物理理论中的一些方法论
物理学中的科学方法及其教育功能初探
物理学中的科学方法及其教育功能初探摘要：近代科学诞生的主要标志，是建立了一套有别于古代和中世纪的自然观和方法论，近代科学方法最大的特色就是实验方法的应用和牢固确立、实验—数学方法、科学归纳法和直观—演绎法的结合、简单和统一的审美方法。
关键词：科学方法；物理学；教育功能中图分类号：g632.0 文献标志码：a 文章编号：1674-9324（2013）09-0093-03近代科学方法的先驱培根把科学方法比作在黑暗中给人照路的明灯。
另一位科学方法论的先驱笛卡儿则断言：“方法，对于探求事物真理是绝对必要的。
”爱因斯坦之所以能够在科学上做出划时代的贡献，被誉为世纪最伟大的科学家，是与他的科学思想、科学方法分不开的。
关于科学方法，中国学者也有自己独到的见解。
任鸿隽视科学方法为“科学的种子”。
在他看来，“现代的科学与它的方法已经合而为一，不能指出某部分是方法，某部分是科学，因为方法只是研究科学的一些过程。
我们不能说结果是科学，过程不是科学，因为广义地说来，所有的科学都是在过程中的。
”事实上，在科学研究中，一切理论的探索，归根结底也是方法的探索，二者可以说是相辅相成、相得益彰的。
也许正因为科学方法与科学自身的关系如此紧密，许多学者甚至把科学方法和科学等量齐观。
一、科学方法的分类学科方法的构成要素主要有：（1）对事实的观察，包括称之为实验的人为的观察。
（2）把相同的事实归纳起来，标上名称以备应用，比较和分类，其目的就是给一堆事实标上名称，可称为一般前提。
（3）演绎，使我们从一般前提再回到个别事实，它教我们从那个标签上找到所期待的那些事实。
（4）证明，就是根据事实来确定我们的结论是否正确的过程。
（一）科学的实验方法近代科学方法最大的特色之一就是实验方法的应用和牢固确立。
古代科学的研究方法是观察、猜测、直觉、概括、演绎等。
直到中世纪后期和文艺复兴时期，西方近代科学才逐渐从自然哲学的母体中分离出来，走上了独立发展的道路。
数学物理方法概述
数学物理方法概述数学物理方法是一门交叉学科，它将数学工具和物理理论相结合，用数学方法来解决物理问题。
数学物理方法在现代物理学的发展中起着至关重要的作用，它不仅帮助我们理解自然界的规律，还推动了科学技术的进步。
本文将对数学物理方法进行概述，介绍其基本概念、应用领域以及在物理学中的重要性。
一、基本概念数学物理方法是一种将数学工具应用于物理问题的方法论。
它主要包括数学分析、微分方程、变分法、群论、复变函数等数学工具，以及量子力学、统计物理学、电磁学、流体力学等物理理论。
通过数学物理方法，我们可以建立物理模型，推导物理规律，解决物理问题。
1.1 数学分析数学分析是数学物理方法中的基础工具之一，它包括微积分、级数、极限等内容。
在物理学中，我们经常需要对物理量进行微分、积分运算，利用微积分理论可以描述物理系统的变化规律，求解运动方程等问题。
1.2 微分方程微分方程是描述物理系统演化规律的数学工具，它在数学物理方法中扮演着重要角色。
通过建立微分方程模型，我们可以预测物理系统的未来状态，研究系统的稳定性和动力学行为。
1.3 变分法变分法是一种优化方法，它在物理学中被广泛应用于求解最优控制问题、能量最小化问题等。
通过变分法，我们可以得到物理系统的最优解，优化系统的性能。
1.4 群论群论是一种抽象代数学，它研究对称性和变换的数学结构。
在物理学中，群论被用来研究对称性和守恒律，揭示物理规律背后的对称性原理。
1.5 复变函数复变函数是研究复数域上的函数的数学分支，它在量子力学、电磁学等领域有重要应用。
复变函数理论为我们提供了处理振荡、波动等问题的有效工具。
