了得網自然科學_簡論物理學的思想

內容簡介

方玉田、邢永忠編著的《簡論物理學的思想》通過簡論時間和空間的演化、試論波粒二像性、光本性認識的回顧、談談糾纏態、概念在物理理論中的地位和作用、實驗方法在物理學中的作用、論物理理論的完備性等10個專題，比較詳細地討論了人類關於自然界的一般思想如何轉化成物理學思想，物理學思想與哲學、數學及其他自然科學的思想之間的關繫，表明了正是物理學思想的發展纔推動著物理學理論不斷發展，通過不斷發展著的物理學理論纔不斷深化了我們對物理世界的認識，也為我們改造客觀世界提供了強有力的理論武器。物理學的思想纔是物理學的靈魂。

本書可供高等學校物理學專業及其相關專業在物理學史的基礎上增設有關物理學的思想或物理學的思想史類的課程時作為教材或參考書使用，也可供對物理學的思想感興趣的讀者參考。

一、簡論時間和空間的演化

二、試論波粒二像性

三、光本性認識的回顧

四、談談糾纏態

五、概念在物理理論中的地位和作用

六、實驗方法在物理學中的作用

七、論物理理論的完備性

八、物理理論是怎樣產生的

九、物理實在的演化

十、物質概念的演化

在線試讀

牛頓的時空觀隻有通過經典力學的體繫纔能獲得其確定的意義和價值。經典力學是關於宏觀領域物體機械運動規律的理論，經典力學認為空間與時間是物質的存在形式和載體，因而與物質一樣也是一種客觀的存在，正是經典力學體繫本身需要時問既沒有起點，且均勻地、線性地流逝，展現出時間的無限性；其也需要空間是各向同性的、靜止的、連續的，並具有無限性。時空觀與經典力學體繫互相適應，互相配合，共同表述了物體機械運動的規律。空間與時間的性與在經典力學理論的指導下取得的關於物體機械運動的經驗資料一致。時空觀也與日常生活的時空觀十分接近，但對電磁學理論而言不僅難於適應，且成為經典電磁理論進一步完善的障礙。為了解決時空觀與電磁學理論之間的矛盾，愛因斯坦提出了與狹義相對論相適應的狹義時空觀，狹義時空觀通過狹義相對論纔獲得了其確定的意義和價值。正是通過狹義相對論，我們纔知道時間和空間不再具有性，而是具有相對性；也正是通過狹義時空觀，我們纔知道了時空觀的局限性，也知道了經典力學體繫的適用範圍和局限。時空觀和經典力學體繫一樣僅適用於宏觀和低速的領域。時空觀和狹義時空觀的巨大差異是由於光速的有限性這一經驗事實，在牛頓的時空觀中是以假定光速為無限大作為其基礎的。光速的測定是由於科學實踐和實驗技術進步到一定程度的必然結果，因此，由時空觀到狹義時空觀是科學實踐和科學認識不斷深化的必然結果，其與理論也是密不可分、息息相關的。正是通過狹義相對論，我們纔知道時間和空間不再是相互獨立、毫無聯繫的，而是相互聯繫、相互依賴的，也就是說離開空間無所謂時間，離開時間也無所謂空間，空間和時間共同構成了四維結構，時間和空問僅是這種四維結構的一種性質。狹義時空觀具有一定的合理性已為許多高能物理的實驗事實所證實，然而與時空觀一樣，狹義時空觀也具有其適用的範圍和局限。

不管是經典力學體繫還是狹義相對論體繫，都要求隻有在慣性繫中物理定律的形式纔能保持不變，前者慣性繫之間的轉換服從伽利略變換，後者服從洛倫茲變換。在狹義相對論中不變的極限光速的引進是造成兩種時空觀之問差別的根本原因。由於慣性繫處於優越的地位，這與理論所要求的普遍性相抵觸，廣義相對論正是在要求取消慣性繫的優越地位的前提下發展起來的。廣義相對論要求擁有和其自身相適應的時空觀，進一步推動了時空觀的變革和對時間、空間認識的深化，正是通過廣義相對論我們纔深刻地認識到“把物質、運動、時間、空問進一步統一起來，把物體運動的物理本質和時問空問的幾何描述統一起來，建立了現代的時空和引力理論。”l40狹義時空觀僅僅告訴我們時間和空間是相對的，且時間一空間構成一個四維連續區，正是通過廣義時空觀，我們纔認識到時間、空問、物質、運動真正構成了一個有機的整體，時間和空間的性質取決於引力場，而引力場的時空特性取決於物質的質量及其分布，時間、空間、物質、運動處於平等的地位。通過廣義時空觀我們也認識到，時問、空問不再是物質、場和運動的載體和框架，時問、空間、物質和運動既互相聯繫，又互相規定。時空觀和狹義時空觀認為空虛的空間是可以存在的，廣義時空觀卻認為空虛的空問是不可能存在的。通過廣義相對論使我們的認識範圍擴展到宇觀領域，也認識到當引力場強到一定的地步時，空間就會發生彎曲現像，不再是平直的，也就是說空間不再是均勻的和線性的，時問也變成非均勻的和非線性的，關於空問的彎曲，1919年已被愛丁頓的日蝕觀測所證實。狹義時空觀和廣義時空觀的差別是由於參照繫對於物理定律的表述是否等價而造成的，即是由廣義相對性原理所造成的。

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