物理思想与方法选章节1.pptVIP

大学物理思想方法选讲 * * 绪 论 §1 物理思想与方法概论 §2 物理学中的逻辑与思维 §3 大学物理中的基本方法 §4 大学物理与数学 §5 关于“大学物理思想方法选讲”课程 §1 物理思想与方法概论 物理学是研究物质的基本结构、基本 运动形式、相互作用和转化规律的学 科。它本身以及它与各个自然学科、 工程技术部门的相互作用创造了今天 的科技进步和人类文明，对当代及未 来高新科技的进步、相关产业的建立 和发展提供着巨大的推动力。?在人类追求真理、探索未知世界的过程中，物理学展 现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对 物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是 人类文明的基石。 一、关于物理思想 物理思想： 在对物质的运动形式、内在规律和物质基本结构等客观存在的研究过程中，物理现象和规律在人的意识中经过思维活动而产生的认识论与思想体系的结果。 §1 物理思想与方法概论 具体内涵: (1)物理理论体系的建立和发展中形成基本思想。 (2)物理学家在探索物质世界规律中形成的思维方式、探索精神以及基本观念。 典型的物理思想有： 观察和实验探究的思想、归纳形成物理概念和物理规律的思想、科学设想与建立物理模型思想、“时空”和“守恒”思想等等。 二、关于物理方法 物理方法： 在研究物理规律过程中形成的一系列科学方法。其基本特征是：将经验（以实验和观察的形式）与思维（以创造性构筑的理论和假说的形式）有机结合，互相促进，推动物理学不断发展。 典型的物理方法有： §1 物理思想与方法概论 物理方法是物理思想的具体表现，是沟通思想、知识和能力的桥梁。运用方法的过程同时也是思维的过程。 观察法、实验法、综合法、归纳法、类比法、分析法、假设法、抽象思维法、逆向思维法、模拟想象法、极限法、特例法、比较法、变量控制法、发散思维法、知识迁移法、数学推演法等。 认识物理学思想是学好物理的前提，因此，我们在学习物理过程中，始终要领会物理学思想，并能逐步转化为自己的思想。在此基础上，掌握科学方法，提高分析和解决物理问题的能力是根本目的。 我们在学习物理课程的同时，不仅要学习物理概念、物理规律，而且要学习研究物理问题的方法，努力汲取物理学的精华。 掌握物理思想和研究方法，对学习好物理具有重大的意义。 §1 物理思想与方法概论 “科学是一种方法。它教导我们：一些事物是怎样被 了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度， 如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如 何思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象”。 ——R.P费曼 “我从不迷信权威，但命运捉弄了我——我自己变 成了权威” ——A.爱因斯坦 希望两位著名物理学家的话，能成为大家学习 物理的座右铭。学习课程除了掌握基本知识外，更 重要的是学习一种科学的思维方法。正如一个古老 的故事所讲的那样，学生从老师那里得到的，应该 是一个点石成金的 法则 ，而不是一堆 金子 。 一、综合归纳 §2 物理学中的逻辑与思维 物理学理论的建立与发展、修正与演变所涉及的具体思维模式及研究方法概括起来可分为以下几大类： 从特殊到一般的逻辑思维方法 将有限的、特殊的个别事实综合起来研究，寻找或抽象出其中的共性与规律性，再推广至普遍情形。 如：天电与地电的统一、从开普勒定律到万有引力定律、物理模型的建立，等等。 二、分析演绎 从一般的物理原理出发，具体分析个别现象，并作出结论或预测。 如：能量守恒定律与预言和发现中微子、康普顿散射实验验证光的粒子性，等等。 从一般到特殊的逻辑思维方法 三、类比 从特殊到特殊的逻辑思维方法 根据未知的物理事实和已知事实间某方面的相似性而推断其它方面的相似性。 如库仑定律与万有引力定律、声波与光波的多普勒效应，等等。 非逻辑的思维方法 在已知材料的基础上，经过思维组合而创造出新的想法或假说。具有逻辑跳跃性，类似于猜想或顿悟。 如法拉第的场线概念、普朗克的能量子假说、玻尔的原子结构模型，等等。 §2 物理学中的逻辑与思维 四、科学想象 所谓科学想象，是指无论新想法有多奇妙或听上去多么合理，都必须接受可重复实验的验证，否则就不能接受。 如：磁荷的假说至今未获证实。 五、自然和谐法则 物理学的普遍指导思想 物理学家认为：自然规律是可以认识和把握的，而且最基本的自然规律应具有统一性、对称性、简单性等优美和谐的属性。 例如：麦克斯韦电磁理论的建立、相对论的基本假设、大统一理论等 爱因斯坦说过： 一切科学的伟