전통문화대전망 - 전통 미덕 - "물리학" 이란 무엇입니까?
"물리학" 이란 무엇입니까?
첫째, 물리학은 과학입니다. < P > 물리학은 실험 기반 자연과학으로, 가장 성숙하고 고도로 정량화된 정밀 과학이자 방법론적 성격을 지닌 가장 중요한 기초과학으로 인정받고 있다. 물리학의 성과는 물질 세계에 대한 사람들의 인식을 크게 풍요롭게 하고 인간 문명의 진보를 강력하게 촉진시켰다. 국제 순수 물리학 및 응용물리학연합회 제 23 회 대표대회 결의인' 물리학이 사회에 미치는 중요성' 이 지적한 바와 같이 물리학은 인류의 미래 발전에 중요한 역할을 하는 국제사업이다. 자연을 탐구하고, 기술을 구동하고, 생활을 개선하고, 인재를 양성하는 것이다. < P > 지난 세기 초 상대성 이론과 양자역학의 건립은 물리학의 비약적인 발전을 위해 날개를 꽂고 전례 없는 눈부신 성과를 거두어 2 세기를' 물리학의 세기' 라고 불렀다. 어떤 21 세기일까요? 21 세기는 생명과학의 세기라는 유행설이 있다. 사실, 이 문장의 더 정확한 표현은 21 세기는 물리 과학이 생명과학에 전면적으로 개입하는 세기라는 것이다. 생명과학은 물리학과 결합해야만 더 큰 발전을 이룰 수 있다.
물리학의 미래를 전망하는 것은 기회와 도전으로 가득 차 있다. 이정도 씨는' 물리학의 도전' 이라는 글에서 21 세기 물리학 분야가 직면한 네 가지 주요 난제를 제기했다. 왜 일부 물리적 현상은 이론적으로 대칭이지만 실험 결과는 비대칭인가? 왜 기본 입자의 절반이 단독으로 존재할 수 없고 보이지 않는가? 전체 우주의 9% 이상의 물질이 암흑물질인 이유는 무엇입니까? 각 퀘이사의 에너지가 태양 에너지의 115 배인 이유는 무엇입니까? 이러한 문제들은 사람들의 끊임없는 탐구의 용기와 열정을 크게 고무시켰다. 이 몇 송이가 물리적 하늘을 뒤덮고 있는 먹구름을 뽑으면 물리학이 더욱 찬란한 전망을 보일 것으로 예상된다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 물리학명언)
둘째, 물리학은 또 하나의 지능입니다. < P > 노벨물리학상 수상자, 독일 과학자 보른이 말했다. "제가 발표한 일에 자연현상의 발견이 포함됐기 때문이라면, 자연현상에 대한 과학적 사고방식의 기초가 들어있기 때문이라고 할 수 있습니다." 물리학이 중요한 과학으로 인정받는 이유는 객관적인 세계의 법칙에 대해 깊은 계시를 내렸을 뿐만 아니라, 발전과 성장 과정에서 독특하고 효과적인 사상적 방법론을 형성했기 때문이다. (존 F. 케네디, 과학명언) (알버트 아인슈타인, 과학명언) 이 때문에 물리학은 인간 지능의 결정체, 문명의 진귀한 보물이 되었다. < P > 물리 사상과 방법이 물리학 자체뿐만 아니라 전체 자연과학, 심지어 사회과학의 발전에도 중요한 기여를 한다는 사실이 많이 드러났다. 2 세기 중반 이후 노벨 화학상, 생물학 및 의학상, 심지어 경제학상 수상자 중 절반 이상이 물리학 배경을 가지고 있는 것으로 집계됐다. 즉, 그들은 물리학에서 지능을 배워서 비물리학 분야에서 성공을 거두었다는 뜻입니다. 반대로, 비물리학 전공 출신의 과학자들이 노벨 물리학상을 수상한 사례는 전혀 발견되지 않았다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 이것이 바로 물리적 지능의 힘이다. 