量子力學(xué)的發(fā)展史精選(九篇)

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第1篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

人們通常把愛(ài)因斯坦與玻爾之間關(guān)于如何理解量子力學(xué)的爭(zhēng)論，看成是繼地心說(shuō)與日心說(shuō)之后科學(xué)史上最重要的爭(zhēng)論之一。就像地心說(shuō)與日心說(shuō)之爭(zhēng)改變了人們關(guān)于世界的整個(gè)認(rèn)知圖景一樣，愛(ài)因斯坦與玻爾之間的爭(zhēng)論也蘊(yùn)含著值得深入探討的對(duì)理論意義與概念變化的全新理解以及關(guān)于世界的不同看法。有趣的是，他們倆人雖然都對(duì)量子力學(xué)的早期發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但是，愛(ài)因斯坦在最早基于普朗克的量子概念提出并運(yùn)用光量子概念成功地解釋了光電效應(yīng)，以及運(yùn)用能量量子化概念推導(dǎo)出固體比熱的量子論公式之后，卻從量子論的奠基者，變成了量子力學(xué)的最強(qiáng)烈的反對(duì)者，甚至是最尖銳的批評(píng)家。截然相反的是，玻爾在1913年同樣基于普朗克的量子概念提出了半經(jīng)典半量子的氫原子模型之后，卻成為量子力學(xué)的哥本哈根解釋的奠基人。愛(ài)因斯坦對(duì)量子力學(xué)的反對(duì)，不是質(zhì)疑其數(shù)學(xué)形式，而是對(duì)成為主流的量子力學(xué)的哥本哈根解釋深感不滿。這些不滿主要體現(xiàn)在愛(ài)因斯坦與玻爾就量子力學(xué)的基礎(chǔ)性問(wèn)題展開(kāi)的三次大論戰(zhàn)中。他們的第一次論戰(zhàn)是在1927年10月24日至29日在布魯塞爾召開(kāi)的第五屆索爾未會(huì)議上進(jìn)行的。這次會(huì)議由洛倫茲主持，其目的是為討論量子論的意義提供一個(gè)最高級(jí)的論壇。在這次會(huì)議上，愛(ài)因斯坦第一次聽(tīng)到了玻爾的互補(bǔ)性觀點(diǎn)，并試圖通過(guò)分析理想實(shí)驗(yàn)來(lái)駁倒玻爾—海森堡的解釋。這一次論戰(zhàn)以玻爾成功地捍衛(wèi)了互補(bǔ)性詮釋的邏輯無(wú)矛盾性而結(jié)束；第二次大論戰(zhàn)是于1930年10月20日至25日在布魯塞爾召開(kāi)并由朗子萬(wàn)主持的第六屆索爾未會(huì)議上進(jìn)行的。在這次會(huì)議上，關(guān)于量子力學(xué)的基礎(chǔ)問(wèn)題仍然是許多與會(huì)代表所共同關(guān)心的主要論題。愛(ài)因斯坦繼續(xù)設(shè)計(jì)了一個(gè)“光子箱”的理想實(shí)驗(yàn)，試圖從相對(duì)論來(lái)玻爾的解釋。但是，在這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)中，愛(ài)因斯坦求助于自己創(chuàng)立的相對(duì)論來(lái)反駁海森堡提出的不確定關(guān)系，反倒被玻爾發(fā)現(xiàn)他的論證本身包含了駁倒自己推論的關(guān)鍵因素而放棄。

當(dāng)這兩個(gè)理想實(shí)驗(yàn)都被玻爾駁倒之后，愛(ài)因斯坦雖然不再懷疑不確定關(guān)系的有效性和量子理論的內(nèi)在自洽性。但是，他對(duì)整個(gè)理論的基礎(chǔ)是否堅(jiān)實(shí)仍然缺乏信任。1931年之后，愛(ài)因斯坦對(duì)量子力學(xué)的哥本哈根解釋的質(zhì)疑采取了新的態(tài)度：不是把理想實(shí)驗(yàn)用作正面攻擊海森堡的不確定關(guān)系的武器，而是試圖通過(guò)設(shè)計(jì)思想實(shí)驗(yàn)導(dǎo)出一個(gè)邏輯悖論，以證明哥本哈根解釋把波函數(shù)理解成是描述單個(gè)系統(tǒng)行為的觀點(diǎn)是不完備的，而不再是證明邏輯上的不一致。在這樣的思想主導(dǎo)下，第三次論戰(zhàn)的焦點(diǎn)就集中于論證量子力學(xué)是不完備的觀點(diǎn)。1935年發(fā)表的EPR論證的文章正是在這種背景下撰寫的。從寫作風(fēng)格上來(lái)看，EPR論證既不是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，也不再是完全借助于思想實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，而是把概念判據(jù)作為討論的邏輯前提。這樣，EPR論證就把討論量子力學(xué)是否完備的問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為討論量子力學(xué)能否滿足文章提供的概念判據(jù)的問(wèn)題。由于這些概念判據(jù)事實(shí)上就是哲學(xué)假設(shè)，這就進(jìn)一步把是否滿足概念判據(jù)的問(wèn)題，推向了潛在地接受什么樣的哲學(xué)假設(shè)的問(wèn)題。例如，EPR論證在文章的一開(kāi)始就開(kāi)門見(jiàn)山地指出：“對(duì)于一種物理理論的任何嚴(yán)肅的考查，都必須考慮到那個(gè)獨(dú)立于任何理論之外的客觀實(shí)在同理論所使用的物理概念之間的區(qū)別。這些概念是用來(lái)對(duì)應(yīng)客觀實(shí)在的，我們利用它們來(lái)為自己描繪出實(shí)在的圖像。為了要判斷一種物理理論成功與否，我們不妨提出這樣兩個(gè)問(wèn)題：（1）“這理論是正確的嗎？”（2）“這理論所作的描述是完備的嗎？”只有在對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題都具有肯定的答案時(shí)，這種理論的一些概念才可說(shuō)是令人滿意的。”〔3〕從哲學(xué)意義上來(lái)看，這段開(kāi)場(chǎng)白至少蘊(yùn)含了兩層意思，其一，物理學(xué)家之所以能夠運(yùn)用物理概念來(lái)描繪客觀實(shí)在，是因?yàn)槲锢砀拍钍菍?duì)客觀實(shí)在的表征，由這些表征描繪出的實(shí)在圖像，是可想象的。這是真理符合論的最基本的形式，也反映了經(jīng)典實(shí)在論思想的核心內(nèi)容；其二，如果一個(gè)理論是令人滿意的，當(dāng)且僅當(dāng)，這個(gè)理論既正確，又完備。那么，什么是正確的理論與完備的理論呢？EPR論證認(rèn)為，理論的正確性是由理論的結(jié)論同人的經(jīng)驗(yàn)的符合程度來(lái)判斷的。只有通過(guò)經(jīng)驗(yàn)，我們才能對(duì)實(shí)在作出一些推斷，而在物理學(xué)里，這些經(jīng)驗(yàn)是采取實(shí)驗(yàn)和量度的形式的?！?〕也就是說(shuō)，理論正確與否是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)判定的，正確的理論就是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合的理論。但文章接著申明說(shuō)，就量子力學(xué)的情況而言，只討論完備性問(wèn)題。言外之意是，量子力學(xué)是正確的，即與實(shí)驗(yàn)相符合，但不一定是完備的。為了討論完備性問(wèn)題，文章首先不加證論地給出了物理理論的完備性條件：如果一個(gè)物理理論是完備的，那么，物理實(shí)在的每一元素都必須在這個(gè)物理理論中有它的對(duì)應(yīng)量。物理實(shí)在的元素必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)和量度來(lái)得到，而不能由先驗(yàn)的哲學(xué)思考來(lái)確定?；谶@種考慮，他們又進(jìn)一步提供了關(guān)于物理實(shí)在的判據(jù)：“要是對(duì)于一個(gè)體系沒(méi)有任何干擾，我們能夠確定地預(yù)測(cè)（即幾率等于1）一個(gè)物理量的值，那末對(duì)應(yīng)于這一物理量，必定存在著一個(gè)物理實(shí)在的元素?！?/p>

文章認(rèn)為，這個(gè)實(shí)在性判據(jù)盡管不可能包括所有認(rèn)識(shí)物理實(shí)在的可能方法，但只要具備了所要求的條件，就至少向我們提供了這樣的一種方法。只要不把這個(gè)判據(jù)看成是實(shí)在的必要條件，而只看成是一個(gè)充足條件，那末這個(gè)判據(jù)同經(jīng)典實(shí)在觀和量子力學(xué)的實(shí)在觀都是符合的。綜合起來(lái)，這兩個(gè)判據(jù)的意思是說(shuō)，如果一個(gè)物理量能夠?qū)?yīng)于一個(gè)物理實(shí)在的元素，那么，這個(gè)物理量就是實(shí)在的；如果一個(gè)物理理論的每一個(gè)物理量都能夠?qū)?yīng)于物理實(shí)在的一個(gè)元素，那么，這個(gè)物理學(xué)理論就是完備的。然而，根據(jù)現(xiàn)有的量子力學(xué)的基本假設(shè)，當(dāng)兩個(gè)物理量（比如，位置X與動(dòng)量P）是不可對(duì)易的量（即，XP≠PX）時(shí)，我們就不可能同時(shí)準(zhǔn)確地得到它們的值，即得到其中一個(gè)物理量的準(zhǔn)確值，就會(huì)排除得到另一個(gè)物理量的準(zhǔn)確值的可能，因?yàn)閷?duì)后一個(gè)物理量的測(cè)量，會(huì)改變體系的狀態(tài)，破壞前者的值。這是海森堡的不確定關(guān)系所要求的。于是，他們得出了兩種選擇：要么，（1）由波動(dòng)函數(shù)所提供的關(guān)于實(shí)在的量子力學(xué)的描述是不完備的；要么，（2）當(dāng)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)物理量的算符不可對(duì)易時(shí)，這兩個(gè)物理量就不能同時(shí)是實(shí)在的。他們?cè)谶M(jìn)行了這樣的概念闡述之后，接著設(shè)想了曾經(jīng)相互作用過(guò)的兩個(gè)系統(tǒng)分開(kāi)之后的量子力學(xué)描述，然后，根據(jù)他們給定的判據(jù)，得出量子力學(xué)是不完備的結(jié)論。EPR論證發(fā)表不久，薛定諤在運(yùn)用數(shù)學(xué)觀點(diǎn)分折了EPR論證之后，以著名的“薛定諤貓”的理想實(shí)驗(yàn)為例，提出了一個(gè)不同于EPR論證，但卻支持EPR論證觀點(diǎn)的新的論證進(jìn)路。出乎意料的是，愛(ài)因斯坦卻在1936年6月19日寫給薛定諤的一封信中透露說(shuō)，EPR論文是經(jīng)過(guò)他們?nèi)齻€(gè)人的共同討論之后，由于語(yǔ)言問(wèn)題，由波多爾斯基執(zhí)筆完成的，他本人對(duì)EPR的論證沒(méi)有充分表達(dá)出他自己的真實(shí)觀點(diǎn)表示不滿。從愛(ài)因斯坦在1948年撰寫的“量子力學(xué)與實(shí)在”一文來(lái)看，愛(ài)因斯坦對(duì)量子力學(xué)的不完備性的論證主要集中于量子理論的概率特征與非定域性問(wèn)題。他認(rèn)為，物理對(duì)象在時(shí)空中是獨(dú)立存在的，如果不做出這種區(qū)分，就不可能建立與檢驗(yàn)物理學(xué)定律。因此，量子力學(xué)“很可能成為以后一種理論的一部分，就像幾何光學(xué)現(xiàn)在合并在波動(dòng)光學(xué)里面一樣：相互關(guān)系仍然保持著，但其基礎(chǔ)將被一個(gè)包羅得更廣泛的基礎(chǔ)所加深或代替?！憋@然，愛(ài)因斯坦后來(lái)對(duì)量子力學(xué)的不完備性問(wèn)題的論證比EPR論證更具體、更明確。EPR論證中的思想實(shí)驗(yàn)只是隱含了對(duì)非定域性的質(zhì)疑，但沒(méi)有明朗化。但就論證問(wèn)題的哲學(xué)前提而言，愛(ài)因斯坦與EPR論證基本上沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的區(qū)別。因此，本文下面只是從哲學(xué)意義上把EPR論證看成是基于經(jīng)典物理學(xué)的概念體系來(lái)理解量子力學(xué)的一個(gè)例證來(lái)討論，而不準(zhǔn)備專門闡述愛(ài)因斯坦本人的觀點(diǎn)。

二、玻爾的反駁與量子整體性

玻爾在EPR論證發(fā)表后不久很快就以與EPR論文同樣的題目也在《物理學(xué)評(píng)論》雜志上發(fā)表了反駁EPR論證的文章。玻爾在這篇文章中重申并升華了他的互補(bǔ)觀念。玻爾認(rèn)為，EPR論證的實(shí)在性判據(jù)中所講的“不受任何方式干擾系統(tǒng)”的說(shuō)法包含著一種本質(zhì)上的含混不清，是建立在經(jīng)典測(cè)量觀基礎(chǔ)上的一種理想的說(shuō)法。因?yàn)樵诮?jīng)典測(cè)量中，被測(cè)量的對(duì)象與測(cè)量?jī)x器之間的相互作用通?？梢员缓雎圆挥?jì)，測(cè)量結(jié)果或現(xiàn)象被無(wú)歧義地認(rèn)為反映了對(duì)象的某一特性。但是，在量子測(cè)量系統(tǒng)中，不僅曾經(jīng)相互作用過(guò)的兩個(gè)粒子，在空間上彼此分離開(kāi)之后，仍然必須被看成是一個(gè)整體，而且，被測(cè)量的量子系統(tǒng)與測(cè)量?jī)x器之間存在著不可避免的相互作用，這種相互作用將會(huì)在根本意義上影響量子對(duì)象的行為表現(xiàn)，成為獲得測(cè)量結(jié)果或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的一個(gè)基本條件，從而使人們不可能像經(jīng)典測(cè)量那樣獨(dú)立于測(cè)量手段來(lái)談?wù)撛蝇F(xiàn)象。玻爾把量子現(xiàn)象對(duì)測(cè)量設(shè)置的這種依賴性稱為量子整體性（whole-ness）。

在玻爾看來(lái)，為了明確描述被測(cè)量的對(duì)象與測(cè)量?jī)x器之間的相互作用，希望把對(duì)象與儀器分離開(kāi)來(lái)的任何企圖，都會(huì)違反這種基本的整體性。這樣，在量子測(cè)量中，量子對(duì)象的行為失去了經(jīng)典對(duì)象具有的那種自主性，即量子測(cè)量過(guò)程中所觀察到的量子對(duì)象的行為表現(xiàn)，既屬于量子對(duì)象，也屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)置，是兩者相互作用的結(jié)果。因此，在量子測(cè)量中，“觀察”的可能性問(wèn)題變成了一個(gè)突出的認(rèn)識(shí)論問(wèn)題：我們不僅不能離開(kāi)觀察條件來(lái)談?wù)摿孔蝇F(xiàn)象，而且，試圖明確地區(qū)分對(duì)象的自主行為以及對(duì)象與測(cè)量?jī)x器之間的相互作用，不再是一件可能的事情。玻爾指出，“確實(shí)，在每一種實(shí)驗(yàn)設(shè)置中，區(qū)分物理系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器與研究客體的必要性，成為在對(duì)物理現(xiàn)象的經(jīng)典描述與量子力學(xué)的描述之間的原則性區(qū)別。”〔8〕海森堡也曾指出，“在原子物理學(xué)中，不可能再有像經(jīng)典物理學(xué)意義下的那種感知的客觀化可能性。放棄這種客觀化可能性的邏輯前提，是由于我們斷定，在觀察原子現(xiàn)象的時(shí)候，不應(yīng)該忽略觀察行動(dòng)所給予被觀察體系的那種干擾。對(duì)于我們?nèi)粘Ｉ钪信c之打交道的那些重大物體來(lái)說(shuō)，觀察它們時(shí)所必然與之相連的很小一點(diǎn)干擾，自然起不了重要作用?！?/p>

另一方面，作用量子的發(fā)現(xiàn)，揭示了量子世界的不連續(xù)性。這種不連續(xù)性觀念的確立，又相應(yīng)地導(dǎo)致了一系列值得思考的根本問(wèn)題。首先，就經(jīng)典概念的運(yùn)用而言，一旦我們所使用的每一個(gè)概念或詞語(yǔ)，不再以連續(xù)性的觀念為基礎(chǔ)，它們就會(huì)成為意義不明確的概念或詞語(yǔ)。如果我們希望仍然使用這些概念來(lái)描述量子現(xiàn)象，那么，我們所付出的代價(jià)是，限制這些概念的使用范圍和精確度。對(duì)于完備地反映微觀物理實(shí)在的特性而言，描述現(xiàn)象所使用的經(jīng)典概念是既相互排斥又相互補(bǔ)充的。這是玻爾的互補(bǔ)性觀念的精神所在。有鑒于此，玻爾認(rèn)為，EPR論證根本不會(huì)影響量子力學(xué)描述的可靠性，反而是揭示了按照經(jīng)典物理學(xué)中傳統(tǒng)的自然哲學(xué)觀點(diǎn)或經(jīng)典實(shí)在論來(lái)闡述量子測(cè)量現(xiàn)象時(shí)存在的本質(zhì)上的不適用性。他指出：“在所有考慮的這些現(xiàn)象中，我們所處理的不是那種以任意挑選物理實(shí)在的各種不同要素而同時(shí)犧牲其他要素為其特征的一種不完備的描述，而是那種對(duì)于本質(zhì)上不同的一些實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟的合理區(qū)分；……事實(shí)上，在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中對(duì)于物理實(shí)在描述的這一個(gè)或那一個(gè)方面的放棄（這些方面的結(jié)合是經(jīng)典物理學(xué)方法的特征，因而在此意義上它們可以被看作是彼此互補(bǔ)的），本質(zhì)上取決于量子論領(lǐng)域中精確控制客體對(duì)測(cè)量?jī)x器反作用的不可能性；這種反作用也就是指位置測(cè)量時(shí)的動(dòng)量傳遞，以及動(dòng)量測(cè)量時(shí)的位移。正是在這后一點(diǎn)上，量子力學(xué)和普通統(tǒng)計(jì)力學(xué)之間的任何對(duì)比都是在本質(zhì)上不妥當(dāng)?shù)摹还苓@種對(duì)比對(duì)于理論的形式表示可能多么有用。事實(shí)上，在適于用來(lái)研究真正的量子現(xiàn)象的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中，我們不但必將涉及對(duì)于某些物理量的值的無(wú)知，而且還必將涉及無(wú)歧義地定義這些量的不可能性?！逼浯?，就量子描述的可能性而言，玻爾認(rèn)為，我們“位于”世界之中，不可能再像在經(jīng)典物理學(xué)中那樣扮演“上帝之眼”的角色，站在世界之外或從“外部”來(lái)描述世界，不可能獲得作為一個(gè)整體的世界的知識(shí)。玻爾把這種描述的可能性與心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)中對(duì)自我認(rèn)識(shí)的可能性進(jìn)行了類比。在心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)中，知覺(jué)主體本身是進(jìn)行自我意識(shí)的一部分這一事實(shí)，限制了對(duì)自我認(rèn)識(shí)的純客觀描述的可能性。用玻爾形象化的比喻來(lái)說(shuō)，在生活的舞臺(tái)上，我們既是演員，又是觀眾。因此，量子描述的客觀性位于理想化的純客觀描述與純主觀描述之間的某個(gè)地方。

