时间：2023-05-29 17:50:10
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇伽利略故事，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
这个故事最早出现在伽利略的秘书为他写的传记中。这本传记写于1654年，此时伽利略已去世12年。按作者的说法，伽利略是在比萨大学任教期间，当着其他教授和全体学生的面在比萨斜塔做的实验。但奇怪的是，伽利略本人的著作中从来没有提到过自己的这次实验，而比萨大学也没有记录过这件事。另外，如果真像书中所说，这件事在当时轰动一时，那么很多围观者也会对自己的家人、朋友讲起，但当时留下的历史资料中，完全没有留下有关这个实验的记载。
这是怎么回事呢？于是，有人怀疑，这个故事应该是伽利略的秘书虚构出来的。有点类似于今天的“名人轶事”。实际上，伽利略并没有真的做这个实验。
但是，伽利略确实深入地研究过这个问题。他曾在自己的一本书里，提到了一个可以驳倒亚里士多德理论的实验：如果从大约100米高处扔下一个100～200磅的炮弹和一颗只有半磅重的步枪子弹，前者只比后者领先一掌距（越等于23厘米）落地。不过，伽利略并没有说他本人做过这个实验。而且，这个实验也不可能在比萨斜塔做，因为那座塔只有50多米高。
后来，人们发现伽利略在比萨大学当教师期间，曾写了一部没有出版的手稿，里面提到，他确实曾经在一座高塔上做过一个实验，但不是为了否定亚里士多德的理论，而是为了验证他的一个想法：落体的速度和物体的密度成正比。原来在那时，伽利略还不认为亚里士多德是错误的。他设想，在真空中，如果是相同材料做的物体，那么它们的下落速度和重量无关；但如果是不同材料做的物体，那么下落速度和它们的比重成正比。比如说，假如人们同时从塔上扔下一个金球和一个银球，由于金子的比重大约是银的两倍，那么金球肯定会比银球先落地。
不止如此，伽利略说他做实验时用的是木球和铅球，结果发现了一个奇怪的现象：刚松手时，木球的下降速度比铅球还快，之后铅球才逐渐赶上了木球，领先木球落地。根据现在的物理学知识，如果考虑到空气阻力，铅球先落地是对的，但是木球一开始会领先铅球则非常奇怪。因此有人怀疑，伽利略记录的这个实验也是假的。
到了20世纪80年代，两名美国科学家米克里奇和塞特尔重复了伽利略的这个实验。他们让51名学生一手握铁球，一手握木球，两手朝下，同时松手让球下落，并把整个过程用高速摄影机拍下来。结果他们发现，在大多数学生松手时，木球的确明显比铁球落得快！原来，这是因为人们在扔球时，会下意识地先松开拿着较轻东西的那只手，而由于要用更大的劲握住重球，因此松开要稍慢一些。所以，伽利略的记录恰恰证明了他的确在高塔上做过实验！
科学家们推测，伽利略通过实验发现，如他事先所预料的，比重大的物体的下落速度会略快于比重小的。但他也注意到，比重小的物体的下落速度一开始会比比重大的快。关于这个奇怪现象的思考，使他最终放弃了原先的假设，得出了正确的结论：在真空中，任何物体，不管其重量、形状和比重，下落速度都是一样的。之后，他的秘书很可能就是以这个实验为素材，虚构出了著名的“比萨斜塔实验”的故事。
其实，在伽利略生活的时代，已经有很多人在他之前研究了这个问题，并得出了相同的结论。
意大利数学家贝尼德蒂在1585年出版的书中，就提到了一个实验：假设两个重量相同的物体被一根线系在一起，同时下落，按亚里士多德的说法，它们的速度将由它们的总重量决定；然而，如果在下落过程中这根线突然断了，这两个物体并不会因此在半空中减速，而是仍然以原来的速度下落。所以说，物体下落的速度和它们的重量无关。
艺术方面，意大利画家郎世宁是康熙、雍正、乾隆三朝的宫廷画师，他画的马很有名，还创作了《香妃像》及圆明园的西洋楼；剧作家贾科莫・普契尼创作了三幕歌剧《图兰朵》（元朝公主与波斯王子的故事）；电影导演贝纳尔多・贝托鲁奇执导了奥斯卡最佳影片《末代皇帝》（清末宣统皇帝溥仪的故事）.
文艺复兴、宗教改革、地理大发现、科学诞生同为世界近代史开端的标志性事件，而这几个划时代的大事都与意大利有关.文艺复兴起源于意大利的佛罗伦萨，但丁、彼特拉克、薄伽丘是文艺复兴前三杰，达・芬奇、米开朗基罗和拉斐尔是文艺复兴后三杰.宗教改革就是不服从天主教罗马教皇而创立基督新教，代表人物是德国的马丁路德、法国的加尔文和英国国王亨利八世.首先开启地理大发现序幕的是意大利人哥伦布，虽然他是受西班牙皇家的支持与委派，近代科学诞生的标志是科学巨人伽利略横空出世.是伽利略开创了现代科学的实验方法，
意大利可看的景点太多了.它是世界文化遗产最多的国家.我们只来游历一下与伽利略有关的遗产：“斜塔上的实验”发生地比萨、望远镜观察天空的肇始地威尼斯、审判伽利略的梵蒂冈教廷、晚年居住地佛罗伦萨.佛罗伦萨也就是我国现代著名诗人徐志摩口中的翡冷翠，他曾写过游记――《翡冷翠的一夜》，
伽利略是意大利伟大的物理学家和天文学家，比萨大学和帕多瓦大学的教授.他最著名的事迹有三项：斜塔上的实验、发明望远镜并用望远镜观测星空、因宣传哥白尼的日心说而受到天主教会的迫害，伽利略在比萨斜塔证明质量大小不同的两个球体下落速度相同、同时着地.这一实验纠正了延绵两千年的错误：亚里士多德认为物体下落的快慢是由它们的质量决定的.虽然斜塔上的实验可能只是传说.也可能伽利略只是通过逻辑演绎就否定了亚里士多德的结论（伽利略设想用一根细线将一大一小的两个铁球紧紧连在一起下坠，若把两球看成一体，则因总质量变大会使下坠速度增大：但若看成两个单独的球，则小球下降速度慢，对大球的下坠有拖累.总体下坠速度应该变慢.这截然相反的两个推论如何解释？只有一种可能：大球与小球的下坠速度一样大）.但我们都愿意相信这是真的，江苏教育出版社初中语文教材就有《斜塔上的实验》一文.伽利略倒是做过小球沿着斜面滚下的“斜面实验”（斜面倾角逐渐加大，以至达到直立的90。，推出自由落体运动规律），这一实验如此精妙以至被评为历史上的“最美实验”.
关于天体的结构，托勒密的“地心说”与人们的常识相符，也能较好地解释肉眼观察到的星星运行情况，因而被天主教会采纳，成为教条.哥白尼首先对“地心说”提出质疑.他发现“地心说”在解释一些新观察到的现象时很牵强.若用“日心说”来解释就更合理了.哥白尼虽然首先提出“日心说”，第谷的观察数据、开普勒的数学提炼也支持“日心说”，但他们的思想很小众.了解的人不多，承认的就更少了.
伽利略不是第一个制作望远镜的人，但他是第一个命名“望远镜”的，也是第一个用望远镜来观察天体的.伽利略的望远镜可以将观察的事物放大20倍，这样他就能看到以前观察家从未见过的天体现象.他的观测在欧洲引起了轰动，观测结果极大地支持了哥白尼的“日心说”.2009年是国际天文年，就是为了纪念伽利略用望远镜观察天体400周年.伽利略与莎士比亚同年出生，虽然他主要以科学家的声名流芳百世，但他喜爱音乐与艺术，同时还是一位优秀的作家，正是因为出色的写作能力，才使他的著作《关于两大世界体系的对话》风行于世.
伽利略的观点与《圣经》不符，被罗马天主教会认为是异端邪说.伽利略的书籍被禁止传播，他本人也被审判后限制出行，目的就是最大限度地减小伽利略的影响.好在罗马天主教会虽然保守顽固，但也还能知错就改.1992年.罗马教皇约翰・保罗二世以天主教会的名义承认伽利略受到冤枉.当年，世界第一大报――美国《纽约时报》头版头条评论说：“350年后梵蒂冈说伽利略是正确的：地球在动.”伽利略是在1642年去世的，时间已经过去350年，
伽利略把实验和逻辑推理（包括数学演算）巧妙地结合起来，从而拓展了人类的科学思维方式和科学研究方法.爱因斯坦曾经写道：“纯粹的逻辑思维不能使我们得到有关经验世界的任何知识，所有真实的知识都是从经验开始，又归结为经验……正是由于伽利略看清了这一点.特别是因为他将此引入科学界，他成为了近代物理学之父――实际上，也是整个近代科学之父。”
1964年诺贝尔化学奖授予英国女科学家多罗西・克劳福特・霍奇金（如图1）.霍奇金也成为第三位获得诺贝尔化学奖的女科学家.
霍奇金长期从事生化物质分子结构的X射线衍射测定，包括甾族化合物、胰岛素及维生素B12等.X射线分析仪在1932年以前仅限于验证化学分析的结果，而霍奇金将X射线分析技术发展成一种非常有实用价值的分析方法，她将X射线分析技术应用于生化物质和生物分子结构的测定等方面，
霍奇金在剑桥大学期间用X射线结晶学测定了复杂有机大分子的内部结构，1934年，她又研究了许多具有生理作用的化合物并作出第一幅蛋白质的X射线衍射图.1942年-1949年间，她成功测定了青霉素的结构，1948年义与同事合作拍摄了维生素B12的第一张X射线衍射照片，而维生素B12是最复杂的非蛋白质化合物之一.经过10年的努力，1957年，她终于阐明了维生素B12的立体结构和原子排布，为日后人工合成维生素B12奠定了基础.