二、应用领域数学物理方法在物理学的各个领域都有广泛应用，包括量子力学、统计物理学、电磁学、流体力学等。
下面我们将分别介绍数学物理方法在这些领域的应用。
2.1 量子力学量子力学是描述微观世界的物理理论，它通过波函数和算符等数学工具来描述微粒的运动和相互作用。
数学物理方法在量子力学中扮演着至关重要的角色，它帮助我们理解量子力学的基本原理，推导薛定谔方程，研究量子力学中的对称性和守恒律。
简析物理学研究问题的方法
简析物理学研究问题的方法摘要：物理学是一门带有方法论性质的科学。
物理学从萌芽开始直至近代始终以其丰富的方法论和世界观等充满哲理的物理学思想、方法，影响人们的思想、观点和方法，在研究物理现象，建立物理概念，揭示物理规律的过程中，形成了一套具体的物理方法，认识、了解这些方法，对物理学习及物理教学是很有帮助的。
关键词：物理学研究问题方法物理学是研究物理现象及其变化规律的科学。
物理学研究物理现象的目的，就是要认识和掌握物质系统在运动变化和相互作用的过程中，所体现出来的物理属性和运动变化规律。
而这种“属性”和“规律”是不以人们的意志为转移而客观存在的。
在物理学的建立和发展的过程中，科学家们在运用比较、分类、类比、归纳、演绎、分析、综合等一般逻辑思维方法时，具体形成了一套完整的科学方法。
学习和掌握这些方法，对于物理教学和物理学习都有很多益处。
一、物理观察法物理观察是人们对自然界自发产生的物理现象，在不改变自然条件的情况下进行考察的一种方法。
通过观察可以收集资料和发现新的事实。
观察是科学认识的一个重要源泉，也是检验理论正确性的标准。
在科学研究中，正确地使用观察方法，最重要的是坚持观察的客观性和选择对象的典型性。
物理学史表明，只有对物理世界所发生的现象进行客观、全面的观察，占有丰富的系统观察资料，才能为透过现象发现其规律打下坚实的基础。
如伽利略在学生时代，由于精心观察教堂顶上悬挂的油灯的摆动，发现了摆的等时性。
随着近代空间技术的发展和应用，观察的手段也发生了重大的变革。
人们通过卫星和星际飞行器使昔日的间接观察变为直接观察和实验，使从地面上的观察发展到从宇宙空间的观察。
现在，人们获得了在地面上无法感知的大量信息，查明了月球的年龄同地球一样古老，月球上的环形山是由于流星撞击形成的，火星上并无真正的运河和火星人的存在，火星的极冠是冰冻的二氧化碳，等等。
自然界物质运动变化是相互联系、错综复杂的，观察的方法虽有其重要的作用，但是单靠对自然界自发现象的观察往往不能得出精确的结论，还需要依靠实验的方法，并借助于理论思维才能弥补单纯观察的不足。
物理实验的基本方法
光的衍射原理和方法可以广泛地应用 于测量微小物体的大小。光的衍射原 理和方法在现代物理实验方法中具有 重要的地位。光谱技术与方法、X射 线衍射技术与方法、电子显微技术与 方法都与光的衍射原理与方法相关， 它们已成为现代物理技术与方法的重 要组成部分，在人类研究微观世界和 宇宙空间中发挥着重要的作用。
如，在航空技术验机中，人们不得不建造压缩空气作高 速旋转的密封型风洞来作为模型试验的条件，使试验条 件更符合实际自然状态的形式。
替代或类别模型：利用物质材料的相似性或 类比性进行实验模型，它可以用别的物质、 材料或者别的物理过程，来模拟所研究的材 料或物理过程。
例如在模拟静电场的实验中，就是用电流场模拟静电场。用超声波代替 地震波，用岩石、塑料、有机玻璃等做成各种模型，来进行地震模拟实 验。
能量转换测量法是指某种形式的物理量，通过能量变换器，变成另一种 形式物理量的测量方法
