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1 # 暗236800540
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2 # 那洪
冒昧回答一下,不妥之處請多包涵。
物理學從本質上來看是探索物質世界客觀規律的一門學科。因此,她的美在於客觀。無論是宏觀宇宙,還是微觀粒子,看得見的,看不見的,已發現的,未發現的,只要是客觀存在的都有其執行方式(或者是存在的意義)。但如果說物理的美僅在於此(發現~探索~再發現),那就太小看科學家和我們人類自身了。
所以,物理學的美在於探索世界,認識世界,最終改造世界,造福人類!
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3 # 九龍山下閒
跟胖哥學物理 物理之美
物理學所反映的是自然界豐富多彩的運動形式及規律性,它也同時展現了自然界在結構上的對稱、和諧與韻律美。物理美的主要表現形式是用其具有的性質來表現的,這種表現反映了物理世界、物理學內部的規律性,這就使得這些性質之間具有相互聯絡,因而沒有非常明顯的界限,也就是說物理學美蘊涵了對稱美,簡單美,和諧美的統一。因此,把我物理之美,在我們尚美教學中,結合學科特點,讓學生充分感受自然之美和科學之美!
第一、 形式的美。
這種美,來自自然的神奇,同學們在初二,我們都知道晶體結晶,,其實每一種獨自形狀,雪花成六邊形,並且草地上霜按照這種六邊形構成複雜的圖案,如果你仔細觀察,會發現這些影象裡面對人都是六邊形,但是構成影象卻豐富多彩而具有差異性。還有,我們物理學喜歡用模型去研究一些複雜問題,譬如影象。在物理裡,我們學會s-t影象、v-t影象以及a-t影象,這些運動影象構成複雜物理問題,但是我們不僅僅能夠從影象中感覺到美,更重要的使問題簡單化。同時,我們幾何光線中光構成世界上極端路程,它不僅僅給人類一種形式沒美,同時還具有思維美。
大家知道,自然中有很多奇妙曲線,我們學習物理之後就知道這種曲線運動的物理本質,比如大家知道亞里士多德,他發現了他提出蛇形之美,我們學習過螺旋管,人類認識螺旋。其實歷史關於螺旋,許多物理學家進行研究。著名科學家笛卡兒,根據他所研究的一簇花瓣和葉形曲線特徵,列出了x^3+y^3-3axy=0的方程式,這就是現代數學中有名的“笛卡兒葉線”(或者叫“葉形線”),數學家還為它取了一個詩意的名字——茉莉花瓣曲線。,螺旋線就是其中比較特別的一類。螺旋線這個名詞來源於希臘文,它的原意是“旋卷”或“纏卷”。例如,平面螺旋便是以一個固定點開始向外逐圈旋繞而形成的曲線。
在2000多年以前,古希臘數學家阿基米德就對螺旋線進行了研究。著名數學家笛卡爾於1683年首先描述了對數螺旋線,並且列出了螺旋線的解析式。更有趣的是瑞士數學家雅谷·伯努利,在逝世前請人在他的墓碑上刻了一條蝸牛屋形——對數螺旋線,並幽默地寫上“我將按著原來的樣子變化後復活”的墓誌銘。
第二、 簡性之美。
有一句話,真正的美應該是極簡的,而物理科學的美就在於它的簡單。 但這個簡單是指的物理表達形式的簡單而知識內涵的豐富,是簡單和豐富, 形式和內涵的對立統一。一個很簡單的公式包涵著深刻的內容,一個條件很少的 理論概括了豐富的事實,這就是簡單的美。 例如牛頓定律以 F=ma 的簡單形式包涵了宏觀世界力和運動的全部特徵和表 象,這就是簡單的美。愛因斯坦的質能方程 E=mc 2以極簡單的形式概括了相 當深刻的物理學、哲學的原理。 當我們深入瞭解其內涵時,不僅為其簡單的外表和深刻的內涵所震動,而且 越深入就越體會出它的美。 “自然界喜歡簡單, 不愛用多餘的原因誇耀自己”這是牛頓對簡單美的形象 闡述,愛因斯坦的狹義相對論只有兩條基本假設卻建立了相對時空觀,揭示了質 量和能量的統一,簡單的真顯示了豐富的美。
第二、和諧性,協調、勻稱稱之為和諧。
物理學的形式和內容分別具有和諧性。 形式的和諧是物理概念、方程、現象的和諧,內容的和諧指出了物理規律的 矛盾性。
