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學物理有什麼用知乎

發布時間:2022-04-24 09:43:21

⑴ 物理學有什麼用

物理學是研究自然界基本規律的科學.它的英文詞physics來源於希臘文,原義是自然,而中文的含義是「物」(物質的結構、性質)和「理」(物質的運動、變化規律).中文含義與現代觀點頗為吻合.現代觀點認為物理學主要研究:物質和運動,或物質世界及其各部分之間的相互作用,或物質的基本組成及它們的相互作用.

物質可以小至微觀粒子——分子、原子以至「基本」粒子(elementaryparticles).所謂基本粒子,顧名思義是物質的基本組成成分,本身沒有結構.然而基本與否與人們的認識水平以及科學技術水平有關,因此對「基本」的理解有階段性.有鑒於此,物理學家簡單地稱之為「粒子」.有時為了表達認識的層次,我們仍然可以說:「現階段的基本粒子為……」.當前我們認為基本粒子有輕於(lepton)、誇克(quark)、光子(photon)和膠子(gluon)等等.科學家們正在努力尋找自由誇克.此外,分數電荷、磁單極也在尋找之列.我們周圍的物體是物質的聚集狀態.人們可以用自己的感官感知大多數聚集狀態的物質,並稱它們為宏觀(macroscopic)物質以區別前面所說的微觀(microscopic)粒子.居間的尺度是介觀(mesoscopic),而更大的尺度是宇觀(cosmological).場(field)傳遞相互作用,電磁場和引力場就是例子.

在物理學的范圍內,物質的運動是指機械運動、熱運動、微觀粒子的運動、原子核和粒子間的反應等等.運動總是發生在一定的時間和空間.時間和空間首先是作為物質運動的舞台,但最後也成了物理學研究的對象.

現在知道物質之間的相互作用有四種,即萬有引力、弱相互作用、電磁相互作用和強相互作用.

愛因斯坦(A.Einstein,1879—1955)生前曾致力於統一場論的工作,試圖用統一的理論來描述各種相互作用.在60年代,走向統一有了突破性的進展.格拉肖(S.L.Glashow)、溫伯格(S.Weinberg)和薩拉姆(A.Salam)等人發現弱相互作用和電磁相互作用可以統一,用弱電相互作用(electroweak)來描述.魯比亞(1983[1],C.Rubbia)等提供了實驗支持.大統一理論(Grand Unification Theory,GUT)試圖將強相互作用也統一進去,而超對稱理論更企圖將引力也納入其中.還有人在尋求其他的相互作用.對此,在Physics Teacher期刊上曾有一篇文章題為「存在第五種基本力嗎?」專門討論這一命題[6].在高級的理論中,相互作用只不過是交換物質,如電磁作用交換光子、強作用交換膠子.

物理學的一個永恆主題是尋找各種序(orders)、對稱性(symmetry)和對稱破缺(symmetry-breaking)[10]、守恆律(conservation laws)或不變性(invariance).物質的有序狀態比我們想像的要廣泛得多.除了排列整齊的位置序以外,還可以有指向序.超導態也是一種有序狀態.對稱性通常指靜止的空間幾何對稱,如太極圖、八卦、晶體中的平移和旋轉對稱.實際上,對稱性還可以是動態的,可以是時間反演對稱、物質—反物質對稱以及更為抽象的規范對稱等等.

就物理學和其他科學的關系而言,我們可以說:

·物理學是最基本的科學.

·物理學是最古老、發展最快的科學.

·物理學提供最多、最基本的科學研究手段.

最基本的體現是在天文學、地學、化學、生命科學中都包含著物理過程或現象.在這些學科中用到不少物理學概念和術語是很自然的.最基本還意味著任何理論都不能和物理學的定律相抵觸.例如,如果某種理論破壞能量守恆定律,那麼這一理論就很成問題.當然,某些物理理論本身或一些階段性的工作本身也是在不斷地完善.

19世紀中葉之前,物理學曾是完完全全的實驗科學.力學中的理論問題被認為是數學家的事.19世紀末,在當時處於世界物理學中心的德國的大學里,開始設置理論物理學教授的席位.此後,隨著人類的認識能力逐步深入,逐步深入到不能靠直覺把握的微觀、高速、宇觀現象,20世紀初建立了狹義和廣義相對論,以及量子力學這些深刻的物理理論.到了20世紀中葉,物理學已經成為實驗和理論緊密結合的科學.20世紀後半葉由於電子計算機的發展,既改變了理論物理的工作方式,也擴大了實驗的涵義.目前物理學已經成為實驗物理、理論物理、計算物理三足鼎立的科學.實驗提供的條件比自然界出現的更富變化和更靈活可控,而物理理論則給出了對自然界的數學描述.計算物理學是重要的新分支,有自己獨特的研究方法.計算機實驗可以提供比通常的實驗更為變化豐富和靈活控制的條件.不過通常需要用到超級計算機.

