物理假说及争论在物理学发展中的作用_毕业论文.doc

本科学生毕业论文（设计）题目(中 文):物理假说及争论在物理学发展中的作用(英 文):Sine(字体四号Times New Roan居中)Sine 英文如果只是一行删除这行姓 名文路学 号201006001139（Times New Roan三号居中）院 （系）电子工程系专业、年级物理学 2010级指导教师尹鑫桃(只写姓名，字体三号宋体居中)2014年 4 月 22 日I湖南科技学院本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 二八 年 月 日21 毕业论文（设计）任务书课题名称：物理假说及争论在物理学发展中的作用学生姓名：文路系 别：电子工程系专 业：物理学指导教师：尹鑫桃(只写姓名，字体三号宋体居中) 2013 年 11 月 30 日湖南科技学院本科毕业论文（设计）任务书1、主题词、关键词： 说明：任务书和开题以及审定表的表格已经设定为固定的行高，具体设定如下“选定表格，右击，表格属性，行，指定行高度，行高值选为固定值。确定。”不会随着内容的多少而改变表格。所以各项内容的字体和行距要适当调节，保持各项内容的美观。建议大家用我校的ftp上的“office2003免激活版”，不同的版本表格可能发生变化，如果变化之后不美观，大家可以微调表格的高度。微调方法如下“选定表格，右击，表格属性，行，指定行高度，行高值 选为固定值。确定。”2、毕业论文（设计）内容要求：3、文献查阅指引：4、毕业论文（设计）进度安排：教研室意见： 负责人签名： 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）开题报告书论文（设计）题目（宋体五号居中）作 者 姓 名所属系、专业、年级 电子工程系 物理学专业 2005年级指导教师姓名、职称预计字数10000开题日期2008.12.28选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解说明：开题报告的表格已经设定为固定的行高，具体设定如下“选定表格，右击，表格属性，行，指定行高度，行高值选为固定值。确定。”不会随着内容的多少而改变表格。所以各项内容的字体和行距要适当调节，保持各项内容的美观。主要内容：研究方法：完成期限和采取的主要措施：主要参考资料：指导教师意见： 指导教师签名： 教研室意见：签 名： 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时间 地点与会人员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）会议记录摘要：会议主持人：记 录 人：年 月 日指导小组意见负责人签名： 年 月 日系部 意 见负责人签名：年月日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份湖南科技学院毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题 目（宋体四号居中）学生姓名学 号系 别物理与电子工程专 业物理学指导教师检查日期指导教师检查情况记载及修改意见：签名： 注：此表用于指导教师在学生毕业论文（设计）初稿完成后对学生执行任务书情况进行中期检查时用，由指导教师填写。湖南科技学院毕业设计（论文）指导过程记录表毕业论文(设计)题目（宋体五号居中）学生姓名学号专业班级指导教师职称系（教研室）指导过程记录指导内容记录(一)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日指导内容记录(二)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日指导内容记录（三)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日指导内容记录(四)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日指导过程记录指导内容记录(五)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日指导内容记录(六)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日指导内容记录(七)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日指导内容记录(八)学 