為此，玻爾認(rèn)為，物理學(xué)的任務(wù)不是發(fā)現(xiàn)自然界究竟是怎樣的，而是提供對(duì)自然界的描述。海森堡也曾指出，在原子物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，“我們又尖銳地碰到了一個(gè)最基本的真理，即在科學(xué)方面我們不是在同自然本身而是在同自然科學(xué)打交道?！睈?ài)因斯坦則堅(jiān)持認(rèn)為，在科學(xué)中，我們應(yīng)當(dāng)關(guān)心自然界在干什么，物理學(xué)家的工作不是告訴人們關(guān)于自然界能說(shuō)些什么。愛(ài)因斯坦的觀點(diǎn)是EPR論證所蘊(yùn)含的。這兩種理論觀之間的分歧，事實(shí)上，不僅是有沒(méi)有必要考慮和闡述包括概念、儀器等認(rèn)知中介的作用的分歧，而且是能否把量子力學(xué)納入到經(jīng)典科學(xué)的思維方式當(dāng)中的分歧。EPR論證以經(jīng)典科學(xué)的方法論與認(rèn)識(shí)論為前提，認(rèn)為正確的科學(xué)理論理應(yīng)是對(duì)自然界的正確反映，認(rèn)知中介對(duì)測(cè)量結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響；而玻爾與海森堡則以接受量子測(cè)量帶來(lái)的認(rèn)識(shí)論教益為前提，認(rèn)為量子力學(xué)已經(jīng)失去了經(jīng)典科學(xué)具有的那種概念與物理實(shí)在之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，認(rèn)知中介的設(shè)定成為人類認(rèn)識(shí)微觀世界的基本前提。第三，就主體與客體的關(guān)系問(wèn)題而言，EPR論證認(rèn)為，認(rèn)知主體與客體之間存在著明確的分界線。這意味著，所有的主體都能對(duì)客體進(jìn)行同樣的描述，并且他們描述現(xiàn)象所用的概念與語(yǔ)言是無(wú)歧義的。無(wú)歧義意味著對(duì)概念或語(yǔ)言的意義的理解是一致的。而對(duì)于量子測(cè)量而言，對(duì)客體的描述包含了主體遵守的作為世界組成部分的描述條件的說(shuō)明，從而顯現(xiàn)了一種新的主客體關(guān)系。為此，我們可以把主體與客體之間的關(guān)系劃分為三類：其一，能夠在主體與客體之間劃出分界線，所有的主體對(duì)客體的描述都是相同的，EPR論證屬于此類；其二，能夠在主體與客體之間劃出分界線，但主體對(duì)客體的描述是因人而異的，人們對(duì)藝術(shù)品的欣賞屬于此類；其三，不可能在主體與客體之間劃出分界線，主體對(duì)客體的描述包括了對(duì)測(cè)量條件的描述在內(nèi)，玻爾對(duì)EPR論證的反駁屬于此類。顯然，EPR論證隱含的主客體關(guān)系與玻爾所理解的量子測(cè)量中的主客體關(guān)系之間存在著實(shí)質(zhì)性的差別。EPR論證是沿襲了經(jīng)典實(shí)在論的觀點(diǎn)，而玻爾的觀點(diǎn)代表了他基于量子力學(xué)的形式體系總結(jié)出來(lái)的某種新的認(rèn)識(shí)。在這里，就像不能用歐幾里得幾何的時(shí)空觀來(lái)反對(duì)非歐幾何的時(shí)空觀一樣，我們也不能用經(jīng)典意義上的理論觀反對(duì)量子意義上的理論觀。因此，可以說(shuō)，物理學(xué)家關(guān)于如何理解量子力學(xué)問(wèn)題的爭(zhēng)論，在很大程度上，蘊(yùn)含了他們關(guān)于科學(xué)研究的哲學(xué)假設(shè)之間的爭(zhēng)論。

三、實(shí)驗(yàn)的形而上學(xué)

EPR論證不僅引發(fā)了量子物理學(xué)家關(guān)于物理學(xué)基礎(chǔ)理論問(wèn)題的哲學(xué)討論，而且還創(chuàng)立了“實(shí)驗(yàn)的形而上學(xué)”，提供了物理學(xué)家如何基于形而上學(xué)的觀念之爭(zhēng)，最終探索出通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其結(jié)論的一個(gè)典型案例。這一過(guò)程與尋找量子論的隱變量解釋的努力聯(lián)系在一起。量子力學(xué)的隱變量解釋的最早方案是德布羅意在1927年提出的“導(dǎo)波”理論。1932年，馮•諾意曼在他的《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》一書中曾根據(jù)量子力學(xué)的概念體系提出了四個(gè)假設(shè)，并且證明，隱變量理論和他的第四個(gè)假設(shè)（即，可加性假設(shè)）相矛盾，認(rèn)為通過(guò)設(shè)計(jì)隱變量的觀念來(lái)把量子理論置于決定論體系之中的任何企圖都注定是失敗的。馮•諾意曼的這一工作在為量子論的隱變量解釋判了死刑的同時(shí)，也極大地支持了量子力學(xué)的哥本哈根解釋。有意思的是，曾是量子力學(xué)的哥本哈根解釋的支持者與傳播者的玻姆，在1951年基于量子力學(xué)的哥本哈根精神出版了至今仍然有影響的《量子理論》一書，并在書的結(jié)尾，以EPR論證為基礎(chǔ)，提出了“量子理論同隱變量不相容的一個(gè)證明”之后，從1952年開(kāi)始反而致力于從邏輯上為量子力學(xué)提供一種隱變量解釋的研究。

玻姆闡述隱變量理論的目標(biāo)可以大致概括為兩個(gè)方面，一是試圖用能夠直覺(jué)想象的概念為量子概率和量子測(cè)量提供一種可理解的說(shuō)明，證明為量子論提供一個(gè)決定論的基礎(chǔ)是可行的；二是希望從邏輯上表明，隱變量理論是有可能的，“不論這種理論是多么抽象和‘玄學(xué)’。”玻姆的追求顯然是一種信念的支撐，而不是事實(shí)之使然。在這種信念的引導(dǎo)下，玻姆在1952年連續(xù)發(fā)表了兩篇闡述隱變量理論的文章，在這些文章中，他用經(jīng)典方式定義波函數(shù)，假定微觀粒子像經(jīng)典粒子一樣總是具有精確的位置和精確的動(dòng)量，闡述了一種可能的量子論的隱變量解釋，最后，用一個(gè)粒子的兩個(gè)自旋分量代替EPR論證中的坐標(biāo)與動(dòng)量，討論了EPR論證的思想實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用量子場(chǎng)與量子勢(shì)概念解釋了測(cè)量一個(gè)粒子的位置影響第二個(gè)粒子的動(dòng)量的原因。

貝爾在讀了玻姆的文章之后，認(rèn)為有必要重新系統(tǒng)地研究量子力學(xué)的基本問(wèn)題。貝爾試圖解決的矛盾是：如果馮•諾意曼的證明成立，那么，怎么會(huì)有可能建立一個(gè)邏輯上無(wú)矛盾的隱變量理論呢？為了搞明白問(wèn)題，貝爾首先重新剖析了馮•諾意曼的關(guān)于隱變量的不可能性的證明和EPR論證中設(shè)想的思想實(shí)驗(yàn)，然后，抓住了隱變量理論的共同本質(zhì)，于1964年發(fā)表了“關(guān)于EPR悖論”的文章。在這篇文章中，貝爾引述了用自旋函數(shù)來(lái)表述EPR論證的玻姆說(shuō)法，或者說(shuō)，從EPR—玻姆的思想實(shí)驗(yàn)出發(fā)，以轉(zhuǎn)動(dòng)不變的獨(dú)立波函數(shù)描述組合系統(tǒng)的態(tài)，推導(dǎo)出一個(gè)不同于量子力學(xué)預(yù)言的、符合定域隱變量理論的關(guān)于自旋相關(guān)度的不等式，通常稱為貝爾不等式或貝爾定理，然后，用歸謬法了量子力學(xué)的預(yù)言和貝爾不等式相符的可能性，說(shuō)明任何定域的隱變量理論，不論它的變數(shù)的本性是什么，都在某些參數(shù)上同量子力學(xué)相矛盾。貝爾還假設(shè)，如果所進(jìn)行的兩個(gè)測(cè)量在空間上彼此相距甚遠(yuǎn)，那么，沿著一個(gè)磁場(chǎng)方向的測(cè)量，將不會(huì)影響到另一個(gè)測(cè)量結(jié)果。貝爾把這個(gè)假設(shè)稱為“定域性假設(shè)”。從這個(gè)假設(shè)出發(fā)，貝爾指出，如果我們可以從第一個(gè)測(cè)量結(jié)果預(yù)言第二個(gè)測(cè)量結(jié)果，測(cè)量可以沿著任何一個(gè)坐標(biāo)軸來(lái)進(jìn)行，那么，測(cè)量的結(jié)果一定是已經(jīng)預(yù)先確定了的。但是，由于波函數(shù)不對(duì)這種預(yù)先確定的量提供任何描述，所以，這種預(yù)定的結(jié)果一定是通過(guò)決定論的隱變量來(lái)獲得的。貝爾后來(lái)申明說(shuō)，他在“關(guān)于EPR悖論”一文中假設(shè)的是定域性，而不是決定論，決定論是一種推斷，不是一個(gè)假設(shè)，或者說(shuō)，貝爾的這篇文章是從定域性推論出決定論，而不是開(kāi)始于決定論的隱變量。從邏輯前提上來(lái)看，貝爾的假設(shè)更接近于愛(ài)因斯坦的假設(shè)，他們都把“定域性條件”看成是比“決定論前提”更基本的概念。因此，貝爾的工作比馮•諾意曼和玻姆的工作更進(jìn)一步地推進(jìn)了關(guān)于量子力學(xué)的根本特征的理解。貝爾的這篇文章具有劃時(shí)代的意義。它不僅成為20世紀(jì)下半葉物理學(xué)與哲學(xué)研究中引用率最高的文獻(xiàn)之一，而且為進(jìn)一步設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)來(lái)澄清量子力學(xué)的內(nèi)在本性邁出了決定性的一步。粒子物理學(xué)家斯塔普（HenryStapp）甚至把貝爾定理的提出說(shuō)成是“意義最深遠(yuǎn)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?！?/p>

同EPR論證一樣，貝爾的這一發(fā)現(xiàn)也不是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的，而是基于哲學(xué)信念的邏輯推理的結(jié)果。此后，量子物理學(xué)界進(jìn)一步推廣貝爾定理的理論研究與具體實(shí)驗(yàn)方案的探索工作并行不悖地開(kāi)展起來(lái)。而這些工作都與EPR論證相關(guān)。就實(shí)驗(yàn)進(jìn)展而言，物理學(xué)界承認(rèn)，阿斯佩克特等人于1982年關(guān)于“實(shí)現(xiàn)EPR-玻姆思想實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，支持了量子力學(xué)，針對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，貝爾指出：“依我看，首先，人們必定說(shuō)，這些結(jié)果是所預(yù)料到的。因?yàn)樗鼈兣c量子力學(xué)預(yù)示相一致。量子力學(xué)畢竟是科學(xué)的一個(gè)極有成就的科學(xué)分支，很難相信它可能是錯(cuò)誤的。盡管如此，人們還是認(rèn)為，我也認(rèn)為值得做這種非常具體的實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)把量子力學(xué)最奇特的一個(gè)特征分離了出來(lái)。原先，我們只是信賴于旁證。量子力學(xué)從沒(méi)有錯(cuò)過(guò)。但現(xiàn)在我們知道了，即使在這些非?？量痰臈l件下，它也不會(huì)錯(cuò)的。”

雖然EPR論證的初衷是希望證明量子力學(xué)是不完備的，還沒(méi)有提出量子測(cè)量的非定域性概念，但是，物理學(xué)家則通常運(yùn)用EPR思想實(shí)驗(yàn)的術(shù)語(yǔ)來(lái)討論非定域性問(wèn)題。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果使EPR論證失去了對(duì)量子力學(xué)的挑戰(zhàn)性。一方面，這些實(shí)驗(yàn)證實(shí)了非定域性是所有量子論的一個(gè)基本屬性，要求把在同一個(gè)物理過(guò)程中生成的兩個(gè)相關(guān)粒子永遠(yuǎn)當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)對(duì)待，不能分解為兩個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，其中，一個(gè)粒子發(fā)生任何變化，另一個(gè)粒子必定同時(shí)發(fā)生相應(yīng)的變化，這種相互影響與它們的空間距離無(wú)關(guān)；另一方面，這些實(shí)驗(yàn)也表明了EPR論證提供的哲學(xué)假設(shè)不再是判斷量子力學(xué)是否完備的有效前提，而是反過(guò)來(lái)提醒我們需要重新思考玻爾在反駁EPR論證的觀點(diǎn)中所蘊(yùn)含的哲學(xué)啟迪?？偠灾?，EPR論證盡管是基于哲學(xué)假設(shè)，運(yùn)用思想實(shí)驗(yàn)，來(lái)駁斥量子力學(xué)的完備性，但在客觀上，物理學(xué)家圍繞這一論證的討論，最終在思想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上出乎意料地發(fā)展出可以具體操作的實(shí)驗(yàn)方案，并且獲得了有效的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這一段歷史發(fā)展不僅證明，無(wú)論在哲學(xué)假設(shè)的問(wèn)題上，還是在物理概念的意義理解的問(wèn)題上，量子力學(xué)都不是對(duì)經(jīng)典物理學(xué)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，是一個(gè)蘊(yùn)含有新的哲學(xué)假設(shè)的理論。正是在這種意義上，物理學(xué)家玻恩得出了“理論物理學(xué)是真正的哲學(xué)”的斷言。

四、認(rèn)識(shí)論的思維方式

如前所述，EPR論證—玻姆—貝爾這條發(fā)展主線是把對(duì)物理學(xué)問(wèn)題鑲嵌在哲學(xué)信念中進(jìn)行思考的。這一歷史片斷揭示出，基于哲學(xué)信念的邏輯推理在物理學(xué)的理論研究與實(shí)驗(yàn)研究中起到了積極的認(rèn)知作用。一方面，在這些探索方式中，不論是EPR論證的真理符合論假設(shè)，玻姆的決定論假設(shè)，還是貝爾的定域性假設(shè)，它們的初衷都是希望能夠把量子力學(xué)納入到經(jīng)典物理學(xué)的概念框架或哲學(xué)信念之中。另一方面，檢驗(yàn)貝爾不等式的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)量子力學(xué)的支持和對(duì)貝爾不等式的違背意味著，我們不應(yīng)該依舊固守經(jīng)典物理學(xué)的哲學(xué)假設(shè)來(lái)質(zhì)疑量子力學(xué)，而是應(yīng)該顛倒過(guò)來(lái)，積極主動(dòng)地揭示量子力學(xué)蘊(yùn)含的哲學(xué)思想，以進(jìn)一步明確經(jīng)典物理學(xué)的哲學(xué)假設(shè)的適用范圍。

但是，這種視域的逆轉(zhuǎn)不是簡(jiǎn)單地倡導(dǎo)用量子力學(xué)的哲學(xué)假設(shè)取代經(jīng)典物理學(xué)的哲學(xué)假設(shè)，也不是武斷地主張用玻爾的理論觀替代EPR論證所蘊(yùn)含的理論觀，而是提倡擺脫習(xí)以為常的自然哲學(xué)的思維方式，確立認(rèn)識(shí)論的思維方式。自然哲學(xué)的思維方式是一種本體論化的思維方式。這種思維方式是從古希臘延續(xù)下來(lái)的，追求概念與實(shí)在之間的直接的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，忽視或缺乏對(duì)認(rèn)知過(guò)程中不可避免的認(rèn)知中介和理論框架的考慮。從起源上來(lái)講，這種無(wú)視認(rèn)知中介的本體論化的思維方式，源于常識(shí)，是對(duì)常識(shí)的一種延伸外推與精致化。近代自然科學(xué)的發(fā)展進(jìn)一步強(qiáng)化與鞏固了這種思維方式。EPR論證也是基于這種思維方式使經(jīng)典科學(xué)蘊(yùn)含的哲學(xué)假設(shè)以具體化的判據(jù)形式呈現(xiàn)出來(lái)。然而，與過(guò)去的物理學(xué)理論所不同的是。量子力學(xué)不再是關(guān)于可存在量（beable）的理論，而是關(guān)于可觀察量（observable）的理論，“是理論決定我們的觀察內(nèi)容”這一句話，既是愛(ài)因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論的感想，也為海森堡提出不確定關(guān)系提供了觀念啟迪。就理論形式而言，量子力學(xué)的理論描述用的是數(shù)學(xué)語(yǔ)言，而不是日常語(yǔ)言。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述的微觀世界是一個(gè)多位空間的世界，而我們作為人類，很難直觀地想象這樣的世界，更不可能直接“進(jìn)入”這個(gè)世界來(lái)“觀看”一切。人類感知的這種局限性是原則性的，從而限制了我們對(duì)微觀世界的知識(shí)的全面獲得。用玻爾的話來(lái)說(shuō)，我們對(duì)一個(gè)微觀對(duì)象的最大限度的知識(shí)不可能從單個(gè)實(shí)驗(yàn)中獲得，而只能從既相互排斥又相互補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)安排中獲得。用玻恩的話來(lái)說(shuō)，在量子測(cè)量中，觀察與測(cè)量并不是指自然現(xiàn)象本身，而是一種投影。