（1）光电转换：利用光敏元件将光信号转换成电信号进行测量。例如在弱电流放大的实验中 ，把激光（或其他光，如日光、灯光等）照射在硒光电池上直接将光信号转换成电信号，在进 行放大。常用的光电元件还有光敏三极管、光电倍增管、光电管等。 （2） 磁电转换：最经典的磁敏元件是霍尔元件、磁记录元件（如读、写磁头、磁带、磁盘┈ ）、巨磁阻元件等，利用磁敏元件（或电磁感应组件）将磁学参量转换成电压、电流或电阻的 测量。 （3） 热电转换：利用热敏元件（如半导体热敏元件、热电偶等），将温度的测量转换成电压 或电阻的测量。 （4） 压电转换：利用压敏元件或压敏材料（如压电陶瓷、石英晶体等）的压电效应，将压力 转换成电信号进行测量。反过来，也可以用某一特定频率的电信号去激励压敏材料使之产生共
B、机械放大法
科学方法论在中学物理教学中的应用研究
说 ，在 校 期 间学 习 的物 理 知 识 是 有 限 的 ，而且 求 。 这些 知识 将 随 着 科 学技 术 的进 步 而 逐 渐 是 去新
为此须对 已有的感性认识进行一系列科学 抽象 和逻 辑思维加工 。例如在对带 电体 的实验 中， 只有 在获得感性认识 的基础 上 ，再通过分析 、 比较 、抽象和概括等思维 过程认识到 ：同种电
科
科 教文 化 Ｉ ｊ １
贺 雅 奇
科学方法论在 中学物理教学 中的应用研究
（ 西理 工 学 院物 理 系 ， 西 汉 中 ７ ３ ０ ） 陕 陕 ２ ０ １
摘
作 用。
要： 现在推行探 究式教 学的一个 目的就是提 高学生的科 学素养 ， 现论述 了 学方法论对物理教 学中培养学生的能力 ， 科 提高学生素质的指导
参 考 文 献
力 。科 学 方 法 对 于 学生 是 重 要 的 ，不 仅 是 因 为 学 生 在全 部 学 习 活 动 中离 不开 科 学 方 法 。 科 学 方 法 可 以在 相 当 长 的 时期 内起 作 用 ，并 能 运用 科学方法 导致新课 程 的创立 ，而对 于学生来
这都是学生通过观察而获得 的感性知识 ， 离 开了观察也就不可能使学生获得这些感 性知 识 ，因此 ，说实验和观察是学生获得感 性知识 的手 段 和 方 法 。 １ ． ２感性知识是认识过程的初级阶段 。 感 性认识最后 要发展 到理性认 识 ，因为 理性认识 才是对事物本 质的内部规 律 的认识 。
排斥 。
引 言
３ 科学方法中类 比，推理 ，模型和假说 － ２ 对于发展学生创造性思维是最为有效 的类 比法 的优点就在于它既不受 已有一般结论束缚 ，又 不受个别 正确 的结 论 ，模 型 （ 质 ，理想 模 物 型）是为 了达到掌握原型本质极其规律 ，根据 事物某些方面的他正 ，从各个方 面进行模拟而 创造出来的 ，假设是根据已知科学知识和掌握
物理学的理论基础深厚
物理学的理论基础深厚物理学是一门研究物质和能量以及它们之间相互作用的自然科学。
它以实验为基础，通过观察、实验和理论分析来揭示自然界的规律。
物理学的发展离不开深厚的理论基础，以下是物理学理论基础的一些重要知识点：1.经典力学：经典力学是物理学的基础，主要包括牛顿三大运动定律和万有引力定律。
牛顿三大运动定律分别描述了物体的惯性、加速度与作用力之间的关系，以及作用力与反作用力之间的关系。
万有引力定律则揭示了物体之间由于质量吸引而产生的力。
2.能量守恒定律：能量守恒定律指出，在一个封闭系统中，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
这一定律是热力学和机械学等领域的基础。
3.热力学：热力学研究热量与能量之间的关系，以及热能转化为其他形式能量的规律。
热力学第一定律是能量守恒定律的体现，热力学第二定律则描述了热量自发流动的方向。
4.电磁学：电磁学研究电荷、电场、磁场以及它们之间相互作用的规律。
麦克斯韦方程组是电磁学的基础，描述了电磁场的产生和传播。
