理論物理精選(九篇)
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第1篇：理論物理范文
“想象一下，假如有一天你醒來，發(fā)現(xiàn)自己生活在計算機游戲里?！奔幽么笥俑鐐惐葋喆髮W物理學家馬克?范拉姆斯東克說。這聽起來像是科幻電影的情節(jié)，但這正是他對現(xiàn)實的一種理解方式。如果這是真的，那“我們周圍的一切――整個三維的物理世界――就是一場幻覺，由來自某個地方的二維芯片上的編碼信息所產(chǎn)生的幻覺”。這構(gòu)成了我們的三維空間宇宙，一種從低維底片上發(fā)出的全息投影。
即使拿通常的理論物理學標準來衡量，這種“全息理論”也相當奇怪，但范拉莫斯東克是少數(shù)前衛(wèi)的研究人員之一，他們認為通常的理論尚不夠奇怪。無論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱――廣義相對論和量子力學（廣義相對論把萬有引力作為一種時空彎曲，而量子力學是原子領域的統(tǒng)治法則），還是描述基本一維能量線的弦理論，都沒有對時空本身的存在給出任何解釋。如果沒有其他的，這種“全息理論”也不失為一種解釋。
范拉姆斯東克和他的同事們認為，物理學如不能解釋時空是如何以及從哪里產(chǎn)生的，它的任務就不算完成。時空可能從某種更基本的東西產(chǎn)生，這種東西尚未命名，至少需要構(gòu)造一個像“全息”那樣大膽的概念。他們認為，這種從根本上對現(xiàn)實的重新定義，是解釋黑洞核心那個無限致密的“奇點”怎樣扭曲了時空構(gòu)造的唯一方式，這超越了所有的認知?；蛘哒f，研究人員怎樣才能把原子尺度的量子理論和行星尺度的廣義相對論統(tǒng)一起來，有一個東西長期阻礙了理論學家的構(gòu)建工作。
“所有的經(jīng)驗都告訴我們，我們對現(xiàn)實不該有兩種顯著不同的構(gòu)想，它必然是一個龐大的包含所有的理論?！泵绹e夕法尼亞大學物理學家阿貝?阿什特卡說。
找到一個龐大的理論是一項艱巨挑戰(zhàn)。為此，《自然》雜志探索了現(xiàn)代幾種較有前途的前進路線――一些新興的觀點以及對它們的檢驗。
熱力學萬有引力
人們可能會問的一個最明顯的問題是，這種努力是否徒勞？是否真的有某種東西比時空更基本？證據(jù)何在？一個令人興奮的線索來自上世紀70年代早期取得的一系列不尋常的發(fā)現(xiàn)。當時，量子力學和萬有引力與熱動力學開始緊密結(jié)合在一起，這一趨勢日益明顯。
1974年，英國劍橋大學的斯蒂芬?霍金證明，黑洞周圍空間存在著量子效應，這使得黑洞向外發(fā)出輻射，就好像它很熱一樣。其他物理學家也很快得出結(jié)論，這種現(xiàn)象在宇宙中其實相當普遍。即使在真空里，正在加速的宇航員會感到他自己像是被包圍在熱水浴中。雖然對目前火箭可達到的加速而言，這種效應太微弱了而無法被覺察到，但這或許是個基本原理。如果量子理論和廣義相對論是正確的――這二者都已被眾多實驗所證實――那霍金輻射的存在似乎是理所當然。
第二個重要發(fā)現(xiàn)也與此密切相關。根據(jù)標準熱力學理論，一個物體要輻射出熱量必須降低熵值，這也是檢測其內(nèi)部量子狀態(tài)的一種數(shù)量方法。所以黑洞也是如此：甚至早在霍金1974年發(fā)表其論文之前，現(xiàn)在以色列耶路撒冷希伯來大學任職的雅各布?貝肯斯坦就曾證明了黑洞擁有熵值。但二者之間還是有差異的。對于大部分物體來說，它們的熵與物體所含原子數(shù)目成比例，也就是和體積成比例；但黑洞的熵卻與其事件視界的表面積成比例。事件視界是光無法逃逸的界限，這就好像黑洞的表面是其內(nèi)部信息的某種編碼，正像以二維全息編碼的形式來表現(xiàn)三維圖像那樣。
1995年，美國馬里蘭大學物理學家泰德?雅各布森將二者的發(fā)現(xiàn)結(jié)合起來提出一種假設：空間中的每個點上都有一個微小的“黑洞視界”，并服從熵與面積關系。結(jié)果他發(fā)現(xiàn)，這樣在數(shù)學上就變成了愛因斯坦的廣義相對論方程――只用了熱力學概念，而沒有用時空彎曲理論。
“這好像涉及某種深入萬有引力起源的東西?！毖鸥鞑忌f。尤其是，熱力學定律的本質(zhì)是一種統(tǒng)計表現(xiàn)，即大量原子和分子運動在宏觀上的平均，所以該計算結(jié)果也意味著，萬有引力也是統(tǒng)計上的表現(xiàn)，是對時空的某種看不見的成分的一種宏觀近似。
2010年，荷蘭阿姆斯特丹大學的弦理論學家埃里克?韋林德證明了時空成分的統(tǒng)計熱力學――無論它們最終是什么，都會自動產(chǎn)生牛頓的萬有引力定律。
而在另一項獨立研究中，印度浦那校際中心天文與天體物理學中心的宇宙學家薩努?帕德曼納班指出，愛因斯坦方程可以改寫成另一種等同于熱力學定律的形式――就像萬有引力的許多其他替換理論一樣。帕德曼納班最近正在擴展熱力學方法，試圖以此解釋暗能量的起源及其在宇宙中的量級。暗能量是推動宇宙加速膨脹的一種神秘力量。
要想用實驗來驗證這些想法是非常困難的。就好像水看起來是光滑完美的流體，但如果用顯微鏡深入觀察到能看見水分子的程度，也就是不到1納米，情況就會完全不同。據(jù)此人們估計，時空雖然看起來是連續(xù)的，但如果小到普朗克級別，大致是10的負35次方米，比一個質(zhì)子還小約20個數(shù)量級，情況也可能完全不同。
但這并非不可能。人們經(jīng)常提到一種方法可以檢驗時空的結(jié)構(gòu)是否為離散的，就是尋找高能光子延遲。在遙遠的宇宙角落，由某個宇宙事件（比如超新星爆發(fā)）拋射出大量γ射線，這些高能光子到達地球可能會產(chǎn)生時間上的延遲。事實上，這些波長最短的光子能感覺到它們所穿越的太空旅途是由某種微小的、崎嶇不平的成分構(gòu)成，正是這種崎嶇不平略微延緩了它們的行程。
2013年4月，意大利羅馬大學量子-引力研究員喬瓦尼?阿麥利諾-卡梅利亞和同事在一次γ射線爆發(fā)記錄中，發(fā)現(xiàn)了這種光子延遲的線索。阿麥利諾-卡梅利亞說，這些結(jié)果還不是最后定論，他們打算進一步擴展研究，觀察宇宙事件中產(chǎn)生的高能中微子的旅行時間。他說，如果這些理論無法被檢驗，“那么對于我來說，它們就不是科學，而是，我對此并無興趣?！?/p>
其他物理學家也在尋求實驗的證明。比如在2012年，奧地利維也納大學和英國倫敦帝國學院的科學家提出了一項“桌面實驗”，實驗中用到一種能在激光驅(qū)動下來回運動的顯微鏡。他們認為，當光從鏡面反射時，普朗克尺度的時空間隔會產(chǎn)生能探測得到的變化。
圈量子引力
即使這種理論是正確的，從熱力學的角度來看，時空的基本構(gòu)成也可能什么都不是。姑且這么說，如果時空由某種東西編織而成的，那織造它的“線”又是什么？
目前一個還算實際的答案就是圈量子引力（loop quantum gravity）理論。該理論是上世紀80年代中期由阿什特卡等人發(fā)展而來，將時空構(gòu)造描述為就像一張展開的蜘蛛網(wǎng)，網(wǎng)線上攜帶著它們所通過區(qū)域的量子化的面積和體積信息。每根網(wǎng)線的末端最終一定會連在一起而形成圈狀――正如該理論的名字――但這與更著名的弦理論的“弦”沒什么關系。弦理論的“弦”在時空中來回運動，而圈量子引力的“網(wǎng)線”則構(gòu)成了時空本身：它們攜帶的信息定義了周圍時空構(gòu)造的形狀。
由于這種圈是量子的，所以該理論也定義了一個最小面積單位，非常類似于在普通量子力學中，對氫原子一個電子的最小基本能量態(tài)的定義。這種面積量子是大約一個普朗克單位那么大的一個面。要想再插入一根面積更小的“線”，它就會跟其余的“網(wǎng)線”斷開。它不能與任何其他東西連接，只好從時空中退出。
定義了最小面積帶來了一個令人欣慰的結(jié)果，就是圈量子引力不能被無限擠壓到一個無限小的點。這意味著在大爆炸瞬間以及在黑洞中心，它不會產(chǎn)生那種打破愛因斯坦廣義相對論方程的奇點。
2006年，阿什特卡和同事報告他們利用這一優(yōu)勢進行了一系列模擬，他們用愛因斯坦方程的圈量子引力版本反演了時鐘倒轉(zhuǎn)，以可視化形式展示了大爆炸之前發(fā)生了什么：宇宙如預期那樣反向演化，回溯到大爆炸時。但在它接近由圈量子引力決定的基本大小極限時，一股斥力進入奇點迫使其打開，成為一個隧道，通向另一個先于我們宇宙之前而存在的宇宙。
今年，烏拉圭大學物理學家魯?shù)婪?甘比尼和美國路易斯安那大學的喬奇?普林也報告了相似的黑洞模擬。他們發(fā)現(xiàn)，當一個觀察者深入到黑洞核心時，遭遇到的不是奇點，而是一條狹窄的時空隧道，通向空間的另一部分。
“排除了奇點問題是一項重大成就?！卑⑹蔡乜ㄕf，他正和其他研究人員一起辨認那些留在宇宙微波背景上的特征標志。宇宙微波背景是宇宙在嬰兒時期迅速膨脹殘留的輻射。那些標志則可能是由一次反彈留下來的，而不是爆炸。
圈量子引力論還不是一個圓滿統(tǒng)一的理論，因為它沒有包括任何其他的力，而且物理學家們也還沒能說明，正常時空是怎樣從這種信息網(wǎng)中出現(xiàn)的。對此，德國馬克思?普朗克萬有引力物理學研究所的丹尼爾?奧利提希望在凝聚體物理學中尋找靈感。他在物質(zhì)的過渡階段生成了一種奇異相態(tài)，這種相態(tài)可以用量子場論來描述。宇宙可能也經(jīng)過類似的變化階段，奧利提和同事正在尋找公式來描述這一過程：宇宙怎樣從一系列離散的圈過渡到光滑而連續(xù)的時空?！拔覀兊难芯窟€處在初期階段，還很困難。我們就像是魚，游在難以理解的時間之流的最上游。”奧利提說。探索的艱難使一些研究人員轉(zhuǎn)而追求另一種更抽象的過程，由此提出了著名的因果集合論（causal set theory）。
因果集合論
因果集合論由加拿大周界研究所物理學家拉斐爾?索爾金創(chuàng)立。該理論提出，構(gòu)成時空的“基本之磚”是簡單的數(shù)學上的點，各點之間由關系（links）連接，每個關系指示著從過去到未來。這種關系是因果性表現(xiàn)的本質(zhì)，意味著前一個點會影響后一個點，但反過來不行。最終的因果網(wǎng)就像一棵不斷生長的樹，逐漸形成了時空。“你可以想象為，時空是由于這些點而出現(xiàn)的，就像溫度是由于原子而出現(xiàn)的那樣?！彼鳡柦鹫f，“但要問‘一個原子的溫度是多少？’是沒有意義的，要有一個整體的概念才有意義。”
上世紀80年代末時，索爾金用這一框架估算了可見宇宙可能包含的點的數(shù)量，推導出它們應該能產(chǎn)生一種小的內(nèi)在能量，從而推動宇宙加速膨脹。幾年后，人們發(fā)現(xiàn)宇宙中存在一種暗能量，證實了他的猜想?！巴ǔＨ藗冋J為，從量子引力做出的預測是不可檢驗的，但這種情況卻可以?！眰惗氐蹏鴮W院量子引力研究員喬?漢森說，“如果暗能量的值更大，或是零，因果集合論就成為不可能?！?/p>