物理學中最重大的基本理論有下面5個:

·牛頓力學或經典力學(Mechanics)研究物體的機械運動;

·熱力學(Thermodynamics)研究溫度、熱、能量守恆以及熵原理等等;

·電磁學(Electromagnetism)研究電、磁以及電磁輻射等等;

·相對論(Relativity)研究高速運動、引力、時間和空間等等;

·量子力學(Quantum mechanics)研究微觀世界.

後兩個理論主要是在20世紀發展起來的,通常認為是現代物理學的核心.以上理論中沒有一個被完全推翻過,也沒有一個是永遠正確的.例如,牛頓力學在高速情形下,應該用狹義相對論來代替;而對於強引力,它又偏離於廣義相對論,但在它的適用范圍內仍然是精確的.科學的理論總是要發展的,需要根據新發現的事實進行修正.在教科書中只介紹一種版本的做法很可能導致「理論是唯一的」這樣的觀念.事實上,理論決不是唯一的.科學理論往往在美學上令人賞心悅目,在數學上優雅而普適,但是僅僅有這些是決不可能流傳下來的.理論和思想必須經受實驗的檢驗和驗證.物理學中的理論和實驗在相互促進和豐富中得到發展.

一個沒有思想的實驗工作者可以發現無窮無盡的事實,不過毫無用處.理論家如果不受實驗檢驗這一約束也可能產生出極其豐富的思想,不過與大自然毫無關系而已.

通常的科學研究方法是:

·通過觀測、實驗、計算機模擬得到事實和數據;

·用已知的可用的原理分析這些事實和數據;

·形成假說和理論以解釋事實;

·預言新的事實和結果;

·用新的事例修改和更新理論.

上述的後3步都是關於理論的.以上所說的科學研究的步驟是常規的.有時候,有的人可能並不遵循這樣的過程.常常直覺(intuition)或者預感(premonition)會起相當的作用.有時候,機遇(運氣或偶然)對於成功也會起作用,使你獲得一則重要的信息或發現一個特別簡單的解.要學會在恰當的時機提出恰當的問題,並找到問題的答案.有時還必須忽略一些「事實」,原因是這些並不是真正的事實或者它們無關緊要、自相矛盾;或者是由於它們掩蓋了更重要的事實或考慮它們使問題過於復雜化.據說,有一次有人問愛因斯坦:如果邁克耳孫-莫雷(Michelson-Morley)實驗並不導致光速不變你怎麼辦?他說:他將忽略那些實驗結果,他已經得到了結論,光速必須被認為是不變的.關於愛因斯坦1905年提出狹義相對論時是否知道邁克耳孫-莫雷實驗,曾發生過長時間的爭論.有人認為愛因斯坦在他的著作中沒有留下他知道邁克耳孫-莫雷實驗的絲毫痕跡,他可能純粹通過理論推理和他們(邁克耳孫與莫雷)得出了相同的結論.愛因斯坦的首席傳記作家培斯(Abraham Pais)篩選了許多歷史記載,得出結論說,愛因斯坦確實知道這一實驗.新近有一篇愛因斯坦在1922年的演說的英文翻譯稿刊登在Physics Today上[8].此文是根據原來的德語演講的日文記錄整理、翻譯的[見第九章參考文獻(13)].譯者讓愛因斯坦「本人」表示,他知道這一實驗.

大學物理的學習中,除了學習事實、定律、方程和解題技巧外,還必須努力從整體上掌握物理學.要了解各分支間的相互聯系.現代觀點認為,應該從整體上邏輯地、協調地來把握物理學.學習中,對於基本物理定律的優美、簡潔、和諧以及輝煌應該有所體會,要學會鑒賞其普適程度,了解其適用范圍.還要學會區別理論和應用,物理思想和數學工具,一般規律和特殊事實,主要和次要效應,傳統的和現代的推理方式等等

