原標題:物理的邏輯與歷史
摘要:概述了物理學七大基本領域的知識體系邏輯和發展簡史。通過本文介紹的物理學的邏輯與歷史,希望使初涉物理的讀者能夠開闊視野,激發其學習物理的熱情,培養良好的分析問題和解決問題的能力。
關鍵詞:物理學;知識領域;邏輯性;歷史性。
1物理學的研究內容
物理學是研究物質的結構、性質、基本運動規律以及相互作用規律的科學。其研究內容可以從不同的角度來劃分。從含時空結構的宏觀和微觀角度,物理學可分為經典物理學和近代物理學。從物質的運動形式角度,物理學研究內容可以分為機械運動、熱運動、電磁和光運動、微觀粒子運動,并形成了與之對應的力學、熱學、電磁學、光學、量子理論等分支學科。各分支學科之間既相對獨立又互相滲透,形成了彼此密切聯系的統一的物理學整體。從研究對象的不同角度,物理學也劃分為天體物理學、凝聚態物理學、原子分子物理學、核物理學和粒子物理學等。從物理學最基本知識領域角度,在教育部物理專業教學指導委員會所制定的物理規范中,將其概括成表1所示的六大知識領域,也是教育物理專業本科生所需掌握的基本知識內容。而課程體系是完成這些知識領域規律總結的載體。
2物理學的研究方法
物理學現象與規律的研究可以用不同的方法來進行。一種是以實驗為基礎,通過觀測總結上升至理論,稱為實驗物理學研究方法。 19世紀中葉以前的物理學研究大都屬于這類。另一種是從已知的原理出發,理論上預測規律,再被實驗所驗證,稱為理論物理學研究方法。 20世紀以后,實驗物理學和理論物理學兩大分支并存,相輔相成地推動著物理學的發展。隨著計算機技術的進步和發展,將數學和計算機應用到理論物理學的研究中,可以解決復雜體系的物理問題,稱之為計算物理學。因此,物理學的研究包含實驗、理論與計算,所得結論的正確性必須由實驗測量與觀察來驗證。