自然科學(xué)學(xué)術(shù)論文3000字范文
自然科學(xué)學(xué)術(shù)論文3000字范文
自然科學(xué)被公認(rèn)為經(jīng)驗科學(xué)，是創(chuàng)新和完善馬克思主義哲學(xué)意識論的重要基礎(chǔ)和必要條件。下面是小編為大家精心推薦的自然科學(xué)3000字論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
自然科學(xué)3000字論文篇一：《從現(xiàn)代物理學(xué)的建立看自然觀對科學(xué)研究的影響》
摘要：本文以現(xiàn)代物理學(xué)的建立與發(fā)展過程為出發(fā)點，分析了現(xiàn)代物理學(xué)的建立對新的自然觀形成的推動作用，并論述了自然觀對科學(xué)研究的影響，作者認(rèn)為，自然觀影響了科研工作者對世界的認(rèn)識、研究者對自身的認(rèn)識與科學(xué)態(tài)度的形成，同時自然觀促進(jìn)了科學(xué)研究的方法和手段的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代物理學(xué) 自然觀 科學(xué)研究
1 概述
自然觀是人們對自然界總的看法和觀點。任何時代的自然觀都是在一定的歷史文化背景下形成的，尤其與當(dāng)時的自然科學(xué)發(fā)展水平密切相關(guān)。同時，它又對自然科學(xué)有著這樣或那樣的影響。
在歷史上，最先出現(xiàn)的是神話形態(tài)的自然觀;進(jìn)入階級社會以來，唯物主義自然觀與唯心主義自然觀的對壘日趨明顯，在古代，人們基本上把自然界看作是一個普遍聯(lián)系、不斷運動的整體，由此形成樸素的自然觀，近代科學(xué)深入自然界的各個細(xì)節(jié)進(jìn)行孤立靜止的考察，由此產(chǎn)生形而上學(xué)自然觀，現(xiàn)代科學(xué)則日益廣泛地揭示了自然界的各種聯(lián)系，從各個不同的角度發(fā)展著辯證唯物主義自然觀，這一科學(xué)的自然觀對整個自然科學(xué)和哲學(xué)日益發(fā)揮著積極的作用。
物理學(xué)是集思想、方法、實驗于一體的先導(dǎo)學(xué)科，在人類正確的自然觀、世界觀、方法論的形成和發(fā)展中，起著其它學(xué)科無法替代的作用，物理學(xué)研究所形成的物質(zhì)觀、自然觀、時空觀、宇宙觀對科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、生產(chǎn)力的發(fā)展乃至整個人類文化都產(chǎn)生極其深刻的影響，而現(xiàn)代物理學(xué)的建立和發(fā)展，則徹底改變了20世紀(jì)整個科學(xué)的面貌，也由此開始了自然科學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元。
2 現(xiàn)代物理學(xué)的建立對新的自然觀形成的推動作用
20世紀(jì)以來，以相對論與量子力學(xué)的創(chuàng)立為標(biāo)志的現(xiàn)代物理學(xué)研究工作，從理論和實踐兩個方面，對人類認(rèn)識和社會發(fā)展起到了難以估量的作用[1]。物理學(xué)理論的發(fā)展，把人類對自然界的認(rèn)識推進(jìn)到了前所未有的深度和廣度。
2.1 相對論的誕生對絕對時空觀的改變 相對論是關(guān)于物質(zhì)運動與時間空間關(guān)系的理論，是現(xiàn)代物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)之一。1905年6月，愛因斯坦以“運動物體的電動力學(xué)”為題發(fā)表了關(guān)于狹義相對論的第一篇杰出論文，提出了狹義相對論的兩條原理――相對性原理和光速不變原理。根據(jù)這兩條原理，可以推出許多重要結(jié)論。例如，關(guān)于時空坐標(biāo)相互聯(lián)系的洛倫茲變換，從而改變了自牛頓以來統(tǒng)治物理學(xué)兩百多年的絕對時空觀[2]。
相對論的誕生，不僅大大推動了自然科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，而且在哲學(xué)世界觀方面具有非常重大的意義，為辯證唯物主義的時空觀提供了堅實的科學(xué)依據(jù)，廣義相對論的建立，則為人類探索宇宙奧秘提供了有力的理論工具。
