物理學發(fā)展中的理論預言及觀測分析

楊　雪　海南師范大學物理與電子工程學院　571158

?

物理學發(fā)展中的理論預言及觀測分析

楊雪海南師范大學物理與電子工程學院571158

【文章摘要】

隨著社會不斷進步，科技日益發(fā)展，物理學領(lǐng)域發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變，已步入到嶄新的階段。物理學主要是揭示大自然的奧秘，需要觀測各種自然現(xiàn)象，進行理性加工，揭示現(xiàn)象后面的本質(zhì)。在此過程中，需要正確把握理論語言、觀測之間的關(guān)系，揭示各種物理現(xiàn)象。以此，不斷推動我國物理學理論向前發(fā)展，為不同領(lǐng)域、行業(yè)發(fā)展提供重要的保障。

【關(guān)鍵詞】

物理學發(fā)展；理論預言；觀測；分析

在漫長的發(fā)展過程中，物理實驗方法日益更新，規(guī)模逐漸擴大，物理學整體研究發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，逐漸走上“微觀、高效”的道路，各種新發(fā)現(xiàn)、新實驗層出不窮，被廣泛應用到人們?nèi)粘９ぷ魃钪校l(fā)揮著不可替代的作用。在研究物理學的過程中，研究者需要以觀測的事物為切入點，借助數(shù)學與抽象方法，形成全新的理論，不斷完善相關(guān)理論，并提出科學預言。在觀測的基礎(chǔ)上，看其是否能夠支撐相關(guān)理論。可見，在物理學發(fā)展過程中，理論預言與觀測息息相關(guān)，觀測是理論形成的首要前提，也是檢測理論的重要途徑，相關(guān)理論在檢測之后才具有真正的意義。為此，需要把握好二者的關(guān)系，不斷突破物理學發(fā)展中的瓶頸，不斷促進物理學發(fā)展。

1　物理學概述

物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學，以實驗為導向，來驗證各方面的理論知識。它屬于一門嚴謹?shù)睦碚摽茖W，在利用物理概念的基礎(chǔ)上，以物理規(guī)律為導線，構(gòu)建可行的邏輯體系，使經(jīng)典物理學、現(xiàn)代物理學、相關(guān)的分支結(jié)構(gòu)相融合，具有其嚴密性。物理學和數(shù)學緊密相連，屬于定量的精密型科學。此外，物理學是一門重要的基礎(chǔ)型科學，關(guān)乎不同工程技術(shù)、國民經(jīng)濟發(fā)展等，具有方法論的性質(zhì)。從某種角度來說，在物理學學科結(jié)構(gòu)中，必須具備思想方法、邏輯體系、數(shù)學表述等元素。就物理學的分支而言，經(jīng)典物理學、現(xiàn)代物理學是不可或缺的重要組成元素，它們又由其它成分組成。力學、光學、電磁學、熱學構(gòu)成了經(jīng)典物理學，而現(xiàn)代物理學主要由量子論、相對論、非線論組成。此外，在不同階段的物理學發(fā)展過程中，都有相關(guān)的理論語言、觀測。在早期物理學研究過程中，由于沒有精密的儀器，需要借助直接經(jīng)驗，來提出相關(guān)的理論，形成科學預言，并進行證實，這一階段屬于前經(jīng)典物理學時期。而后經(jīng)過了經(jīng)典力學時期、近代物理學時期，提出了各種科學語言，比如，萬有引力定律、相對論，借助觀測，進行進一步證實，并作為物理教學中的重要理論知識，也是物理學發(fā)展歷程中的重大飛躍。

2　物理學發(fā)展中的理論預言與觀測

2.1理論預言、觀測的作用

從某種意義上說，物理學和數(shù)學息息相關(guān)，在其研究過程中，數(shù)學屬于高抽象、高嚴密推理的重要工具，是研究量規(guī)定性的首要前提，能夠全面而客觀地反映事物具有的物理意義。在一系列觀測數(shù)據(jù)中，提出相關(guān)的經(jīng)驗公式，預言未知的現(xiàn)象。通過觀測，經(jīng)驗公式在被驗證之后，已成為一種理論，被提出新的預測，再次驗證。就在這種反復預測、驗證的過程中，物理學得到了應有的發(fā)展。以“量子力學為例，在1885年，瑞士的數(shù)學教師巴爾末在分析已知的141條譜線基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)可以借助相關(guān)的公式來表示譜線的波長。在經(jīng)過一系列預言、觀測后，量子力學應運而生，成為研究量子電動力學、量子色動力學的重要依據(jù)。換句話說，想要研究物理理論，需要發(fā)揮理論預言、觀測的作用。主要是因為在研究物理學的過程中，所研究的客體并不是已知的。在此過程中，要運用已有的物理理論來解釋未知的客體，一旦無法解釋，便需要開辟不同的領(lǐng)域，進行理論預言，驗證提出的新理論。在經(jīng)過反復證實后，才能被人們接受，運用到實踐中。如果提出的新理論無法得到證實，必須進行更加深入的完善，提出新的預言，再次進行證實。

2.2物理教學的啟示

就理論預言、預測來說，對物理教學也有一定的影響。在教學過程中，教師要優(yōu)化利用各種理論預言、觀測史料，幫助學生更好地理解、掌握物理學中的基本理論知識，完善知識結(jié)構(gòu)體系。以此，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，提高他們理論預言、觀測檢驗能力。教師要創(chuàng)設(shè)良好的教學情境，提高學生學習物理學科的積極性、主動性。要讓學生感受到觀測物理實驗、證實預言是一個富有趣味性的過程，使學生感受到學習物理學科的樂趣。以“慣性秤實驗”為例，在教學過程中，教師可以先引導學生觀測秤臺豎直、水平放置時的變化情況，并運用理論來解釋自己觀察到的現(xiàn)象，還可以對秤周期變化情況進行語言，并借助實驗來證實。要讓學生正確認識物理學具有的意義，掌握科學的學習方法，借助理論預言、觀測史料，理清物理知識的命脈，逐漸提高他們提出、分析、解決問題的能力。此外，還要優(yōu)化學生科學思維培養(yǎng)方法。讓學生在理論知識的同時，借助觀測，檢驗對應的知識點，能夠全面而系統(tǒng)地去觀察生活中的各種事物、現(xiàn)象。

3　結(jié)語

總而言之，在物理學發(fā)展道路上，理論預言、觀測發(fā)揮著不可替代的作用，需要把握好二者之間的關(guān)系，出現(xiàn)更多的新發(fā)現(xiàn)、新實驗，更好地探索自然世界，揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)，解釋相關(guān)的物理現(xiàn)象。以此，不斷促進物理學的發(fā)展。同時，也能不斷優(yōu)化物理教學方法，促使學生掌握科學學習方法，培養(yǎng)他們多方面能力，培養(yǎng)更多物理學研究領(lǐng)域的專業(yè)人才。

【參考文獻】

張瑤,朱琳,吳文良.試論物理學發(fā)展中的理論預言和觀測[J].昭通師范高等專科學校學報,2012,05:39-43.