财务管理选修论文《物理学中的哲学》选修论文.doc
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1、 工程技术学院学 年 论 文题 目 物理学中的哲学姓 名 学 号 所在系部 管理系 专业班级 10gb财务管理4班 指导教师 日 期 2012年4月30日 目 录摘 要.31、物理学.41.1物理学的含义.41.2物理学的发展史52、哲学.102.1哲学的含义.102.2哲学的发展史.103、物理学与哲学的联系.193.1物理学的起源.193.2哲学对物理学的作用.193.3物理学推动哲学的发展22结束语.23参考文献.24摘 要科学分为自然科学与社会科学,自然科学分为物理、化学等学科,而社会科学分为文学与艺术。但哲学是研究自然科学与社会科学的思维过程以及原理的学科,他独立于科学之外,但有与科
2、学有一定联系的学科。爱因斯坦的相对论就是从哲学的角度来揭示物理定理之间的内在规律性联系和非规律性联系,是哲学思想向物理学延伸的最好例证。所以说他们即是哲学家,有时物理学家,只有从哲学角度来宏观地看物理,才能获得最本质的东西。早期的物理学起源于哲学,也就是说物理学是在哲学的基础之上派生而演变、发展起来不同于哲学的研究领域的学科体系。例如,物理学中的巨人牛顿,常采用因果律、共同性原则和归纳法来分析、解决问题。他曾撰写了自然哲学的数学原理一书,从很大程度上说明了物理学与哲学有密切的关系,因而早期的物理学与哲学在研究的领域中并没有多大界限上的区分。 关键词:物理学 ,哲学 ,联系, 区别1 物理学1.
3、1物理学的含义物理学是研究自然界基本规律的科学.它的英文词physics来源于希腊文,原义是自然,而中文的含义是“物”(物质的结构、性质)和“理”(物质的运动、变化规律).中文含义与现代观点颇为吻合.现代观点认为物理学主要研究:物质和运动,或物质世界及其各部分之间的相互作用,或物质的基本组成及它们的相互作用。 物质可以小至微观粒子分子、原子以至“基本”粒子.所谓基本粒子,顾名思义是物质的基本组成成分,本身没有结构.然而基本与否与人们的认识水平以及科学技术水平有关,因此对“基本”的理解有阶段性.有鉴于此,物理学家简单地称之为“粒子”.有时为了表达认识的层次,我们仍然可以说:“现阶段的基本粒子为”
4、.当前我们认为基本粒子有轻于(lepton)、夸克(quark)、光子(photon)和胶子(gluon)等等.科学家们正在努力寻找自由夸克.此外,分数电荷、磁单极也在寻找之列.我们周围的物体是物质的聚集状态.人们可以用自己的感官感知大多数聚集状态的物质,并称它们为宏观(macroscopic)物质以区别前面所说的微观(microscopic)粒子.居间的尺度是介观,而更大的尺度是宇观(cosmological).场(field)传递相互作用。 诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:“与其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方
5、法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚
6、蠢的民族!1.2物理学的发展史物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一,如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的物理学。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究,而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比和古希腊时期,当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密;随后这些学说被传入阿拉伯世界,并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说;最终这些学说传入了西欧,首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔培根。然而在当时的西方世界,哲学家们普遍认为这些