2.2 量子力學(xué)的建立對確定性世界的改變 量子力學(xué)的建立是二十世紀(jì)初物理學(xué)取得的最偉大成就之一。量子力學(xué)揭示了微觀物質(zhì)世界的基本規(guī)律，使人們認(rèn)識到波粒二象性是微觀世界最基本的特征，量子力學(xué)的創(chuàng)立，推動了原子物理學(xué)的發(fā)展，同時對物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論以及化學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展也產(chǎn)生了深刻的影響。
二十世紀(jì)二十年代末開始，愛因斯坦和玻爾之間展開了一場激烈爭論，爭論的焦點是就是量子學(xué)的哲學(xué)解釋，因為愛因斯坦認(rèn)為這種解釋明顯陷入唯心主義，而他堅信的是[3]：“有一個離開知覺主體而獨立的外在世界，是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)。”
然而從1972年到1982年十年的實驗結(jié)果，卻都顯示了一個驚人的也是出乎唯物主義哲學(xué)家意料之外的結(jié)果。“貝爾不等式”這把雙刃劍的確威力強(qiáng)大，但它斬斷的卻不是量子論的光輝，而是反過來擊碎了愛因斯坦所執(zhí)著信守的那個夢想[4]。世界是由獨立于人的意識之外而存在的客體構(gòu)成的這種學(xué)說，卻原來和量子力學(xué)相矛盾，也和為實驗所確立的事實相矛盾[5]。
歐洲核子研究中心(CERN)在2011年9月24日公布的一份研究結(jié)果顯示，科研人員在讓中微子進(jìn)行近光速運動時，其到達(dá)時間比預(yù)計的早了60納秒[6]，如果這個研究被驗證，人類的物理觀將再次被改變，甚至人類存在的模式都將被改變。
3 自然觀對科學(xué)研究的影響
哲學(xué)和自然科學(xué)發(fā)展的歷史表明：哲學(xué)每前進(jìn)一步。都依賴于和伴隨著自然科學(xué)的巨大進(jìn)步;同樣，自然科學(xué)的每一步發(fā)展，也都凝聚著和滲透著哲學(xué)的指導(dǎo)，現(xiàn)代物理學(xué)的建立和發(fā)展，影響了新自然觀的建立與形成，新的自然觀又作用于科學(xué)研究，為自然科學(xué)提供了正確的世界觀和方法論的指導(dǎo)，推動科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。
3.1 自然觀影響了科學(xué)家對世界的認(rèn)識 當(dāng)今科學(xué)所研究的對象，更多的是微觀或者是宇觀的客體，這些客體的性質(zhì)與規(guī)律，已經(jīng)超越了人類的感官能直接感知的范疇。如果說量子力學(xué)主要關(guān)注最微小的“基本粒子”，那么愛因斯坦的廣義相對論則關(guān)注最大尺度的“宇宙”，一個研究最小，一個研究最大，由于難以獲得顯而易見的證明，所以在這兩個領(lǐng)域的認(rèn)識論便受研究者的自然觀左右。
量子物理的理論具有高度的辯證性質(zhì)，“非此即彼”的形式邏輯思維已不足以解釋量子物理實驗中眾多的“亦此亦彼”的現(xiàn)象，而一種新的邏輯思維方式可能是現(xiàn)代物理學(xué)取得進(jìn)一步突破的關(guān)鍵。量子力學(xué)的情況，如果從我們通常的觀念看來，是充滿著矛盾和難以克服的困難，但量子力學(xué)卻是以獨特的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)卓越而合理地把握了它，要理解這種邏輯結(jié)構(gòu)，唯有依靠辯證邏輯[7]。為了消除用經(jīng)典語言描述微觀客體行為時與量子力學(xué)結(jié)論相悖的因果異常，賴辛巴哈試圖建立一種消除形式邏輯排中律的三值邏輯，這種新的邏輯形式揭示了用傳統(tǒng)形式邏輯描述不確定現(xiàn)象時的困難[8]，沿著賴辛巴哈的思路，有人進(jìn)一步發(fā)展出應(yīng)用抽象代數(shù)學(xué)中“格演算”工具，用基本聯(lián)詞“遇”與“接”來取代“與”和“或”，用以更好地描述量子領(lǐng)域中的“亦此亦彼”現(xiàn)象，并使這種量子邏輯可以用一種廣義的命題演算工具表述[9]，這新的邏輯思維方式，便是受自然觀影響下科研工作者對世界的認(rèn)識，它成為現(xiàn)代物理學(xué)取得進(jìn)一步突破的關(guān)鍵。
