初一科學論文
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篇一
二十世紀科學與科學思想淺析
摘要:科學產生科學思想,科學思想指導科學的發展。本文擬對二十世紀科學革命進行梳理,進而淺析二十世紀的科學思想。
generates the scientific thought, Scientific thought guides the development of science . This paper sorts out the revolution of science in the 20th century, and then analyzes the scientific thought in the 20th-century.
關鍵詞:科學科學革命科學思想
Key thoughtthe revolution of science
作者簡介:趙福成,河北師範大學法政學院2007級科學技術哲學專業碩士研究生。
20世紀發生的兩次科學革命是科學長期發展和積累的結果,但其深刻性和廣泛性,是歷代科學革命所無法比擬的。這驅使不少科學家去研究現代物理學革命的特徵,探索科學發展的規律。
一、20世紀兩次全域性性的科學革命
第一次是現代物理學革命。x射線直接地揭開了原子的祕密;湯姆孫發現電子標誌著人類對物質微觀結構的開始;盧瑟福提出的原子模型,揭示了粒子和它的構造是怎樣的;質子中子的發現,對於認識原子核的內部具有重要意義;湯川秀樹提出介子學說,還提出了核力場的方程和核力的勢,即湯川勢的表示式;狄拉克提出了反粒子理論;蓋爾曼提出了介子有一堆正反夸克組成,重子由三個夸克組成;愛因斯坦的相對論是關於時空和引力的基本理論,分為狹義相對論和廣義相對論;從普朗克的能量子假說,到愛因斯坦的光量子假說,薛定諤的波動觀念,到玻恩對函式的統計解釋,海森伯的測不準原理及玻爾的互補原理,實現了量子力學的建立。
第二次是綜合性科學革命。標誌性事件是:1946年第一臺計算機問世;弗裡德曼提出的非靜態宇宙模型,認為宇宙是可能膨脹的;哈勃確定了星系紅移和距離之間的線性關係,證實了宇宙膨脹理論;勒梅特提出了宇宙爆炸說;伽莫夫把核物理學的知識同宇宙膨脹理論結合起來,發展了大爆炸理論,並用它來說明化學元素的起源;1948年系統論、資訊理論、控制論建立;申農與貝塔朗菲代表作的出版,標誌著交叉科學資訊理論、控制論、一般系統論的誕生;1957年,古德等為系統工程論奠定了基礎;60年代以來,又出現了新的交叉科學――突變論、協同論和耗散結構理論;50年代板塊構造學說問世,魏格納提出大陸漂移說,由地幔對流說、海底擴張說等階段,到勒比雄等提出了全球大地板塊構造學說;1969年耗散結構理論問世;應用計算機對大氣科學和流體力學進行數值研究;分析力學中數學理論的進展,以及統計物理中遠離平衡態系統性態的研究,促進了非線性科學的發展; 1971年新興綜合性學科協同學問世;1972年突變理論問世並發展成為一個新的數學分支。
二、對兩次科學革命的科學思想淺析
***一***從歷時性***縱向***看20世紀科學思想的變遷
分析這兩次科學革命,我們可以把20世紀的科學思想分為兩個階段。在20世紀上半葉,科學的基礎性、主導型成果是相對論和量子力學,提出了關於時空相對性、空間彎曲、質量和能量的關係、作用量子、波粒二象性、測量中主客體的關係、量子力學的統計性解釋等思想,科學認識進入了巨集觀高速運動領域、微觀領域和宇觀領域。在20世紀下半葉,主要科學成果是宇宙大爆炸理論、板塊構造理論、分子生物學理論以及耗散結構理論、協同學、混沌學、量子場論、量子宇宙學、規範場論、弦理論等,還提出了宇宙膨脹、全球地質觀、遺傳資訊、系統自組織理論思想以及多重宇宙、多重歷史、黑洞輻射、時間圈環、多維空間、虛粒子、虛時間等猜想。
***二***從共時性***橫向***看20世紀科學思想的特徵
20世紀的科學有兩大思潮:追求統一性與探索複雜性。
追求自然的統一性,一直是科學追求的基本目標。基於牛頓力學、電磁場學、化學原子論等近代科學碩果,到20世紀初,科學家們認為自然界統一於原子和力。到20世紀50年代,愛因斯坦是追求統一性的主要代表,他試圖把自然界的物質和作用統一於場。愛因斯坦是對以牛頓為代表的力學機械論的主要批判者,他的相對論有力的衝擊了絕對主義自然觀、科學觀和思維方式,相對論本身也是追求統一的產物,它追求力學與電磁學、慣性系與非慣性系的統一。可是愛因斯坦在統一場論的過程中,又戲劇性的轉向了絕對主義。在愛因斯坦之後,追求統一性的思潮發展為追求4種基本作用的“大統一”,不少科學家甚至追求包羅永珍的終極理論。量子場論、量子宇宙學、弦理論都體現出科學家追求統一的努力。
量子力學初步揭示了微觀世界的複雜性,強調自然世界的不確定性和微觀世界不同與巨集觀世界的特殊性。以玻爾為代表的哥本哈根學派對量子力學的解釋,同物理學機械論是根本相悖的。愛因斯坦與哥本哈根學派的爭論,是堅持物理學機械論和反對無力學機械論這兩種思潮的爭論。
在20世紀後50年,普利高津提出了探索性的口號,使他成為複雜性科學思潮的主要代表。量子宇宙學、弦理論並不是根據現有的實驗建構起來的,也很難用實驗來驗證,在一定意義上可以說具有“超驗性”。在這種背景下,科學日益趨向數學化、模型化,思辨的色彩也越來越濃。狄拉克說,數學是特別適合於處理抽象概念的工具,在這個領域數學的力量是沒有限制的。到了霍金,這種意識就更加強烈了,數學模型被看做是追求統一的工具。20世紀上半葉,馬赫等人都上升到哲學,從哲學高度進行探索和解釋。這將對21世紀科學的發展具有重要的啟迪意義。
參考文獻:
[1] 周林等 科學家論方法[M ] 內蒙古人民出版社,1985年
[2] 狄拉克 量子力學原理[M ] 科學出版社,1965年
[3] 愛因斯坦文集[M ] 第三卷,商務印書館,1979年
[4] 科恩 科學革命史[M ] 軍事科學出版社,1992年
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