7、学说在本质上是技术性的,从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上,类似的研究数学的方法也在发展中。在这一时代,包含着所谓“自然哲学”(即物理学)的哲学所集中研究的问题是,在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段(而不仅仅是描述性的)。根据亚里士多德以及其后苏格拉底的哲学,物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的,这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先,同样来自于这些哲学传统,并在中世纪时由当时的哲学家菲洛彭洛斯、伊本西那、布里
8、丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。力学是最原始的物理学分支之一,而最原始的力学则是静力学。静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机械,如杠杆、滑轮、斜面等。古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理,如杠杆原理和阿基米德定律。但直至十六世纪后,资本主义的工业进步才真正开始为西方世界的自然科学研究创造物质条件,尤其于地理大发现时代航海业兴起,人类钻研观测天文学所花费的心力前所未有,其中以丹麦天文学家第谷布拉赫和德国天文学家、数学家约翰内斯开普勒为代表。对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究力学运动的绝佳领域。1609和1619年,开普勒先后发
9、现开普勒行星运动三大定律,总结了老师第谷毕生的观测数据。在十七世纪的欧洲,自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻,他们持有的观点是,从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。被誉为“现代自然科学之父”的意大利(或按当时地理为托斯卡纳大公国)物理学家、数学家、天文学家伽利略伽利莱就是这场转变中的领军人物。伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后,在此之前列奥纳多达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯哥白尼的日心说以及弗朗西斯培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素,哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述
10、。伽利略意识到这种数学性描述的哲学价值,他注意到哥白尼对太阳、地球、月球和其他行星的运动所作的研究工作,并认为这些在当时看来相当激进的分析将有可能被用来证明经院哲学家们对自然界的描述与实际情形不符。伽利略进行了一系列力学实验阐述了他关于运动的一系列观点,包括借助斜面实验和自由落体实验批驳了亚里士多德认为落体速度和重量成正比的观点,还总结出了自由落体的距离与时间平方成正比的关系,以及著名的斜面理想实验来思考运动的问题。他在1632年出版的著作关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话中提到:“只要斜面延伸下去,球将无限地继续运动,而且不断加速,因为此乃运动着的重物的本质。”,这种思想被认为是惯性定律的
11、前身。但真正的惯性概念则是由笛卡尔于1644年所完成,他明确地指出了“除非物体受到外因作用,否则将永远保持静止或运动状态”,而“所有的运动本质都是直线的”。 伽利略在天文学上最著名的贡献是于1609年改良了折射式望远镜,并借此发现了木星的四颗卫星、太阳黑子以及金星类似于月球的相。伽利略对自然科学的杰出贡献体现在他对力学实验的兴趣以及他用数学语言描述物体运动的方法,这为后世建立了一个基于实验研究的自然哲学传统。这个传统与培根的实验归纳的方法论一起,深刻影响了一批后世的自然科学家,包括意大利的埃万杰利斯塔托里拆利、法国的马林梅森和布莱兹帕斯卡、荷兰的克里斯蒂安惠更斯、英格兰的罗伯特胡克和罗伯特波义