生 签 名： 200 年 月 日 指导教师签名： 200 年 月 日答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)组长(签名)： 200 年 月 日注：本表与毕业论文一起装订存档。湖南科技学院本科毕业论文（设计）评审表论文题目（楷体_GB2312 小四号字体）作者姓名所属系、专业、年级物理与电子工程 系 物理学 专业 2005年级指导教师姓名、职称字 数定稿日期2009.4.25中文摘要字体：楷体_GB2312小四， （中文摘要以300500字为宜）。行距固定值14磅，行距可以适当调整，总之中文摘要、英文摘要要保持在1页上面。关键词（3-5个）英文摘要字体要求：Times New Roman 字体小四，行距固定值14磅，行距可以适当调整，总之中英摘要、英文摘要要保持在1页上面。关键词(3-5个)指导教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 指导教师评审意见： 指导教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。评阅教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分评阅教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 评阅教师评审意见： 评阅教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。湖南科技学院本科毕业论文（设计）答辩记录表论文题目（宋体五号）作者姓名所属系、专业、年级电子工程系 物理学专业 2005年级指导教师姓名、职称答 辩 会 纪 要时间地点答辩小组成员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：会议主持人：记 录 人：年 月 日答辩小组意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年 月 日系学位委员会意见评语：论文（设计）最终评定等级：负责人（签名）： 系部（公章） 年月 日校学位委员会意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年月 日目 录(三号黑体居中，不加粗)绪论(小四号宋体，目录的所有文字均用小四号宋体，固定行距25磅)11 基于21.1 DDS原理21.1.1 DDS量化采样数据21.2 AD9851的引脚功能31.2.1 单片机概述32 通过对单片机42.1 模拟电路、42.1.1 数字电路、DDS频率合成技术的学习和通过本设计4结论（用四号黑体）5参考文献6附录A:7致 谢8说明：目录以文章内容的先后为序，按章、节、条三级标题编写，要求标题层次清晰。目录中的标题要与正文中标题一致，目录中应包括绪论、论文主体、结论、参考文献、附录、致谢等。目录中的页码要与正文中的页码相一致。只要把对应的章、节、条和款选上对应的样式，把鼠标放到目录上，点击右键，选择更新域，即可自动生成目录，但是必须要把对应的章、节、条和款选上对应的样式。上面有样式工具栏，可以通过此工具栏选取。插图索引图1 DDS原理图（小四号宋体，固定行距25磅，此部分没有删除此部分）2附表索引表1 P3口（小四号宋体，段落，固定行距25磅，此部分没有删除此部分）2基于DDS的正弦波（中文题目，三号黑体居中，单倍行距）(空一行)摘 要（四号黑体居中）(空一行)本文阐述了DDS的基本原理及其专用芯片AD9851的功能特性，并对AT89C51单片机进行了详细地介绍。然后在此基础上，提出了以AT89C5几个模块组成。其中晶体振荡电路主要是向DDS芯片AD9851提供基准时钟，DDS芯片AD9851是信号源的基础，只要向其写入一个控制字，它就由8个数码管组成，它们由智能控制芯片HD7279A控制。