好看的悬疑日剧排行榜： 1、神探伽利略
2、SPEC
3、诈欺游戏
4、半泽直树
5、紧急审讯室
6、上锁的房间
7、流星之绊
1、神探伽利略 详细介绍：这部剧改编于东野圭吾同名小说，讲述了新人女警内海薰是如何在古怪教授伽利略汤川学的帮助下击破各种悬疑案件的故事。
2、SPEC 详细介绍：《SPEC》这部剧其实是日剧《继续》的续集，讲述了拥有高IQ却情商低的女警当麻和身手不凡的警察濑文共同利用特殊能力侦破疑难案件的故事。
3、诈欺游戏 详细介绍：这部剧改编自同名漫画《欺诈游戏》，讲述了女大学生因意外被卷入到了一场一亿日元的争夺游戏之中，由此和欺诈大师秋山深一展开了合作。
4、半泽直树 详细介绍：《半泽直树》是一部非常 经典的日剧，由堺雅人主演，讲述了银行职员半泽直树和敌人抗争的故事，在当时还创下了28.7%的最高收视率。
5、紧急审讯室 详细介绍：《紧急取调室》这部剧是和刑侦相关的，整部剧的背景围绕着审讯室，讲述了刑警和罪犯之间的战斗。
6、上锁的房间 详细介绍：这部剧也是根据悬疑小说改编而成，讲述了宅男榎本径是如何凭借对锁和钥匙的兴趣而破旧密室杀人案的。
英国著名物理学家牛顿说：“假如我能比别人望得远一点，那是因为我站在巨人的肩膀上。”在对待权威问题上，这句话给了我们丰富的启示。
首先，我要引导学生向权威们学习。任何学科的进步都不是从零起步，而是以前人垒起的台阶为基点向上攀登的。通过学习前人积累的知识财富，接受别人已有的经验，这是每代人认识的起点和发展的基础。任何创造成果都是在继承的基础上取得的，没有继承就没有创造，每一个伟大的科学家、思想家和艺术家都是在继承前人知识成果的基础上开始攀登高峰的。例如牛顿的万有引力定律，正是继承了伽利略的自由落体运动理论、开普勒的行星运动定律、惠理会斯的向心力原理等认识成果，并以此为基础发现的。
其次，我们要引导学生力争看得更远，也就是不要盲从权威。盲从权威的现象是普遍存在的。英国著名数学家、哲学家罗素有一次来华讲学，他问听众，“2+2=？”大家在想，罗素是著名的哲学家，提的问题一定有深刻的道理，于是面面相觑，无人敢答。结果罗素自己回答了问题，答案是4。为什么这个连三岁小孩子都懂的问题无人回答呢？这是因为他们被罗素这个哲学权威和数学权威的光环遮住了眼。
被权威遮住双眼很难在学术上有所突破，只有不迷信权威才能有创新成果。伽利略有一次来到比萨大教堂，坐在一张长凳上，目光凝视着雕刻精美的祭坛和拱形的廊柱。蓦地，由于工人施工，教堂大厅中央的巨灯晃动起来。这本来是件极平常的事，可伽利略却像触了电一样，目不转睛地跟踪着摆动的吊灯。同时，他用右手按着左腕，计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数。结果发现了一个秘密，这就是吊灯摆一次的时间，不管圆弧大小，总是一样的。伽利略的脑子里顿时翻腾开了，书本上明明写着古希腊哲学家亚里士多德的结论――摆经过一个短弧要比经过长弧快，至今谁也没有怀疑过，难道是自己的眼睛出了毛病，还是怎么回事。
他像发了狂似的跑回大学宿舍，关起门来重复做这个实验。最后，他大胆地得出了这样的结论：亚里士多德的论断是错误的，决定摆动周期的，是绳子的长度，和它末端的物体重量没有关系；而且，相同长度的摆绳，振动周期是一样的。这就是伽利略发现摆的运动规律的故事。
伽利略没有盲目迷信权威，而是忠于自己的眼睛，忠于试验的结果，这才发现了摆的运动规律。
第三，我们要引导学生主动挑战权威。爱因斯坦说：“谁企图在真理和认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大笑中。”他不迷信权威，这使他能够看到牛顿经典力学的局限从而创立相
对论。
为了探索真理，坚持真理，我们要提倡质疑精神，敢于超越“巨人”，敢于向权威挑战，这样才
能促进科学技术的发展和人类的
进步。
如果我们不敢站在巨人的肩膀上，而是面对巨人叩头礼拜，那么就不可能超越“巨人”。没有后人对前代“巨人”的超越，就没有整个人类社会的文明与进步。
关于这个实验有许多传说。有人说那个实验并没有实际去做，只是一个理想实验，用逻辑推理进行的。还有人说这个实验的结果其实不是两个铁球同时落地，而是大球早一点点落地，只是因为这个差别很小，人们相信是实验误差导致的。
无论如何，这个实验在科学史上有着巨大的意义：它用科学实验和科学推理了人们相信了几千年的事情。可是，我们是否能够根据这个实验得出这样一个结论：物体下落的速度跟它的轻重无关呢?
如果我们来考虑以下两个问题：
把两个铁球换成两个同样的气球，一个不充气，一个充上空气，还从高处往下扔，相信大家都能得出答案：不充气的那个先落地。
把两个铁球换成两个大小不同，但同样都用泡沫做成的球，也从高处往下扔，如果高度足够的话，就会发现大的那个先落地。
我们自然会问：伽利略错了吗?
在我们简单回答“错了”或是“没错”之前，还是来看看球下落的过程中都发生了什么吧：一个物体在空中，会受到向下的重力和向上的空气浮力的影响，重力远远大于空气的浮力，所以物体自上往下落。当球动起来以后，贴着球表面的那层空气分子会跟着一起动，而与那层空气挨着的其他空气分子“不愿意同胞被拐跑”，来自分子间的作用力会用力拉住那层分子。但是空气分子的力量有限，不但没把同胞拉住，自己都被拐带着往前跑。它们往前跑，与它们挨着的那层分子又来拉，依此类推，于是球周围的空气分子都程度不同地被球带着往下走。对球来说就是，表面上有一个力在“拖它的后腿”。这个力就是我们通常说的“空气阻力”，或者“表面曳力”。
不难想象，这个表面曳力跟球的大小和球运动的速度有关。球越大，表面积越大，这个力就越大。而球速越快，对空气分子的拉力就越大，同时卷入“挽留行动”的空气分子也就越多，产生的表面曳力也越大。不同介质对实验结果也有影响，上述实验若在水里进行，结果的差别就更加明显。这种分子间的紧密程度，用科学参数来形容，就是粘度。水的粘度大约是空气的1000倍。
在球不动的时候，没有表面曳力，球在重力的作用下往下落，当球速越来越快，受到的表面曳力就越来越大。开始，重力占优势，抗衡了表面曳力和浮力之后，还能让球的下落速度加快，所以球还是越来越快地下落。到最后，表面曳力加上空气的浮力完全和重力抗衡，球的运动达到了平衡，不再加速了。这时候球的速度被称为“斯托克斯沉降速度”。所以，哪个球先落地。取决于重力、浮力和表面曳力的综合作用。
对铁球来说，铁的密度很大，空气的浮力大约只有重力的几千到几万分之一，完全可以忽略。至于表面曳力，不同体积的球，影响确实不一样，但是从塔顶到地面的这个高度范围内，表面曳力都远远小于重力。就像一个小孩子去拉一辆汽车和一个大人去拉一列火车一样，不会有什么实质上的影响。所以在浮力和表面曳力都可以忽略的情况下，两个球的落地过程就只受重力加速度的影响，它们的重力加速度相同，所以同时落地。如果我们把这两个铁球放在某种非常粘的液体中，让它们的下落时间延长，就会发现大球要比小球早些落地了。
再来看两个气球的情况。它们所受的重力是一样的，但是充气的那个受到的表面曳力要大得多，这个力很快就大到和重力抗衡的地步。所以，当没充气的气球轻装前进、绝尘而去的时候，充气的那个只好在后面闲庭信步，欣赏沿途的风景。
又如两个泡沫球的情况，相对于铁球来说，它们密度小很多，所以同样的重量，体积要大得多，受到的表面曳力也就大得多。在下落的时候，表面曳力很快就可以和重力一较长短，甚至完全抗衡，达到斯托克斯沉降速度。把一个球的直径减小到一半，重力为原来的1／8，而表面曳力是原来的1／4。变小的球受到表面曳力的影响要大得多，所以小球会后落地。
物理是初二年级才开设的一门新课程，“新”对于学生来说既有对未知的恐惧，也有难以抑制的探索欲望。所以初学时，学生对物理有较强的好奇心，学习热情高，兴趣浓。但是如何使学生的学习兴趣更长久呢？
适当演示物理趣味实验。教学“探究串、并联电路的电流规律”这节内容时，可以做“神奇的火柴”实验：用两节干电池与小灯泡、开关组成一个电路，将其中一条导线拆开后串联上一根铅笔芯，闭合开关后小灯泡不亮。当用火柴去烧铅笔芯时，小灯泡会亮起来，随着火柴的熄灭，小灯泡慢慢变暗，直至熄灭。实验现象可见度大，学生便于观察，现象出人意料，能够激发学生思考问题和学习物理的兴趣。铅笔芯在常温时电阻较大，导电性能较弱，闭合电路中电流较小，灯泡不亮；当用火柴给铅笔芯加热时，随着温度的升高，铅笔芯的电阻下降，导电性能增强，闭合电路中电流增大，所以小灯泡逐渐变亮。做好本实验要注意以下事项：①电源电压要控制好，最好电源电压等于小灯泡的额定电压。②由于铅笔芯的种类、粗细不同，演示前要调节好铅笔芯的长度，使小灯泡在闭合电路中正好不发光。这样教学，实验现象是从无到有，有利于学生观察，从而能够保持学生的兴趣。
