王玉春 姜際龍 谷仕傳

【摘 要】物理的核心素養(yǎng)要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，本文探討在物理教學(xué)中進(jìn)行一定的人文滲透使學(xué)生能夠更深刻的理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境的關(guān)系，逐漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度和責(zé)任，并通過(guò)人文精神的滲透幫助學(xué)生理解物理的新發(fā)展，增強(qiáng)理解和學(xué)好物理的自信。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué);人文滲透

中圖分類號(hào)： G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）04-0008-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.004

0 引言

本文是高中開(kāi)學(xué)第一課的課堂教學(xué)內(nèi)容的整理，在開(kāi)學(xué)第一課的物理教學(xué)中，我試圖從物理學(xué)科的本質(zhì)出發(fā)，探討從人文角度對(duì)物理學(xué)科新進(jìn)展方面的理解，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好物理的自信，進(jìn)而探討科學(xué)對(duì)技術(shù)促進(jìn)、對(duì)自然環(huán)境的影響，再?gòu)娜宋慕嵌葘?duì)科學(xué)悖論進(jìn)行討論，通過(guò)教學(xué)中必要的人文滲透，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任。

1 物理發(fā)展的歷史和展望

物理學(xué)科的產(chǎn)生可以追溯到古代的占星術(shù)，這源于古代科學(xué)的落后，很容易讓人們將自然想象與社會(huì)、個(gè)人相聯(lián)系，這當(dāng)然反過(guò)來(lái)促進(jìn)了人們對(duì)自然的觀察，形成直接的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行傳播，影響最深遠(yuǎn)的是亞里士多德的物理理論，就是建立在直接的觀察和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)，這當(dāng)然只是物理學(xué)科的萌芽，因?yàn)橐粋€(gè)學(xué)科的建立，不僅需要構(gòu)建理論，更重要的是尋找到一種解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)方法和手段。

物理學(xué)科作為獨(dú)立學(xué)科的標(biāo)志，是伽利略在落體運(yùn)動(dòng)研究中，建立的方法：實(shí)驗(yàn)+邏輯推理，現(xiàn)在我們可以在月球（真空環(huán)境）甚至是利用實(shí)驗(yàn)室中的牛頓管，就可以證明伽利略的結(jié)論，很容易就證實(shí)直接觀察+經(jīng)驗(yàn)的思考方式對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的描述是不可靠的。

繼伽利略之后，物理學(xué)的集大成者牛頓，他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的發(fā)表標(biāo)志著物理學(xué)理論架構(gòu)的完整確立，物理學(xué)對(duì)自然的描述相較于古代的占星術(shù)們的理論更準(zhǔn)確、更科學(xué)，當(dāng)然，牛頓的貢獻(xiàn)功不可沒(méi)，但也不離不開(kāi)一大批物理學(xué)家的努力。

打破牛頓神話或經(jīng)典物理學(xué)局限的，其實(shí)是開(kāi)爾文勛爵口中那兩朵小小的烏云，這兩朵烏云，使物理學(xué)進(jìn)入了量子力學(xué)和相對(duì)論力學(xué)的紀(jì)元，當(dāng)然，這里需要一長(zhǎng)串的名字，是他們開(kāi)拓性的工作，才使人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步。

量子力學(xué)和相對(duì)論力學(xué)

量子力學(xué)和相對(duì)論力學(xué)，最為最普適的規(guī)律，當(dāng)然，也就更加抽象，常常使學(xué)習(xí)物理專業(yè)的我也莫不著頭腦，既然如此，我們是不是也可以從其他的方面進(jìn)行一定的理解，諸如人文的角度。

2 物理學(xué)科的人文理解

物理學(xué)構(gòu)建的理論也是對(duì)自然最本質(zhì)規(guī)律的探求，這和人文方面有相同的起點(diǎn)，因此，在某些方面，人文方面的積累，對(duì)自然科學(xué)規(guī)律的理解有一些特別的感悟，下面就舉出幾個(gè)例子。

道德經(jīng)：有無(wú)相生，難易相成，長(zhǎng)短相形，高下相傾，音聲相和，前后相隨。以及莊子關(guān)于小大之辯，這就是相對(duì)論的體現(xiàn)，物理學(xué)科在研究實(shí)際問(wèn)題中為什么要選取參考系？就是源于自然規(guī)律也是相對(duì)的。

又如心學(xué)大師王陽(yáng)明的一段對(duì)話：你未看此花時(shí)，此花與汝心同歸于寂;你來(lái)看此花時(shí)，則此花顏色一時(shí)明白起來(lái)，便知此花不在你的心外。這與在量子力學(xué)中薛定諤的那只小貓，不是有著異曲同工之妙嗎？微觀世界里物質(zhì)的狀態(tài)取決于觀察，不就等同于心學(xué)中“心”對(duì)花的觀察一樣嗎？不過(guò)心學(xué)中的那朵花代表的是物理學(xué)中的微觀世界，并不適用于宏觀方面的觀察。

再如佛教中提出的“實(shí)相無(wú)相”。也很是契合物理學(xué)中實(shí)驗(yàn)觀察，例如宏觀中的連續(xù)狀態(tài)，在微觀中其實(shí)分立的，不連續(xù)的，像光、電荷量等的量子化，這豈不是“須彌藏芥子，芥子納須彌”。