物理學的發展也是在由發現和改變物理規律的不和諧性中前進的, 牛頓創立 了在宏觀世界中和諧的經典力學和電磁理論, 但在邁爾克遜實驗中指示了經典力 學和經典電磁理論的不和諧,導致了量子論和相對論的誕生。 和諧性還包括對稱性、守恆性和有序性。 對稱美是客觀世界的一種典型的美態,物理學中的對稱美處處可見,正、負 電子,南、北兩極,平面鏡成像,力矩平衡,波動性和粒子性,對稱美還是探索 物理新規律的動力,發現正電子後,就引導人們去探索反物質就是一個例子;守 恆的美也是一種和諧美,物理學中的質量守恆、電量守恆、能量守恆、動量守恆 均是一種守恆的美;有序的美遠超過無序的美,波動的能級軌道就是有序美的表 現。
第四、物理科學的美還在於它是非缺陷美。
藝術上常把“維娜斯”的雕像作為殘缺美的代表, 但由於科學的美的基礎是 “真”,因此物理科學的美就是一種完善的美,牛頓的經典物理學就是宏觀世界 的一個完美科學,愛因斯坦說過,自然界是完善的,人類得到這個規律時間不會 太久了。
其實,物理理論都有它的定義域,不如經典力學解決都是在慣性系下問題,離開慣性系,它就失去存在意義,同時愛因斯坦發現相對論,從而使力學發生質的飛躍。因為我們要透過一代又一代人對物理發展,體驗這種探究過程中不完美帶來一種缺陷之美,在完善缺陷時,物理學得到發展和進步,這才是真正科學素養。
第五物理學中統一之美
人類一直以來在追求宇宙中各種物質的起源,希望探求世界的本源本質。我們從地表下落的蘋果,探索到外太空看不見的暗物質。從古至今,我們一直試圖從統一的角度解釋世界的物質基礎和存在的基本規律。古時候的西方和東方都產生過樸素的唯物論,試圖將萬物本源歸結為一種最基本的具體的事物,如‘原子’或‘氣’。隨著人們對這個世界認識的深入,逐漸發現了物理學規律的美妙之處。
多樣複雜的物理學世界只有統一起來才有美感。 牛頓提出了萬有引力定律,可以描述宇宙中天體的運動,把地上的運動和天體的運動用數學的方式聯絡了起來,這也是物理學真正意義上的第一次統一。這也是天和地的統一。這種引力存在於世間萬物。而事實上,微觀角度來看,流體粒子間也存在這種作用的影響。庫侖力的數學關係式也與萬有引力類似,這或許存在某些聯絡。
奧斯特實驗以及電磁感應定律發現後,法拉利以驚人的直覺引進了“電力線”和“磁力線”的概念,拋棄了瞬時“超距”作用的觀點;而基於“庫倫定律”、“畢奧-薩伐爾定律”和“法拉第電磁感應定律”,麥克斯韋提出了電場和磁場的統一數學描述,預言了電磁波的存在,提出光是一種電磁波。這是首次把看起來表現截然不同的“電、磁、光”現象統一起來,被稱為繼牛頓以來物理學的第二次大統一,讓物理學進行一次大的融合。
愛因斯坦的相對論。在這個多維空間基礎上提出了對稱規範性、核力的統一、電弱統一甚至是強作用,弱作用和電磁作用的統一。夸克和輕子也進行了統一。還有學說認為,宇宙爆炸前為一個奇點。將構成宇宙奇點的物質視為這個世界的最基本粒子——奇子。奇子一步步構成了引力子等物質,引力子等物質相互交換能量,形成相互作用,進而構成光子等輕子。或者構成夸克等粒子。這些粒子一步步組成我們看得到的世界。這就將所有物質統一了。讓人們真理有進了一步!但是,在這種真理之中,包含對世界解釋統一性無不提現著思辨之美!
作為物理學科,我們要透過我們課堂傳輸這種科學之美、自然之美,這些與人文科學之美既相通,又有著本質的區別,因為要求我們老師善於挖掘教材,採用豐富教學手段,讓學生從自己科學探究之中,得到科學之美、思辨之美,從而達到靈魂昇華目的,這就是物理學科真正具有價值學科素養!
讓我們物理課堂,也成為美化學生的陣地,讓他們從中感受美,從而愛上物理這麼課,為物理科學培養後備人才奠定基礎。如果得不到一種愉悅體會,誰會對它感興趣呢?!
2018年11月14日於宜昌市夷陵區吾同齋
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表現在你會發現自己想的是有科學依據的。
美於天體,美於解開各種運動之謎。美於做完卷子你發現打了97,就好像你暗戀的人同樣喜歡你。你會發現喜歡物理後,老師都變得和藹可親,題目看似錯綜複雜,但剝絲抽繭像柯南解謎,美於槓桿運用於雙星,美於不同的時間軸裡多維的空間和三維的你。美於流裡變與不變的相對,一切未知