关于宇宙自然与物理理论本质的新思维(上)

自然世界的物理基础与数学逻辑宋太伟2023年10月16日上海日岳新能源有限公司上海陆亿新能源有限公司内容摘要：本文以作者创立的《时空结构几何》为基础，重构了揭示自然世界最基本规律的物理和数学理论的逻辑基础。

自然世界没有夸克，自然世界最基本粒子是质子和电子，原子核中的质子p+通过近邻交换电子e−物质能形成强相互吸引作用，原子核中没有中子；宇宙膨胀不存在，红移是巨观世界的自然现象。

《时空结构几何》是运动几何，真实揭示自然世界的运动变化关系和内在规律。

关键词：时空结构几何，自然时空，基本粒子，质子，电子，物理基础，数学本质逻辑自量子力学等基础理论创建以来的近100年间，揭示自然界最基本规律的物理学，再也没有出现令人信服的革命性创新成就，以粒子物理、宇宙学等为代表的基础理论创新实践，似步入歧途[4-6] ，尤其是关于基本粒子结构、宇宙起源等等基础问题的主流理论学说[7-8]。

作者基于最普遍的客观事实，重构整个自然科学体系的物理基础逻辑，建立相应的数学体系，创建时空结构几何理论[1-3] 。

1. 自然世界的物理基础1.1 质子p+和电子e−是组成客观物质世界的最小粒子单元质子p+和电子e−是组成客观物质世界的最小粒子单元，不存在夸克和分数电荷基本粒子；质量不为零的粒子都是由p+、e−、e+组成的复合粒子，不存在包括中微子在内的其它非复合基本粒子；原子核中的质子p+通过近邻交换电子e−形成强相互吸引，原子核中质子p+之间的吸引力是电子的物质能；粒子之间交换非零质量粒子的相互作用是近程的强物质作用；包括原子核素在内的所有其它复合粒子都是衰减的；原子核素的基本构造是∑（p+e−p+）结构，原子核素中独立中子不存在，原子核素只有有限大小，所以，太空中不可能存在质量超大的核子星，原子核素的β衰变，也不存在自旋不对等问题。

作为基本粒子，应该是最普遍存在的、最稳定的、不可再分割的能量质量量子；夸克（品种）很多[9-10]，至今没有找到，高能的质子p+碰撞，能级甚至达到10Tev以上的“极限态”，质子也不能被破裂为夸克[10-11]，但质子可以湮灭为γ光子。

