美是能够引起人们愉悦、振奋,或使人感到和谐轻松,或者让人产生爱的情感、心旷神怡感等。对事物之美要得到更高的心灵愉悦体验,则需要文化的教化与滋润。实际上人类享受到的高尚情操美感是一种文化意义上的审美,我们只有通过文化的习得与创造,才能领略到自然与人生的真性,方可从心灵深处去审视世界的真、善、美。
一、物理之美是一种文化审美
物理学的美需要在物理文化层次上去审视,只有经过一定物理文化教化的人才能领略物理学的美丽,洞察物理学的美实际上是一种物理文化审美。物理学因其内在的和谐理论构架与奇妙想象而具有极大的美学感召力,当我们放眼于人类文化发展的背景,在物理文化演进的静态与动态交织画面中,引导学生关注物理学的文化结构,便可使学生感悟到物理学美丽的本质所在。
二、电磁运动的自然和谐与文化审美
对电磁运动现象进行文化解构,可从中审视到实验、唯象描述、理论构架及其物理学思相方法的璀灿美丽[5]。牛顿三棱镜实验将白光分解五颜六色,如同彩虹一样艳丽。看到这种美丽的实验现象,人的文化审美意识自然要追问这种美的更本质的内涵。物理学家通过大量的实验总结出光的反射与折射定律,获得光行为的科学唯象描述。当人们运用定律解释了棱镜分光的图景和虹的色彩艳丽时,自然有一种求知所得后的兴奋,产生对自然神奇的赞美。这种美源于我们对光的自然规律获得与了解,是物理认知满足了我们心中对自然神秘了解的渴望。我们对库仑定律、安培定律、电磁感应定律等电磁唯象理论的文化内涵表征进行文化审美的剖析,都可以感受到其在存在这种唯象描述之美。
麦克斯韦将唯象的电磁规律统一为理论方程,反映了电磁运动的对称性,揭示出电磁运动互为因果的和谐性。电、磁与光运动属性的统一描述,使我们认识到自然内在的和谐与统一性。电磁运动其自身的游戏规则,进一步表明世界是自然本身发展演化的结果,不是上帝安排的产物。物理文化不仅展示出自然规律的美妙华章,也照亮了人类的心灵。电磁理论构架的巧妙表述使人感受到科学美的快乐与奇妙。
上述物理现象及其科学内涵美妙的文化审美,在物理学中多不胜数,我们仅从其中拾起数页,窥其美之本质与特点所在。
三、物理审美教育能促进科学思维升华
物理学家探讨物理学奥秘的过程中,常常被物理文化的光辉美丽深深吸引。开普勒深受毕达哥拉斯和谐美的影响,认为宇宙的“数学和谐”是行星运动的根本原因。爱因斯坦体会到,“从那些看来同直接可见的真理十分不同的各种复杂的现象中认识到它们的统一性,那是一种壮丽的感觉” [6]。物理家对物理美的本质有其独到的心灵体验,在获得快慰的壮丽感觉中,同时催生出创新的智慧。当我们站在文化的视野中去审视物理学,引导学生进行文化审美的思考与欣赏,将高雅的审美思想融入到理性思维,追求人文关怀,就会使学生能领悟到物理学的思想、方法和知识技能的美丽光辉,感受到物理学的科学精神对人生与社会的种种有益启示,促进情感完美和谐,完善审美情操,健全人性品格。