諸如此類，不勝枚舉，從人文的角度思考和解釋，物理現(xiàn)象和規(guī)律，可以有一些直觀的比較，使我們更容易掌握自然學(xué)科中抽象理論，這或許也契合牛頓把自己的物理學(xué)著作取名《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。自然科學(xué)和人文在一些方面本就存在交織。適度的積累一些人文知識(shí)，對(duì)自然學(xué)科的學(xué)習(xí)更有利，像量子力學(xué)那樣在歐洲萌芽，在美國(guó)發(fā)展卻在中國(guó)開(kāi)花（中國(guó)在量子通信應(yīng)用領(lǐng)域引領(lǐng)全球）。

3 科學(xué)發(fā)展對(duì)生活的影響

適當(dāng)積累人文知識(shí)，會(huì)促進(jìn)我們對(duì)于科學(xué)的掌握，那么，科學(xué)的發(fā)展究竟給我?guī)?lái)些什么呢？它是怎樣改變了我們的生活？

上面的兩幅圖，深刻反映了科學(xué)對(duì)生活方面的改變，蒸汽技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了人類的生產(chǎn)效率，也拉近東西方兩個(gè)世界的距離，也改變了我們恬淡的生活，像火車的冒出的煙一樣，平靜的畫面被撕裂，這或許是科學(xué)讓人類初步展現(xiàn)出猙獰的一面。

下面電氣化時(shí)代的美好時(shí)代，讓我們的生活更加豐富多彩，這樣美好的畫面，人類一路走來(lái)也是跌跌碰碰，這其中又有多少悲歡離合？

科學(xué)促進(jìn)技術(shù)，使我們的生活更加美好，是不爭(zhēng)的事實(shí)，這種美好之中，難道就沒(méi)有危機(jī)嗎？

4 科學(xué)發(fā)展的悖論

現(xiàn)代科學(xué)誕生的歐洲，對(duì)待科學(xué)也是一直處在爭(zhēng)論中。

我可以通過(guò)幾個(gè)例子說(shuō)明，第一個(gè)是諾貝爾獎(jiǎng)牌的背面，科學(xué)在掀開(kāi)自然女神的面紗，科學(xué)對(duì)窺探自然奧秘提供了更精確的方法（實(shí)驗(yàn)），讓我們更了解自然，但是直接掀開(kāi)女神的面紗似乎也包含著某種不禮貌，這不恰好預(yù)示著自然與科學(xué)的關(guān)系充斥著兩種矛盾的聲音嗎？

這種爭(zhēng)論在西方社會(huì)一直存在，只是我們過(guò)去很少去關(guān)注，第二個(gè)例子希臘神話中，向人類傳遞火種的普羅米修斯，火種象征著給人類傳遞智慧，但傳遞科學(xué)的神卻在接受懲罰，就像我們今天的生活，物質(zhì)豐富，但也生活科學(xué)帶來(lái)的危機(jī)中，再如歌德的批判，浮士德與惡魔梅菲斯托費(fèi)勒斯達(dá)成的交易，獲得造福改善環(huán)境的能力，但最終因自責(zé)而想脫離惡魔，這難道不是隱藏在我們內(nèi)心中對(duì)待科學(xué)的態(tài)度嗎？實(shí)在是值得我們深思啊。

最后用奧本海默（曼哈頓計(jì)劃負(fù)責(zé)人）的一句話作結(jié)，The physicits have known sin and this is knowledge which they cannot lose（物理學(xué)家們已經(jīng)嘗到了罪孽的滋味，這種滋味他們無(wú)法忘記），這其實(shí)就是困擾科學(xué)推動(dòng)技術(shù)變革的悖論，科學(xué)本身也許沒(méi)有善惡，但科學(xué)的普遍性，導(dǎo)致技術(shù)進(jìn)步是普適的，比如原子彈的研究并不能給人類社會(huì)帶來(lái)幸福感，卻包含著危機(jī)和不安，可能在某一天導(dǎo)致人類社會(huì)的崩塌，而物理學(xué)家有自己的祖國(guó)，又必須進(jìn)行這樣的技術(shù)突破，這就是科學(xué)中的悖論，需要更多有才智和勇氣的你們?nèi)ソ鉀Q，或許，只有解決了這個(gè)問(wèn)題，我們才能放心的讓科學(xué)推動(dòng)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。

5 尾聲

我們到現(xiàn)在都沒(méi)有解決這樣的困境，人類一直在危機(jī)中，迎接著科學(xué)的發(fā)展，不安什么時(shí)候可以停止，或許，物理教學(xué)中做的人文滲透，可以在某一些方面解決一些擔(dān)憂，因?yàn)橐粋€(gè)具有人文情懷的物理學(xué)家，至少可以讓我稍稍放心一些。

【參考文獻(xiàn)】

[1]本文是《人文精神在物理教學(xué)中滲透的實(shí)踐研究》課題的研究成果.

[2]《物理是什么》朝永振一郎（日），周自恒（譯）.

[3]《物理必修1》人民教育出版社.

[4]《老子的智慧》梁實(shí)秋.

[5]《莊子今注今譯》陳鼓應(yīng).

[6]《中國(guó)智慧》易中天.

[7]《傳習(xí)錄》王陽(yáng)明.