最后，提出了系统的程序设计，并给出程序流程图。（小四号宋体，固定行距20磅，属于05_论文正文）【关键词】(小四号黑体)：信号发生器 AD9851 HD7279A（小四号宋体，固定行距20磅，属于05_论文正文）说明：1.论文题目应该简短、明确、有概括性。通过题目，能大致了解论文内容、专业特点和学科范畴。但字数要适当，一般不宜超过20字。必要时可加副标题。封面上的毕业论文（设计）题目分别用中英文表述。2摘要与关键词1）论文摘要摘要应概括反映出毕业论文（设计）的内容、方法、成果和结论，语句通顺，文字流畅。摘要中不宜使用公式、图表、不标注引用文献编号。中文摘要以300500字为宜，英文摘要应与中文摘要一致，文字表达自然流畅，无语言错误。2）关键词关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖论文（设计）主要内容的通用词条。关键词一般为3-5个，按词条的外延层次排列，外延大的排在前面。物理假说及争论在物理学发展中的作用摘 要 通过分析历史上经典假说和争论的例子，本文给出物理假说的概念、特征及提出原则，具体阐述物理假说及争论在不同发展时期争论的特点。物理假说及争论这种研究方法在物理学发展过程中的不可取代的地位和作用，同时指出在物理教学中适当介绍物理假说及争论，对提高学生的物理素质和培养创新能力有重要的作用。争论通过揭示已有物理观点、假说的缺陷,促使人们进行新的实验,以及形成物理学派,去推动物理理论的完善,导致物理学的变革,从而成为物理学发展的一种内在动力。关键词 物理假说 争论 研究方法 作用Physical Hypothesis and Debate of the Role in the Development of PhysicsAbstract By analyzing the example of classical hypothesis and debate in history, this paper,the concept of physical hypothesis are given characteristics and put forward the principle, the specific physical hypothesis and characteristics of political debate in different period of development. Physical hypothesis and debate this kind of research method in physics the irreplaceable position and role in the process of development, and point out appropriate physical hypothesis and debate in physics teaching, to improve the physical quality and cultivate the innovative ability of students has an important role.Debate by reveal the defects of existing physical point of view, hypothesis encourages new experiments,as well as the formation of physical school, to promote the improvement of the physical theory, lead to the change of physical,and become a kind of inner impetus of the development of physics. 