雖然很難找到支持證據(jù)，因果集合論還是提供了其他一些可檢驗的預測，一些物理學家利用計算機模擬得到了更多結(jié)果。其中一種理論觀點可追溯到上世紀90年代初，大致上認為，普通時空由某種未知的基本成分構(gòu)成，這些成分是微小的塊體，淹沒在混亂的量子漲落的海洋中，隨后這些時空塊自發(fā)地黏合在一起而形成更大的結(jié)構(gòu)。
最早的研究是較令人失望的，荷蘭內(nèi)梅亨大學物理學家雷內(nèi)特?羅爾說。時空的“基本之磚”是一種簡單的超級金字塔，即三維四面體的四維形式。通過模擬的黏合規(guī)則讓它們自由結(jié)合，結(jié)果就成了一系列奇幻的“宇宙”，有的有太多維度而有的太少，它們自己會折疊起來或破成碎片?！熬拖袷且粓鲎杂苫鞈?zhàn)，任何東西無法恢復原狀，類似于我們周圍所看到的一切?！绷_爾說。
但是，像索爾金、羅爾他們的發(fā)現(xiàn)增加了改變一切的因果性。畢竟時間維度與三維的空間維度不同，羅爾說，“我們不能在時間中來回旅行?！彼运难芯啃〗M對模擬做了改變，以保證后果不會跑到原因的前面。然后他們發(fā)現(xiàn)，時空小塊開始持續(xù)地自行組裝，成為光滑的四維宇宙，其性質(zhì)正和我們所在的宇宙類似。
有趣的是，這一模擬還暗示了在大爆炸之后不久，宇宙在嬰兒期時只有二個維度：一維空間和一維時間。還有其他嘗試推導量子引力方程的實驗也得到了同樣預測，甚至還有人提出，暗能量的出現(xiàn)是我們的宇宙正在發(fā)展出第四空間維度的一個信號。其他人還證明了，在宇宙早期的二維階段可能形成一些花紋，類似于我們在宇宙微波背景上所看到的那樣。
全息論
與此同時，范拉姆斯東克在全息理論的基礎上，對時空的產(chǎn)生提出了另一種完全不同的設想。黑洞以一種類似全息的方式在其表面存儲了所有的熵，美國普林斯頓高級研究院的弦理論學家胡安?默爾德希納最早給這一理論構(gòu)建了一個明確的數(shù)學公式，并在1998年發(fā)表了他的全息宇宙模型。在該模型中，三維的宇宙內(nèi)部包含了弦和黑洞，只受萬有引力控制，而它的二維邊界包含了基本粒子和場，服從普通量子法則而無需萬有引力。
第2篇：理論物理范文
一、易學自然觀
《周易》包括《易經(jīng)》和《易傳》兩部分，實際上是上古巫文化化出的符號、周初時期占筮驗詞集錦和戰(zhàn)國末年理性詮釋的統(tǒng)合。作為《易傳》的十篇釋文已經(jīng)完全脫離卜筮，建立起一套以陰陽為綱闡釋變化的理論體系。漢興，《周易》作為官學傳習和研究的對象，被尊稱為“五經(jīng)”之首；漢易已經(jīng)納入陰陽五行學說，隋唐時期易學即以其理性向科學領域滲透；進而逐漸形成以符號系統(tǒng)與以陰陽為綱紀相結(jié)合的范疇體系和理論結(jié)構(gòu)。
易學對宇宙的基本觀點是：陰陽相涵相因、流變會通，構(gòu)成一個合諧互補的有機整體。
張立文教授在《王船山易學思想略論》〔1-191〕中指出：船山的本體哲學，統(tǒng)體會通于和合。所謂和合者，就是“陰陽未分，二氣合一，氤氳太和之真體”?！兑讉鳌酚醒浴靶味险咧^之道，形而下者謂之器”，作者認定道器是虛實范疇，虛與實的主要差異在于隱與顯?！靶味险呤请[也”，隱不是無，而是潛在，是形而下所以存在的根據(jù)?！靶味抡呤秋@也”，指有形質(zhì)的東西，“即形之成乎物而可見可循者也”。即此可知，顯指可見可循的事物和現(xiàn)象，隱指寓于“器”而起作用的現(xiàn)象背后更本質(zhì)的東西；而隱又不是虛無，“道不虛生，則凡道皆實也”。從而推定道乃實存之體，得出道器交與為體、相涵相因、流變會通的兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論。
道和器的關系究竟如何？就邏輯上講，“形上者乃形之所自生”，因為凡器皆有形，由“形”邏輯上得出對應于“形下”必然存在著“形上”。就二者的主從關系講，“當其未形而隱然有不可喻之天則，天以之化”，依此概括二者的關系為：道是器存在的依據(jù)；道通過器而表現(xiàn)自己，一切顯性的運動變化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度講，是“理不先而氣不后”，二者既不存在先后、本末之別，也就從根本上排除了天理、神創(chuàng)的觀念。
張教授立足于人文（兼及自然）闡述問題，認為“王船山道器、氣關系，充分體現(xiàn)和貫徹了《周易》和合人文的精神”，本文專門討論自然而不涉及人文。依據(jù)形上學本體哲學，自然界的物理客體應該分兩類，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本質(zhì)區(qū)別在于形下之“顯”和形上之“隱”。
小結(jié)：易學自然觀是兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論。從靜態(tài)角度講，“萬物（包括宇宙自身）負陰而抱陽，沖氣以為和”；從動態(tài)角度講，“陰變陽，陽變陰，其變無窮”。所謂的易，就是講陰陽變化之理的學問，即“易以道陰陽”。
二、兩種物理學理論
物理學作為一門學術(shù)的名稱，是從亞里士多德的希臘文著作延續(xù)下來的，這個希臘詞的意思是探討自然的秩序和原理的“自然學”，亞氏又稱其為自然哲學。大約到18世紀中葉，由于學科內(nèi)容的分化，自然史和化學從物理學中獨立出來，18世紀后半葉法國討論過留下的物理學意味著什么，結(jié)果是把物理學分為一般物理學和特殊物理學。前者指牛頓力學或由《自然哲學的數(shù)學原理》導出的以數(shù)學描述質(zhì)點運動的傳統(tǒng)，后者包括聲、光、電、磁等廣泛領域。通常都把這種劃分說成是數(shù)學科學傳統(tǒng)和實驗物理學的分離。
1829年，泊松把當時法國物理學的思想傾向歸為兩類：物理力學和解析力學。他把前者的特征描述為“它的唯一的原理是把一切還原為分子運動，而這些分子是把力的效果從一點傳到另一點并保持這些力之平衡作用的核心”，即期望用天體運動的牛頓平方反比定律數(shù)學格式，精密地描述宇宙一切現(xiàn)象，稱牛頓范式；而后者則強調(diào)現(xiàn)象的解析格式，輕視對物理原因進行討論，稱非牛頓范式。1840年以后，牛頓范式的地位被非牛頓范式所取代；與之同時，拉格朗日原理被泊松和哈密頓予以發(fā)展，使力學成為完全分析的形式，并且以能量取代力的概念體系。本應該由之意識到“根本不存在純粹的力學現(xiàn)象，實際上運動總是結(jié)合著熱和電磁的變化，它們也規(guī)定運動”〔2-9〕，從而結(jié)束牛頓的“力學神話”，可惜的是西方哲學沒有能夠為物理學提供合適的自然觀，以后的物理學就在迷茫中走了許多彎路。對兩種范式的本質(zhì)差異，一般都視為用幾何法還是用解析法的數(shù)學問題。
19世紀30年代之后，隨著實驗物理學的成熟，出現(xiàn)了實驗物理學和理論物理學之區(qū)分；物理學的理論又分原理理論和構(gòu)造理論兩類。前者是先使用分析法在經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)自然過程的普遍特征（即原理），然后給出各種過程必須滿足的數(shù)學形式的判據(jù)，比如牛頓力學；后者又叫“假說—演繹”法，即先確立“想象的原理”（即“假說”），然后采用反證法通過由原理導出的結(jié)論對原理進行證明，給出的內(nèi)容與經(jīng)驗所顯示的現(xiàn)象吻合得愈多愈一致，特別是能夠從假說來預言現(xiàn)象并得到證實，這種構(gòu)造理論就愈成功。依據(jù)這種分類方法，一般都承認17世紀牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》就分別代表了原理理論和構(gòu)造理論。對這兩種理論劃分的依據(jù)主要在于思維方式，即前者采用分析法而后者采用綜合法。
三、兩類物理客體
牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》，從近代物理學奠基開始，兩種截然不同的理論分別傳承為兩種體系，即牛頓范式——原理理論，惠更斯范式——構(gòu)造理論，其本質(zhì)差異不在思維方式和數(shù)學形式之不同，也不在是采用數(shù)學方法還是實驗方法之別，而在于研究的客體分屬于根本不同的兩類。
以質(zhì)量對物體進行計量，并假定質(zhì)量都集中在一個質(zhì)點，以相互傳遞力的作用描述運動，是牛頓范式的核心觀念；非牛頓范式研究的光、熱、電、磁等現(xiàn)象，都不能以質(zhì)量進行計量，最終認識到了這種現(xiàn)象都與“能量”直接相關，并且以能量取代了力學概念體系。
而今首當其沖應該明確的是物理學根本就不直覺研究“物質(zhì)”，正象無法品嘗水果一樣，因為二者都是抽象的類概念。物理學只研究質(zhì)量、能量、電量、時間和空間之間的關系，兩種理論的適用范圍不同，前者是關于質(zhì)量系統(tǒng)的理論，后者則適用于能量系統(tǒng)。以往不適當?shù)匕涯芰空f成是物質(zhì)運動的形式（如“能即運動”）〔3-526〕，是產(chǎn)生混亂的肇端?，F(xiàn)代物理學已經(jīng)確認物理客體分兩類：宇觀上有分立的天球和連續(xù)輻射，微觀上分粒子和場，粒子物理學分費米子和玻色子，理論物理學稱其為物質(zhì)粒子和相互作用；物理學理論也分用質(zhì)量計量和時空描述、用能量計量和位形描述兩個系統(tǒng)。“我們首先把宇宙的物質(zhì)內(nèi)容分成兩個部分：“物質(zhì)”即諸如夸克、電子和繆介子等粒子，以及“相互作用”諸如引力和電磁力等等”〔4-38〕。當代著名物理學家霍金居然會說出如此不合邏輯的荒唐話，不難看出“物質(zhì)”這個誤用概念帶來的混亂是何等嚴重。
物理客體不能用“物質(zhì)”這個概念進行抽象和概括，而應該分為質(zhì)量和能量兩個系統(tǒng)，二者的本質(zhì)差異有3：1、分立和連續(xù)；2、有無靜質(zhì)量；3、量傳遞時物理客體僅只振動而不發(fā)生運動方向的位移。確認能量系統(tǒng)存在的依據(jù)有5：1、德西特從廣義相對論場方程得出沒有物質(zhì)的宇宙時空解；2、無限的（負能電子）海的發(fā)現(xiàn)；3、愛因斯坦說：“依據(jù)廣義相對論沒有以太的空間是不可思議的”；4、3K微波背景輻射證明“空間”不空；5、粒子物理學的實驗發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)粒子為瞬息億變的動態(tài)網(wǎng)絡。