5.量子力学：量子力学是研究微观粒子，如原子、分子和基本粒子的运动规律。
它揭示了在微观尺度下，物质表现出波粒二象性以及不确定性原理。
6.相对论：相对论包括狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论提出了时空相对性原理，广义相对论则将引力视为时空的曲率，建立了引力与时空的关系。
7.混沌理论：混沌理论研究初始条件敏感的 dynamical systems，即在确定性系统中出现的看似随机的复杂行为。
这一理论在很多领域，如气象学、工程学等都有应用。
8.复杂系统：复杂系统是由大量相互作用组件组成的系统，具有高度的复杂性和多样性。
研究复杂系统的方法论包括统计物理学、网络科学等。
以上是物理学理论基础的一些重要知识点，这些知识点构成了物理学发展的基石，也是中学生学习物理学的基础。
习题及方法：1.习题：一个物体质量为2kg，受到一个5N的力作用，求物体的加速度。
方法：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度，即F=ma。
第六章 物理假说的形成方法及作用
物理学研究的任务在于揭示事物的本质或物理规律，但由于事物的复杂性以及人们认识的局限性，人们的认识总是由初步的、探索性的猜测，逐步提高到对事物本质的认识。
在这过程中物理假说对物理学理论的形成和发展起着非常重要的作用。
这里我们主要分析物理假说的具体形成方法和它在物理学发展中的作用。
简而言之，假说就是物理学研究中的假定性的说法。
物理假说大体上可以分为以下三种类型：根据已知的物理原理和物理事实，对新事实作出的假定性的说明。
如万有引力的假说等。
这类假说多见于经典物理学发展的初期。
也有一部分假说不是为了解释出现的新事实，而是在已知理论的基础上进行逻辑推导出来，它不是用来解释新事实，而是预测可能出现的现象、特性和规律。
因此，假说不一定依赖新事实，它可以直接来源于理论逻辑推导。
如正电子假说等。
这类假说多见于现代物理假说。
还有一些假说既不依赖于已知的物理事实，也不完全依赖于已知的物理理论，而是根据新的物理事实提出与以往的理论观念根本不相容的假定性说明。
如能量的量子化假说。
这类假说多见于新旧物理理论交替的时期。
1、形成物理假说的具体方法每个假说的形成都有自己的独特方法和演化轨迹，相互之间存在着许多差别。
但从方法论的角度对不同的假说进行分析，发现它们的形成方法有许多共同的地方，形成物理假说的具体方法主要有以下几种：（1）归纳的方法。
就是从有限的、特殊的的事实中寻找规律性的东西，然后把它推广到普遍情况中去，以形成假说。
这属于不完全归纳法，是一种由特殊到一般的思维方法。
例如富兰克林详细地比较了天上闪电和莱顿瓶的放电现象后，得出了如下结论：电流跟闪电在这些特性方面是一致的：（1）发光；（2）光的颜色；（3）弯曲的方向；（4）快速运动；（5）被金属传导；（6）在爆炸时发出霹雳声或躁声；（7）在水中或冰中存在；（8）劈裂了它所通过的物体；（9）杀死动物；（10）溶化金属；（11）使易燃物着火；（12）含有硫磺气味。
再此基础上，推广到普遍情况即电流与闪电在其它所有方面的特性都是相同的，由此提出了天电与地电是同一种电的假说。
力学中的物理方法
２１ 理想化方 法 ．
物理研究 中为 了得 到正 确的线索 ，就 要抓住研究对象 的本 质因素 ，舍弃次要 因素和无关 的干扰 因素 ，使
研究对 象以理想化 的纯粹 形态出现 ，理 想化方法有 ５种形 式 ：理想模型 （ 如抓住 质量忽略体积 的质 点模型 ，忽略形变的刚
