物理發(fā)展的幾個(gè)階段

【專家解說(shuō)】：物理學(xué)是隨著人類社會(huì)實(shí)踐的發(fā)展而產(chǎn)生、形成和發(fā)展起來(lái)的，它經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。縱觀物理學(xué)的發(fā)展史，根據(jù)它不同階段的特點(diǎn)，大致可以分為物理學(xué)萌芽時(shí)期、經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期和現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期三個(gè)發(fā)展階段。

（一)物理學(xué)萌芽時(shí)期

在古代，由于生產(chǎn)水平的低下，人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)主要依靠不充分的觀察，和在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的直覺的、思辨性猜測(cè)，來(lái)把握自然現(xiàn)象的一般性質(zhì)，因而自然科學(xué)的知識(shí)基本上是屬于現(xiàn)象的描述、經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和思辨的猜測(cè)。那時(shí)，物理學(xué)知識(shí)是包括在統(tǒng)一的自然哲學(xué)之中的。

在這個(gè)時(shí)期，首先得到較大發(fā)展的是與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的力學(xué)，如靜力學(xué)中的簡(jiǎn)單機(jī)械、杠桿原理、浮力定律等。在《墨經(jīng)》中，有力的概念(“力，形之所以?shī)^也”)的記述；光學(xué)方面，積累了關(guān)于光的直進(jìn)、折射、反射、小孔成像、凹凸面鏡等的知識(shí)?！赌?jīng)》上關(guān)于光學(xué)知識(shí)的記載就有八條。在古希臘的歐幾里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直線傳播和反射定律的論述，并且對(duì)光的折射現(xiàn)象也作了一定的研究。電磁學(xué)方面，發(fā)現(xiàn)了摩擦起電、磁石吸鐵等現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了指南針。聲學(xué)方面，由于音樂(lè)的發(fā)展和樂(lè)器的創(chuàng)造，積累了不少樂(lè)律、共鳴方面的知識(shí)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)和相互作用方面，提出了原子論、元?dú)庹?、陰?yáng)五行說(shuō)、以太等假設(shè)。

在這個(gè)時(shí)期，觀察和思辨雖然是人們認(rèn)識(shí)自然的主要手段和方法，但也出現(xiàn)了一些類似于用實(shí)驗(yàn)來(lái)研究物理現(xiàn)象的方法。例如，我國(guó)宋代沈括在《夢(mèng)溪筆談》中的聲共振實(shí)驗(yàn)和利用天然磁石進(jìn)行人工磁化的實(shí)驗(yàn)，以及趙友欽在《革象新書》中的大型光學(xué)實(shí)驗(yàn)等就是典型的事例。

總之，從遠(yuǎn)古直到中世紀(jì)(歐洲通常把五世紀(jì)到十五世紀(jì)叫做中世紀(jì))末，由于生產(chǎn)的發(fā)展，雖然積累了不少物理知識(shí)，也為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的產(chǎn)生準(zhǔn)備了一些條件并做了一些實(shí)驗(yàn)，但是這些都還稱不上系統(tǒng)的自然科學(xué)研究。在這個(gè)時(shí)期，物理學(xué)尚處在萌芽階段。

(二)經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期

十五世紀(jì)末葉，資本主義生產(chǎn)關(guān)系的產(chǎn)生，促進(jìn)了生產(chǎn)和技術(shù)的大發(fā)展；席卷西歐的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)，解放了人們的思想，激發(fā)起人們的探索精神。近代自然科學(xué)就在這種物質(zhì)的和思想的歷史條件下誕生了。系統(tǒng)的觀察實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)演繹相結(jié)合的研究方法被引進(jìn)物理學(xué)中，導(dǎo)致了十七世紀(jì)主要在天文學(xué)和力學(xué)領(lǐng)域中的“科學(xué)革命”。牛頓力學(xué)體系的建立，標(biāo)志著近代物理學(xué)的誕生。整個(gè)十八世紀(jì)，物理學(xué)處在消化、積累、準(zhǔn)備的漸進(jìn)階段。新的科學(xué)思想、方法和理論，得到了傳播、完善和擴(kuò)展。牛頓力學(xué)完成了解析化工作，建立了分析力學(xué)；光學(xué)、熱學(xué)和靜電學(xué)也完成了奠基性工作，成為物理學(xué)的幾門基礎(chǔ)學(xué)科。人們以力學(xué)的模型去認(rèn)識(shí)各種物理現(xiàn)象，使機(jī)械論的自然觀成為十八世紀(jì)物理學(xué)的統(tǒng)治思想。到了十九世紀(jì)，物理學(xué)獲得了迅速和重要的發(fā)展，各個(gè)自然領(lǐng)域之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化被普遍發(fā)現(xiàn)，新數(shù)學(xué)方法被廣泛引進(jìn)物理學(xué)，相繼建立了波動(dòng)光學(xué)、熱力學(xué)和分子運(yùn)動(dòng)論、經(jīng)典電磁場(chǎng)理論等完整的、解析式的理論體系，使經(jīng)典物理學(xué)臻于完善。由物理學(xué)的巨大成就所深刻揭示的自然界的統(tǒng)一性，為辨證唯物主義的自然觀提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

(三)現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期

十九世紀(jì)末葉物理學(xué)上一系列重大發(fā)現(xiàn)，使經(jīng)典物理學(xué)理論體系本身遇到了不可克服的危機(jī)，從而引起了現(xiàn)代物理學(xué)革命。由于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，精密、大型儀器的創(chuàng)制以及物理學(xué)思想的變革，這一時(shí)期的物理學(xué)理論呈現(xiàn)出高速發(fā)展的狀況。研究對(duì)象由低速到高速，由宏觀到微觀，深入到廣垠的宇宙深處和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，對(duì)宏觀世界的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生了重大的變革。相對(duì)論的量子力學(xué)的建立，克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，完成了從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)的轉(zhuǎn)變，使物理學(xué)的理論基礎(chǔ)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，改變了人們的物理世界圖景。1927年以后，量子場(chǎng)論、原子核物理學(xué)、粒子物理學(xué)、天體物理學(xué)和現(xiàn)代宇宙學(xué)，得到了迅速的發(fā)展。物理學(xué)向其它學(xué)科領(lǐng)域的推進(jìn)，產(chǎn)生了一系列物理學(xué)的新部門和邊緣學(xué)科，并為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提供了新思路和新方法?，F(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，引起了人們對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、空間、時(shí)間、因果律乃至生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)的重大變化，對(duì)物理學(xué)理論的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)也發(fā)生了重大變化?，F(xiàn)在越來(lái)越多的事實(shí)表明，物理學(xué)在揭開微觀和宏觀深處的奧秘方面，正醞釀著新的重大突破。現(xiàn)代物理學(xué)的理論成果應(yīng)用于實(shí)踐，出現(xiàn)了象原子能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、激光、宇航等許多新技術(shù)科學(xué)。這些新興技術(shù)正有力地推動(dòng)著新的科學(xué)技術(shù)革命，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。而隨著生產(chǎn)和新技術(shù)的發(fā)展，又反過(guò)來(lái)有力地促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展。這就是物理學(xué)的發(fā)展與生產(chǎn)發(fā)展的辨證關(guān)系。 ..