⑵ 學物理有什麼用

我覺的學習物理,多多少少對自己平常的生活還是起到一點常識作用的。
在生活中很多現象都跟物理有關。如電學,光學,力學的應用。至少你通過物理中"力的作用是相互的"這一點,知道砸東西不該用自己的手吧。在平時的日常生活,我們也應該掌握有關的用電知識,對用電器的用電環境,電路,功率等都需要有一定的認識,通過學習物理才能完善。
所以物理至少是一門比較貼合生活的學科。

⑶ 學物理有什麼作用

有用,不管你將來從事什麼工科類的工作,都需要用到物理的基礎知識。。
比如磁場,電流,沒有物理學的基礎,這些東西你學起來就很吃力
我是做電氣設計的,就需要用到物理學基礎。

⑷ 學習物理能給我們帶來什麼好處

物理是一門貼近生活的學科,它能幫助解決、認識生活中很多現象.
如電學,光學,力學的應用.有了電,能使我們的生活更加方便,但是在電學的領域還需要我們了解的,開發的還有很多很多;就在平時的日常生活,我們也應該掌握有關的用電知識,對用電器的用電環境,電路,功率等都需要有一定的認識,這樣我們才可以更安全,更全面的將電為我所用,而學習物理從某種程度上說就是在補充我們這一方面的知識,讓我們更好的生活.
由於物理涉及的范圍廣,有很多職業是和物理有關的,學好物理也為就業提供了比較好的條件.而且學好物理也能培養自己的邏輯思維能力,對事物的理解認識也會有一定的幫助的.總之,學好物理能讓你更好的生活.

⑸ 物理學了有什麼用

你說吃飯對人有什麼用?提供能量啊,但是你能看見怎麼樣消耗嗎?
物理學給你的東西不僅僅是知識,更重要的是耐力,堅持,這些也像能量,你看不到,但是確實存在。並且這些品質對做任何事情都是重要的元素。
上大學你就能感覺到了,學習的大多是理工科的。這就是以後的財富。並且學習物理學後,想跨個專業是很容易的。並且家用電器等都能懂,小毛病自己就可以修的。學物理會變聰明,這是最重要的啊!

⑹ 請問大家學物理有什麼用結合自己體會概括一下,謝謝

學習物理,學習包括一切知識,都是為了了解我們的世界,我們生活的宇宙的。學習物理,不僅可以學到知識、思想,更能體會到人生。
學習物理,正是我們的好奇心決定的,是人類的探索精神決定的。
說學習物理可以學好其他的學科,這只是看中了它的一個使用價值。但是它還有巨大的精神價值,工具品格和文化品格同時存在的。
物理學也與其他學科有著千絲萬縷的聯系,物理學是自然科學的基礎。
這是我的體會。學習物理不僅學習在生活中用它,還學習它的思想品格。

⑺ 學物理有什麼用啊

目前,世界還處於科學蒙昧期,物理作為當今最接近科學的學科自然十分重要。對於國家而言,當前正處於第三次科技革命中,而其主要是由物理學上的多個原理引領的。想要藉此東風以達我復興中華之使命,就必然需要培養物理學的人才;對於個人學習而言,物理學不但是其他諸多學科之基礎,不論理科還是工科,不學習物理學,不掌握物理的基本思想方法,是很難學習與掌握相關的專業知識的。甚至連許多文科類,經濟類,農林類也大量的借鑒物理學以求突破。物理是研究物之本性的,學好物理學自然也能對世界萬物有所理解。對於想追求人生道義,天地至理的人來說,學習研究物理學自然也是大有裨益的。不知道你是什麼情況,只能籠統敘之。倘若你還在中學階段,又恰巧沒有遇到能夠引起你學習物理學興趣的老師,而對物理學失去了興趣。那麼建議你還是慢慢的自己走進她的世界去發現她的美。總之,物理學很重要,而且很美。

⑻ 學物理有什麼用

在物質層面,現在社會科技日新月異,掌握基本物理知識可以讓你走入社會不會有陌生和被動的感覺,不僅容易掌握現代的基本設備(如各種家電),而且也不容易上當受騙(現在偽科學和利用這些騙人的很多)!
在思想上,物理可以提升個人的唯物主義價值觀,可培養人實事求是的精神和理念,因此不大會迷信別人,而且做事判斷更容易成功,可以少走很多彎路!
在精神側面,學物理容易理解客觀決定主觀,理解宇宙自然的浩渺無邊,只有尊重科學規律才能得到應有的收獲,所以學物理可以防止人的思想走極端而產生心理疾病。還可以令人控制過多的慾望,道德高尚,不簡單追求物質而注重精神生活。會變得寬容,心態良好的度過一生。

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