什么是物理学-物理学研究范围和内容

丹皮尔在其《科学史》一书中写道：“恒星所发的光，达到我们的眼中时，这就是物理学可以追踪的一串事件的结束。但在这整个一串事件中，只有视觉的感觉，是我们可以具体描述的，其他事件就只能用纯粹抽象的与数学的方式加以描述。”[4]这段话形象地概括了二十世纪由量子力学、相对论为代表的科学革命的巨变给人们的意识、观念带来的深刻的变化。这种变化首先动摇了我们自十七世纪以来逐步形成的稳固的物质观念。现代物理学把物质析为原子，原子又被析为质子与电子。最后又将这些分解为辐射之源或波群：分解为由一中心向外进行的一组“事件”了。至于存在于中心的是什么，载波而行的介质是什么，我们却不得而知。并且关于这些组成电子的波系的可能的知识的精确性，似乎也有一个“测不准”[5]的极限。通过相对论也得出相似的结果，过去我们认为物质在实质上是占有空间的东西，而空间是通过时间经久不变的。但是现在则认为空间和时间对于观察者来说是相对的，没有一个宇宙的空间，也没有一个宇宙的时间。三维空间中不灭的物质团或电子没有了，只有四维时空中一串串的“事件”。物理实在归结为一组哈蜜顿方程式，只有微分的关系，联系着时空中邻近的事件。“旧的唯物论死亡了；而甚至一度取代物质微粒的电子，也已变成了失落肉体的灵魂——仅不过是波动形式而已……并且，即令作为失落肉体的灵魂，它们的生涯仍很短促。……可以解释太阳及其他恒星所放出巨量辐射能量的唯一已知的原因，就是质子与电子的相互毁灭或氢值变为其他原子。我们地上的物质，也许是由不能复燃的死灰组成的，但在恒星和星际空间里，这些变化是可以发生的，而宇宙中一部分物质也许正在化为辐射。因此，过去似乎如此熟悉，如此富于抵抗力，如此永存不朽的物质，今天已变得不可思议的复杂了。它以微小电子或其他种粒子的形式，散布于空间或原子核周围；或以波群的形式浸透于原子的全部，而且更化作辐射而不断消失；即专以太阳而论，也以每分钟二万万五千万吨的速率在消失。”[6]现代物理学所揭示出来的这样一幅物质的“世界末日”对现代思想界的震撼是可想而知的。上述新实在主义的“实在观”正是现代物理学的新的“物质观”在哲学思想上所引起的深刻变化的反映。这种哲学变革的代表人物是罗素，“理论物理学已经不象在第十七世纪的时候能讲得那样非常肯定清楚了。牛顿用四个基本概念来讲：空间、时间、物质和力。这四个概念都被现代物理学扫进了废物箱”。[7]学术界公认，罗素的哲学发展最重要的阶段是新实在论时期以及逻辑构造主义时期，所谓构造主义就是：“只要可能，就用由已知实体组成的构造来代替推导出未知实体的推论”。正是在这个时期，罗素采用了“中立一元论”的立场。逻辑构造主义是讲认识论的；如果从本体论讲就是逻辑原子主义。

罗素认为，相对论和量子力学推翻了关于“物质实体”、“微粒”等传统的物的概念，而代之以事件[8]。他说，“物理学的‘素材’应当是事素，而不是微粒。过去被设想成一个微粒的东西，将应当被设想为一个事件系列。这个代替微粒的事件系列是具有某些重要的物理属性的，因此要求我们加以注意；但是它并不比我们可以任意选出的任何其他事件系列具有更多的实体化。这样，‘物质’就不是世界的原材料的一部分，而只是把事件集合成束的一种方便的方式。”[9]罗素在此所讲的事件，实际上就是马赫所讲的要素，它既有物理属性，但又有心理属性，而物理属性并不比心理属性更实在。世界的物质性被换一种说法，代之以事件第一性。物质和精神都是事件的“集合成束的一种方便方式。”这就是说，事件是中性的东西。罗素接着说，“物理学曾经使物质的物质性削弱，心理学则使精神的精神性削弱了……。这样，物理学和心理学就从两个极端相互靠拢了，并且使威廉-詹姆士通过批判‘意识’而提出的那种‘中立一元论’学说的可能性加大了。……我认为精神和物质只不过是两种把事件结合起来的方便方式。”[10]显而易见，罗素的事件论同马赫的中立要素论、詹姆士的中立一元论是完全一致的，即认为作为物质和精神的材料的事件是中立的。