第2篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

原子物理學(xué)是研究原子結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及相互作用的學(xué)科，是物理學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，也是核類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，上承經(jīng)典物理學(xué)，下接量子力學(xué)和原子核物理等重要課程。相比經(jīng)典物理學(xué)課程原子物理學(xué)有很大差別，首先，原子物理學(xué)課程不像普通物理學(xué)課程從基本物理概念和物理規(guī)律出發(fā)進(jìn)行嚴(yán)密的理論運(yùn)算推導(dǎo)得到更普遍的基礎(chǔ)理論，而是遵循從實(shí)踐出發(fā)―理論模型建立―實(shí)踐檢驗(yàn)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，應(yīng)用更多的是總結(jié)、歸納的方法；其次，研究對(duì)象是微觀體系，而學(xué)生對(duì)微觀現(xiàn)象缺乏直觀的感性認(rèn)識(shí)。正是由于這些差異，大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中感覺(jué)原子物理學(xué)知識(shí)點(diǎn)凌亂，理不清頭緒，導(dǎo)致不能鞏固和深化所學(xué)知識(shí)。因此，在教學(xué)中如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生把握課程主線，認(rèn)識(shí)原子運(yùn)動(dòng)規(guī)律，形成新概念，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力、思維能力、研究能力等成為原子物理學(xué)教學(xué)中需要探討的問(wèn)題。本文針對(duì)褚圣麟先生教材《原子物理學(xué)》的教學(xué)淺談個(gè)人教學(xué)過(guò)程中的認(rèn)識(shí)。

1 學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)

學(xué)習(xí)興趣指一個(gè)人對(duì)學(xué)習(xí)的一種積極的認(rèn)識(shí)傾向與情緒狀態(tài)。學(xué)生對(duì)某一學(xué)科有興趣，就會(huì)持續(xù)地專心致志地鉆研它，從而提高學(xué)習(xí)效果。學(xué)習(xí)興趣既是學(xué)習(xí)的原因，又是學(xué)習(xí)的結(jié)果。由此，培養(yǎng)學(xué)生最初的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中找到樂(lè)趣，由被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)、好學(xué)、樂(lè)學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力過(guò)程中具有重要的意義。如何培養(yǎng)學(xué)生對(duì)原子物理學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，筆者從教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)如下幾個(gè)方面。

1.1 結(jié)合物理學(xué)史增強(qiáng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的趣味性

原子物理發(fā)展史料豐富，若將史料運(yùn)用于原子物理教學(xué)中，將起到事半功倍的效果。在授課中將原子物理學(xué)發(fā)展史融入知識(shí)的傳授可增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性。如電子發(fā)現(xiàn)最早進(jìn)行試驗(yàn)的并不是湯姆遜，試驗(yàn)結(jié)果最精確的也不是湯姆遜，但湯姆遜是第一個(gè)敢于突破常規(guī)認(rèn)識(shí)而提出新粒子是電子的人，這一簡(jiǎn)介讓學(xué)生明白科學(xué)研究中要尊重科學(xué)事實(shí)，敢于突破傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)；講述量子化概念提出時(shí)介紹普朗克為解釋黑體輻射提出量子化概念的歷程，由于這一嶄新理論與經(jīng)典理論的沖突，普朗克本人也不是特別堅(jiān)決，此后他曾試圖放棄量子論，用經(jīng)典物理學(xué)方法重新解決黑體輻射問(wèn)題，但均未成功，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)展中開(kāi)創(chuàng)性革新的不易?？梢哉f(shuō)原子物理的發(fā)展中，充滿對(duì)已有思想觀念的顛覆和新思想的建立，這些都需要科學(xué)懷疑和批判精神，充分說(shuō)明科學(xué)無(wú)絕對(duì)權(quán)威，科學(xué)懷疑精神和獨(dú)立思考是科學(xué)進(jìn)步的動(dòng)力。通過(guò)物理學(xué)史的介紹，能在課堂上吸引學(xué)生的注意，使課堂氣氛活躍，激發(fā)學(xué)生對(duì)原子物理學(xué)的興趣，在輕松快樂(lè)的氛圍中學(xué)習(xí)，同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)的批判精神，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

1.2 結(jié)合課程內(nèi)容介紹原子物理學(xué)中的難題激發(fā)學(xué)生鉆研興趣

好奇心和探索欲望是科學(xué)研究的原動(dòng)力，在教學(xué)中通過(guò)介紹課本中出現(xiàn)而尚未完全認(rèn)識(shí)明白的物理概念、物理問(wèn)題，能極大激發(fā)學(xué)生的認(rèn)識(shí)和探索欲望，教師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)問(wèn)題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研并匯報(bào)，在這一過(guò)程中既能促進(jìn)學(xué)生了解學(xué)科的研究前沿，也能使學(xué)生加深對(duì)基本物理概念、原理的認(rèn)識(shí)，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和初步的科研能力。在原子物理學(xué)教材中有不少世界性的難題，如，在索末菲橢圓軌道理論和相對(duì)論效應(yīng)中提出的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)所包含的物理含義、數(shù)值為什么剛好約為1/137；為解釋光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生而引人的電子自旋的概念人們是否已經(jīng)完全認(rèn)識(shí)清楚等，這些問(wèn)題在教學(xué)中可充分利用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的探索欲望，激發(fā)學(xué)生的鉆研興趣。

1.3 結(jié)合物理學(xué)發(fā)展前沿介紹激發(fā)學(xué)生研究興趣

原子是從宏觀到微觀的第一個(gè)層次，物質(zhì)世界各個(gè)層次的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)變化相互聯(lián)系、相互影響，很多其他重要學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展以原子物理為基礎(chǔ)，在課程教學(xué)中結(jié)合課程內(nèi)容穿插原子物理學(xué)與相關(guān)學(xué)科的交叉及原子物理學(xué)發(fā)展的前沿介紹，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和鉆研熱情。如講述α粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)，介紹原子碰撞研究方法已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)重要的研究方向，涉及各種基本粒子與原子和分子碰撞的物理過(guò)程等；講述激光原理時(shí)，介紹激光技術(shù)的發(fā)展及其對(duì)原子物理學(xué)發(fā)展的促進(jìn)，介紹我國(guó)激光領(lǐng)域研究的國(guó)際地位等。學(xué)科前沿的介紹能幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)本學(xué)科的社會(huì)意義及其與個(gè)人的關(guān)系，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的社會(huì)責(zé)任感。

2 把握課程主線

原子物理學(xué)的內(nèi)容不像經(jīng)典物理學(xué)具有嚴(yán)密的邏輯體系，因此在教學(xué)中拎?課程的主線有助于學(xué)生系統(tǒng)的掌握課程的知識(shí)內(nèi)容。對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)發(fā)展，課程以光譜分析法為主線：從原子光譜規(guī)律出發(fā)，原子光譜規(guī)律的變化可以反映出原子內(nèi)部能級(jí)的特點(diǎn)，進(jìn)而探究原子內(nèi)部的作用及其規(guī)律。對(duì)原子內(nèi)部作用的認(rèn)識(shí)，課程以量子力學(xué)中的角動(dòng)量概念為主線：從玻爾氫原子理論的角動(dòng)量量子化假設(shè)的提出，到單電子的軌道角動(dòng)量與自旋角動(dòng)量的耦合解釋精細(xì)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，及兩個(gè)電子體系的LS耦合和JJ耦合等，并進(jìn)一步明確角動(dòng)量與磁矩概念的對(duì)應(yīng)，角動(dòng)量耦合的本質(zhì)是粒子間電磁相互作用，自旋和軌道運(yùn)動(dòng)的相互作用引起原子能級(jí)的分裂和塞曼效應(yīng)能級(jí)分裂在本質(zhì)上是相同的。

3 講清基本概念

第3篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

1小背景，大作用

如果要評(píng)選物理學(xué)發(fā)展史上最偉大的那些年代，那么有兩個(gè)時(shí)期一定會(huì)入選的：17世紀(jì)末和20世紀(jì)初.前者以牛頓《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》的出版為標(biāo)志，宣告了近代經(jīng)典物理學(xué)的正式創(chuàng)立；而后者則為我們帶來(lái)了相對(duì)論和量子論，并徹底地和重建了整個(gè)物理學(xué)體系.所不同的是，今天當(dāng)我們?cè)俅握務(wù)撈鹋ｎD的時(shí)代，心中更多的已經(jīng)只是對(duì)那段光輝歲月的懷舊和祭奠；而相對(duì)論和量子論至今仍然深深地影響和困擾著我們，就像兩個(gè)青澀的橄欖，咀嚼得越久，反而更加滋味無(wú)窮.中學(xué)物理中有關(guān)量子物理方面的介紹比較簡(jiǎn)單，尤其是量子的發(fā)展過(guò)程，每一個(gè)理論出現(xiàn)的背景知識(shí)的介紹更是少之又少.正是這些背景知識(shí)可以讓學(xué)生身臨其境的感受到物理學(xué)家們?cè)诹孔游锢硎澜缣剿鬟^(guò)程中的歡樂(lè)、驚奇、困惑，使得量子物理更加有魅力，改變著人們的世界觀.所以，物理學(xué)史并不是教學(xué)中可有可無(wú)的“點(diǎn)綴”，單純的給學(xué)生講故事，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，更多的是可以潛移默化的感染和影響學(xué)生.

2巧用背景知識(shí)，增強(qiáng)科學(xué)探索精神

課本上的內(nèi)容往往是側(cè)重于知識(shí)的講解，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，更多的是掌握某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，會(huì)用這個(gè)知識(shí)去解決題目，提高成績(jī).常常忽略了這個(gè)規(guī)律的誕生，有時(shí)也是科學(xué)家們經(jīng)歷了忐忑和糾結(jié)之后的結(jié)果.跳過(guò)這樣的背景的介紹，物理知識(shí)就只能是一個(gè)冰涼的知識(shí)點(diǎn)，并引起學(xué)生內(nèi)心情感的漣漪.

例如，在人教版選修3-5，17.1節(jié)的內(nèi)容其實(shí)正是量子力學(xué)誕生的過(guò)程，如果在教學(xué)過(guò)程中只是單獨(dú)的講解這一節(jié)書本上的內(nèi)容，往往會(huì)讓學(xué)生不知所云，經(jīng)典力學(xué)是如何過(guò)渡到量子物理的，那個(gè)年代里到底發(fā)生了些什么.因而在講解這部分的內(nèi)容之前，教師可以補(bǔ)充一些背景知識(shí)，讓學(xué)生置身于當(dāng)時(shí)的環(huán)境中.

在19世紀(jì)末，物理學(xué)家中普遍存在一種樂(lè)觀的情緒，認(rèn)為對(duì)復(fù)雜繽紛的物理世界現(xiàn)象的本質(zhì)已經(jīng)完成，物理學(xué)征服了世界，它的力量控制著一切人們所知的現(xiàn)象.他們陶醉于17世紀(jì)建立起來(lái)的力學(xué)體系，19世紀(jì)建立起來(lái)的電動(dòng)力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理，形成了物理世界的三大支柱，它們緊緊結(jié)合在一塊兒，是經(jīng)典物理的黃金時(shí)代.一位著名的科學(xué)家說(shuō)：“物理學(xué)的未來(lái)，將只有在小數(shù)點(diǎn)第六位后面去尋找.”

在經(jīng)典物理還沒(méi)有來(lái)得及多多體味一下自己的盛世之前，一連串意想不到的事情在19世紀(jì)的最后幾年連續(xù)發(fā)生了，仿佛是一個(gè)不祥的預(yù)兆.1895年，倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線；1896年，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾元素的放射現(xiàn)象；1897年，居里夫婦研究了放射性，并發(fā)現(xiàn)了更多的放射性元素；1897年，J?J?湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子；1899年，盧瑟福發(fā)現(xiàn)了元素的嬗變現(xiàn)象.如此多的新發(fā)現(xiàn)接連涌現(xiàn)，令人一時(shí)眼花繚亂.每一個(gè)人都開(kāi)始感覺(jué)到了一種不安，似乎有什么重大的事件即將發(fā)生.20世紀(jì)伊始，開(kāi)爾文就指出：“經(jīng)典力學(xué)上空懸浮著兩朵烏云，第一朵是指邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)令人驚奇的結(jié)果，第二朵則是人們?cè)诤隗w輻射的研究[JP3]中所遇到的困難.”本章的內(nèi)容都要從令人困惑的“黑體”開(kāi)始.[JP]

渲染這樣的背景知識(shí)，可以讓學(xué)生走進(jìn)19世紀(jì)末20世紀(jì)初那個(gè)年代，變成科學(xué)發(fā)展過(guò)程中的一員，體會(huì)到當(dāng)時(shí)物理世界的輝煌.學(xué)生可以更急于理解普朗克提出能量量子化的概念時(shí)的不安，他將舊的體系打破，侵犯了牛頓創(chuàng)立的如同圣經(jīng)般的物理世界.教師補(bǔ)充這部分的知識(shí)，讓學(xué)生了解科學(xué)知識(shí)是在不斷發(fā)展的，沒(méi)有一成不變的定理，質(zhì)疑和創(chuàng)新精神是科學(xué)探索道路中必不可少的精神.

3巧用背景知識(shí)，增強(qiáng)科學(xué)探索信心

科學(xué)的發(fā)展是長(zhǎng)期而又是曲折的，一個(gè)理論的成立要經(jīng)歷幾代人，甚至是經(jīng)歷上百年的磨練和推敲.科學(xué)的過(guò)程不是一帆風(fēng)順的，更何況是現(xiàn)在遇到的困難.所以教師在教學(xué)過(guò)程中引入這樣的背景知識(shí)，可以幫助學(xué)生樹(shù)立面對(duì)困難、質(zhì)疑時(shí)對(duì)于自己的信心.

例如，在人教版物理選修3-5，17.2節(jié)從光電效應(yīng)介紹了光的粒子性特征，但是學(xué)生并不能理解這是一個(gè)漫長(zhǎng)而又曲折的探索過(guò)程，課本中對(duì)于這一過(guò)程只是一筆帶過(guò).所以教師在講授這節(jié)內(nèi)容之前適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充歷史上的“波粒戰(zhàn)爭(zhēng)”還是有必要的.

古希臘時(shí)代的人們總是傾向于把光看成是一種非常小的粒子流.這種觀點(diǎn)十分符合當(dāng)時(shí)流行的元素說(shuō)，并且這種“微粒說(shuō)”從直觀上看來(lái)是很有道理的，首先它解釋了為什么光總是沿著直線傳播，但是也有一些困難：比如人們當(dāng)時(shí)很難說(shuō)清為什么兩道光束相互碰撞的時(shí)候不會(huì)互相彈開(kāi)，等等的問(wèn)題.中世紀(jì)過(guò)后，人們對(duì)于自然界有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，波動(dòng)說(shuō)認(rèn)為，光不是粒子而是由于介質(zhì)振動(dòng)而產(chǎn)生的一種波，這樣就可以解釋投影里的明暗條紋了，但是這種說(shuō)法也是有困難的，光的傳播似乎不需要介質(zhì)，跟一般的波又不太一樣.這是最早的有關(guān)光的本質(zhì)的理解.

歷史上“第一次波粒戰(zhàn)爭(zhēng)”爆發(fā)的導(dǎo)火線是波義耳提出的關(guān)于顏色的爭(zhēng)論，胡克研究了這個(gè)問(wèn)題，提出光是一種脈沖，支持了波動(dòng)說(shuō)的理論.1672年，29歲的牛頓做了著名的色散實(shí)驗(yàn)，他將光的復(fù)合和分解比喻成不同顏色微粒的混合和分開(kāi)，站在了粒子說(shuō)的行列.由于牛頓的學(xué)術(shù)權(quán)威，微粒與波動(dòng)的第一次交鋒中，以牛頓為首的微粒說(shuō)獲得了在物理界公認(rèn)的地位.

托馬斯?楊用波動(dòng)的理論解釋了牛頓環(huán)的明暗條紋的現(xiàn)象，1807年在他出版的《自然哲學(xué)講義》中描述了他的著名的實(shí)驗(yàn)：光的雙縫干涉.點(diǎn)燃了物理史上的“第二次波粒戰(zhàn)爭(zhēng)”.此次戰(zhàn)爭(zhēng)的決定性時(shí)刻是法國(guó)的一位年輕的工程師-菲涅耳用波動(dòng)的觀點(diǎn)和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)解釋的光的衍射和泊松亮斑.這次戰(zhàn)爭(zhēng)中波動(dòng)說(shuō)站上了統(tǒng)治地位.

光電效應(yīng)引發(fā)了“第三次波粒戰(zhàn)爭(zhēng)”，這次導(dǎo)致了最終的波粒二象性.