“全〖ZZ(〗空間〖ZZ)〗充滿著相互作用著的各種不同的場”〔2-387〕，這種分布著某種物理量的空間，不同于經(jīng)典物理學中作為參量的空間?！皥鰪臄?shù)學上表述了能量局域性概念”，“是一個具有無窮多自由度的動力系統(tǒng)”〔2-353〕。即此可知，一切自然現(xiàn)象雖表現(xiàn)為質(zhì)量系統(tǒng)單元個體的運動和變化，動變之因卻源于能量系統(tǒng)的作用；而能量系統(tǒng)本身不通過作用于質(zhì)量系統(tǒng)的效應也根本就無法觀測。物理學早已將物理客體分為彌散態(tài)粒子和凝聚態(tài)物體，3K微波輻射發(fā)現(xiàn)之后，就應該從分類學的角度再增添一種連續(xù)態(tài)網(wǎng)絡；進而將彌散態(tài)粒子分為質(zhì)量子和能量子，如此一來，物理世界圖象就會變得非常清晰。
物理客體分物體、粒子、網(wǎng)絡三類，分別用質(zhì)量、電量（或荷質(zhì)比）、能量計量；人類生活的現(xiàn)實世界屬于質(zhì)量系統(tǒng)（從天球到原子乃至質(zhì)子、電子），能量系統(tǒng)則是一切運動變化的動力之源；所有的共振態(tài)、復合態(tài)粒子均屬于能量系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡，只有那些穩(wěn)定的能量子才有現(xiàn)實意義；不同能量子的有序組合構(gòu)成信息（從質(zhì)量系統(tǒng)講，傳遞信息必須有載體，而對能量系統(tǒng)，信息和載體則合而為一，于此無暇展開討論），可以用于操作質(zhì)量系統(tǒng)的變化和存儲一切自然現(xiàn)象。
小結(jié)：物理客體分兩個系統(tǒng)三種態(tài)。質(zhì)量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)確實屬于“負陰而抱陽，沖氣以為和”的狀態(tài)；作為兩系統(tǒng)“中介”的彌散態(tài)，是演繹世間萬象的“大舞臺”；何以產(chǎn)生質(zhì)量和電量，是現(xiàn)實世界存在的最根本機制。
四、時間和空間
無論哲學還是物理學，時間和空間都是一對非常重要的范疇，同時又是亙古至今爭論最多直到今天還沒有取得共識的兩個概念。16世紀之前，基本上沒有留下多少值得關注的重要論點；牛頓為了創(chuàng)立完整的力學體系，不得不提出人類歷史上第一個時空構(gòu)架。他認為物質(zhì)是在絕對空間中運動，時間不跟任何物質(zhì)對象相關、自身等速地在那里流；時間和空間各自獨立互不相關。亦即是說時間和空間僅只是描述運動的參量。
現(xiàn)代物理學的發(fā)現(xiàn)則是：“廣義相對論用空時結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)來表示引力場”〔2-328〕，場不但“是某種物理量的空間分布”，還是“一個具有無窮多自由度的動力系統(tǒng)”〔2-353〕。很顯然，時空結(jié)構(gòu)應該被理解為改變物體或帶電粒子運動狀態(tài)的作用量。
依據(jù)質(zhì)能兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論看待，即使在牛頓力學體系中，時空結(jié)構(gòu)也是作用量而不是描述運動的參量。比如牛頓力學的第一號自然力——重力G=mg，如果沒有g(shù)作用于m，物體就不會自由下落，很顯然g是使m自由下落的作用量。如果用電磁作用相類比，g可以被稱為引力場強，其作用效應跟電場作用于電量沒什么兩樣。自從發(fā)現(xiàn)了動量和能量守恒之后，牛頓力學方程基本上已經(jīng)不再使用，足以說明牛頓力學非常片面，能夠溝通三個領域最基本的物理量只有動量和動能，根本就不需要力這個概念。
時間和空間究竟指什么？答曰：二者分別是對能量系統(tǒng)單元個體持續(xù)性和廣延性的計量，恰如用質(zhì)量計量物體、用電量計量帶電粒子那樣。
“空間一時間未必是一種可以認為離開物理實在的實際客體而獨立存在的東西。物理客體不是在空間之中，而是這些客體有著空間的廣延性”〔5-112〕。愛因斯坦如果對中國古典哲學稍有理解，就會再說一句：這些客體還有著時間的持續(xù)性。這種“物理實在的實際客體”即指能量系統(tǒng)而言。
能量系統(tǒng)雖是連續(xù)態(tài)，探究其具體作用時卻需要量子化。假定其最小單元為h，由ε＝hν＝h/T可知，只要測出周期T，即可以知道具體的能量值，同理測出波長即可知動量。故而可以說時間和空間是對能量系統(tǒng)兩種屬性的計量。
董光璧教授猜想對于不同的相互作用，應該“各有其時空結(jié)構(gòu)”，是有道理的。用于電動力學的時空結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常成功，“對于電磁相互作用，相對論提供的時空結(jié)構(gòu)和量子論提供的能量結(jié)構(gòu)，既在邏輯上自洽又與經(jīng)驗相符”〔2-429〕；而對于質(zhì)量，發(fā)揮作用的時空結(jié)構(gòu)有ι2t-2和ιt-1兩種，對行星的運行則有R3/T2＝K。
小結(jié)：時空不是獨立的存在，而是用于計量能量系統(tǒng)屬性的概念構(gòu)架。對于物體或帶電粒子，不同的時空結(jié)構(gòu)作用于質(zhì)量和電量可得能量和動量；對于能量系統(tǒng)，只需要用T和λ對基本單元個體計量，即是能量和動量。
五、兩種運動
討論過物理學不應該使用“物質(zhì)”這個哲學范疇，明確了物理客體分質(zhì)量、能量兩個系統(tǒng)，確立了質(zhì)量、電量、能量和時空是基本的物理量，并且弄清了時（T）空（λ）可以直接作為計量能量和動量的基本量，不同時空結(jié)構(gòu)又分別是驅(qū)動質(zhì)量或電量的基本作用量之后，還應該討論一下運動形式問題。
亞里士多德很早就提出自然運動和強迫運動區(qū)分之必要，物理學界至今都沒有認真對待。所謂自然運動，應該是不受人的干預，不準附加任何人為條件的運動，比如自由落體、自組織系統(tǒng)的變化和行星運轉(zhuǎn)等（下文稱絕對運動）；所謂的強迫運動當指人為增添了特設條件的運動，比如將物體抬高、擺鐘和日常生活中經(jīng)常發(fā)生的許多運動。
牛頓力學除自由落體之外，幾乎都有附加條件，將運動定義為一個物體對另一個物體的位移，運動的基點建立在物體對物體的作用（即力）之上，并將物體看作一個質(zhì)點等，基本上都屬于質(zhì)量系統(tǒng)的相對運動?，F(xiàn)代物理學發(fā)現(xiàn)的因果關系被破壞，基本上都產(chǎn)生于對絕對運動和相對運動的作用機制之混淆。
“一個鐘所處的引力勢越低（深），它走得越慢，而那里發(fā)出的光在引力勢較高處去接收就會發(fā)生紅移”〔5-92〕，亦即是說原子鐘在那里發(fā)出的光頻率較小，周期變大。如果是擺鐘，依據(jù)T＝2πL/g，由于g變大，周期就必然變小。兩種鐘的結(jié)果居然完全相反，基于什么原因呢？這就恰好能夠說明相對運動和絕對運動的作用機制不同，顯示的結(jié)果就必然會適得其反。由于原子鐘的頻率直接決定于能量子的頻率，屬于絕對運動；而擺鐘的周期則由作用量g與彈性勢的平衡決定，屬于相對運動，g變大時相對而言等于固定不變的彈性勢變小，故而鐘的周期亦隨之變小。“量子理論和每一種合理的真實世界觀念都沖突”〔6-127〕；“量子力學改變了古典物理學的因果觀和實在論”〔2-328〕。這些觀念產(chǎn)生于發(fā)現(xiàn)了絕對運動和相對運動效果迥異，感到困惑的原因是沒有樹立起時間和空間“不再是事件在其中發(fā)生的被動的背景”，“相反的，它們現(xiàn)在成為動力學的量”〔4-53〕，根源在于沒有突破“物質(zhì)”一元論的樊籬。
問起廣義相對論場方程的意義，通常的回答是：“物質(zhì)和能量要使時空向其自身彎曲”〔4-60〕，反過來彎曲時空的曲率又決定著物體運動的路徑。這種表述本來存在一個因果互易的邏輯循環(huán)，只需要將誤用概念“物質(zhì)”去掉，就變成了非常明晰的單因（能量）決定單果（質(zhì)量運動路徑）的關系。再如“勢函數(shù)V表示質(zhì)量系統(tǒng)對空間任意點的引力作用”〔2-361〕，實質(zhì)上則是勢函數(shù)表示任意時空點對質(zhì)量的趨動作用。作用和被作用的因果關系弄顛倒的原因，許多都出在用相對運動的觀念去解釋絕對運動；產(chǎn)生這種觀念的根源又非常久遠和牢固，先是哲學上把物質(zhì)說成第一性，繼而近代科學一開始就決定只研究屬于第一性的質(zhì)量和重量，外加擔心宗教神學找麻煩，所有物理學理論就都必須把物質(zhì)或質(zhì)量說成是運動變化的起因。依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論，動因僅來源于能量系統(tǒng)。
宇觀上的星體都是絕對運動，很早很早之前就受到許多哲人的關注，他們的不少觀點由于跟相對運動的理論不合，都受到了冷遇。歐拉認為“一切物理過程都是以太與物質(zhì)相互作用的結(jié)果”〔2-180〕，歐多克斯認為“日、月和行星分別固定在想象的勻速轉(zhuǎn)動的天球上，星體本身不動，它們隨著天球運動”〔2-51〕，笛卡爾的觀點更明確：“宇宙空間充滿媒質(zhì)的旋渦運動，天體被媒質(zhì)的旋渦推動”〔2-145〕；最直觀形象的描述莫過于那個陰陽互動的太極圖，那是華夏先民無數(shù)代人仰觀俯察智慧的結(jié)晶。天空中所有星系或星系團無不都是一個渦旋，其中不少渦旋的中心根本就找不到質(zhì)量（被稱為質(zhì)量丟失的暗物質(zhì)）。很顯然這些渦旋都是能量積累形成的畸變時空，那些特定的R3/2＝K的不同旋線上，都可能會有星體在做自然運動，根本就不需要什么引力作為向心力，自然也就沒有必要去找切線力的源。
易學中雖說沒有“自組織”這個詞，王船山卻早就講清了自組織的作用機制。“陽變陰合，乘機而為動靜”，“二氣之動，交感而生，凝滯而成物我之萬象”，如果將質(zhì)量子和能量子類比為陰陽，這種說法還滿有道理的。
小結(jié)：運動有相對和絕對之別。因果關系被破壞的原因大都生之于用相對運動的理論去解釋絕對運動，根源在于物質(zhì)一元論不能作為物理學的哲學基礎。
六、唯物宇宙觀
科學思想作為文化的一部分，在相當長的時間內(nèi)世界各地都是沿著自己的傳統(tǒng)在發(fā)展；從16世紀開始，隨著西方殖民主義的掠奪，希臘傳統(tǒng)的科學逐漸傳播到世界各地。如今所說的近代科學，主要指希臘科學傳統(tǒng)的擴展，其間也不乏阿拉伯、中國和印度等地科學成果的積累。物理學思想的發(fā)展在很大程度上跟古希臘哲學有著非常密切的關系，古希臘哲學的自然觀主張人與自然分離。
