前进中的物理学与人类文明论文

前进中的物理学与人类文明论文电子信息与光学工程学院电子科学与技术郝源 1310316 七千多年前,人类文明宣告诞生,自此,物理学便伴随着人类文明,共同前进……物理学是六大基础学科（天文、地理、生物、数学、物理、化学）之一，是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，简称物理。

物理学是一门以实验为基础的科学，它的许多知识都是来源于生活的。

物理学的目标非常的明确，那就是通过物理的学习，通过生活中的物理现象来发现物理规律，并最终应用于生活。

也就是说，物理的根本目的就是解释生活中的现象，同时可以用自己已有的物理学知识去预测这些现象。

物理学的历史源远流长。

在过去两千年里，物理学与化学、天文学都曾归属于物理学。

直到十七世纪科学革命之后，物理学才成为一门独立的实证科学。

物理学与很多其它领域有相当的交集，从而发展出不少跨领域学科，如生物物理学、量子化学等等。

物理学的疆界并不是固定不变的，物理学里的创始突破时常可以用来解释这些跨领域学科的基础原理，有时还会开启崭新的跨领域研究。

从古至今，物理学的突破式进步，往往会大幅度地推进人类文明的进步。

在人类文明漫长的岁月中，这种古老而又生机勃勃的学科为我们造就了一个又一个光辉的里程碑。

从步行，到火车，乃至如今的磁悬浮列车；从烽火台，到电报、电话，乃至如今的网络世界；从往日的巨无霸晶体管计算机到电子管计算机，乃至今天的超大规模集成电路计算机。

而在当今时代，物理学前沿领域的重大成就又在引领着人类文明进入一片新天地。

物理学对科学技术和生产力的发展起着最直接的推动作用，这一点，我们可以从几次工业革命中看出端倪。

牛顿力学( Newton's Mechanics )是以牛顿运动定律为基础，在17世纪以后发展起来的。

直接以牛顿运动定律为出发点来研究质点系统的运动，就是牛顿力学。

牛顿试图使用惯性与力的概念描述所有物体的运动，所以他找寻出它们服从确定的守恒定律。

在1687年，牛顿接着出版了他的自然哲学的数学原理论文。

在这里牛顿开创了三个运动定律，到了今日还是描述力的方式。

牛顿力学宣告成熟，随即，以牛顿力学为理论基础的第一次工业革命轰轰烈烈地开始了。

第一次工业革命给人类带来了深远影响，这种影响渗透到了社会的各个方面。

它开创了以机器代替手工劳动的时代。

这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革。

这场革命是以工作机的诞生开始的，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。

从生产技术方面来说，工业革命使工厂制代替了手工工场，用机器代替了手工劳动；从社会关系来说，工业革命使依附于落后生产方式的自耕农阶级消失了，工业资产阶级和工业无产阶级形成和壮大起来。

从国际关系方面来说，推行工业革命的新兴资本主义国家，例如，英国、法国等，成了世界上最强大的国家，而以中国为代表的封建主义农业国逐渐衰落。

第一次工业革命尚未完全普及，第二次工业革命就已经冉冉升起。

麦克斯韦电磁理论的发现和建立，使人类进入了电气化时代。

第二次工业革命发生在十九世纪下半叶，它以电磁理论的建立和发展，电气技术开发和应用为基础，极大的促进了社会生产力的发展，对社会的影响也远远超过了第一次工业革命。

①在经济上：生产力方面，迅猛提高，促进了资本主义经济的迅速发展；生产关系方面，垄断与垄断组织形成，促使主要资本主义国家进入帝国主义阶段；经济结构方面，重工业有长足发展，逐步占据主导地位；工业布局方面，形成了西欧和北美两大工业地带；世界经济格局方面，资本主义世界市场最终形成；能源结构方面，人、畜、风、水、煤等逐步转换为了电和石油。