【Key words】 physical hypothesis; debate; research method; roleSine Wave （外文题目，三号加粗Times New Roman居中，单倍行距）Abstract(四号Times New Roman，加粗居中)This article elaborated the DDS basic principle and the function and characteristic of its special-purpose chip AD9851， and carried on to the it c scope， enable the output signal to the certain scope. The keyboard is composed by 16 keys， the monitor is composed by 8 digital tubes， theyre controlled by the intelligence chip HD7279A. Finally， the article proposes the system programming， and produces the program flow diagram.(小四Times New Roman，固定行距20磅，属于05_论文正文)【Key words】 signal generator AD9851 HD7279A (小四号号，Times New Roman，固定行距20磅，属于05_论文正文)绪论（四号黑体）选题的背景及目的物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学，简称物理。物理学是人们对生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。从整个物理学的发展史看，物理学研究的任务在于揭示事物的本质或物理规律，但由于事物的复杂性以及人们认识的局限性，人们的认识总是由初步的、探索性的猜测，逐步提高到对事物本质的认识。在这过程中物理假说对物理学理论的形成和发展起着非常重要的作用。物理假说的概念、特征及提出原则物理假说是对新实验、新现象和新问题的不断思考,并结合原来的物理学体系给出的大胆设想,是物理学进一步发展的一个重要阶段,是我们认识未知世界的一个必然过程,是一种科学的研究方法。它是科学研究人员在观察和实验材料的基础上,根据科学原理和科学事实进行理性思维的加工以后,对未知的自然现象及其规律所作的假定性解释和说明。 国内外研究状况和相关领域中已有的成果随着时间的推移，人类已经步入了21世纪，物理学方面也有了显著的发展，不难预料，未来的世界将是各国的经济竞争更加激烈的时代。经济发展的关键是科学技术的发展，其中自然学是科学技术的基础。在科学发展过程中，物理学是格外令人瞩目的学科，其中产生了许多伟人的人物和理论。如“单纯归纳模式”是由英国哲学家弗兰西斯培根(Francis Bacon）提出来的，他称之为“有条理的归纳模式”。“有预见性的归纳模式”是指在前研究的基础上形成初步的结论，并带着前期的观点进行实验和总结归纳的一种科学创新模式之一。牛顿第一定律的建立是“有预见性的归纳模式”的代表等。1927年以后，量子场论、原子核物理学、粒子物理学、天体物理学和现代宇宙学，得到了迅速的发展。尚待进一步研究和解决的问题以牛顿、麦克斯韦和玻尔兹曼为代表的物理学家所做的三次大综合曾经使物理学天空“晴空”，人们过分乐观地相信物理学大厦的“至善至美”。“两朵令人不安的乌云”让人惊慌一时，也正是这“两朵小小的乌云”，导致了本世纪初量子论和相对论的诞生。经过近一个世纪的长足发展，物理学硕果累累。以此同时，也给21世纪留下了许多未决难题；这些未决问题对理论和实验要求的苛刻性自然会引起我们对物理学基本研究方法的思考。而假说是自然科学真理发展过程的一种形式，是进行科学研究的一种重要方法。如哥白尼的日心说、伽利略的惯性运动、麦克斯韦的位移电流假说、宇宙大爆炸说等,这些都是研究人员通过自己对新现象和新问题进一步的思考,提出的假定性说明和解释,它们是物理学理论形成的必经之路。设计和研究方法从事物理研究的人是否应当反思一下物理学的基本研究方法？我们的讨论涉及到统一性与多样性、简单与复杂的问题，带有一些哲学观的色彩。因为物理学研究的是一些最基本的问题，所以探究到、深入到一定程度后，某些哲学观点必然会呈现出来。我们强调指出，一定要认识到各个层次之间既存在耦合，也存在脱耦，并非探究清最微观层次的规律，就可以把世界上的问题全部解决。