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物理之美
物理美学教育探索
物理美学是物理学与美学相交叉的学科,是科学美学在物理学科上的具体表现,作为哲学体系中最重要的美学和作为自然科学基础的物理学相联系的物理美学本身就是一个博大精深的学科,它所研究的对象是自然科学研究中的美学性质和美学表现。
在初、高中的教学中研究和推广物理美学教育对中学生的审美观的形成有着重要的促进作用。
爱因斯坦曾经描述说,物理学是至善至美的科学,他还特别把物理的美归纳为“简单、和谐、完善、统一”。
历史上的科学家更是把自己所发现的科学规律描绘得美不胜收,哥白尼为他的日心说这样写道:
“所有的这些轨道的中心便是太阳,难道说在如此富丽堂皇的宫殿里,还能找出比这更好的地方来安置这样一盏美妙的明灯使它能从这儿照亮一切吗?
”波尔发现电子模型后,爱因斯坦赞叹道:
“这是思想领域中最高的音乐神韵。
”
物理科学的美,是一种艺术的美,但它又与艺术美有很大的不同,物理科学的美是完全建立在“真”的基础上的。
物理科学的美是真和美的统一。
由美可见真,由真可见美。
但不一定真的就美,噪声是真的,但不美。
美的也不一定是真的,早期的地方天圆说就很美但不是真的。
物理科学的美归纳起来就是爱因斯坦所描绘的“简单、和谐、完善、统一”。
一、简单性,物理科学的美在于它的简单。
但这个简单是指的物理表达形式的简单而知识内涵的丰富,是简单和丰富,形式和内涵的对立统一。
一个很简单的公式包涵着深刻的内容,一个条件很少的理论概括了丰富的事实,这就是简单的美。
例如牛顿定律以F=ma的简单形式包涵了宏观世界力和运动的全部特征和表象,这就是简单的美。
爱因斯坦的质能方程E=mc2以极简单的形式概括了相当深刻的物理学、哲学的原理。
当我们深入了解其内涵时,不仅为其简单的外表和深刻的内涵所震动,而且越深入就越体会出它的美。
“自然界喜欢简单,不爱用多余的原因夸耀自己”这是牛顿对简单美的形象阐述,爱因斯坦的狭义相对论只有两条基本假设却建立了相对时空观,揭示了质量和能量的统一,简单的真显示了丰富的美。
二、和谐性,协调、匀称称之为和谐,物理学的形式和内容分别具有和谐性。
形式的和谐是物理概念、方程、现象的和谐,内容的和谐指出了物理规律的矛盾性。
物理学的发展也是在由发现和改变物理规律的不和谐性中前进的,牛顿创立了在宏观世界中和谐的经典力学和电磁理论,但在迈尔克逊实验中指示了经典力学和经典电磁理论的不和谐,导致了量子论和相对论的诞生。
和谐性还包括对称性、守恒性和有序性。
对称美是客观世界的一种典型的美态,物理学中的对称美处处可见,正、负电子,南、北两极,平面镜成像,力矩平衡,波动性和粒子性,对称美还是探索物理新规律的动力,发现正电子后,就引导人们去探索反物质就是一个例子;守恒的美也是一种和谐美,物理学中的质量守恒、电量守恒、能量守恒、动量守恒均是一种守恒的美;有序的美远超过无序的美,波动的能级轨道就是有序美的表现。
三、完善性,物理科学的美还在于它是非缺陷美。
艺术上常把“维娜斯”的雕像作为残缺美的代表,但由于科学的美的基础是“真”,因此物理科学的美就是一种完善的美,牛顿的经典物理学就是宏观世界的一个完美科学,爱因斯坦说过,自然界是完善的,人类得到这个规律时间不会太久了。
四、统一性,多样复杂的物理学世界只有统一起来才有美感。
牛顿力学把运动统一起来,麦克斯韦把电磁现象统一起来,光电效应把波、粒二象性统一起来,质能方程把质量和能量统一起来,这就是统一的美。
每当一个新理论统一了旧领域,这个理论就成为物理学发展的历史转折点。
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物理美学”初探
一、引言
美的内涵是对能引起人们美感的客观事物的共同本质属性的抽象概括,其本质是审美客体合目的性和合规律性的统一。
美的存在也是客观事物的一种表现,是一种普遍的东西。
我们能够认识美的规律,按照美的规律去创造美。
美除了现实生活美(自然美、社会美)和艺术美两种主要的表现形式以外,也普遍存在于物理世界及研究物理世界的科学物理学中。
第一,狭义的物理世界是自然界的一部分,这部分物理世界具有的美也是自然美的一个组成部分。