适时讲点物理学史料。中学物理教材中的内容多是十分经典的物理学知识，学生学习也多是一味地接受。这不利于培养创造性思维和质疑精神，也会磨灭学生学习物理的兴趣。在教学中，适时地介绍物理学史料，有助于学生了解科学知识的形成过程，拓展视野，进行科学思维方法的熏陶，保持学习兴趣。
例如：教学牛顿第一定律之前，可这样导入：伽利略是伟大的物理学家和天文学家，他通过系统的实验和观察了以亚里斯多德为代表的纯属思辨的传统自然观，开创了近代科学。伽利略的研究触犯了罗马教庭，他因此被判终身监禁。在此期间他写了一生中最伟大的一书《运动法则》。对科学的执着追求以及罗马教庭的迫害使伽利略生活窘迫，健康水平下降，最终双目失明，于1642年1月8日因病去世。也许是历史的巧合，就在这一年，在英国一个偏僻的乡村里牛顿诞生了。后来牛顿总结了伽利略、笛卡尔的研究成果，建立了力与运动关系的第一条规律，即著名的牛顿第一定律……这样讲授，学生眼中的“牛顿第一定律”不再是简单的文字，而因散发着众多科学家的生命气息变得沉甸甸的。这些史实，可以让学生了解物理知识产生的背景，了解其来龙去脉，从而更深刻地理解所学内容。
用物理学史与科学家的故事激发学生的兴趣，有时需要老师进行加工。例如在讲“光的波粒二象性”时，我对学生说：惠更斯、牛顿他们都犯过错误。这样伟大的科学家还会犯错误吗？学生都十分好奇，学习兴趣就上来了。我接着说：惠更斯认为“光波像机械波一样，是振动在某介质中的传播”是一个错误，而牛顿认为“光子是一种实物粒子”是一个错误，他们完全否定对方的观点是一个共同的错误。这样讲解，学生明白了权威也会犯错误。
开展课外研究性学习活动。课后是课堂学习的延伸，要想使学生更好地掌握所学到的知识，并且产生出新的求知欲望，课后可以引导学生开展一些研究性学习活动，如查阅资料、实验操作、走访专家、社会调查、问题讨论、现场观察等。至于研究课题，可以从学生生活中选择，然后以小组的形式讨论决定。这种类似于科学研究的方法可以促使他们主动地获取知识、应用知识解决问题。要注意的是，教师要多给学生创造成功的机会，并在适当的时候鼓励引导他们，增强学生的自信心。
总之，初中是物理学科学习的起始点，更是一个关键点。在物理教学过程中，教师要抓住学生思维活跃、情感丰富、求知欲强等特点，运用恰当的教学方法，充分调动学生思维的主动性和积极性，保持学生的学习兴趣，提高物理教学的效果。
（作者单位：长沙市第十一中学）
科学是与知识相关的问题
人文教育课上关于科学问题的讨论体现在对“知识”相关问题的讨论中—不仅仅是认识论的“认知”问题，而且还包括知识的伦理、知识的观念、知识与社会文化的关系、知识者的社会地位与政治处境等与“人的知识”有关的问题。知识是一个比科学更为广泛的话题，公元前四世纪柏拉图区别可确定的“知识”与会出错的“看法”，《圣经•创世记》里对人类偷食“智慧之果”提出教喻，文艺复兴时期出现以经验归纳为基本方法的科学和“知识就是力量”的信念，后来科学给世界带来空前物质文明也造成巨大祸害（如赫胥黎《美丽新世界》所说的寓言故事），二十世纪电脑和二十一世纪“谷歌”时代的“图像”和“技术代替大脑”型知识，这些都是人文教育课上不断出现和持续延伸的讨论话题。“知识”广泛的问题意识与“科学”之间有着自然的联系。“科学”(science)一词的拉丁词源scientia就是“知识”的意思。科学是一种可以理性解释的，并具有可靠运用性的知识。今天，人们所特别称为“科学”的，不仅是指这样的知识（往往是关于物质世界的知识），而且更是指对这种知识的特别追求方式（以经验求证为本的“科学方法”），乃至这种方法所特别体现的真理价值（所谓“科学精神”）。对“科学精神”的人文表述往往与人们常常特别强调的“实事求是”不同。例如，十八世纪英国古典政治经济学家亚当•斯密（AdamSmith）说：“科学是激情和迷信的高效解毒剂。”十九世纪英国生物学家托马斯•赫胥黎（ThomasHuxley）把科学看成是普通人都能运用的思维方式，他说：“科学只不过是最佳的常识，在观察时严格准确，在思考中严守逻辑。”爱因斯坦则反对把科学思维神秘化，他说：“全部的科学不140过是日常思维的提炼。”这样的表述闪烁着思考者自己独特体会的光彩，更能为人文课增添思想乐趣。人文教育课上学生们以冷静、理性、常识的方式谈论关于知识的问题，不断有机会将科学与其他知识形式或内容相联系。在人文教育中，这叫作知识的“周边扩展”（contextualization），也是大学教育对学生“知识信息融会贯通”（contextualizedinformation）的基本要求。例如，柏拉图的《美诺篇》里，苏格拉底在讨论与“知识”有关的问题时，用了几何学的例子。最早的古希腊科学家出现在公元前六世纪的米利都，他们第一次拒绝使用传统神话或宗教解释来言说周遭世界的现象，而代之以理性解释，也就是他们所谓的“理论”。他们对几何学和政治学抱有同样的热忱。几何学（本意是“丈量土地”）既是一门理论学科，也是一门实用科学。几何学与政治的关系是，因为土地是当时最宝贵的财产，要建立新的城邦，就需要仔细丈量土地，将其平均分割并分配给殖民者。人文课上学生们讨论欧几里德的《几何要素》，关心的远不只是它的数学知识,而是它的人文价值。例如，希腊几何学是一个典型的语言概念逻辑系统,与古埃及以图像为本的几何学不同。它从一个最基本的关于“点”的定义(点只有位置而不占有空间)出发,延伸出线段、角、圆等等,终于构成了一个结构复杂的完整概念世界。最完美的点只能存在于人类的想象之中,任何画出来的、人类眼睛能看到的点,都不可能是真正的点,因为它必定不只是一个位置,而是占据了一点点空间。
同样道理,我们能看到的直线必然不是真正的直线,我们能看到的圆必然不是真正的圆。真正的欧氏几何是一个只能用文字来表述、一个只有靠想象才能进入的世界。这个几何世界和文学世界、历史世界、伦理世界等在性质上并没有什么两样。欧氏几何于是引发了一系列至今仍使许多领域中的思想家着迷的问题,如语言和理念的关系(是语言反映现实,还是语言构成现实),理想和141现实的关系(典型的柏拉图问题,“理念”和“现实”,哪个更真?)人的逻辑能力问题(康德把逻辑和时空感确定为人的规定性,维特根斯坦把“伦理”和“逻辑”定为世界存在的条件),“第一原则”问题(任何伟大的思想体系都可以归到像“点”的定义那样简单的基本理念吗?)等等。这些问题可以对学生有很多关于“知识”问题的思想启发,往往会引起热烈的讨论。例如,有的学生会问,如果完美的“点”只能存在于我们的想象之中,如果我们能够想象永远不可能用眼睛看见的事物,那么我们神奇的想象能力是从哪里来的？他们还会争论，想象是不是人的一种知识能力（爱因斯坦说，“人类真正的智识表现为想象，而非知识”）？想象是人的天性还是神的恩赐？这种争论本身比它可能得到的任何答案都来得有趣且有教育意义。无论答案是什么,人的想象、人的理性、人的自由意志和尊严都会在新的凝视下显得神奇和神圣。对人的自由思想和想象的控制也会更显现出它的残酷和违法人性。又例如,正如任何可见的点都不如只能存在于理念中的点来得完美,是不是任何一个社会里的“好人”和任何一种现实中的“善事”,都不如只能存在于理念之中的“好”和“善”?社会的德性伦理建设能否通过“向某某好人学习”来实现?还是无可避免地必须诉诸某种理想的“好”和“善”?这样的好和善是否具有普世性？其知识和观念又是怎么形成的？像这样的讨论会把学生的关注点从哲学认识论的一些问题引向伦理和意义的问题，而不只是局限在几何知识的特定内容。其实，前苏格拉底时期哲学家关心物质世界的构成，苏格拉底把这种关心转化为伦理以及人类在相互关系和社会组织中所起的作用问题，这个转变至今对人类充分认识科学的利与害，以及科学与统治权力的关系，仍然具有现实意义。这也是学生们在希腊思想课上阅读《几何要素》的人文教育意义所在。
科学和“人的普遍问题”
