物理与文化物理与文化物理与文化 (19).pdf

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1、13.4电磁学中值得推荐的思想方法法拉第对自然界的统一性具有坚定的信念，他始终不渝地为证实各种现象之间的普遍联系而努力，在磁与电之间、在电与电之间、化学亲和力与电力之间、光现象与磁现象之间、引力与电力之间均找到了它们的相互关系，找到了它们之间的共性。01扎实基础引领重大突破法拉第十分注重将无形和抽象的问题形象化，类比于流体场，提出了场和力线的概念，而且认为力线并非只有几何意义，而是具有物理意义。法拉第是一位杰出的实验物理大师，一贯坚持实验检验一切真理的科学认识论。法拉第有着对追求真理的热爱和对自己事业的信心，他所取得的辉煌成果是他长期艰苦劳动的结晶当法拉第终于真正开始在物理学领域里工作时已年满

2、40以往01扎实基础引领重大突破艰苦劳动的结晶。当法拉第终于真正开始在物理学领域里工作时，已年满40，以往的岁月仅仅是为此作准备。法拉第为了给自己进入物理学的殿堂铺路，用去了整整25年的时间。由此，我们可以想像法拉第辉煌学术生涯背后的艰辛和百折不挠。麦克斯韦则更善于用精确的数学语言描述和推理物理现象，是一位杰出的理论物理学大师。作为理论物理学家，麦克斯韦也十分重视理论与物理实验相结合。1874年，他创建了世界著名的英国剑桥大学的“卡文迪许实验室”，并亲自担任首届主任，树01扎实基础引领重大突破建了世界著名的英国剑桥大学的卡文迪许实验室，并亲自担任首届主任，树立了良好的科学学风。他说:习惯的用具

3、钢笔、墨水和纸张将是不够的了，我们将需要比教室更大的空间，将需要比黑板更大的面积。类比是一种逻辑推理，也是抽象思维中的一种基本形式：它通过联想，把异常的、未知的事物（研究对象）对比寻常的、熟悉的事物（类比对象），然后依据两个对象之间存在着的某种类似或相似的关系，从已知对象具冇的某种性质椎出未知对象具有相应的一种性质的方法。02类比法从库仑定律从库仑定律的建立看，类比方法的重要性的建立看，类比方法的重要性 库仑测得库仑测得=0.04，但他断定力与距离成平方反比，是成功运用类比方法的，但他断定力与距离成平方反比，是成功运用类比方法的结果。结果。1f 2rf麦克斯韦麦克斯韦对类比法的论述对类比法的论

4、述：“为了不用物理理论而得到物理思想，我们必：“为了不用物理理论而得到物理思想，我们必须熟悉物须熟悉物理类比的存在。所谓物理类比，我指的是一种科学定律与另一种科理类比的存在。所谓物理类比，我指的是一种科学定律与另一种科学定律之学定律之间的部分相似性。它使得这两种科学可以相互说明。”间的部分相似性。它使得这两种科学可以相互说明。”2汤川秀树也是类比法的成功运用者，他通过将核力和电磁力类比，成功地提出了核力的介子理论02类比法“类比是一种创造性思维的形式，假定存在一个人所不能理解的某物，他偶尔注意到这一“类比是一种创造性思维的形式，假定存在一个人所不能理解的某物，他偶尔注意到这一物和他所熟悉的另一

5、物的相似性他通过将两者比较就可以理解他在此刻之前尚不能理解的某物和他所熟悉的另一物的相似性他通过将两者比较就可以理解他在此刻之前尚不能理解的某物如果他的理解是恰当的，而且还没有人达到这样的理解，那么可以说，他的思维确实是创物如果他的理解是恰当的，而且还没有人达到这样的理解，那么可以说，他的思维确实是创造性得到”汤川秀树造性得到”汤川秀树2018年诺贝尔物理学奖：美国 阿瑟 阿什金（Arthur Ashkin）法国 热拉尔 穆鲁（Gerard有时简单的类比也会导致错误的结果如惠更斯类比声波，认为光波也是纵波就错了可见类比结果是否正确还得由实验检验2018年诺贝尔物理学奖：美国 阿瑟阿什金（Art

6、hur Ashkin）、法国 热拉尔穆鲁（GerardMourou）和加拿大 唐娜斯特里克兰（Donna Strickland）。在激光物理学领域所作出的开创性发明。“光学镊子及其在生物系统中的应用”“产生高强度、超短光脉冲方法”啁啾脉冲放大技术（CPA）这个技术的本质，是将雷达中的啁啾脉冲技术移植到了激光放大技术中。雷达和光都是电磁波。通过类比的方法，将一个技术移植到另一个领域，即所谓“触类旁通”，是一种发明的技巧。(zhoujiu)类比推理的两个基本环节 选择类比对象 根据研究目的，从研究方法、形成结构、功能特征、因果联系等方面的相 似之处出发，选择熟悉的、生动直观的事物作为类比对象。02

7、类比法 进行类比推理 通过比较，展开联想对象属性对象属性推理：对象可能也有属性 类比在科学认识中的作用 类比是提出假设的重要途径根据类比推理提出假设有一定的主、客观因素。主观上，人们总是习惯于用已知的图景去设想、解释未知的图景；客观上，物理世界中各种现象和过程之间的互相联系或多或少有些相似，又为类比提供事实基础。02类比法均匀球壳对腔体内物体无引力作用物体间的万有引力遵循距离的平方反比律带电空腔对腔内物体无电力作用电荷间的相互作用也遵循距离的平方反比律例如：库仑定律的发现类比推理允许在不知道两者之间是否有必然联系的前提下，进行一种必然的推理。因此，它能激发想像、启示联想，促进跨学科的交流、渗透

8、和借鉴。如：原子核“液滴模型”的提出 类比推理能有效激发科学家的想像02类比法如：原子核液滴模型的提出水滴由水分子组成，水分子间的相互作用造成表面张力使水滴呈稳定球形杂质分子入侵，分子间表面张力减小，水滴会被拉长而破碎原子核由核子（即质子、中子）组成，核子间相互作用使原子核保持稳定球形外来中子闯入原子核引起剧烈震荡，原子核可能被拉长而分裂 类比可导致技术上的发明创造 类比为模拟实验提供逻辑基础类比是通过两个或两类研究对象的属性、数学形式的比较，作出它们之间的相同或相似之点的结论；模型则是以模型和原型之间的相似性，通过对模型和原型的类比从而得出它们具有相同或相似的性质和规律的结论02类比法型的类比，从而得出它们具有相同或相似的性质和规律的结论。模型飞机风洞试验模型飞机在 风洞中所受 的力和力矩真实飞机高速飞行真实飞机在 飞行中所受 的力和力矩例如：飞机的设计