第二,人造的物理世界是人类发挥了自己的主观能动性,以美的规律创造的物理世界,比如激光、无线电、计算机、超导、航天飞机等以及为了重复和模拟自然现象而创造的实验条件,这一部分是物理学对人类提供的不朽的物质财富,它所产生的美感是自然美所不能包含的。
第三,物理学是人类为研究物理世界而创造的一门科学,它是人类认识世界、改造自然的智慧结晶。
而科学的本质是“真、善、美”,这种科学美,历来为科学大师所推崇,法国数学家彭加勒曾说:
“一个名符其实的科学家,尤其是数学家,他在自己的工作中体验到和艺术家一样的印象。
他的乐趣和艺术家的乐趣具有同样的性质,是同样伟大的东西。
”这种科学美在物理学中表现尤为明显,物理学所揭示的真理就是真与美的统一。
物理美学除了具备科学美普遍的特征外,还有自己独有的一些特性。
物理美是属理性的美。
物理美应包含三部分:
(1)自然物理现象的美;
(2)物理创造的美;(3)物理学作为一门科学的美———物理学美。
二、物理美的几种表现
物理美的主要表现形式是用其具有的性质来表现的,这是形式上的表现,这种表现反映了物理世界、物理学内部的规律性,这就使得这些性质之间具有相互联系,因而没有非常明显的界限,从这一点上看,物理美的讨论具有一定的复杂性。
即使这样,这种划分仍然具有一定的意义。
1.独创性。
科学把独创性定义为一种最高的价值,因为只有通过或大或小具有独创性的科学研究成果,科学才能进步。
独创性的理论成果给人以新奇美。
当我们初次接触到相对论、量子力学、宇宙大爆炸理论时,都有这种美感。
2.统一性。
客观物质世界尽管丰富多彩,但是其本质上具有统一性。
那么描述和揭示客观世界的物理现象及物理规律的物理学也是具有统一性的,它显示出一种崇高的美。
诚如爱因斯坦所说:
“从那些看来直接可见的真理十分不同的各种复杂的现象中认识到它们的统一性,那是一种壮丽的感觉。
”因此,追求理论的统一性,也就成为物理学大师们坚定不移的信念和始终不谕的目标。
正如物理学上电和磁的统一理论———麦克斯韦理论。
爱因斯坦为相互作用统一耗尽了后半生精力,而电磁作用与弱相互作用的统一,导致了许许多多的物理学家致力于规范场理论,其目的正是为了谋求引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用的大统一理论。
3.和谐性。
物理学的和谐性主要表现在其学科自身内容协调和形式匀称,而且与其他认识体系是相容的、一致的。
理论的各个部分以及各种理论之间的和谐、形式的对称,无疑能给人一种和谐的美感。
电磁波与光理论、引力平方反比作用与电荷相互作用的库仑平方律、费尔马原理在力学和光学理论中的和谐、质能关系反映的质量、能量之间的统一性等都存在这种美感。
4.简单性。
科学的简单性在古代自然哲学家以及近代科学家的永不休止追求中得到了充分体现,简单性揭示了科学的质朴美。
5.预见性。
预见性是科学美的又一重要表现,由于客观世界发展是有规律可循的,具有一定的必然性,或者说在一定程度上具有客观的规定性(因果性),所以描述客观世界发展规律的科学就具有这种特性,这在数学上反映为物理规律满足一定的数学物理方程以及满足一定的统计规律,同时事物的规定性又反映了物理内涵与形式的相互联系、相互统一。
如爱因斯坦的诸多理论:
时空对称性与力学守恒律,即关于时间反演对称性对应能量守恒,空间平移对称性对应动量守恒,空间转动对称性对应角动量守恒以及空间反演对称性对应宇称守恒(不过宇称守恒在弱相互作用下被破坏了)。
6.逻辑性。
物理学所用的语言除了物理表述以外,绝大多数理论的思维中用了数学语言,具有逻辑性。
数学有简炼、严密、精确、理想化等特点,这就使得物理学有可能从实验物理转向理论物理。
在物理理论中,物理规律用数学语言描述以后具有形式上的规范性、协变性,从内容上本质更突出、更明了,这种表述给人以简洁的美、协调的美。
它是在数学基础上反映了物理世界内部的和谐、统一和简单。
利用数和形来描述自然是许多伟大科学家的出发点,用数和形来统一客观世界是否能够实现笔者不敢断言,似乎过于简单化了些,但也不是没有道理。
7.适用性。
这里分两个部分来说明:
第一,前面谈过物理学创造了一个人造物理世界,它为人类直接提供了巨大的物质财富和精神享受。
电、电磁波、光子器件、半导体、激光、计算机、原子能和平利用以及超导等,无疑给人类文明增添了光彩,这些科学成果难道不能称之为“科学艺术品”吗?