近年来有一种提法，说粒子物理面临新的挑战，要建立一种所谓“万事万物的理论”。 对于物理学理论和实验来说，物理量的定义和测量的假设选择，理论的数学展开，理论与实验的比较是与实验定律一致，是物理学理论的唯一目标。人们能通过这样的结合解决问题，就是预言指导科学实践，这不是大唯物主义思想，其实是物理学理论的目的和结构。每个物理假说的形成都有自己的演化过程,但物理假说的提出不是凭空想象出来的,它是经过物理学家思考和加工出来的,有一定的理论依据,所以每一个假说的提出都有一定的特征。物理假说及争论在物理学发展中的作用物理学取得的成果极其重要。 “绪论”两个字不动，只是在此写绪论的内容。正弦交流信号与方波信号是两种应用极为广泛的信号，它们通常作振荡电路产生的，然后将得到的正弦波经过电压比较器或积分电路，则可输出一个方波信号。正弦波振荡电路是一。（正文，小四号宋体，固定行距20磅，属于05_论文正文样式）说明：绪论是毕业论文（设计）主体的开端。绪论应对与选题相关的国内外文献进行综述。其主要内容包括：选题的背景及目的；国内外研究状况和相关领域中已有的成果；尚待进一步研究和解决的问题；设计和研究方法等。绪论一般不应少于1500字。1 基于DDS(正文1级标题，四号黑体，不加粗，段前后均留0.5倍行距)DDS原理及其专用芯片AD9851的介绍(小四号宋体，固定行距20磅，属于05_论文正文样式)1.1 AD9851的引脚功能(正文2级标题，用小四号黑体，不加粗）)说明：毕业论文（设计）主体主体是毕业论文（设计）的主要部分，要求结构合理、层次清楚、重点突出、文字简练、通顺。主体的内容应包括以下各方面：(1)毕业论文（设计）总体方案设计与选择的论证。(2)对本研究内容及成果进行较全面、客观的理论阐述，应着重指出本研究内容中的创新、改进与实际应用之处。凡引用、转述、参考他人的成果或资料，均须注明出处。(3)自然科学论文应推理正确，结论清晰，无科学性错误。(4)管理和人文学科的论文应包括对所研究问题的论述及系统分析、比较研究，模型或方案设计，案例论证或实证分析，模型运行的结果分析或建议、改进措施等。1.1.1 DDS量化采样数据（正文3级标题，用小四号黑体，不加粗） AD9851的介绍（正文4级标题，用小四号宋体）1.2 DDS原理（正文2级标题，用小四号黑体，不加粗）图1 DDS原理图(五号黑体居中，图题置于图下，属于图题样式)图2 （图中文字用五号宋体，数字和英文用Times NewRoman）毕业设计的插图应与文字紧密配合，文图相符，内容正确。选图要力求精练。1）、制图标准：插图应符合国家标准及专业标准。2）、图题及图中说明每幅插图均应有图题(由图号和图名组成)。图题置于图下，用5号宋体。有图注或其他说明时应置于图题之上，用小5号仿宋体。图名在图号之后空一格排写。引用图应说明出处，在图题右上角加引用文献号。图中若有分图时，分图号用(a)、(b)等置于分图之下。图中各部分说明应采用中文(引用的外文图除外)或数字项号，各项文字说明置于图题之上(有分图题者，置于分图题之上)。3）、插图编排插图与其图题为一个整体，不得拆开排写于两页。插图处的该页空白不够排写该图整体时，可将其后文字部分提前排写，将图移至次页最前面。4）、论文原件中照片图及插图毕业论文（设计）原件中的照片图应是直接用数码相机拍照的照片，或是原版照片粘贴，不得采用复印方式。照片可为黑白或彩色，应主题突出、层次分明、清晰整洁、反差适中。照片采用光面相纸，不宜用布纹相纸。表1 P3口(五号黑体居中，表题置于表的上面)(表中文字五号宋体，数字和英文用Times NewRoman)口线引脚第二功能说明P3.616WR外部数据存储器写选通信号P3.717RD外部数据存储器读选通信号每个表格应有自己的表序和表题。并应在文中进行说明，例如：“如表1”；表头设计应简单明了，尽量不用斜线；表头与表格为一整体，不得拆开排写于两页。表中数据应正确无误，书写清楚。数字空缺的格内加“一”字线(占2个数字)，不允许用“”或“同上之类的写法；表内文字一律用5号宋体。表中若有附注时，用小5号宋体写在表的下方，句末加标点。仅有一条附注时写成：注：；有多条附注时，附注各项的序号一律用阿拉伯数字，例如：注1：。