第4篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

關(guān)鍵詞：物理學(xué)史 物理教學(xué) 功能

中圖分類號(hào)：G623.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2015）09-0101-02

隨著課程改革的深入，學(xué)校物理教育必須從應(yīng)試教育轉(zhuǎn)移到素質(zhì)教育的軌道上來(lái)。人們必需注意到在傳授知識(shí)的同時(shí)，要考慮到培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力，要教會(huì)學(xué)生如何思考，提高思考能力；要教學(xué)生如何做人，即培養(yǎng)正確的價(jià)值觀和人生觀。具體地講，要培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、創(chuàng)造素質(zhì)和思想道德素質(zhì)等。物理學(xué)史由于其內(nèi)容的特點(diǎn)及它所具有的豐富教育因素，在素質(zhì)教育中發(fā)揮出獨(dú)特的功能，起著重要的作用。

一、有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，樹(shù)立勇于探索的獻(xiàn)身精神

只有當(dāng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)有了興趣，才能表現(xiàn)出學(xué)習(xí)的自覺(jué)性、主動(dòng)性，才能在學(xué)習(xí)中發(fā)揚(yáng)開(kāi)拓和探索精神，以頑強(qiáng)毅力去克服學(xué)習(xí)中遇到的困難，這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中，不僅要把日常生活中的現(xiàn)象、問(wèn)題和教材緊密相連起來(lái)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)意義，還必須把歷史引入教學(xué)中。把科學(xué)理論的建立、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程、科技發(fā)明對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)用生動(dòng)的事例展示給學(xué)生，并通過(guò)了解物理學(xué)家的生平、各學(xué)派之間的爭(zhēng)端以及尚未解開(kāi)的物理課題來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓學(xué)生從中學(xué)習(xí)到物理學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)的思維方法，不斷提高自身的科學(xué)素質(zhì)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)獲取知識(shí)。

二、有助于對(duì)物理學(xué)知識(shí)的理解和把握

物理學(xué)發(fā)展史不僅有助于學(xué)生了解各概念、定理、定律的來(lái)龍去脈和科學(xué)知識(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而且有助于學(xué)生按形式和體系來(lái)理解和把握物理知識(shí)，從而逐步掌握正確的科學(xué)研究方法。例如，在講到力的概念時(shí)，從古希臘的亞里士多德，到伽利略、牛頓，循著偉人的研究歷程，從而加深學(xué)生對(duì)力的概念的理解；講“電磁感應(yīng)”的時(shí)候，以?shī)W斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)為線索，向?qū)W生介紹人類對(duì)磁以及電和磁的關(guān)系的認(rèn)識(shí)過(guò)程。通過(guò)講解安培、法拉第、楞次和麥克斯韋等人在解釋電磁關(guān)系工作中的艱辛努力和所取得的成就，使學(xué)生在有了對(duì)電磁發(fā)展總體認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，加深對(duì)教材的理解和對(duì)左右手定則、法拉第電磁感應(yīng)、楞次定律等關(guān)鍵點(diǎn)的把握。

三、有助于對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育，有助于學(xué)生樹(shù)立辯證唯物主義觀點(diǎn)

我國(guó)是世界四大文明古國(guó)之一，在物理學(xué)的理論和實(shí)踐上有著輝煌的成就。例如，在理論著作方面，《墨經(jīng)》中對(duì)力學(xué)、光學(xué)的論述；《天工開(kāi)物》中關(guān)于簡(jiǎn)單機(jī)械的記述；《論衡》中關(guān)于簡(jiǎn)單電現(xiàn)象的記述；《考工記》中關(guān)于工程技術(shù)，聲音的傳播的記載等在當(dāng)時(shí)都遙遙領(lǐng)先于世界各國(guó)，就是在今天仍有參考價(jià)值。實(shí)用技術(shù)方法，更是舉不勝舉，指南針、地球儀、渾天儀、船閘、石拱橋、火箭等，都是我國(guó)最早發(fā)明的。教學(xué)中結(jié)合教材內(nèi)容，介紹我國(guó)在物理學(xué)方面對(duì)世界的杰出貢獻(xiàn)，可以使學(xué)生了解祖國(guó)古代燦爛文化，激發(fā)他們的民族自尊心和自豪感。

四、教師在物理學(xué)史教學(xué)過(guò)程中必須遵循的幾項(xiàng)原則

1.敢于質(zhì)疑。20世紀(jì)物理學(xué)革命和物理學(xué)史告訴我們，科學(xué)的每一次嶄新境界的開(kāi)辟，都必須要有敢于向舊理論說(shuō)“不”的勇氣。在物理教學(xué)過(guò)程中，教師要努力培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。在物理課堂上，教師要鼓勵(lì)學(xué)生敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，努力營(yíng)造一個(gè)民主、平等的課堂氣氛，充分發(fā)揮學(xué)生探究學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的能力。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，為學(xué)生提供了廣泛攝取知識(shí)與鍛煉思維的機(jī)會(huì)。因而他們也完全可能在某些方面甚至是本學(xué)科領(lǐng)域領(lǐng)先于教師，因此我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該永遠(yuǎn)保持謙虛進(jìn)取的態(tài)度。

2.勇于爭(zhēng)辯。通過(guò)研究物理學(xué)史，我們不難得到這樣一個(gè)啟示：科學(xué)的每一次重大發(fā)現(xiàn)和突破的背后都隱藏著激烈的爭(zhēng)論。其中最令世人注目的是愛(ài)因斯坦和波爾曠日持久的世界性論戰(zhàn)。愛(ài)因斯坦拒絕把量子力學(xué)接受為終極理論，并對(duì)以波爾為代表的哥本哈根學(xué)派的正統(tǒng)解釋發(fā)動(dòng)了猛烈的攻擊，這場(chǎng)爭(zhēng)論使世人明白，量子力學(xué)的理論是非局域性的理論。它涉及到類空關(guān)系，即比光速還快的信號(hào)傳播，而狹義相對(duì)論則是局域性理論。這場(chǎng)世界性的科學(xué)爭(zhēng)論，無(wú)疑是對(duì)科學(xué)和哲學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。討論并沒(méi)有完，現(xiàn)在在牛津和劍橋，科學(xué)怪杰霍金和彭羅斯的談?wù)撨€在繼續(xù)著，物理學(xué)還將有著重大發(fā)展，因?yàn)椤翱茖W(xué)扎根于討論”。教師要切實(shí)把教學(xué)活動(dòng)看成是一個(gè)不斷面臨新問(wèn)題的過(guò)程，是一個(gè)知識(shí)不斷擴(kuò)展的過(guò)程，是一個(gè)與學(xué)生不斷共同學(xué)習(xí)的過(guò)程。從而真正做到教師與學(xué)生之間相互學(xué)習(xí)，相互切磋，相互啟發(fā)，相互推動(dòng)，也就是要做到教學(xué)相長(zhǎng)。

第5篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

在高中物理教學(xué)中滲透美學(xué)教育可以培養(yǎng)學(xué)生的審美觀，使學(xué)生具有良好的審美能力，身心得到健康和諧發(fā)展；可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，減輕學(xué)生心理壓力和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)效率；可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展，起到“以美啟真”的作用。自然界是美的，作為研究自然，涉及人與自然之間關(guān)系、揭示自然奧秘的物理科學(xué)也是美的。物理的科學(xué)美在于它是建立在自然美的基礎(chǔ)上，揭示了大自然的隱含真理，在于它發(fā)現(xiàn)了大自然的和諧和統(tǒng)一，發(fā)現(xiàn)了大自然的對(duì)稱和守恒，在于它用最簡(jiǎn)單的語(yǔ)言描述了大自然遵循的規(guī)律、更在于人類在物理科學(xué)美思想的指導(dǎo)下推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展。

物理學(xué)中富含美學(xué)思想：簡(jiǎn)潔、和諧、對(duì)稱、有序、統(tǒng)一。在物理教學(xué)中應(yīng)有意識(shí)地滲透美學(xué)思想教育，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的同時(shí)體驗(yàn)科學(xué)美、欣賞科學(xué)美并能在科學(xué)美思想的指導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)。

1 物理學(xué)史中的美學(xué)

物理學(xué)發(fā)展史是一部美學(xué)發(fā)展史，許多物理學(xué)家在科學(xué)美思想指導(dǎo)下，通過(guò)不懈的努力，才推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展。

(1)開(kāi)普勒是帶著強(qiáng)烈審美意識(shí)探索自然規(guī)律的先驅(qū)者，他們堅(jiān)信宇宙是簡(jiǎn)單的、和諧的、對(duì)稱和統(tǒng)一的，而且可以用最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述的。開(kāi)普勒在科學(xué)美的指導(dǎo)下，不懈堅(jiān)持幾十年的觀察，積累了大量的天文數(shù)字，提出行星運(yùn)動(dòng)的三定律來(lái)論述天體的運(yùn)動(dòng)是如此的簡(jiǎn)單與和諧。

(2)在對(duì)稱性思想的指導(dǎo)下，物理學(xué)家根據(jù)世界的對(duì)稱性，通過(guò)預(yù)言、設(shè)想來(lái)推測(cè)未來(lái)事物的存在?！半娍梢陨?、磁可以生電”，法拉第經(jīng)過(guò)十幾年的不懈努力實(shí)現(xiàn)了由“磁生電”的夢(mèng)想；從1897年發(fā)現(xiàn)電子，狄拉克綜合前人的研究成果，根據(jù)對(duì)稱性預(yù)言了正電子的存在，1932年美國(guó)物理學(xué)家安德遜在宇宙射線實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的正電子；許許多多物理學(xué)家利用對(duì)稱性特點(diǎn)，才預(yù)言或發(fā)現(xiàn)與已有粒子相對(duì)稱的反粒子，質(zhì)子與反質(zhì)子、物質(zhì)與反物質(zhì)、宇宙與反宇宙等。

(3)牛頓追求天地之間統(tǒng)一規(guī)律的思想，是導(dǎo)致他發(fā)現(xiàn)“萬(wàn)有引力定律”的關(guān)鍵，把天上的力學(xué)和地上的力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了物理發(fā)展史上的第一次大綜合；麥克斯韋追求電與磁的統(tǒng)一創(chuàng)立了麥克斯韋電磁理論方程；盧瑟福在統(tǒng)一性原則指導(dǎo)下，在行星繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)、衛(wèi)星繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)模型的啟發(fā)下，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型――核外電子繞原子核運(yùn)轉(zhuǎn)模型實(shí)現(xiàn)了宏觀世界與微觀世界的統(tǒng)一；物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的五次大綜合(牛頓運(yùn)動(dòng)力學(xué)的建立、熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理的建立、麥克斯韋電磁理論的建立、相對(duì)論的建立、量子力學(xué)的建立)以及目前正在醞釀的更大范圍內(nèi)的大綜合――統(tǒng)一場(chǎng)論等都是在科學(xué)家們追求多樣統(tǒng)一美的思想指導(dǎo)下完成或?qū)⒁瓿傻摹?/p>

2 物理規(guī)律中美學(xué)

自然是美的，描述自然界物質(zhì)存在、構(gòu)成、運(yùn)動(dòng)及其轉(zhuǎn)化等物理規(guī)律也是美的，體現(xiàn)在物理規(guī)律的簡(jiǎn)潔性、不同規(guī)律的和諧、統(tǒng)一和對(duì)稱性。因此在物理規(guī)律的教學(xué)中，通過(guò)挖掘物理規(guī)律蘊(yùn)含的科學(xué)美滲透美學(xué)教育。

(1)物理規(guī)律的對(duì)稱美。對(duì)稱現(xiàn)象是辯證法的生動(dòng)體現(xiàn)，物理學(xué)揭示自然界物質(zhì)的存在、構(gòu)成、運(yùn)動(dòng)及其轉(zhuǎn)化等規(guī)律的對(duì)稱性而產(chǎn)生的美感，稱為物理學(xué)的對(duì)稱美。物理學(xué)的對(duì)稱美主要表現(xiàn)為時(shí)空對(duì)稱、數(shù)學(xué)對(duì)稱和抽象對(duì)稱。

(2)物理規(guī)律的簡(jiǎn)潔美。物理學(xué)揭示自然界物質(zhì)的存在、組成、運(yùn)動(dòng)及其轉(zhuǎn)化等規(guī)律的簡(jiǎn)單性而產(chǎn)生美感，稱為物理學(xué)的簡(jiǎn)潔美。物理學(xué)的簡(jiǎn)潔美主要體現(xiàn)在物理學(xué)的理論和方法上。宇宙中紛亂的各種物體通過(guò)牛頓引入的質(zhì)點(diǎn)統(tǒng)為一體，牛頓只用幾條簡(jiǎn)單的定律就概括了物質(zhì)世界紛繁的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象……等，這些都體現(xiàn)了物理學(xué)理論整體的簡(jiǎn)潔美。物理理論的簡(jiǎn)潔還體現(xiàn)在組成物理理論的物理概念和物理規(guī)律表達(dá)上的簡(jiǎn)潔性，如“力是物體間的相互作用”、F=ma概括了牛頓運(yùn)動(dòng)第二定律等。還有在物理方法上如：理想化模型、理想化方法本身就是遵循簡(jiǎn)單性原則。

(3)物理規(guī)律的和諧美。和諧是指由于組成整體的各個(gè)要素相互間恰到好處而在整體上顯出協(xié)調(diào)。和諧給人以一種恰如其分、渾然一體、輕松自如的美感。物理的和諧美，是物理理論揭示自然界物質(zhì)存在、運(yùn)動(dòng)及其轉(zhuǎn)化等規(guī)律整體上的和諧性而產(chǎn)生的美感。如某一種元素的明線光譜與其對(duì)應(yīng)的吸收光譜之間的互補(bǔ)、愛(ài)因斯坦相對(duì)論對(duì)牛頓經(jīng)典理論的包容、波動(dòng)性與粒子性的對(duì)立統(tǒng)一等無(wú)不體現(xiàn)出物理學(xué)規(guī)律的和諧美。

第6篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

關(guān)鍵詞： 化學(xué)史 中學(xué)化學(xué) 教學(xué)應(yīng)用

一、問(wèn)題的提出

近年來(lái)，中學(xué)化學(xué)教學(xué)中化學(xué)史的應(yīng)用逐漸被重視，許多高等師范院校開(kāi)設(shè)了化學(xué)史課程。對(duì)于中學(xué)化學(xué)教學(xué)中需要應(yīng)用的化學(xué)史實(shí)，已有研究都以舉例形式呈現(xiàn)，未能系統(tǒng)指出中學(xué)化學(xué)階段涉及的化學(xué)史實(shí)。筆者在中學(xué)化學(xué)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將化學(xué)史實(shí)分四個(gè)部分，下面對(duì)化學(xué)課程內(nèi)容涉及的化學(xué)史實(shí)進(jìn)行論述。

二、化學(xué)學(xué)科的形成與奠基者

1.化學(xué)學(xué)科的形成

人類從用火開(kāi)始，由野蠻進(jìn)入文明，開(kāi)始用化學(xué)方法認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)，人類用火燒制熟食、制作陶瓷、冶煉金屬，逐漸學(xué)會(huì)釀造、染色等。早在公元前四世紀(jì)，我國(guó)有陰陽(yáng)五行學(xué)說(shuō)，認(rèn)為萬(wàn)物的構(gòu)成以金、木、水、火、土為基礎(chǔ)，古希臘人提出的火、風(fēng)、土、水四元素說(shuō)，二者是古代樸素的元素觀。公元前兩世紀(jì)，煉丹術(shù)在古代中國(guó)盛行，后來(lái)傳入歐洲，演化為煉金術(shù)，成為近代化學(xué)的雛形。

2.波義耳――把化學(xué)確立為科學(xué)

化學(xué)史學(xué)家把1661年作為近代化學(xué)的開(kāi)端，因?yàn)檫@年有本對(duì)化學(xué)發(fā)展產(chǎn)生重大影響的著作問(wèn)世，這本書是《懷疑派化學(xué)家》，它的作者是英國(guó)化學(xué)家波義耳（1627-1691），波義耳最大的貢獻(xiàn)是給化學(xué)元素下了科學(xué)定義，他的科學(xué)成就還有對(duì)空氣性質(zhì)的研究、燃燒現(xiàn)象本質(zhì)的研究、酸堿和指示劑的研究，波義耳被譽(yù)稱“把化學(xué)確立為科學(xué)”。

3.拉瓦錫――近代化學(xué)之父

拉瓦錫（1743-1794），法國(guó)化學(xué)家，被稱為“近代化學(xué)之父”，拉瓦錫的科學(xué)研究方法開(kāi)創(chuàng)化學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元，他了統(tǒng)治化學(xué)理論達(dá)百年之久的燃素說(shuō)，建立了以氧為中心的燃燒理論，他提出規(guī)范的化學(xué)命名法，倡導(dǎo)并改進(jìn)定量分析方法，驗(yàn)證了質(zhì)量守恒定律，撰寫了第一部真正意義的化學(xué)教科書《化學(xué)基本論述》。

三、原子分子論與元素周期律

1.道爾頓――原子學(xué)說(shuō)

道爾頓（1766-1844），英國(guó)化學(xué)家，1808年道爾頓提出了原子學(xué)說(shuō)，為近代化學(xué)的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)，在提出原子論的同時(shí)，確定原子量的測(cè)定工作，從而成為化學(xué)史上測(cè)定原子量的第一人，成為這一領(lǐng)域的拓荒者，引起當(dāng)時(shí)歐洲科學(xué)界的廣泛關(guān)注，測(cè)定各元素的原子量成為當(dāng)時(shí)熱門的課題。

2.阿伏伽德羅――分子學(xué)說(shuō)

阿伏伽德羅（1776-1856），意大利物理學(xué)家、化學(xué)家，1811年阿伏伽德羅提出分子學(xué)說(shuō)，在之后的50年里分子學(xué)說(shuō)沒(méi)有受到科學(xué)界的重視，盡管阿伏伽德羅做了再三努力，直到他1856年逝世，分子學(xué)說(shuō)仍然沒(méi)有為大多數(shù)化學(xué)家所承認(rèn)，為了紀(jì)念阿伏伽德羅，把一摩爾某種微粒集體所含微粒數(shù)為阿伏伽德羅常數(shù)。

3.康尼查羅――原子分子論

康尼查羅（1826-1910），意大利化學(xué)家，1860年在德國(guó)卡爾斯魯厄的國(guó)際化學(xué)家會(huì)議上，他用充分的論據(jù)證實(shí)了分子學(xué)說(shuō)的正確性，康尼查羅的工作使原子分子論得以確立，當(dāng)時(shí)因?yàn)椴怀姓J(rèn)分子的存在，化合物的原子組成難以確定，原子量的測(cè)定和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)一片混亂，原子分子論的確立使原子量測(cè)定工作走出困境。

4.貝采尼烏斯――元素符號(hào)

貝采尼烏斯（1779-1848），瑞典化學(xué)家，對(duì)化學(xué)的突出貢獻(xiàn)是測(cè)定原子量和制定元素符號(hào)，他在近二十年的時(shí)間里孜孜不倦地從事原子量的測(cè)定工作，在化學(xué)發(fā)展史上寫下光輝的一頁(yè)，他首先倡導(dǎo)以元素符號(hào)代表各種化學(xué)元素，用化學(xué)元素的拉丁文名表示元素，這就是一直沿用至今的化學(xué)元素符號(hào)系統(tǒng)，他的元素符號(hào)系統(tǒng)公開(kāi)發(fā)表在1813年由湯姆遜主編的《哲學(xué)年鑒》上。