当这些“艺术品”给你带来方便、带来快乐时,你能不为此而兴奋吗?
这种在局部范围内征服自然的成果给人一种欣慰的美感。
第二,物理运动是自然界最基本的运动之一,因此其运动规律具有普适性,而描述物理运动的物理学则具有广泛的适用性。
如19世纪,物理学基础学科曾对化学、冶金学、医学等学科起过巨大作用,尤其是能量守恒定律更是作为自然界的一个普遍原理为人们所接受。
20世纪相继出现了相对论、量子力学等新的物理学理论,又为人类开辟了一个崭新的时代。
尤其是量子论、相对论是现代科学技术的两大支柱,在这个基础上出现了固体物理、量子电动力学、量子生物学、量子化学等学科。
在技术领域内发展了材料科学、宇航、原子弹、计算机等一系列科学,它们如雨后春笋不断涌现。
量子论和相对论的出现影响到我们认识世界、征服自然的进程,也改变了人类社会本身。
8.非逻辑性。
现代物理学的研究愈是深入愈是表明它的规律具有“非逻辑性”,超越了现有语言。
逻辑是西方文明的骄傲,它一直在统治着人类的理性思维,近代物理学的思想与结果颇有点像东方的神秘主义,具有一定的平行性。
这里,物理学具有一种朦胧的美、神秘的美。
比如波粒二象性、关于测量的思考等,使人不得不对人类与自然的关系进行一些有益的反思,可望重建人与大自然之间的新的同盟,这亦是近代物理学对哲学的主要贡献。
9.“艺术性”。
如果说艺术创造美,那么物理也在创造着艺术,它为艺术的创造提供必要的物质基础和一定的理论依据。
各种乐器之所以具有不同的音色和韵律,你是否注意到其中物理学的贡献,尤其是电子乐器和各种音响设备的出现,更能体现这一点。
绘画艺术中更是离不开物理:
国外超现实主义画家利用物理学中光声规律创造艺术品;节日的联欢晚会上,五彩斑烂,变幻莫测场面,更是离不开光;一幅全息图惟妙惟肖地真实重现了一个立体物体;这些都能给人以“艺术美”的享受,光学现象大都具有这种美感。
三、美感教育及物理兴趣的培养
物理学专业的学生,其中有一部分是主观上愿意学习物理,他们往往对物理感兴趣。
这是一种自发的兴趣,其中不乏物理美的影响。
但如何就物理美进行专门的美感教育,从系统的、较高层次的角度去培养学生的审美思想,提高其学物理的兴趣,也即培养学生从自发到自觉的学习兴趣及对科学的热爱,无疑对学生创造性思维的培养会起到积极的作用。
美感是审美的客体在审美主体———人的大脑中引起的思维活动。
这种从美的观念出发引起人们理智的满足、精神愉悦的过程,同样适用于物理美。
因此如何找出物理美的观念,是美感教育的重点所在。
美感应从两方面谈起:
其一,形象思维方面:
这类似于普通美学所研究的内容。
其二,理性思维方面:
这是确确实实存在的。
美感是审美客体在人的思维中引起的理智的满足,而抽象思维,或者说理性思维、数学思维也能做到这一点,这在科学美中尤其突出。
科学尤其是建立在以近代数学为工具的理论科学中,充分发挥了人类思维的丰富潜力,在一定感性美的观念上,以科学特有的方式提出假说(并非胡说),建立理论而后为实验所证实。
在这方面量子力学为一个典型的例子。
这种以数学思维建立物理理论的方式也能引发美感。
正是这种美感引导着许多的物理工作者为科学而献身———因为他们深信物理是美的,他们因体验到美而陶醉。
物理学的许多文章,其表述之完美令人十分愉快,有时令人向往。
爱因斯坦在谈到相对论中的引力场时曾写到:
“这个希望已经以极其美妙的方式实现了。