關(guān)于自然觀影響了科學(xué)家對世界的認(rèn)識這個問題，玻爾對此有過非常重要的認(rèn)識，他說：“由作用量子的存在規(guī)定了的客體與測量儀器之間的有限相互作用，引起了最后放棄因果性這一經(jīng)典概念并激烈地修正我們對于物理實在問題的態(tài)度”[10]。由此可見，自然觀影響了科學(xué)家對世界的認(rèn)識，更教會了他們辯證地認(rèn)識世界。
自從辯證唯物主義自然觀出現(xiàn)之后，人類第一次具有了客觀而辯證的思維體系，可以從本質(zhì)上把握到科學(xué)發(fā)展的方向與領(lǐng)域，再也不會像前人那樣因為思維和領(lǐng)域的局限性，在科學(xué)研究中面對不解問題時就歸咎于神學(xué)和宗教。
3.2 自然觀影響了研究者對自身的認(rèn)識 新的自然觀從普遍聯(lián)系出發(fā)，強(qiáng)調(diào)人和自然是相互聯(lián)系的相互影響的，現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，完全證實了這一思想。相對論中的相對性原理表明，認(rèn)識事物的運動與選擇的參照系有關(guān)，即與人的主體有關(guān)，在量子力學(xué)中，海森堡的“測不準(zhǔn)”原理也表明，在對微觀世界的認(rèn)識中，不能把人的因素獨立在微觀世界之外，對于量子論中的觀測問題，尤金.維格納認(rèn)為：意識無疑在觸動波函數(shù)中擔(dān)當(dāng)了一個重要的角色。于是當(dāng)人們還在為薛定諤那只倒霉的貓而爭論不休的時候，維格納又出來捅了一個更大的馬蜂窩，就是所謂的“維格納的朋友”[4]。
所以說，自然觀無時無刻不在影響著研究者對自身的認(rèn)識，而這種認(rèn)識，又影響著研究者對待科學(xué)研究的態(tài)度，放棄因果性，也就使得實驗檢驗成為一句空談，因為當(dāng)科學(xué)實驗與科學(xué)理論發(fā)生矛盾時，并不能證明科學(xué)理論是錯的，因為二者可以不服從因果關(guān)系。
3.3 自然觀促進(jìn)了科學(xué)研究方法的發(fā)展 科學(xué)研究的結(jié)果跟研究者所采取的方法有很大的關(guān)系，科學(xué)的發(fā)展總是與方法的更新與發(fā)展緊密相連，相輔相成的。例如近代物理學(xué)的誕生，就得益于伽利略、牛頓等人在研究方法上的大膽創(chuàng)造與革新，他們把觀察、實驗等經(jīng)驗方法與數(shù)學(xué)、邏輯等理論方法有機(jī)結(jié)合起來，甚至還發(fā)明新的數(shù)學(xué)工具――微積分[11]。本世紀(jì)初，相對論與量子力學(xué)的思想一經(jīng)形成，就可以在19世紀(jì)下半葉新興的數(shù)學(xué)分支中找到相應(yīng)的數(shù)學(xué)工具，如非歐幾何學(xué)、張量分析、線性代數(shù)等等，這些方法上的成就不僅大大促進(jìn)了現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)展，而且具有重大的方法論意義，為以后物理學(xué)的發(fā)展起了巨大的示范作用。
現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展歷程清楚地表明：物理學(xué)每前進(jìn)一步，都伴隨著方法上的重大革新和改進(jìn)，自然觀的改變，仿佛打開了一道方法學(xué)上的大門，在科學(xué)研究中，科學(xué)的理論陳述和與之相應(yīng)的數(shù)學(xué)、邏輯和形而上學(xué)陳述一起組成了這個整體的知識場，現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展已更清楚地表現(xiàn)出了理論與方法之間這種聯(lián)動的特征。