②在政治上：在政治制度方面，形成比较健全的以代议制民主、政党政治和公民自由为特征资本主义政治模式；在社会主义运动方面，促进了工人运动和社会主义运动的新发展和列宁主义诞生；在对外政策方面，列强加紧对外侵略扩张，瓜分世界，殖民体系最终形成；侵略方式发生了变化（商品输出为主——资本输出为主）；在民主民族运动方面：促进了新型的民族解放运动的发展；国际关系（世界政治格局）方面，资本主义世界体系最终形成。

③思想文化上：垄断主义产生并不断壮大；思想观念，竞争意识和参与意识增强。

④生活方式上：改善日常生活，尤其在衣和行方面，思想观念；生活质量文化水平提高，城乡差距逐步缩小。

虽然第二次工业革命造成了不小的环境问题，致使环境条件日益恶化，并间接上造成了第一次世界大战的爆发，但从另一个角度说，环境破坏极大地增强了人的环保意识，战争也间接地促进了科技的进步。

不过，你要说我强词夺理，我也不能反驳，但你也不能否认，第二次工业革命的积极意义远大于其消极影响。

上世纪40年代，第三次科技革命开始崛起，并延续至今。

电子和信息技术也有着深厚的物理基础。

信息革命以计算机问世为标志，直到现在仍方兴未艾。

从1904年发明二极管，到1946年世界第一台计算机研制成功为止，属于信息技术史上的“电子管时期”。

从1947年发明半导体晶体管开始，进入了“晶体管时期”。

此后，集成电路的发明，打破了电路与元件分离的传统观念，使电子设备微型化。

经过大规模集成电路的阶段后，超大规模集成电路又在迅猛发展。

第三次科技革命的影响体现在多方面：对经济发展的影响：一是它引起生产力各要素的变革，使劳动生产率有了显著提高；二是使整个经济结构发生了重大变化，不仅加强了产业结构非物质化和生产过程智能化的趋势，而且引起了各国经济布局和世界经济结构的变化；此外，第三次科技革命以其丰富的内容使管理发展为一本正经的科学，并实现了现代化。

[5]第三次科技革命推动资本主义由一般垄断向国家垄断过渡。

它提高了世界生产力水平，加速了战后世界经济的恢复和发展；促进了国际贸易的发展、世界货币金融关系的变化和生产要素的国际流动；推动了跨国公司和国际经济一体化的发展，并引起了世界经济结构和经济战略的变化。

它一方面加剧了资本主义各国发展的不平衡，使资本主义各国的国际地位发生了新变化；另一方面使社会主义国家在与西方资本主义国家抗衡的斗争中具有强大的动力。

同时，第三次科技革命扩大了世界范围的贫富差距，促进了世界范围内社会生产关系的变化。

功勋卓著的第三次科技革命，不仅把现代科学技术的发展推向了一个新阶段，而且使西方一批发达国家在20世纪50至60年代先后实现了高度工业化，走完了工业社会的最后历程。

第三次科技革命使人类由工业社会进入信息社会。

20世纪晚期计算机技术的迅猛发展和软件产业的兴起，是知识经济开始形成的标志；进一步扩大了国家之间的经济差距，国际经济格局得到调整。

许多国家把发展科学技术，作为增强综合国力和提高民族竞争力的重要战略决策；随着科技的进步，大批新型产业兴起，人类的衣、食、住、行、用等日常生活得到改善。

物理学对人类文明的贡献并不仅仅局限于这三次工业革命以及其他的一些直接影响。

其实，物理学转化的能力很强，是许多学科研究的基础。

由于物理学古老、成熟，并且不断开拓新局面，不断向各方面延伸，所以它跟许多学科之间都有着非常密切的关系。

物理学向其他学科的渗透，是引领、推动各门自然科学向其他方面开拓新局面的动力。

物理学引领和推动着广义的物理科学、生命科学、信息科学、材料科学、地球科学、思维科学、哲学等多项学科。

这些学科或是以物理学为基础，或者与物理学又千丝万缕的联系。

这些学科对人类的影响也同样是空前的。

物质与精神是相辅相成的。

生命的两大要素是物质与精神，离开物质生命就无法生存，而离开精神，生命的价值也便丧失。

同样，物理学也是如此。

在其本身以及其延伸学科在物质层面上为人类作出贡献的同时，物理学思想也在潜移默化的改变着我们的世界。

何谓物理学思想？物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中并经过人的大脑思维活动而产生的结果。

