物理學(xué)是研究自然科學(xué)的一門基礎(chǔ)學(xué)科,在物理中許多的現(xiàn)象和對(duì)它的解釋,除了要用到化學(xué)、生物、地理等自然學(xué)科的知識(shí)外,還滲透了哲學(xué)的思想。下面就此略作分析。
哲學(xué)一個(gè)最基本的思想是物質(zhì)決定意識(shí),即物質(zhì)第一性。而物理所研究的所有的現(xiàn)象最終都要經(jīng)過實(shí)踐的反復(fù)檢驗(yàn)和驗(yàn)證,方能被認(rèn)定和推廣,正如毛澤東同志說:“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。”如19世紀(jì)末,自然科學(xué)最偉大的結(jié)論之一——電、磁和光的統(tǒng)一,就是一個(gè)典型的例子。其過程簡(jiǎn)單概括為:奧斯特在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)(電與磁有關(guān)系)→法拉第通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象(進(jìn)一步確定電與磁的不可分割)→麥克斯韋在法拉第的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立了電磁場(chǎng)理論并大膽預(yù)言了電磁波的存在和電磁波在真空中的速度等于光速(電和磁的有機(jī)統(tǒng)一)→赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在,并且測(cè)出電磁波的速度等于真空中的光速→實(shí)現(xiàn)了電、磁和光的統(tǒng)一,得到了光是電磁波的結(jié)論。在這個(gè)過程中無(wú)不滲透著物質(zhì)決定意識(shí)的哲學(xué)思想。實(shí)際上,還沒有哪一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)不是經(jīng)過實(shí)踐的反復(fù)檢驗(yàn)的。
哲學(xué)中一分為二觀點(diǎn)在物理上也體現(xiàn)得很充分。就拿與大氣環(huán)境有關(guān)的知識(shí)來說(當(dāng)然要用到化學(xué)和生物的知識(shí)),一般人們說到大氣層的時(shí)候,都不免想到大氣污染問題,所以就忘掉了大氣層給我們帶來的這個(gè)美麗的世界(以光學(xué)為例說明):如果沒有大氣層,就沒有我們所看到的火紅的太陽(yáng),落日的余輝、藍(lán)天白云(與大氣對(duì)光的散射和衍射有關(guān))、星光閃爍(大氣對(duì)光的折射)、彩虹滿天(大氣中的水珠對(duì)光的折射、色散和全反射)、海市蜃樓(大氣對(duì)光的折射和全反射)等。當(dāng)然,我們也不能因?yàn)檫@些美景而一味地陶醉,忘掉了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。也就是說,我們看待任何問題都要用一分為二的觀點(diǎn),不能只見樹木,不見森林。
對(duì)立統(tǒng)一律是哲學(xué)中另一重要思想??梢哉f,整個(gè)物理學(xué)的發(fā)展過程就是不斷發(fā)現(xiàn)矛盾、解決矛盾的無(wú)休止的過程,也正是這種不斷的對(duì)立統(tǒng)一,推動(dòng)著物理學(xué)的發(fā)展。下面仍以光學(xué)為例說明。人們對(duì)光的認(rèn)識(shí)一般只停留在“直線傳播、反射、折射以及相關(guān)的平面鏡、哈哈鏡(面鏡)、近視或老花眼鏡(透視)”等現(xiàn)象上。關(guān)于光的本性是什么?可能從來沒想過,歷史上關(guān)于這個(gè)問題的討論也經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間,其中牛頓的“光的微粒說”和惠更斯的“光的波動(dòng)說”是兩個(gè)幾乎矛盾的觀點(diǎn)。一種認(rèn)為光是從物質(zhì)中發(fā)出的微粒,一種認(rèn)為光是波,這兩種觀點(diǎn)都有自己的依據(jù)但都有自己不能解決的困難(矛盾來了)。后來托馬期#8226;楊和菲聶耳等發(fā)現(xiàn)光的干涉和衍射現(xiàn)象(波的兩個(gè)重要屬性),使人們逐漸接受了光的波動(dòng)說,加上麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論和電磁說觀點(diǎn)以及赫茲的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,光的電磁說的理論被建立起來(矛盾解決)。原以為光的本性的爭(zhēng)論就此結(jié)束,但后來光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)又使電磁說陷入困境(新的矛盾出現(xiàn))。為了解釋光電效應(yīng),愛因斯坦提出了“光子說”的觀點(diǎn),這也是后來量子力學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ)。這個(gè)問題討論使人們認(rèn)識(shí)到,光具有“波粒二象性”,即光有時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的波動(dòng)性,比如波長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)的紅光,能穿透云霧,傳得較遠(yuǎn)(所以交通提示“用紅燈停、綠燈行”);有時(shí)表現(xiàn)出較強(qiáng)的粒子性,如波長(zhǎng)很短的倫琴射線和伽馬射線,它們的衍射本領(lǐng)很弱(波動(dòng)性弱),但穿透能力卻很強(qiáng),甚至能穿透幾厘米厚的鉛版(新的矛盾的解決)。這個(gè)解決矛盾的過程也是不斷推動(dòng)著科學(xué)發(fā)展和文明進(jìn)步的過程??梢?,矛盾的出現(xiàn)并不一定是壞事,也并不可怕。
