火与水的交融讲座(理学)

1、火与水的交融 西方科学思想与东方宗教智慧 杭州师范大学理学院物理系 黄 炜 大学时代，是一个人人生观、价值观、思维习惯、方法论逐渐成熟定型的时代。其中，不断思考，面对同一个问题，养成从各个角度去思考的习惯是至关重要的。物理学的研究对象是什么？物理学的基本思维方法是什么？物理学的基本研究方法是什么？物理学的思想和研究结果用什么描述工具来描述？物理学有几个基本理论？它们的适用范围分别是什么？物理学的研究对象是什么？ 答案：物理学研究的是自然界最基本的运动规律。 在自然科学中，除了数学是工具以外，剩下的都是物理。 赵凯华 广义：泛指一切研究自然现象的思广义：泛指一切研究自然现象的思想、方法的教育内容

2、的总和。想、方法的教育内容的总和。 含义： 物理学是研究自然界最基本规律的物理学是研究自然界最基本规律的学科，和宇宙观的关系最为密切。学科，和宇宙观的关系最为密切。 物理学的基本思维和研究方法就是物理学的基本思维和研究方法就是自然科学的基本思想方法。自然科学的基本思想方法。 物理学博士：物理学博士：“Doctor of Philosophy”, 而非而非“Doctor of Physics”。物理学最基本的思维方法是什么？答案：建立理想模型，简称建模。 近似是物理的灵魂，没有近似就没有物理。 苏汝铿物理学基本的研究方法是什么？答案：建模、 符合线性叠加原理的系统叫做线性系统。否符合线性叠加原理

3、的系统叫做线性系统。否则就叫混沌系统。线性系统是最简单的。则就叫混沌系统。线性系统是最简单的。独立性原理（线性叠加原理）、 物理学的思想和研究结果用什么描述工具来描述？答案：文字、数学。 物理学基本的研究方法是什么？答案：建模、 量化计算、独立性原理（线性叠加原理）、实验验证。 在其中贯穿始终的是逻辑论证。空间yxoz 首先将鸟看成一个有质量但没有大小的几何点建模。 将鸟置于一给定的空间里： 将一个带刻度的直角坐标框架建在一个参照物（地面参照系）上（直角坐标系，欧几里得空间），并且此坐标框架与外界无关（绝对的空间）。 设定鸟的飞行随时间变化，每一时刻鸟在空间里都有确定的位置（时间均匀流失，与任

4、何其他事物无关绝对时间）； 确定描述鸟的飞行的描述量（运动的四个物理量）： 位矢、位移、速度、加速度；找出鸟飞行的规律：（运动方程 ）；)(trrdtpdFamFdtvdmF 将鸟看成质点建模； 计算过程和结果都用数学表示量化计算。 由实验给出的规律进行量化，并再由实验来验证实验验证； 时间和空间都是绝对的绝对时空。 结果由初始条件唯一给定决定论； 结果不随时空变化而变化时空平移不变性； 结果完全由客观条件和客观规律决定，与测量者、测量方式、测量仪器无关唯物论的心物观； 物理学有几个基本理论？它们的适用范围分别是什么？物理理论适用范围经典物理学宏观低速量子力学微观相对论力学高速地区排名学校名称

5、类型全国排名总分科学研究人才培养综合声誉1浙江大学综合680.4583.4178.3477.542浙江工业大学理工9363.4163.1164.2960.843浙江师范大学师范11563.0162.1764.3660.614宁波大学综合16162.3061.6863.2960.565浙江理工大学理工16662.2561.6463.2560.446杭州师范大学师范17662.1861.4363.2860.497温州医科大学医药18462.1361.4763.1860.338浙江工商大学财经19462.0561.0863.3360.449杭州电子科技大学理工22661.8860.8563.2360

6、.2810浙江农林大学林业24661.7960.8863.0260.1611温州大学综合24861.7860.5963.1660.6712中国计量学院理工27261.7260.7662.9960.1613浙江中医药大学医药27661.7060.5063.1860.1614浙江财经大学财经31861.5860.3863.0560.1615绍兴文理学院师范33361.5460.3562.9860.1616浙江海洋学院农林36361.4860.3562.9060.00地区排名学校名称类型全国排名总分科学研究人才培养综合声誉17湖州师范学院师范39261.4360.1962.9460.0018嘉兴学院

7、综合42261.3960.1162.8960.1619浙江科技学院理工44161.3760.1062.8960.0020宁波工程学院理工51961.2160.2062.4660.0021台州学院综合53161.1860.1262.4660.0022浙江万里学院理工54761.1660.0262.4860.1623丽水学院师范56161.1560.0662.4560.0023浙江外国语学院语言56161.1560.0762.4560.0025浙江水利水电学院理工61761.1360.0062.4560.0026衢州学院理工69560.0160.0260.0060.00地区排名学校名称类型全国排名

