淺談高校開設(shè)文科物理的必要性

張軼群

摘 要： 為了培養(yǎng)文科生的科學(xué)素養(yǎng)，本文從幾個(gè)方面淺談高校開設(shè)文科物理的必要性。

關(guān)鍵詞： 文科；物理；科學(xué)素養(yǎng)

從2009年開始，為了提高文科生的科學(xué)素養(yǎng)，王明吉教授在我校部分文科專業(yè)開設(shè)了文科物理的必選課，深受學(xué)生喜歡和好評。但開始時(shí)很多學(xué)生不理解為什么開設(shè)文科物理，甚至有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、文科院老師以及有關(guān)職能部門對是否需要加強(qiáng)文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，怎樣加強(qiáng)都不理解。現(xiàn)結(jié)合我校教學(xué)實(shí)踐，就開設(shè)文科物理課程的必要性，淺談一些體會(huì)和看法。

一、文科生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是人在處理與自然、社會(huì)的關(guān)系中應(yīng)該具備的知識(shí)、精神要素和實(shí)踐能力?？茖W(xué)素養(yǎng)同人文素養(yǎng)都是現(xiàn)代人綜合素質(zhì)的重要方面?？茖W(xué)素養(yǎng)能有效的培養(yǎng)和提高公眾科學(xué)的世界觀和思維方法，已成為國家可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

科學(xué)與人文是相輔相成的，兩者不該有分裂和隔閡。沒有人文的科學(xué)是跛腳的，沒有科學(xué)的人文是盲目的。西方文藝復(fù)興是近代科學(xué)的開始，這時(shí)期以科學(xué)、理性為旗幟的人文精神追求人的自然本性的解放和人的主體性的尊重。同時(shí)，科學(xué)的歷史告訴人們，每一次重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)都帶來人類思想的深刻變化，尤其是現(xiàn)代科技革命更給人們的觀念和信仰帶來巨大震動(dòng)，引起哲學(xué)思想演變，進(jìn)而引起對人與自然、人與人、人與社會(huì)之間關(guān)系的重新認(rèn)識(shí)。

大學(xué)生作為一個(gè)特殊的社會(huì)群體，其科學(xué)素養(yǎng)的水平對于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)知識(shí)傳播的影響是不言而喻的，更應(yīng)引起人們的重視。然而我國當(dāng)前文科大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)狀況并不樂觀。缺乏基本的科學(xué)素養(yǎng)在文科學(xué)生中尤其明顯，我國過早在高中階段實(shí)行文理分科，導(dǎo)致文科學(xué)生科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)不足，缺少科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)方法的培養(yǎng)。對我校學(xué)習(xí)文科物理的文科學(xué)生調(diào)查表明，多數(shù)學(xué)生高中階段沒有學(xué)過電磁學(xué)，超過半數(shù)的學(xué)生不了解萬有引力定律?？梢哉f這些學(xué)生幾乎沒有任何物理常識(shí)，也就更談不上具有基本的科學(xué)素養(yǎng)了。我們看到，中國迷信活動(dòng)仍然有不少受眾，新聞報(bào)紙還常?？吹讲簧賹Α鞍l(fā)明”永動(dòng)機(jī)的“發(fā)明家”的報(bào)道。報(bào)道這些新聞的記者大多是文科出身，如果不是缺乏基本職業(yè)道德在制造話題的話，那么可以說這些記者是明顯缺乏基本的科學(xué)常識(shí)。

我國正處在全面建設(shè)小康社會(huì)的重要階段，需要大批高素質(zhì)人才，而科學(xué)素養(yǎng)正是公民素質(zhì)的核心內(nèi)容。我國公民科學(xué)素養(yǎng)不高的狀況已經(jīng)影響了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。教育部已就高中取消文理分科問題開始征集民意，我國長期以來科學(xué)與人文脫離的教育現(xiàn)狀有望逐漸改善。

我國著名的建筑學(xué)家和教育學(xué)家梁思成1948年在清華大學(xué)作了一個(gè)題為《半個(gè)人的時(shí)代》的演講，詳細(xì)論述了文、理分家導(dǎo)致的人的片面化問題?！翱茖W(xué)與人文分離導(dǎo)致了兩種畸形人的出現(xiàn)：只懂得技術(shù)而靈魂蒼白的空心人和不懂技術(shù)而奢談人文的邊緣人……”。只有將人文素養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)相融合，才能在真正意義上全面提升大學(xué)生的綜合素質(zhì)。時(shí)代要求當(dāng)代大學(xué)生融通文理全面發(fā)展。也就是說，理工科學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)人文素養(yǎng)和人文文化教育，而文科學(xué)生應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)文化教育。21世紀(jì)是科學(xué)的世紀(jì)，不懂科學(xué)，沒有科學(xué)素養(yǎng)的人注定無法適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。