12、耳。艾萨克牛顿 1687年,英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家艾萨克牛顿出版了自然哲学的数学原理一书,这部里程碑式的著作标志着经典力学体系的正式建立。牛顿在人类历史上首次用一组普适性的基础数学原理牛顿三大运动定律和万有引力定律来描述宇宙间所有物体的运动。牛顿放弃了物体的运动轨迹是自然本性的观点(例如开普勒认为行星运动轨道本性就是椭圆的),相反,他指出,任何现在可观测到的运动、以及任何未来将发生的运动,都能够通过它们已知的运动状态、物体质量和外加作用力并使用相应原理进行数学推导计算得出。伽利略、笛卡尔的动力学研究(“地上的”力学),以及开普勒和法国天文学家布里阿德在天文学领域的研究(“
13、天上的”力学)都影响着牛顿对自然科学的研究。(布里阿德曾特别指出从太阳发出到行星的作用力应当与距离成平方反比关系,虽然他本人并不认为这种力真的存在)。1673年惠更斯独立提出了圆周运动的离心力公式(牛顿在1665年曾用数学手段得到类似公式),这使得在当时科学家能够普遍从开普勒第三定律推导出平方反比律。罗伯特胡克、爱德蒙哈雷等人由此考虑了在平方反比力场中物体运动轨道的形状,1684年哈雷向牛顿请教了这个问题,牛顿随后在一篇9页的论文(后世普遍称作论运动)中做了解答。在这篇论文中牛顿讨论了在有心平方反比力场中物体的运动,并推导出了开普勒行星运动三定律。其后牛顿发表了他的第二篇论文论物体的运动,在这
14、篇论文中他阐述了惯性定律,并详细讨论了引力与质量成正比、与距离平方成反比的性质以及引力在全宇宙中的普遍性。这些理论最终都汇总到牛顿在1687年出版的原理一书中,牛顿在书中列出了公理形式的三大运动定律和导出的六个推论(推论1、2描述了力的合成和分解、运动叠加原理;推论3、4描述了动量守恒定律;推论5、6描述了伽利略相对性原理)。由此,牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学,建立了基于三大运动定律的力学体系。牛顿的原理(不包括他的数学处理方法)引起了欧洲大陆哲学家们的争议,他们认为牛顿的理论对物体运动和引力缺乏一个形而上学的解释从而是不可接受的。从1700年左右开始,大陆哲学和英国传统哲学之间产生的
15、矛盾开始升级,裂痕开始增大,这主要是根源于牛顿与莱布尼兹各自的追随者就谁最先发展了微积分所展开的唇枪舌战。起初莱布尼兹的学说在欧洲大陆更占上风(在当时的欧洲,除了英国以外,其他地方都主要使用莱布尼兹的微积分符号),而牛顿个人则一直为引力缺乏一个哲学意义的解释而困扰,但他在笔记中坚持认为不再需要附加任何东西就可以推论出引力的实在性。十八世纪之后,大陆的自然哲学家逐渐接受了牛顿的这种观点,对于用数学描述的运动,开始放弃作出本体论的形而上学解释。牛顿的理论体系是建立在他的绝对时间和绝对空间的假设之上的,牛顿对时间和空间有着如下的理解:绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地、
16、与任何外界事物无关地流逝着。绝对空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。牛顿,自然哲学的数学原理 牛顿从绝对时空的假设进一步定义了“绝对运动”和“绝对静止”的概念,为了证明绝对运动的存在性,牛顿还在1689年构思了一个理想实验,即著名的水桶实验。在水桶实验中,一个注水的水桶起初保持静止。当它开始发生转动时,水桶中的水最初仍保持静止,但随后也会随着水桶一起转动,于是可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状,直到最后和水桶的转速一致,水面相对静止。牛顿认为水面的升高显示了水脱离转轴的倾向,这种倾向不依赖于水相对周围物体的任何移动。牛顿的绝对时空观作为他理论体系的基础假
17、设,却在其后的两百年间倍受质疑。特别是到了十九世纪末,奥地利物理学家恩斯特马赫在他的力学史评中对牛顿的绝对时空观做出了尖锐的批判。2 哲学2.1哲学的含义哲学,是理论化、系统化的世界观,是自然知识、社会知识、思维知识的概括和总结,是世界观和方法论的统一。是社会意识的具体存在和表现形式,是以追求世界的本源、本质、共性或绝对、终极的形而上者为形式,以确立哲学世界观和方法论为内容的社会科学。源出希腊语philosophia,意即“热爱智慧”。社会意识形态之一,是关于世界观的学说。是自然知识和社会知识的概括和总结。哲学的根本问题是思维和存在、精神和物质的关系问题,根据对这个问题的不同解释而形成两大对立