8、总分科学研究人才培养综合声誉4宁波大学综合16162.3061.6863.2960.566杭州师范大学师范17662.1861.4363.2860.49%19. 0%10030.6218.6230.62%100 xx%76. 1%100850835850%100yy 除了科学之外，我们还有别的描述自然界的方式吗？时月夜人鸣出静闲春惊春桂涧山山花中鸟空落 人类对宇宙规律可知还是不可知？换句话说，就是科学发达到一定程度，人们就能掌握宇宙的所有规律呢？还是科学越发达，人们越会感觉到对宇宙的无知？经典物理学的宇宙观是怎样的？ 经典物理学的宇宙观，体现在其关于时空、物质、能量等基本概念的假设以及经典的心

9、物观、语言描述、运动规律、决定论等方面。关于时空 “绝对空间就其本质来说，是与外在的任何事物无关，总是保持着原样和静止不动的。” 牛顿 “绝对而真实的数学上的时间本身，就其本质来说是平稳地流失着的，而与任何外界事物无关。”牛顿绝对时空关于物质构成 牛顿将质点看成微小、致密和不灭的物体，而由它们组成了整个物质世界。 这些质点满足运动定律和万有引力定律，并按此规律运动。 “在我看来很可能上帝最初就将物质创造成致密、具有质量、坚实、不可穿透和能运动的粒子，并使他们具有这样的大小和形状，以及这样的一些其他性质，占有这样大的一部分空间，以便最适于实现他创造它们的目的。这些原始的粒子是致密的，比它们组成的

10、任何多孔物体都要坚实得多，以至于决不会磨损和破碎，没有一种普通的力量能够将上帝在创世时亲手所造之物分割开来。” 光学牛顿著质能关系质量：描述物体属性的物理量： 反映物体所含物质的多少； 物体惯性大小的量度； 物体所受引力大小的量度。能量： 描述物体运动属性的共性物理量。 质量具有能量，能量是质量具备的一种运动属性，质量和能量是两种不同的东西。经典物理学的心物观 实验结果真的是纯客观的吗？ 本身受到测量手段的限制，只能测本身受到测量手段的限制，只能测到对象的某些性质而非全部，却要对到对象的某些性质而非全部，却要对其整体下结论其整体下结论不准确、不真实；不准确、不真实； 测量必须参与，参与会破坏测

11、量环测量必须参与，参与会破坏测量环境，因此，测量手段影响测量结果境，因此，测量手段影响测量结果不客观、不真实；不客观、不真实； 结果由初始条件唯一决定决定论。牛顿思想的根源是什么？笛卡尔分割（详见笛卡尔所著的笛卡尔分割（详见笛卡尔所著的第一哲学沉思集第一哲学沉思集） 主张精神与物质是两个独立存在的并列的实体二元论。 在微观世界里，经典物理学面临哪些困难？ 笛卡尔思想方法的结果是： 在笛卡尔分割下，整个世界变得简单，在理性思维下，简单的世界可以被量化研究。 粒子大角散射、黑体辐射、光电效应、康普顿效应、原子线光谱、迈克尔逊-莫雷实验、电子衍射实验、单光子干涉实验等。粒子源 粒子大角散射实验 卢瑟

12、福：“这是我一生中从未有的，最难以置信的事，它好比你对一张纸发射出一发炮弹，结果被反弹回来而打到自己身上” 这个实验更重要的意义在于告诉大家了一个事实：原子内部几乎是空的彻底颠覆了牛顿的物质观。 黑体辐射实验说明微观世界是不连续的。 光电效应实验证明了光存在粒子性。 电子衍射实验证明了实物粒子具有波动性，同时否定了决定论的权威性。r 答案：微观粒子是有机的，有信答案：微观粒子是有机的，有信息处理能力。息处理能力。 微观粒子有生命吗？ 单光子双缝干涉实验 光子如何知道是双缝全开还是只开一条缝的？ 所有微观粒子都是有机的！ 单光子实验表明了物质的有机性 “一切量子力学过程可能都与意识有关。” E.