二、開設(shè)文科物理的必要性

由于物理學(xué)的基礎(chǔ)地位和文化功能，開設(shè)文科物理對于提高文科學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有著重要作用。

首先，物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)。物理學(xué)是研究物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)、物質(zhì)之間相互作用、物質(zhì)最基本和最普遍的運(yùn)動(dòng)形式及相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的基本原理滲透物質(zhì)世界的方方面面，滲透自然科學(xué)的所有學(xué)科，應(yīng)用于工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。物理學(xué)是其他許多自然科學(xué)的基礎(chǔ)，是“萬物之理”，是“科技之母”。 例如：生命科學(xué)的發(fā)展也離不開物理學(xué)。脫氧核糖核酸（DNA）是存在于細(xì)胞核中的一種重要物質(zhì)，它是儲(chǔ)存和傳遞生命信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。1953年生物學(xué)家沃森和物理學(xué)家克里克利用X射線衍射的方法在卡文迪許實(shí)驗(yàn)室成功地測定了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。因此，學(xué)好物理能為大學(xué)生更好地學(xué)好其他科學(xué)知識(shí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，有助于培養(yǎng)大學(xué)生嚴(yán)密的邏輯思維能力。

其次，物理學(xué)是工業(yè)革命和高新技術(shù)的先導(dǎo)。沒有蒸汽機(jī)的發(fā)明就沒有工業(yè)革命；沒有電的發(fā)現(xiàn)就沒有現(xiàn)代光明；沒有微電子學(xué)的發(fā)展就不會(huì)有計(jì)算機(jī)，也就不會(huì)有現(xiàn)在的信息時(shí)代。蒸汽機(jī)時(shí)代、電氣化時(shí)代、核時(shí)代、航天時(shí)代、信息化時(shí)代等等，演繹了近現(xiàn)代科技文明的發(fā)展的歷程，近現(xiàn)代人類科技文明史幾乎就是基于物理學(xué)的發(fā)明創(chuàng)造史，“微芯片”、 “納米技術(shù)”等等新的技術(shù)不僅深刻改變?nèi)藗兊纳?，也顛覆了一些傳統(tǒng)的產(chǎn)品。例如：在牛頓力學(xué)和萬有引力定律的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的空間物理，能把宇宙飛船送上太空，使人類實(shí)現(xiàn)了飛天的夢想，也使中國人“九天攬?jiān)隆背蔀榭赡?。只有學(xué)習(xí)物理學(xué)具備一定的科學(xué)素養(yǎng)的人才能對這些有基本的了解。文科學(xué)生如果想要成為企業(yè)高管、政府首腦，對以物理學(xué)研究為基礎(chǔ)的發(fā)明創(chuàng)造與技術(shù)革新就應(yīng)具有基本的洞察與判斷能力。

第三，物理學(xué)既是一門科學(xué)，又是一門文化。從古到今，從中到西，許多物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)都與哲學(xué)思潮相聯(lián)系，許多物理學(xué)家同時(shí)又是杰出的哲學(xué)家，如亞里士多德、愛因斯坦等。物理學(xué)與哲學(xué)的關(guān)系之密切、歷史淵源之久遠(yuǎn)是有目共睹的，一部物理學(xué)史實(shí)際上也就是一部自然哲學(xué)史。物理學(xué)的基本觀點(diǎn)是人們的自然觀和宇宙觀的重要組成部分，物理學(xué)的每一次重大突破，不僅是一次偉大的科學(xué)革命，同時(shí)也是人類思想史上的偉大革命，例如：日心說-宇宙觀；相對論-時(shí)空觀；量子論-物質(zhì)觀等等。因此物理學(xué)既是一門科學(xué)，又是一門文化。從這個(gè)角度上來說，學(xué)習(xí)、研究哲學(xué)等相關(guān)學(xué)科，更深的理解人類文化，必須要有物理學(xué)基礎(chǔ)。