人文教育课上讨论科学的目的与讨论其他文本（文学、历史、宗教、政治、哲学等等）的目的是一致的，那就是培养学生对“人的普遍问题”进行思考和提问的能力，其中包括知识与权力的关系问题（这也是法国杰出的“思想系统的历史学家”米歇尔•福柯最关心的问题）。在阅读伽利略的《星际信使》时，知识与权力的关系问题相当突出。这个历史时期的人文阅读讨论没有选牛顿，而是选了伽利略，是经过考量的。这不是因为伽利略在科学贡献上比牛顿更伟大，而是因为他在两个方面更符合人文教育课的教育目的—他让我们看到科学背后的人类心灵，也让我们看到，由于无法摆脱来自政治（当时是宗教政治）权力的限制，真实的知识体现的是人的一种怎样的被压抑的知识信念，它也同样映照出一种自由与屈从同在的科学家人格，至今仍然如此。人文教育顾名思义是“人的自由教育”，自由的人格是这个课程培养学生的一个主要目标，然而，自由是有条件的，无视这一点，便不能真正懂得自由。伽利略的《星际信使》让我们看到了人的丰富性和多样性，看到科学家在与权力体制（天主教会）发生灾难性冲突时，人格特征会变得模糊。尽管如此，他仍然可以是一个可亲近的人。
而且，一个有公共意识的科学家，他不只是从事科学研究，还需要为传播他所珍视的科学发现而运用解说者的丰富才能。伽利略受当时的教会迫害，这是学生们都知道的。但是，通过阅读《星际信使》，他们看到的不是一个简单化了的“知识殉道者”，而是一个为了自身安全，很会讨好权力，与之妥协，也很善于为自己谋取有名有利学术职位的“聪明人”。这种讨好和妥协是因为他不得不应付权力对知识的武断审查。然而，虽然这是不得已的自我防卫策略，但却还是一种为追求真实和真理付出的道德和人性代价。不仅如此，伽利略还是一个政治投机分子，他将《星际信使》献给143佛罗伦萨的统治者美第奇家族，并将木星的四颗卫星以美第奇家族之名来命名，伽利略因此如愿以偿获得这位欧洲最具权势的统治者的赞助。伽利略因此成为一个“不自由的知识人”的象征性人物，让我们看到了强制性权力控制下的知识人和知识的普遍处境。他不仅是一位科学家，而且更是一位具有文艺复兴时期特征的人物—复杂、多面、矛盾，有着与我们一样的平凡人性。这与我们在科学教育中常常碰到的那种脸谱化的“科学家”（“爱国”加“专研”）是完全不同的。例如，“”结束后不久，数学家陈景润成为“科学的春天”里的知识人格典型，他除了演算数学题之外，几乎什么都不会，什么都不关心。相比之下，伽利略则向我们展现了他作为社会和政治中人的全面投入和由此显现的鲜明个性。
科学不寻找绝对真理
十七世纪，科学观念发生了根本的变化，对之产生过巨大影响的不仅是笛卡儿，而且还有培根，培根甚至还更有代表性一些。人文课上之所以选笛卡儿而非培根，一个重要原因是，笛卡儿让我们更为典型地看到理性与信仰（宗教的或意识形态的）在科学家那里可能发生的自相矛盾。一面秉持以怀疑来确定真实知识的原则，一面却屈从于某种不容置疑的“信仰”，这样的分裂人格在科学家和知识分子身上表现得特别明显，而造成这种分裂的往往不是科学家真的有什么“信仰”，而是因为他们对某些事情有所“害怕”。学生们在人文教育课上阅读笛卡儿的《谈谈知识》，不难从字里行间读出他因为伽利略于一六三三年被教会迫害而感到的害怕，他是一个“吓怕了”的科学家，统治权力对知识者的杀鸡儆猴手段在他身上是发生作用的。笛卡儿坚持理性的怀疑，他知道，这种怀疑精神可能摧毁人们认为是天经地义的政治和道德价值观，作为妥协，144他倡导建立一种“临时的道德原则”，直到理性能找到并维持新的原则为止。比起他的同时代人培根来，笛卡儿对待宗教和上帝的问题要小心谨慎得多。这是因为他害怕像伽利略那样受到教会谴责，他于一六三三年被迫放弃对哥白尼学说的信念（相当于公开检查和承认思想错误），也放弃了发表与伽利略见解相似的《世界》（TheWorld，一六三三年完成）一书的念头。在阅读笛卡儿时，学生们讨论得更多的是现代科学方法的形成以及我们应该如何理解所谓的“理论”—科学的以及其他被称为或自称为是“科学”的那种理论。人文课上的大学生对现代科学观念在文艺复兴和十七世纪发生的根本范式转变很有兴趣，但他们对这之前的亚里士多德旧科学范式却往往了解甚少，因此需要向他们介绍亚里士多德对“心智”(mind)、“知识”（knowledge）和“科学”(science)的观点。这些观点也都与知识讨论的其他问题有所关联。在亚里士多德那里，“心智”（也就是“在头脑里发生的”）只限于“推理”和“理解”。人的感官、想象、意志等等是指向心智之外的，因此不是纯粹的“智力”，它们只是人与外部世界之间的联系而已。
在“我怎么感觉”与“外面有什么”之间是没有区别的，因此，感官经验直接向人们提供了外部事物的知识。笛卡儿对十七世纪新科学范式有重要贡献，他把人的感官经验、想象和意志、推理和理解一起归入“心智现象”。他在“我怎么感觉”和“外面有什么”之间划了一道界限，提出了一个根本的怀疑：我们能确定自己所感觉到的事物吗？如果我们不能确信由感官所察觉的事物（例如，水杯里看起来是“弯”的筷子其实是直的），那么我们便不能从观察中推导出所谓的“科学真理”来。所谓的“科学观察”并不是纯客观的，而是人的意志解释行为，对它的科学性（可靠的知识性）绝不能轻易下定论。但是，笛卡儿对绝对确实的否定并不彻底，他的怀疑论（“我思，故我在”）仍然是为了寻找某种在亚里士多德范145式中无法获得的知识确定性。今天，我们可以比他更进一步地知道，在科学里是找不到绝对的确定性的，根本就不存在什么绝对的科学真理，更不要说是“宇宙真理”了。知识骗子们总是把自己的私利打扮成真理，并把谋取这种私利的手段夸耀为科学。学生们在讨论中很感兴趣的是，任何科学理论的性质都是提出某种基本“假设”(hypothesis)，而不是从什么一定正确的原理推导某些“证明”（demonstration）。学生们对“担保”（warrant）的认知作用尤其感兴趣，因为他们许多都来自有宗教背景的家庭，对“信仰担保”与“科学证明”之间的区别已经有所了解。例如，平面几何的“勾股定理”有几十种不同的证明，但这并不比只有一个证明增加“勾股定理”的可信性。但是，“信仰”或“信念”的担保是有可加性的，来自多个不同方面的支持越多，条件就越接近充分，担保就越有力，越令人信服，宗教历史的故事、事例和人物、道德感化、神学研究等等都是在提出这样的担保。把理论看作“假设”，这其实已经是在把从理论得到解释的现象当作是一种“担保”了。理论被人们相信，是因为它有经验的支持。理论中包含了一种由“担保”所支持的“信念”，信念发生在感觉官能和思维官能的相互结合中。例如，牛顿力学定律之所以被人深信，不仅在于他找到了开普勒原来分散的结果的统一内在原因，而且更在于它被以后无数成功实践所担保。但是，这些担保并不充分。更深入的研究发现与这个信念不符的实例。近代力学研究发现，当运动中物体的速度达到光速时，牛顿定律的结论与实验结果之间的偏差就很明显，这时就得用爱因斯坦的相对论力学了。然而，尽管牛顿力学的担保是有条件的，但在它使用的条件范围内却是完全可靠的。虽然相对论力学是比牛顿力学更具精确性担保的知识，但它并不降低牛顿力学的价值。人类日常生活中的事情都在牛顿力学有担保的条件之内，因此牛顿力学在日常生活中有比相对论更广泛的用途。这样的科学知识对学生们了解其他知识及其运用的范围和条件很有帮助。他们由此知道，科学的成就在于得出某种有担保的理论（即“假设”），而不是绝对确定无疑的知识（所谓的“放之四海而皆准”的真理）。人类诉诸理性的怀疑（不同于非理性的怀疑主义和犬儒主义）所得到的这个对“知识”的理解，不仅适用于自然科学，也适用于人文科学。人文教育课上讨论科学，涉及许多与人类思想史、观念发展、哲学、政治、社会有关的问题，不要求面面俱到，只要求学生们开动脑筋，积极加入讨论。这样的讨论是一种“交谈”(conversation)，学生们自己的思考、提问、回应和关心的问题成为交谈的主要内容。老师的任务是协助讨论，不是知识灌输（lecture）。这与自然科学课程上的“特殊知识传授”是不同的。因此，即使是同一门人文课，每次教的时候讨论内容也会有明显的不同。
当我还是孩子的时候非常讨厌读书，看到姐姐们读着什么世界儿童文学全集，我觉得她们很蠢，认为那种东西没什么意思。那是电视机刚开始普及到家庭的时期，我或许是开始远离印刷文字的第一代人。
“书是好东西哦。读书的时候就好像自己变成了主角，兴奋激动、紧张刺激，很有意思。”母亲常这样对我说。
“我不需要，我要走自己的路。”我如是回答，端坐在黑白电视机前沉浸在《铁臂阿童木》和《铁人28号》的世界里。
即便如此，在母亲的意识里，似乎早已存在“读书的孩子是聪明的孩子”这样一条定义，她的第一次尝试让我至今难以忘怀，是《佛兰德斯的狗》。说实话，在我看来，《佛兰德斯的狗》一点意思都没有，内容我现在已经忘光了，只记得那是个可怜的少年带着他可怜的狗，最终毫无幸福可言地死去的故事。这样的内容，说它“兴奋激动、紧张刺激”是不是有点太勉强啦?
