内蒙古自治区满洲里市教研培训中心 胡晓明
人文精神的定义虽然目前尚未统一,但学术界和公众对其基本内涵已有共识。像科学精神是人类以物为对象,在追问自然界合理性的理性探索中提升出的一种价值观念体系一样;人文精神是人类以人为对象,在追问人存在的合理性的理性探索中提升出的一种价值观念体系。人文精神强调人的本质,注重人的存在和发展,关注人的权利、价值和人类的命运。其中,人的本质又是理解人文精神的基点。
物理学博大精深,通过几年的大学学习和义务教育的实践,本人在领略物理这个自然学科的科学魅力的同时,更被物理学的发现、发展过程中所蕴含的人文精神深深吸引。下面,本人就自己的学习与教学的体会和感悟,谈一谈物理教学中对人文精神培养的的切入点:
当居里夫妇决定提炼纯净的镭,并精确测定出他们的相对原子质量时,一场科学史上艰苦卓越的拼搏从1899年开始了,当时他们的实验条件是极端困难的。一个很简陋的木棚屋是他们的实验室。由于缺少经费,他们利用自己的积蓄购买矿渣进行实验,而矿渣中,镭的含量仅百万分之一。夫妻俩经历了约4年之久坚持不懈地工作,从粗重的体力活到最精密的分析,全由他们俩自己承担,终于从几吨矿渣中提炼出0.1g的纯氯化镭,测量了镭的相对原子质量,并且展示了镭的两条明亮的特征谱线。从此科学界完全承认了镭的存在。但是几年的劳累,加上当时尚缺乏放射性的防护知识,居里夫人的健康受到了很大的损害,体重减轻了10kg。在38年科学生涯中,居里夫人以惊人的毅力,顽强的意志,高度的智慧,全心投入发射性研究,成果累累。因长期遭到大剂量的辐射,她患上恶性贫血症。1921年5月20日,美国总统哈定在白宫举行向居里夫人赠镭仪式。缘由是美国著名女记者麦隆内夫人在1920年5月采访居里夫人时,问居里夫人:“若把世界上所有的东西任你选,你最愿意要什么?”居里夫人说:“我需要一克镭,以便继续我的研究,但是,我买不起,镭的价格太高了。”麦隆内夫人组织美国妇女捐款10万美元,从美国制造商手中购买了一克镭,赠与居里夫人。居里夫人接受捐赠后说:“这一克镭代表了一笔巨款。在我活着的时候,我将完全用它作科学研究。那么在我死后,我愿意把它算作赠与我的实验室的礼物。”
科学家研究出了成果后,想到的是自己的祖国,想到的是为全人类服务,科学研究常常需要科学家的付出,有时甚至是某种牺牲。在中国,有过神农尝百草的传说,许多中草药都有毒,敢于尝试百草,这是何等的牺牲精神!明明知道镭有很强的辐射性,而敢于去提炼它,没有为科学献身的精神是决不可能办到的。这种科学精神值得我们尊敬和学习的。
在1856年以后,英国物理学家麦克斯韦以法拉第的工作为出发点,对前人的工作加以总结和提高。用他精确的数学语言来翻译和表述电磁场的运动规律,建立了完整的电磁场理论的基本方程,预言了电磁波的存在,并提出了光是电磁波的论断。这个理论,麦克斯韦本人未能证实,因而这个理论很久都未得到科学界的承认。高度抽象的麦克斯韦方程仅仅几个公式,几个数学符号,就包罗了电荷、电流、电磁、光等自然界一切电磁现象的基本规律,这在一般人看来太不可思议了。直到1888年,德国科学家赫兹通过实验确认了电磁波是横波,具有与光类似的特性,如反射、折射、衍射等,他实验了两列电磁波的干扰,同时证明了在直线传播时,电磁波的传播速度与光速相同,从而全面验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性,并进一步完善了麦克斯韦方程组,使它更加优美、对称,得出了麦克斯韦方程组的现代形式。
现在我们深深的知道麦克斯韦电磁理论的重大意义,不仅在于这个理论支配着一切宏观电磁现象(包括静电、稳恒磁场、电磁感应、电路、电磁波等等),而且在于它将光学现象统一在这个理论框架之内,实现了物理学史上第三次大综合,体现出科学的完整美,深刻地影响着人们认识物质世界的思想。
牛顿一生以严谨的科学态度潜心研究,不轻易发表论文,直到在他的好友哈雷的敦促下,才把他长达20多年完整的研究成果总结为一本名为《自然哲学的教学原理》的书出版。
在300多年前,牛顿所提出的自然哲学思想对17-20世纪科学和哲学的发展影响十分巨大,牛顿正是从自然哲学的高度来审视具体科学问题,在力学、光学、微积分、天文学方面都作出了开创性的贡献。近代科学也在牛顿自然哲学的推动下得到了迅速的发展,牛顿被誉为近代科学革命的主要奠基人。
而牛顿对自己的巨大成功有着清醒的认识,他谦虚谨慎,有自知之明,他给物理学家胡克的信中写道:“如果说我比其他人看得远一些,那是因为我站在巨人的肩上。”
还有,像伽利略以实验事实为依据向权威挑战的故事;布鲁纳用生命捍卫真理的故事;塞曼与洛仑兹互相支持与合作;菲涅耳、夫琅和费、马吕斯、杨氏,各自的实验结果互相补充、互相支持,完善了光学理论,为人类作出巨大的贡献的事例,无不表现了物理学家严谨求实的科学观和无私的合作的奉献精神。
总之,人文精神无处不在,我们物理学中的人文精神,更加具有独特的魅力,在物理学中发掘与培养人文精神,没有环境条件的限制,关键在于我们观念的转变。要善于捕捉科学与人文精神的最佳结合点。我们在学习与传授知识的同时,不要忽视了自身科学素质的培养,更不要忽视了人文素质的培养。我们可以挖掘培养人文素质的素材,只要我们认真去挖掘,着力去培养,我们能够成为“科学素质和人文素质整合型”“德、智、体、能、美”等诸方面和谐发展的一代新人。