孟凡明1，王雷妮2
(1. 安徽大学 物理与材料科学学院，安徽合肥 230601；2. 安徽三联学院 基础部，安徽合肥 230601)
摘要：从人文角度分析，物理学的发展过程是将科学精神与人文精神相融合，是以人为中心来看待物理学的进程。在物理学的发展过程中渗透着哲学、美学以及文学等人文学科的理论。人文精神是指知识、能力、观念、情感和意志等多种因素综合而成的一个人的内在品质，表现为人的人格、气质和修养。而包含着求实、求真等内容的科学精神则是指人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。
关键词：物理学；人文精神；科学精神
一、引言
随着素质教育的普及，各大高校纷纷开设多门素质教育课程。在安徽大学的人文素质教育选修课程中就有这样的一门课—文科物理：物理思想与人文精神的融合。在物理学的发展过程中伴随着诸多人文精神。梁思成先生曾在清华大学讲过, 只懂科学, 不懂人文, 或只懂人文, 不懂科学, 只能算“半个人”【1】。物理学中的科学精神与人文精神是相辅相成的。随着物理学的不断发展，其蕴含的科学文化价值在不断更新，而这促使了人文精神的发展，为人文文化注入了活力。同时，以追求真、善、美等崇高价值理想为核心的人文精神规范着物理学的发展朝着人类文明演进的方向前进。
二、物理学发展过程中的哲学思想
物理学与马克思主义哲学思想有着密切的联系。在古希腊，“哲”代表着智慧而“学”则译为学问，哲学是使人聪明的学问。物理学是一门以实验为基础的自然科学，物理学研究物质的运动规律以及物质的相互作用。哲学的基本理念指引着物理学的发展、为物理学的研究提供了正确的方法。物理学的发展也进一步完善了哲学思想，并在实践中检验了哲学理论的正确性。
（一）事物的永恒发展
马克思理论指出发展是前进的上升的运动，发展的实质是新事物的产生和旧事物的灭亡【2】。新事物是不可战胜的、合乎历史前进方向的东西，而旧事物是日趋灭亡的、不符合历史发展规律的事物。在物理学上表现为：哥白尼的日心说思想属于新事物，而在当时落后的神学思想主导下，社会普遍认同的地心说则为旧事物；爱因斯坦的相对论代替了传统的绝对时空观思想等，也是新事物战胜旧事物的表现。但新事物和旧事物并非完全对立，新事物多是在旧事物的基础上发展而来，其否定旧事物中消极落后的部分，同时又继承旧事物中的合理部分并加入了旧事物中所没有的新内容。
（二）事物发展过程中的量变与质变
量变是事物数量的增减和次序的变动，质变是事物性质的根本变化。在力学实验中，经常会研究物体在斜板上所受的摩擦力。当物体所受重力的分力大于其所受的摩擦力时，物体便会由原来的静止状态转化为运动状态。在物体的静止过程中，由于斜面倾斜程度加大而造成的重力分量的加大是一种量变，而当量变达到一定程度时必然会引起质变，故物体最终会由原先的静止转化为运动。由此可看出，量变是质变的必要准备，有了量变的积累才会发生质变。
（三）实践在认识中的决定作用
实践产生了认识的需要：随着资本主义国家工业革命的爆发，人们产生了研究蒸汽机的需要，而这又进一步推动了热力学等学科的发展。实践为认识提供了可能：现代社会的各种精密的物理实验器材为物理学家们深入研究宇宙创造了条件。实践使认识得以产生和发展：居里夫人在极其艰难的条件下提炼出了镭，其通过大量的实践活动最终正确地认识到事物的属性以及本质。实践是检验真理的唯一标准：物理学家在发现物理规律之后，无不通过实践来检验其理论的正确性，正是物理学家的实事求是、坚持真理的信念才使得物理学不断向前发展，为人类进步做出巨大的贡献。
（四）矛盾分析法
人们认识世界和改造世界的根本方法为矛盾分析法，对立与统一为矛盾的两种基本属性。在矛盾中存在着主要矛盾和次要矛盾。主要矛盾对事物的发展起着决定性的作用。物理学中的“质点”、“点电荷”即为分析对象的主要矛盾【3】，而影响分析对象的其他部分则为次要矛盾，这些次要矛盾对于主要矛盾来说是处于服从地位的。
此外，物理学是随着人类社会实践的发展而产生和发展起来的。人们对于物理学的研究经历了一个从感性认识到理性认识的过程。早期的物理学研究多是关于事物的直接的认识。但随着科学技术的发展，物理学研究开始上升到关于事物本质的、抽象性、间接性的认识。
三、物理学发展过程中的美学思想
法籍波兰物理学家玛丽-居里夫人说:“我一直沉醉于世界的优美之中, 我认定科学本身就具有伟大的美。这种魅力, 就是使我终生能够在实验室里埋头工作的主要因素了【4】。物理学中的美在于其揭示出自然界本质之美，在于追求真实内容的美，物理学中所蕴含的科学精神与美学相似，它们都来源于人们对现实世界的思考以及探索。物理学家对自然现象的概括、对物理模型的概括与艺术家一样都源于人们所特有的创造力。物理学之美可简单分为理论之美、现象之美、模型之美。
（一）物理学理论之美
物理学之美在其理论中有所体现，物理理论通常具有深刻的人文内涵。物理理论的描述、概括过程中包含了物理学家的文化审美观，物理学家以美学思想为起点来阐释物理理论。牛顿的万有引力定律、狄克拉方程式、库仑定律、电磁感应定律、爱因斯坦的相对论、麦克斯韦方程组……这些理论无不给人一种美的视觉享受，是一种不经雕琢的逻辑之美。物理学家用简洁生动、对称和谐的表达方式将物理理论展现给世人，让人们时刻都可以感受到其描述之美。