“什么玩意儿嘛，书果然还是让人心情沉重的东西。”我得出这样的结论之后，越来越讨厌读书。母亲却没有放弃，她似乎觉得，靠情节取胜的书如果不合口味或许会产生负面效果，于是又想到了伟人传记。
就这样，《伽利略传》被选了出来，它讲的是家喻户晓的伽利略的生平故事。故事从一场晚宴开始，少年伽利略在父亲的带领下参加晚宴，可四周全是大人，令他觉得很无聊。他四处打量，寻找有意思的事，结果看到了天花板上摆动着的吊灯。最开始他只是心不在焉地看，却渐渐地发现了一个特征——虽然吊灯摇摆的幅度越来越小，但完成一次摇摆的时间却没有变。这就是“单摆的等时性”，当时的他竟凭借自己的脉搏作出了确认。他觉得这是个了不起的发现，便告诉了大人们，却没有得到重视。于是，少年伽利略为雪耻而努力学习，成为了一名科学家，发现并且证明了许多物理定律，最后他终于开始公开支持哥白尼的日心说。读完这本书之后，我的感想是：科学真伟大。
不可否认，当时的这种思想很大程度上影响着我以后的路。我开始抵触除了算术(数学)和理科之外的所有科目，觉得学习其他东西只不过是在白费脑筋。我脑中的公式是这样的：科学伟大，科学之外的学问狗屁不如，语文之类的不学也无所谓，语文就是读书，所以不读书也无所谓。就这样，最终结果是我更加坚定了拒绝读书的立场。
母亲因所有努力都白费而恼羞成怒，选择了同班主任商量这种简单直接的手段。那是我读小学三年级的时候。“老师好不容易给选了本书，一定要好好读。要是被问起有什么感想时你却回答还没看，那妈妈也太没面子了。”把书交到我手上时母亲这样说。从那天开始，《次郎物语》就端坐在我的书架当中。
翻开第一页看看还是可以的，但当双眼开始追着那些文字跑时，痛苦便会突然间袭来。这并不是因为我想读才读，只不过出于义务而已，所以并没有坚持的理由。把书放回书架时，我的心中只剩下对书的憎恶。为什么世上会有这种东西呢?我咬牙切齿。
但更大的不幸笼罩了我。班主任为有家长就读书的事找她商量而自我感觉良好，竟把我的名字加进了班里几个同学参加了的读书感想征文比赛的名单。这样一来，我就必须在暑假期间读完指定图书，还要写读后感。那本指定的书是《大藏永常》，是一个在农业政策方面功绩颇丰的人物的传记，不用指望书里会出现惊悚、推理或者幽默的故事，这本书怎么看都是教育委员会青睐的那种。
看到这个书名就渐渐没了兴趣，看完第一页我就已经绝望了，从第二页开始几乎是哭着看完的。这本书我没能读到最后，读后感也只是将看过的内容概括一番，最后加一句“对不起，我没能看完”，以期得到谅解。班主任什么都没说，但只有我的作文没被送去参加比赛。母亲至此也终于想通了，决定面对儿子讨厌读书这一事实。
可出乎意料的是，事情竟然出现了一百八十度的转折。那是在我进高中之后不久。大姐带回来一本硬皮封面的书，书名为《阿基米德借刀杀人》，是一个叫小峰元的人写的，还获得了江户川乱步奖。接触到久违的书这玩意儿，我的头又晕了起来，但这本书我却真读得下去。至于原因，到现在我也搞不清楚。是一时兴起呢，还是着了魔呢?总之当时我的行为无法靠道理去解释。而且还不仅仅是读得下去，我竟然将它读完了。故事本身并不长，我却花了将近一周的时间，最后整个故事在脑子里都变成了一团糨糊，但总之还是读完了。对于在那之前不管多么有趣的书也只能看个一两页的我来说，这几乎可以称得上是一起意外事故了。
推理小说还真的可以啊——那时我第一次有了这种想法。或许也算是理所当然吧，因为一直与读书无缘，在那之前我从未接触过推理小说。那时二姐早已是松本清张的书迷，但我只以为她在读什么无聊的书，完全没有兴趣。
我想知道二姐还有其他什么书，于是看了看她的书架，最终视线停在了松本清张的《高中生杀人事件》上。这次我只花三天就读完了，拿起来就放不下，一直缩在被窝里翻书这种事，我还是生平头一次。比起书中的内容，自己竟有如此举动这一点更令我兴奋。
接下来我读了《点与线》，还读了《零的焦点》，全都是一气呵成，爽快至极。一看到铅字就头痛的过往变得那样不真实。很快我开始关注起其他作家的作品，到最后终于也开始自己掏钱买起书来。推理小说究竟哪里吸引我，那个时候的我还不太明白。
【适用主题】思维僵化的无趣、贫瘠；观念改变世界；百家争鸣，百花齐放……
有个小孩据说生下来就没说过话，天长日久，父母以为他天生是哑巴，也就认了命。只是这个小孩，有天吃饭，他忽然说：“汤太咸了！”
父母当然既喜且惊，末了还有点疑惑，于是问他：“为什么生了这么久才说第一句话？”孩子说：“在此之前，一切正常。”也就是说，并不需要用到语言。
这不能只当笑话来看。
我们若只能说正确的话，那么就不需要我们说话。“汤太咸了”也是一句相对正确的话，咸淡口味各人不同，也许妈妈尝了觉得一点不咸。所以汤尝起来咸了一点，也属于世界的正常现象，按这个酷小孩的逻辑，这句话也不必说。
这个笑话揭示的是自由言说的前提：那就是不必要求你一定说正确的话。美国甚至有宪法专家说，言论自由的一个重要特征就是有种种胡说八道。只能让人说正确的话，那世界上就一句话也没有，或者只有疯子。
哥白尼、伽利略否认地心说，达尔文宣扬进化论，开始都是惊世骇俗的胡说八道，有人还因此被烤熟了。所以胡说八道一直不属于有价值的东西。
哥白尼、伽利略与达尔文几位终得昭雪的胡说八道者却让人有了这样的假设：胡说八道可以，除非你以后能证明自己正确。这个难度很大，大家天天胡说八道，像前面这样的人物能出几个？绝大多数人是正宗的、地道的胡说八道，永远不可能变得正确。刨去人道的观点，把他们烤了，也争议不大――据我观察，我所处的社会认知水准正处于这个阶段，你是个批评家的话，一定得是个圣人，说错一句话都不行，更不用说纯粹的胡说八道了。
丹麦哲学家克尔凯郭尔写过一个故事，一个疯子从疯人院逃了出来，他想：只要我坚持说正确的话，别人就不知道我是疯子。在现代地理学背景下，“地球是圆的”这个判断绝对正确，于是他见到每一个人都说：“地球是圆的！”而这个举动恰恰证明了他的疯癫。
我每天碰到许多人，他们都跟我说：“地球是圆的！”于是我每天都祈祷许多次：让人们胡说八道吧，不然他们都像疯子一样只会说正确的废话。
一、根据小学生儿童的个性，培养技巧能力
根据小学生的个性，辅以一些歌表演或律动动作，课堂教学动静结合，形成生动活泼的气氛，促使儿童在有趣的活动中培养乐感，进行音乐技能的训练。
由于儿童的个性具有活泼、好动的特点，倘若以单一的唱歌来进行教学，容易使儿童感到疲劳。记得我有一堂音乐课的内容是：教唱新歌曲《世上只有妈妈好》，要求一节课完成，以便迎接妈妈的节日“三・八节”，我发现这首歌的难点是附点四分音符的唱法，于是完全找到了一段歌词的视唱材料：
[ 5 3 6 | 5 - 3 | 1 - 6 | 5 - - | 4 5 | 6 6 4 | 1・2 35 | 2 - - ]
小鸟儿 飞 呀 飞 呀 飞 飞 在 高高的蓝天里。
并按歌词编了一套动作，一上课，我便振作精神问：“小朋友愿意看老师给你们跳个舞吗?”“愿意。”小朋友们异口同声地回答。同时用期待的目光看着我，我边唱边做了一遍准备好了的动作，刚做完，小朋友们都情不自禁地拍起手来。
我说：“开头小朋友们看老师跳舞时，唱的曲子就是黑板上这段视唱，小朋友们只要学会了这段视唱，跳舞就不觉得难了，下面我们试试看。”我先将附点四分音符提出来了以后，小朋友们只学唱了两遍就奇迹般地学会了这段视唱。“小朋友们一定知道这是小鸟在飞的歌，那么我们的动作就应该是小鸟的动作，下面老师做两种动作你们看哪一种要好看些?”我第一种着重是注意关节的变动，第二种则没有突出关节的变动，刚做完的小朋友们就七嘴八舌地说：“第一种好看。”“那么第一种为什么要好看些呢?”“因为第二种关节不动，就像是残废的鸟在飞一样。”一个小朋友说。“不错，那以后小朋友们一定要注意，不要做‘残废鸟’。”小朋友们听说后都笑了。就在轻轻松松的笑声中，小朋友们却领悟到了动作的要领。“小鸟是大家经常看到的动物，请小朋友们在做动作时想到小鸟的姿态，自己在做时注意模仿，我看哪个小朋友做得最好。”下面我弹琴，小朋友们都边唱边做动作，看到他们一个个轻松自如的样子，我似乎也轻松了许多。
二、在教学中“寓教于美”，培养表现美的音乐能力
小学音乐学科，既是艺术(美育)学科，又是技能学科，同时音乐也感情艺术。而艺术的真谛在于追求真、善、美。我们要通过音乐教学，用艺术的美陶冶情操，培养美感和审美能力，并达到净化和美化心灵的目的。
如在学习歌曲《听妈妈讲那过去的事情》时：l、我带着感情示范唱；2、让学生分析曲子，充分发挥学生的分析能力、理解能力和想象思维能力；3、由我总结归纳并提出要求，此曲是一首感情深厚、真挚的叙事曲，是一首带再现的三段式结构写成的，有情有景，整个曲子速度稍慢。要使学生能正确地表达曲子，并能掌握一定的唱歌方法，在教学中：1、狠抓住了基础训练，尽量唱法、声音统一，吐字、咬字清晰，使唱法优美；2、分段处理歌曲，根据三个不同的乐段进行不同的处理及表现：第一乐段要宁静、优美、生动地表达歌词的动态和情感；第二乐段是妈妈苦难生活的回忆，曲调转为低调、哀怒，表达悲愤的心情，要与第一段形成鲜明的对比，同时要强调它的叙事性：第三乐段是再现第一乐段，要求格外优美、宁静、生动，在速度上比第一段快一点，加强孩子的幸福感，而妈妈讲的故事却深深地留在了孩子们的心中。就这样把学生引入了音乐境界，让学生理解美、表现美、感知美，也只有这样才能歌唱得绘声绘色，情深意笃回味浓，使音乐教育起到“寓教育美”的作用。
三、创设启发性的环境，培养想像能力
教学中大胆让学生联系生活实际，去体验音乐在创造性活动中的奇特作用与奥秘，培养学生丰富的想象能力。
关键词：价值取向；人文素养；物理教学；物理学史；教师高尚人格
