谈成为一个物理学家应具备的素质

目   录

1 中文摘要…………………………………………………………………………1

2 前言………………………………………………………………………………1

3 成为物理学家应该具备的基本素质………………………………………1

3.1认真实验精确测量…………………………………………………………………1
3.2好奇心和怀疑精神…………………………………………………………………2
3.3数学素养和逻辑推理………………………………………………………………3
3.4实验能力和自我批评………………………………………………………………4
3.5信心和意志…………………………………………………………………………5

4 结论………………………………………………………………………………6

5 参考文献…………………………………………………………………………7

6 致谢………………………………………………………………………………7

7 英文摘要…………………………………………………………………7

谈成为一个物理学家应具备的素质
——学习物理学史的体会
 
摘要：在物理学蓬勃发展并未高速发展的今天，物理学的力学、热学、光学、电学、原子物理学的研究成果每一天都在为发展社会生产力，造福全人类做着巨大的贡献。通过了解物理学的发展史，继承物理学家的优良传统，学习前人的众多经验，对比研究古今物理学家的成败得失，总结归纳，通过讨论后从中体会出了五个成为一个物理学家应具备的素质，对于指导我们物理工作者的教育、学习和工作是有帮助的，是具有一定的现实意义的。
关键词：物理学史；物理学家；素质；体会

前言
古人云：以铜为鉴，可正衣冠；以古为鉴，可知兴替；以人为鉴，可明得失。同样我们以物理学史作为一面镜子将会在我们以后的工作中取得非常明显的成效。
虽然现在很多大学的物理学史都是作为选修课开出，但很多的老师都认为物理学史是很重要的。因为我们可以通过研究前人的事迹，根据他们的成功和失败总结出一些经验来指导现在的物理学学习、工作和研究，虽然他们的事迹已经成为了历史，但是他们的一些优秀的思维方式、研究方式和工作态度还是值得我们去学习的。
论文采用对比研究物理学家的成败得失，总结归纳出成为物理学家应该具有的五点素质，希望达到可以指导我们对物理学的学习、工作和研究的目的。 

众所周知从物理学史上来说伽利略（Galileo Galilei,1564—1642）是第一个把实验和数学结合在一起，既注重逻辑推理，又依靠实验检验，形成一套完整的科学方法的人。如果表示成程序，伽利略的方法大致如下：
 
这五个步骤也基本上成为了现代研究物理学的基本研究程序。
我们可以从这些步骤入手分析一下成为一个物理学家应该具有的素质。经过总结后笔者得出了五个成为一个物理学家应该具备的素质。

一．成为一个物理学家的第一个应该具备的素质就是对待事物现象一定要认真观察现象并精确测量数据。
开普勒（Johannes Kepler 1571—1630）之所以能提出开普勒三大定律，是离不开天文学家第谷（Tycho Brahe 1546—1601）和他自己担任第谷助手时的认真观察的。第谷从1576年以来经过他二十年来的准确观察，第谷测量的各个行星角位置的误差仅为2′。这对后来开普勒定律的提出起了非常大的作用。
开普勒在研究行星轨道时经历了由圆——偏心圆——卵形曲线——椭圆的过程。而在开普勒在从偏心圆的角度来确定火星轨道时，他作了多达七十次艰苦繁杂的计算后，终于找到了一个比较符合第谷观测数据的参数，日心经度误差不大于2弧分，可以说是相当满意了。但纬度误差最大仍可达到8弧分，即0.133弧度，大大超过了第谷的观测误差。开普勒坚信第谷的测量工作是非常严谨的，他不会出这样大的错误。经过反复认真的核算，开普勒得出结论：必须放弃偏心圆的假设。于是他转而考虑以卵形曲线来代表火星的轨道。试来试去，都不成功，当他改取椭圆曲线进行计算时，发现火星轨道跟椭圆符合的甚好。开普勒终于证明了：火星沿围绕太阳的椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上。这就是开普勒第一定律，也叫椭圆定律。开普勒进一步又发现了面积定律，即开普勒第二定律，内容是：在相同的时间里，火星向径（即太阳中心到火星中心的连线）在轨道平台面内扫过的面积相等，也就是说，行星离太阳越近，它运动的越快。开普勒在书中还指出，这两条定律也适用于其他行星绕太阳和月亮绕地球的转动。开普勒的这一发现，打破了两千年来认为天体只能作匀速圆周运动的观念，使日心说与观测结果更加符合。这个发现也说明，精确的测量对于科学的发现是至关重要的。开普勒后来说：“8弧分也不能忽视，正是这一点，导致了天文学上一场彻底革命。”开普勒继续利用第谷的观测数据对行星运动的规律进行研究，经过九年的探索，最后终于找到了二分之三次方定律，即：行星运动的周期的平方与其距太阳的平局距离之立方程比例。这就是周期定律，也叫开普勒第三定律。开普勒在1619年出版的《宇宙和谐论》一书中公布了这条定律。
我们可以看出没有第谷和开普勒对天体运转的现象的认真观察和精确测量数据，就没有开普勒三大定律的提出。

二．成为一个物理学家要有对科学的好奇心和怀疑精神，用辩证的方法分析现象和实验数据并提出自己的观点看法。
1935年，瑞典皇家科学院诺贝尔物理学奖委员会决定把该年度物理学奖授予1932年发现中子的英国物理学家查德威克（Chadwick Sir James 1891—1974）。
查德威克本人在1935年12月12日接受诺贝尔奖发表讲话时，就曾这么提到约里奥—居里夫妇的贡献：“约里奥—居里先生及其夫人的非常卓越的实验，在发现中子的路上迈出了真正的第一步……”
那么他们是怎么失去了做出重大发现的机会呢？
约里奥—居里夫妇在1931年底，研究玻特的实验发现时，为了检查一下石蜡是否会吸收这种铍辐射，他们在铍和辐射侦测装置间放了一块石蜡。结果他们非常惊异的发现，辐射更加加强。经过鉴别，从石蜡里飞出的竟是质子！γ射线竟能打出质子，这简直是不可思议的怪事。因为γ射线是由质量几乎为零的光子组成，如果它与质量比质子小得多的电子相碰，那是能够将电子碰动的。这种碰撞由康普顿效应可以完满解决。但现在碰出的质量为电子质量1836倍的质子，这犹如一格乒乓球撞一部汽车，汽车是根本不会动的。按正常的逻辑思考，约里奥—居里夫妇已经面临伟大的发现了，但他们却仍然沿着玻特的错误思路想下去，还认为铍辐射式一种具有新的作用的γ射线。1932年1月18日。他们把这一实验结果和评论发表在《报告》上。