甚至不是数学家也必然会清楚地看到,由于补充了此种纯粹形式上的知识,使相对论能为人们明了的程度增进不少。
”当然,形式的统一标志着内部本质的联系,比如麦克斯韦电磁理论以一种完美的形式出现,其美却不限于形式,而在于它揭示了电磁运动的物理本质。
物理美感是与其直觉性、情感性、功利性、主观性分不开的,因此在教学中也应从其他的几个方面引导,激发和培养学生去体验美、认识美、创造美。
实验教学是物理学教学中一个必不可少的环节,学生可以为完成一个实验,也即重复前人的工作而得到一个物理定律或定理的证明而欣慰,他们能体验到这种美,若他们能独立完成一件工作,比如组装一台仪器,那他们会为自己所创造的“艺术品”而满足,若他们能在实验中发现某些问题,从而设法得到解决,那么他们的热情会在很大程度上被激发起来,表现出美感的情感性。
所谓学习兴趣,就是爱好某一活动或力求认识和创造某种事物的倾向性。
爱因斯坦说过:
“兴趣是最好的老师。
教育应当使所提供的东西让学生作为一种宝贵的礼物来接受,而不是作为一种艰苦的任务要他去负担。
”这正是我们探讨美感教育的出发点。
四、物理美育与创造性思维
钱学森把人类思维划分为抽象思维、形象思维、灵感思维、社会思维四类,那么物理思维属于哪一类呢?
这可以从物理学研究问题的方法来探讨这个问题。
物理学研究的方法是采用观察、实验、假说、理想化模型而形成理论,这种理论再回到实践中接受检验。
对物理现象的观察是一个形象思维的过程,在这个过程中,只有能够详尽地、全面地、不失时机地观察才有效。
有时一个忽略的细节或许孕育着一个重要的发现。
实验是人为地重复自然现象的过程,这种重复是按人的意志去做的,具有形象思维和抽象思维两重性质。
理想化模型或者说抽象化模型是一个建立物理概念的重要过程,这种过程需要忽略一些次要因素,而突出主要矛盾和矛盾的主要方面,这要求一定的近似,这种观念的建立影响到理论的建立,因此这时形象思维与抽象思维的结合显示出人类思维的长足之处,同时这种抽象思维往往具有美的许多特征,例如质点、刚体、点电荷、氢原子模型、理想过程等。
建立在概念之上的物理思维常常是运用抽象的逻辑思维来进行的。
随着对科学研究的深入,有些物理现象在原有的知识基础上解决不了,在逻辑思维的基础上不可思议的东西出现了,这就要求在超越了语言的假设上去预言,这就是近代物理建立的基础———假设,当然这种基础是以实验为基本的基石,决非毫无根据的空想。
假设有许多成份是由人的灵感思维所提供的,这种假设的正确与否要由实践来检验(从本质上讲,这也是一种理想化的描述性模型,比如波粒二象性、引力波等)。
总之,物理学家的物理思维———对于现象及其认识的反映,主要通过描述性模型来进行,在这种思维中,形象思维、抽象思维占主要部分,而起决定性转变作用的是灵感思维,这是创造性思维的主要形式。
物理的创造性还常表现为发现新现象、解释新现象和预言新现象,这就是一个发现美、认识美、创造美的过程,在这个过程中,每一个人对美的体验不尽相同,如果能够通过一定方式去激发起这种热情,那么对于从本质上掌握美是大有裨益的。
有人曾对一百多位科学家,其中多数是诺贝尔奖获得者进行了研究,发现绝大多数人所具有的创造性思维是与艺术家、文学家的创作冲动有相似之处,研究者认为,科学研究是对尚待揭示的事物进行深入探索的过程,只有认识了这些内在规律才能提出实用的合理的科学假设。
那么假设又是如何得到的呢?