“你可知道，自然界中的云、雨、露、雾、霜、雪、雹都是我们小水滴的“杰作”，我们的行为与人类的生活息息相关。我们还有许多奥秘，你想知道吗？请跟我来……”这是在实验初中初二年级的一间教室里，一位物理老师正给同学们讲授《物态变化》。像这样结合专业教学进行人文教育，在实验初中的各科课堂上已经是司空见惯的了。因为这里正进行着一项关于初中生人文素养培养的实验研究课题，实验初中正展示出深厚的人文底蕴，营造着浓厚的人文氛围。著名教育家杜威说过：“离开了人和人的发展，一切美妙的教育计划都无异于海市蜃楼。” 传统的学科教育教学过分强调了学科自身的知识性、体系性、逻辑性和系统性，忽视人的发展和人文性的教育。深化物理教育改革要重视为学生全面素质发展服务和在教学中培养学生人文素养精神。现就我校正在进行的初中生人文素养培养研究结合我们物理学科特点，谈谈如何在物理教学中培养学生人文素养的。
一、从物理学发展史着手渗透人为素养
爱因斯坦所说：科学结论“几乎总是以完成的形式出现在读者面前，读者体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地理解全部情况。”科学发展史就是一部完整的科学家奋斗史，通过经历和科学家一样的大致探究过程，了解科学事业的艰辛以及科学家执著的求索精神，同时也将激励学生像科学家那样，不怕困难，勇于探索的人文素养。使学生理解象居里夫人的祖国情怀；体会到科学家与他人合作的重要性；熟悉了定量、定性、美学等的思维方式；形成独立思考，分析问题，解决问题的能力；体会到在科学研究中兴趣，意志品质是非常重要的……所有这些对受教育者潜质的开发，诱导，形成自己的“榜样”都是非常重要的。 “诺贝尔奖金获得者杨振宁在回忆录中写道，当他的父亲——清华大学数学系杨武之教授发现了其在自然科学方面的兴趣和天分时，却没有在这方面激励他，而是请了历史系的优秀学生为他讲授《孟子》，杨振宁说他后来在物理上取得的成绩与他父亲的这种教育是分不开的。”
科学家和科学史对人文教育起到了桥梁作用。平时教学中组织学生阅读教材中的“读一读”，并补充介绍一些科学家获得成果的经历和过程，分析他们的经验和从中应吸取的教训，帮助学生解读科学家的人生。如牛顿勤于思考、悉心钻研的故事，伽利略以实验事实为依据向权威挑战的故事；布鲁纳用生命捍卫真理的故事；我国的墨翟和他的学生共同完成的小孔成像实验，并记录在《墨经》一书中，是世界上最早关于光的直线传播的记载；我国宋代学者沈括的成就——他最早记载了磁偏角，比西方哥伦布早 400 多年，等等。
二、从物理教材、物理知识本身着手培养学生的人文素养
物理教材各章节的语言描述、精美图片、段与节的名称选择皆注重了感召力与趣味性。如第二章“声现象”：“声音是平凡的，又是奇特的。我们生活在一个充满声音的世界中，这也许使她显得平凡；声音在很多方面丰富并改变着我们的生活，这又映射出她的奇特。”“物体的运动”用诗人的语言的韵律和意境赞美运动；图片“各拉丹冬雪山”、“北京天坛回音壁”等令人神往；三峡大坝、巴塞罗那奥运会上陈跃玲获得第一块田径金牌的飒爽英姿令人自豪。
在学习讲解惯性知识和安全用电时，培养学生的安全意识；讲水循环、能的开发和利用，噪声的危害和控制时，培养学生保护水资源，节约水资源及环保意识；讲能的开发和利用、机械效率时，培养学生的经济意识、效率意识；讲功的原理、能量守恒定律时，补充介绍一些科学工作者研究永动机的故事，培养学生遵循自然规律办事的意识。推至人类社会，人是社会动物，就要遵循一定的社会规律和与社会发展相适应的社会准则，在社会行为，态度倾向和价值观等方面，与社会保持一致，这也是学生今后所在社会群体具有稳定性所必须的。正如苏霍姆林斯基在《和青年校长的谈话》一书中说的那样：“教育的艺术就在于，要让受教育者把他周围的东西加以‘人化’……从这些物品中感受人性的东西——人的智慧、才干和人对人的爱。”因而在教学中，教师就应当想方设法地把“五彩缤纷”的科学世界，呈现在学生的面前，使他们心旷神怡地深入其中，去感受，去受教育，去锻炼和提高。促进学生情感的迁移和人性的完善，进而无限地热爱“物理世界”。
三、从物理学科特点着手在应用科学知识分析问题和解决问题中培养人文素养
分析问题和解决问题的过程，受教育者真正独立地接触问题，检验了受教育者的人文素质，具体问题具体分析的逻辑思维能力，培养和形成不同的个性品质。物理学科是实验性和实用性很强的学科。充分利用教材上的演示实验和课后的小实验，也可补充一些学生条件允许的小实验“做一做”，养成学生动脑动手的习惯，补充一些“生活中的物理”思考题，如擦皮鞋的学问（光的反射）、拍打衣服上灰尘的道理（惯性），海市蜃楼（光的折射），如何从地图上测出上海到天津铁路线的长短（间接测量）等。学习了电学、声学，能解释雷电的形成及先看见闪电后听到雷声的原因；学习了热学，能回答为什么海边及大森林里一年四季气候宜人，为什么当今国家推行退耕还林的政策；学习了磁和能，回答为什么在一定条件下，某处江边、湖边、池塘边的岩石中有“救命”之声发出等。并要求学生平时注意观察身边的物品的使用，培养学生探索自然现象和日常生活中物理学道理，乐于探究日常生活用品或新器件中的物理学原理，形成将科学技术与日常生活、社会实践相结合的意识，激起学生对自然界的好奇，领略自然现象中的美妙与和谐，养成对大自然亲近、热爱、和谐相处的人文素养。乐于参与观察、实验制作、调查等科学实践活动，养成实事求是的科学态度，增强了学生对科学的求知欲，学生也同时受到了辩证唯物主义教育。
四、从物理教学方法中培养学生的人文素养
改变过去陈旧的教法和手段，顺应教改大潮，把学生放进教学主体中去，采用“探究式学习”的教学方法。“探究式学习”是指学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中选择并确定研究专题，用类似科学研究的方式，主动地获取知识、应用知识，解决问题的学习活动。“探究式学习”是独立学习与合作学习的结合。在探究过程中，需要个体研究、小组或集体探讨相结合，需要他人的协作；需要彼此尊重、理解，需要容忍；需要讲求表达倾听与说服他人的方式、方法“探究式学习”倡导的是一种主动实验和发现的学习方式，强调学生的自主学习和实践。
五、从物理考试改革着手体现人文素养
改革物理考试唯知识的做法，把体现人文教育作为一个十分重要的内容。转变考试的目的，从为选拔尖子学生变为为学生创造最好的教育，从重视考查知识变为重视考查学生的综合素质，为了学生的终身发展。列举下面两道试题：
[ 例 1] 请你设计一条保护水资源的广告词。
本题是为了让学生知道水污染已经成为当今世界四大污染之一，水资源正在遭到破坏，我们应该保护水资源，就是保护我们人类。
[ 例2](2002 年青岛市中考题 ) 公远前 300 多年前，希腊的学者亚里士多德认为：“从高空落下的物体，重的要比轻的落得快 ! ” 2000 多年前，人们对亚里士多德的话都深信不疑。 16 世纪末，伽利略对这位学者的话产生了怀疑。有不少人讽刺嘲笑伽利略的无知与轻狂，伽利略便下决心在比萨斜塔上进行公开实验。伽利略登上斜塔，一手拿着一个 10 磅铁球，一手拿着一个 1 磅铁球，喊了一声“请各位注意”两手一松，两球同时落下，扑通一声，两球同时着地了，实验的结果使原来迷信亚里士多德的人目瞪口呆 !
(1) 阅读后你最深的感受是什么 ?
(2) 根据你的感受，你认为在今后的学习生活中应怎样去做？
本题的目的就是为了对学生进行人文素养教育，作为中考试题，堪称考试改革的先锋。
六、以物理教师高尚的人格，教育和影响学生人文素养精神的形成。
人文素养，是指建立在人文科学知识之上，通过对人类优秀文化的蓄纳，受人类优秀文化熏陶所反映出来的精神风貌和内在素质的综合体现。其培养目标就是提高学生的文化修养、理论修养、道德修养，核心是教会学生怎样做人。物理教师是学生在成长过程中对其影响非常重要的人，特别是在初中阶段，正是学生心理和生理变化显著的时期，一个“学高为师，德高为范”、注意方式方法于细微之处、全心全意为学生服务的教师，将为学生的一生播下幸福的种子，受益无穷。因此，教师要加强自身修养的提高，素质教育的关键在教师。
总之，对学生进行人文素养教育，没有环境条件的限制，关键在于我们每一个教育工作者观念的转变。要善于捕捉进行人文素养教育的最佳结合点与切入点。通过物理教学中的人文教育，发展了学生正确理解人和自然的关系，正确理解人与社会的关系并产生热烈的感情，形成了对美和善的辨别力和追求热情，发展了独立思考和独立判断的能力，使自己的心智得到和谐的发展，激发了内心的潜能，正如斯坦福大学校长有着极美好的阐述：“人文科学是我们这个时代最深刻的需要，它赋予社会，世界以方向，目的和意义。”
参考资料：
1、赖胜德出版. 物理课程标准(实验稿). 北京：北京师范大学出版社.2004.《物理学史与科学素质的培养》
李艳平
2、《物理学史与人文素质的培养》
王士平
〔关键词〕 科学创造，表征，语言，逻辑，想象
〔中图分类号〕N34 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1004-4175（2014）01-0031-05
〔收稿日期〕 2013-11-16
〔基金项目〕 国家社会科学基金项目（12BZX018），负责人魏屹东。
〔作者简介〕 魏屹东（1958-），男，山西永济人，山西大学科学技术哲学研究中心、山西大学哲学社会学学院教授、博士生导师，主要研究方向为认知哲学。
今日之世界，可以说是科学技术化的世界，人们的生活、工作和学习的方方面面，社会经济发展的方方面面，都与科学技术密切相关。根本原因在于科学技术具有创造性（包括发明与发现）的特质。科学创造性是人类特有的。科学发展史表明：在创造过程中，人类无疑会使用语言和逻辑，会运用记忆和想象。那么，什么是创造性，其范围是什么？语言和逻辑在其中起什么作用？科学与技术在创造性方面有什么区别，二者如何互动？如何进行科学创造，如何对其表征？这些问题无疑是格外重要的，它们也正是本文要着力探讨的。