再比如,對(duì)原子內(nèi)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過程也是一樣:1897年,湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,電子帶負(fù)電,而原子呈中性狀態(tài)→原子內(nèi)部有帶正電荷的物質(zhì)(問題來了:原子內(nèi)部帶正電荷的物質(zhì)和電子是如何組成原子的?)1909-1911年,盧瑟福的a粒子轟擊金鉑的散射實(shí)驗(yàn)中,極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度散射→原子內(nèi)部有一個(gè)很小的核,叫原子核,集中了原子全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量(矛盾解決);天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),在原子內(nèi)部放出射線→原子核內(nèi)部還有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)(新的矛盾出現(xiàn))→盧瑟福a粒子轟擊N原子核實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子→原子核內(nèi)部有質(zhì)子(新的矛盾的解決),質(zhì)子數(shù)和原子核的電荷數(shù)相等,但質(zhì)量數(shù)卻幾乎只有原子核的一半→原子內(nèi)部應(yīng)該有中性粒子且質(zhì)量和質(zhì)子差不多(再一次出現(xiàn)矛盾)→查德威克發(fā)現(xiàn)中子,原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成被發(fā)現(xiàn)(又一次解決矛盾)。
可見,不管是那一個(gè)物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)或那一個(gè)結(jié)論的得出,都體現(xiàn)了矛盾的對(duì)立統(tǒng)一性。
在物理教學(xué)中,碰到最多的問題是學(xué)生普遍感到物理難學(xué),沒有興趣,即使是努力學(xué)習(xí)的同學(xué),也經(jīng)常被困難擊退。為此,我認(rèn)為除了要求教師本身具有淵博的知識(shí),要認(rèn)真對(duì)待外,還要做學(xué)生的益友,告訴學(xué)生,學(xué)習(xí)中遇到困難是正常的,任何一件事的成功和任何一點(diǎn)小小的進(jìn)步,都是要經(jīng)過“發(fā)現(xiàn)矛盾,解決矛盾,再發(fā)現(xiàn)矛盾……”的曲折前進(jìn)的過程;在樹立了學(xué)生的興趣和激發(fā)了他們的信心之后,還要讓他們明白,物理學(xué)科是一門嚴(yán)密的來不得半點(diǎn)馬虎的學(xué)科,同時(shí)物理規(guī)律是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的,一定要尊重客觀的物理事實(shí),不能憑想當(dāng)然,這就是哲學(xué)中所說的“物質(zhì)決定意識(shí)”的體現(xiàn)。比如在力學(xué)中進(jìn)行了受力分析,就一定要明白:力不能離開物體而獨(dú)立存在,說到任何一個(gè)力的時(shí)候,一定要有施力物體和受力物體,凡是找不到施力物體的力一定是不存在的。又比如在寫核反應(yīng)方程式的時(shí)候,就不能憑“核反應(yīng)前后,電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒”編一些根本不可能發(fā)生的反應(yīng)方程,不能認(rèn)為只要滿足了部分條件,整個(gè)結(jié)論就一定正確。同時(shí),哲學(xué)中一分為二的觀點(diǎn),在物理教學(xué)中也有很充分的體現(xiàn),不管是解題中還是遇到困難的時(shí)候,都要用一分為二的觀點(diǎn)來對(duì)待,這樣才不至于走入誤區(qū)和死胡同。
總之,物理是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科,它與其它學(xué)科的聯(lián)系非常的緊密,在教學(xué)中,除了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)地分析問題和解決問題的能力外,還要滲透各相關(guān)知識(shí)的教育,才能使學(xué)生成為真正適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的人才。