淘客熙熙

主题:牛顿定律到底说的是什么?(0) -- changshou

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家园 高中教不了吗?

我写的大家能看懂吗? 如果能的话,高中生为何不能? 高中教一些受过高等教育的家长也不好辅导的东西 不是常态吗

至于绝对空间时间什么的,就是把大家对时空的默认认知 写下来而已。牛顿力学不是最基本的 这是尽人皆知的(谁没听过相对论量子力学的大名), 指出它的概念和现实结合的困难 又有什么大不了?至于高考,应该和现在一样考法

家园 河友普遍的教育水平和学习能力

相对整个人群来说算是比较高的。愿意认真看你这个帖,并且看完了的河友的教育水平和学习能力,在西西河众这个群体中,又属于高一些的那部分。而高中物理教材,面对的是学习能力和意愿跨度都很大的一个群体,编写者自己再牛,也不得不考虑照顾下大多数的学生水平。

帖里所说的东西,我的高中物理老师也略提到过一些,可见好的老师是有能力这样教的。但是课本上那些高度模式化、形象化的理解和计算,许多学生都不能熟练掌握,让他们去进行这种抽象的概念思辨,只有极少数学生可能会因此受益,而大部分人的思路只会更加一团糨糊。

家园 我想问一下亚里士多德的物理概念有必要也和高中生说明吗?

亚里士多德惯性系:一切物质都趋向于其本质的源头,自然回归本质。

亚里士多德力:改变物质趋向。使趋向于静止的物体运动需要力,举起趋向于落地的物体需要力。加快或减慢趋向也需要力。生命力,魔力,绝地原力都可以很好地包含到定义里去。挥舞光剑的黑武士和亚里士多德坐而论道的话估计也能聊很久。

要扯得的话,亚里士多德物理观和多数人的世界直观,东方神秘主义都可以吻合得很好。但是高中生有没有必要重复原始物理学到经典物理学再到现代物理学的认知途径。直观生活经验到经典物理学已经是近得无法再近了. 牛顿三定律精确到F=ma里包含的时空,惯性系,微积分计算和力,质点,物体互相作用完全说明是必须要走完从直观经验到哲学简化再到数学简化的三步骤。每个步骤前人走过的歪路和倒路都要说明清楚。这个工作还要有提问和思考能力积极的学生配合才行, 不然一个名词在三个自洽体系里有三个相似却不能通用的定义, 光一个句子都可以让人头大了。 人能,光能是能力,是能量还是能源。

人能用光能,用人才能用光能, 用光能能不用人,人不能光用光能。

家园 力的来源至少一般要先确定是那种力,再来探究这种力的来源吧

牛顿力学的惯性系中,好像确实不是探究力的来源,是概念化力。

家园 俺的意思是你的东西太浅,高考比这要求高多了

飞行员至少在俺高考哪会儿俺们那地方主要是靠身体素质,物理选择题对四分之一都行

家园 远没有那么复杂

不必扯希腊人, 不必扯哲学, 不必扯微积分,甚至不必讲历史。你看我写的科普不就几乎没提这些吗?你还可以看我写的另一科普(关于相对论),也是这样的。

我知道很多人科普的时候喜欢谈历史,哲学和人物;但是别忘了 科学的知识体系本身的概念,逻辑(数学)和实验基础 原则上讲并不要求你知道任何历史,哲学和人物,而且一门学问诞生后 其学理就不再是这门学问的创立者和同时代人一定说了算的(这一点很多搞哲学/科学哲学/科学史的人没有足够重视)。

夹叙夹议夹说明夹八卦地 生动活泼思路广地 人理史哲融会贯通地搞科普是可以搞得很好的,不过我窃以为 只讲硬学理 人挡杀人佛挡杀佛 华山一条道杀到顶的科普路子 是更高的境界(当然前提是读者读得下去)。因为这样一来,读者真有机会理解一些很不平凡的东西 而不仅仅是觉得自己开阔了眼界受到了启发

有微积分基础(现在中学也学直观的微积分了)的话,学力学 我推荐 苏联人朗道(Landau)的“力学” 和 苏联人 阿诺德(Arnold)的“经典力学中的数学方法”。他们的讲法更加干脆利落,更和现代物理观点接轨。有野心有较强实力的高中生可以尝试一下

另外还有很多人推崇的费曼物理学讲义,它的系统性结构性比较弱,选材也比较庞杂,但对读者确实非常友好(主要是很话唠),数学要求也很低。我认为对物理很感兴趣的中等以上水平的中学生都可以读 (本来就是教美国高中毕业生水平的学生的)

家园 太浅? 你没看很多人抱怨太深?

不过不管怎样教,高考还按现在的考法考。这样可以吗?

家园 教学确实是可以,做学问就不行了

如果我给你按照你的方法科普集合论和算术基础,那基本没人做我的听众了。力学物理学毕竟可以依靠几何直观,你让数学怎么办?

很多时候,理论细节本身不能让人知道这个理论想干什么,或者背后有什么动机。结合历史性的说明,反而更容易科普。

很多时候科普不需要让人知道技术细节。而且即便是专业的研究者,面对非本领域的文献,出于扩大视野的考虑,最多也就是看个摘要吧?有多少人会去扣里边的技术细节?