一、创造性的范围与表征
就人类的生存范围而言，人类生活在两个世界：一个是固有世界或者实在世界，也就是经验领域；另一个是超验世界，也就是形而上的精神领域。前者的表现形式主要是世俗社会或者人们的常识世界；后者的表现形式主要是宗教，还可以加上形而上学哲学。
对科学来说，其研究对象决定了它主要存在于固有世界或实在世界范围，也就是说，科学的研究对象是实在世界的各个方面，比如物理的、生物的、化学的，等等。人类发展史和科学发展史表明：经验的实在性以三个支柱——语言、逻辑和科学为基础 〔1 〕 （P3 ）。没有人能够准确知道促进人类交流的语言何时出现，距今最少应该有十万年；人类文化的第一个书写记录大约出现在距今一万年前，这是集体记忆的开端；逻辑距今约2500年，由艾皮门尼德（Epimenide）提出，而科学的出现距今不过400多年，由伽利略开始。可见，语言的出现最早，逻辑和科学是基于语言的。没有语言，也就谈不上逻辑和科学。在这个意义上，语言具有优先性，没有语言，我们就无法进行表征和交流，更谈不上科学的发展了。
反过来说，科学不能先于逻辑产生，逻辑不能先于书面语言形成，书面语言也不能先于口语而产生，而口语的形成肯定经历了一个漫长的肢体语言过程。这充分说明，科学的产生离不开语言和逻辑，科学作为人类的主要认知方式，表明认知的发展与语言密切相关。假如没有语言，就不会有科学，因为我们无法表征科学。
当然，在日常生活中，当我们说“语言”时，事实上，我们很少使用逻辑，科学在其中也不起任何作用。对我们人类来说，语言就意味着文学、音乐、艺术、经济、政治等，这些学科在没有发现逻辑和科学之前业已存在。也就是说，表征语言的文学、音乐、艺术、经济、政治等比逻辑和科学的出现要早得多，它们是逻辑和科学形成的基础。在这个意义上，科学的创造性与这些看似无关的学科有着千丝万缕的联系，只是我们没有意识到而已。因此，我们可以说，文学、音乐、艺术、经济、政治等是逻辑和科学的基础。
意大利物理学家兹奇奇（A.Zichichi）认为，存在范围由创造性（creativity）、支配（leadership）、创新支配（innovative leadership）和动机（motivation）来描述。创造是指产生以前从来不知道或者没有被看见或被观察到事物的能力。支配是指激发和激励人们的能力。创新支配是激发和激励人们做出创造行为的能力。动机是达到目标的动力 〔1 〕 （P4 ）。在他看来，在人类活动的经验范围，语言、逻辑和科学都需要创造性、支配和动机，其中创造性是最难的。也就是说，在人类活动中，创造性普遍存在于语言、逻辑和科学中。正因为创造性最难，所以在语言、逻辑和科学的产生过程中，创造性就成为人类认知活动的核心。
在语言中，创造性是通过审美学、公共诉求、成功等表征的，人们常说的“满足具体的形式审美标准”，“具有社会价值”，“漂亮”等，就是创造性的具体体现，它们强化了创造性的必要性。创造性相应地把艺术、音乐、文学的新形式变为现实，反过来，艺术、音乐、文学也成为创造性的表现形式。
在逻辑中，创造性仅有一个表征方式，那就是“无矛盾”。导致自我矛盾的逻辑结构不能存在。也就是说，逻辑系统一定是自洽的、无矛盾的，否则的话，就不成其为逻辑，逻辑本身就意味着“前后一致”。这说明创造新的逻辑结构不能自相矛盾。一个典型的例子是无限或无穷大。我们不能同时肯定一个事物既有限又无限。
在科学中，创造性也仅有一个有效表征方式——真或假。无论一个命题或理论的描述多么漂亮，科学的观点没有美或丑之分，只有真或假之别。因为科学的目的就是求真。当然，这并不排除科学理论在表征形式上也讲究“漂亮”和“优雅”，比如数学方程的简单美。一个科学理论不仅要求在逻辑上无矛盾，而且在实验上也要求可重复。也即一个科学理论首先应该是逻辑结构上严格无矛盾的，而这一点不必然满足科学证明的要求。有许多逻辑理论结构在自然中并没有被发现，比如无限维的空间没有产生任何自相矛盾。从数学的观点看，无限维空间是存在的，但在我们生活的空间中，维度是有限的（三维空间）。对于科学而言，无限维的空间是不存在的。一个由实验证据支持的理论是伽利略式的科学的逻辑结构。没有实验证据支持的理论就会被放弃。这样，科学中的创造性就是要通过重复性的实验发现真理。或者说，科学的任务就是发现自然的逻辑。
那么，创造性的语境又是什么呢？是什么前提条件促使了创造性的形成呢？兹奇奇认为是记忆与想象。为了避免重复犯错误，为了不再从零开始探讨，我们需要记忆；为了设想我们从来没有想过或见过的东西，我们需要想象。通过开发记忆和想象，创造性相应地就能够把想象的结果变成现实。如果没有创造性，很难设想有现在的人类的一切。换句话说，记忆是为了避免重复研究，想象是为了拓展研究范围，比如不可观察的微粒子或者广阔无垠的宇宙。
这表明，记忆和想象在创造过程中起背景或语境的作用。在兹奇奇看来，记忆在语言、逻辑和科学中有相同的作用，也就是避免与先前的创造重复。语言中的想象相当于创造新诗、新音乐、新艺术等智力活动。逻辑中的想象意味着运用公理和规则创造新的数学结构。科学中的想象相当于思考一个新的原则、一个新现象和新规律，相当于设想一个新实验。
对于一个科学家来说，记忆、想象和创造性是平衡的吗？我们通过兹奇奇亲历的一个真实故事来说明。
物理学家范纽曼和魏格纳是好朋友与合作者，他们常常讨论物理和数学问题。有一次范纽曼告诉兹奇奇，说他能够记得1933年6月25日喝了多少咖啡，并相信他的想象力并非他所表现的那样强大，只是因为他记忆得很多。魏格纳是一个想象力极强的人，而魏格纳的记忆力不如他强。在一次讨论中，魏格纳突然说已经到中午了，他必须马上去参加一个午餐。当魏格纳要离开时，范纽曼说“你那么聪明，为什么不让时间停止呢？”紧接着又说：“对不起，太晚了，你应该让时间倒流。”就是这么一句不经意的话启发了魏格纳，于是他开始思考基本粒子和自然的基本规律。
我们知道，一个基本粒子，无论是电子还是质子，既没有大脑也没有手表，它不能区别过去和将来。如果时间向一个方向或超相反方向飞逝，基本粒子间的所有基本相互作用必须是不变的。就在范纽曼邀请魏格纳合作研究的三个月后，魏格纳发现了著名的“时间不变性”原理，其中建立了“时间反转算子”（Time-reversal operator）。这一原理说明，所有物理规律都应该是“时间不变性”的，比如，物理实在应该保持不变，假如我们能够让时间倒流。
1964年，有人发现KL介子 ①在衰减过程中打破了“时间不变性”原理。 兹奇奇做了一系列实验来证明，在电磁相互作用中“时间不变性”是否还有效。实验证明，电磁力遵循“时间不变性”原理。魏格纳作为20世纪最伟大的物理学家之一，他创造的“时间反转算子”的操作过程在自然逻辑中不产生任何矛盾，而且他的原理经受了重复性实验的验证。
这是科学创造性的一个典型例子。它表明：创造性的观念往往源于日常生活，我们不经意间的谈话与交流都有可能导致新观点的涌现，当然，“机遇偏爱有准备的头脑”，如果没有对某个问题的长期思考，即使有再多的交流和对话，也不会有助于对那个问题的解决。
二、创造性在科学与技术中的差异
创造性在科学和技术中是否相同？表征方式是否有差别？接下来我们讨论这个问题。
在普通人的观念里，科学和技术没有什么不同。其实，二者是两个完全不同但密切相关的领域，前者在于发现，后者在于发明。比如，与魏格纳同时代的著名物理学家费米发明的核消防照明就不是科学而是技术。兹奇奇认为，我们必须弄清科学与技术的区别。他把伽利略之前的技术称为“前科学技术”，伽利略之后的技术称为“后科学技术” 〔1 〕 （P7 ）。
前科学技术是基于试错法产生的，不是根据基本规律的理解产生的，也就是靠的是经验而不是理性原则。这就是为什么在前科学技术时期，没有人确切地知道轮子和火是谁在何时发明或者发现的。但是，我们确实知道的是对于轮子和火的理解则是发现科学以后的事情。
后科学技术植根于人们对自然基本规律的深刻理解。比如，蒸汽机的发明先于热力学规律的发现，但是由于热力学的产生，人们才对这项技术有了深刻的理解，而且在此基础上产生了许多技术发明。也就是说，科学是技术的思想来源，技术是科学思想的运用。科学要求我们将智力工作投入到“发现”中，技术要求我们将智力工作投入到“发明”中。因此，科学只能发现而不能发明新的自然规律。技术进步是基于一种新观念，这种新观念以一种新方式将不同“结构”或“部件”结合在一起，并以一种以前从来无人尝试过的方法使用它们。这就是技术创新的含义。
需要指出的是：虽然科学与技术的关系密切，但是二者还不是一回事，技术不仅仅是科学的应用，科学发展有自己的规律，技术进步也有自己的规则。比如科学与战争武器的关系，不仅仅是科学与技术的关系，其中还包括政治、道德、经济等因素。一旦我们的世界遭到核武器的毁灭，难道这仅仅是科学家或者技术专家的责任吗？我看主要是政治家的责任，因为从决定制造武器到决定使用武器都是政治家做出的。
在兹奇奇看来，人们把后科学技术看作是科学的应用其实是一种误解。人类通过科学发现自然规律，通过技术运用自然规律，这与科学没有多少关系。比如，科学家发现核裂变规律，不等于制造了原子弹。人们误把后科学技术当做技术看待。技术是一种决裂的元素，它使得我们在使用它时面临有益于还是有害于人类和社会的选择。比如机器人技术，如果用于替代人做危险和繁重的工作，无疑是益于人类的，如果用于战争则是有害的。
还有一个问题需要澄清，那就是“科学的使用”或者“应用科学”这个概念蕴涵了“科学先于技术”的意思。也就是，人类先发现自然的逻辑，然后运用这些逻辑于实践之中，形成各种技术。科学家对科学的应用要担负责任。这是又一种误解，担负责任的应该是政治团体，不是科学共同体。更糟糕的是，人们认为科学源于技术，这也是一种误解。甚至有人说社会不需要科学家，如果他们不是为了技术进步的话。技术先于科学的观点出于这样的事实，即近代科学或伽利略式科学产生之前，轮子和火已经被发明，也就是说，轮子与火的发明与科学无关。