“中立一元论”的提出，为哲学唯光论的建构提供了理论支持。哲学唯光论的“光”经过了中国哲学所特有的“执两用中”的改造，“不为物先，不为物后，故能为万物主”。光是对中国古典传统思想“天人合一”的最为中肯的诠释。一个原始的人类学与一个原始的宇宙学总是比肩而立，世界的起源问题与人的起源问题也总是难分难解地交织在一起，执两用中，便是光。天人合一的“一”，便是执两用中的“光”。光是对无限大的宇宙和无限小的离子的执两用中，从而是对物质概念的执两用中，是对所谓实物范畴和虚物范畴的执两用中。光是对本体论生成论的执两用中，是对自然本体论与人的本体论的执两用中。是对唯心论和唯物论的执两用中——既是对自然本体与精神本体的执两用中，又是对自在的客体性原则与自为的主体性原则的执两用中——它既不是唯心的也不是唯物的，它是唯光的。光乃执两用中之中庸之道，极高明而道中庸，无过之无不及，所以能尽人之性、能尽物之性，“浑然与物同体”。“万物皆备于我”，（孟子语）“天地与我并生，万物与我为一”（庄子语），《老子》二十五章：“域中有四大，而人居其一焉。”人“中立”于天地之间，此“中立”也是“一”（元），“中立”“一元”的思想贯穿于中国古代的道家思想之中，《老子》四十二章：“道生一”三十九章：“昔之得一者。天得一以清。地得一以宁。神得一以灵。谷得一以盈。万物得一以生。侯王得一以为天下贞。” 《韩非子：扬权》：“ 用一之道，以名为首，名正物定，名倚物徒。故圣人执一以静，使名自命，令事自定。”《淮南子 原道训》：“道者，一立而万物生矣。”“是故一之理，施四海；一之解，际天地。”《老子》二十二章：“是以圣人抱一为天下式。”——所以圣人执一用以观察天下大势的工具。“抱一”也即“执一”也即“执中”，“道恒尚中”的思想贯穿于中国文化思想史，哲学唯光论已做过总结性论述。[11]《论语》：“中也者，天下之大本也；和也者，天下之达道也。”执两用中之“执中含和”，（《淮南子·泰族训》）《老子》五十五章：“万物负阴而抱阳，中气以为和”。所以老子说“知和曰常”，“和”乃是自然“常道”。知“和”即“执”道。老子又说，“复命曰常，知常曰明。”（十六章）恢复道的本性就叫做自然，认识到自然乃中和之道就是明智的。哲学唯光论已经将“道”进行哲学改造，“取实予名”为“执两用中”的“光”，所以“光”的含义与“中立一元论”甚通。[12]

“执两用中”的“光”与“中立一元论”无疑是中西哲学接轨的一个接合部。为了进一步沟通两者的关系，结合对西方具有代表性的罗素哲学变革的再认识，唯光学派进一步论述哲学唯光论与在西方颇具代表性的罗素哲学的总体关系。

