物理观念是物理世界在人脑中留下的概括的形象，是人对物理世界的根本认识，物理科学的发展，最集中地反映在物理观念的变更。物理观念的变更，一方面不断加深了人们对自然的认识，使物理科学向着客观世界的终极真理无限逼近;另一方面也在不断修正人对自然的直觉认识，使物理科学逐步摆脱有限的直觉的羁绊而形成范围愈来愈广的科学体系。 创造性思维，是指具有创新的思维，即通过特殊形式，产生新颖成果的思维过程。创造性思维的实质表现为选择、突破和重构的统一，创造性思维是逻辑思维和形象思维、发散思维和聚合思维、直觉和想象辩证统一的有机综合体(灵感可看作是想象和直觉的高度统一）。 物理学的发展过程充满着创造性思维，物理观念和创造性思维有着相互作用的联系。 1.创造性思维产生新观念，旧观念阻碍创造性思维 在物理发展史上，这种现象很多。 1820年4月的某一天，奥斯特在讲授电和磁方面的问题，突然想到，以前所有实验都把电流的磁力想成是纵向的，小磁针总是垂直于导线放置，倘若把小磁针与导线平行放置会怎样呢?于是在讲课后，他立即把磁针与导线平行地放置在导线的下方，当接通电源时，他惊喜地发现，小磁针向垂直于导线的方向大幅度地转了过去;他又立刻调转了电流的方向，发现磁针向着相反的方向转了过去，从而发现了电流的磁效应。 可以设想，奥斯特如果一味地研究磁针与导线垂直的情形，坚定地把磁力想成是纵向的，就不会得到他的伟大发现，正是他冲出了旧观念的案臼，进行发散思维，把磁针与导线平行放置试一试，才发生了伟大的奇迹，发现了在此以前从未发现过的环形磁力。 在自然力是统一的这一哲学观念指导下，不少物理学家进行逆向发散思维，提出了一个问题:既然电可以转化为磁，那么它的逆效应(即磁转化为电)是否存在?法拉第从1822年开始便探索如何使磁转化为电，奋斗了9年，终于发现了电磁感应定律。 法拉第敏锐地觉察到运动形式之间的转化所表现出来的形态是可以下同的，这一点是非常重要的。正因为着这一认识导致了电磁感应定律的发现。安培、科拉顿由于没有这样的观念，以至坐失良机。 的工作是给科学研究“拖了后腿”。 汤姆逊从基元性原理出发，用比原子小的微粒来解释他的实验结果，终于成为第一位 最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人。 爱因斯坦在创造狭义相对论、广义相对论时，相对性原理(又称对称原理)起了基础性的作用。爱因斯坦写道:“狭义相对论的普遍原理包含在这样的一个假设里:物理定律(从一个惯性系转移到另一个任意选定的惯性系的)洛仑兹变换是不变的，这是对自然规律的限制性原理……”爱因斯坦的广义相对论的两条基本原理也是两条:广义相对性原理(物理定律在任何参照系中都可以表示为相同的形式)和等效原理。 科学的探索和美学的追求的一个典型的例子就是近代天文学的迅速发展。哥白尼与开普勒之所以反对托勒密的“地心说”，而主张‘旧心说”，除了历法改革的需要之外，更主要的是因为他们认为日心说在数学上更简单、更完美，因而更符合宇宙的“奇妙的对称”和“美妙的和谐”。 纵观现代宇宙说的成就，雄辩地说明了坚持宇宙在大尺度上的“简单、对称、和谐”的美学原则的重要性。在现代宇宙学中和在物理学的其他领域中，坚持真与美的统一原理即把“外在的事实证明”和“内在的完善”结合起来作为选择理论的准绳永远是一条成功之路。半个多世纪以来，现代宇宙学会取得如此重大的成就，除了得到天文观测上的大量支持以外，还坚持了以下物理学的美学标准:①简单性，非相对论简单的引力场△cp = 4nKP和逻辑简单的广义相对论引力场方程。②对称性，宇宙物质分布的均匀性和各向同性的假设(宇宙学原理)。③和谐性，大尺度宇宙的统一特征，这些统一特征是宇宙演化规律的外部表现，其内在的根源则是宇宙本身的和谐。 关于其他方法论原理(z)，如统一性原理、互补原理等，有的已在前二个部分提到，这里 不再介绍了。 现代科学技术的迅速发展，促使人们的思维方式也发生了变革，也给人们提供了科学的创造精神。正如爱因斯坦所说:科学的创造性精神活动的开展，需要不断地争取两类自由，外在的自由和内心的自由。外在的自由是指探讨科学知识的言论自由，内心自由是指思想上不受权威的社会偏见的束缚，也不受一般违背哲理的常规和习惯的束缚。没有这种勇敢的创造精神，就不可能有科学的繁荣和进步。 随着现代科学的迅猛发展，世界正面临挑战，面对这样的形势，我们的思维只有改变旧观念，树立新观念，运用新的思维形式，掌握新的思维方法，即创造性思维，才能驾驶新的时代潮流。本文从物理科学观念和创造性思维的关系阐述.以求有所启示。 整理：董友军（汕头实验中学） 来源：《福建教育学院学报》2000年第2期。 |
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