在古希臘文化傳統(tǒng)中，從公元1世紀基督教創(chuàng)立開始，就出現(xiàn)了理性和信仰、哲學和神學的紛爭，科學思想的發(fā)展亦被打上深深的烙印?；浇坛蔀閲讨?，“知識服從信仰”成為教會的基本準則之一，于是就有人提出“學問來源于經(jīng)驗”與之抗衡。
基督教創(chuàng)立不太久，某些護教派發(fā)現(xiàn)那些愚昧貧乏的教義抵抗不住古希臘、羅馬文化，特別是哲學，就開始從古希臘、羅馬哲學中尋找為教義辯護的依據(jù)，從而發(fā)展出貌似科學的神學，進而宣布真正的哲學和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原則。中世紀的歐洲幾乎一切學術(shù)都在宗教神學的桎梏之下，自然科學也不例外，布魯諾被活活燒死，伽利略遭受終生監(jiān)禁，都因為他們的理論對神學不利。
唯物主義宇宙觀針對信仰先于理性提出物質(zhì)第一性、意識第二性，自然科學總算找到了哲學基礎。由于近代科學確定只研究屬于第一性的質(zhì)量和重量，而不研究與感覺有關的第二性，即把意識范疇留給宗教，總算爭得了一席之地。當我們立足于現(xiàn)代科學的成果和困惑，去反思物理學發(fā)展的歷史時發(fā)現(xiàn)，把物質(zhì)和意識的關系視為全部、特別是近代哲學重大基本問題的唯物主義哲學，根本就不能作為物理學的理論基礎。為了從神學桎梏下掙脫出來，選擇第一性、第二性之分的哲學雖說必要，終歸總逃不掉為臨時應付而“舉債”付出更高的代價。
物質(zhì)和意識對立，對立的雙方是自然和人，這是古希臘自然與人分離自然觀的延續(xù)。這種哲學適用的范圍應該是人天系統(tǒng)，即探討的中心課題是人與自然的關系；而物理學則屬于純客觀地探討自然界的秩序和原理的學問，亦即是說它只研究物質(zhì)和物質(zhì)之間的聯(lián)系、相互作用和運動變化規(guī)律等問題，絲毫不涉及物質(zhì)與意識關系的內(nèi)容。故而我們認為，唯物主義宇宙觀雖說使物理學擺脫了宗教神學的束縛，而成為一門獨立的學科，卻不能做為物理學的哲學基礎。
自然界是一個有機整體，要探討其運動變化的規(guī)律，就不應該將所有的物理客體用“物質(zhì)”一個概念概括。因為變化只能發(fā)生在至少兩種客體之間，如MN和NM；而MM則是永遠無法觀測的。
“科學史界越來越多的學者認識到，站在現(xiàn)代科學的立場尋找歷史來龍去脈的做法有誤入歧途的危險，轉(zhuǎn)而采取從原來的境況中重新闡釋科學思想”〔7-2〕，不少人發(fā)現(xiàn)了《周易》中保留著自然學的原初形式，可以為科學發(fā)展提供有益的哲學啟迪。本人沿著這條進路摸索多年，學習探尋的心得是，物理學只有依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論的自然觀，才可以討論變與不變。
易以道陰陽；萬物負陰而抱陽，沖氣以為和；陰變陽，陽變陰，其變無窮；陽變陰合，乘機而為動靜；二氣之動，交感而生，凝滯而成物我之萬象——僅依據(jù)上述五句富涵哲理的格言，對物質(zhì)、時間、空間、運動和因果關系等重要概念做一些簡要的剖析，就可以理出一條新的思路。如果依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論，對物理學的概念和理論進行一次新的整合與梳理，極有可能會將物理學帶出當前的困境。不當之處，敬請各位師長、同仁指正。
參考書目：
1、朱伯昆主編《國際易學研究》第三輯，華夏出版社1997年版
2、董光璧等著《世界物理學史》吉林教育出版社1994年版
3、《馬克思恩格斯選集》第三卷人民出版社1972年版
4、(英)霍金著《霍金講演錄》湖南科技出版社1995年版
5、倪光炯等著《近代物理》上?？萍汲霭嫔?979年版
第3篇：理論物理范文
一、易學自然觀
《周易》包括《易經(jīng)》和《易傳》兩部分，實際上是上古巫文化化出的符號、周初時期占筮驗詞集錦和戰(zhàn)國末年理性詮釋的統(tǒng)合。作為《易傳》的十篇釋文已經(jīng)完全脫離卜筮，建立起一套以陰陽為綱闡釋變化的理論體系。漢興，《周易》作為官學傳習和研究的對象，被尊稱為“五經(jīng)”之首；漢易已經(jīng)納入陰陽五行學說，隋唐時期易學即以其理性向科學領域滲透；進而逐漸形成以符號系統(tǒng)與以陰陽為綱紀相結(jié)合的范疇體系和理論結(jié)構(gòu)。
易學對宇宙的基本觀點是：陰陽相涵相因、流變會通，構(gòu)成一個合諧互補的有機整體。
張立文教授在《王船山易學思想略論》〔1-191〕中指出：船山的本體哲學，統(tǒng)體會通于和合。所謂和合者，就是“陰陽未分，二氣合一，氤氳太和之真體”?！兑讉鳌酚醒浴靶味险咧^之道，形而下者謂之器”，作者認定道器是虛實范疇，虛與實的主要差異在于隱與顯?！靶味险呤请[也”，隱不是無，而是潛在，是形而下所以存在的根據(jù)?！靶味抡呤秋@也”，指有形質(zhì)的東西，“即形之成乎物而可見可循者也”。即此可知，顯指可見可循的事物和現(xiàn)象，隱指寓于“器”而起作用的現(xiàn)象背后更本質(zhì)的東西；而隱又不是虛無，“道不虛生，則凡道皆實也”。從而推定道乃實存之體，得出道器交與為體、相涵相因、流變會通的兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論。
道和器的關系究竟如何？就邏輯上講，“形上者乃形之所自生”，因為凡器皆有形，由“形”邏輯上得出對應于“形下”必然存在著“形上”。就二者的主從關系講，“當其未形而隱然有不可喻之天則，天以之化”，依此概括二者的關系為：道是器存在的依據(jù)；道通過器而表現(xiàn)自己，一切顯性的運動變化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度講，是“理不先而氣不后”，二者既不存在先后、本末之別，也就從根本上排除了天理、神創(chuàng)的觀念。
張教授立足于人文（兼及自然）闡述問題，認為“王船山道器、氣關系，充分體現(xiàn)和貫徹了《周易》和合人文的精神”，本文專門討論自然而不涉及人文。依據(jù)形上學本體哲學，自然界的物理客體應該分兩類，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本質(zhì)區(qū)別在于形下之“顯”和形上之“隱”。
小結(jié)：易學自然觀是兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論。從靜態(tài)角度講，“萬物（包括宇宙自身）負陰而抱陽，沖氣以為和”；從動態(tài)角度講，“陰變陽，陽變陰，其變無窮”。所謂的易，就是講陰陽變化之理的學問，即“易以道陰陽”。
二、兩種物理學理論
物理學作為一門學術(shù)的名稱，是從亞里士多德的希臘文著作延續(xù)下來的，這個希臘詞的意思是探討自然的秩序和原理的“自然學”，亞氏又稱其為自然哲學。大約到18世紀中葉，由于學科內(nèi)容的分化，自然史和化學從物理學中獨立出來，18世紀后半葉法國討論過留下的物理學意味著什么，結(jié)果是把物理學分為一般物理學和特殊物理學。前者指牛頓力學或由《自然哲學的數(shù)學原理》導出的以數(shù)學描述質(zhì)點運動的傳統(tǒng)，后者包括聲、光、電、磁等廣泛領域。通常都把這種劃分說成是數(shù)學科學傳統(tǒng)和實驗物理學的分離。
1829年，泊松把當時法國物理學的思想傾向歸為兩類：物理力學和解析力學。他把前者的特征描述為“它的唯一的原理是把一切還原為分子運動，而這些分子是把力的效果從一點傳到另一點并保持這些力之平衡作用的核心”，即期望用天體運動的牛頓平方反比定律數(shù)學格式，精密地描述宇宙一切現(xiàn)象，稱牛頓范式；而后者則強調(diào)現(xiàn)象的解析格式，輕視對物理原因進行討論，稱非牛頓范式。1840年以后，牛頓范式的地位被非牛頓范式所取代；與之同時，拉格朗日原理被泊松和哈密頓予以發(fā)展，使力學成為完全分析的形式，并且以能量取代力的概念體系。本應該由之意識到“根本不存在純粹的力學現(xiàn)象，實際上運動總是結(jié)合著熱和電磁的變化，它們也規(guī)定運動”〔2-9〕，從而結(jié)束牛頓的“力學神話”，可惜的是西方哲學沒有能夠為物理學提供合適的自然觀，以后的物理學就在迷茫中走了許多彎路。對兩種范式的本質(zhì)差異，一般都視為用幾何法還是用解析法的數(shù)學問題。
19世紀30年代之后，隨著實驗物理學的成熟，出現(xiàn)了實驗物理學和理論物理學之區(qū)分；物理學的理論又分原理理論和構(gòu)造理論兩類。前者是先使用分析法在經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)自然過程的普遍特征（即原理），然后給出各種過程必須滿足的數(shù)學形式的判據(jù)，比如牛頓力學；后者又叫“假說—演繹”法，即先確立“想象的原理”（即“假說”），然后采用反證法通過由原理導出的結(jié)論對原理進行證明，給出的內(nèi)容與經(jīng)驗所顯示的現(xiàn)象吻合得愈多愈一致，特別是能夠從假說來預言現(xiàn)象并得到證實，這種構(gòu)造理論就愈成功。依據(jù)這種分類方法，一般都承認17世紀牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》就分別代表了原理理論和構(gòu)造理論。對這兩種理論劃分的依據(jù)主要在于思維方式，即前者采用分析法而后者采用綜合法。
三、兩類物理客體
牛頓的《原理》和惠更斯的《論光》，從近代物理學奠基開始，兩種截然不同的理論分別傳承為兩種體系，即牛頓范式——原理理論，惠更斯范式——構(gòu)造理論，其本質(zhì)差異不在思維方式和數(shù)學形式之不同，也不在是采用數(shù)學方法還是實驗方法之別，而在于研究的客體分屬于根本不同的兩類。
以質(zhì)量對物體進行計量，并假定質(zhì)量都集中在一個質(zhì)點，以相互傳遞力的作用描述運動，是牛頓范式的核心觀念；非牛頓范式研究的光、熱、電、磁等現(xiàn)象，都不能以質(zhì)量進行計量，最終認識到了這種現(xiàn)象都與“能量”直接相關，并且以能量取代了力學概念體系。
