧，也没有臭氧层，太阳的紫外线直射到地面上。在紫外线、宇宙射线、闪电、高温等巨大的自然条件长期作用下，原始大气中的各种成分不断发生合成或分解反应，形成了多种简单的有机物，这就为原始生命的产生创造了物质条件。其实这也是通过物理上的反应引起了生命起源。人类社会经历了五千多年的农业文明时代，又经历了三多年的工业文明时代再到生态文明，而人类的文明史，开始于文字的发明，在时间上最早不过七八千年，这几千年只占人类史的百分之一而已。人类文化的发展，从人文地理学的研究方面讲，可有以下三种共识。第一，人类文化的发展，不是突然的，而是人类在生存竞争中学到许多经验，逐渐积累而流传下来的。换句话说，有史时代的许多文
8、化，都渊源于史前时代的人类活动；第二，各种人类的文化，因为环境的变迁，时代的更换，进退不一；三，人类有共同进取的合作力量，可是也有互相残杀的卑劣天性 3。科 技 是 人 类 文 明 进 步 的 根 本 动 力 ：物理学的目的在于发现自然界的结构和作用，并且尽可能地把它们归结为一些普遍的法则和一般的定律用观察和实验来建立这些法则，好比如牛顿对力学的研究成果集中体现在他的科学巨著自然哲学的数学原理 以下简称原理中，这本书是科学史上极为重要的伟大著作。牛顿在原理书中, 提出了力学的三大定律和万有引力定律, 对宏观物体的运动给出了精确的描述, 总结了他自己的物理发现和哲学观点。其伟大成就造就了科学的革
9、命，它不仅标志了十六、十七世纪科学革命的顶点, 也是人类文明进步的划时代标志。物理学的发展引发了一次又一次的产业革命，推动着社会和人类文明的发展。可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连。一、物理学与第一次技术革命物理学的贡献：世纪从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命，是以蒸汽机被广泛使用为标志的。它开创了以机器代替手工工具的时代，这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革，这次工业革命是牛顿力学与生产技术的结合，在研究提高蒸汽机效率的基础上才创立了热力学的理论，热力学的理论又促进了热机的发展。对社会的影响：从生产技术方面来说，工业革命使工厂制代替了手工工场，机器代替了
10、手工劳动；从社会关系方面来说，工业革命使依附于落后生产方式的自耕农阶级消失了，使工业资产阶级和工业无产阶级形成和壮大起来 4 。18 世纪中叶，在热学发展的基础上发明并改进了蒸汽机。蒸汽机的广泛使用，促成了手工业向机械化的大生产的转变，并使陆上和海上的大规模的长途运输成为可能。大大推动了社会的发展。古人云：一日千里。火车、飞机的使用使每一个地球人实现了“一日千里”甚至日行万里的梦想。蒸汽机的使用是第一次产业革命。二、物理学与第二次技术革命物理学的贡献，丹麦物理学家奥斯特在一次讲座快结束时，发现电流接通时附近的小磁针转动了一下，这一现象被人们称做电流的磁效应；1840 年，法拉弟发现了电磁感应现
11、象，并逐渐形成了完整的电磁场理论。对社会的影响，世纪前期创立的电磁学解决了机械能与电能转化的问题。电磁感应现象的发现，使发电机和电动机的制造成为可能，为人类找到了一种新能源，打开了电力时代的大门 5 。在此基础上发展起来的电力工业，使人类进入电气化的时代，给人类的生产和生活带来翻天覆地的变化。大家想想现在使用的电灯、电话、电视、微机等一切的电力设施就能体会了。这是第二次产业革命。三、物理学与第三次技术革命晶体管与计算机，晶体管的发明促进了集成电路的发展，使计算机业飞速发展在更多领域得到广泛应用，然而也带来了新能源的应用。 620世纪70年代，微观物理方面取得重大突破，开创了微电子工业，使世界开
12、始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命。可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步。物理学让昨天的梦想变成今天的现实。大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自 20 世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景，这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出：没有物理修养的民族是愚蠢的民族！参考文献：1 张丹 物理学与人类社会文明 沈阳理工大学 2009 年第 23 期2 杨淑凤，张元元 物理学与人类文明进步 成人教育M 黑龙江省教育学院 2010/63刘建政 物理学史在物理教学中的运用 安徽师范大学物理与电子信息学院 2005/65 杨淑凤，张元元 物理学与人类文明进步 成人教育M 黑龙江省教育学