13、H.Walker。 “神经细胞彼此之间有无形的沟通物质，这就是灵识的构成，人体内蕴藏着一个非物质的思想与识力的我，那是在胚胎时期，或极年幼时，进入肉体大脑的，它控制这大脑，就好比人脑指挥电脑。” 一九六三年荣获诺贝尔医学奖获得者，英国科学家约翰艾克理酣爵士 迈克尔逊-莫雷测“以太（ether）”风实验动摇了牛顿的绝对时空观北西东南以太风 狭义相对论不但给出了全新的时空观和质能观，更给出了全新的心物观。 相对论坐标变换（洛伦茨变换）中时空相关时空不可分； 时空、质量、能量等和观察者有关不存在纯客观：长度在运动方向收缩： 221cull运动者时间变慢： 运动者质量变大： 质能关系表明质量和能量不可

14、分:221cutt2201cumm2mcE 近代物理学与经典物理学最大的区别是宇宙观的区别。 经典物理学近代物理学区别时空 绝对时空 时空相对且不可分分割还是统一物质构成粒子、波、真空量子场空与形的统一事物有机性无机，无意识有机，有意识主被动还是互动事物 观测者与统一 被观测者性 质能关系 空与形观测者与被观测者各自独立能量为质量的属性，两者无关形是位于空中的独立实在观测者变成参与者，之间不可分质能不可分，是一个终极实在的两种表现空与形是一个终极实在的两种表现主客观可分不可分质能的分割与统一空与形的分割与统一因果关系语言描述符合决定论，因决定果语言、数学皆能完备描述非决定论，一因多果，一果多因

15、和数学相比，语言不能完备描述有争议对理解者智慧的要求不同 所谓初心，就是童心，就是不受任何思想、观念束缚的心。初心是创造性思维的前提。接受了许多教育的成年人仍能保持初心是难能可贵的，也是罕见的，更是伟大的。 唯有具备初心，才是具备创造性思维的前提。 一个有超凡的创造性能力的人，应该是一个对混沌不明的事物具有高度容忍性的人。 功夫老辣 情感纯真 关于无理： “我们经验的事情越是无理，我们就越清楚地体验到我们自设的认知结构的界限。我们对实相总是施加种种模式，凡是不符合这些模式的，我们就认为无理。但是，事实上除了这个说无理无理的心智之外，实在别无无理之物了。” 盖瑞.祖卡夫 1951年爱因斯坦在给米

16、歇尔.贝索的信中说：“整整五十年的苦思冥想, 没有使我更接近于解答光量子是什么这个问题。” 海森堡说：“我记得和波尔讨论了好几个小时，直到深夜，并且几乎以绝望而告终；讨论结束后，我独自到附近的公园去散步，我反复自问：难道大自然有可能像我们在这些实验中看到的那样荒唐吗？” 玻尔： “作为原子理论教程的类比当试图协调我们在实际存在这出壮观的戏剧中既是观众又是演员的身份时，释迦和老子这样的一些思想家们已经遇到过那些认识论上的问题。” 爱因斯坦：“没有宗教的科学是跛子，没有科学的宗教是瞎子。 “近代最重要的发展也许是神秘世界观（在东方占优势，但并不仅仅是在东方）和在当代知识前沿的科学家中显露出来的真实

17、性范式之间日益趋同。” 摘自K.辛格为拉兹洛微漪之塘所题序言二 “奇哉，奇哉！一切众生皆具如来智慧德相，但因妄想执着，不能证得，若离妄想，一切智，自然智，即得现前。” 释迦牟尼 “法身、佛性、真如、如来、涅磐、如来藏、非心心、诸法实相” “.诸法空相，不生不灭，不垢不净，不增不减。“ 摘自心经 事物的统一性。 “色不异空，空不异色。色即是空，空即是色。“是爱因斯坦质能关系的佛教阐释。宇宙的本质是有机的 宇宙的本质是空。空不是空无一物，恰恰它包罗万象。 无中生有 具有初心是禅宗对弟子悟道最基本的要求。 关于因果律。 西方自然科学讲究实验验证，只认阳不认阴。 关于语言描述。 光子、电子、电子云、原

18、子核，波光子、电子、电子云、原子核，波粒二象性、电子轨道、电子自旋、量粒二象性、电子轨道、电子自旋、量子场，甚至宇宙大爆炸等等子场，甚至宇宙大爆炸等等 “特别是，相对论（从某种程度上）和量子理论（在很大程度上）引起了对宇宙是一个可直观想象的和可知的秩序这一假设的疑问。世界的本质开始变得难以描述。” 玻姆 如来相（本来面目）、般若如来相（本来面目）、般若（智慧）、禅那（静虑）、阿（智慧）、禅那（静虑）、阿褥多罗三藐三菩提（无上大智褥多罗三藐三菩提（无上大智慧）等等。慧）等等。 若世界实有，则是一合相。一合相者，则是不可说，但凡夫之人贪著其事。” 金刚经.第三十品 一合理相分 “双亲生汝前，汝本来面目如何？”； “双手相叩出声音，只手音声如何闻？” “黄昏鸡报晚，夜半日当头。”