作为历史过程的物理学

赵良庆

了解科学的过去，会加深我们对现时的科学的理解。当我们从现代科学发展的制高点上去回溯科学的历史时，科学给人们的是一种富丽堂皇之感。因为科学，究其本质，乃是历史的。历史的继承与发展，才使科学由过去的简单贫乏走向今天的博大精深。

物理科学何尝不是如此？然而现时流行的物理学教科书所花费的大部分内容旨在培养学生掌握一些专门的术语词汇并强调现存的知识。这类教材所体现的思想往往是呆滞的，甚至毋宁说是一大堆僵死的知识。因为对物理学中的基本概念来龙去脉的考察，本学科的历史以及与其他领域的相互关系却几乎完全忽略了。其结果往往导致这样的事情，学生由于过分注意现存的知识而竟致对物理学缺乏一个完整的整体概念，其后果是我们只能培养出一种知识面狭窄的“技术人员”。

美国哈佛大学物理学教授赫尔顿(G.Holton)所著的《物理科学的概念和理论导论》是对上述传统的物理教科书的大胆改革。这是美国第一部改革性的大学物理基础教材，由于它在美国的教育界影响之大，因而被人誉为“科学教育史上的一块里程碑”。该书自一九五二年第一版以来，曾多次重印，受到一大批教师的支持。现在我国出版的中文版是经马里兰大学布鲁什(S.G.Brush)增订的新版本。在美国，这是一本用于大学文科的“物理学”教材，它的主要内容和叙述方式对我国非理科专业的物理教材改革来说，是很有参考价值的。

这本物理教材的独到之处是它不仅极其准确地阐述了物理学的基本概念和基本理论，而且它“把科学作为经验，作为一个完整的和激动人心的知识奇遇(intelectureadventure)来讲述”(第一版序)。这样做的意义在于：“第一，它们将提供赋予某一特定观念以意义和重要性的适宜背景。第二，它们将使读者了解科学建立者们的原始资料、动机及研究方法，阐明隐藏在纯粹抽象背后人类的胜利。第三，它们将把科学作为对知识的伟大探求的一个侧面展示给读者。”(同上)它把着重点放在物理科学中的发现、推理及概念的形成上，并把这些放在那个时代背景之下进行讨论。这样就必然导致作者要从历史的角度来进行叙述和阐明物理学是如何通过理论、实验和科学的发现者之间的相互作用而发展的。

科学是整个历史过程的产物，人们只能透过历史进程才能把握它。在各种教学方法中，历史方法无疑是最好的方法之一。教师用这种方法把学生引入到历史上科学大师们进行科学创造的“实验室”中去，说明新的思想和理论是如何产生和发展的，说明重大的科学发现和发明是怎样出现的。历史方法保证了学生更全面更广阔的掌握材料，不仅学到现代知识，更重要的是学会了科学的思考和研究方法。这就是为什么许多优秀的教师、好的教科书的作者们过去和现在都广泛地运用科学史材料的原因。

物理学家奥斯特瓦尔德上个世纪在他的《精密科学的经典作家》一书的预告中就曾指出：“虽然用现在的教授方法很成功地讲授了在其现今发展状态中的科学知识，但是杰出的和有卓识远见的人不得不一而再地指出时常出现在当前我们的青年科学教育中的一个缺点，这就是缺乏历史感和缺少关于作为科学大厦基础的一些重大研究知识。”《物理科学的概念和理论导论》所作出的改革在很大程度上正是为弥补这一方面的缺点而作出的有效努力。在这本教材的影响下，美国于一九六二年开始着手计划编写一套供全国使用的新的物理教材，其名称为“哈佛物理教学改革计划”(HarvardProjectPhysics)。这项计划由赫尔顿教授负责，参加这项计划的有物理学家、科学史家以及中学教师。这项改革工作以《物理科学的概念和理论导论》为基础，增加了新的材料，并在教法和设备上作了若干革新。把课本、实验、电影幻灯片以及供教师参考的原始文献选编结合成一个有机的系统整体，形成了一九七○年出版的《改革物理教程》(ProjectPhysics)的中学版本和大学版本。此套教材的《课本与手册》与《学生读物》两部分的中译本更名为《中学物理教程》正由文化教育出版社陆续出版。

本书著者赫尔顿教授一九二二年出生于奥地利的维也纳，一九四○年来到美国攻读物理学，在高压物理的创始人布里奇曼指导下，于一九四八年获哈佛大学博士学位。自一九四七年以来，一直就教于哈佛大学。赫尔顿教授在学术领域中有着广泛的兴趣，除了在高压物理和物理教革方面取得成就外，他还是一位著名的科学史专家，尤其对爱因斯坦的研究，更有独到之处。目前赫尔顿教授又在从事科学社会学方面的研究。

(《物理科学的概念和理论导论》［美］G.Holton著S.G.Brush增订，张大卫等译人民教育出版社一九八三年第一版，1.85元)