AD9851是AD公司采用如Error! Reference source not found.先进DDS(直接数字合成)技术，推出的具，作为灵敏时钟产生器。 (小四号宋体，固定行距20磅，属于05_论文正文)AD9851为28引脚表帖元件，其引脚排列如Error! Reference source not found.所示。1.2.2 单片机概述（正文3级标题，用小四号黑体，不加粗）得到一个光滑的波形，然后再经宽带放大器放大后就得到一个有具体实现2 通过对单片机2.1 模拟电路、2.1.1 数字电路、DDS频率合成技术的学习和通过本设计模拟电路、模拟电路 一、物理假说的概念、特征及提出原则 物理假说是对新实验、新现象和新问题的不断思考,并结合原来的物理学体系给出的大胆设想,是物理学进一步发展的一个重要阶段,是我们认识未知世界的一个必然过程,是一种科学的研究方法。它是科学研究人员在观察和实验材料的基础上,根据科学原理和科学事实进行理性思维的加工以后,对未知的自然现象及其规律所作的假定性解释和说明。1如哥白尼的日心说、伽利略的惯性运动、麦克斯韦的位移电流假说、宇宙大爆炸说等,这些都是研究人员通过自己对新现象和新问题进一步的思考,提出的假定性说明和解释,它们是物理学理论形成的必经之路。 每个物理假说的形成都有自己的演化过程,但物理假说的提出不是凭空想象出来的,它是经过物理学家思考和加工出来的,有一定的理论依据,所以每一个假说的提出都有一定的特征:(1)推测性;(2)科学性;(3)不确定性2。物理假说的提出是人们认识自然规律的关键的一步,它是对未知规律的假定性说明,所以它的提出要遵循以下原则:(1)解释性原则;(2)预见性原则;(3)可检验性原则;(4)简洁性原则3。二、争论物理学发展中的作用1、物理学发展不同时期争论的特点物理学知识的萌芽主要发生在古希腊。由于古希腊人主要是在直观的基础上从整体上对自然界进行思辨考察,并未对自然界进行分门别类的解剖和分析,因此 那一时期的物理学的研究范围包括从宇宙的根本性质到日常经验现象,物理学知识只是在直观的基础上对一些自然现象的猜测性解释。这一时期物理学的发展形式为:直观思辨-假说(争论)。与此相应,争论多带有哲学思辨的性质。虽然大约从阿基米德时代开始就出现了实验工作的迹象,但希腊人很少以实验证据来验证他们的思辨。由于没有实验去验证各种观点的正误,评判争论,古希腊的物理学知识充满了思辨、纷争和各种错误观点。例如在研究视觉时,毕达哥拉斯认为,视觉是由所见物体射出的微粒进入到眼睛的瞳孔所引起;亚历山大学派的代表人物赫伦则主张视觉是由于眼睛发出了某种射线被物体反射回来而产生4。近代物理学运用实验和数学推导相结合的方法,对低速、宏观领域里的各种物理现象进行了广泛的研究,在力学、光学、电磁学、热力学以及分子运动论等领域都取得了重大理论成果,最终建立起了以牛顿力学为中心的经典物理学体系。这一时期物理学发展的形式是:实验-假说(争论)-说(理论)。由于物理定律可以在实验的基础上得到严格的建立,而进入新领域所依据的事实、知识较少,要概括出抽象的概念难以击中要害,于是一些重大争论主要围绕着一些基本的物理概念展开。由于实验能直接检验物理假说,评判争论,经过一个时期的争论,最终能使一种较正确的物理观点占统治地位,形成一个较完整的物理理论。即使一些错误的物理假说在某一时期得到权威的支持而流行起来,但实验最终也要摧毁权威的支持,以明确的形式对争论做出最后的评判。而错误的物理假说一旦被证伪,便遭到抛弃,再不像物理学萌芽时期,各种假说并存,难以判明真伪,正确的和错误的假说一道流传给后世。例如在研究阴极射线的本性时,希托夫和戈德斯坦认为,阴极射线是以太的一种特殊运动,而克鲁克斯以数次实验为依据,批判了阴极射线以太论,提出阴极射线是带负电荷的粒子流。由于深受麦克斯韦关于电流是电磁以太的特殊振动的观点的影响,多数物理学家都持阴极射线以太论的观点,勒纳等人还作了一系列实验来支持阴极射线以太论的观点。勒纳和JJ汤姆孙在会议上还就阴极射线的性质展开了争论。后来,JJ汤姆孙在实验中精确地测定了阴极射线粒子的荷质比,导致了电子的发现,阴极射线是电子流的观点被广泛接受,以太论的观点随之被抛弃5。现代物理学的研究对象是高速、微观领域,在相对论、量子力学、核物理学、粒子物理学以及凝聚态物理学等领域都取得了重大进展。