人教版物理教材中的科学思维与科学方法论详解科学思维与科学方法论的详解物理学作为一门自然科学学科，它的学习既有理论知识的探索，也有实验实践的验证。

在人教版物理教材中，除了重点讲述物理知识的传授，还注重培养学生的科学思维和科学方法论。

本文将详解人教版物理教材中涵盖的科学思维与科学方法论的重要内容。

一、科学思维科学思维是科学研究过程中不可或缺的一部分，它强调理性思考、批判思维和创新思维。

在人教版物理教材中，有多个章节注重培养学生的科学思维。

首先，第一章“物理学科与物理学方法”，在介绍物理学科的内容和特点时，强调了物理学的实证性和理论构建性。

通过学习物理学的基本概念和主要方法，学生可以逐渐培养出运用科学思维解决问题的能力。

其次，第二章“物理实验与测量”，通过介绍物理实验的基本原理和实验方法，培养学生观察、实验、分析和判断的科学思维。

同时，通过对实验数据的处理和误差分析的学习，引导学生形成科学的思维模式。

另外，第十一章“能量守恒定律与能量转化”，在学习能量守恒定律的同时，也要求学生运用科学思维来分析和解释不同物理现象中的能量转化过程。

这可以培养学生的系统思维和综合思考能力。

通过人教版物理教材中的科学思维教育，学生可以更好地理解物理学知识的本质和科学方法的应用，从而提高自己的科学素养和综合能力。

二、科学方法论科学方法论是指科学研究中的一套规范化的思维方式和研究方法。

在人教版物理教材中，科学方法论的教学被贯穿于整个教材的内容之中。

首先，在实验教学中，鼓励学生运用科学方法进行实验设计、数据采集和结果分析。

例如，在第二章“物理实验与测量”中，通过引导学生设计实验和分析实验结果，培养学生独立思考和解决问题的能力。

其次，在理论学习中，强调归纳与演绎的科学思维方法。

例如，在第四章“牛顿第二定律与力”的学习中，通过学习实例，引导学生运用归纳法总结力的概念和定律，培养学生理论推理的能力。

另外，在科学模型和科学理论的学习中，鼓励学生形成思维模式和模型建立的能力。

物理学中的唯象论和唯能论简单说来, “唯象论”就是知其然不知其所以然的科学理论。

杨振宁把物理学分为实验、唯象理论和理论架构三个路径, 唯象理论是实验现象更概括的总结和提炼, 但是无法用已有的科学理论体系作出解释, 所以钱学森说唯象理论就是知其然不知其所以然。

唯象理论被称作前科学, 因为它们也能被实践所证实。

而理论架构是比唯象理论更基础的, 它可以用数学和已有的科学体系进行解释。

“象”是中国古代哲学的重要范畴, 中国古代书画诗词强调意象, 所以有“只可意会, 不可言传”一说, 唯象理论是说以“象”为第一性, 借助于现象或者直接从现象中来的理论。

中医可以说是一种唯象理论, 它已经被几千年的生活实践所证明, 但是却无法从物理、化学等现代科学角度进行解释。

唯象一词产生于现象学。

关于现象学的解释是: 现象学产生于18 世纪, 兰伯特与康德提出: 这是人们经过自身意向的考虑, 对于经验和意识抽象化了的描述。

在黑格尔那里, 现象学是感觉经验经理性化和自由思想过程而产生的知识。

20 世纪胡塞尔提出意向区别于意识而有个人品质的不同, 克服了传统哲学的心身二元说。

他提出意识研究的两个方面, 一是经验意识作为意识流的基元, 另一个是作为客体一个侧面的映象。

现象学遭遇到关于经验与实在关系的诸多问题和争论, 后人还有关于现象学与现象论的研究等。

西方的哲学与科学理论相互影响, 西方的科学哲学有其合理内涵。

暂且撇开现象理论的哲学研究不谈, 人们总是从直接经验, 经思想加工而得到对世界的认识, 这是认识的第一步, 在物理学界称之为“唯象方法”, 由之构成的理论, 称之为唯象理论。

可以给“唯象方法”作如下定义: 在解释物理现象时, 不去追究微观原因, 而是由经验总结和概括实验事实得到自然界的基本规律作出演绎的推论。

如果从系统科学的观点看, 唯象方法是一种对简单巨系统最常用的建模方法。

它根据系统的宏观性质, 不考虑系统的内部机制, 直接利用系统宏观层次上功能的特点建立演化方程。

激发创造力用物理学习培养新思维激发创造力：用物理学习培养新思维物理学是一门研究自然界基本规律和物质运动的科学，它不仅具有理论性和实验性的特点，还在很大程度上可以激发和培养人们的创造力。