通过艺术、通过美的联接,每个有建树的物理学家都有这种创作美的冲动。
“美感是智慧的品质”,物理美育就是要求通过审美实践和美的创造实践,培养学生美的感受力、鉴赏力和创造力。
创造心理学认为,在审美活动中所获得的美感和对美的执着追求,可以成为人们进行科学创造的强烈动机,并能培养人们丰富的创造力。
美育活动是培养和发展创造才能最重要的有效方法,尤其是科学创造的关键阶段,美感因素往往起重要而出人意外的巨大作用。
在物理学史上有很多这样的例子,比如爱因斯坦在创立广义相对论的过程中,海森伯在创立量子论的过程中都与他们强烈的美感活动有关,在爱因斯坦那里,正是美感教育活动培养了他惊人的创造力,激起了他强烈的科学探索动机,给他带来了无穷无尽的探索力量和智慧,霍夫曼曾说过:
“爱因斯坦的方法虽然以其渊博的物理学知识作为基础,但在本质上,是美学的、直觉的……他是科学家,更是科学艺术家。
“善于教人者是教人学习方法”,这才是教育的根本目的。
美感教育是培养人们的创造力、激发人的创造心理动机的重要途经,它常常成为人们创造性重大突破的关键,成为人们新鲜活泼的创造精神的契机。
我们进行美育的目的就是要教会学生进行自我美育,去重视美育活动,不断提高自身的美学修养,使自己通过审美实践和美的创造实践,获得巨大的精神享受,从而学得更好,并能自觉地按“美的规律”去创造,最终系统地发展自己的审美能力和创造力,完善自己的审美结构和智能结构,成为一名合格的物理工作者,为科学和教育事业做出更大的贡献。
物理美学思维及其培养
摘 要:
物理学体现科学美的多种特征,物理世界是形式美与科学美的统一。
因此物理教育同样可以培养学生的审美意识和审美情趣,即物理教育具有特殊的美育的功能。
本文从理论与实践上论述了物理教学如何充分挖掘物理学中科学美的因素,促进学生掌握物理知识和发展美学思维,提高鉴赏美和创造美的能力。
关键词:
美学思维 审美 形式美 科学美 逻辑美
物理学是一个充满生机和魅力的学科,在培养实践能力和创新能力方面有独到的优势,但不少学生却将它视为一堆公式和事实的结合,对它望而生畏。
这与平时教学偏重于抽象、逻辑思维的训练,忽视了形象思维的培养,缺乏对物理美的揭示无不关系“真”一旦与美分开,确实变得索然无味。
本文试图结合笔者的教学研究就如何培养学生的美学思维作一探讨。
1.诱发学生的审美情趣,创造物理美学思维的心理条件
物理学的知识是一些抽象的概念、公式和符号,然而当这些知识运用于生活和科学,或使“信息高速公路”通入家庭,或使航天飞机直上太空,它就不再只是一些抽象的概念、公式和符号,而是一种愉悦和力量,这就是物理的内在美。
但物理学的美如同蕴藏在地下的宝藏,是更深一层次的美,是不会轻易显露的,教师要善于挖掘,结合具体教学内容,渗透于各个环节向学生展示美,激发学生爱美的天性,逐渐产生美的意识和审美情趣。
教学实践表明,凡对美有追求的学生,一旦剖析了物理学的美,就往往令他们在对物理学的赞叹中,对学好物理学的兴趣会更浓,学习潜能挖掘得更深,激励他们更主动学习、刻苦钻研的求索精神,构成动因与效果的“正反馈”。
问题在于教师如何创造美的氛围,如何诱发学生的审美激情,让学习能最大限度地发现美、欣赏美、享受美。
1.1通过物理学史激发学生的人格力量美。
古今中外的著名物理学家对科学的不懈追求和为捍卫真理而献身的精神均体现了人格美,他们大量动人的生平事迹就是一部绝好的美育教材。
教师将物理学家的美德转化为教师教学之美,让学生在美的教学中陶冶情操,美化心灵,树立起刻苦学习、顽强拼搏的精神面貌和美德,在美的氛围中培养学生健全的人格。
1.2用丰富多彩的实验达到视觉美感
实验不仅仅是一种教学手段,实际上蕴含着很多美的因素。
直观明了的实验,化抽象为形象,满足学生视觉上美的享受,激发起对未知世界的探求欲望。
如果适时诱导,让学生主动探索、思考,学生就会在这种无穷的乐趣中触摸到物理世界,感受物理世界的美。
如在进行声与波教学时,通过示波器让学生看到乐音是由规律的简谐波组成,学生从美好的视觉以及悦耳的听觉感受中体会到美的存在,反之噪音在示波器上出现的是不规律的波形,这种无序杂乱的振动给人不舒服的感受。