由于现代物理学的研究对象远离经验世界,用经典的概念语言来描述新领域的属性和规律越来越受限制;日益复杂的物理理论与实验之间的中间环节增多,相对独立性增强。这一时期物理学的发展形式表现为假说(理论)-实验-假说(争论)。现代物理学的研究往往与自然的一些基本问题相关,因此争论也就涉及到人们对物质世界的一般性质的看法,带有明显的哲学性质。由于实验与物理理论之间的中间环节较多,因而对争论的评判往往并不直接,从而导致不同物理观点、假说之争一时难以得出结果,出现纷争不休的局面。例如面对“夸克禁闭”问题,一种观点认为,没发现自由夸克,是因为目前的加速器能量太低,随着加速器能量的提高,人们能找到自由夸克;而另一种观点则认为,由于夸克之间存在“红外奴役”,人们永远找不到自由夸克。物理学家不但从科学上对“夸克禁闭”进行争论,而且还从哲学上对其展开辩论:海森堡否定物质的无限可分性,认为“很难想象物质能够一再分割;但是同样也难于想象这种分割必定有一个终结。”；而格拉肖坚信物质的无限可分性,并以此为指导提出夸克是由“毛粒子”组成。2、物理理论在争论中完善物理理论的确立,大都要经历一个由不完善到较为完善的过程。由于物理现象具有复杂性,在研究同一物理对象时,人们从不同的观点、相关材料出发,就有可能提出不同的物理假说。一个物理假说,一方面依据了一定的事实和理论根据而具有合理性;另一方面又因所依据的事实和理论根据不足而具有局限性。于是各种物理观点、假说便针对对方的弱点和不足展开激烈的争论。争论深刻地暴露了各种物理观点、假说的缺陷,促使人们做进一步的实验,在新事实基础上对原有物理假说加以及时修正,由此推动了物理理论的发展、完善。 物理学发展的各个时期都存在着各种物理观点、假说的争论。在萌芽时期,争论多带有哲学思辨性质,在争论中逐步发展起来的物理学知识溶入到了当时的自然哲学的普遍性知识之中。例如在研究世界本原时,古希腊人先后提出水、无限、气、火、数等,最后德谟克利特在揭露以前各种观点的局限性的基础上,提出了原子论,对以前各种观点进行了总结,较好地说明了世界的本原问题。在近代以后,争论是在实验和逻辑推导相结合的基础上进行的,并能得到实验和逻辑的判明,于是各种物理理论便在争论中逐渐发展起来,不断趋于完善。例如在研究光的本性时,牛顿提出了微粒说,惠更斯提出了波动说,而微粒说借助牛顿的权威在18世纪占据了统治地位。进入19世纪,托马斯杨进行了光的干涉实验,并用光波的叠加原理解释了薄膜的彩色现象;菲涅耳独立发现了干涉定律,并以此来解释光的衍射现象;付科等人测定出光在水中的传播速度比在空气中小,从而宣告了波动说的胜利。但19世纪80年代以后发现的光电效应又向波动说提出了挑战。爱因斯坦提出了光量子假说,成功地解释了光电效应,从而揭示了光的波动性和微粒性的对立统一,建立起关于光的本性的较为全面的理论。争论在推动物理理论不断完善的过程中,还将物理学的研究扩展到新的领域,导致新事实的出现。当新事实被新的物理理论吸收后,又产生了新、旧物理理论之间的争论。于是适用范围更大的物理理论便在争论中逐步建立起来,从而推动了物理学的不断综合。例如在研究机械能和热的相互关系时,布莱克提出热质说,而伦福德在实验基础上提出热是机械运动的一种形式的观点,从而就热的本性展开了争论。为解决争论,人们作了进一步的物理实验,并逐步认识到热、机械、电、化学等运动形式可以相互转化。物理学的发展提出了这样的要求:收集各个领域的发现,从中抽取出一个能表示各种运动形式相互转化的精确形式。于是,迈尔、赫尔姆霍茨、焦耳等人从不同角度讨论了能量守恒定律。最后,开尔文和克劳胥斯对能量守恒定律作了精确表述6。后来,恩格斯又进一步把这条定律改称为能量守恒与转化定律。能量守恒与转化定律使力学、热学、化学,甚至生物学都贯通起来,完成了物理学的第二大综合。3、物理学在争论中变革当物理学处于常规时期争论推动物理理论的发展完善。随着争论的展开,实验的发展,当一系列新发现向作为范式的物理理论发起严峻挑战时,旧的物理理论就会因丧失解题能力而陷入危机。此时物理学家就会对物理学的基本概念、基本原理及其信念展开激烈的争论。在争论中,思想解放、具有革命批判精神的物理学家提出新的物理理论去取代旧的物理理论,并尽可能在一切场合宣传新的物理理论。当新的物理理论逐渐为越来越多的物理学家接受,并用于指导研究时,便转化为物理学研究的新范式,旧的范式随之被抛弃,物理学实现了变革。