这种思维活动是人的一种精神活动，是从社会实践中产生的。

其内涵包括了物理科学本身的发展建立、物理学家的探索精神和研究方法以及我们学习物理的思想过程。

“物理”即事物的内在规律。

它的运动形式、物质结构等物理变化必定服从某种特定的规律。

我们只有认识和掌握物理规律，才能更好的认识自然、改造自然、创造美好社会、为人类服务。

其次，认识物理学思想，是学习物理学家对物理科学的热爱和努力追求科学的严谨态度；学习他们不怕失败敢于胜利的精神；学习他们不畏艰辛勇于拼搏的工作作风；学习他们善于假设、实验、发现、创新的辨证思想；学习他们对物理的认识有着独创见解、并能自成体系的勇气和胆略；学习他们研究物理在表象、概念的基础上能进行抽象、模拟、分析、综合、判断、推理、总结等认识活动过程的思维方法。

从物理中，我们能学到什么呢？举例而言：牛顿认为物体的运动速度的变化加速度ａ，与所受外力Ｆ成正比，与物体的质量ｍ成反比：Ｆ＝ｍａ，这就是著名的牛顿第二运动定律。

但是，什么是质量呢？牛顿说质量等于外力除以加速度：ｍ＝Ｆ／ａ。

也许有人会说：难道这不是循环论证吗，难道牛顿说出了有价值的东西吗？牛顿确实说出了非常重要的东西。

要真正回答“什么是质量”，就是要回答“质量的本质是什么”。

这是一个非常深奥的问题。

牛顿回避了纠缠于这样一个非常困难的问题，以一种操作式的定义对质量进行了说明。

取一个标准物体作为标定物体质量的标准单位；如果某物体的重力与这个标准物体的重力相同，则这个物体的质量与标准物体的质量相等；如果两个质量相等的物体引起的总重力与标准物体的重力相同，则它们的质量分别等于标准物体质量的１／２；依此类推，可以标定任意物体的质量相对于此标准物体质量的相对大小。

简单地说就是：ｍ＝Ｆ／ａ。

以上对于质量的说明虽然没有解释“什么是质量”，但是它提供了一个可操作的、关于如何标定质量的相对大小的办法。

它虽然不能解释质量的本质，但是足以帮助我们研究物体质量引起的现象，足以帮助我们把对物体的运动现象的研究建立在牢固的根基之上。

那么，物理学的成功之处对我们的人生有怎样的启迪呢？首先，我们应该试图去找到可以解决的问题，而不是纠缠于某些大问题，陷于对大问题的空想之中而不能自拔。

杨振宁先生常说：要做简单的东西。

他大致就是这个意思。

有些人总想要解决大问题，甚至解决所有问题，却不仔细想想这些问题是否可能得到快速解决，是否有一劳永逸的解决办法。

物理学的历史告诉我们：承认某些问题可能是目前无法解决的，对我们并无坏处；谦逊不仅是美德，它也能帮助我们走上求真之路。

其次，我们应该力图使自己的认知建立在牢固的基础之上。

在我们身边有许多优美的观念、伟大的学说和深奥的理论，但它们中有多少是可靠的呢？人们应该学会分辨自己的认知世界中哪些知识和观念是可靠的。

物理学家强调研究简单问题的目的就在于：只有研究较简单的问题，我们才能够比较容易解决问题，并确立关于这些问题的牢固可靠的知识；在此基础之上，又能够进一步提出和解决更加本质的问题，逐步深入对本质问题的认识；只有这样，我们才能一步步使我们对世界的知识建立在牢固的基础之上。