物理学与人类文明教学内容分析

物理学对人类文明进步教学设计

2004年6月联合国大会决议，确定2005年为“国际物理年”。联合国的决议中指出：承认物理学为了解自然界提供了重要基础；注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石；确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具；……。这一决议充分说明了物理学对人类发展的重大意义。因此，在这里概括地了解一下物理学对人类文明进步的促进作用，既有意义也很必要。

大量事实表明，物理技术与理论相互推进，并广泛应用于科学技术和科学研究的各个部门，成为科学技术创新和革命的重要动力，极大地促进了物质生产的发展和精神文明的进步。物理学对人类文明进步的促进作用表现在很多方面，下面仅采集几个具有代表性的例子，以此来使同学们对物理学在人类文明、社会进步，包括在医学科学发展中所起的巨大作用有一个初步的了解。希望这些介绍能够激起同学们对医用物理课的关注和兴趣。

在热学方面，18世纪中叶对热学的深入研究带来了蒸汽机的改进和广泛的应用，促进了手工业生产向机械化大生产的转变，并使陆上和海上较大规模的长途运输成为可能，从而大大推动了人类社会的发展。

在电磁学方面，由于电磁感应现象的发现和研究成果的应用，使人类社会迈入了电气化时代。带电粒子在电磁场中的运动规律在科学技术的许多领域得以广泛应用，比如电视显像管、电子显微镜等都与此密切相关。电能的广泛应用，不仅从根本上改变了人们的生活方式，而且已经成为支撑现代社会发展的重要支柱。

再来看看物理学对医学发展的促进。1895年伦琴发现了X射线，这一发现很快就成为诊断疾病的有力工具；1896年贝可勒尔发现了铀的放射性；1898年居里夫妇发现了放射性更强的元素钋和镭。放射性物质对帮助医生诊断和治疗疾病具有重要意义，并在此基础上建立起了一门新兴的医学学科——核医学。医生只需用极其微量的、高度特异的放射性药物引入人体，然后再用核探测技术从人体外探测这些药物参加代谢的情况，即可了解人体脏器的形态和功能。在疾病的治疗上，放射性同位素也同样显示出了巨大的威力。X射线和放射线被广泛应用于医学科学许多部门，对促进20世纪医学科学的发展产生了巨大而深远的影响。

生命科学在基础研究方面的许多重大进展也离不开物理学这个基础。例如，脱氧核糖核酸（DNA），它是储存和传递生命遗传信息的物质基础，DNA的双螺旋结构就是在1953年由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克利用X射线衍射方法测定的。

最后指出，在20世纪，原子核物理、电子学和半导体物理、激光物理以及超声

学等学科的迅速发展，极大地推动了相关工程技术的进步。如激光技术和相关技术的集成，已形成了若干重大的激光工程，其中最具代表性的是全球激光通信；特别是微观物理方面的重大突破，开创了微电子工业；物理学与工程技术的紧密联系和相互促进，超大规模集成电路的研制和微处理器的普遍应用，不仅为工业制造、医学诊断和治疗提供了多种高新技术设备，也使人类社会从此进入了以电子计算机和网络应用为特征的信息时代。

联合国第58次大会关于2005国际物理年的决议中指出：物理学是认识自然的基础，物理学是当今众多技术发展的基础，物理教育为人类发展提供了必要的科学基础。我们倡导物理学是科技之基础的理念，同时批评那些轻视物理学，忽视物理学在科学思想、方法、手段等方面的基础作用，认为物理学是可有可无的观点。我们深信，在新的世纪里，在人类文明的进程中，物理学将继续产生重要的作用和深远的影响。