当近代科学走上独立的发展道路之初,物理学中流行的主要是亚里士多德的一些错误观点,以及经院哲学家运用的错误方法。物理学要作为一门学科真正独立,并迅速发展,就必须反对自己领域里的错误观点和方法。伽利略、牛顿等人反对用质料、形式、目的、自然位置等模糊概念对运动作因果的和定性的描述,倡导运用实验和数学推导相结合的方法,对物理运动规律进行精确描述。经过无数次激烈的论战,充斥在物理学领域里的亚里士多德的错误观点被清除,建立起了一系列精确的概念、定律和理论,完成了物理学上的一场变革。在这场物理学变革的基础上,最终建立起了经典物理学。到了19世纪末,正当经典物理学达到鼎盛期,却出现了电子、X射线、放射性等一系列发现。面对一系列新发现,作为范式的牛顿力学越来越难以处理反常,丧失了解题能力,经典物理学由此陷入危机,于是围绕经典物理学的基本概念、基本原理及其信念,发生了激烈的争论。那些坚守旧的理论框架的物理学家形成一派,他们企图通过对旧的理论框架的修补来寻找摆脱危机的出路。那些对旧的理论框架持彻底批判态度的物理学家则形成另一派,他们不但从哲学上、逻辑上,而且还从实验上分析批判了力学的基本概念、基本思想及其机械论自然观。通过一系列的争论,结束了牛顿力学的主导地位,产生了相对论和量子力学,从而导致了物理学革命,开创了现代物理学发展的新时期。4、物理学派通过争论推动物理学的发展在不同物理观点、假说的争论中,持有相同观点的物理学家结合成为一个共同体,当该共同体就物理学上的某些重大理论问题形成自己的范式时,便成为一个物理学派。因此物理学派在争论中形成。物理学派中的成员接受共同的物理理论,运用基本相同的研究方法,有着共同的信念和行为准则,从而使学派成员具有统一的思想方式、目标和行动,有助于物理学家把精力集中在有限的问题上,从而提高研究的效率;物理学派还形成了一种特殊的在竞争中充满活力而且高效的合作结构,使物理学家在优势互补和相互激发中产生创造性思想观点。物理学派的这些优势使其在物理学的发展中起着重要作用。 在争论中形成的物理学派又通过争论来推动物理学的发展,在各个时期都较为普遍地 存在着,且在当时都起了十分重要的作用。物理学派通过争论推动物理学发展的具体形式有:学派内部的争论,学派之间的争论以及学派与处于非学派的物理学家的争论。关于学派之间的争论,围绕运动的度量而出现的笛卡尔学派和莱布尼茨学派之争便是一例。笛卡尔学派提出用质量与速度的乘积作为“运动量”的量度,而莱布尼茨学派提出用质量与速度的平方的乘积作为“运动量”的量度,由于两个学派的长期努力和其它科学知识的进步,人们才认清了机械运动的量度以及机械运动与其它运动形式的联系。学派内部之争以及学派与处于非学派的物理学家之争,哥本哈根学派是一个典型的例子。当海森伯等人提出矩阵力学,而薛定谔提出波动力学之后,在哥本哈根的理论物理研究所就两种力学展开了激烈的争论。通过争论,狄拉克运用数学证明了两种力学的等效性,最终完成了量子力学的数学描述。后来,玻尔与海森伯就如何解释量子现象的问题展开了连续的争论。通过争论,玻尔提出了“并协原理”,海森伯提出了测不准关系,以此为核心构成了理解量子力学的哥本哈根诠释。针对量子力学的哥本哈根观点,爱因斯坦等人提出了“爱因斯坦光子箱”的理想实验以及EPR悖论进行诘难,而玻尔都进行了正当反驳7。爱因斯坦的批评对确立始终一贯的量子力学解释起了重大推动作用,而玻尔在争论中所作的成功辩护又使哥本哈根学派对量子力学的解释逐渐为大多数物理学家所接受,从而深化了对微观世界的认识。总之,争论在物理学的发展过程中起着重要作用。在物理学的研究过程中,要鼓励争论,要营造一个良好的争论气氛,以充分发挥争论对物理学的推动作用。 三、物理假说及争论在物理学发展中的作用物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识，有力地促进了人类的进步。物理学对人类文明有着不可磨灭的功绩，物理假说及争论是物理学理论形成的前提条件，它是物理学家进一步探索自然界本质和规律的动力和源泉。下面将从以下几点说明物理假说及争论在物理学发展中所起到的作用：3.1 不同假说之间的争论是获得真理的前提条件物理学的建立不可能是一帆风顺的，在它逐步成熟期间，少不了不同假说之间的争论，这些争论是获得