（二）物理学现象之美
大自然中许多美丽的景象都与物理学有关。当人们看到雨后美丽的彩虹，好奇之心便开始引发，于是便有探索彩虹之美的意识。通过物理实验，物理学家发现构成彩虹的不同颜色来源于光的色散，而在阳光的照射下三棱镜也可以分解为色彩斑斓的光，这类似于彩虹的形成原理。同样，奇妙的“海市蜃楼”现象也和光学有观。“海市蜃楼”是一种因光的折射而形成的自然规律，射向远处地面的太阳光，被反射到空中时，由于空气密度不均匀而发生折射，故人们看到的是远处的景物所成的虚像，这就是所谓的“海市蜃楼”现象。丰富多彩的物理现象就像画家精心构筑的一副画，通过物理实验产生的现象可以解释现实世界中存在的多种奇特之美。
（三） 物理学模型之美
物理学模型的构造过程就是一个追求美的过程。在物理学的发展过程中构建了多种模型，其中有些模型在实际生活中并不存在，物理学家在描述磁场时引入的“磁感线”，描述电场时引入的“电场线”，以及描述光时引入的“光线”等模型都是为了便于理解而构造的虚拟的模型。通过这些模型将复杂的物理知识以具有美感的各种“曲线”表现出来，简洁又丰富。
杨振宁曾经说过:“物理学自表面向深层发展，表面有表面的结构，有表面的美。譬如虹和霓是极美的表面现象，人人都可以看到。 实验工作者作了测量以后发现虹是42o的弧，红在外，紫在内；霓是50o的弧，红在内，紫在外。 这种准确规律增加了实验工作者对自然现象的美的认识。” 这种现象的物理原因，显示出了深一层的美，再进一步的研究更深入了解就显示出了极深层的理论架构的美。这些无不说明了物理学与美学之间的紧密联系。
四、物理学发展过程中的政治、文学、艺术思想
（一）政治学思想
随着哥白尼日心说观念的普及，英国哲学家洛克在《政府论》中提出既然传统的神学思想不成立，那么人类社会应当以人为主而非以神为主，君本位思想应予以摒弃【5】。这有效地驳斥了君权神授的主张并认为建立国家的唯一目的是为了保障社会的安全以及人民的自然权利，洛克强调治理社会的基础是个人利益。这种思想是一种对人的生命、自由、财产权的强调，体现出了物理学与政治学、行政管理学的结合。故可以说，哥白尼的日心说思想在一定程度上间接地推动了包括英国的光荣革命以及法国大革命等在内的资产阶级革命。
（二）文学思想
中国科学院院士杨叔子曾说：“我的研究生必须读过经史子集，诸如背诵论语等【6】。中国古典诗词中蕴含了丰富的物理学知识。诗人在写诗时通常会无意地引用生活中的现象，但带着物理学知识来仔细揣摩诗词则发现会有另一番风味。随着对学生素质能力培养的强调，近年来在中考中出现这样一题：我国唐朝诗人李白在《早发白帝城》中写到“早辞白帝彩云间，千里江陵一日还。”请估算该船的平均速度。在这种出题模式下，可以更好的引导学生将文学知识应用于物理之中，同时可以激发学生的学习兴趣。我国开国领袖毛泽东在《送瘟神》一诗中写到“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。”这首诗中包含了关于运动的知识。运动是物质的存在方式和根本属性，物质世界的运动是绝对的而静止则是相对的。静止是物质运动在一定条件下的稳定状态，是运动的特殊形式。此外，我国唐朝诗人贺知章在《回乡偶书》中写到“少小离家老大回，乡音无改鬓毛衰”。这其中“乡音无改”运用了物理学中音色的知识，“少小”、“老大”则运用了参照物的知识。
（三）艺术思想
马克思说过：“一个缺乏想象力的民族是一个没有希望的民族。”从艺术修养的角度来探讨物理学，主要是分析物理学家在艺术中所获得的想象力以及灵感。艺术往往能激发物理学家的想象力，世界上著名的物理学家大多具有较高的艺术修养。许多物理学家所具有的人格魅力就是在艺术的感染下慢慢形成的。普朗克和索末菲是出色的钢琴家，爱因斯坦是一个小提琴手，十分喜爱音乐。我国科学家钱学森的妻子蒋英被评为中国最杰出的女声乐教育家和享誉世界的女高音歌唱家，钱学森曾描述到自己在妻子的艺术感染下得到了启发、创新意识得到加强，为研究提供了动力。
同时，在物理学的发展过程中物理学家所表现出的对未知世界的好奇与探索精神，大胆怀疑、勇于创新的精神，实事求是、坚持真理的精神，合作、宽容的精神，循序渐进、严禁缜密的理性精神，兼收并蓄、容纳百川的民主精神，都是人文精神与科学精神的完美结合。比如丹麦物理学家玻尔，玻尔是哥本哈根学派的创始人，其在物理学研究中所营造的自由、平等的哥本哈根精神就是令人向往的人文精神与严谨、求真的科学精神的交融。
五、结语
在物理学的发展过程中，人文精神与科学精神相互渗透，相互促进。物理学的发展是一个不断否定、不断完善的过程，是物理学家对于人文精神中的真善美追求的过程，物理学上的重大发现和发明无一不是由于这两种精神的融合而产生。人文精神是经过历史的沉淀、汇集而成，是人类文明的象征。正确的认识物理学中的人文内涵有利于人们的全面发展，形成高尚的人格，培养正确的人生观、价值观。