而今首當其沖應該明確的是物理學根本就不直覺研究“物質(zhì)”，正象無法品嘗水果一樣，因為二者都是抽象的類概念。物理學只研究質(zhì)量、能量、電量、時間和空間之間的關系，兩種理論的適用范圍不同，前者是關于質(zhì)量系統(tǒng)的理論，后者則適用于能量系統(tǒng)。以往不適當?shù)匕涯芰空f成是物質(zhì)運動的形式（如“能即運動”）〔3-526〕，是產(chǎn)生混亂的肇端?，F(xiàn)代物理學已經(jīng)確認物理客體分兩類：宇觀上有分立的天球和連續(xù)輻射，微觀上分粒子和場，粒子物理學分費米子和玻色子，理論物理學稱其為物質(zhì)粒子和相互作用；物理學理論也分用質(zhì)量計量和時空描述、用能量計量和位形描述兩個系統(tǒng)?！拔覀兪紫劝延钪娴奈镔|(zhì)內(nèi)容分成兩個部分：“物質(zhì)”即諸如夸克、電子和繆介子等粒子，以及“相互作用”諸如引力和電磁力等等”〔4-38〕。當代著名物理學家霍金居然會說出如此不合邏輯的荒唐話，不難看出“物質(zhì)”這個誤用概念帶來的混亂是何等嚴重。
物理客體不能用“物質(zhì)”這個概念進行抽象和概括，而應該分為質(zhì)量和能量兩個系統(tǒng)，二者的本質(zhì)差異有3：1、分立和連續(xù)；2、有無靜質(zhì)量；3、量傳遞時物理客體僅只振動而不發(fā)生運動方向的位移。確認能量系統(tǒng)存在的依據(jù)有5：1、德西特從廣義相對論場方程得出沒有物質(zhì)的宇宙時空解；2、無限的（負能電子）海的發(fā)現(xiàn)；3、愛因斯坦說：“依據(jù)廣義相對論沒有以太的空間是不可思議的”；4、3K微波背景輻射證明“空間”不空；5、粒子物理學的實驗發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)粒子為瞬息億變的動態(tài)網(wǎng)絡。
“全〖ZZ(〗空間〖ZZ)〗充滿著相互作用著的各種不同的場”〔2-387〕，這種分布著某種物理量的空間，不同于經(jīng)典物理學中作為參量的空間?！皥鰪臄?shù)學上表述了能量局域性概念”，“是一個具有無窮多自由度的動力系統(tǒng)”〔2-353〕。即此可知，一切自然現(xiàn)象雖表現(xiàn)為質(zhì)量系統(tǒng)單元個體的運動和變化，動變之因卻源于能量系統(tǒng)的作用；而能量系統(tǒng)本身不通過作用于質(zhì)量系統(tǒng)的效應也根本就無法觀測。物理學早已將物理客體分為彌散態(tài)粒子和凝聚態(tài)物體，3K微波輻射發(fā)現(xiàn)之后，就應該從分類學的角度再增添一種連續(xù)態(tài)網(wǎng)絡；進而將彌散態(tài)粒子分為質(zhì)量子和能量子，如此一來，物理世界圖象就會變得非常清晰。
物理客體分物體、粒子、網(wǎng)絡三類，分別用質(zhì)量、電量（或荷質(zhì)比）、能量計量；人類生活的現(xiàn)實世界屬于質(zhì)量系統(tǒng)（從天球到原子乃至質(zhì)子、電子），能量系統(tǒng)則是一切運動變化的動力之源；所有的共振態(tài)、復合態(tài)粒子均屬于能量系統(tǒng)的動態(tài)網(wǎng)絡，只有那些穩(wěn)定的能量子才有現(xiàn)實意義；不同能量子的有序組合構(gòu)成信息（從質(zhì)量系統(tǒng)講，傳遞信息必須有載體，而對能量系統(tǒng)，信息和載體則合而為一，于此無暇展開討論），可以用于操作質(zhì)量系統(tǒng)的變化和存儲一切自然現(xiàn)象。
小結(jié)：物理客體分兩個系統(tǒng)三種態(tài)。質(zhì)量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)確實屬于“負陰而抱陽，沖氣以為和”的狀態(tài)；作為兩系統(tǒng)“中介”的彌散態(tài)，是演繹世間萬象的“大舞臺”；何以產(chǎn)生質(zhì)量和電量，是現(xiàn)實世界存在的最根本機制。
四、時間和空間
無論哲學還是物理學，時間和空間都是一對非常重要的范疇，同時又是亙古至今爭論最多直到今天還沒有取得共識的兩個概念。16世紀之前，基本上沒有留下多少值得關注的重要論點；牛頓為了創(chuàng)立完整的力學體系，不得不提出人類歷史上第一個時空構(gòu)架。他認為物質(zhì)是在絕對空間中運動，時間不跟任何物質(zhì)對象相關、自身等速地在那里流；時間和空間各自獨立互不相關。亦即是說時間和空間僅只是描述運動的參量。
現(xiàn)代物理學的發(fā)現(xiàn)則是：“廣義相對論用空時結(jié)構(gòu)的幾何性質(zhì)來表示引力場”〔2-328〕，場不但“是某種物理量的空間分布”，還是“一個具有無窮多自由度的動力系統(tǒng)”〔2-353〕。很顯然，時空結(jié)構(gòu)應該被理解為改變物體或帶電粒子運動狀態(tài)的作用量。
依據(jù)質(zhì)能兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論看待，即使在牛頓力學體系中，時空結(jié)構(gòu)也是作用量而不是描述運動的參量。比如牛頓力學的第一號自然力——重力G=mg，如果沒有g(shù)作用于m，物體就不會自由下落，很顯然g是使m自由下落的作用量。如果用電磁作用相類比，g可以被稱為引力場強，其作用效應跟電場作用于電量沒什么兩樣。自從發(fā)現(xiàn)了動量和能量守恒之后，牛頓力學方程基本上已經(jīng)不再使用，足以說明牛頓力學非常片面，能夠溝通三個領域最基本的物理量只有動量和動能，根本就不需要力這個概念。
時間和空間究竟指什么？答曰：二者分別是對能量系統(tǒng)單元個體持續(xù)性和廣延性的計量，恰如用質(zhì)量計量物體、用電量計量帶電粒子那樣。
“空間一時間未必是一種可以認為離開物理實在的實際客體而獨立存在的東西。物理客體不是在空間之中，而是這些客體有著空間的廣延性”〔5-112〕。愛因斯坦如果對中國古典哲學稍有理解，就會再說一句：這些客體還有著時間的持續(xù)性。這種“物理實在的實際客體”即指能量系統(tǒng)而言。
能量系統(tǒng)雖是連續(xù)態(tài)，探究其具體作用時卻需要量子化。假定其最小單元為h，由ε＝hν＝h/T可知，只要測出周期T，即可以知道具體的能量值，同理測出波長即可知動量。故而可以說時間和空間是對能量系統(tǒng)兩種屬性的計量。
董光璧教授猜想對于不同的相互作用，應該“各有其時空結(jié)構(gòu)”，是有道理的。用于電動力學的時空結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常成功，“對于電磁相互作用，相對論提供的時空結(jié)構(gòu)和量子論提供的能量結(jié)構(gòu)，既在邏輯上自洽又與經(jīng)驗相符”〔2-429〕；而對于質(zhì)量，發(fā)揮作用的時空結(jié)構(gòu)有ι2t-2和ιt-1兩種，對行星的運行則有R3/T2＝K。
小結(jié)：時空不是獨立的存在，而是用于計量能量系統(tǒng)屬性的概念構(gòu)架。對于物體或帶電粒子，不同的時空結(jié)構(gòu)作用于質(zhì)量和電量可得能量和動量；對于能量系統(tǒng)，只需要用T和λ對基本單元個體計量，即是能量和動量。
五、兩種運動
討論過物理學不應該使用“物質(zhì)”這個哲學范疇，明確了物理客體分質(zhì)量、能量兩個系統(tǒng)，確立了質(zhì)量、電量、能量和時空是基本的物理量，并且弄清了時（T）空（λ）可以直接作為計量能量和動量的基本量，不同時空結(jié)構(gòu)又分別是驅(qū)動質(zhì)量或電量的基本作用量之后，還應該討論一下運動形式問題。
亞里士多德很早就提出自然運動和強迫運動區(qū)分之必要，物理學界至今都沒有認真對待。所謂自然運動，應該是不受人的干預，不準附加任何人為條件的運動，比如自由落體、自組織系統(tǒng)的變化和行星運轉(zhuǎn)等（下文稱絕對運動）；所謂的強迫運動當指人為增添了特設條件的運動，比如將物體抬高、擺鐘和日常生活中經(jīng)常發(fā)生的許多運動。
牛頓力學除自由落體之外，幾乎都有附加條件，將運動定義為一個物體對另一個物體的位移，運動的基點建立在物體對物體的作用（即力）之上，并將物體看作一個質(zhì)點等，基本上都屬于質(zhì)量系統(tǒng)的相對運動。現(xiàn)代物理學發(fā)現(xiàn)的因果關系被破壞，基本上都產(chǎn)生于對絕對運動和相對運動的作用機制之混淆。
“一個鐘所處的引力勢越低（深），它走得越慢，而那里發(fā)出的光在引力勢較高處去接收就會發(fā)生紅移”〔5-92〕，亦即是說原子鐘在那里發(fā)出的光頻率較小，周期變大。如果是擺鐘，依據(jù)T＝2πL/g，由于g變大，周期就必然變小。兩種鐘的結(jié)果居然完全相反，基于什么原因呢？這就恰好能夠說明相對運動和絕對運動的作用機制不同，顯示的結(jié)果就必然會適得其反。由于原子鐘的頻率直接決定于能量子的頻率，屬于絕對運動；而擺鐘的周期則由作用量g與彈性勢的平衡決定，屬于相對運動，g變大時相對而言等于固定不變的彈性勢變小，故而鐘的周期亦隨之變小。“量子理論和每一種合理的真實世界觀念都沖突”〔6-127〕；“量子力學改變了古典物理學的因果觀和實在論”〔2-328〕。這些觀念產(chǎn)生于發(fā)現(xiàn)了絕對運動和相對運動效果迥異，感到困惑的原因是沒有樹立起時間和空間“不再是事件在其中發(fā)生的被動的背景”，“相反的，它們現(xiàn)在成為動力學的量”〔4-53〕，根源在于沒有突破“物質(zhì)”一元論的樊籬。
問起廣義相對論場方程的意義，通常的回答是：“物質(zhì)和能量要使時空向其自身彎曲”〔4-60〕，反過來彎曲時空的曲率又決定著物體運動的路徑。這種表述本來存在一個因果互易的邏輯循環(huán)，只需要將誤用概念“物質(zhì)”去掉，就變成了非常明晰的單因（能量）決定單果（質(zhì)量運動路徑）的關系。再如“勢函數(shù)V表示質(zhì)量系統(tǒng)對空間任意點的引力作用”〔2-361〕，實質(zhì)上則是勢函數(shù)表示任意時空點對質(zhì)量的趨動作用。作用和被作用的因果關系弄顛倒的原因，許多都出在用相對運動的觀念去解釋絕對運動；產(chǎn)生這種觀念的根源又非常久遠和牢固，先是哲學上把物質(zhì)說成第一性，繼而近代科學一開始就決定只研究屬于第一性的質(zhì)量和重量，外加擔心宗教神學找麻煩，所有物理學理論就都必須把物質(zhì)或質(zhì)量說成是運動變化的起因。依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論，動因僅來源于能量系統(tǒng)。