实验在理论的指导下设计、进行,得出结论(理论)后,又回到实践中去,不断地循环往复,这是理论和实验的和谐美———两厢相依,谁也离不开谁;实验所依据的理论以及实验所得到的结论,不管是语言表述、还是数学公式、图像表示,都有严密、简洁之美;实验结论蕴含在丰富多彩的自然现象、实验现象中,而运用实验结论又能解决情形各异的问题,这是结论和现象的多样统一美,等等。
教师在教学时不能只追求实验现象本身信息的准确,忽视了美的价值,而应引导学生在学习中去理解这种美,这样不仅能激发学生的学习兴趣,而且能丰富学习实践的精神生活。
1.3用物理学方法达到思维美感
物理学方法也具有美的价值,教师应不失时机地向学生展示。
例如,物理模型方法从复杂的物理现象或过程中,抓住最本质的特征,舍弃无关因素,暂时撇开次要因素,抽象出简洁明了、主题突出的理想化模型,如质点、理想气体、点电荷、电力线、薄透镜等等,这好像一个训练有素的画家的速写,用极简洁的几笔把一个人的面部特征和个性特点勾划得淋漓尽致,给人以一种简洁美的享受。
再如力的合成将几个力等效合成一个力,而力的分解则把一个力等效分解为几个力;复杂的实际电路等效简化为标准的简单电路;复杂的物理现象过程等效分析为几个简单的物理现象、过程进行分别处理,然后再进行综合,这都无不闪烁着多样统一美、对应和谐美。
运用类比、联想、置换的手段,将难以理解的、抽象的内容转化为学生丰富优美的联想,将知识置于学生常见的美的想像中,让学生始终在美的氛围中获取知识。
如将电流类比水流,电压类比水压;还可将电流与电阻的关系类比为街道上人流与路况的关系,抽象和直观和谐统一,物理和生活融为一体,可激发学生欲透过物理世界去发现美、追求美的激情。
光学研究中光路的空间对称,物体做斜抛运动时所呈现轨迹的时空对称;静电力的平方反比定律公式与万有引力定律公式之间、动量定理与动能定理之间的形式对称;简谐振动、交流电的周期、正电与负电、电生磁与磁生电、作用与反作用、吸引与排斥、粒子与反粒子等对称,给人美的体验;以四大定律的简洁形式所表示的牛顾力学,把天上的星球与地上物体统一起来;物质、能量、动量三大守恒律更是物质世界和谐美的完善体现。
由此可见“惊人的简单”、“神秘的对称”、“美妙的和谐”等美学特征在中学物理中都有许多例证,我们不能只让光辉灿烂的物理之美呆在物理学史家的殿堂之中,而应大开殿堂之门,让它的光芒普照学生们的心田。
2.培养学生美学思维能力的实践探索
2.1引导学生投身于美的创造活动中去,像科学家一样去探索,以美学标准提出物理假说和模型,使他们在其中发现许多奇妙的事情,看到自己的力量和美的力量,联想、想象和直觉等形象思维能力在美的感觉中得到提高。
这是培养学生美学思维能力的途径之一。
例如,在进行功率教学时,启发学生用对称思维,把功类比于位移,功率类比于速度,由速度的公式容易得到功率的公式。
在讲原子内的电子壳层分布时,向学生提问:
有哪些现象与此类似?
学生非常活跃,说太阳系行星的轨道排列与此对称、类似,有的甚至设计了一些小实验来说明不同原子的原子核对电子的束缚力不同:
一根细绳(不同的绳相当于不同的力)的一端系上小物体(电子),另一端让拳头(原子核)抓住,拳头稍一转动,小物体便围绕着拳头旋转。
宏观与微观遥相呼应,物理与生活融为一体,不禁使学生的思维浮想联翩,海阔天空,纷纷畅谈物理的美妙。
又如通电导体周围空间产生磁场,那么磁场能否产生电流呢?
鼓励学生大胆假设、讨论,同时向学生说明,美学思维方法虽然是一种很重要的思维方法,但由此得到的结论具有或然性,正确与否需由实验和逻辑检验。
当通过实验证实磁能生电时,学生抑制不住的兴奋转化为探求知识的动力,教师再因势利导,让学生总结出电和磁有许多对称关系(电场和磁场、电矩和磁矩、电通量和磁能量等),但学生发现美中不足的是正__负电荷可以单独存在,而磁体的南北极去似乎不可分离,难道电和磁在这一点上就不对称吗?
这是个很有趣的话题,引发了激烈的讨论,不少学生甚至回家后查阅各种资料,并设计了实验进行检验,当然结果是可想而知的;历史上,狄拉克也坚信电和磁应该是对称完美的,有孤立的电荷存在
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