외국 전문가들이 물리적 수양이 없는 민족이 어리석은 민족이라고 날카롭게 지적한 것도 당연하다. < P > 오늘날 물리학의 촉수가 수많은 분야로 뻗어나가고 있으며, 점점 더 큰 성과를 거두고 있어, 우리는 더 이상 전통적인 시각으로 물리학을 구분하기가 어렵다. 1995 년 우리나라 샤먼에서 열린 제 19 회 국제통계물리학대회에서는 식물의 화서, DNA 약물 시스템, 교통의 흐름, 문자의 저장 등 논문의 관련 면이 매우 광범위하다. 이 편목만 보면 물리처럼 보이지 않는다. 뭐, 도대체 물리란 무엇인가? 몇 년 전, 미국' 오늘의 물리학' 잡지는 이 문제에 대해 독자들에게 광범위하게 의견을 구한 적이 있다. 마지막으로, 그들이 존경하는 답은 물리학자들이 하는 일이 물리학이라는 것이다. 이 말은 언뜻 보기에는 편파적인 것 같지만, 사실 이치에 맞지 않는다. 오늘날 물리학은 일종의 지능을 더 많이 보여 주기 때문이다. "지식, 조직, 응용지식을 얻는 효과적인 절차와 방법을 대표하고, 이 방법을 어떤 문제에 사용하는지에 대해 이 문제는 물리학이 된다. (알버트 아인슈타인, 지식명언)." (조카이화) < P > 다시 한 번 물리학은 일종의 문화다. < P > 넓은 의미에서 문화는 인류 역사 실천 과정에서 창조된 물질적 부와 정신적 부의 합계를 가리킨다. 그것은 과학 문화와 인문 문화를 포함한다. 마찬가지로, 물리학자가 장기 과학 실천에서 창조한 대량의 물질 제품과 정신 제품도 물리 문화를 구성한다. 물리 문화는 과학 문화의 중요한 구성 요소이다. < P > 물리학은 실험 기반 과학이라는 것을 알고 있으며, 그것의 기본 연구 방식은 실천이기 때문에 객관성에서' 참' 으로 나타난다. 물리학이 창조한 성과는 결국 인류의 이익을 위한 것이었고, 그것은 목적적으로' 선' 을 나타냈다. 또한 물리학은 인간의 감정 의식 등 여러 방면에서' 아름다움' 을 반영하고 있다. 물리학 자체가 진실, 선, 미의 삼중 속성을 겸비한 만큼, 우리는 물리학이 하나의 문화일 뿐만 아니라 고차원적이고 품위 있는 문화라고 말할 수 있는 충분한 이유가 있다.
물리학은 진실입니다. 물리학은 실증을 가장 중시하는데, 물리학자들이 과학 연구 활동에서 가장 기본적인 태도는 실사구시이며,' 실천은 진리를 검증하는 유일한 기준' 이라는 원칙을 고수하는 것이다. 물리학자 파인만 (Feynman) 이 말했듯이, "당신의 생각이 아무리 아름다워도, 당신이 어떤 총명하든, 당신의 명성이 아무리 크든, 실험과 일치하지 않는 한, 그것은 틀렸고, 간단하며, 이것이 과학입니다." 물리학의 발전사는 끊임없이 잘못을 고치고 진리에 접근하는' 진리 추구' 역사라고 할 수 있다.
물리학은 좋은 것이다. 물리학은 사람들을 자연에서 해방시키고 필연적인 왕국에서 자유의 왕국으로, 사람들이 끊임없이 자신을 인식하고 사람들의 생활을 고상하게 하는 데 주력하고 있다. 이것은 물리학의 가치 지향과 궁극적인 목표이므로 물리학의 본질은 선한 것이다. 또 물리학자의 행동도 착하다. 아인슈타인은 퀴리 부인과 그녀를 대표하는 걸출한 물리학자를 이렇게 평가했다. "시대와 역사 과정에 대한 일류 인물의 의미는 도덕적 면에서 단순한 지성보다 더 큰 성과를 거둘 수 있다." 그들의 엄밀하고 현실적인 태도, 과학에 헌신하는 정신, 인민을 사랑하는 감정 등은 후세에 특히 소중한 인문부이다.
