物理概念及其发展
 
 
历史上的弯路
 
  Schatten16
   

 

 

物理学发展过程中所走过的一些弯路
── 迷失方向的物理知识

今日之理科课程其实是一种进化过程的产物。它们在相当多的细节上反映出了这种过程。人们必须沿着非常接近于科学发展历史进程的路线去学习各门理科学科。他们必须走同样的弯路,必须越过许多不必要的障碍,甚至必须去重复那些历史上出现过的错误。他们还必须去学习一些不适当的概念,使用一些过时的方法。在开发卡尔斯鲁厄物理教程的过程中,我们的主要任务之一就是力图消除或摈弃那些过时的概念和方法。
F. Herrmann und G. Job: Altlasten der Physik, AULIS Verlag Deubner, Köln 200
F. Herrmann und G. Job: The historical burden on scientific knowledge, Eur. J. Phys. 17 (1996), S. 159
科学知识所背负的历史包袱 吴国玢译 《国际物理教育通讯》第45期 2010年5月

在科学发展史上曾经一再出现过这样一种情况:一些重要的著作和研究成果不被科学界所接纳。当人们普遍开始意识到它们的重要价值时,往往已经为时过晚。因为此时再想去改变现状或进行纠正(尽管这种纠正极其必要而且十分有用),已经变得相当困难,致使其进展十分迟缓,甚至难以实现。在这里,我们列举以下三个例子。
1. 熵(entropy)这个物理量在历史上曾经有过三次机会可以从一个艰涩难懂的量转变为一个人们(包括初学者)容易掌握的量。第一次机会出现在Joseph Black和Sadi Carnot的著作出版之后。1911年,当H. L. Callendar的著作发表时又出现过一次机会。最近的一次机会是在Georg Job的著作《新概念热力学》(A new concept of thermodynamics)出版之后来到的。令人遗憾的是,所有这些机会都被错过。人们对于这些著作中的新想法新观念,不是加以曲解,就是采取不闻不问的态度。
2. 由牛顿所构建的物理量“力”及其相应的名词术语相当复杂。其实,力就是动量流的强度。德国著名物理学家普朗克(Max Planck)在他于1908年出版的著作中早就提出过这一观点。可惜一直没有人真正对此予以足够的重视。
3. 在将能量这个概念引入物理学之后的50年内,人们并不真正清楚能量是否遵守局域守恒的原理。尽管人们觉得似乎应该如此,却始终未能予以证明。由于这个原因,一些含有种种疑点或缺陷的名词术语一直为人们所使用着。1898年,Gustav Mie在他发表的著作中证明了能量遵守连续性方程。可惜这并没有产生应有的效果,促使人们采用更合适、更简单的语言(比如能量流)去表述各种涉及能量的概念。人们在谈论能量时,似乎仍然不得不对某一天将会发现超距作用做好思想准备。
卡尔斯鲁厄物理教程(KPC)十分重视那些被埋没许久的有价值的研究成果,不仅予以接纳,而且还使之成为自己的重要组成部分。由于原始文献资料一般不易查找,我们在这里为读者提供以下检索通道:

J. Black: Lectures on the elements of chemistry, Mundell and Son, Edinburgh (1803)
S. Carnot: Réflexions sur la puissance motrice du feu, Librairie scientifique et technique, A. Blanchard, Paris (1953)
H.L. Callendar:
The caloric theory of heat and Carnot’s principle, Proc. Phys. Soc. London 23 (1911), S. 153
G. Mie: Entwurf einer allgemeinen Theorie der Energieübertragung, Sitzungsberichte der Kaiserlichen
            Akademie der Wissenschaften. CVII. Band VIII. Heft (1898), S. 1113
M. Planck: Bemerkungen zum Prinzip der Aktion und Reaktion in der allgemeinen Dynamik, Physikalische Zeitschrift,
        9. Jahrgang, Nr. 23 (1908), S. 828
G. Job: Neudarstellung der Wärmelehre – Die Entropie als Wärme, Akademische Verlagsgesellschaft Frankfurt (1972)

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