第四，物理學(xué)追求“真”、“善”、“美”。提起物理學(xué)，首先給人一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母杏X，物理學(xué)絕對以真為前提，以真為基礎(chǔ)；人類在探索求真的過程中，又以造福人類為目的，體現(xiàn)著“至上至善”，也不斷享受著她的恩賜；同時(shí)也創(chuàng)造出一次又一次“美”（簡單、對稱、和諧）的感受。物理學(xué)與真、善、美是密不可分的，它們共同的基礎(chǔ)是人類的創(chuàng)造力，它們追求的目標(biāo)都是真理的普遍性。物理學(xué)追求“真”、“善”、“美”的本質(zhì)，對人類文明的進(jìn)步和社會(huì)良性的發(fā)展，都將產(chǎn)生巨大的影響作用，也會(huì)促進(jìn)一個(gè)人完善人格的培養(yǎng)。例如： 19世紀(jì)中葉寫下來的麥克斯韋方程是在20世紀(jì)初通過愛因斯坦的工作才顯示出高度的對稱性，而這種對稱性以后逐漸發(fā)展為20世紀(jì)物理學(xué)的一個(gè)最重要的中心思想。另一個(gè)例子是狄拉克方程，它最初完全沒有被數(shù)學(xué)家所注意，而今天狄拉克流型已變成數(shù)學(xué)家熱門研究的一個(gè)新課題。學(xué)物理的人了解了這些像詩一樣的方程的意義以后，對它們的美的感受是既直接而又十分復(fù)雜的。它們的極度濃縮性和它們的包羅萬象的特點(diǎn)也許可以用布雷克的不朽名句來描述：一粒砂里有一個(gè)世界，一朵花里有一個(gè)天堂。把無窮無盡握于手掌，永恒寧非是剎那時(shí)光。文科學(xué)生需要學(xué)習(xí)物理學(xué)，體會(huì)物理世界的“真”、“善”、“美”。

第五，社會(huì)科學(xué)需要物理學(xué)。物理學(xué)的概念、思想和方法來源于大自然，而人類生活在這個(gè)大自然中，人類社會(huì)的發(fā)展規(guī)律必然要受制于自然法則，因而社會(huì)學(xué)領(lǐng)域的問題往往也可以借用物理學(xué)的概念、思想和方法來處理。事實(shí)上，這方面的例子已經(jīng)不勝枚舉，例如：“熵”的概念，“模型思想”等已被引入社會(huì)科學(xué)之中，并取得了顯著的成就。在我們這個(gè)時(shí)代，物理學(xué)與社會(huì)科學(xué)之間的溝通和滲透越來越強(qiáng)，正如沈致遠(yuǎn)先生所說的：“在社會(huì)科學(xué)中廣泛采用自然科學(xué)的研究方法，關(guān)鍵在人，必須造就具有自然科學(xué)基本知識(shí)的社會(huì)科學(xué)工作者。從長遠(yuǎn)考慮，中學(xué)不應(yīng)該提倡文、理分班，大學(xué)應(yīng)鼓勵(lì)文、理學(xué)院的學(xué)生互相選修對方的課程”。

第六，物理學(xué)是人類“思想和方法”的寶庫。物理學(xué)作為研究自然界最普遍規(guī)律的科學(xué)和最成熟的自然科學(xué)，其思想方法不僅已經(jīng)廣泛地滲透到各種科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，而且是科學(xué)方法的典型代表。對世界觀的形成所起的作用是直接的，其思想和方法對整個(gè)人類文化的發(fā)展始終產(chǎn)生著深刻的影響。例如：牛頓在《原理》中提出了力學(xué)的三大定律和萬有引力定律，把地面上物體的運(yùn)動(dòng)和太陽系內(nèi)的行星的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一在相同的物理定律之中，從而完成了人類文明史上第一次自然科學(xué)的大綜合。它不僅標(biāo)志了16，17世紀(jì)科學(xué)革命的頂點(diǎn)，也是人類文明、進(jìn)步的劃時(shí)代標(biāo)志。它不僅總結(jié)和發(fā)展了牛頓之前物理學(xué)的幾乎全部重要成果，而且也是后來所有科學(xué)著作和科學(xué)方法的楷模。牛頓的科學(xué)思想和科學(xué)方法對他以后三百年來自然科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。因此，文科學(xué)生要想接受科學(xué)精神和科學(xué)方法的教育，首先就必須受到物理學(xué)思想和方法的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

因此，文科大學(xué)生有必要學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本知識(shí)、基本理論、基本思維方式、以及主要的成就與發(fā)展趨勢等這些文科物理課程內(nèi)容，從而不斷提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。

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