在《我的哲学的发展》一书中，罗素写道：“我的哲学的发展可以分为不同的阶段。只有一件我念念不忘的事，没有改变：我始终是急于要发现，有多少东西我们能说是知道，以及知道的确定性或未定性究竟到什么程度。在我的哲学的研究中，有一个主要的分界：在一八九九——一九○○这两年中，我采用了逻辑原子主义哲学和数理逻辑中的皮亚诺技术。这个变革是太大了，简直使我前此所做的研究（除去纯数学的以外）对于我后来所做的一切，全不相干。这两年的改变是一次革命，以后的一些改变则属于演进的性质。”[13]此前罗素对哲学的兴趣主要集中在两个方面，一方面是宗教信仰；一方面是纯数学的东西。而在剑桥里所接受的是康德和黑格尔的哲学。他更加关心的是纯逻辑的东西，其中最重要并且在他后来的哲学中占优势的是所谓“外在关系学说”。他认为，一元论所主张的两个项之间的关系由这两个分离的项的性质所构成——或者严格地说这两个项之间的关系由这两个项组成的整体的性质所构成——这种观点在数学上无法得到解释。他的结论是，“关系并不意味着相关的项中有任何相应的复杂性，并且，一般说来，不等于两项所构成的整体的任何性质。”后来——具体说是从一九一○年到一九一四年，罗素开始对物理世界发生的变化感兴趣，从那时起，知觉和物理学的关系一直是他研究的课题，他说，“我的哲学经历其最后重大的变化正是和这个问题有关。”在此之前，他一直认为，知觉是主体和客体两项的一种关系，这样一种关系容易了解知觉如果能够提供关于主体以外的事物的知识。因为受了威廉詹姆士的影响，他发现这种看法是错误的，或者说，这种看法过于简单化了。至少感觉甚至视觉或听觉，在其本质上不是关系性的事件。他的意思并不是说，在“我”和“我所看见的东西”之间没有关系，而是说，这种关系比我们原来所想的要间接的多，并且，当我们看见什么东西的时候，我们之所感，就其逻辑结构而论，即使在我们之外并没有任何我们可看见的东西，也很可以发生。罗素说，“我的意见的这种变化对于连结经验和外在世界所牵涉到的那些问题，大大地增加了困难。”[14]大约在同时，还有一个问题使他同样感兴趣，这就是语言与事实之间的关系问题。此前他一直认为语言是透明的，也就是说，语言是一种中介物，我们可以使用这个中介物而不去注意它。通过对语言的“词汇”和“造句法”的研究，他认为，语言是具有意义的，也就是说，语言是和它以外的某种东西有关，那种东西一般说来是非语言性的。自从他放弃了康德和黑格尔的哲学以后，他一直是用分析的方法来寻求哲学问题的解决。虽然近代有与此相反的倾向，但他仍然坚信，只有用分析的方法才能有进步。他说，“举一个重要的例子，我发现，借分析物理学和知觉，心和物之间的关系这个问题可以完全得到解决。不错，我所认为的这个解决还没有得到任何人的承认，但是我相信，并且希望，这只是因为我的学说还没有为人所了解。”[15]

生命科学（生命科学/生物），一般生物学研究的生命现象和生命活动规律的科学。继又一个高速发展的学科，物理，化学，正朝着两个方向的宏观和微观的发展。宏观经济前景的研究已经发展到全球的生态系统，微分子方向发展的一面朝向。生物学及许多科学相结合，形成一个宽的各种边缘的科学的径向发展。

生物学的思想，从一开始，有两所学校，一个地方叫博物馆学校，实验学校。论生态博物馆学校，实验学校代表的遗传学和分子生物学的代表。

自20世纪40年代以来，生物吸收的数学，物理和化学，并逐步发展成为一个精确的，量化的，深入到分子水平的科学成果。

生物学家生物，形态结构，营养，以及它们的生态系统中的作用，如生物分为若干圆的发展历史的基础上。现在比较常见的了解地球上的生物圈分为五个王国：细菌，蓝细菌原核生物原核生物界的单细胞真核细胞原生生物，光自养的植物界，吸收不同的真菌提出吞食异养动物王国。

该病毒是一个非多孔的生命形式，它是由长链的核酸和蛋白壳构成的，该病毒不具有其自身的代谢机构，没有酶系统。病毒离开宿主细胞时，它变得有生命活动，不能独立的自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞，它可以利用的细胞的物质和能量，以及复制，转录和翻译的能力，并且，它是按照与包含在其自己的核酸中的遗传信息中产生的病毒作为新一代。

与来自其它生物体的基因的病毒的基因，也可以被突变和重组，因此是进化。由于病毒没有独立的代谢机构不能单独繁殖，它被认为是一个不完整的生命形式。比近年来发现的病毒样病毒甚至更简单，它是一个小RNA分子，蛋白质外??壳，但它可以在动物中引起疾病??。这些不完整的生命形式，存在的非寿险和寿险之间没有不可逾越的鸿沟。

原核细胞和真核细胞中的细胞有两种基本形式，它们反映了两个阶段的细胞进化。生物细胞的形态分为原核生物和真核生物，是现代生物学的一大进步。其主要特点是原核细胞的线粒体，叶绿体和其他的模具细胞器，染色体只有一个环状DNA分子，但不包括组蛋白和其他蛋白质，没有核膜。原来的生物主要是细菌。

的真核细胞是更复杂的结构的细胞。线粒体膜的双层膜的细胞核，遗传物质的细胞核和细胞质分离细胞器包。 DNA是一种长链的分子，狱卒蛋白和其它蛋白质合成的染色体。该核细胞有丝分裂和减数分裂，分裂复制的染色体平均分配到子细胞。原生生物是最原始的真核生物。