5.戴維――發(fā)現(xiàn)元素最多者

戴維（1778-1829），英國(guó)化學(xué)家，19世紀(jì)初，戴維用電解法和熱還原法制得鉀、鈉、鎂、鈣、鍶、鋇、硼和硅，證明了舍勒發(fā)現(xiàn)的黃綠色氣體不是所謂的“氧化鹽酸”，而是一種化學(xué)元素的單質(zhì)。他將這種元素命名為Chlorine，中文譯名為氯，使元素的種類增加了九種，是發(fā)現(xiàn)元素種類最多的科學(xué)家。

6.門捷列夫――元素周期律

門捷列夫（1834-1907），俄國(guó)化學(xué)家，于1869年發(fā)現(xiàn)元素性質(zhì)隨原子量的遞增呈周期變化的規(guī)律――元素周期律，他根據(jù)元素周期律編制了第一個(gè)元素周期表，把當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的63種元素全部列入表里，從而初步完成使元素系統(tǒng)化的任務(wù)，此時(shí)還有許多元素沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，他在元素周期表里留下空位，對(duì)某些未發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)作了預(yù)言，后來(lái)他的預(yù)言都得到證實(shí)。

四、化學(xué)重要原理的提出

1.化學(xué)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)理論

蓋斯（1802-1850），俄國(guó)化學(xué)家，熱化學(xué)的奠基人，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)，即著名的蓋斯定律。吉布斯（1839-1903），美國(guó)科學(xué)家，他奠定了化學(xué)熱力學(xué)的基礎(chǔ)，提出了吉布斯自由能。范特霍夫（1852-1911），荷蘭化學(xué)家，在化學(xué)反應(yīng)速度、化學(xué)平衡和滲透壓方面取得了驕人的研究成果，1901年第一個(gè)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予范特霍夫。勒夏特列（1850-1936），法國(guó)化學(xué)家，1888年他提出了化學(xué)平衡移動(dòng)原理（勒夏特列原理）。哈伯（1868-1934），德國(guó)化學(xué)家，發(fā)明了合成氨的方法，1918年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

2.化學(xué)酸堿理論

波義耳提出了最初的酸堿理論：能使石蕊試液變紅的物質(zhì)是酸，能使石蕊試液變藍(lán)的物質(zhì)是堿。阿倫尼烏斯（1859-1927），瑞典科學(xué)家，電離理論的創(chuàng)立者，1887年提出了酸堿電離理論（阿倫尼烏斯酸堿理論）：凡在水溶液中電離出的陽(yáng)離子全部都是H+的物質(zhì)是酸，電離出的陰離子全部都是OH-的物質(zhì)是堿，他還研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度的影響，得出著名的阿倫尼烏斯公式，提出活化分子理論和鹽的水解理論等，獲得1903年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

3.有機(jī)化學(xué)理論

維勒（1800-1882），德國(guó)化學(xué)家，1828年他因人工合成了尿素，打破了有機(jī)化合物的生命力學(xué)說(shuō)而聞名，使有機(jī)化學(xué)得到了迅猛發(fā)展。李比希（1803-1873），德國(guó)化學(xué)家，被稱為“有機(jī)化學(xué)之父”，他發(fā)明和改進(jìn)了有機(jī)分析的方法，準(zhǔn)確地分析了大量有機(jī)化合物，提出了化合物基團(tuán)的概念及多元酸的理論。凱庫(kù)勒（1829-1896），德國(guó)化學(xué)家，有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的奠基人，1857年提出碳原子四價(jià)和碳原子間相互成鏈理論，1890年提出苯分子的結(jié)構(gòu)式，推動(dòng)了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。

五、化學(xué)微觀世界的探究

1.原子結(jié)構(gòu)理論

在道爾頓的原子學(xué)說(shuō)基礎(chǔ)上，展開(kāi)了原子結(jié)構(gòu)的研究。湯姆遜（1856-1940），英國(guó)物理學(xué)家，1903年他在發(fā)現(xiàn)電子的基礎(chǔ)上提出了原子結(jié)構(gòu)的葡萄干布丁模型。盧瑟福（1871-1937），英國(guó)物理學(xué)家，他根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)的核式模型。波爾（1885-1962），丹麥物理學(xué)家，于1913年建立起核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型。20世紀(jì)20年代建立的量子力學(xué)理論，使人們對(duì)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)更深刻，從而有了原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型。

2.分子間作用力與化學(xué)鍵理論

范德華（1837-1923），荷蘭物理學(xué)家，范德華首先研究了分子間作用力，分子間作用力又稱范德華力?？迫麪枺?888-1956），美國(guó)化學(xué)家，1916年提出離子鍵理論。路易斯（1875-1946），美國(guó)化學(xué)家，提出共價(jià)鍵理論。鮑林（1901-1994），美國(guó)化學(xué)家，他提出共價(jià)半徑、離子半徑、電負(fù)性、雜化軌道等概念和理論，他撰寫的《化學(xué)鍵的本質(zhì)》被認(rèn)為是化學(xué)史上最重要的著作之一，1954年因在化學(xué)鍵方面的工作取得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

六、結(jié)語(yǔ)

上述是中學(xué)化學(xué)課程內(nèi)容涉及化學(xué)史實(shí)的系統(tǒng)總結(jié)，由于理論水平和篇幅限制，難免有所遺漏并且未能展開(kāi)論述?；瘜W(xué)史實(shí)應(yīng)用在化學(xué)教學(xué)中具有極大價(jià)值，有利于中學(xué)化學(xué)和大學(xué)化學(xué)教學(xué)的銜接，對(duì)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和教科書的編寫有啟示意義，從學(xué)生角度而言，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，使其了解化學(xué)學(xué)科發(fā)展的大致歷程，加深學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。在實(shí)際化學(xué)教學(xué)中，要依據(jù)課程內(nèi)容要求和學(xué)生的認(rèn)知水平，把握好化學(xué)史實(shí)涉及知識(shí)理論的深度和難度，合理應(yīng)用化學(xué)史進(jìn)行化學(xué)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周公度.化學(xué)是什么[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.

[3]邱道驥.化學(xué)哲學(xué)概論[M].南京：南京師范大學(xué)出版社，2007.

第7篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

關(guān)鍵詞：物理學(xué)；力學(xué)概念；靜電場(chǎng)

類比法是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的一種基本思維方法，所謂類比法是指根據(jù)兩個(gè)對(duì)象之間在某些方面的相同或相似而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗤蛳嗨频耐评矸椒āＮ锢砀拍?、物理?guī)律以及研究方法等都可以是類比的對(duì)象。在《大學(xué)物理》課程教學(xué)中，恰當(dāng)運(yùn)用類比思維，往往能給人以啟發(fā)，起到由此及彼、融會(huì)貫通、化難為易的作用。

一、類比方法在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的廣泛應(yīng)用

在物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程中，類比方法積極地推動(dòng)了物理學(xué)的蓬勃發(fā)展，促成了許多重大思想及理論的建立。在物理學(xué)發(fā)展史上運(yùn)用類比的例子不勝枚舉。例如，荷蘭物理學(xué)家惠更斯在證明了光現(xiàn)象與聲現(xiàn)象都有直線傳播、反射、折射等共同屬性后，便將光現(xiàn)象與聲現(xiàn)象相類比：既然聲音的本質(zhì)是發(fā)聲物體振動(dòng)所產(chǎn)生的一種波，那么光的本質(zhì)可能是由發(fā)光體的振動(dòng)所產(chǎn)生的一種波；既然聲速是有限的，那么光速也可能是有限的；既然聲是以球面波的方式進(jìn)行的，那么光也可能是以球面波的方式進(jìn)行傳播等等，經(jīng)過(guò)這樣一番類比推理，惠更斯第一個(gè)認(rèn)為光具有波動(dòng)性，提出了光和聲一樣是以球形波面?zhèn)鞑サ?，并指出光振?dòng)所到達(dá)的每一點(diǎn)都可視為次波的振動(dòng)中心，創(chuàng)立了彈性波動(dòng)說(shuō)。再如，愛(ài)因斯坦提出光的波粒二象性以后，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意在1923年把實(shí)物粒子與光進(jìn)行類比。德布羅意認(rèn)為，光具有波粒二象性，實(shí)物粒子除了有粒子性外也應(yīng)具有波動(dòng)性，其波長(zhǎng)為λ=h/p，即稱為德布羅意波，式中p是粒子的動(dòng)量。德布羅意指出：在光學(xué)上比起波動(dòng)的研究方法來(lái)說(shuō)，人們過(guò)于忽略了粒子性，而在實(shí)物的理論上，則過(guò)多地考慮了他的粒子圖像，而過(guò)分地忽略了它的波動(dòng)性質(zhì)。德布羅意的這一類比假設(shè)為量子力學(xué)的發(fā)展提供了思想基礎(chǔ)，薛定諤將德布羅意的物質(zhì)波用數(shù)學(xué)式子表示出來(lái)，才建立了量子力學(xué)的波動(dòng)方程。

縱觀物理學(xué)史，無(wú)論是經(jīng)典物理學(xué)還是現(xiàn)代物理學(xué)，物理學(xué)家運(yùn)用類比方法取得的重大成果數(shù)不勝數(shù)。類比推理是物理研究中應(yīng)用較為廣泛的方法之一。

二、類比法在《大學(xué)物理》教學(xué)中的具體應(yīng)用

類比法可以看做是溝通新舊知識(shí)的橋梁，物理教學(xué)中恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比方法，通過(guò)對(duì)新舊知識(shí)的比較、延伸、推廣，最后給出新知識(shí)，使十分難以理解的物理理論簡(jiǎn)單、易懂并且易記，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和想象力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能把復(fù)雜、抽象的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、具體化，從而加深對(duì)物理問(wèn)題的理解和掌握。下面通過(guò)一些具體例子介紹一下類比法的應(yīng)用。

1.質(zhì)點(diǎn)和剛體中一些力學(xué)概念與規(guī)律的類比

在講剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的時(shí)候，可以把剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中所涉及的概念與規(guī)律與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)內(nèi)容進(jìn)行類比，比如，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的角速度、角加速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量受到的合外力矩與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的速度、加速度、質(zhì)量、受到的力進(jìn)行類比，可以看到，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角動(dòng)量公式、動(dòng)能公式與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量公式、動(dòng)能公式很類似，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律與質(zhì)點(diǎn)中的牛頓第二定律很類似，剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的角動(dòng)量定理與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)中的動(dòng)量定理很類似等等。我們通過(guò)用較熟悉的質(zhì)點(diǎn)中的線量公式去啟發(fā)學(xué)生，根據(jù)形式和概念上的類似去理解剛體中的角量公式與規(guī)律，能使學(xué)生更容易掌握與記憶新知識(shí)。

2.重力場(chǎng)與靜電場(chǎng)的類比

在講靜電場(chǎng)部分的時(shí)候，我們可以把電場(chǎng)中涉及的概念與規(guī)律與我們已經(jīng)熟知的質(zhì)點(diǎn)力學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)行類比學(xué)習(xí)與記憶。比如，我們可以將庫(kù)侖力與萬(wàn)有引力概念進(jìn)行類比：在質(zhì)點(diǎn)力學(xué)中，萬(wàn)有引力是研究?jī)少|(zhì)點(diǎn)之間的相互作用，而質(zhì)點(diǎn)是力學(xué)中的研究模型，質(zhì)點(diǎn)是忽略實(shí)物的大小和形狀，只保留實(shí)際物體的質(zhì)量與位置的理想模型。而在靜電學(xué)中，庫(kù)侖力是研究?jī)牲c(diǎn)電荷之間的相互作用力，點(diǎn)電荷是電學(xué)中的理想模型，它是忽略帶電體的大小和形狀，保留實(shí)際帶電體的電量和位置的理想模型。也可以將庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律相類比，有庫(kù)侖定律表達(dá)式：萬(wàn)有引力定律表達(dá)式，數(shù)學(xué)形式相似，庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力都是通過(guò)場(chǎng)作用的非接觸力，二力的方向都是在兩質(zhì)點(diǎn)或兩點(diǎn)電荷的連線上，不同的是萬(wàn)有引力都是引力，而庫(kù)侖力既有引力也有斥力，二者都是保守力，它們所做的功只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)。

在介紹抽象的靜電場(chǎng)力做功、電勢(shì)能等概念時(shí)，可以通過(guò)對(duì)重力勢(shì)能、重力做功的復(fù)習(xí)，將電勢(shì)能類比重力勢(shì)能，電場(chǎng)力做功類比重力做功，那么從重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加中可以簡(jiǎn)單地得出電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系：電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少；電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加。還可以將靜電場(chǎng)中電勢(shì)概念和重力場(chǎng)中的高度進(jìn)行類比理解，在重力場(chǎng)中，物體所具有的重力勢(shì)能與所受重力的比值與物體所處的位置h有關(guān)，與物體的質(zhì)量m無(wú)關(guān)，此位置h可理解為地勢(shì)，在靜電場(chǎng)中，當(dāng)選定零電勢(shì)能的位置后，則放在電場(chǎng)中P點(diǎn)的電荷具有的電勢(shì)能與它的電荷量q的比值，也與電荷量q無(wú)關(guān)，由電場(chǎng)本身的性質(zhì)決定，這就是電場(chǎng)中P點(diǎn)的電勢(shì)?？梢?jiàn)，通過(guò)對(duì)電勢(shì)和高度地勢(shì)的類比，可以很容易理解電勢(shì)這個(gè)抽象概念。

3.電場(chǎng)與磁場(chǎng)的類比

在電磁學(xué)中，我們可以把靜電場(chǎng)與穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理、環(huán)路定理進(jìn)行類比講解，把靜電場(chǎng)、感生電場(chǎng)、兩者之和的總電場(chǎng)與穩(wěn)恒磁場(chǎng)、變化電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)、兩者之和的總磁場(chǎng)，從產(chǎn)生的原因、性質(zhì)等方面進(jìn)行類比，可以對(duì)電磁場(chǎng)有全面的認(rèn)知，從而對(duì)漂亮、完美、對(duì)稱的麥克斯韋方程組有更深刻的理解，可以加深對(duì)電磁場(chǎng)性質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系和統(tǒng)一性的認(rèn)識(shí)。從以上例子可以看到，類比法在應(yīng)用時(shí)要把握住其基本思想，即在相異中尋求相似，從中發(fā)現(xiàn)其規(guī)律性的東西；在相似中尋求相異，從中找出各個(gè)事物的個(gè)性特征。在進(jìn)行類比法運(yùn)用時(shí)，要充分掌握兩個(gè)類比對(duì)象的相似性和相關(guān)性，全面深入分析兩個(gè)類比對(duì)象的各種屬性，注意區(qū)別它們之間的差異，抓住事物的本質(zhì)聯(lián)系并將其作為推理根據(jù)，進(jìn)行類比思維。

綜上所述，物理類比在物理學(xué)發(fā)展中起到了很重要的作用，正如康德所說(shuō)：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思路時(shí)，類比這個(gè)方法往往能指引我們前進(jìn)。”在《大學(xué)物理》教學(xué)中，我們可以恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用物理類比方法，把陌生的對(duì)象和熟悉的對(duì)象進(jìn)行對(duì)比，把未知的東西和已知的東西進(jìn)行對(duì)比，使抽象的物理概念和規(guī)律理解起來(lái)變得具體化、簡(jiǎn)單化，幫助學(xué)生有效地把握物理知識(shí)。我們可以在教學(xué)時(shí)加強(qiáng)對(duì)類比法的引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)類比的特點(diǎn)，使其在今后的學(xué)習(xí)中能靈活運(yùn)用類比法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，提高獲取知識(shí)的能力，掌握科學(xué)的思維方法。物理類比方法是一種非常重要的科學(xué)思維方法，有意識(shí)地將這種科學(xué)思想方法貫穿于整個(gè)物理教學(xué)過(guò)程中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的能力是十分有益的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑞旦，宋善炎.物理方法論[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2002.