宇觀上的星體都是絕對運動，很早很早之前就受到許多哲人的關注，他們的不少觀點由于跟相對運動的理論不合，都受到了冷遇。歐拉認為“一切物理過程都是以太與物質(zhì)相互作用的結(jié)果”〔2-180〕，歐多克斯認為“日、月和行星分別固定在想象的勻速轉(zhuǎn)動的天球上，星體本身不動，它們隨著天球運動”〔2-51〕，笛卡爾的觀點更明確：“宇宙空間充滿媒質(zhì)的旋渦運動，天體被媒質(zhì)的旋渦推動”〔2-145〕；最直觀形象的描述莫過于那個陰陽互動的太極圖，那是華夏先民無數(shù)代人仰觀俯察智慧的結(jié)晶。天空中所有星系或星系團無不都是一個渦旋，其中不少渦旋的中心根本就找不到質(zhì)量（被稱為質(zhì)量丟失的暗物質(zhì)）。很顯然這些渦旋都是能量積累形成的畸變時空，那些特定的R3/2＝K的不同旋線上，都可能會有星體在做自然運動，根本就不需要什么引力作為向心力，自然也就沒有必要去找切線力的源。
易學中雖說沒有“自組織”這個詞，王船山卻早就講清了自組織的作用機制。“陽變陰合，乘機而為動靜”，“二氣之動，交感而生，凝滯而成物我之萬象”，如果將質(zhì)量子和能量子類比為陰陽，這種說法還滿有道理的。
小結(jié)：運動有相對和絕對之別。因果關系被破壞的原因大都生之于用相對運動的理論去解釋絕對運動，根源在于物質(zhì)一元論不能作為物理學的哲學基礎。
六、唯物宇宙觀
科學思想作為文化的一部分，在相當長的時間內(nèi)世界各地都是沿著自己的傳統(tǒng)在發(fā)展；從16世紀開始，隨著西方殖民主義的掠奪，希臘傳統(tǒng)的科學逐漸傳播到世界各地。如今所說的近代科學，主要指希臘科學傳統(tǒng)的擴展，其間也不乏阿拉伯、中國和印度等地科學成果的積累。物理學思想的發(fā)展在很大程度上跟古希臘哲學有著非常密切的關系，古希臘哲學的自然觀主張人與自然分離。
在古希臘文化傳統(tǒng)中，從公元1世紀基督教創(chuàng)立開始，就出現(xiàn)了理性和信仰、哲學和神學的紛爭，科學思想的發(fā)展亦被打上深深的烙印?；浇坛蔀閲讨?，“知識服從信仰”成為教會的基本準則之一，于是就有人提出“學問來源于經(jīng)驗”與之抗衡。
基督教創(chuàng)立不太久，某些護教派發(fā)現(xiàn)那些愚昧貧乏的教義抵抗不住古希臘、羅馬文化，特別是哲學，就開始從古希臘、羅馬哲學中尋找為教義辯護的依據(jù)，從而發(fā)展出貌似科學的神學，進而宣布真正的哲學和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原則。中世紀的歐洲幾乎一切學術(shù)都在宗教神學的桎梏之下，自然科學也不例外，布魯諾被活活燒死，伽利略遭受終生監(jiān)禁，都因為他們的理論對神學不利。
唯物主義宇宙觀針對信仰先于理性提出物質(zhì)第一性、意識第二性，自然科學總算找到了哲學基礎。由于近代科學確定只研究屬于第一性的質(zhì)量和重量，而不研究與感覺有關的第二性，即把意識范疇留給宗教，總算爭得了一席之地。當我們立足于現(xiàn)代科學的成果和困惑，去反思物理學發(fā)展的歷史時發(fā)現(xiàn)，把物質(zhì)和意識的關系視為全部、特別是近代哲學重大基本問題的唯物主義哲學，根本就不能作為物理學的理論基礎。為了從神學桎梏下掙脫出來，選擇第一性、第二性之分的哲學雖說必要，終歸總逃不掉為臨時應付而“舉債”付出更高的代價。
物質(zhì)和意識對立，對立的雙方是自然和人，這是古希臘自然與人分離自然觀的延續(xù)。這種哲學適用的范圍應該是人天系統(tǒng)，即探討的中心課題是人與自然的關系；而物理學則屬于純客觀地探討自然界的秩序和原理的學問，亦即是說它只研究物質(zhì)和物質(zhì)之間的聯(lián)系、相互作用和運動變化規(guī)律等問題，絲毫不涉及物質(zhì)與意識關系的內(nèi)容。故而我們認為，唯物主義宇宙觀雖說使物理學擺脫了宗教神學的束縛，而成為一門獨立的學科，卻不能做為物理學的哲學基礎。
自然界是一個有機整體，要探討其運動變化的規(guī)律，就不應該將所有的物理客體用“物質(zhì)”一個概念概括。因為變化只能發(fā)生在至少兩種客體之間，如MN和NM；而MM則是永遠無法觀測的。
“科學史界越來越多的學者認識到，站在現(xiàn)代科學的立場尋找歷史來龍去脈的做法有誤入歧途的危險，轉(zhuǎn)而采取從原來的境況中重新闡釋科學思想”〔7-2〕，不少人發(fā)現(xiàn)了《周易》中保留著自然學的原初形式，可以為科學發(fā)展提供有益的哲學啟迪。本人沿著這條進路摸索多年，學習探尋的心得是，物理學只有依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論的自然觀，才可以討論變與不變。
易以道陰陽；萬物負陰而抱陽，沖氣以為和；陰變陽，陽變陰，其變無窮；陽變陰合，乘機而為動靜；二氣之動，交感而生，凝滯而成物我之萬象——僅依據(jù)上述五句富涵哲理的格言，對物質(zhì)、時間、空間、運動和因果關系等重要概念做一些簡要的剖析，就可以理出一條新的思路。如果依據(jù)兩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論，對物理學的概念和理論進行一次新的整合與梳理，極有可能會將物理學帶出當前的困境。不當之處，敬請各位師長、同仁指正。
參考書目：
1、朱伯昆主編《國際易學研究》第三輯，華夏出版社1997年版
2、董光璧等著《世界物理學史》吉林教育出版社1994年版
3、《馬克思恩格斯選集》第三卷人民出版社1972年版
4、(英)霍金著《霍金講演錄》湖南科技出版社1995年版
5、倪光炯等著《近代物理》上海科技出版社1979年版
第4篇：理論物理范文
【關鍵詞】人文精神 在物理教學中培養(yǎng)
新《課程標準》在教學目標、教學內(nèi)容、教學方法和教學評價上為初中物理課加強人文精神教育提供了新的理論依據(jù)和現(xiàn)實途徑。
一、確立“以人為本”的教學思想
新的課程目標確立了以學生為本的思想，將學生的身心全面和諧發(fā)展、學生基本素質(zhì)的提高置于課程目標的核心位置。這就要求教師轉(zhuǎn)變陳舊的教育觀念，切實貫徹人本主義思想，一切從學生自身實際出發(fā)，立足于青少年的思維特征、認知能力，讓青少年成為思想政治教育的主體。在教學過程中，不僅要尊重他們的主體地位，激發(fā)他們的主體意識，促進他們自我教育、自我發(fā)展能力的形成；更要關注他們的情緒生活、情感體驗、道德修養(yǎng)和人格養(yǎng)成。通過教育使他們不僅能掌握扎實的基礎知識、基本技能，也能形成良好的人文素養(yǎng)，為他們進入、服務社會奠定良好的基礎。
二、尋找結(jié)合點，體現(xiàn)人文精神教育的基本要求
物理課不像思想政治課，每一課的教學內(nèi)容都包括豐富的人文精神內(nèi)涵。這就要求物理教師結(jié)合初一物理教材尋找結(jié)合點，體現(xiàn)人文精神教育的基本要求。但人文精神是指關注人，尊重人格和人性，以人為中心來看待世界事物的一種思想態(tài)度。因此物理教學中可以充分體現(xiàn)以人為本，體現(xiàn)學生的主體性。
根據(jù)素質(zhì)教育的要求和人文精神的內(nèi)涵，作為老師應該改變教學觀、人才觀和價值觀。教師不僅是教書，更要育人，教學過程是幫助學生成長，創(chuàng)造完美人生的過程?，F(xiàn)代教育的本質(zhì)是引導學生精神的發(fā)展，知識只是起載體作用。由于受傳統(tǒng)觀念的影響，部分人認為人文精神教育中只適用文科教學，理科教學是一些機械的數(shù)字運算和一成不變的概念、原理、公式，對如何在理科教學中進行人文精神教育卻束手無策，現(xiàn)本人以物理教學為例來談談自己的感悟。
1、通過物理學發(fā)展史教育學生
組織學生閱讀教材中的閱讀材料，并補充介紹一些科學家獲得成果的經(jīng)歷和過程，在物理學發(fā)展的歷史中，有許多科學家為真理而獻身的動人事跡：如伽利略為宣傳哥白尼的“日心說”而被教會監(jiān)禁終身；利赫曼為引雷電而捐軀；居里夫人為研究放射性作出了巨大的犧牲；愛因斯坦富有批判和懷疑精神等.這些科學家不畏艱險，不惜生命，不慕利祿，不怕權(quán)威追求真理的高尚品質(zhì)，堪為立志振興中華一代青年的楷模，只有勇于攀登的人，才能到達科學的頂峰.一名理論物理學家的成長歷程，給了我們很多的啟示：大膽的想象、懷疑和猜測，不要固步自封；興趣在人的成長過程中是不可或缺的，但要達到成功的彼岸離不了堅定的信念、堅持不懈的努力，這或許是作者要告訴我們后輩的，希望大家能踏著他的腳步，一步一步取得進步。
2、從物理教材、物理知識本身著手
“從生活走向物理，從物理走向社會。”人類生活的每一個方面都與物理學的發(fā)展和進步息息相關。物理學是科學精神與人文精神的統(tǒng)一體。美國斯坦福大學的赫得博士早就提出：要把科學教育、科學課程的重點放在價值觀、社會、技術(shù)和決策方面，要聯(lián)系社會、技術(shù)和人類進行科學教育。初中物理課程以物理世界為認識對象，根據(jù)學科的邏輯體系和學生的心理特點構(gòu)建起符合學生認知規(guī)律的體系。它不能脫離比較系統(tǒng)的物理知識的學習，因此，在這種課程中進行人文教育主要是滲透性的。課程的人文目標的實現(xiàn)主要靠滲透的方式。在講能的開發(fā)和利用、機械效率時，培養(yǎng)學生的經(jīng)濟意識、效率意識，講功的原理、能量守恒定律時，補充介紹一些科學工作者研究永動機的故事，培養(yǎng)學生遵循自然規(guī)律辦事的意識。3、從物理學科特點中體現(xiàn)
注重學科特點，啟迪學生智慧，陶冶學生情操物理學是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學科，中學物理教學最基本的方法是有“物”才有“理”，幾乎所有的物理結(jié)論都是通過對“物”的思考和分析獲得的。這一方法在中學物理的學習中反復運用，對學生形成一切從客觀事實出發(fā)，根據(jù)概念與規(guī)律的邏輯關系而不是憑借想當然去分析問題的思維習慣有重大影響。（1）多年來的教學實踐告訴我們，不僅要教給學生現(xiàn)代科學技術(shù)所必需的系統(tǒng)的物理知識，還應該教給學生科學的學習和研究方法，而通常的一些科學方法，都貫穿在物理學發(fā)展的整個過程中，我們在運用物理學史講述物理知識的過程中，介紹各種科學方法及科學家嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，必將水到渠成，達到事半功倍的效果.（2）、重視實驗教學，培養(yǎng)學生的認知能力和合作精神。實驗是物理課堂教學的重要組成部分，它對提高物理教學質(zhì)量、培養(yǎng)和發(fā)展學生素質(zhì)起著不可替代的重要作用。盡可能多地讓學生觀察和動手，對學生進行思想品德、科學素養(yǎng)及心理素質(zhì)教育，滲透物理思想方法，培養(yǎng)堅韌不拔、實事求是、勤儉節(jié)約、團結(jié)協(xié)作等優(yōu)良品質(zhì)，克服神秘、膽怯和依賴心理，提高動手操作能力和創(chuàng)造能力。