但隨著現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)學(xué)手段已顯得不夠得力，例如：目前關(guān)于大統(tǒng)一理論的研究難以取得有效的突破，不管超弦還是M理論[4]，它們都剛剛起步，還有更長的路要走，究竟是相對論與量子力學(xué)兩者自身難以統(tǒng)一，需要建立一種能取代二者的新理論，還是缺乏必要的數(shù)學(xué)處理方法及研究方法?這是科學(xué)家們目前亟需解決的問題。
值得注意的是，自弦論以來，人們開始注意到，似乎量子論的結(jié)構(gòu)才是更為基本的，在弦論里，必須首先引進(jìn)量子論，然后才導(dǎo)出大尺度上的時空結(jié)構(gòu)。人們開始認(rèn)識到，也許“自小而大”才是根本的解釋宇宙的方法[4]。如今大多數(shù)弦論家都認(rèn)為，量子論在其中扮演了關(guān)鍵的角色，量子結(jié)構(gòu)不用被改正，只有更進(jìn)一步地依賴量子的力量，超弦才會有一個比較光明的未來。
3.4 自然觀和科學(xué)研究的相互促進(jìn) 人類從古代開始到現(xiàn)在，經(jīng)歷了原始神話、宗教“自然觀”、古代樸素自然觀、形而上學(xué)自然觀，直到產(chǎn)生了辯證唯物主義自然觀的現(xiàn)在，可以說，自然觀和科學(xué)研究是一種相互促進(jìn)、相互推動的關(guān)系。
近代以來，隨著實驗科學(xué)的興起和數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用，自然科學(xué)從自然哲學(xué)中獨立出來，成為探索自然的排頭兵，哲學(xué)的研究重心也從本體論轉(zhuǎn)向認(rèn)識論，但自然哲學(xué)仍然是哲學(xué)的一個研究領(lǐng)域。就自然觀而言，由于中世紀(jì)宗教神學(xué)的熏陶，逐漸形成了有關(guān)自然界的有序、統(tǒng)一、服從簡單性原理等觀念，這種自然觀深刻影響了近代自然科學(xué)的思維，尤其是當(dāng)自然科學(xué)進(jìn)入新的領(lǐng)域、遇到新的問題時，科學(xué)家都要從這些觀念出發(fā)尋求解決的途徑。
4 結(jié)束語
無論是何種自然觀，都是先植根于當(dāng)時的科學(xué)與自然認(rèn)識的大環(huán)境，再從中吸取養(yǎng)分，經(jīng)過深刻地思考與提煉進(jìn)而產(chǎn)生的，從這一點說，任何一種自然觀在其剛誕生之時，都是促進(jìn)當(dāng)時科學(xué)等方面學(xué)科的發(fā)展的，現(xiàn)代物理學(xué)的建立和發(fā)展，無疑對當(dāng)前人類的自然觀產(chǎn)生了深刻的影響，而新的自然觀不僅影響了人類對自身的認(rèn)識、對世界的認(rèn)識，也改變了人類從事科學(xué)研究的手段和方法，由此開始了自然科學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元，21世紀(jì)的曙光，交織著人類對未來的希望，已經(jīng)投射出東方的地平線。
參考文獻(xiàn)：
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自然科學(xué)3000字論文篇二：《試談中等師范物理及自然科學(xué)教學(xué)的有效開展》
物理及自然科學(xué)教學(xué)的有效開展要求教師優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，使物理及自然科學(xué)的教學(xué)內(nèi)容更加有趣和易于理解，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和興趣，提高物理及自然科學(xué)教學(xué)的質(zhì)量和效果。本文從三個方面闡述了在中等師范學(xué)校中開展中等師范有效物理及自然科學(xué)教學(xué)的方式。
一、風(fēng)趣講課，創(chuàng)設(shè)輕松的教學(xué)氛圍