注意抓住关 键．例如 ， 对于 刚体 的平面运动 ，在运动学 中 ， 基点 的选择是任意 的，而在动力学 中，基点要选在质心上 ，以便 应用 质心运动定理和对质心的角动量定理处理刚体 的运 动．
参 考 文献 ：
… 漆安慎，杜婵英．力学［ ］ １ Ｍ．北京 ：高等教育出版社 ，１９ ． ９７ ［ ２ ］赵凯华，罗蔚茵．力学［ ． ；高等教育出版社 ，１９ ． Ｍ］ 北京 ９５ ［］王瑞 旦 ，宋善 炎． 物理 方 法论 ［］ 长沙 ；中南大 学 出版社 ，２０ ． ３ Ｍ． ０２ 【】田世 昆，胡卫平．物理思维论【 】 ４ Ｍ ．桂林 ：广西教育出版社，１９ ． ９６ ［］ ５ 何维杰 ，欧阳玉．物理思想史与方法论［ ．长沙；湖南大学出版社 ，２０ Ｍ ０１ ［ ６ 正卯 ，叶 高翔 ．物理 学 与人类 文 明［ ．杭 州 ：浙 江大学 出版社 ，２Ｏ． ］盛 Ｍ］ ＯＯ
普勒三定律 ， 一个 唯象理论 ， 是 并不能回答行星维持在各 自 轨道 上运 动的原 因 ， 而牛顿则 以惊人 的开拓精神 和严密 的逻辑推 理 ，把天体运动 、宇 宙结构纳入 自己的力学 体系 ，以万有引力定律成功地解答 了这个 问题 ． １ 运 用数 学方法 与 牛顿 同时代 的科学 家胡克 ，已意识到 了引力平方 反比律 ，只是 由于数 学上 的局 限而没有对 它作 出证 ． ５ 明．而牛顿借助微积 分 ，摘取 了万有引力定 律首创 者的桂冠 ，牛顿 的巨大成就和微积分等数学 工具 的采用是分不开的．
等效方法在中学物理教学中的应用
等效方法在中学物理教学中的应用上海市长宁区新泾中学陈君引言物理学从牛顿力学到现在已有300多年的发展历史。
物理学的发展对社会进步的不断推动，逐步引起了人们对它的高度重视。
20世纪现代物理学的建立和发展，促成了整个科学技术的迅猛腾飞。
第二次世界大战以后，短短的半个世纪形成了原子核技术、电子技术、半导体技术、激光技术、生物技术、计算机和信息技术等一个个高新的技术产业，把人类文明推向了一个空前繁荣的高度，显示了现代物理学在认识自然界、认识宇宙，推动科技进步和经济发展中的强大社会功能。
物理学是整个自然科学的基础，在这个基础上已经发展了几十个分支和交叉学科，有人统计300多种常用的科学研究方法中，物理学包含了170种。
当今社会几乎没有一个科学和技术部门不应用物理学的成就，生产、生活、衣、食、住、行哪里有人类活动，哪里就有物理学的文化气息，可以毫不夸张的说，物理学已经渗透到社会生活的各个领域。
物理学的发展对现代科学技术发展的推动作用越来越大，对社会发展的影响越来越明显。
与此同时，伴随着物理学地位的节节攀升，对物理学的教学水平也提出了更高的要求，培养学生的创造性思维，提高学生分析问题﹑解决问题的能力，已经成为当代中学物理教学中的一个重要课题。
相对于物理学的重要性的越来越突出，我国目前中学物理教学水平又如何呢？据调查，现在的高中生，一般要做上千道物理题，但相当多的同学物理学基本内容掌握的并不好。
当前的物理教学状况是：一方面师生双方都花了九牛二虎之力；另一方面却有30%、40%甚至一半的学生物理不及格!（1999年物理通报1月刊《在改革道路上继续前进》）那么如何来培养学生的创造性思维？如何在培养学生分析问题、解决问题的能力方面获得长足的进步？如何使教师、同学花相等或更少的时间，而获得更大的收益？中学物理教学中，中学物理方法论的应用和实施，在很大程度上解决了这一问题。
一、方法论与中学物理教学随着中学物理教学改革的进一步深入，方法论与中学物理教学的关系也随之更加紧密起来。
物理_事理_人理系统方法论综述
社会 、经济问题. 美国曾兴起一个声势浩大的“把 空间技术应用于社会”的运动 ,美国加州政府与 4 家航空公司签约分别就公共运输 、消除污染等问题 立项研究.
