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第一部分 博士论文3

量子力学哲学问题研究3

导言3

一、量子理论的主体建构特征6

（一）量子化观念的建构和确立7

1．主体对问题的确立7

2．主体对反传统新概念的构造11

（二）抽象模型与形式体系的构建19

1．理论模型创造新概念20

2．数学模型揭示微观世界抽象结构22

3．新旧理论关系的方法论原则26

二、量子力学解释的逻辑分析28

（一）形式体系与现象的逻辑沟通28

1．微观符号语言与宏观度量语言的翻译28

2．需要解释的问题及困难31

（二）微观层次的统一32

1．实在波和经典粒子的困境32

2．抽象意义的几率波诠释34

（三）微观过程与经典语言局限36

1．不确定关系及认识根源36

2．经典语言限制与人的认识能力39

（四）认识方式的突破与互斥互补图景42

1．不同视角的综合规定42

2．对量子力学理论的再认识45

3．认识论的革命性进步46

三、量子力学理论与客观实在49

（一）两种理论实在的冲突49

1．经典理论实在与属性不变性49

2．量子理论实在与属性相对性52

（二）量子理论实在的层次及客观性55

1．科学认识中实在的层次55

2．量子实在的客观性60

3．爱因斯坦与玻尔实在观评析62

（三）EPR实验与实在观的变革65

1．EPR悖论与定域性破坏65

2．贝尔不等式与非定域世界69

3．量子实在的相关联性72

（四）在联系中把握实在73

四、量子力学中的主客体问题78

（一）测量仪器及主体性地位78

1．量子论中仪器的特殊作用78

2．仪器主体性地位的确立80

（二）量子力学的主体性介入85

1．主体性介入的认识分歧85

2．进入认识内容的主体的物质性88

（三）量子力学的属人性91

1．以人的方式描述微观世界92

2．量子力学中主客体的统一95

五、量子力学的因果性问题97

（一）量子统计规律与因果性97

1．内在联系与外在描述97

2．分歧的焦点和实质100

（二）量子偶然性与因果性104

1．量子偶然性的客观存在104

2．有原因的量子偶然性106

（三）认识主体与不确定性111

1．理解与存在相缠绕111

2．主体特征进入科学112

（四）新型的必然性——偶然性学说113

1．量子力学中偶然性与必然性的客观存在113

2．必然性——偶然性学说在量子力学中的发展115

3．决定论的深化120

第二部分 科学智慧的启迪125

教育：从科学当中获得益处125

前言125

一、科学与教育发展的历史考察127

（一）古希腊时期的科学与教育127

1．以哲学形态出现的古希腊科学127

2．古希腊时期的教育思想130

（二）科学的泯灭与教育的宗教化134

1．替代了科学的基督教134

2．成为宗教婢女的教育137

（三）科学的腾飞与教育的快速发展139

1．自然科学的兴起、发展、跃进与突破139

2．各种教育理论学说的形成146

二、科学创造的方法对教学的意义151

（一）科学创造方法的教育功能151

1．什么是自然科学方法151

2．科学方法对教学的作用153

（二）观察法与观察能力的培养155

1．科学创造中的观察法155

2．观察原则及观察能力的培养157

（三）科学实验与实验能力的培养162

1．实验方法的作用及实验在教学中的意义162

2．科学实验的类型及对教学的借鉴164

3．发挥实验在教学中的作用166

（四）模拟方法及其在教学中的运用168

1．科学实验中的模拟方法168

2．教学中要有效地使用模型的方法169

（五）科学抽象方法及在教学中的作用170

1．科学抽象的来源171

2．科学抽象的一般方法173

3．科学抽象的一般进程180

4．科学概念及概念教学180

（六）假说方法及在教学中的渗透181

1．关于科学假说181

2．教学中假说方法的渗透183

（七）数学方法对理科教学的作用和意义185

1．数学方法是探索和学习自然科学的有力工具185

2．中学教学中的一般数学方法188

三、科学思维与人才培养193

（一）思维能力是培养人才的核心193

1．科学思维的逻辑性194

2．科学思维的非逻辑性195

（二）归纳与概括思维195

1．科学规律的普遍性和深刻性195

2．探索经验定律的方法——归纳与概括197

3．教学中归纳与概括思维的运用199

（三）通向未知的桥梁——类比思维202

1．类比的涵义202

2．类比思维的类型和条件204

3．类比思维对于教学的意义206

（四）演绎推理及科学推测思维211

1．关于演绎法211

2．演绎思维是逻辑证明的工具211

3．演绎是科学预测的重要手段213

4．演绎思维是检验假说和理论的重要环节214

5．教材中的演绎推理215

6．习题训练中的演绎思维217

（五）深化思考的步骤——分析思维218

1．分析思维的涵义218

2．分析应具整体性218

3．分析思维的方法219

4．分析思维能力的培养220

（六）向整体的上升——综合思维222

1．关于综合思维222

2．综合的条件和方式223

3．关于综合思维能力224

四、想象、直觉、创造思维与创造性人才226

（一）想象及其想象力的培养226

1．什么是想象226

2．想象的特征228

3．想象在科学发现中的作用229

4．关于想象力的培养236

（二）直觉与直觉能力238

1．直觉现象238

2．什么是直觉239

3．直觉在科学创造中的作用242

4．直觉的类型、产生及直觉能力的培养247

（三）创造思维与创造人才253

1．关于创造思维的理解253

2．创造思维的培养255

五、自然原则·理性美·美育258

（一）和谐原理258