然而，对轮子与火的原理的理解则是伽利略式科学产生以后的事情。发明一种东西不必然意味着理解它为什么工作，知“其然“不一定知“其所以然”。一种科学发现相当于理解所有可能被发明的东西。比如，电磁力这一自然基本力的发现，使得我们能够理解我们的所有感觉——视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉，它们是同一且唯一基本力的表现方式。这种力源于一种唯一实体“电荷”。当我们关掉电荷，我们的感觉就消失了。这样，所有发明，无论是现在的还是未来的，都与感觉相联系，即使它们还没有真正被使用前，都能够基于电磁力得到理解。或者说，科学有助于我们认识世界的规律，从而使得我们知其“所以然”。
反过来，一种新技术的发明，也有利于科学的发现。比如伽利略发明了望远镜，利用这项技术，伽利略发现月球表面不是完美的，太阳表面有黑子，这颠覆了一直认为月球和太阳是完美球体的传统观点。可以说，没有望远镜的发明，就不会有现代天文学。同样，没有显微镜的发明，也就不会有现代微生物学。这说明科学与技术是相辅相成的。如果技术中不渗透自然规律，则技术也是盲目的。技术发明为科学发现添加了“飞翼”。
当然，不是所有的发现都会借助于技术。伽利略对惯性定律和相对性原理的发现就是如此。这些发现既不需要望远镜技术的发展，也不需要任何技术仪器，他用一块石头和一条栓石头的绳子研究了石头的摆动，借此他发现了摆定律。用一块圆石头和一块木板来研究圆石头在木板上的运动，然后变换木板角度，借此他发现了自由落体定律。根据此定律他推测，如果没有空气阻力，羽毛和铁块下落速度是相同的，由此他预见了“真空”的存在，月球表面的情形就是如此。这表明：伽利略的发现依赖的是对自然基本规律存在的信念，而不是望远镜技术的发明。因为石头、绳子、木板不能算作技术，关键是伽利略相信，某一物质一定携带着宇宙创造者的印迹，其规律在时空中处处起作用。伽利略既没有发现摆定律，也没有发现自由落体定律，他发现的是混沌 〔1 〕 （P12 ）。毫无疑问，伽利略开启人类智力的新视界，他的工作表明科学的任务就是发现自然的逻辑。
还有，爱因斯坦发现相对论也是如此。他曾经说，相对论的发现仅仅靠一片纸和一只铅笔。事实上，相对论的发现主要靠他的想象力，他之所以那样说，那是在工具使用的意义上而言的。没有纸和笔，爱因斯坦照样会发现相对论的。只不过他会使用别的什么东西，比如黑板和粉笔。这进一步说明：科学的发现，特别是抽象层次上的原理和理论的发现，不一定要借助于技术。
三、创新思路与新观点的表征
科学已经告诉我们关于世界的几乎所有方面。现在让我们超越现存世界，进入一个超世界视域。这是科学创新的一种新思路。比如，如果有光，一定有超光存在；如果有电子，一定有超电子；如果有物质，一定有超物质（反物质）；如果有恒星，一定有超恒星。如果这些东西存在，我们为什么没有观察到它们呢？这就需要科学的创造性发挥作用。
我们知道，原创工作是非常艰难和非常复杂的事情。兹奇奇认为，首先我们需要丰富的想象。想象丰富不意味着观点越多越好，观点多反而可能适得其反。你必须集中于一个新观点，此新观点你认为是最具原创性的。然后你必须考虑这个新观点的所有可能结果。在这些结果中，如果有实验证据或数学的严格证明与你的新观点相矛盾，你必须发现或理解其中的缘由。如果你不能消除这个矛盾，那么你以为是新观点可能被其他人想到但是已被放弃，因为其他人已经发现了其中的矛盾。此时，你必须格外小心，你能够克服这个矛盾的情形可能发生，如果你比其他人更能够理解其困难所在。你不要限制自己简单地读其他人的论著，你要做的是你必须理解所有细节。这是创造性的关键所在，其中，理解发挥着重要作用。
而理解是一种认知和智力过程，它由两个基本要素构成 〔1 〕 （P17 ）。
第一，是你意识到而不是他人。为什么这么说呢？你尽可能深刻地研究和理解你一直思考的新东西的意义。这可能是一个新概念、一个新观点、一个新实验。接着你尽力想象所有可能的结果。这可能花费一天、一周、数月甚至一年。经过废寝忘食的不断思考，有时一筹莫展，突然豁然开朗，找出出路。
第二，有强烈的动机。创新是一个极其艰难和痛苦的过程，其中有许多困难需要克服，克服困难就要有强烈的动机。因为你需要将一个新观念变成真且具体的东西。动机因研究的目标而异，这取决于你的新观念所涉及的问题与自然的逻辑关系，比如纯科学，或技术创新形成新实验等。
接下来，我将通过兹奇奇亲历的三个新观念和技术创新结合的研究工作来分析科学的创造过程。
第一，填隙技术（shimming）与高精密磁场的产生。使用非常薄的铁片产生多种形式的高精密磁场的观念是兹奇奇经历数周苦思冥想想到的。这是一个既省时又省钱的技术。因为如果不是这样，每一项实验都将花费大量时间、物力和财力。比如机械形成一个磁极就需要一个月，一个多项磁场需要至少6个月，产生第一个高精密磁场这项工程至少需要三年时间。如果运用他的新观点，仅需要一天时间而且几乎无需花钱。假如兹奇奇没有这个新想法，产生高精密磁场的实验也就不能实现。当然有了新观念还不够，还需要克服许多技术困难设计新实验来实现新观念。
在兹奇奇的实验中，材料很普通，在市场很容易买到，但由于观念是新的，实验自然就与以往的不同。事实上，最伟大的创造力在于，当新观念需要实现时，相应的新实验也非常简单。为什么说如果实现一个创新观念的实验非常简单时这个创新就是一个原始创新呢？因为在此之前没有人产生使用这个简单办法的观点。
我们知道，伽利略科学是从两个非常简单的技术创新开始的。一个是摆，另一个是斜面板。摆由一块石头加一根绳子构成。这两件东西是世界上最普通不过的，但是没有人想到用绳子拴住石头，然后研究其运动。伽利略仅使用一块石头和一根绳子，就成功地准确测量了引力的加速度。摆和斜面板就是伽利略的两个技术创新，使用它们他发现了自然逻辑的第一个要素——科学。
发明填隙技术产生高精密磁场是兹奇奇进入欧洲粒子物理研究所开展的第一项创新性研究工作。根据他的设想，实验室制造了“扁磁铁”也叫6米（g-2）磁铁。它是当时世界上最大的磁铁，它能够进行介子这种基本粒子的所谓“异常磁时刻”（anomalous magnetic moment）的第一次高精密测量。这个实验表明，介子是一种与电子同一的粒子，但介子的质量却是电子的200倍。为什么介子比电子重200倍，但其属性几乎与电子相同呢？或者说，如果使用电子得到相同结果，为什么自然还给介子200倍的质量呢？
为了理解这个问题，我们需要测量一个基本量——介子的“异常磁时刻”。为了得到这个精确的量，我们需要建立一个非常大的磁铁，它具有高精密的磁场和多种形式。这项实验以前从未做过，因为没有人知道如何建造如此复杂和精密的磁场。
第二，预簇射（pre-shower）与新粒子的发现。在兹奇奇60多岁时，他有了寻找一种比介子重的新粒子的想法。在已经观察到的粒子序列中，第一是电子，第二是介子。寻找第三种轻粒子②不是一件容易的工作，这需要一种新的创新技术，它能够把电子与其他核粒子区别开来。这种新技术就是预簇射技术，它能够使欧洲粒子物理研究所的科学家做一系列的实验，以识别第三种轻粒子的最佳产生过程，以及寻找它的最佳方法。预簇射技术使得一种被称为J-粒子的新粒子的发现成为可能。J-粒子的发现非常重要，它是人们熟知的“11月革命”，因为它的发现发生在1974年11月。预簇射技术现在已经被用于所有实验，在这些实验中，你想选择“电子”并确定它不是由一个标准核粒子（介子）模拟的信号。
第三，飞逝时间与核反物质。狄拉克预测的反粒子如反电子、反质子、反中子等已经被发现，它们被称为核反物质。对于反物质的研究进展怎样呢 困难有两点：一是实验室中产生的反物质非常少；二是一旦产生了反物质，需要确定它的确具有正质量和恰当的性质。技术上的困难在于测量时间间隔，即飞逝时间（time of flight）。兹奇奇发明了一个简单的仪器——闪烁计数器，它的制造思路是：一旦反粒子产生，（光）信号穿行并到达检测器（四个光电管构成）所花费的时间，必须独立于撞击点，而且电子连接必须引导最小时间量程。这一新的实验仪器能够让兹奇奇测量同一反粒子通过两个检测器的时间间隔，检测结果的精度是前所未有的，达到一百兆秒 。这一发明导致兹奇奇发现了第一个核反粒子。
这三个例子说明：一个新想法的实现或者表征需要一项新技术的支持。新想法不能仅仅停留在大脑中，我们必须想方设法实现它或者表征它。实现或者表征是需要借助技术手段的。在当代科学研究中，新观念与新技术的结合已经成为一种不二选择。
四、结束语
创造对于一个民族或国家的生存和发展来说，无论怎样强调都不会过分。今日的中国要实现富民强国的“中国梦”，就更需要强调和注重创造。纯语言、纯逻辑和纯科学是我们经验世界的三个支柱，它们构成了创造的语境。在这个语境基底上，人类充分发挥想象和有目的的动机的内在心理作用，认识世界并改造世界。在语言、逻辑和科学的运用中，创造性既能够造福人类也能够祸害人类，这就要看人类自己的选择了。创造性在这些智力活动中的运用必须受到人类存在的超验价值的制约，这就是人类生存的终极关怀问题。我们只有把超验范围与经验范围紧密结合起来，才能运用语言、逻辑和科学这些工具认识并改造世界，也只有持正确的价值观才能很好地利用科学的创造性造福人类。
注 释：
①一种长寿K-介子。
②电子和介子叫做轻粒子，以便把它们的性质与夸克的性质区别开来。事实上，物质由夸克和轻粒子构成。
参考文献：
〔1〕Antonino Zichichi. Creativity in Science. Singapore： World Scientific publishing Co〔M〕.pte.Ltd. 1999.