六、物理学的社会功能
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　上节我们讨论了物理学在自然基础学科中的地位和作用，以及它们之间的关系，实际上物理学的作用远远不至于此，它对技术科学，特别是高新技术的作用（已有专门的教材——《物理学与高新技术》论述，这里就不谈了）；还有它在认识论和方法论以及对人才培养的特殊作用。这里只对这一问题作些讨论。

（一） 物理学的认识论功能

　　认识论一词来源于希腊文，意思是关于知识的学说，是关于人类认识的哲学理论。认识论就是关于人类认识的本质、对象、来源和认识发展过程的理论。

　　早期的牛顿力学蕴含的机械自然观，成为当时一切科学的主导思想。机械自然观，简称机械观，把自然界看成一个按精确的数学规律运转着的机器。它的思维方式有如下一些特点：1。绝对论：绝对的时空观、绝对真理观。长期以来，人民研究的都是线性系统，凡线性系统均满足线性叠加原理。一线性系统的动力学行为可以由一组一阶线性微分方程来报表市，这组微分方程的解，结合初始条件（初始位置、初始速度等）或者边界条件（始端流形、终端流形），可以精确地反映该系统的动力学过程。2。决定论：只要知道事物现在的运动状态的全部信息就可以精确地决定未来；3。还原论：整体可以完全还原成许多小的部分，每一部分研究清楚了，最后整体问题也就解决了。

　　20世纪初物理学的革命产生了量子力学和相对论，它使物理学从宇宙的经典图景过度到现代图景，使人们的认识产生了质的飞跃。另外，在实际情形中，线性系统只是理想的，或者说是近似的，这是真实系统在特定状态附近线性化的结果。实际情形的非线性，要求我们用非线性观点去认识非线性世界。另一方面，过去的平衡态热力学对研究宏观系统不随时间而边的性质很有用，然而，它只设计演化的终态而不能表现出演化的时间过程。对具有现实意义的过程，一般是非平衡态过程，真正的孤立系统在现实世界中是不存在的。因此，真实系统一般应考虑为非平衡过程，甚至是远离平衡态过程。上世纪70年代，普里高津等人在详细研究了远离平衡的开放系统（能量和物质都可以流动，系统表现出来的行为由复杂的非线性关系来支配），他们提出了耗散结构理论。该理论认为，远离平衡态的开放系统，通过与外界交换物质和能量，可以在一定条件下，形成新的有序结构，实现从无序向新的有序转化。这种开放系统，从外界吸收了较高品位的物质或能量而想外界排除耗散了较低品位的物质或能量（就像人吸入氧气，呼出二氧化碳，来维持人的生命），所以称之为“耗散结构”。这种能够导致产生耗散结构的过程叫自组织。普里高津揭示出事物的非线性非平衡态过程的规律，从而使人们认识到物理系统与化学、生物、甚至社会系统一样，也可以实现从无序向有序，从低级向高级演化，即存在字组织现象。当然，这需要一定条件，就是形成耗散结构的条件。当前，由于对混沌问题的研究（第三专题要详细讨论），揭示出决定论与随机论之间、牛顿力学与统计力学之间没有不可逾越的界限（耗散结构和混沌都是系统科学研究的范围）。人们认识上的这些转变具有重要的科学和哲学意义。可以这么说，上个世纪，牛顿力学已经历了相对论、量子力学和系统科学的三次大变革，在人们的观念上也产生了三次大突破。总的来说，由过去的机械观念变成系统观。概括列成下表：

（二） 物理学的方法论功能

　　正确的认识论决定正确的方法论。物理学为何能取得如此辉煌的成就，是与它的认识论和方法论有直接的关系。
物理学研究的领域，大到天体、宇宙，小到原子、粒子，涉及多种运动形态和四种相互作用，因此，物理学研究发展了多种科学方法，这些方法具有典型性和普遍性。读者可在两本很好的书中看到对这个问题的论述；本书第八专题及其他有关专题中将要具体讨论，这里不再赘述了。

（三） 物理学的教育论功能

　　从上面论述的物理学在自然基础科学中地位和作用以及物理学的认识论和方法论功能来看物理学的教育功能，有以下两点：

　　1.通过物理学　知识的学习，提高人们的科学素质

　　“科学素质”与“科学知识”相比是更深层次的基础性的东西,是对知识本质的理解、内化和激活，它应该包括科学知识、科学思想、科学态度和科学方法。特别是在培养创造素质方面有独特的作用。本书第八专题将就此问题做专题讨论。

[案例7]2.通过物理思想、物理方法的学习，大批英才辈　　返回