基于光自养的主要营养真核生物的植物。典型的植物细胞中，作为主要成分含有空泡核细胞壁纤维素。光合作用的细胞器 - 叶绿体。光合作用的植物作为电子供体光自养植物营养水，高一些的植物是寄生的，有几个能够捕捉小昆虫异养吸收更多的植物。

从单细胞绿藻类植物被子植物沿着适应光合作用的方向发展。高等植物的植物（固定的，并且吸收器官），茎（支持器官），分化的叶（光线和器官）的根。叶柄和众多分枝的茎的支撑片叶子开始各方获得最大的光吸收面积，细胞逐渐分化成专门进行光合作用，进行，涵盖了各种不同的组织。大多数植物通过有性生殖，形成配子体和孢子体世代交替的生活史。这家工厂是生态系统中最重要的生产，但在地球上的氧气的主要来源。

真菌吸收的主要营养真核生物。真菌具有细胞壁，细胞壁含有几丁质，含有纤维素的。几丁质是一种多糖，含有葡糖胺，昆虫和其他动物骨骼的主要成分，植物细胞中不含有几丁质。菌质体和光合色素。真菌的繁殖能力是非常不同的繁殖主要是无性繁殖或有性繁殖产生孢子的繁殖单位。真菌的分布是非常广泛的，在生态系统中的真菌是重要的分解。

基于动物的营养方式的真核生物吞噬。吞食异养捕获，吞咽，消化，吸收列复杂的过程。动物体的结构是发展沿着适应吞食异养方向。液泡形成的单细胞动物性食物摄入的食物后。去过消化的食物的食物泡中，然后通过膜进入细胞质中，与融合是细胞内消化的细胞质中的溶酶体。

的多细胞动物在进化过程中，正逐步取代细胞外消化，细胞内消化的食物被捕获的酶在消化道的消化腺的分泌，消化，吸收的小分子消化的营养物质通过消化道，通过环署负责系统输送至身体的各种细胞。

与此相适应，多细胞动物逐渐形成一个复杂的排泄系统，以及以外的呼吸系统的感官系统的复杂性，神经系统，内分泌系统和运动系统，等等。在所有的生物中，只有动物的身体结构发展到如此高级的职位。动物是消费者在生态系统中的有机食品。

生产者和分解者在发展初期的生活，生态系统的两环系统。真核细胞，尤其是动物，两个环生态系统发展的三环系统生产商，分解者和消费者的出现和发展。今天，丰富多彩的生活世界。

像病毒一样，病毒，植物，动物，生物的类型有许多鲜明的特点。和一系列各种类型的中间环节之间，并形成一个连续的谱系。确定的三大进化方向的营养在生态系统中的空间关系的互动。因此，双方的时间过程和空间发展过程的演变。在整个历史的时间和空间生命的生物关系。

生物学特性

不仅生物多样性，但也有一些共同的特征和属性。

的有机体的生物大分子的组合物的结构和功能，原则上是相同的。例如，各种生物蛋白单体是氨基酸，物种，但约20种，他们可用于所有的生物的功能是相同的;基本的代谢路径是相同的，所以在不同的生物体中。这是生化认同。身份显示深刻的生物团结。

生物具有的多层结构模型。对于病毒以外的所有活的东西由细胞组成的，该信元被构成的大量的原子和分子的异构系统。

从结构的角度来看，将细胞的动态系统，多的分子，例如蛋白质，核酸，脂类，多糖从信息理论的角度来看，细胞是遗传信息和代谢信息系统的转移，从化学的角度的观点中，细胞是小分子合成的复杂的大分子，从热力学的观点来看，细胞是开放式系统远离平衡...