家园 不讲历史哲学和人物不代表只剩技术细节

我写的两个系列科普就是既不讲历史哲学和人物 也不讲技术细节。你可以体会一下(特别是另一个关于相对论的科普)

至于你讲的教数学的问题,事实上不讲历史哲学和人物是惯例常态。因为学生要学的是抽象代数,泛函分析,代数几何,微分几何,偏微分方程,代数拓扑等课程的主要理论知识,这些都是纯数学演绎的。如果要问动机和概念的形成,基本上都是来自于具体问题上的应用或者总结或一些数学内部的比较观察。有时候我们说话时也会用“哲学”这个词,但和哲学家的“哲学”没多大关系,只不过是“哲学”这个词已经被用滥了而已(就像很多人说“能量”的时候指的不是物理学家的“能量”)

你举的集合论和数学基础在数学中是比较特殊的分支,和其他多数分支不同 他们在其发展史中确实和哲学家有不少瓜葛。不过即便如此,有大把大把的集合论教科书和其他分支的数学写法一样

家园 莫非你要教中学生物理
家园 所以说的嘛,教学可以

但是做学问的话,那就是变成你自己创造新的成熟系统了。原先成熟的体系在学科前沿其实很多时候都是要被打破的对象了。

你讲的这些“泛函分析,代数几何,微分几何,偏微分方程,代数拓扑”都是物理学重视的课程。但是物理学方法和数学逻辑学方法完全不一样。物理学对待数学的态度就是不较真,管用就行。

但是数学就不一样,数学系的学生往往计算能力上比不过其他理工科,因为数学系做的主要是证明训练。其实数学史可能对你物理学不是很重要,但是对数学本身非常重要,因为要较真阿,呵呵。

家园 上回的广义相对论实在是搞昏了,这回好懂多了

这种查“逻辑根基”的思维,其实很有意思。有点象休谟盘问真理,最后发现所谓“真理”全是人的经验。

物理学弄成这样,已经很哲学了,都在讨论一些概念套概念的东西,比较绕。不知道现代哲学家们到底在干啥,还能再往里绕得更深?

家园 现代的哲学家大部分都是哲学史家

因为好像科学基础已经没法彻底奠定了。所以各种科学自行其是,基础不完备也就不完备了,至少依靠数学可以表现地比较严格。而数学基础本身也很成问题。弗雷格希望利用数学为逻辑奠基,结果其算术理论碰上罗素悖论。胡塞尔转向先验主体性,最终又碰上了历史和时间。

稍微上道一点的就是转向思想史批判或者进入政治哲学领域。不上道的就是把哲学搞成艺术或者搞成宗教。

当然如果把个别几个哲学家的思想体系搞透,弄熟,思维水平就肯定大大高出中人水准了。

所以好的哲学史家,视野开阔,视角多变,知道很多看问题的思想体系。接受一些训练,其实也还是很必要的。

大概这样吧,不想涉及太多技术性环节,随便扯扯。

家园 据我观察现代哲学家们在物理和数学领域的状况好像是这样

0。我说的不一定准确。不过我确实是翻过研究现当代物理和数学的哲学文献。我强调现当代(以50年前的1962为现当代的起点好了),因为不研究现当代情况的 对物理学家思考物理前沿重大问题 和数学家思考数学前沿重大问题 意义不大。所以下面的描述 不包括对 哲学史,科学哲学史,数学哲学史,物理学史,数学史的研究。这些研究也是重要的,但她们的意义主要在其他方面

1。物理方面

1.1 大部分参与进来的哲学家活跃在量子力学的基础和诠释方面。一方面,这个领域入门的门槛较低;另一方面,物理学家内部众说纷纭思想混乱;再者,这里确实有重大哲学议题

1.2 在广义相对论,量子场论,统计物理等领域存在重大哲学议题。然而较少有哲学家涉足。我认为主要原因是 领域入门的门槛太高。另外在这些领域,内部争议很小,甚至于很多(有哲学意义的)重大问题已基本转化为数学问题。这都使得哲学家发挥的余地变得很小。不过我对个别勉力挤入的哲学家比较敬佩,因为他们都体现了非常严谨认真的学风。可以说他们在做“硬哲学”

1.3 在量子引力(如超弦理论什么的),宇宙学等领域,有重大哲学议题, 而且学科发展很不成熟,物理学界内部众说纷纭。然而同样由于 入门门槛太高,哲学家很难加入讨论

1.4 至于经典物理学,狭义相对论,早期的广义相对论等方面,可能有一些哲学家在研究。但物理学家已不关心。 这些应归于哲学史/科学哲学史/物理学史 范畴

2 纯数学方面

2.1 集合论,数理逻辑等分支之外的“主流”数学。也许是我孤陋寡闻,我感觉在主流数学分支中 没有什么(哲学家在做的)哲学研究,虽然这其中有巨多的好议题

2.2 集合论,数理逻辑等接近于数学的基础 的分支。曾经哲学气息浓。但从我翻看的教科书看,集合论已经和“主流”数学比较像了。而数理逻辑有些部分“主流”数学化(从而去哲学化),其他的感觉已经从数学中独立出去了。如果不是研究的人少,估计会像统计学一样成立自己的院系

2.3 数学的主体仍然以集合论作为共同基础。然而 代数几何/代数拓扑/数论/表示理论 等领域兴起的一些潮流正在不断侵蚀这一基础物理上来的一些思想也蠢蠢欲动 欲加入这一行列。这里有很丰富的哲学研究机遇,不过似乎还没引起哲学家们的足够重视


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家园 提示:我又加了一篇,请看目录

原本是个回复,但觉得可能更多的人会感兴趣。

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