4、從物理教學方法改革中體現(xiàn)
第5篇：理論物理范文
【關鍵詞】物理學 畢業(yè)論文 選題 教育研究
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）23-0055-02
本科畢業(yè)論文是實現(xiàn)本科培養(yǎng)目標的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，它既是對學生大學四年學習成果的一次綜合考查，也是對學生運用所學知識和技能進行科學研究工作的初步訓練。近幾年，筆者在指導物理學專業(yè)本科畢業(yè)論文時發(fā)現(xiàn)，物理學專業(yè)本科畢業(yè)論文選題出現(xiàn)了一些新特點：主要是選題呈現(xiàn)多樣化，物理教育研究方向的選題趨熱，理論物理研究方向的選題趨冷，中學物理教育研究方向的選題已成為熱點。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，既有考研與就業(yè)形勢的影響，也有學生的學習觀與就業(yè)觀的因素，值得我們?nèi)リP注和思考。
本文研究所選數(shù)據(jù)為最近幾年的數(shù)據(jù)，具有較好的時效性，數(shù)據(jù)來源準確，且基于浙江師范大學的學校地位（1980年被列為浙江省屬重點高校），所以能基本反映全國高師院校中物理學專業(yè)本科學生畢業(yè)論文寫作的趨勢。
一 畢業(yè)論文選題的調(diào)查統(tǒng)計分析
對浙江師范大學物理學專業(yè)2010～2012年三屆學生畢業(yè)論文選題的研究方向作了較詳細統(tǒng)計，分別從縱向、橫向進行了比較，見表1、表2、表3。從表1可以看出，學生畢業(yè)論文選題涉及十幾個小研究方向，通過對這些小研究方向進行合并，可歸類整理成“物理教育”“理論物理”“普通物理”“應用物理”四個大研究方向。其中，物理教育包含中學物理教育、物理學史和大學物理實驗；理論物理包含理論力學、量子力學、電動力學和統(tǒng)計物理；普通物理包含力學、電磁學、熱學、光學和原子物理；應用物理包含新能源材料、家用電器和其他。如“物理教育”研究方向，除了傳統(tǒng)的中學物理教育研究方向外，還涉足了物理學史研究方向和大學物理實驗研究方向，畢業(yè)論文選題呈現(xiàn)了多樣化的特點。
從表2可以看出，三屆學生畢業(yè)論文選題為物理教育研究方向的人數(shù)分別占年級總?cè)藬?shù)的24.4%、30.4%、37.4%，而選題為理論物理研究方向的人數(shù)分別占年級總?cè)藬?shù)的43.3%、40.2%、26.4%，物理教育研究方向的選題趨熱而理論物理研究方向的選題趨冷的特點明顯。從表3可以看出，在物理教育研究方向畢業(yè)論文選題中，選題為中學物理教育研究方向的人數(shù)分別占物理教育研究方向總?cè)藬?shù)的63.6%、78.6%、82.4%，中學物理教育研究方向的選題已成為學生研究熱點的特點非常明顯。
面對以上高師物理學專業(yè)本科畢業(yè)論文選題的新趨勢，指導教師中出現(xiàn)了各種各樣的看法，褒貶不一，概括起來主要有以下幾點：（1）目前，由于中學教師待遇較好，越來越多的高師畢業(yè)生想進中學工作，學生選做中學物理教育研究方向課題既實事求是，又能為將來從事中學物理教育研究打下一定的基礎。（2）目前，我國新一輪基礎教育課程改革正在全面推進，新的課程理念、教材、課程評價觀強烈沖擊著現(xiàn)有的教師教育體系，高師物理學專業(yè)本科學生選題以中學物理教育為研究方向，充分體現(xiàn)了當前高師物理學專業(yè)本科學生對我國基礎教育物理課程改革的關注。（3）中學物理教育研究方向的論文學術(shù)性低，讓大學本科學生去做中學物理教育研究方向的選題，會降低物理學專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標。（4）高師物理學專業(yè)的本科生只有幾周中學物理教學實踐時間，讓學生做中學物理教育研究方向的選題既不切實際，也無法寫出高水平的中學物理教育研究論文。
二 高師物理學專業(yè)教育改革的幾點思考
1.轉(zhuǎn)變觀念，自覺提高對物理教育研究的認識
隨著教育的發(fā)展，“科研興校”“科研促學”的理念日益被大家所接受，物理教育研究的能力作為物理教師一項必備的素質(zhì)也越來越受重視。物理教育研究是以物理教育現(xiàn)象和物理教育問題為對象，有計劃、有目的地運用科學研究的原理和方法，通過對物理教育現(xiàn)象的描述、解釋、預測和控制，探尋物理教育活動規(guī)律及其有效物理教育途徑和方法的一種科學實踐活動。物理教育研究的能力是一種高級的、來源于物理教育實踐，而又有所超越和升華的創(chuàng)新能力，它要求研究人員具有扎實的教育學、心理學的理論和方法論知識，具有發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力，具有收集文獻資料和篩選信息整理資料的能力，具有較好的文字表達能力，具有開拓創(chuàng)新精神等。高師物理學專業(yè)加強培養(yǎng)學生物理教育研究的能力，不僅符合高師物理學專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求，而且適應當前基礎教育物理課程改革與發(fā)展的需要。因此，高師物理學專業(yè)的教育管理者和任課教師應轉(zhuǎn)變觀念，自覺提高對物理教育研究的認識。
2.與時俱進，積極關注基礎教育物理課程改革
由于物理學專業(yè)本科畢業(yè)論文選題中中學物理教育研究方向的選題占了較大比例，這一項指導任務，單由幾個從事物理課程與教學論的教師來承擔難以完成，還需其他專業(yè)課教師也來承擔才能完成。這就給本科畢業(yè)論文的指導教師提出了新的要求，必須轉(zhuǎn)變輕視中學物理教育研究的觀念，與時俱進，全面了解當前基礎教育物理課程改革的內(nèi)容及發(fā)展趨勢，這樣才能正確指導學生做好中學物理教育研究方向的畢業(yè)論文。另外，作為一名高師物理學專業(yè)的任課教師，即使不指導學生畢業(yè)論文，也應時刻關注我國基礎教育物理課程改革的發(fā)展與需求，也應積極參與我國基礎教育物理課程改革的實踐和研究，因為高師物理學專業(yè)的培養(yǎng)目標主要是未來的中學物理教師，高師物理學專業(yè)所有的教學工作都應圍繞這一目標來進行。因此，高師物理學專業(yè)的任課教師必須與時俱進，積極關注基礎教育物理課程改革。
3.因勢利導，積極為學生創(chuàng)造物理教育研究的條件
第一，開設“物理教育研究論文寫作”課程。為了提高學生的物理教育研究論文寫作能力，幫助學生盡早參與物理教育研究。筆者建議在高師物理學專業(yè)大三開設“物理教育研究論文寫作”課程。在做物理教育研究方向的畢業(yè)論文時，絕大多數(shù)學生從未有過做物理教育研究的體驗，完全不清楚物理教育研究論文寫作的具體要求和規(guī)范，這與沒有開設“物理教育研究論文寫作”課程有直接關系。該課程應從理論和實踐兩個層面剖析物理教育研究論文寫作的要旨。如物理教育研究論文寫作的目的、意義、價值；物理教育研究論文的選題、文獻綜述、論點的形成、研究方法的選擇、論據(jù)的梳理；物理教育研究論文的規(guī)范、要求、修改等，從理論層面進行剖析。同時將一些有代表性的優(yōu)秀物理教育研究論文作為范本，在學生仔細閱讀的基礎上，教師引導學生一起評析，諸如評析論文的選題與結(jié)構(gòu)，材料的整理與分析，研究其學術(shù)性、科學性、創(chuàng)新性、專業(yè)性、實踐性等，以此給學生示范作用，從實踐層面使學生準確地掌握物理教育研究論文寫作的要領，提高學生物理教育研究的能力。
第二，拓展物理教育實習的內(nèi)容和形式。做物理教育研究的先決條件是必須深入物理教學的第一線。目前，我國高師院校學生物理教育實習普遍采用在大四集中（或相對集中）實習的模式進行，時間一般只有6～8周，實習目的主要是讓學生了解中學物理教學常規(guī)工作，進行中學物理課堂教學實踐，培養(yǎng)其獨立從事中學物理教育和教學工作的能力及中學物理教育研究的能力。時間短且形式單一的物理教育實習，是學生做中學物理教育研究論文的不利因素，也是造成中學物理教育研究論文水平不高的直接原因。筆者建議拓展物理教育實習的內(nèi)容和形式。高師物理學專業(yè)應讓本科學生在大一到大四整個學習過程中盡早、多次、漸進地全程接觸和了解中學物理教學實際，在中學物理教育實踐活動的不同階段中（如在教育見習、模擬實習、正式實習等階段中）感知、思考和深化對中學物理教育教學的專業(yè)性、復雜性的認識，并有目的地指導學生在中學物理教育實踐中開展物理教育現(xiàn)狀調(diào)查和物理教育研究工作，以培養(yǎng)學生的物理教育研究能力。國外許多國家在師范生教育實習方面有很多好的經(jīng)驗值得我們借鑒。如德國師范生實習時間是72周，在較長的實習期間，學生能深入了解教育實際，學會在真實的教育實境和教學個案中調(diào)查研究、發(fā)現(xiàn)問題、選擇課題、搜集數(shù)據(jù)、形成觀點，以培養(yǎng)他們的教育研究能力?？傊?，積極為學生創(chuàng)造物理教育研究的條件，能有利于培養(yǎng)學生物理教育研究的能力。
參考文獻
第6篇：理論物理范文
【關鍵詞】
無因管理；理論；基礎
無因管理作為法定之債形成原因之一，在整個債法體系中具有重要的地位，同時也發(fā)揮著重要的作用，強化對其理論的認識和研究，把握該制度發(fā)展的來龍去脈，是加強無因管理制度構(gòu)建和完善的途徑之一。根據(jù)我國民法通則的規(guī)定，所謂的無因管理就是指沒有法定或者是約定的義務，為避免他人利益受到損失，自愿管理他人事務或者為他人提供便利的行為。根據(jù)該制度的規(guī)定，我們可以發(fā)現(xiàn)，其主要的內(nèi)容即是在管理人和被管理人之間形成了一種相互的訴權(quán)體系，也就是管理人享有請求本人償還管理事務而支出的必要費用的債權(quán)，而本人負有償還該項費用的債務。
一、無因管理制度的來源分析
無因管理制度起源于羅馬法，然后被各個國家和地區(qū)的立法所認可和接受，其作為債形成的法定條件之一，在管理人和本人之間產(chǎn)生了債權(quán)債務關系，它的基本價值在于平衡了日常事務中的兩個相互沖突的準則，其一是個人的事物，他人不得隨意的干涉；其二則是在共同社會中生活的人們應該相互之間基于力所能及的幫助。也正因為如此，從羅馬法的規(guī)定后，各國和地區(qū)都有不同程度和角度的借鑒。
