物理之美

2009-06-24 09:21
物理教学探讨·初中学生版 2009年2期
关键词:规律性对称性自然界

佚 名

物理学固然不是美学,但物理学中包含着美。由于物理学所反映的是自然界丰富多彩的运动形式及规律性,也就同时展现了自然界在结构上的对称、和谐与韵律美。由于科学理论的首要目的是表达人们发现的自然界中存在的和谐,所以我们一眼就能看到这些理论具有美学价值。衡量一个科学理论的成功与否,事实上就是对它的美学价值的衡量,也就是衡量它给原本混乱的东西带来了多少和谐。

自然科学美的主体成分是理性美,是自然界的固有结构与人的认识、人类心灵深处的渴望在本质上的吻合。它是通过科学的理想化、抽象化,以概念、定理、公式、理论的方式显示出来的。由历代物理学家所精心雕琢的物理学大厦,可谓一座辉煌壮丽的科学殿堂。它集诸种基本形式美与内容美于一体,不仅向人们提供了对物质世界规律性的认识,同时也把一种令人心旷神怡的美景奉献给了人类。只要步入这个“和谐的宇宙”,就一定能使具有一定科学素养的人领略和体味到这种理性美。

物理学所描述的对象是非常广泛的,因而它的美也在多方面有所体现。从浩瀚无边的宇宙到微观世界的基本粒子,无不是物理学家的研究对象;从星系到夸克,全都遵循着基本的物理规律。结合美学的基本原则以及科学美的评价和判断标准,我们可以从以下几方面来欣赏物理世界的美:

物理学中的逻辑简单性

物理定律的内在对称性

物理规律的复杂整体性

物理理论的普遍性

物理学中的延伸性

物理学中的和谐美

……

形式上的对称性常常让我们可以不必精确地去求解就可以获得一些知识,使问题得以简化,甚至使得某些颇难解的问题迎刃而解;各种物理现象和过程千差万别,但本质上可以归为为数不多的基本概念和原理,使物理学的理论体系呈现出高度的和谐与简洁美……

在物理学习中,有必要进行一些审美活动,既要挖掘物理学内容的内在美,又要领会物理世界“对称、和谐、简洁、多样统一”等形式美。在天真浪漫、活泼可爱、好奇敏感的青少年时代,如果置身于美的环境中去学习物理,会极大地调动同学们对学习和研究物理问题的兴趣,学习效果也会事半功倍。在完成学习任务的同时得到精神的陶冶和享受,何乐而不为呢?

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