물리학은 지극히 아름답다. 독일 물리학자 하이젠버는 "아름다움은 진리의 빛이다. 로마 철학자 프로딘은 선은 아름다움의 본원이라고 또 말했다. 따라서 물리학은 진리와 아름다움, 선함으로 인해 아름다운 것은 매우 자연스러운 것이다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 물리학명언) 물리학의 아름다움은 과학미에 속하며, 주로 단순성, 대칭, 통일에 나타난다. 대칭은 통일되고 통일은 간단하며 물리학의 기본 미학 규범을 구성한다. < P > 물리학의 장을 펴면 곳곳에서 아름다운 음표가 뛰는 것을 볼 수 있어 사람들의 미에 대한 추구와 창조를 보여준다. 통일성만을 예로 들다. 현대 물리학의 발전은 두 가지 반대 연구 방향, 즉 가장 거대한 우주와 가장 작은 입자로 확대되고 있다. 놀랍게도, 연구가 깊어짐에 따라, 그 둘은 갈라서거나 멀어지는 것이 아니라, 오히려 서로 다른 길로 돌아가는 것과 정반대의 조짐을 보이고 있다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 과학명언) 예를 들어, 입자물리학의 연구 결과 중 일부는 천체물리학자들이 우주의 초기 진화의 이미지를 탐구하기 위해 자주 사용합니다. 이 때문에 입자물리학은 어떤 의미에서' 우주고고학' 이라고도 불린다. 반대로 우주물리학 연구도 입자물리학자들에게 풍부한 정보와 증거를 제공한다. 그래서 물리학에서 정반대의 두 가지가 이렇게 기묘하게 연결되어 있다. 마치 이상한 구렁이가 자신의 꼬리를 물고 있는 것 같다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 물리학명언) < P > 또 다른 예로 영국 물리학자 협라크는 먼저 자연의 일부 물리량 사이에 다음과 같은 눈에 띄는 관계가 있다는 것을 발견했다. < P > 우주 반경/전자 반경 ≈14, 우주 나이/강한 붕괴 입자 수명 14, < P > 수소 핵과 전자의 전기 아인슈타인이 "우주에서 가장 이해할 수 없는 것은 우주가 이해할 수 있다는 것" 이라고 말한 것도 놀라운 일이 아닙니다. < P > 위의 분석을 통해 우리는 물리학에 대해 비교적 포괄적인 인식을 갖게 되었습니다. 그것은 과학이자 지능이자 문화입니다. 물리 교사로서 자신이 가르치는 물리학에 대해 전면적인 심사와 해부를 할 수 있는 것은 매우 필요하다. 한편으로는 물리학이 원래 이렇게 풍부한 내포를 가지고 있어서, 더욱 자각하고 의식적으로 그것의 교육 기능을 발굴하고 개발하여, 전면적으로 교육의 질을 향상시킬 수 있다는 것을 우리에게 보여 줄 수 있다. 반면에, 물리학은 원래 이렇게 아름다운 성품을 가지고 있어서 물리학을 더욱 사랑하고, 더 열정적으로 물리 교육에 종사할 수 있다는 것을 우리에게 보여 주었다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 물리명언) 나는 물리학을 진정으로 사랑하는 물리 교사만이 학생들에게 물리학을 이해하고 응용물리학을 가르칠 수 있을 뿐만 아니라, 물리를 깨닫고 물리학을 감상하도록 지도할 수 있을 것이라고 생각했다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 물리명언) < P > 둘째, 왜 물리학을 가르치는가 < P > 는 간단하지만 매우 근본적인 질문으로, 정확하게 대답하기가 쉽지 않다. 