大陸法系國家都繼承了該項制度，只是其規(guī)定上有所差異。按照原來優(yōu)士丁尼的《民法大全》的劃分，債主要分為契約、私犯以及準契約和準私犯四類。顧名思義，準契約就是與契約相似，但又不是通過相互之間訂立契約而產(chǎn)生的債。按照古羅馬法的規(guī)定，該類債主要包括無因管理、不當?shù)美?，以及海損等方面的規(guī)定。但是最初無因管理的范圍非常之廣泛，從法國法的規(guī)定可以窺出一般，它甚至融入了不當?shù)美膬?nèi)容，到德國民法典時期，才將無因管理作為一項獨立的制度加以規(guī)定，以及后來的日本民法典，明確地將無因管理制度作為一項法定之債，確立了其在債法體系中的獨立地位。
二、無因管理制度的理論基礎
作為一項獨立的制度，在民法體系中占據(jù)著獨特的地位，同時發(fā)揮著重要的作用，無因管理制度的理論基礎有著眾多的學說，筆者認為在諸多的學說之中，以下幾種是構(gòu)成該項制度的重要性促成因素，即可以最大限度又最為合理地解釋該項制度構(gòu)建的法律價值及其意義。
從其源頭來考察，首先發(fā)展的是所謂的準契約理論，即同樣作為債發(fā)生的原因之一，它與契約的不同之處，就在于未得到當事人的同意，而基于一方的自愿行為或者是其它的法律事實，從而產(chǎn)生與締結(jié)契約相同的法律效果。從后來學者的分析來看，這種準契約的范圍是非常之廣泛的，至少它將今天獨立于其發(fā)展的不當?shù)美贫劝谄渲?。毫無疑問，如果按照準契約的理論，我們將無因管理之債和不當?shù)美畟鞛橐粓F，故而這種劃分的方法已經(jīng)為今天的學者和立法者所棄而不用。
其次是法定之債的理論。上文已經(jīng)有所分析，無因管理能夠引起債的發(fā)生，因此是一種法律事實。但是與一般的債發(fā)生的原因不同，該種債權(quán)債務關系的產(chǎn)生，是基于法律的規(guī)定而不是當事人的約定，所以它不是法律行為，只能是事實行為。而這一點在各國的法律和學術(shù)理論的研究中都已經(jīng)成為定論。無論從德國，瑞士還是日本等國家了來看，無因管理之債的效力都由法律做出了明確的規(guī)定。但是該種說法也有一定的不足之處，即法律雖然規(guī)定了管理人和被管理人之間的權(quán)利義務的劃分范圍，但是并沒有從理論上闡述為何要規(guī)定該種債權(quán)債務關系，這是其缺陷之所在。所以從這一點出發(fā)，我們認為該理論仍然有探索的余地和必要。
再其次是利他主義理論，從目前的實際情形來看，該種理論能夠得到絕大多數(shù)學者的同意，所以其影響力也是最為深刻和廣泛的。因為無因管理制度從根本上來所以應該作為一種道德上的義務更為合適，民法上之所以規(guī)定了無因管理制度，是因為道德觀促使了民法主體之間進行相互的幫助。通常我們認為法律是最低限度的道德義務，所以將一項道德上的義務劃歸為法律的范圍內(nèi)，似乎有所不妥，所以對該項制度理論基礎反對者就是持這樣的觀點的，他們認為法律不應該將這種道德上的要求加以規(guī)定，否則就會混淆道德和法律之間的關系。最終使得二者之間的范圍更加的模糊不清。
最后是一種稱之為不公平犧牲理論，被管理人作為利益的獲得者應當償還管理人付出的勞動，所以管理人因此而支出的所有勞動都可以要求本人加以償還，而不問這種管理是否在實際上給被管理人帶來了利益。我們應該認識到該理論優(yōu)點在于解釋了為什么要返還管理人以必要的費用，但是缺點在于其所謂的在任何情況下都要求被管理人給予利益的補償。
無論是哪一種理論，也無論其產(chǎn)生于何時，都對無因管理制度的形成和發(fā)展起到了推動作用，因而都應當認識到其積極的意義。所以有必要對理論淵源作一個簡要的回顧和概述，最終對該項制度的完善和發(fā)展提供更加有力的歷史材料作為支撐。
參考文獻：
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第7篇：理論物理范文
2、論速度，我們電子家族是是首屈一拍的，人的步行速度約每小時16千米，自行車大約40千米每小時，飛快的火車有每小時76千米速度，汽車及私用小轎車能達80—100千米每小時，世界上最快的陸上交通工具縣浮列車也只不過500千米每小時的速度，而我們電子每秒鐘便可以飛30萬千米的路程，是它們的的數(shù)百萬倍，即使世界上最快飛行器之一的超五倍音速飛機，據(jù)說連導彈也追不上，也只有每秒1700米的速度，相當于我們速度的幾十萬分之一，我們可以瞬間環(huán)繞地球幾周，去月球來回趟只需8秒鐘左右，如果人類能創(chuàng)造出速度哪怕只有我們十分之一的飛行器，星際旅行便能成為現(xiàn)實。
3、原子的質(zhì)量十分小，一個極其微小的原子中，我的史北在數(shù)量上與質(zhì)子是一樣的。但我們的總質(zhì)量只有一原子的一個質(zhì)子的幾千分之一，以致于我們的重量被人類所忽略了，當然，由于我們的質(zhì)量十分小，我們的速度才如此的驚人，并且必須依附于原子核外，在它周圍高速度運轉(zhuǎn)，它就像是我們電子的家一樣，一旦脫離了她，我們就一個個異地游子一樣只能到處飄蕩。
4、我們的原子是不帶電的，質(zhì)子帶正電，我們帶有與質(zhì)子等量的負電，由于正負相吸，我們就能獲得一個引力來圍繞原子高速運動，像一群群保護家園的戰(zhàn)士一樣，如果我和我的伙伴們按一定的方向運動，而這個速度并沒有先前我吹的那個速度大，相反，它比較小，大約7.5×10-5m/s,就能產(chǎn)生電流，現(xiàn)在人們?nèi)粘Ｉ钪屑矣秒娖鳎r(nóng)用機器以及生產(chǎn)、運輸?shù)葯C器都離不開電，人類還利用靜電原理，制人了吸塵器、刷漆器、操作方便，效率又高。
第8篇：理論物理范文
禮儀：禮者，敬人也，是做人的要求，是尊重對方；儀，是形式，是要把禮表現(xiàn)出來的形式，兩者相輔相成，在國際活動接待中缺一不可。禮儀三要素包括：禮儀是交往藝術(shù)，交往強調(diào)互動，互動看結(jié)果；禮儀是溝通技巧，溝通強調(diào)理解；禮儀是行為規(guī)范，規(guī)范就是標準。
中國人講禮儀是一種自我修煉，是律己行為，管住自己，獨善其身；而國際禮儀講的是交往藝術(shù)，是待人接物之道。禮儀要求人和人打交道保持適當距離，距離產(chǎn)生美感，適當?shù)木嚯x是對對方的尊重。國際交往中，拉開距離如果適當，有助于交往的順暢；換言之，不要隨便套近乎。人際交往要使用稱呼，國際慣例是使用尊稱，而尊稱的一個基本技巧是“就高不就低”。
接待工作講細節(jié)，比如接待代表團，陪同客人坐電梯，陪同者應該是先進還是后進？出電梯時，應該誰先出來？出席正式的社交晚宴，作為中層以上官員，男士打扮最需要注意什么？女士打扮最需要注意什么？在工作崗位上打電話，應該誰先掛電話？這些問題我們?nèi)巳硕紩龅剑苍S我們把它當小事，根本不在意；也許在意了，處理時卻憑主觀經(jīng)驗，是對是錯，心中壓根沒數(shù)?！叭巳硕际浅鞘行蜗螅幪幎际峭顿Y環(huán)境。”而這都是靠接待的細節(jié)做出來的，教養(yǎng)體現(xiàn)于細節(jié)，細節(jié)展示素質(zhì)。
接待客人就應該讓客人舒服，從商務交往與服務接待的角度說：主隨客便，客人要去玩，有時你陪也不是，不陪也不是，但注意不要“熱情越位”，關心過度是一種傷害。國際交往注重結(jié)果，我們做事有個習慣：我是好心，我是好意，好心好意你領不領情我不管，這是意圖在先。外國人很務實，意圖和手段不重要，重要的是結(jié)果。舉例說，你請人吃飯，客人說好吃才是好的，你認為這是廣西最好吃的，他不吃，沒用。你要是自我為中心，“我是這么想的、我認為應該如此”，絕對搞不好接待。“讓大家都喜歡你是沒有可能的”，但必須記住的一句話：交往以對方為中心。人家說好才是好，標準不在你手里。
第9篇：理論物理范文
英國的經(jīng)濟發(fā)展較早,在大部分外國人的眼里,英國人"自命清高"和"難于接近"。但是，事實上,也并非完全如此,他們之間善于互相理解, 紳士風度,處處可見。職業(yè)感強烈,是英國人的另一大特性。
商務交往中,他們重交情,不刻意追求物質(zhì)，不掂斤撥兩，一副大家的作風。對商務談判,他們往往不做充分的準備，細節(jié)之處不加注意,顯得有些松松垮垮。但英國商人很和善、友好,易于相處。因此,遇到問題也易于解決。他們好交際,善應變,有很好的靈活性,對建設性的意見反映積極。
英國的禮俗豐富多彩,彼此第一次認識時,一般都以握手為禮，隨便拍打客人被認為是非禮的行為,即使在公務完結(jié)之后也如此。
在英國,"外表決定一切",與英國人交往要盡量避免感情外露。受到款待一定要致謝,事后致函表示謝意,更能引起注意,贈送小禮品能增加友誼。在英國經(jīng)商,必須屬守信用，答應過的事情,必須全力以赴,不折不扣地完成。
英國人待人彬彬有禮,講話十分客氣,"謝謝"、"請"字不離口。對英國人講話也要客氣,不論他們是服務員還是司機,都要以禮相待，請他辦事時說話要委婉,不要使人感到有命令的口吻,否則,可能會使你遭到冷遇。英國人的時間觀念很強,拜會或洽談生意,訪前必須預先約會,準時很重要,最好提前幾分鐘到達為好。他們相處之道是嚴守時間,遵守諾言。英國人注意服裝,穿著要因時而異。他們往往以貌取人,儀容態(tài)度尤須注意。
談生意態(tài)度須保守,謹慎。初次見面或在特殊場合,或者是表示贊同與祝賀時,才相互握手。在英國,不流行邀對方早餐談生意。一般說來,他們的午餐比較簡單,對晚餐比較重視,視為正餐。
因此,重大的宴請活動，大家都放在晚餐時進行。去英國人家里作客,最好帶點價值較低的禮品,因為花費不多就不會有行賄之嫌。禮品一般有:高級巧克力、名酒、鮮花,特別是我國具有民族特色的民間工藝美術(shù)品,他們格外欣賞。而對有客人公司標記的紀念品不感興趣。盆栽植物一般是宴會后派人送去。若請你到人家里作客,需要注意,如果是一種社交場合,不是公事,早到是不禮貌的,女主人要為你做準備，你去早了,她還沒有準備好,會使她難堪。最好是晚到10分鐘。在接受禮品方面,英國人和我國的習慣有很大的不同。他們常常當著客人的面打開禮品，無論禮品價值如何,或是否有用,主人都會給以熱情的贊揚表示謝意。蘇格蘭威士忌是很通行的禮品,烈性威士忌則不然。
英國商人一般不喜歡邀請至家中飲宴,聚會大都在酒店、飯店進行。英國人的飲宴,在某種意義上說,是儉樸為主。他們討厭浪費的人。比如說,要泡茶請客,如果來客中有三位,一定只燒三份的水。英國對飲茶十分講究,各階層的人都喜歡飲茶,尤其是婦女嗜茶成癖.英國人還有飲下午茶的習慣,即在下午3—4點鐘的時候,放下手中的工作,喝一杯紅茶,有時也吃塊點心,休息一刻鐘，稱為"茶休"。主人常邀請你共同喝下午茶,遇到這種情況，大可不必推卻。
在正式的宴會上,一般不準吸煙。進餐吸煙,被視為失禮。