18、派别:唯心主义哲学和唯物主义哲学。2.2哲学的发展史与神学相区别的哲学,开始于纪元前六世纪的希腊。在它经过了古代的历程之后,随着基督教的兴起与罗马的灭亡,它就又浸没于神学之中。哲学的第二个伟大的时期自十一世纪起至十四世纪为止,除了象皇帝弗里德里希二世(11951250)那样极少数的伟大的叛逆者而外,是完全受天主教会支配着的。这一时期以种种混乱而告结束,宗教改革就是这些混乱的最后结果。第三个时期,自十七世纪至今天,比起前两个时期的任何一个来,更受着科学的支配;传统的宗教信仰仍占重要地位,但却感到有给自己作辩护的必要了;而每当科学似乎是使改造成为必要的时候,宗教信仰总是会被改造的。这一时期很少有哲
19、学家在天主教立场上是正统派,而且在他们的思想里世俗的国家也要比教会重要得多。 社会团结与个人自由,也象科学与宗教一样,在一切的时期里始终是处于一种冲突状态或不安的妥协状态。在希腊,社会团结是靠着对城邦的忠诚而得到保证的;即使是亚里士多德(虽则在他那时候亚力山大止在使得城邦成为过时的陈迹),也看不出任何其他体制能有更多的优点。个人自由因个人对城邦的责任而被缩减的程度,是大有不同的。在斯巴达,个人所享有的自由要和在现在的德国或俄国一样地少;在雅典,则除了有时候有迫害而外,公民在最好的时代里曾享有过不受国家所限制的极大的自由。希腊思想直到亚里士多德的时代为止,一直为希腊人对城邦的宗教热诚与爱国热诚所
20、支配;它的伦理体系是适应于公民们的生活的,并且有着很大的政治成份在内。当希腊人最初臣服于马其顿人,而后又臣服于罗马人的时候,与他们独立的岁月相适应的那些概念就不能再适用了。这就一方面,由于与传统断绝而丧失了蓬勃的生气,而另一方面又产生了一种更为个人化的、更缺少社会性的伦理。斯多葛派认为有德的生活乃是一种灵魂对上帝的关系,而不是公民对国家的关系。这样他们便为基督教准备了道路,因为基督教和斯多葛主义一样,起初也是非政治性的,在它最初的三个世纪里,它的信徒们都是对政府毫无影响的。从亚力山大到君士坦丁的六个半世纪里,社会团结既不是靠哲学,也不是靠古代的忠诚,而是靠强力,最初是靠军队的强力,尔后则是靠行
21、政机构的强力,才获得保障的。罗马军队、罗马道路、罗马法与罗马官吏首先创立了,随后又维系了一个强大的中央集权的国家。没有什么是可以归功于罗马哲学的,因为根本就没有什么罗马哲学。 在这个漫长的时期里,从自由的时代所继承下来的希腊观念经历了一番逐渐转化的过程。某些古老的观念,尤其是那些我们认为最富于宗教色彩的观念,获得了相对的重要性; 而另外那些更富理性主义色彩的观念则因为它们不再符合时代的精神,就被人们抛弃了。后来的异教徒们就是以这种方式整理了希腊的传统,使它终于能够被吸收到基督教的教义里来。 基督教把一个早已为斯多葛派学说所包含了的、然而对古代的一般精神却是陌生的重要见解给普及化了。我指的就是认
22、为一个人对上帝的责任要比他对国家的责任更为必要的那种见解。象苏格拉底和使徒们所说的“我们应该服从神更甚于服从人”的这种见解,在君士坦丁皈依基督教以后一直维持了下来,因为早期基督徒的皇帝们都是阿利乌斯教派倾向于阿利乌斯主义。当皇帝变成了正统的教徒以后,这种见解就中断了。在拜占廷帝国它却仍然潜存着,正如后来它在俄罗斯帝国一样,俄罗斯帝国的基督教本是从君士坦丁堡传来的。但是在西方,天主教的皇帝们几乎是立即(除了高卢的某几部分而外)就被异教徒的蛮人征服者所取而代之,于是宗教忠贞应优越于政治忠贞的思想就保存了下来,而且在某种程度上迄今依然保存着。 野蛮人的入侵中断了西欧文明达六个世纪之久。但它在爱尔兰却
23、不绝如缕,直到九世纪时丹麦人才摧毁了它;在它灭亡之前它还在那里产生过一位出色的人物,即司各脱 厄里根纳。在东罗马帝国,希腊文明以一种枯朽的形式继续保存下去,好象在一所博物馆里面一样,一直到1453年君士坦丁堡的陷落为止。然而除了一种艺术上的传统以及查士丁尼的罗马法典而外,世界上并没有什么重要的东西是出自君士坦丁堡的。 在黑暗时代,自五世纪末叶至十一世纪中叶,西罗马世界经历了一些非常有趣的变化。基督教所带来的对上帝的责任与对国家的责任两者之间的冲突,采取了教会与国王之间的冲突的形式。教皇的教权伸展到意大利、法国与西班牙、大不列颠与爱尔兰、德国、斯堪的那维亚与波兰。起初,除了在意大利和法国南部以外
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