이 문제에 대한 필자의 인식은' 지식본위' 에서' 학과 본위' 에 이르기까지' 학생본위' 와 같은 우여곡절과 점진적인 과정을 거쳤다. < P > 오랫동안 나는 물리 교육의 목표를 지식 수준에 고정시켰는데, 물리학을 가르치는 것은 가능한 한 많은 물리 지식을 학생들에게 전수하여 그들이 앞으로 평생 쓸 수 있도록 하는 것이라고 생각했다. 나는 "지식은 힘이다" 라고 믿기 때문이다. 그러나, 우리가 학생들에게' F=ma' 와 같은 매우 중요한 지식을 부여하지만, 그들의 앞으로의 생활과 업무에서는 어떤 직접적인 기능이 있는지를 거의 드러내지 않는다는 것이 곤혹스럽다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 공부명언) 몇 년 후, 많은 학생들이 배운 물리 지식을 거의 까맣게 잊고, 그들의 말로 "모두 선생님께 돌려주었다" 고 말했다. 나는 이것에 대해 깊은 상실감을 느꼈다. 그러나 내가 그들에게' 고등학교 3 년 동안 헛되이 읽지 않겠는가' 라는 반론을 제기할 때마다 학교를 떠난 이 학생들은 일제히 부정적인 대답을 하고, 고등학교 단계의 학습이 그들의 성장에 중요한 기초역할을 했다고 입을 모은다. 그러나 정확히 어떤 구체적인 지식이 어떤 역할을 하는지 알 수 없다. 나는 이것이 아마 저녁 식사와 같다고 생각한다. 아무도 밥을 먹는 것이 생존에 미치는 의미를 부인하지 않을 것이다. 그러나 누가 이 밥을 먹었을 때 도대체 어느 곳에 살이 쪘는지 알 수가 없다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 음식명언) < P > 졸업한 지 2 여 년이 된 학생은 필자와 그의' 가장 인상 깊었던' 물리 수업에 대해 이야기한 적이 있다. 원래 그 수업은 중력 에너지를 이야기했다. 당시 중력 에너지의 상대성을 설명하기 위해 학생들에게 이런 질문을 한 적이 있다. 누군가가 5 층 창턱에 서서 아래로 뛰어내려야 하는데 위험하다고 했나요? 처음에는 모두가 이것이 너무 장난이 심하다고 생각했는데, 나중에 자세히 생각해 보니, 또 모두 즐거워했다. 너는 창밖으로 뛰지 마라, 창문으로 뛰어내리면 괜찮잖아? 이 학생은 이 예가 독특하다고 생각하여 오랫동안 잊지 않았다. 그러나 그에게 이 예시가 어떤 물리 지식을 설명했는지 물었을 때, 그는 잊었다고 말했다. 내가 유감을 드러내고 있을 때, 그가 뒤이어 한 말은 오히려 위로가 된다. 그는 "이 예는 모든 것이 상대적이라는 것을 알게 해 주고, 다른 각도에서 보면 다른 결과가 있을 수 있다" 고 말했다. 이 수업에서 전수한 물리 지식에도 불구하고 이 학생은 이미 다 잊어버렸지만, 지식에 관한 학습을 통해 응결된 사상, 방법 등은 그의 마음속에 깊이 새겨져 있다. 이런 의미에서, 2 여 년 전의 이 물리 수업도 그에게 매우 가치가 있지 않습니까? 학생들이 고등학교를 졸업한 후, 그들 대부분은 물리학에 작별을 고하게 될 것이며, 배운 물리 지식은 결국 잊혀질 것이다. 그때가 되면 다시 한 번 돌아보자. 물리 교육이 그들에게 남겨준 또 무엇이 있을까? (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 공부명언) 그들에게 물리학이 주는 재능과 계몽을 반영하지 못한다면, 그것은 물리 교육의 실패가 될 것이다. (존 F. 