物理学是一门最基本的自然科学，它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科，所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式，而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学、道德等方面。物理学究其发展而言，与数学、哲学、艺术等有着密切的联系。著名物理学家吴健雄曾指出：为了避免出现社会可持续发展中的危机，当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中两种文化，即科学文化和人文文化之间的隔阂。只有两种文化的统一，我们才能对世界给出连贯而令人信服的描述。所以我们有必要去讨论科学文化中的人文思想。

如果物理课程能够在一定程度上把人文文化与科学文化融合，在掌握科学知识的同时，受到科学与人文两种文化的熏陶，有所领悟，兴致勃勃，乐在其中地学习，这不就是真正有实效的素质教育吗？

由此看来，物理课堂，不仅是知识和方法的传递，更是文化的传承、心灵的唤醒。

下面，从哲学和美学的角度简要探讨一下物理学中的人文思想。

一、 物理学中的哲学

在古代，物理学是以自然哲学的形式存在着。17世纪，伽利略和牛顿的工作，使得物理学成为一门精密的定量分析的科学。1687年，牛顿发表的《自然哲学的数学原理》是真正物理学的标志。

不管是物理学的发展历史，还是物理本身的理论，到处都闪烁着辩证唯物主义和唯物辩证法思想的光辉。质量守恒定律体现了物质不灭原理；恩格斯把能量守恒和转化定律称为“伟大的运动基本规律”。这一定律不仅证明了物质和运动的不灭原理, 而且以实验确立了各种运动形式相互转化的当量关系, 为自然界物质的多样性和统一性找到了自然科学的证据。它的建立，也是生产技术、哲学和自然科学长期发展的结果。物理学是实验科学，物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”，物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果，体现了唯物辩证法的认识论观点——实践是检验真理的唯一标准。人们对光的本性的认识，经历了一个漫长而曲折的过程。从古希腊时代幼稚可笑的猜测，到17世纪牛顿的微粒说和惠更斯的波动说，再到19世纪初期光的波动理论的迅速发展直至麦克斯韦的电磁说，最后到20世纪初爱因斯坦的光子说。现在，人们认识到光具有波粒二象性。人类对光的本性的认识遵循着唯物辩证法的“对立统一规律”和“否定之否定规律”。爱因斯坦的相对论改变了人类的时空观，是辩证唯物主义一次革命性的胜利。

可见，不论是物理文化知识本身，还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法，对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。

二、物理学中的美学

科学就是简单，科学的美，就是简单的美。同样，在一个艺术家眼里，简单是一种美。在错综复杂的自然现象中，物理学追求用简单、优美的数学语言去深刻地描述、概括自然规律。如牛顿运动定律概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律，简洁对称的麦克斯韦方程组将复杂的电磁现象统一其中，爱因斯坦相对论中的基本原理简洁凝练，内涵却丰富而深刻。

对称与统一是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式，物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称统一的美。如引力和斥力、正电和负电、作用力和反作用力；牛顿第三定律、麦克斯韦的电磁场理论等等都显示了完美的对称统一性。物理理论的和谐统一美实际上是自然界和谐统一美的理论形态。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式。特别的，对称性已经成为一种科学的研究方法。

另外着重说明的是，一位优秀的物理学家，必是具有美学思想的人。许多著名的物理学家都有感知美的奇异本领，美学思想在许多物理学家创立与评价物理学理论时起着重大的启发与指导作用。追溯人类科学源头，科学美始终被作为一种人文理想而追求，成为科学家们献身科学、潜心研究的直接动力之一。世界著名物理学家狄拉克认为：让一个方程具有美感要比符合实验更为重要。法国科学家彭加勒曾说：“科学家研究自然，是因为他从中能得到乐趣，他之所以能得到乐趣，是因为她美”。著名物理学家杨振宁曾经说过：“物理学的原理有它的结构，这个结构有它的美跟妙的地方，而各个物理学工作者对于这个结构的不同的美跟妙的地方的感受，有不同的了解，因为大家有不同的感受，所以每一个工作者会发展他自己独特的研究方向跟研究方法，形成他自己的风格。”

物理学的发展过程，正是许多物理学家在唯物辩证法思想、美学思想的指引下去成功研究物理现象、过程和建构深奥、美妙的物理学理论的，在物理学诞生的过程中除了严格的逻辑推理以外，科学家的人文修养和形象思维所启发的灵感、激发的创造性也是不可或缺的。美国物理学家和物理教育家拉比认为：“只有把科学和人文科学融为一体，我们才能期望达到与我们的时代和我们这一代人相称的智慧的顶点。”