本文将探讨物理学习如何帮助我们培养新思维，并提出一些实用的方法和技巧。

一、物理学的思维方式物理学研究的对象广泛，从微观的原子与分子到宏观的天体和宇宙，涉及到了时间、空间、运动、能量等多个方面。

因此，物理学家在研究问题时往往需要运用创造性的思维方式。

1.系统思维：物理学家常常将复杂的问题化繁为简，利用系统思维将问题归纳、分解，并找出问题的核心。

这种思维方式能够帮助我们从整体和细节两个层面来考虑问题。

2.模型建立：物理学中常用的方法是建立模型来解释和预测现象。

模型能将复杂的现象简化为数学表达式或图像，使我们能够更加直观地理解问题。

建立模型时需要发散思维，从多个角度考虑问题，这有助于培养我们的创造性思维。

3.实验观察：物理学家常常通过设计实验来验证理论和推测。

通过实际观察和数据分析，我们能够发现问题的规律，同时也能够培养我们的观察力和分析思维。

二、物理学习培养创造力的方法1.培养问题意识：物理学研究常常从一个问题出发，因此，我们在学习物理的过程中，要培养自己的问题意识。

例如，在学习一个物理定律或者公式时，我们可以思考其背后的问题，或者设想一些与之相关的实际情境。

通过这种方式，我们可以锻炼自己的思维灵活性和创造性。

2.勇于质疑：在学习物理的过程中，我们经常会遇到一些常识的“疑难”。

我们应该敢于质疑、思考并寻找问题的解决办法。

勇于质疑并不代表否定一切，而是通过思考和验证来深化对问题的理解，从而激发创造新的思路。

3.多角度思考：物理学常常要求我们从不同的角度来思考问题。

我们可以从微观和宏观的角度、数学和实验的角度、理论和实际的角度等多个角度来思考问题。

通过多角度思考，我们可以培养丰富多样的思维模式，并产生新的灵感。

4.创意实践：学习物理并不仅仅是理论的学习，还需要我们进行实践和探索。

物理学步入禅境：缘起性空!!!!!!!!!!中科院院士朱清时《物理学步入禅境：缘起性空》（PS:一篇很好的用物理学证明佛法的文章，你能看懂吗？）分享功德无量！！（转）来源：文殊寶蓮的日志注：朱清时先生是中国科学院院士、第三世界科学院院士、原中国科技大学校长、国际书协顾问。

序言二十世纪是人类历史上一个有趣的时期，这个时期的人类一面尽情地享受着自然科学创造的巨大物质财富: 核能、激光、电子技术，等等，一面却不了解甚至不接受它的一些基本观念。

其实这些观念有大量严谨的科学根据，不过真正懂得它们的人太少，因此没有被人们重视和接受。

下面这则消息，就说明了这种状况:［中新网］北京8月19日消息：霍金在昨天的科普报告过程中只赢得了两三次掌声，全场几乎没有会心的笑--他的理论太玄奥，以至于大多数来自北大、清华的学子都说没太听懂。

据北京晨报报导，昨天下午，北京国际会议中心排起数百米的长队。

门口有人私下兜售门票--最少500元一张。

询问退票的人也不少，大家都期待着一睹霍金风采。

但两个小时的公众科普报告尚未结束，已有人提前退场——实在听不懂。

霍金这次讲的《宇宙的起源》，其基础是当代自然科学的最新成就-弦论。

真正懂得这个理论的人,都会产生一种强烈的敬畏、惊讶和震撼感。

本文尝试用大家听得懂的语言,大致解说一下弦论的主要概念,以期让读者体会些敬畏和震撼,并一窥宇宙的奥秘。

我们从当代著名的哲学家施太格缪勒（Wolfgang Stegmuller）在《当代哲学主流》[1]一书中写的一段名言开始。

他写道: "未来世代的人们有一天会问: 二十世纪的失误是什么呢? 对这个问题他们会回答说:在二十世纪, 一方面唯物主义哲学(它把物质说成是唯一真正的实在)不仅在世界上许多国家成为现行官方世界观的组成部分, 而且即使在西方哲学中,譬如在所谓身心讨论的范围内, 也常常处于支配地位。

但是另一方面, 恰恰是这个物质概念始终是使这个世纪的科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念。