系统动力学创始人福端斯特也从研究工业问 题转向社会问题. 他在《增长的极限》一书中认为 世界经济增长随着各种社会问题危机恶化将走向 极限.
中医一直认为人体是一个整体 ,特别把人看成是 自然界的一个组成部分 ,提出“天人相应”医疗原则.
道家 (公元前 500 年) 认为“道”是事物之本原 , 又是事物的法则 , 且处于自发的不断运动之 中 . [11 ,12 ]
图 1 改进了的系统运动图 (参见参考文献[11 ]中第 7 页图 1. 1)
for commerce , various evaluations for projects and organizations etc. This paper explores the methods for dealing
with the Renli.
Key words : system methodology ; WSR system approach ; application
Fig. 1 Improved Graph of system movement
诺贝尔奖获得者普里高津认为“我们正是站在 有事物的相互联系及其整体性 ,所有事物看来是彼
一个新的综合 ,新的自然观的起点上. 也许我们最 此联系 ,不可分割的. 其次涉及到对结构和过程的
终有可能把强调定量的描述的西方传统和着眼自 不同理解.
物理 - 事理 - 人理系统方法论综述
顾基发 ,唐锡晋 ,朱正祥
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物理理论中的一些方法论
一. 量子力学创建过程中部分物理学家的方法论。
1. 爱因斯坦曾说：从系统的认识论看，科学家不过是一种肆无忌惮的机会主义者：当他描述独立于感觉的世界时，他是实在
论者；当他认为概念和理论是人类的自由发明时，他是唯心论者；当他认为概念和理论只有为感觉到的经验关系提供逻辑表示才算
合理时，他是实证论者。
2. 海森堡在1927年的一篇论文中说：“如果谁想要阐明一个物体的位置（例如一个电子的位置）这个短语的意义，那么他
就要描述一个能够测量电子位置的实验，否则这个短语就根本没
有意义(这就是物理理论的实证精神)。
” 1926年，海森堡和爱因斯坦讨论可不可以考虑电子轨道时，爱因斯坦曾质问海森堡：“难道说你是认真相信只有可观察量才应当进入物理理论吗？”对此
海森堡答复说：“你处理相对论不正是这样的吗？你曾强调过绝
对时间是不许可的，仅仅是因为绝对时间是不能被观察的。
”爱
因斯坦承认这一点，但又说：“一个人把实际观察到的东西记在
心里，会有启发帮助的......在原则上试图单靠可观察量来建立理论，那是完全错误的。
实际上恰恰相反，是理论决定我们能观察到的
东西.......只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象。
”海森堡的测不准原理是指：一个微观粒子的共轭量（如位置和动量，方位角和动量矩，还有时间和能
量等）中的物理量，不可能同时具有确定的数值。
例如，一个电
子只能以一定的不确定性处于某一位置，同时也只能以一定的不确定性具有某一速度。
电子的位置的误差越小，则动量的误差越大。
一对共轭量误差的乘积必须大于常数h/2π,它反映了微观粒子运动的基本规律——以共轭量为自变量的概率幅函数构成傅里叶变换对。
古希腊时期，数学家芝诺四个著名的有关运动的悖论，其中有一个是飞矢不动的悖论：由于射出去的箭在任一瞬间是静止的，而时间是由瞬间组成的，所以射出去的箭是不动的。
飞着的箭在任何瞬间处于静止与运动叠加态。
这就涉及到时间与运动是否可连续无穷分割的问题。