第8篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

【關(guān)鍵詞】物理學(xué)史 物理思想 教育功能

中學(xué)物理教學(xué)大綱告訴我們，要使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握物理基礎(chǔ)知識(shí)，就必須要結(jié)合物理教學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育、愛(ài)國(guó)主義教育和品德教育。如果教師能夠?qū)⑽锢韺W(xué)史的一些素材有機(jī)地結(jié)合在教學(xué)內(nèi)容中，對(duì)于進(jìn)行德育教育，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，豐富教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)形式等方面，具有多重意義，并能起到良好的教育教學(xué)效果。本文試圖闡述一下初中物理學(xué)史教育的功能，從而說(shuō)明適時(shí)進(jìn)行物理學(xué)史教育的重要性。

1 物理學(xué)史的激趣功能

捷克教育家夸美紐斯認(rèn)為：“教育者的藝術(shù)表現(xiàn)在使學(xué)生能夠透徹地、迅速地、愉快地學(xué)習(xí)知識(shí)技能?！痹谖锢碚n教學(xué)過(guò)程中，適時(shí)以史引入新課有關(guān)的物理學(xué)史，引導(dǎo)學(xué)生追尋物理知識(shí)的根源以及物理學(xué)家們成長(zhǎng)的足跡，這樣學(xué)生對(duì)物理會(huì)產(chǎn)生親切感，學(xué)生對(duì)物理有了興趣，就會(huì)在學(xué)習(xí)活動(dòng)中變得有主動(dòng)性、自主性，體現(xiàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性增強(qiáng)求知欲。如《電磁感應(yīng)》一課時(shí)，介紹英國(guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)10年探索，發(fā)現(xiàn)電“磁生電”現(xiàn)象。而法拉第是怎樣研究這個(gè)問(wèn)題的呢？最后又得出什么結(jié)論？這就是這節(jié)課要研究的問(wèn)題。這節(jié)課是通過(guò)回顧物理學(xué)發(fā)展史引入，引領(lǐng)使學(xué)生像當(dāng)年科學(xué)家一樣，去思考問(wèn)題，研究問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，這對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量將會(huì)起到積極作用。

2 物理學(xué)史的愛(ài)國(guó)主義教育功能

愛(ài)國(guó)主義是千百年來(lái)鞏固起來(lái)的對(duì)自己的祖國(guó)的一種最深厚的感情。運(yùn)用物理學(xué)史教育，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成熱愛(ài)祖國(guó)的崇高思想，樹(shù)立忠于祖國(guó)的堅(jiān)定信念和獻(xiàn)身祖國(guó)的無(wú)畏精神。例如，在介紹能源內(nèi)容時(shí)，向?qū)W生詳細(xì)介紹偉大的愛(ài)國(guó)物理學(xué)家、世界著名火箭專家、中國(guó)導(dǎo)彈之父錢學(xué)森。為了祖國(guó)的榮譽(yù)，錢學(xué)森冒著政治迫害和生命的危險(xiǎn)回國(guó)愿望得以實(shí)現(xiàn)了。由于錢學(xué)森的強(qiáng)烈愛(ài)國(guó)熱情和報(bào)效祖國(guó)決心，中國(guó)導(dǎo)彈、原子彈的發(fā)射至少向前推進(jìn)了20年。通過(guò)這段史實(shí)的介紹，讓每一個(gè)學(xué)生體會(huì)到我國(guó)在物理學(xué)方面對(duì)祖國(guó)的杰出貢獻(xiàn)，同時(shí)激發(fā)他們的民族自尊心、培養(yǎng)他們的愛(ài)國(guó)熱情。

3 物理學(xué)史的挫折教育功能

現(xiàn)今的中學(xué)生大都是決心大行動(dòng)小，有信心沒(méi)有恒心，每個(gè)人都希望成功。但實(shí)際上，在物理學(xué)的研究中，當(dāng)人們帶著現(xiàn)有的知識(shí)去開(kāi)拓新的處女地時(shí)，由于種種條件的限制，首先遇到的往往是無(wú)情的失敗，物理學(xué)家也是如此。愛(ài)迪生為了尋找一種合適的燈絲，試用了一方六千多種材料，在這里能確定某種材料不適合作燈絲，本身不就既是失敗也是成功嗎？所以愛(ài)迪生說(shuō)：“失敗也有我需要的。他和成功對(duì)我一樣有價(jià)值，只有在我知道一切做不好的方法之后，我才能知道做好一件工作的方法是什么?！庇?guó)物理學(xué)家戴維說(shuō)：“我的那些主要的發(fā)現(xiàn)是受到失敗的啟示后得出的?！憋@然，沒(méi)有對(duì)于失敗的研究就不會(huì)有研究成功。因此我們應(yīng)該向?qū)W生介紹一些科學(xué)家研究過(guò)程中的失敗，在失敗面前不氣餒，不怕挫折勇于探索，最后走向成功。讓學(xué)生體會(huì)到“失敗是成功之母”。

4 物理學(xué)史的低碳、環(huán)保教育功能

運(yùn)用物理學(xué)史，促進(jìn)學(xué)生環(huán)境教育，培養(yǎng)學(xué)生形成對(duì)環(huán)境的轉(zhuǎn)變態(tài)度與行為的轉(zhuǎn)變，加強(qiáng)低碳、環(huán)保意識(shí)。例如，在能源與可持續(xù)發(fā)展一節(jié)的內(nèi)容時(shí)，介紹物理學(xué)史中蒸汽機(jī)發(fā)明，電燈、電報(bào)、無(wú)線電通信的使用到核能的利用，從某種程度上，是解決了一些生活實(shí)際問(wèn)題，但同時(shí)我們看到了蒸汽機(jī)的使用使得環(huán)境受到污染，無(wú)線電通信使得人類生存空間到處都是電磁波，在一定的條件下會(huì)引發(fā)疾病的產(chǎn)生，核能的開(kāi)發(fā)史，使得戰(zhàn)爭(zhēng)史更多了血腥，同時(shí)人類也面臨著更大的挑戰(zhàn)。尤其是日本核電站的泄露、哥本哈根的國(guó)際氣候大會(huì)的召開(kāi)，更讓學(xué)生對(duì)低碳、環(huán)保有了深刻的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)中，教師適當(dāng)運(yùn)用這些物理學(xué)史實(shí)，不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)好物理學(xué)的意志，而且增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，樹(shù)立保護(hù)生態(tài)環(huán)境憂患意識(shí)。

5 物理學(xué)史的團(tuán)隊(duì)教育功能

合作學(xué)習(xí)是指學(xué)生在小組或團(tuán)隊(duì)中為了完成共同的任務(wù)，具有明確的責(zé)任分工的互學(xué)習(xí)。在物理教學(xué)中適當(dāng)應(yīng)用物理科學(xué)史，可培養(yǎng)學(xué)生合作探究精神。如英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福領(lǐng)導(dǎo)的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，集聚過(guò)一大批杰出的研究者，培養(yǎng)出了許多諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者，其中有原子結(jié)構(gòu)理論的提出者、量子力學(xué)奠基人之一玻爾，有發(fā)現(xiàn)中子的查德威克，有建立相對(duì)論最子力學(xué)、正電子的預(yù)告言論者狄拉克等人。玻爾領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)丹麥哥本哈根研究所，不但以出色的科學(xué)成就為人所知，而且以其無(wú)與倫比的哥本哈根精神在科學(xué)史上留下了膾炙人口的佳話，并成了物理學(xué)家眼中的“麥加圣地”。使得學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)家的合作精神和鉆研精神。教師把這些物理學(xué)史滲透到課堂教學(xué)中，利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)精神。

6 物理學(xué)史的“橋梁”功能

第9篇：量子力學(xué)的發(fā)展史范文

一、真理問(wèn)題癥結(jié)何在？

真理問(wèn)題，一直是哲學(xué)界最為關(guān)心且爭(zhēng)論最多的問(wèn)題。當(dāng)代西方科學(xué)哲學(xué)中的科學(xué)實(shí)在論與反實(shí)在論之爭(zhēng)，仍是以此為核心的爭(zhēng)論。為什么在真理問(wèn)題上存在如此不休的爭(zhēng)論，其癥結(jié)何在？

概括地說(shuō)，真理問(wèn)題包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：其一，是真理概念的分析，即何謂真理；其二，是真理標(biāo)準(zhǔn)的確定。這兩個(gè)方面是統(tǒng)一的、不可分割的，兩者相互制約、相互規(guī)定。每當(dāng)人們提及真理，勢(shì)必就會(huì)聯(lián)想到某一標(biāo)準(zhǔn)。西方科學(xué)哲學(xué)尤為關(guān)心真理，主要是由于真理與理論的接受相關(guān)。如果人們確定某一理論為真，那么，大家就可以公認(rèn)這個(gè)理論、接受這個(gè)理論。否則，這個(gè)理論就會(huì)遭到摒棄。在科學(xué)理論中，常常有一些懸而未決的假說(shuō)，它們有待于作出真假之鑒別才能獲得存在與否的權(quán)利。同時(shí)，也只有作出真假之鑒別，理論才能獲得指導(dǎo)人們實(shí)踐的資格。

然而，歷史的時(shí)針雖指向現(xiàn)代，科學(xué)哲學(xué)在真理概念及其標(biāo)準(zhǔn)的分析上仍是歧見(jiàn)種種，各派哲學(xué)觀點(diǎn)紛呈，黨同伐異。在一片爭(zhēng)論聲中，人們只共同地承認(rèn)一點(diǎn)：所謂理論或陳述、命題為真，也就是對(duì)理論、陳述、命題作出一種肯定，可以讓自己的行為接受它的指導(dǎo)。分歧在于這個(gè)“肯定”前面的定語(yǔ)，即“……的肯定”。而這個(gè)定語(yǔ)也就是標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。由于各人所持的標(biāo)準(zhǔn)不同，以致對(duì)真理概念的分析難以統(tǒng)一。

眾所周知，在以往的西方科學(xué)哲學(xué)流行的派別中，真理標(biāo)準(zhǔn)觀有符合論（或?qū)?yīng)論）、融貫論、實(shí)用論以及相對(duì)主義的指示論等。符合論代表著各種經(jīng)驗(yàn)主義哲學(xué)的真理觀，是一種古老的、較為盛行的觀點(diǎn)，它主張觀念與事物之間存在著一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，凡是相對(duì)應(yīng)的、與事物相一致的觀念就是真理，否則便不然。進(jìn)入現(xiàn)代以來(lái)，羅素與維特根斯坦的邏輯原子主義使得命題與事物之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到了最嚴(yán)格、明確的闡發(fā)。他們一致認(rèn)為，理論或語(yǔ)言（或思想）與客觀世界之間存在著鏡式反映的關(guān)系，理論是由命題構(gòu)成的，命題可以分解為簡(jiǎn)單命題直至基本命題，而世界也可作此分析，直至分析出原子事實(shí)。復(fù)雜命題對(duì)應(yīng)于復(fù)雜事實(shí)，基本命題對(duì)應(yīng)于原子事實(shí)，“最簡(jiǎn)單的命題即基本命題，斷言原子事實(shí)的存在”〔1〕。反過(guò)來(lái)， 如果我們要知道語(yǔ)言或命題是否為真，那就只要在基本命題基礎(chǔ)上進(jìn)行真值運(yùn)算就可以了?！懊}就是一切從所有基本命題的總和（……）得出來(lái)的東西”〔2〕。在他們看 來(lái)， 世界與語(yǔ)言同構(gòu)，“我們語(yǔ)言的界限意味著世界的界限”〔3〕。融貫論則強(qiáng)調(diào)，命題的真假取決于該命題與整個(gè)命題系統(tǒng)之間是否相一致。實(shí)用論認(rèn)為，真理不但要與經(jīng)驗(yàn)相一致，而且對(duì)于我們來(lái)說(shuō)它是“好的”、“方便的”、“有用的”，是人們的工具。

無(wú)論在真理標(biāo)準(zhǔn)上各派哲學(xué)觀點(diǎn)多么不一，然而概括起來(lái)，無(wú)非就是一種廣義的符合論觀點(diǎn)。歸根到底，它們都默認(rèn)了真理必須符合事實(shí)、經(jīng)驗(yàn)、邏輯準(zhǔn)則或人的價(jià)值等等。不過(guò)，由于每種見(jiàn)解都強(qiáng)調(diào)了某一預(yù)設(shè)前提，并試圖把這個(gè)前提當(dāng)作統(tǒng)一的模式，把其它理論都納入自己設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，以致難免在理論上留下裂隙而遭到批評(píng)。批評(píng)的理由是休謨和康德式的懷疑論，認(rèn)為我們每個(gè)人對(duì)自己的信念、情感和知覺(jué)經(jīng)驗(yàn)都可以擁有大量自我中心的知識(shí)，我們不可能通過(guò)邏輯推理從知覺(jué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)到對(duì)外部世界的真實(shí)認(rèn)識(shí)，不可能判定那些關(guān)于不可觀察物的理論的真理性。具體地說(shuō)：

第一，科學(xué)哲學(xué)家們總是以具體實(shí)例、歷史事實(shí)作為否定各種真理標(biāo)準(zhǔn)的理由，從而造成共相與殊相之間的矛盾。各種真理標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)調(diào)真理必須符合某個(gè)一般的前提，但是，這樣的前提卻不可能包攝全部現(xiàn)象，即使能包攝某類現(xiàn)象，也難以排除個(gè)別反例。

盡管許多理論經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，獲得觀察的證據(jù)，但都免不了某些偶然反例的出現(xiàn)。這是歸納法本身的局限性。從符合論觀點(diǎn)看，某一理論得到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，我們便可斷言其為真理。但是，問(wèn)題在于我們進(jìn)行了什么樣的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，是用歸納法搜集個(gè)例作為證據(jù)，抑或檢驗(yàn)理論的成功率。反面的意見(jiàn)認(rèn)為，即使我們掌握了很多證據(jù)，證據(jù)也還可能是假的。如果訴諸成功，那么成功究竟是指什么？成功的理論在歷史上也同樣可以是假的。相反，真的理論也可以是不成功的。

第二，證據(jù)、事實(shí)、觀察、實(shí)驗(yàn)等因素都免不了個(gè)人“意見(jiàn)”的介入。人在認(rèn)識(shí)周圍世界時(shí)是以自我為中心的，證據(jù)、事實(shí)、觀察、實(shí)驗(yàn)意義的確定有賴于特定個(gè)人的語(yǔ)境。因此，人們?cè)谧C據(jù)、事實(shí)、觀察、實(shí)驗(yàn)等等方面是經(jīng)常不能取得一致意見(jiàn)的。

第三，如果我們?yōu)榱吮苊庖陨系牟淮_定性而訴諸邏輯的推理，那么，就會(huì)產(chǎn)生惡性循環(huán)與無(wú)窮回歸的形而上學(xué)問(wèn)題。因?yàn)?，演繹邏輯的前提必須為真，我們只有從一個(gè)真的前提出發(fā)才能推出前后一致的結(jié)果為真。但是，我們?nèi)绾沃淝疤釣檎婺?？這就陷入了我們前面討論的初始問(wèn)題。

由此可見(jiàn)，西方科學(xué)哲學(xué)中真理問(wèn)題的癥結(jié)在于歸納與演繹之間、一般概括與個(gè)別反例之間、人與對(duì)象世界之間的多重矛盾沒(méi)有合理地得到解決。

二、科學(xué)實(shí)在論、反實(shí)在論與真理問(wèn)題

自從邏輯實(shí)證主義提出證實(shí)原則與邏輯分析方法以來(lái)，由于各個(gè)科學(xué)哲學(xué)家都未能對(duì)上述矛盾引起足夠的重視，從而導(dǎo)致了歷史主義。歷史主義以科學(xué)發(fā)展史為依據(jù)，否認(rèn)理論具有固定的、基本的本體論承諾，否認(rèn)理論本體論承諾的繼承性或連續(xù)性，主張前后相繼的理論是不可通約的，科學(xué)發(fā)展中的大規(guī)模變化即科學(xué)革命意味著科學(xué)家信仰的改宗，理論的變化意味著術(shù)語(yǔ)指稱的變化。歷史主義對(duì)邏輯實(shí)證主義的批判，最后導(dǎo)致了費(fèi)耶阿本德的具有后現(xiàn)代性的哲學(xué)消解論。正如在30年代蘭姆賽提出“真理多余論”一樣，費(fèi)耶阿本德也認(rèn)為，理論不分稂與莠、好與壞、真與假，不管何種理論，所起的作用都是共同的，都可以推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展。費(fèi)耶阿本德“堅(jiān)決主張一個(gè)實(shí)踐科學(xué)家沒(méi)有理由請(qǐng)教科學(xué)哲學(xué)”，“在科學(xué)哲學(xué)中沒(méi)有什么能幫助他解決問(wèn)題，尤其是確證理論不能幫助科學(xué)家決定承認(rèn)哪些理論”〔4〕。這樣， 就完全否認(rèn)了真理的存在，否認(rèn)了認(rèn)識(shí)論存在的必要性。

歷史主義雖然批判了邏輯實(shí)證主義，但是，自己卻陷入了相對(duì)主義，把科學(xué)哲學(xué)歸結(jié)為實(shí)際的描述性研究，以致遺忘了科學(xué)的目的，否認(rèn)了科學(xué)在文化中的自主性與權(quán)威性。

70年代興起的科學(xué)實(shí)在論則是在“認(rèn)識(shí)論之死”的口號(hào)中覺(jué)醒的。為了使科學(xué)不失去文化自主性和權(quán)威性地位，科學(xué)實(shí)在論就必須捍衛(wèi)真理概念。于是，他們對(duì)邏輯實(shí)證主義與歷史主義加以改造，用歷史主義的合理成分補(bǔ)充和完善邏輯實(shí)證主義的基本原則?？茖W(xué)實(shí)在論者主張，成熟科學(xué)的理論術(shù)語(yǔ)是有指稱的，它們所指稱的實(shí)體在真實(shí)世界中是存在的，后繼的理論較之前驅(qū)理論更趨于真理性、更接近真理。

科學(xué)實(shí)在論對(duì)這些原則的主要論證是“日益增長(zhǎng)的預(yù)見(jiàn)的成功”和“似真性假說(shuō)”。波依德（R·Boyd ）認(rèn)為：“我們的方法論是基于近似真的理論之上的，這種方法論應(yīng)當(dāng)是發(fā)現(xiàn)新成果、改善舊理論的可靠指南”〔5〕。 普特南也認(rèn)為：“它是唯一不使科學(xué)的成功成為奇跡的哲學(xué)”〔6〕。

從科學(xué)實(shí)在論對(duì)于理論真理性的辯護(hù)可以看出，實(shí)在論是一種整體論。它通過(guò)一般的理論定律和模型堅(jiān)持認(rèn)為，從可觀察物的論斷之真理性通過(guò)歸納推理可以擴(kuò)展到關(guān)于不可觀察物的論斷之真理性，理論所指稱的不可觀察的實(shí)體也是存在的，預(yù)見(jiàn)性假說(shuō)也可以是真理或近似為真。這在傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)論看來(lái)，根本就是不可通達(dá)的。

顯然，科學(xué)實(shí)在論的論證是不充分的。第一，它沒(méi)有說(shuō)服像休謨那樣的懷疑論，即沒(méi)有說(shuō)明歸納推理是否能夠合理地推出真理的問(wèn)題。第二，用預(yù)見(jiàn)的成功或說(shuō)明的成功作論證，是思辨性的論證，甚至連邏輯實(shí)證主義的證實(shí)說(shuō)和邏輯分析的方式都不如?！?ài)德華·麥金農(nóng)（E ·Mackinnon）在概括70 年代的實(shí)在論時(shí)指出：“……實(shí)在論者總是引證當(dāng)時(shí)流行的科學(xué)，堅(jiān)持認(rèn)為在成熟的理論中，基本的范疇術(shù)語(yǔ)是用于指稱實(shí)在的對(duì)象和事件的；而理論定律在符合的意義上是真正關(guān)于那些對(duì)象的，盡管是近似地真?！薄?〕由此可見(jiàn)， 科學(xué)實(shí)在論把成熟的理論抬高為真理。什么是成熟了的理論或發(fā)展了的理論呢？在實(shí)在論看來(lái)，成熟的理論就是當(dāng)前流行的理論。如此說(shuō)來(lái)，當(dāng)前流行的理論就都基本上是真理了。就此而論，科學(xué)實(shí)在論與歷史上的實(shí)在論是異曲同工的，其論證方式與歷史上實(shí)在論的形而上學(xué)思辨手段無(wú)異。