教師是物理及自然科學(xué)教學(xué)的主導(dǎo)者，教師的一言一語都會受到學(xué)生的關(guān)注。教師只有提高自身的語言運用能力，采取風(fēng)趣的講課方式，才能營造出良好的教學(xué)氛圍，減少學(xué)生上課的緊張感，同時也可以提高教材講解的效率。如在正式開始上課前，教師可以問學(xué)生：“同學(xué)們，從古至今有三個有名的蘋果，你們知道是哪三個嗎?”大多數(shù)學(xué)生都搖頭，紛紛說不知道。教師趁機(jī)解釋：“第一個蘋果，被夏娃和亞當(dāng)吃了;第二個蘋果，砸在牛頓頭上了;第三個蘋果，就是蘋果手機(jī)啊!我們現(xiàn)在沒有蘋果，但是可以看看牛頓被蘋果砸了之后，為物理及自然科學(xué)做了什么貢獻(xiàn)。”教師的講話會讓學(xué)生覺得很有趣，同時對物理及自然科學(xué)課堂也有了更多的期待。這時，教師就可以講解教材內(nèi)容了。教師風(fēng)趣的講課不僅可以創(chuàng)設(shè)輕松的教學(xué)氛圍，而且可以增加學(xué)生對物理及自然科學(xué)的喜愛之情，這都有利于物理及自然科學(xué)教學(xué)的有效開展。
二、實驗導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心
好奇心能夠驅(qū)使人們積極思考，通過努力獲得答案，從而得到心理上的滿足。因此，在中等師范物理及自然科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)把握學(xué)生的心理特點，通過實驗導(dǎo)入激發(fā)學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生努力思考和認(rèn)真聽課。如教師可以問學(xué)生：“同學(xué)們，不同物體下降時的速度一樣嗎?它們會同時落到地上嗎?”學(xué)生一時難以肯定地回答教師的問題，于是教師就可以做一個實驗，選取幾種不同的物體在同一時間從相同的高度拋下，然后與學(xué)生一起觀察實驗結(jié)果。當(dāng)實驗結(jié)果與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)生沖突時，學(xué)生一定很想弄清楚原因，這時教師就可以引入教材內(nèi)容，解決學(xué)生的疑問，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解教材內(nèi)容。
三、鼓勵學(xué)生自己動手，加強(qiáng)對課本知識的理解
物理及自然科學(xué)教學(xué)之所以讓學(xué)生覺得很難，主要原因是學(xué)生缺乏實踐，難以驗證和深入地理解所學(xué)的知識。動手實踐有利于學(xué)生鞏固課本知識，也有助于學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而加深他們對知識的理解。因此，在中等師范的物理及自然科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生多自己動手。如在講關(guān)于摩擦力的知識時，教師就可以鼓勵學(xué)生動手，采用不同的物體做實驗，通過自己的實踐發(fā)現(xiàn)摩擦力的大小與什么有關(guān)，然后再根據(jù)教材內(nèi)容的講解驗證自己的實驗結(jié)果和猜想。親自動手可以讓學(xué)生充分參與到教學(xué)當(dāng)中，不僅體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，而且發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性。所以，在中等師范物理及自然科學(xué)的教學(xué)中，教師應(yīng)多鼓勵學(xué)生動手，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，強(qiáng)化學(xué)生對教材內(nèi)容的理解和掌握。
四、總結(jié)
中等師范物理及自然科學(xué)教學(xué)的有效開展，對學(xué)生知識的增長和能力的提高都有重要意義。因此，在物理及自然科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)運用風(fēng)趣的語言授課，積極導(dǎo)入實驗，鼓勵學(xué)生多動手，從而降低教學(xué)難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，促使教學(xué)的有效開展。
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