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【知識點】物理學的發展:物質與物質的關係、物理學的發展及其特點

物理學是研究物質運動規律和物質結構的學科,也是揭示物理現象原理的科學。物理學是人類在對自然探索過程中,逐漸發展建立起來的科學。

物理學的發展

1、物理學是研究物體運動的科學。

運動是宇宙中最常見的現象,很早人類就發現了“

地球繞太陽轉、月亮繞地球轉

”,生活中的運動現象更是舉不勝數。

早期,伽利略對運動基本概念,包括重心、速度、加速度等作了詳盡研究給出了嚴格的數學表示式,並提出運動相對性原理。人類對運動現象有了科學的描述思維和方法。

牛頓闡明瞭動量和角動量守恆的原理,提出牛頓運動定律。並對萬有引力和三大運動定律進行了描述。牛頓對自然界多數運動現象給出了精準描述方法。

愛因斯坦相繼提出狹義相對論和廣義相對論,闡明瞭極限運動和宏觀宇宙運動的現象。

2、近代物理學開啟了對物質結構的研究。

物質結構是影響物質運動方式的重要因素,隨著物理探索過程的進展對物質結構研究是必然結果。

法拉第首次發現電磁感應現象,為經典電磁學理論的建立奠定了基礎。

普朗克提出“量子”概念,為量子理論的建立奠定了基礎,物理學走進微觀領域。

縱觀物理學的發展,物理學的建立是以人類對自然探索方向為主導。人類對宇宙的探索從外觀深入到內部(宏觀到微觀);從簡單發展到複雜(簡單運動到極限運動);從表象研究到本質(運動現象到物質結構)。

物理學的未來何去何從?

無論是宏觀到微觀、簡單到複雜,還是從表象到本質。現代物理學彷彿面面俱到,在很多人看來物理學大廈將近“完工”?

然而,現實生活中依然存在許多未解“現象”(如生命現象)。物理學是研究自然現象的科學必然擔負解釋一切現象本質的責任。其次,物理學的建立是由物理探索方向主導(物理學家的探索方向決定物理學的建立和發展方向)。現在,物理學家基本完成對很多自然現象的解釋,唯獨生命現象等待探索。解釋生命現象是物理學家將來必須途徑的道路,將物理學引進生命領域開創“新物理”是延續前人科學發展思想的表現。

“新物理學”該如何建立?

1、明確物理研究方向。

首先,將物理研究方向引入“生命領域”,把生命現象做為物理研究的方向。用物理思想和物理方法研究生命規律,透過對生命現象的觀察、分析,總結物理規律,提出物理定律。

2、研究方法。

1)傳統物理學家用“還原思想”探索微觀世界並取得了重要成果(微觀還原可以將物質分解到最簡單、單一形式)。而生命是由複雜分子構建的“系統”,對生命現象的研究必須採用“系統分析法”(即從系統角度研究生命現象,從系統整體創立物理學定律)。

注:“系統分析法”是把系統看做整體,系統就是一個單元。

2)傳統物理學運用“定量運算”(數學函式式)對物質規律進行精確描述,而生命規律多以機率形式出現,對生命現象的描述應當建立新的數學研究方法(如“機率推演算法”,以機率形式進行數學演算的方程),

對生命現象採用不確定性推算

注:“機率推演算法”可以藉助計算機雲計算技術開發(未來新的數學方程—數學計算法,必須結合強大計算機運算優勢創造、發明)。

3)傳統物理研究是以“間接接觸”為探索方式(如對物理現象的研究需要借用觀測儀器間接獲取資訊),而隨著對生命現象的研究,可以掌握“感應接觸”方式。因此,新物理學可以採用“感應接觸法”探索生命現象。

注:“感應接觸法”是基於生命感應機制而發明觀測方法。

3、新物理學需要解釋的現象及基本定律。

1)新物理學需要探索生命現象產生的本質原理。

定理一(聚動原理):當單一的物質元素聚合成足夠複雜的物質分子時會產生“聚動現象”。

原理解釋:單一元素(如元素、原子、分子等)聚合成足夠複雜的物質分子(如DNA、RNA)就會產生“生命現象”,能夠具有自我複製、繁殖、生長的特性(即生命運動現象—生命力,而非傳統自然力)。

2)新物理學需要解決意識現象的本質。

定理二(質變原理):由基本物質構建的複雜系統具有“質變現象”。

原理解釋:基本物質(如蛋白質—代指宇宙物質)構建的複雜系統(如人的大腦—代指感知功能)能夠創造出“非物質情景”特性(如人的意識幻象)。

3)新物理學需要解釋“感覺”的由來。

定理三(感應定律):生命系統存在“感應”現象,生命之間可以發生“感應”。

原理解釋:生命系統(如人與人)存在特殊的“感應”機制(如心靈感應),生命系統可以透過“感應”進行交流。

4、新物理學的應用。

1)揭示生命與自然的關係以及生命產生的本質原理。

2)開創新的物理研究方法。如運演算法(數學方法)、觀測法(新儀器)、思維方法(認知邏輯)等。

3)解決與生命有關的生存難題。

4)發現新的自然規律(為發明新時代開創性產品奠定基礎)。

5)加快對宇宙的探索和建設。

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