케네디, 공부명언) 이러한 관점에서 볼 때, 구체적인 지식은 대개 교육의 전달체일 뿐, 지식 뒤에는 우리가 추구해야 할 것이 더 많다. (존 F. 케네디, 지식명언) 우리나라 선임 과학자 전위장 교수가 말했듯이, "대학에서 물리학을 배웠는데. 물리학을 대상으로 조사 연구, 자료 수집, 자료 분석, 논리적 사고 능력, 물리학 지식은 때때로 유용하지만 물리학을 통해 배운 이러한 능력은 물리학 지식보다 더 유용하다." 돈은 책을 읽을 때 바로' 물리학' 이라는 전달체를 통해 물리 지식보다 더 중요한 능력을 많이 얻었다. 따라서 물리 교육을 물리 지식 교육과 동일시하는 견해는 편파적이며,' 지식 본위' 로 물리 교육 목표 취향을 확립하는 것도 근시안적이다. < P > 교학 실천이 깊어짐에 따라 교사들은 일반적으로 자신이 가르치는 학과에 익숙해지면서 각별한 사랑을 받는다. 이런 직업감정의 영향을 받은 것 같은데, 나는 한때 물리 교육의 목표를' 가능한 많은 학생을 물리학자나 물리학자로 양성한다' 는 목표를 세웠다. 특히 내가 농촌 일반 중학교에서 중점 고등학교로 전출했을 때, 총명하고 배우기를 좋아하는 학생을 만났을 때, 이런 소망은 더욱 강해졌다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 공부명언) 하지만 얼마 지나지 않아 다른 학과의 교사들도 각자의 직업 선호도에서 나와 비슷한 기대를 가지고 있다는 것을 알게 되었습니다. 이렇게 되면, 모두들 문 앞의 눈을 쓸고, 각자 각자의 곡을 부르고, 각 학과의 분력을 합력으로 한데 모으지 못하면, 실제 효과는 당연히 만족스럽지 못하다. 특히 나를 실망시킨 것은 반에서 물리 학습이 우수한' 득의양양한 제자' 가 앞으로 직접 물리학 전공에 종사하는 사람도 드물다는 점이다. 내가 미망에 빠졌을 때, 복단대 원총장 양복가 선생의 한 사례가 자신에게 큰 계몽을 주었다. 그해 복단대는 핵물리학을 전공한 졸업생들의 행방을 조사한 결과, 졸업 후 핵물리학과 관련된 일을 한 학생은 1 분의 1 도 안 되고 나머지는 잇달아 전업해 금융 기업 행정 등의 직위에서 활동하는 것으로 나타났다. 이에 대해 대부분의 사람들은 이것이 물리학과의 실패라고 주장하지만, 양복가는 이것이 바로' 복단' 의 성공이라고 생각한다. 이 4 년 학부의 물리 교육을 통해 학생들이 좋은 자질을 갖추게 되고, 앞으로의 발전을 위한 든든한 기초를 다졌기 때문에 졸업 후 다양한 분야의 일에 빠르게 적응할 수 있게 되었기 때문이다. (윌리엄 셰익스피어, 윈스턴, 공부명언) 이것은 또한 조카이화 씨의 말을 증명한다. "한 사람이 물리학을 배운 후에 무엇이든 할 수 있다. 그의 물리학은 백학이 없다. 내 의견으로는, 물리학을 배우는 사람에게는' 전업' 이 중요하지 않다. 있습니다. " < P > 이러한 우여곡절 인식 과정을 통해 나는 점차 물리 교육의 최종 목표의 초점을 깨닫게 되었다. 지식의 본위도 학과의 본위도 아니고, 우리의 교육 대상인 학생의 본위에도 적용되어야 한다. < P >' 왜 물리학을 가르치는가' 라는 문제에 대해서도 거꾸로 질문할 수 있다. "만약 우리가 물리학을 가르치지 않고, 학생들이 물리학을 배우지 않는다면, 그들의 미래 발전에 그 아쉬움을 남길 수 있을까?" " 한 가지 분명한 대답은 학생들이 많은 중요한 물리 지식을 배우지 못할 것이라는 것이다. 이 말