物理学中的哲学思想内涵物理学研究的是自然界中各种物体和现象的规律性。

随着物理学的不断发展，许多哲学思想也被引入到物理学中，甚至一些物理理论本身也具有哲学思想的内涵。

以下将从三个方面阐述物理学中的哲学思想内涵：科学方法论、时空观念、探索自然规律的意义。

一、科学方法论中的哲学思想科学方法论是研究科学研究方法的一门学科。

科学研究的过程包含了观察、实验、理论构建和验证等环节，其基本要求是严谨性、可验证性和可重复性。

科学方法论中包含了很多哲学思想，如经验主义和实证主义、归纳和演绎等。

实证主义是指科学研究应以观察和实验为基础，以数据为依据，从而形成科学的理论。

物理学的实验是验证物理规律正确性的重要手段，其中一些实验甚至对当代科学的发展有着转折性的影响。

例如，迈克尔逊-莫雷实验成功地验证了光速不随观察者的运动而变化，这是狭义相对论的核心内容之一。

归纳和演绎是科学研究中常用的两种推理方法。

归纳是指通过一系列具有代表性的事实，总结出一般性的结论。

在物理学中，天文观察和实验等方法可以得出一些有代表性的事实，如牛顿三大定律和热力学定律等。

演绎是指从前提中推导出新结论的方法。

在物理学中，使用数学语言描述物理规律就是一个典型的演绎方法。

二、时空观念中的哲学思想时空观念是研究时间和空间的概念的一门学科。

物理学中的时空观念与其他学科不同，因为它基于广义相对论的理论框架。

广义相对论将时空视为一种整体，时间和空间相互依存。

这一时间和空间的相互依存的观念，也反映了一些哲学思想。

相对性原理是广义相对论的基础之一，它表明在一个没有发生相对运动的参考系中，所有的自然定律都应该相同。

这和哲学的相对主义类似，即相对不同的观点和价值都可能是正确的。

相对性原理的思想也启发人们对自己的立场和观点持开放态度。

时空的连续性和相对性是广义相对论的另一个核心概念。

物理学中定义的时间和空间并不是离散的个体，而是连续的整体。

这种连续性与哲学中的连续性和均质性等概念相似，它反映了人们对于宇宙中一切事物的本质特征的认识。

2024年学习物理新课标心得体会新课程将改变学生的学习生活，也将改变教师的教学生活，新课程下学生可能会改变他们的一生，那么教师也将焕发出新的生命。

课改的核心是目标是实现课程功能的转变，就是要改变课程过于注重传授知识的倾向，强调形式积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习和形式正确价值观的过程。

那么要实现这样的课程目标、知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的过程三者就必须融合在具体的教学过程中。

这就要求教师课堂生活方式要发生根本的转变，教师要随着学生学习方式的改变重新建立自己的教学方式。

初中阶段培养学生良好的学生习惯是物理新课程要求的一项重要内容，学生获取知识的能力比掌握知识更重要。

教师在教学中要从“教会学生物理知识”转向“教会学生学习物理知识”。

要针对物理学科的特点—观察和实验，注重培养学生的观察和实验动手操作能力。

教师在做演示实验时，要引导学生有目的的观察，认真观察实验中物理现象，注意观察引起变化的原因和条件。

在学生自己做实验时，应要求他们弄清实验原理、目的，理清实验步骤，严格按实验规则操作，但不是对知识的复制，更应该创造性的解决实验问题，得出实验结果。

物理学是一门应用性很强的学科，教师在教学中应该引导学生应用所学物理知识解释和解决生产、生活中的一些简单实际问题;并联系学生日常生活中熟悉的现象、事例，帮助学生加深理解物理概念、规律，使学生在学习知识的过程中注重知识的应用，充分发挥自己的主观能动性、创造性。

教师除了使学生掌握物理学的基本知识外，还应该发展学生的基本技能，增强创造意识、创新能力。

针对当前中学教育的缺点，教育部颁布的《基础教育课程改革纲要(试行)》的改革目标中提出：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。

新大纲规定的“必学”知识是物理学最核心、最基础的知识。

December.2020Vol.21 No.62020年12月 第21卷第6期中共云南省委党校学报The Journal of Yunnan Provincial Committee School of CPC 《自然辩证法》的哲学价值白婧（中共云南省委党校 哲学教研部，云南 昆明650000）摘 要：今年是恩格斯诞辰的200周年，恩格斯与马克思并肩战斗了 40年，也独创了很多非常有建设性和开创性的著作，《自然辩证法》就是其中一部。