而量子力学的测不准原理，也可以算是对飞矢不动悖论的解悖，即时间与位置及速度并非可以无限细分，总有一个区间（误差）。
这里面又涉及到箭即动又静的叠加态。
可以认为，量子微观态的一些特性和宏观态的物体是有类似和相通之处的。
对物理量时间、长度，运动的连续无穷分割，人类的能力不但达不到，同时会使得一些物理量从逻辑上（思想实验）变得无法精准测量。
在量子物理理论中，也规定了最小的时间普朗克时间和最小的长度普朗克长度。
3. 工业革命开始后，人们的科学技术有了大的发展，制造了大量的机械设备及光学仪器，进入20世纪后，电子设备有了长足的发展。
人类借助这些仪器设备实现了前人不能实现的精密测量及对微观结构的观察。
但所有的电工电子学仪器，不过就是以某种方式输出电流和电压而已。
微观的量子实验，许多时候运用的还是统计学物理方法。
因为我们用电子学仪器去测量量子的时，
仪器内千百万个量子参与进去，才能最终出来电子仪器的数据或波形、图谱。
许多时候，不过是语言的描述，思维的实验，数学公式的推导，加上一些采用统计学物理方法的实验，来解释一些感性的物理现象，形成一套自洽的理论罢了。
玻尔曾说：如果谁没有被量子力学搞得头晕，那他一定是不理解量子力学。
4．现在的物理理论自洽吗？答案是否定的。
量子力学，还导致了一个真空的严重悖论。
谈到真空，量子力学中讲：真空不空，量子涨落（不断有正负量子对诞生和湮灭），这有点令人疑惑：难道空气中就不能有量子涨落吗？半真空状态就不能产生量子涨落吗？在圣经中，上帝创世第一个想到的就是要有光。
可见光对于我们人类来说太重要了，基本可以说可以被世间万物吸收，在适当的物理化学反应中又可以诞生出来。
有人说真空零点能能量密度极高，可能就是暗能量。
如果真空零点能存在和能利用，那么能量守恒定律还能存在吗？
二. 机械波和电磁波。
1. 能量是物质的时空分布可能变化程度的度量，用来表征物理系统做功的本领。
它是物理学中描写一个系统或一个过程的物理量。
能量的本质是物理意义上四维空间（长宽高加时间）度量的一个物理量，即它含有明确的时间或隐性的时间，即能量是一段时间内做功的累加或需要一个过程才能体现出来。
水波是许多水分子在外界能量干扰下的一个传递能量的运动过程，声波是外界能量干扰下许多空气分子的传递能量的运动过
程，水波，声波是一种形而上学的总结，宏观的波在微观上是群粒之舞，是对外界能量的传递，随着传递过程中能量的消耗，波会逐步衰减，并最终湮灭。
2. 人类用于通讯及视听的电子产品（收音机、电视、智能手机）发射信号时，都要借助天线——交变的电场通过天线产生电磁波，接受信号时电磁波通过天线激发出交变的电场，在导体中产生交变的电流。
很明显，电磁波是在传递能量，电磁波（包括可见光）在空气中传递时会衰减，最后会被吸收和湮灭。
3. 电子有磁矩，它们在磁场中运动会受到洛伦茨力发生偏转。
高速运动的电子在外加磁场的作用下偏转时会辐射出光子(同步
辐射)，光子是一种电磁波，从能量角度光子是电磁能，可以认为光子可以成为电子电场能的一部分，电磁能也是有惯性的，自然光子就有动量。
高速电子的同步辐射，恰恰似乎在证明了电子携带的电磁能具有惯性，在电子方向的快速变化中被甩了出来。
人类无法借助光学仪器直接观察到电子绕原子核的旋转，原子模型的构建是参考了太阳系的构造。
在原子钟中，人类利用氢、铯、铷等原子的超精细跃迁的频率来校准振荡场的频率，利用高频振荡来实现准确和精细的计时功能。
光的频率的测量：光的频率比铯原子的基准频率高4个数量级左右，它们之间很难进行比较。
先要将铯原子的基准频率逐级倍频到红外和可见光区，然后通过差频计数的方法求得光的频率。