在除了到细胞外，生物，以及其他的结构单元。细胞在细胞，分子，原子，在一个有组织的细胞，器官，器官系统，个体，生态系统，生物圈等。生物的各种结构单元，布置在一系列的复杂性和顺序结合关系根据水平，这是结构层次。许多低级别的本质和规律并没有出现在较高的水平。

其他还有很多，如生物有序的耗散结构，生物稳定性，连续性的生活，个人发展，生物进化，生态系统的相互关系等。

所有这些都说明，尽管有惊人的多样性的生活世界，但都有一个共同的生物物质基础，遵循的共同规律。对物质世界的是一个统一的生物品种。

生物学等多个学科，根据他们的研究对象，一些基本的研究方法 - 观察所描述的方法，比较的方法，实验方法，等等，但也有其自身的特点。生物学的实验既需要精确的分析，他们需要观察生活，积累广泛的各种层次的生活系统及其组件信息的整体和系统生物学的角度来看。今天，法律的生命系统理论进行定量的研究已经提到议程系统论的方法将是人们关注的一个新的研究方法。

生物学的一个分支。

早期的生物学主要是对自然的观察和描述，研究上的自然史和形态分类。生物最早的组分为生物学，植物学，动物学等学科。由于物种的多样性，但也越来越多的人的理解生物学的学科分工越来越细，往往分为多个科目。

按学科分类群划分，有利于了解的生物学特性和规律的自然一群来自四面八方的。但不管是什么的研究分类学，形态学，生理学，生物化学，生态学，遗传学，进化，等等，都多。

生物在地球的历史上有很长的发展历史，大约有1500万个物种已经灭绝了，拯救他们仍然在形成化石的地层。古生物专门的生物化石的研究历史;

这么多的生物类群，需要一个专门的学科研究的划分类群的分类;

形态学科的生物学研究中的植物和动物的形态，随着使用的显微镜??，相应成立了组织学和细胞学领域的超微结构的形态和深度;

生理学是研究生物功能的学科，生理学研究实验方法的基础上;

遗传学是研究生物性状的遗传和变异，澄清其规则和纪律;

胚胎学是研究生物个体发育的学科;

生态学是研究以及生物和生物之间的关系之间的生物和环境的学科。这项研究的范围，包括个体，种群，群落，生态系统和生物圈的水平。揭示生态系统中食物链，生产力，能量流和养分循环中的相关法律;

生物化学是研究生命物质的化学成分的各种化学过程和生物学科，一门学科迅速发展，在20世纪。生物化学的成就提高了人们认识生命的本质。生物化学是专注于生命的化学过程，在这个过程中的材料，产品和酶的作用机制。分子生物学是研究生物大分子的结构，还是研究生物大分子的结构和功能的关系，基因表达调控机制;

生物物理研究的生物，物理活动的生命和物理学的概念和方法的物理和化学过程的学科结构。早期生物物理学研究，生物发光，生物电。随着时代的发展，生物学，物理学，生产和干预的范围和生物物理研究水平的不断加深加宽的新概念。导致量子生物学，生物大分子的晶体结构和生物控制论中的一个小分支;

生物数学是数学和生物学相结合的产品，它的任务是研究生命过程的数学规律。

生物圈是一个复杂的系统，多层次，层次划分的学科，越来越多的人的关注，以揭示法律和其他级别的水平。例如：分子生物学，细胞生物学，个体生物学，人口生物学等。

总之，生物，新学科的不断分化，一些学科走向融合。生物学这种情况反映极其丰富的生物，也反映了生物蓬勃发展的景象。

生物学意义的研究

生物和人类生活的许多方面有着非常密切的关系。生物学，传统上一直作为一个基本的科学的基础，农业和医学上从事农业，畜牧业，农业，医疗，医药，保健，等。随着生物学的理论和方法的不断进步，它的应用也不断扩大。现在，生物学的影响已经扩展到食品，化工，环保，能源，冶金等。如果我们考虑到仿生学的因素，这也影响到机械，电子技术，信息技术和其他很多方面的发展。

生物学学科分公司

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物理学是研究物质运动和相互作用的规律的科学，是除数学外最基本的一门学科。

　　物理运动是自然界最普遍的一种现象。因此物理学研究的对象和内容就是宇宙间各种物质的性质、存在状态、各种物理运动形式及其转化现象、物质的内部结构及这些内部结构的组成部分，物理领域的各种基本相互作用及其规律。由于一切物理现象都在时间、空间中表现出来和发生运动和转化，所以物理学也要研究时间和空间的性质、联系等。

　　进行物理学研究，首先是观察各种客观物理现象；或是进行试验，通过变革研究对象以观察因而产生的运动和转化状况中，找出规律；再从许多表象性的规律中，揭示基本规律，建立较为系统的理论。 物理学研究除了要依靠好的科学方法外，还要取决于认知工具。工具越先进，研究效率越高，成果越显著。

　　物理学在发展过程中形成了一套完整的科学方法，它对其他学科的研究，乃至哲学发展，都有重要意义。