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物理学史与创新思维培养 　　一、质疑精神和创新意识 　　 　　创造性思维首先表现在对旧理论有怀疑和批判精神，科学史上大量事例说明不囿于传统理论和观念，不迷信权威和书本，是科学创造的思想前提。爱因斯坦因创建相对论而闻名于世，但在爱因斯坦之前，洛仑兹和彭加勒虽然已走到了相对论的大门口，只是由于未能摆脱绝对时空观的束缚，而最终没能迈入相对论的门坎，正是由于爱因斯坦敢于对“绝对运动”和“静止以太”的观念产生质疑，以创新精神冲破传统观念的束缚，才创立了狭义相对论，引起了人类时空观的巨大变革。 　　质疑精神是创新意识的基础，批判性是创新思维的基本特征。培养创造性人才，首先要培养他们的质疑精神和思维批判性。现代教育论认为，教学不仅要传授给学生知识，更要培养其创新思维能力。而书本上的科学结论几乎是以完成的形式出现在学生面前，学生感觉不到科学发现、创新思维的过程，在物理教学中，我们要充分利用物理学史的丰富内容从真实的物理学认识发展的历史进程中，展示物理学家在探索过程中如何以质疑和批判的态度分析原有理论，以创新精神冲破传统观念的束缚，要通过多种形式来鼓励学生“生疑”、“存疑”、“问疑”，培养他们的质疑精神和创新意识。 　　 　　二、科学讨论和创新思维 　　 　　科学讨论是学习、研究、创新的一种重要而基本的方法。科学讨论能相互启发和激励；能营造创造气氛，使思维变得活跃；能激发创造、激发灵感。所以说科学讨论是培养创造性人才和激 　　发创新思维的一种重要形式和有效途径。很多物理学的研究成果都与各种不同形式的讨论有关。而差不多每一位科学大师都是科学讨论的热衷者。卢瑟福不但对原子科学作出了卓越的贡献，而且在人才培养上也是功勋卓著，在他的实验室里每天下午准时召开茶时漫谈会，常常在讨论中产生许多重要的物理思想，不少新的观念在这里迸发[1]，在这里科学讨论营造了浓厚的自由探索的学术气氛，使智慧得到启迪，灵感得到激发，可以说科学讨论造就了卢瑟福人才培养的成功光环。同样，科学讨论的“奥林比亚科学院”给爱因斯坦的科学创造注入了无限的智慧和源泉。海森伯的成才经历有一个独特之处，就是讨论这种方式在他的学习和科学研究中起了非常重要的作用，讨论伴随着他的一生，讨论伴随着他对科学的贡献，测不准原理的发现就是一个标准的科学讨论的产物。海森伯曾深有感触地说：“科学扎根于讨论”。这充分说明科学讨论这种学习、研究方式的极端重要性。哥本哈根学派是20世纪20年代就量子力学的诠释，以玻尔为首的一批物理学家与爱因斯坦等人进行的大讨论、大辩论、大论战中，产生、发展而形成的。正是通过这种罕见的思想大辩论、思想大交流、思想大论战，量子力学才获得了划时代的突破并孕育了一种珍贵的科学创造的“哥本哈根精神”，这是一种高度的智力追求和科学创新精神[2]。 　　回溯和研究物理学史上重大的创新过程则可给我们许多启迪，科学讨论这种学习、研究方法对培养人才和科学创新都起着十分关键的作用。在创新时代的今天一定要重视科学讨论的地位和作用，在一定程度上将科学讨论移植到大学课堂上来，培养学生的创造性人格和发展学生的创造性思维。 　　 　　三、类比思维的培养 　　 　　类比是人类创新思维的一种形式，这种创造性思维具有直觉、联想、发散的特征，当一个领域里出现新的经验事实，从那里只能约略看到它们现象间松散的联系时，要进行思维发散、充分联想，参照其他领域的已知过程或规律，比较两者相似的特性，仿照已知过程的联系，在整体上进行（类比）猜测、（类比）直觉、（类比）归纳，观察隐藏在现象背后的本质属性或本质联系，从而做出预测性的描述，这就是类比。类比思维的客观基础，就是自然界存在某些普遍或共同的规律，支配着不同领域里的不同过程，而这不同领域的不同过程又有着相似的表现形式。因此这就给类比提供了客观的可能性。客观世界本来就是一个复杂的、统一的、相互联系的有机整体。物理规律就是以简洁美的形式表现着大自然的普遍联系的抽象和概括，正因为如此，许多物理过程的关系是可以类比的。物理学家曾经熟练而巧妙地运用类比的方法取得了很多重大成果。卡诺把热机的工作原理跟水轮机做类比，从理论上推出理想热机的效率仅仅取决于热机所处的温度差。麦克斯韦把法拉第的磁力线概念跟流体的流线做类比，得出奥斯特定律的数学表示式。德布罗意把实物粒子类比于光子，提出实物粒子也具有波粒二象性。薛定谔把光学与力学进行类比建立了薛定谔方程，还有，汤川把核力同原子的电磁力做类比，预言了介子的存在等等。 　　类比思维属于非逻辑推理的范畴，它是从已知的事实、规律、理论出发，在对给定的问题有了深入的认识和思考以后，借助“假想”、“想象”、“联想”、“推测”、“直觉”的力量把事物的联系从一个领域扩大到另一个领域，从而实现思维过程的飞跃，揭示出科学的奥秘。学习物理学史正是一