正是這樣，科學(xué)實(shí)在論的真理觀遭到了各種經(jīng)驗(yàn)論科學(xué)哲學(xué)（反實(shí)在論）的反駁。一些反實(shí)在論者認(rèn)為，科學(xué)實(shí)在論者是“真理販子”，是“真理的制造者”，

科學(xué)實(shí)在論所說(shuō)的真理是“虛構(gòu)的真理（manufactured truth）”。

拉里·勞丹與范·弗拉森（van Fraassen）認(rèn)為，實(shí)體的實(shí)在論是一種喬裝得很不像樣的形而上學(xué)觀點(diǎn)，其基礎(chǔ)不是過(guò)去與現(xiàn)在的科學(xué)或可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)的科學(xué)，而是在方法論上依賴于理想的說(shuō)明形式，通過(guò)這種方法論的說(shuō)明來(lái)決定我們對(duì)科學(xué)理論的取舍，從而錯(cuò)誤地引導(dǎo)科學(xué)去作出真假的形而上學(xué)思辨性分析。勞丹與范·弗拉森對(duì)于科學(xué)實(shí)在論的真理觀所作的批判認(rèn)為：

第一，成功并不能作為真理的標(biāo)準(zhǔn)。在一般的意義上，我們可以說(shuō)，成功是科學(xué)的目的。但是，在科學(xué)活動(dòng)的特定情形中，什么是成功？成功的標(biāo)準(zhǔn)是什么？

第二，經(jīng)驗(yàn)的證據(jù)也不能作為真理的標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)雖然提供給我們對(duì)現(xiàn)象的描述，但其性質(zhì)不是唯一地由證據(jù)決定的，“科學(xué)理論本身是一個(gè)開(kāi)放的文本，是有分歧的解釋——即理論把現(xiàn)象描繪成什么，這本身就不是一種硬證據(jù)”〔8〕。

在范·弗拉森看來(lái)，科學(xué)的認(rèn)識(shí)論集中探討證據(jù)如何支持理論的接受問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題分化為兩個(gè)方面：（1）接受是信念， 這種信念必須得到該理論的實(shí)際證據(jù)的證明；（2 ）證據(jù)對(duì)理論的支持是“客觀的”，完全是由作為證據(jù)的信息和包容在理論中的信息決定的，而不是主觀的或歷史參數(shù)的函數(shù)?？茖W(xué)實(shí)在論的觀點(diǎn)正是從這里展開(kāi)，它把科學(xué)看作對(duì)世界的真實(shí)描述，理論與其對(duì)象世界因果地相關(guān)，理論非真即假，接受一個(gè)理論就是確信這個(gè)理論為真，因此求真是科學(xué)的目的。

由此，范·弗拉森就把科學(xué)實(shí)在論的論點(diǎn)分類為兩個(gè)方面：其一是科學(xué)的目的，其二是理論的接受。前者涉及理論與世界的關(guān)系，后者涉及理論與應(yīng)用者之間的關(guān)系。真理問(wèn)題只屬于前者而不屬于后者。在理論與世界之間，是以人的兩種能力為中介的：一是觀察（知覺(jué)），二是思維。觀察提供外部世界的信息，思維則建構(gòu)理論，兩者缺一不可。如果我們超出可觀察的范圍，我們就無(wú)法知道理論是否真假，因?yàn)椤啊^察一旦被拋棄，那末離神秘主義就只有短短的一步了”〔9〕。所以，從整體上說(shuō)，理論是一種建構(gòu)，它不等于世界。 我們可以相信可觀察到的東西，卻不能相信不可觀察的東西。如果理論是關(guān)于可觀察物的，那么這個(gè)理論就是“經(jīng)驗(yàn)上適當(dāng)?shù)摹薄！翱茖W(xué)的目的就是給我們提供經(jīng)驗(yàn)上適當(dāng)?shù)睦碚?，理論的接受包含著像理論在?jīng)驗(yàn)上適當(dāng)?shù)男拍睢薄?0〕。不過(guò)，范·弗拉森認(rèn)為，“接受不是信念”〔11〕。在1988年國(guó)際維特根斯坦哲學(xué)討論會(huì)上，他又發(fā)表見(jiàn)解說(shuō)，把接受描述為信念太粗糙了，“我現(xiàn)在把信念看作是一個(gè)非此即彼的概率，它太粗糙，以致難以適當(dāng)?shù)靥幚砼c意見(jiàn)之間的細(xì)微差別”〔12〕。

范·弗拉森為什么要以理論的“經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)性來(lái)代替真理概念呢？因?yàn)?，第一，“理論的?jīng)驗(yàn)含義是通過(guò)區(qū)別科學(xué)本身描述的可觀察與不可觀察的方法來(lái)確定的”〔13〕。而可觀察與不可觀察是人類能力界限的劃分，如同自然界的許多動(dòng)物不可能了解它感覺(jué)范圍之外的東西一樣，人的能力也是有極限的?！翱茖W(xué)哲學(xué)不是形而上學(xué)”，我們要了解世界是什么，首先要了解自己是什么。正因?yàn)槿说恼J(rèn)識(shí)能力的局限性，所以，人們不可能完全地把握客觀世界，那些人類不可觀察物的理論是否具有客觀性，這是不可能辨別的。

第二，盡管我們?cè)诳捎^察范圍內(nèi)能獲得理論的經(jīng)驗(yàn)含義，但是人們總是通過(guò)某個(gè)概念框架來(lái)觀察世界。這個(gè)問(wèn)題已為許多歷史主義科學(xué)哲學(xué)家所闡述?！暗?，我們的概念框架是變化的，因此，我們概念框架的內(nèi)涵關(guān)系也是變化的，而真實(shí)世界卻是同一個(gè)世界?！薄?4〕

第三，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)可以為過(guò)去的世界圖景提供證據(jù)，但又不斷地發(fā)現(xiàn)它不能被容納在早期的科學(xué)中。更進(jìn)一步，將來(lái)的實(shí)驗(yàn)也將證明現(xiàn)在我們作為證據(jù)的東西是假的。因此，實(shí)驗(yàn)證據(jù)并不能論證理論的真理性，而僅僅是為其經(jīng)驗(yàn)上的適當(dāng)性作論證。

范·弗拉森認(rèn)為，用經(jīng)驗(yàn)的適當(dāng)性替代真理可以降低我們的風(fēng)險(xiǎn)，使科學(xué)的發(fā)展變得更穩(wěn)妥、更順利。因?yàn)槿绱?，科學(xué)的目的就不再是追求真理，對(duì)科學(xué)理論的接受也不再是相信其為真，而是認(rèn)為其在經(jīng)驗(yàn)上是適當(dāng)?shù)?；接受理論不再是像?shí)在論那樣下賭注，而是依賴于對(duì)可觀察物的知覺(jué)，依賴于我們對(duì)它的需要，依賴于理論的其它優(yōu)點(diǎn)。

范·弗拉森的這種真理觀，顯然有點(diǎn)類似于休謨的懷疑論和康德的不可知論。但又不完全相同，因?yàn)榉丁じダ粦岩梢怀刹蛔兊恼胬淼拇嬖?，卻不懷疑人們可以得到外部世界的真實(shí)知識(shí)，他所懷疑的是人們可以通過(guò)非經(jīng)驗(yàn)性認(rèn)識(shí)達(dá)到真理。他認(rèn)為不可知的，只是指超出人類觀察能力之外的實(shí)體。他并不反對(duì)我們可以作出對(duì)外部世界的本質(zhì)性認(rèn)識(shí)。他說(shuō)：“我只希望成為一個(gè)關(guān)于存在著科學(xué)描述的世界的不可觀察部分的不可知論者?！薄?5〕他的懷疑論與不可知論只是以可觀察與不可觀察的區(qū)分為界線的。

范·弗拉森的“經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)性”概念比起其他一些反實(shí)在論哲學(xué)家來(lái)說(shuō)，是一種較為折衷的做法。勞丹認(rèn)為，不但真理不可能，而且連高度可能的概率真也是不可能的?！翱茖W(xué)過(guò)去在解決問(wèn)題上的成功總是可被視為意外的一段好運(yùn)氣，這段好運(yùn)氣隨時(shí)都可能完全喪失”，“就我們所知，科學(xué)并不提出真的、甚至高度可能的理論”〔16〕。

承認(rèn)理論具有經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容，而且理論可分為經(jīng)驗(yàn)上適當(dāng)?shù)呐c不適當(dāng)?shù)?，這確實(shí)有點(diǎn)類似科學(xué)實(shí)在論。但是，兩者的標(biāo)準(zhǔn)是不同的。范·弗拉森求之于經(jīng)驗(yàn)的可觀察性標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)在論者則訴諸成功、說(shuō)明力等標(biāo)準(zhǔn)。毫無(wú)疑問(wèn)，范·弗拉森把勞丹等人的反實(shí)在論與科學(xué)實(shí)在論作了辯證的概括，既不使科學(xué)成為純粹的假說(shuō)，也不使科學(xué)成為不變真理。在某種意義上，他似乎還采納了波普的動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)，把科學(xué)知識(shí)的增長(zhǎng)作為科學(xué)哲學(xué)的一個(gè)有效目標(biāo)。

三、超越傳統(tǒng)的真理觀：真理類型分析

范·弗拉森否定真理、代之以“經(jīng)驗(yàn)的適當(dāng)性”的觀點(diǎn)，在當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)中影響甚大。一般認(rèn)為，范·弗拉森的反實(shí)在論是一種論證嚴(yán)密的、為人們較可接受的觀點(diǎn)。在范·弗拉森的“經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)性”概念提出之后，雖然遭到了像J·富斯（Jeff Foss）、J·F·哈納（J·F·Hanna ）等人的反對(duì)，但卻深深地觸動(dòng)了科學(xué)實(shí)在論的根基。就如同邏輯經(jīng)驗(yàn)主義在“證實(shí)說(shuō)”上遭到反駁后不斷地修正一樣，科學(xué)實(shí)在論的真理觀也隨著范·弗拉森等人的反駁而逐漸變換基調(diào)。愛(ài)利斯（B·　 Ellis）和普特南形成了所謂的“內(nèi)在實(shí)在論”，認(rèn)為真理只存在于理 論內(nèi)部，真理只是理想化的證實(shí)，是內(nèi)在地、邏輯地被證實(shí)了可能性；波依德等人則提出近似真的概念；哈金（Ian Hacking）強(qiáng)調(diào)真理的有 條件性， 主張理論實(shí)體是實(shí)驗(yàn)實(shí)體，聲稱自己是“實(shí)驗(yàn)主義者”； 夏佩爾、E ·本西文加（E·Bencivenga）等人則主張語(yǔ)境真理觀， 認(rèn)為真理的理由依賴于語(yǔ)境，或者說(shuō)真理標(biāo)準(zhǔn)與語(yǔ)境相關(guān)；薩普（F·Suppe）則認(rèn)為，科學(xué)實(shí)在論與范·弗拉森的反實(shí)在論的真理觀都有一定的可取之處，他摒棄了科學(xué)實(shí)在論的形而上學(xué)因素和反實(shí)在論的懷疑主義，主張理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，理論只要得到實(shí)踐中的科學(xué)家的高度評(píng)價(jià)，就是“高度可能的”或經(jīng)驗(yàn)地真的。

概括這些修正的科學(xué)實(shí)在論的真理觀，我們可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的真理觀正在從證實(shí)觀向概率觀轉(zhuǎn)變。概率主義的真理觀之所以能成為一種認(rèn)識(shí)論的主流，完全是因?yàn)樗仍瓉?lái)的真理觀具有更大的安全系數(shù)，就如同為真理設(shè)立了一個(gè)保險(xiǎn)公司一樣，使人們?cè)诿鎸?duì)當(dāng)前和將來(lái)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)時(shí)，感到踏實(shí)可靠。

然而，一言以蔽之，這卻是一種逃避實(shí)踐檢驗(yàn)的做法。真理問(wèn)題之所以爭(zhēng)論不休，根源在于某些被實(shí)踐檢驗(yàn)為真理的理論經(jīng)不起時(shí)間的重復(fù)考驗(yàn)而出現(xiàn)錯(cuò)誤。概率真理觀盡管為錯(cuò)誤留有余地，但是，這未免太對(duì)不起某些始終能經(jīng)受檢驗(yàn)的那些真理。例如，在宏觀世界，只要我們對(duì)某物施加一個(gè)作用力，就必然會(huì)導(dǎo)致一個(gè)反作用力。這樣的命題無(wú)論過(guò)去、現(xiàn)在或是將來(lái)都能經(jīng)受檢驗(yàn)。概率真理觀的弱點(diǎn)是把理論作為一個(gè)整體來(lái)對(duì)待，卻沒(méi)有對(duì)不同理論類型作出分析。它仍然是傳統(tǒng)真理觀的變種。

眾所周知，理論是對(duì)客觀實(shí)在世界的反映，理論與世界存在著圖象式的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即使是依賴邏輯手段形成的理論，也同樣必須反映客觀世界。因此，對(duì)理論的理解其關(guān)鍵在于：什么樣的理論與什么樣的客觀現(xiàn)象相一致？顯然，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的回答，不能是“某個(gè)理論與客觀世界相一致”，而應(yīng)該是“某類理論與某類客觀現(xiàn)象在不同決定論層次上相一致”。只有這樣，我們?cè)谶壿嬌喜攀且恢碌摹?/p>

要對(duì)客觀現(xiàn)象進(jìn)行分類，除了依賴于我們現(xiàn)有的認(rèn)識(shí)外，別無(wú)良途。毫無(wú)疑問(wèn)，科學(xué)是發(fā)展的，科學(xué)所揭示的世界圖景越來(lái)越廣闊。盡管我們對(duì)科學(xué)提出種種懷疑，但正如休謨所說(shuō)，懷疑主義是我們的認(rèn)識(shí)永不能根治的痼疾。從科學(xué)發(fā)展的角度說(shuō)，這種痼疾是人類認(rèn)識(shí)的一大優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)迄今為止，還沒(méi)有哪門知識(shí)比科學(xué)更正確?？茖W(xué)史證明人類是有能力把握世界的。

因此，概括當(dāng)今的自然科學(xué)，結(jié)論是它所提供的世界圖景是一幅決定論與非充分決定論并存、必然世界與具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的世界并存、現(xiàn)實(shí)世界與可能世界并存、主觀世界與客觀世界并存的圖畫。這幅圖景反映的現(xiàn)象其決定性程度是不同的，由此所決定的理論類型與真理的類型就有：

1.必然性真理。這類理論或真理反映了客觀現(xiàn)象之間的因果必然性關(guān)系，所揭示的是客觀現(xiàn)象產(chǎn)生、發(fā)展、變化的嚴(yán)格的規(guī)律性，揭示的是一個(gè)嚴(yán)格決定論意義上的世界。其表現(xiàn)形態(tài)是一種普遍本質(zhì)性的規(guī)律，涵蓋了各種決定論條件下存在、發(fā)展的客觀現(xiàn)象。這類理論或真理可以通過(guò)造成某些相互作用的實(shí)際事態(tài)而得以檢驗(yàn)或證實(shí)。在人類歷史上，人們最初認(rèn)識(shí)到的就是這類必然真理，用以指導(dǎo)自己的實(shí)踐，準(zhǔn)確地做出未來(lái)事件發(fā)生發(fā)展?fàn)顩r的預(yù)見(jiàn)。

必然真理把所反映的客觀必然現(xiàn)象統(tǒng)攝于其內(nèi)容中，涉及一類條件下的一類自然規(guī)律，它具有全稱判斷的形式。

2.概率真理或可幾理論。概率真理或可幾理論反映了客觀世界的或然現(xiàn)象。對(duì)于這類現(xiàn)象，人們不可能以全稱陳述的形式來(lái)概括它們，而只能用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)歸納。這類現(xiàn)象的變化是由統(tǒng)計(jì)歸納得出的比率來(lái)決定的。盡管我們可以通過(guò)分析推斷這類現(xiàn)象出現(xiàn)或不出現(xiàn)的理由，但是，我們?nèi)灾荒艿玫讲糠值拇_定性。尤其是對(duì)一些隨機(jī)現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，更是如此。甚至在大量隨機(jī)現(xiàn)象涌現(xiàn)時(shí)，我們不可能做到完全的統(tǒng)計(jì)，只能以抽樣統(tǒng)計(jì)方式測(cè)得某一比率。然而，抽樣的過(guò)程也帶有隨機(jī)性質(zhì)。所以，這類真理或理論的準(zhǔn)確度是有限的。因此，對(duì)這類理論的檢驗(yàn)是確證這個(gè)比率的準(zhǔn)確度的高低，卻不能枚舉個(gè)例來(lái)證實(shí)。概率解釋具體事件時(shí)，理論不一定要與具體事件相符合，尤其是不一定與個(gè)例相吻合。

3.語(yǔ)用真理。從語(yǔ)用學(xué)角度理解的理論或真理，是一種與認(rèn)識(shí)主體的背景信念、價(jià)值觀、時(shí)空情景相關(guān)的真理或理論。這類理論反映了人的認(rèn)識(shí)與當(dāng)時(shí)特定的個(gè)人、特定的場(chǎng)所等因素之間的聯(lián)系。在西方，自實(shí)用主義哲學(xué)形成之后，越來(lái)越多的哲學(xué)家開(kāi)始注意到了這種關(guān)系。指號(hào)學(xué)（或符號(hào)學(xué)）的創(chuàng)始人莫里斯曾把理論看作由語(yǔ)義學(xué)的、語(yǔ)形學(xué)的與語(yǔ)用學(xué)的三方面因素所構(gòu)成的。語(yǔ)義學(xué)關(guān)心的是理論說(shuō)些什么，語(yǔ)形學(xué)關(guān)心心理論的陳述、命題的句法，語(yǔ)用學(xué)關(guān)心的是使用陳述時(shí)的各種主觀因素。這種劃分是對(duì)卡爾納普等人語(yǔ)義學(xué)觀點(diǎn)的擴(kuò)展。從語(yǔ)用學(xué)角度觀察理論所涉及的是對(duì)理論的接受與運(yùn)用，“‘接受’是語(yǔ)用學(xué)的一個(gè)基本名詞”〔17〕。在當(dāng)今，發(fā)展語(yǔ)用學(xué)觀點(diǎn)的科學(xué)哲學(xué)家有庫(kù)恩、阿欽斯坦（P·Achinstein）、范·弗拉森等人。 在最近，　則有胥拉格爾（R·Schlagel）突出了語(yǔ)境在哲學(xué)中的地位，創(chuàng)立了“語(yǔ)境的實(shí)在論”。