1．历史溯源258

2．关于和谐原理260

3．和谐原理在科学发现中的作用264

（二）逻辑简单性原则266

1．逻辑简单性的含义266

2．简单性的功能269

3．科学发现中的逻辑简单性270

（三）对称性与对称方法275

1．自然界存在对称物275

2．科学发现中对对称的追求及对称方法的运用276

3．对称的方法论意义280

（四）关于科学美281

1．科学美及其本质、原则、内容281

2．科学美感284

3．科学美与思维286

4．科学创造的美学动力及科学理论的美学鉴赏289

（五）科学美教育293

1．为什么要进行科学美教育293

2．科学美教育应培养哪些方面能力294

3．教学中如何激发审美情趣296

4．教学中科学美感的培养297

5．科技活动中培养美感303

六、科学方法论对教育实验的借鉴306

（一）历史的考察306

（二）教育实验的假说307

（三）教育实验的控制312

（四）教育实验的本质315

（五）教育实验的科学化316

后记319

第三部分 创造思维研究323

科学创造的发轫和起点323

前言323

一、想象——智慧的翅膀325

（一）巧妙组合的奇异效果——伽利略对亚里士多德的反驳326

（二）从常规的反面去思考——建立惯性定律的理想性实验329

（三）进行超越空间的设想——重力与月球的运动331

（四）添加条件探虚实——关于行星的引力为向心力的推导333

（五）把问题放在特殊的环境中——关于碰撞的船上实验335

（六）从似乎不可能中寻求——麦克斯韦小妖337

（七）进发深邃思想于平凡之中——对同时性的相对性的证明340

（八）巧合是探测深层底蕴的窗口——广义相对论等效原理的提出343

二、自然美感——发现的源泉346

（一）寻求普遍与统一的联系——和谐定律的诞生347

（二）简单性的直觉——伽利略的匀加速运动349

（三）永恒的启示——焦耳与能量守恒352

（四）转换思考方向——电流对磁作用的重大发现354

（五）由对称美想到的——电流间相互作用规律的揭示356

（六）逆向思维的杰作——法拉第对磁生电的探寻358

（七）直觉的猜测——巴耳末公式的发现361

三、相似——探索未知的桥梁364

（一）方法的迁移——平方反比关系的“月地检验”364

（二）从另外的事物中受到启示——卡诺循环的设想366

（三）类比性的推断——平方反比电力的猜测369

（四）比较生发灵感——欧姆定律的建立373

（五）借助中介物的想象——电磁以太模型的提出376

（六）从具有共同特征的现象中打开突破口——托马斯·杨的干涉原理378

（七）强制关联的猜测——物质波动性的提出381

（八）探寻与已知规律的联系——狄拉克的发现384

四、见微知著与偶然发现——不可忽视的创造因素386

（一）不同寻常引起的思考——迈尔的思辨387

（二）从偶然事件中获得信息——莱顿瓶的发明390

（三）意外现象触发联想——富兰克林向宙斯的挑战392

（四）新现象是探索新领域的窗口——伽伐尼意外的发现394

（五）从新条件中寻找意外原因——偏振现象的发现396

（六）特殊结合的意外收获——光谱分析的开创399

（七）诞生于难得境况中的全新效应——X射线的意外发现401

（八）建立必要联系于非直接方式之中——柏克勒尔“命中注定”的发现403

（九）试一试自认为不可能发生的事情——卢瑟福原子核模型的建立406

五、陷入困境和产生怀疑——突破和创新的始因409

（一）失败是产生新思维的起点——八分之差与天体运行规律的正确揭示410

（二）新现象与旧理论的撞击——伦福德对热质说的严重挑战412

（三）改变审视问题的视角——气体压强公式的推导414

（四）全面考虑各种因素——伏打对伽伐尼“动物电”的疑义418

（五）发现权威说法的破绽——光的波动说的提出421

（六）绝境逼出的反常规思路——量子假说的诞生424

（七）以旧理论的瑕疵为契机——狭义相对论基本假设的提出428

（八）从对立面去思考——光子理论的提出431

（九）于困境中产生的不落窠臼的假想——原子结构的量子假设434

（十）由怀疑到另辟蹊径——矩阵力学的诞生437

六、提出问题和发现矛盾——科学探索的开端440

（一）寻找相关联的外部作用——托里拆利的实验440

（二）以批谬为契机——赝力学解释导致的波意耳气体定律443

（三）回追逆溯探本源——热力学第二定律的建立445

（四）受激于两种理论产生的相悖诠释——可逆性佯谬暨热力学第二定律的统计解释447

（五）从新对象的新特点着眼——多原子气体比热与气体模型的修正450

（六）分解思考法——白光组成的发现455

（七）从相互作用的角度去思考——光的衍射现象的精辟阐释457

（八）迂回思考法——近距作用与场的概念461

（九）由归靠已有模型的企望产生设想——位移电流的引进463

（十）绕开难点择奇径——电磁波存在的实验检验466

（十一）棘手难题引致精湛方法——迈克尔逊—莫雷实验468

主要参考书目472

第四部分 论文精选475

科学创造与科学素质培养475

科学精神与人的全面发展487

作为客体的科学仪器还是科学仪器了吗？——与《作为客体的科学仪器》一文商榷489

论物理想象能力的培养498

量子理论的实在性探微504

论理科教学中的形象思维512

产生直觉的创造力心理探微521

论量子力学的主体性528

量子力学与实在观的变革535

教育实验科学化的理性思考541

哥本哈根解释的逻辑分析546

简析量子力学理论的属人性555

量子力学的实在论意义561

解决有关物理图像问题的几点浅见567

物理教学与想象力培养572

简洁性·统一性·和谐性575

谈物理直觉思维的培养577

略谈物理教学中的“相似法”580

非保守内力作功与机械能守恒582

科学精神的人文价值587