这是关于科技哲学的典型著作，也是理 解马克思主义哲学的重要著作。

《自然辩证法》中包含了大量当时的自然科学最新成果的概括和总结，有人因此认为随着时代发展其内容已经过时了，然而《自然辩证法》作为一部哲学著作，涉及了科学技术史、人类社会史和工业生产史等自然科学的基本学科，也涉及西方哲学史和哲学原理等内容，其涉猎之广，研究之多，思考之深无疑是值得我们学习的，尤其是其中蕴含的哲学意义更是对我们理解很多社会问题都彳艮有启发。

关键词：自然辩证法；认识论；人与自然 中图分类号：A811 文献标识码：A《自然辩证法》从20世纪20年代传入我国就产生了非常广泛的社会影响，然后就进入了不断传播和发展的阶段，并日益形成特色。

20世纪90年代于光远就谈到，一"哲学学派正在中国兴起，而这 个哲学学派就是正在蓬勃发展的中国自然辩证法学派。

⑴ 恩格斯写作《自然的辩证法》的目的非常明 确，在写作计划草案中可以看出这样三个目的：第一是阐述马克思主义的自然观，对自然科学进行理性的分析和总结。

第二是奠定马克思主义哲学处理 人和自然以及社会关系的科学基础，论证辩证法规 律也是一种自然界的普遍规律。

第三提供了马克思主义学说整体性的有力论证，恩格斯对自然辩证法 的阐述和马克思在（资本论》中的研究是具有一致性的。

这些内容对于马克思主义哲学的形成与发展 意义重大，这里我们重点谈谈《自然辩证法》的哲 学价值。

自然科学本质及整体科学发展春耕【提要】现成自然科学是一个矛盾对立的总立场、总观点和总方法及其逻辑基础的剖析科学形式，是人择原理的、以反自然为科学的本质特征。

而开展客观世界整体性方面的科学独立研究的“自然统一论”，作为当代人类意外的一个思想的结果，正在迈开人类自然科学的一个新探索的脚步和正在发生人类自然观的一个新的思想跃进。

其中一个不堪忍受现成自然科学的正规观念束缚的人的思维着的精神，在物理科学的基础研究上，正在以真正可贵的直觉因素和独立自由的知识力量，决定着当代自然科学范式——整体科学形式的建立和发展。

（关键词：剖析科学、人择原理、矛盾对立、整体科学、矛盾统一、）美国天文学家卡尔－萨根曾把世界比喻为魔鬼出没的黑暗地方，科学是世界上若有若现的烛光。

这是对科学与世界关系问题的一个非常到位的比喻和解释。

只是，如果说科学是世界上若有若现的烛光，那么，这个烛光就是人的智慧精神，——一种人的思维着的精神的理性光环，可以把客观世界整体性基本特征方面的黑暗地方照亮。

事实上，今天一个人的主体意识的智慧力量的独立发展，正在宣告着当代自然科学一个新形式的历史发展。

1 、现成自然科学本质现成自然科学发源于欧洲。

——古希腊人创造的物质概念，和物质结构中某些恒定的东西由简单的基本粒子组成的哲学思想观点，包括一种辨证逻辑推理和理论系统解释的思想方法，奠定了这个科学发展的思想知识基础和思想方法前提。

现成自然科学诞生于十五世纪下半叶。

——从那时起，自然科学家把自然界划分为不同的领域和侧面分门别类地加以研究，包括物理科学也是一个“力是二物相互作用”的基础概念。

所以，一个客观世界物质基本结构矛盾对立的预设性前提，决定着现成自然科学是一个矛盾对立的总观点和总方法及其逻辑基础的剖析科学形式。

与此同时，现成自然科学是在科学试验的基础上，每一门自然科学都有依据观察实验所积累的材料对其所探讨的自然现象提出理论上的解释和说明，这就使它的眼界不可避免带上人类实验工具及其实验能力的局限性，和必然被限制在自然界物质运动形式的客观表象层次。