真理的語(yǔ)用因素主要包括以下方面：一、真理作為一個(gè)命題、陳述形式，必須在某個(gè)理論的系統(tǒng)闡述中才能有確定的意義。這就是說(shuō)，不同場(chǎng)合中的同一表達(dá)形式有時(shí)是不可通約的，A理論中的命題R與B 理論中的命題R是有差異的，命題R究竟具有何意義，必須依賴于A理論或B理論的系統(tǒng)闡述來(lái)確定。二、語(yǔ)境的確定性。一個(gè)理論如果沒(méi)有確定的語(yǔ)境，那么我們就不知道該理論是指什么，無(wú)確定語(yǔ)境的理論類似于羅素的“摹狀詞”，在指稱上具有多種選擇，無(wú)法確定或定義對(duì)象。一般地說(shuō)，特定的語(yǔ)境是通過(guò)選擇術(shù)語(yǔ)的指稱、謂詞的外延、各個(gè)要素的作用而形成的。三、個(gè)人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。它包括個(gè)人的智、情、意等方面，個(gè)人所掌握的背景信息、個(gè)人的目的或價(jià)值取向、個(gè)人的情感等都對(duì)理解理論有決定性作用。語(yǔ)境似乎是一個(gè)自變量，我們對(duì)理論的理解則是因變量。

4.關(guān)于非充分決定論世界的可能真理?，F(xiàn)代物理學(xué)的創(chuàng)立，尤其是量子力學(xué)的創(chuàng)立，把人們帶進(jìn)了一個(gè)非經(jīng)典的全新視野，它所揭示的非充分決定論的量子世界呈現(xiàn)了決定論與非充分決定論并存的新圖景，從而改變了人們對(duì)待世界的一元論態(tài)度。經(jīng)典力學(xué)與愛(ài)因斯坦的相對(duì)論表明，客觀世界的全部現(xiàn)象都是決定論的。而量子力學(xué)則開(kāi)拓了一個(gè)全新的領(lǐng)域，以玻爾為首的哥本哈根學(xué)派在與愛(ài)因斯坦的爭(zhēng)論中，反復(fù)地論證了“測(cè)不準(zhǔn)定理”的準(zhǔn)確性，駁倒了愛(ài)因斯坦量子論的決定論觀點(diǎn)，對(duì)經(jīng)典物理學(xué)提出大膽的挑戰(zhàn)。量子領(lǐng)域是一個(gè)非常識(shí)的世界，它所要求的是非連續(xù)性、非充分的決定論。對(duì)量子領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)依賴于測(cè)量，但量子的測(cè)量是一種相互作用，是認(rèn)識(shí)者與被認(rèn)識(shí)者之間的相互作用，而不是對(duì)量子狀態(tài)的表象或描繪。

量子現(xiàn)象是一種奇特現(xiàn)象，有學(xué)者認(rèn)為，量子力學(xué)的問(wèn)題“同實(shí)在論與反實(shí)在論爭(zhēng)論的問(wèn)題不相干”〔18〕。筆者對(duì)此不敢茍同，因?yàn)?，?dāng)代科學(xué)實(shí)在論與反實(shí)在論爭(zhēng)論的一個(gè)最重要方面就是對(duì)量子現(xiàn)象的理解問(wèn)題。可以說(shuō)，如果沒(méi)有量子力學(xué)問(wèn)題，也就不至于造成當(dāng)前科學(xué)實(shí)在論與反實(shí)在論的爭(zhēng)論。如前所述，真理問(wèn)題是科學(xué)實(shí)在論與反實(shí)在論爭(zhēng)論的核心問(wèn)題，如果我們能夠證明量子理論的真理性，那么，我們對(duì)科學(xué)實(shí)在論的辯護(hù)也就基本上大功告成了。然而，量子領(lǐng)域是一個(gè)不能用因果關(guān)系來(lái)解釋的領(lǐng)域，而我們的認(rèn)識(shí)一旦形成則難免會(huì)是決定論的。因此，量子領(lǐng)域的非決定性與認(rèn)識(shí)結(jié)果的決定論之間形成了一種矛盾。但是，迄今為止，我們對(duì)量子領(lǐng)域的幾十年認(rèn)識(shí)難道是科學(xué)游戲嗎？決不是的！只要我們承認(rèn)某些條件，那么，這些認(rèn)識(shí)同樣是可能真的。在這些條件中，最重要的就是“量子力學(xué)所給予我們的是在假定進(jìn)行的某種測(cè)量條件下的測(cè)量結(jié)果的概率”〔19〕。實(shí)際上，量子力學(xué)是人們與量子現(xiàn)象相互作用的產(chǎn)物。

以上四種真理或理論，可以按照排列的順序，表示真理的相對(duì)性由弱到強(qiáng)的變化，越排在后面的就越具有條件性，就越具有低概率性質(zhì)。它表明，在人類所認(rèn)識(shí)到的真理中，確定的真理只是一部分，另一些認(rèn)識(shí)成果即使可稱為真理，但也是某種程度上的、概率的或高度可能的準(zhǔn)確性而已。

由于我們對(duì)真理作了以上分類，所以，我們就能夠解決檢驗(yàn)真理過(guò)程中的總體理論和個(gè)別實(shí)際案例的不相一致問(wèn)題。只要我們?cè)诜磸?fù)驗(yàn)證中區(qū)分出理論的類型，我們就可確定理論的真理性程度了，也可以確定在條件改變了的情況下理論的真理度之變化了。

真理類型論為真理標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)拓了一條切實(shí)可行的道路。通過(guò)真理分類，我們已明確了一個(gè)結(jié)論，即理論與科學(xué)實(shí)踐相一致。普里戈津曾說(shuō)：“如果科學(xué)步驟可以被實(shí)踐，那是因?yàn)樗憩F(xiàn)出在我們的理論假說(shuō)和實(shí)踐答案之間存在著明顯的一致?！薄?0〕實(shí)踐的條件、語(yǔ)境、認(rèn)識(shí)者與被認(rèn)識(shí)者的相互作用結(jié)果等等，都是理論的標(biāo)準(zhǔn)，而且這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)也是分為類型的，這些類型決定了檢驗(yàn)過(guò)程的強(qiáng)弱程度。

現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)不像經(jīng)典科學(xué)那樣自然，它描繪的是一個(gè)被分割的宇宙，存在著各種可能性。現(xiàn)代科學(xué)是受控制的實(shí)驗(yàn)與人們基于原先認(rèn)識(shí)之上的推理相結(jié)合的產(chǎn)物。正是這樣，真理從確定向不太確定的轉(zhuǎn)變，是科學(xué)認(rèn)識(shí)的進(jìn)步。但是，這種轉(zhuǎn)變并沒(méi)有說(shuō)明懷疑論的勝利，而只是給科學(xué)實(shí)驗(yàn)提出了更為艱巨的任務(wù)，證明了科學(xué)認(rèn)識(shí)的開(kāi)放性質(zhì)。

四、真理類型論與概率懷疑論

科學(xué)的開(kāi)放性和真理的不同類型的劃分，無(wú)疑會(huì)給懷疑主義以可乘之機(jī)。懷疑論者站在一個(gè)靜止點(diǎn)上宣稱動(dòng)態(tài)的科學(xué)認(rèn)識(shí)對(duì)外部世界的不可及性，甚至我們不能獲得概率真的理論。

在科學(xué)認(rèn)識(shí)的進(jìn)程中，概率懷疑論與可知論是并存的，兩者之間的相互作用與弛張的統(tǒng)一構(gòu)成了科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力基礎(chǔ)。概率懷疑論與可知論在論證自己觀點(diǎn)時(shí)，兩者一樣充分。因?yàn)?，兩者論證的命題具有類似性，我們說(shuō)認(rèn)識(shí)外部世界是高度可能的，這也就承認(rèn)了關(guān)于外部世界的知識(shí)其正確性是值得懷疑的。概率的懷疑論與可知論一樣，具有其存在的根據(jù)：

第一，因?yàn)槔碚摶蛘胬砭哂胁煌愋?，在所有這些類型中，我們承認(rèn)后三種具有概率性質(zhì)，因而也就承認(rèn)其中的內(nèi)容可允許懷疑。特別是作為一種理論其表現(xiàn)形式具有一般性質(zhì)，人們的語(yǔ)言表述偶有錯(cuò)誤或常被誤解，以致一般的形式與具體的內(nèi)容不相一致。懷疑則可以促使理論進(jìn)一步得到檢驗(yàn)或確證，從而更精確化。

第二，人的認(rèn)識(shí)可以分為許多層次，層次越高，主觀的成分就越大。從科學(xué)知識(shí)的構(gòu)成來(lái)說(shuō)，科學(xué)知識(shí)包含著：（1）基礎(chǔ)層次， 以個(gè)人未知為基礎(chǔ)的特定場(chǎng)合特定對(duì)象的知覺(jué)描述，以感覺(jué)、知覺(jué)、表象為特征。（2）對(duì)可觀察的事物或事件的單稱陳述， 例如這個(gè)三角形三個(gè)角都小于90度。（3）對(duì)可觀察物或事件的歸類、概括， 形成定律性的認(rèn)識(shí)。（4）實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出的定律。 盡管我們不能觀察到自然界的某些事物或事件，但我們可以設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備造成某些事物的相互作用，從而在重復(fù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出精確的實(shí)驗(yàn)定律。（5 ）根據(jù)理論模型和實(shí)驗(yàn)得到的信息推出科學(xué)理論或假說(shuō)，以及在“思想實(shí)驗(yàn)”基礎(chǔ)上形成的科學(xué)假說(shuō)。從這五個(gè)層次來(lái)看，前三個(gè)較為確定，而第（4 ）（5 ）兩個(gè)層次尤其第（5）層次是不確定的。 這就為當(dāng)今的概率懷疑論留有余地。

第三，由于科學(xué)在其發(fā)展中，理論、假說(shuō)往往為新的理論、假說(shuō)所代替，一些原來(lái)的理論不斷地為后來(lái)的實(shí)驗(yàn)證明為不完善。同時(shí)，由于某些實(shí)驗(yàn)資料與證據(jù)摻雜著個(gè)人的意見(jiàn)，在后來(lái)也被證明為假。所以，就造成了當(dāng)今懷疑論對(duì)某些證據(jù)分析的懷疑。

概括地說(shuō)，當(dāng)今的懷疑論有兩個(gè)基本結(jié)論：其一，否認(rèn)真理；其二，否認(rèn)存在一個(gè)較好的理論比其它理論具有更多的優(yōu)點(diǎn)。這種懷疑論從邏輯上說(shuō)有一定的合理性，從性質(zhì)上說(shuō)它不同于皮浪的懷疑論和休謨的懷疑論，而是類似于范·弗拉森那樣的主張不可觀察物是不可知的觀點(diǎn)。

對(duì)當(dāng)今懷疑論的反駁是件不易的事。但是，有一點(diǎn)是可以堅(jiān)信的，那就是真理的存在。

第一，真理的存在是有條件的。任何真理都是具體的相對(duì)真理。即使必然地真的，也是有條件的真。真理是人的智能與客觀對(duì)象相互作用的成果，因此，任何涉及真理的問(wèn)題都必須訴諸這一相互作用來(lái)解決。我們并不能使真理成為與客觀事實(shí)完全一致的東西，我們說(shuō)真理反映了外部世界的本質(zhì)，只是說(shuō)它反映了進(jìn)入我們與事物相互作用過(guò)程意義上的事物本質(zhì)。

第二，真理或理論的標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)的綜合方面。而非任何單一的諸如證據(jù)、成功之類的要素。既然真理是人通過(guò)實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)與客觀對(duì)象相互作用的產(chǎn)物，那么這個(gè)相互作用的任何一個(gè)方面、任何一個(gè)要素都是評(píng)判理論是否真理的標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)方面。如果理論能夠經(jīng)受這個(gè)相互作用各個(gè)方面的重復(fù)檢驗(yàn)，并獲得從事實(shí)踐的科學(xué)家們的高度評(píng)價(jià)，那么，這個(gè)理論就是有條件地真的，就可以作為我們實(shí)踐的指南了。

第三，一個(gè)依據(jù)高度驗(yàn)證了的理論所作出的科學(xué)假說(shuō)，只要邏輯推理正確，也可以說(shuō)具有概率真。某些“思想實(shí)驗(yàn)”只要考慮的條件適當(dāng)，也同樣可以驗(yàn)證科學(xué)假說(shuō)，起著確證假說(shuō)是否具有概率真的標(biāo)準(zhǔn)之作用。

誠(chéng)然如此，我們的科學(xué)是開(kāi)放的，理論、方法、標(biāo)準(zhǔn)甚至科學(xué)的目標(biāo)都會(huì)發(fā)生變化。但是，在任何一個(gè)科學(xué)時(shí)期，人們對(duì)于科學(xué)假說(shuō)的接受除了訴諸科學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的綜合考察的標(biāo)準(zhǔn)外，別無(wú)它法。人與自然、自然現(xiàn)象與現(xiàn)象之間是相關(guān)的，只要我們理解了這種相關(guān)性關(guān)系，那么，我們也就可以理解有條件的真理的可能性，就可以理解驗(yàn)證真理的標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性。任何成功、完全的證據(jù)、理論與自然現(xiàn)象的一致性、理論的解釋力、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有用性、我們對(duì)理論的無(wú)可懷疑性、科學(xué)家們?cè)趯?shí)踐中對(duì)理論的評(píng)價(jià)等等，都是驗(yàn)證理論是真假的有效依據(jù)。

科學(xué)的發(fā)展不是為了單純地追求真理，而是為了探索自然界的奧秘，探索和建立自然物之間的相互作用關(guān)系、人與自然界之間的相互作用關(guān)系。夏佩爾曾經(jīng)指出：“科學(xué)的發(fā)展就在于逐漸發(fā)現(xiàn)、明了和建立相關(guān)性關(guān)系”〔21〕。這種觀點(diǎn)是完全令人滿意的?？茖W(xué)是在人類改造世界的需要中產(chǎn)生的，因而改造世界是科學(xué)最原始、最終的目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，科學(xué)家們就必須一代接一代地去發(fā)現(xiàn)、探索、開(kāi)發(fā)自然界的相互作用關(guān)系。任何其它關(guān)于事物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等等的認(rèn)識(shí)，都無(wú)非是為了開(kāi)發(fā)（發(fā)現(xiàn)與建立）事物的相互作用關(guān)系。因此，實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐對(duì)理論的檢驗(yàn)就是要證實(shí)理論所描述的那些相互作用能否有效地進(jìn)行，相互作用的條件是否存在，能否指導(dǎo)人們進(jìn)行較大規(guī)模的實(shí)踐。

綜上所述，以往真理問(wèn)題的爭(zhēng)論之所以未能走出困境，之所以難以解決理論與實(shí)踐之間的矛盾，是由于對(duì)反映不同類型的客觀現(xiàn)象的不同類型的理論未能作出具體分析，始終徘徊在對(duì)理論總體性質(zhì)的評(píng)價(jià)上。然而，無(wú)論我們作何分析，我們都不能背離科學(xué)的目的?？茖W(xué)是全人類最崇高的事業(yè)，因此，任何單一的分析方法與片面的真理標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)都將違背科學(xué)的總目標(biāo)，缺乏實(shí)際可行性?？茖W(xué)是一個(gè)大舞臺(tái)，在這個(gè)舞臺(tái)上演出者是科學(xué)家，而哲學(xué)則是觀眾，每個(gè)哲學(xué)家都是觀眾的一員。如果哲學(xué)家們從個(gè)人出發(fā)，那么，就會(huì)意見(jiàn)紛紛、眾口難調(diào)。只有從人類科學(xué)的角度來(lái)分析，才能求得某些方面的共同標(biāo)準(zhǔn)。

注：

〔1〕〔2〕〔3〕維特根斯坦：《邏輯哲學(xué)論》，郭英譯， 商務(wù)印書館1985年版，第50、56、79頁(yè)。

〔4〕約翰·洛西：《科學(xué)哲學(xué)歷史導(dǎo)論》，邱仁宗等譯， 華中工學(xué)院出版社1982年版，第227頁(yè)。

〔5〕R·Boyd，“The Current Status of Scientific Realism”，in Leplin(ed.)：The Scientific Realism，Berkeley，1984，p.59.

〔6〕H·Putnam，Mind，Language and Reality，Cambridge，1975， p.73.

〔7〕E·Mackinnon，"Scientific　Realism: The　New　Debates"，Philosophy of Science 46(1979)，p.502.

〔8〕van Fraassen，"Interpretation in Science and in theArts"(with Jill Sigman)，forthcoming in G·Levine(ed.):Realism and Representation，University of Wisconsin　Press.

〔9〕賴欣巴哈：《科學(xué)哲學(xué)的興起》，伯尼譯， 商務(wù)印書館1983年版，第30頁(yè)。

〔10〕van Fraassen，The Scientific Image，Oxford，1980，P.12.

〔11〕van　Fraassen， "Theory　Confirmation : Tension　and Conflict"，in Weigartner(ed.):Epistemology and　Philosophy　of Science:Proceedings of the Seventh International Wittgenstein Symposium，P.327.

〔12〕van Fraassen，"Probabilities in Physics and Effective Strategies"，in Proceedings of 13th.International Wittgenstein Symposium，P.343.

〔13〕van Fraassen，The Scientific Image，Oxford，1980，p.81.

〔14〕van Fraassen，The Scientific Image，Oxford，1980，p.81.

〔15〕van Fraassen，The Scientific Image，Oxford，1980，p.72.

〔16〕勞丹：《進(jìn)步及其問(wèn)題》，方在慶譯，上海譯文出版社1991年版，第243－244頁(yè)。

〔17〕莫里斯：《意謂與意義》，載《當(dāng)代美國(guó)哲學(xué)資料》第三集，商務(wù)印書館1979年版，第242頁(yè)。

〔18〕參見(jiàn)《中國(guó)社會(huì)科學(xué)》1993年第2期邱仁宗先生的文章。

〔19〕van Fraassen，"The Modal Interpretation of QuantumMechanics"，in P.Lahti and P.Mittelestaedt (eds.):Symposium onthe Foundations of Modern Physics 1990，Singapore:World Publishing Company (1991)，p.447.