什么是物理與物理的認(rèn)知過(guò)程

付俊辭

摘 要：物理是鍛煉思維能力與自主操作能力的學(xué)科。在物理課堂中，常常產(chǎn)生這樣的思考，什么是物理，這些知識(shí)是如何被認(rèn)知的。本文通過(guò)介紹什么是物理以及物理的認(rèn)知過(guò)程，使我們認(rèn)識(shí)到物理學(xué)的探索過(guò)程，以此提升自身的認(rèn)知水平，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信，并激發(fā)對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科 認(rèn)知能力 認(rèn)知過(guò)程

物理是一門重視認(rèn)知過(guò)程與思維能力的學(xué)科，這門學(xué)科不僅能夠豐富人對(duì)新物質(zhì)的認(rèn)知，還能拓寬人的思維邏輯推理能力。我們通過(guò)了解物理并深刻認(rèn)知物理學(xué)習(xí)的過(guò)程，可以提升自身分析問(wèn)題的能力，將自身所掌握的物理知識(shí)牢固掌握并能應(yīng)用至實(shí)際生活中。

一、什么是物理

（一）物理的定義

物理是專家通過(guò)理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合的方式對(duì)大自然中存在的事物以及物質(zhì)的探索與認(rèn)知的積累過(guò)程。

（二）物理的分類

按照研究的對(duì)象來(lái)劃分物理，可以將其分為廣義與狹義兩種。廣義物理主要指大自然中存在的一切事物與物質(zhì)，即自然科學(xué)。狹義物理主要指大自然中所研究對(duì)象的具體組成成分以及其中相互作用的關(guān)系，如物理學(xué)科中的知識(shí)類別。

（三）物理的研究對(duì)象

事實(shí)上，物理學(xué)的研究對(duì)象并不能包含一切，這主要取決于研究者對(duì)物理學(xué)的認(rèn)知和偏好。泛泛來(lái)講，物理研究的對(duì)象主要是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本關(guān)系、基本原理。物質(zhì)之間的相互作用以及它們的最普遍、最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，進(jìn)而認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的基本屬性.如：光學(xué)研究光的基本規(guī)律，力學(xué)研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，電磁學(xué)研究電磁作用的基本規(guī)律，熱學(xué)研究熱運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，幾何光學(xué)研究光的直線傳播的基本規(guī)律，近代物理研究微觀粒子的高速運(yùn)動(dòng)（和光速相比）規(guī)律。

二、物理的認(rèn)知過(guò)程

在物理的定義中我們所需要關(guān)注的是人的作用，物理起源于人對(duì)自然的探索，它的核心就是要建立對(duì)自然的認(rèn)知，是為人的生產(chǎn)生活服務(wù)的。要清晰地認(rèn)知物理就需要從本質(zhì)上去了解它。物理是一門自然科學(xué)，來(lái)源于生活，又高于生活，將本來(lái)存在于物質(zhì)世界中的規(guī)律，從現(xiàn)象中提煉總結(jié)出來(lái)，再將其用科學(xué)的方法進(jìn)行驗(yàn)證，得到驗(yàn)證的規(guī)律再用于生活生產(chǎn)實(shí)踐，提升人類社會(huì)的文程度和科技水平，讓世界到更加便利，更加美好?；谶@一認(rèn)識(shí)，物理認(rèn)知過(guò)程應(yīng)該有三步。

（一）觀察實(shí)驗(yàn)

觀察，就是運(yùn)用研究者的各種感官，就是把大量的自然現(xiàn)象或事實(shí)作為對(duì)象，收集大量樣本，記錄海量數(shù)據(jù)，從其中梳理出規(guī)律性的現(xiàn)象，運(yùn)用已有的知識(shí)、理論、經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行事物之間的聯(lián)系、內(nèi)在規(guī)律的歸類、提煉、梳理。如對(duì)天文、星系的研究，主要就靠觀察的手段，去認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)，就是創(chuàng)造特定的場(chǎng)景，控制各種無(wú)關(guān)因素或者變量，利用各種探測(cè)儀器、材料去了解研究對(duì)象所具有的物理性質(zhì)，記錄實(shí)驗(yàn)的各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、對(duì)比、計(jì)算等操作，并探索各種性質(zhì)之間的相互聯(lián)系。我們?cè)谖锢韺?shí)驗(yàn)室進(jìn)行的大量實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，就是物理認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)性活動(dòng)。

（二）理論建模

在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為了總結(jié)梳理規(guī)律性的認(rèn)識(shí)和表達(dá)事物之間內(nèi)在聯(lián)系的方面，就是建立一套獨(dú)立、準(zhǔn)確、易于表述的理論體系對(duì)發(fā)生的現(xiàn)象進(jìn)行描述、解釋。這是歷代物理學(xué)家們的偉大貢獻(xiàn)。無(wú)論今天我們的力學(xué)理論、電磁理論……任何一個(gè)物理學(xué)理論，都是這樣一個(gè)誕生過(guò)程。而構(gòu)建理論體系則是人用盡量簡(jiǎn)單的模型，和盡量簡(jiǎn)化的邏輯體系去解釋對(duì)象所具有的性質(zhì)和聯(lián)系。這就是我們?cè)谖锢韺W(xué)習(xí)中各種定理、符號(hào)、公式的來(lái)源，它又會(huì)成為下一階段認(rèn)知的基礎(chǔ)，不斷推進(jìn)人們對(duì)物理認(rèn)知的循環(huán)深入。如：著名的動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律以及角動(dòng)量守恒定律一起成為現(xiàn)代物理學(xué)中的三大基本守恒定律。最初它們是牛頓定律的推論，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)它們的適用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)廣于牛頓定律，是比牛頓定律更基礎(chǔ)的物理規(guī)律，是時(shí)空性質(zhì)的反映。

（三）驗(yàn)證完善

就是將成型的新理論推廣到同類、相近、相反的現(xiàn)象中，觀察是否矛盾，是否合理、是否完善，常常是學(xué)者是從理論推導(dǎo)出一個(gè)預(yù)言，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)是否矛盾。也就是證偽的過(guò)程、驗(yàn)證的過(guò)程、拓展的過(guò)程、修改的過(guò)程、補(bǔ)充的過(guò)程。關(guān)于物理理論的驗(yàn)證，無(wú)論是證實(shí)，抑或是證偽，都是一個(gè)十分漫長(zhǎng)，曲折的過(guò)程。經(jīng)典力學(xué)體系中天體運(yùn)行理論的建立就是這樣的過(guò)程，古時(shí)起世界各地的人們就在觀察天體這一研究對(duì)象，后來(lái)開(kāi)普勒提出了可以解釋這些現(xiàn)象的開(kāi)普勒三定律，牛頓在深化了這些定律后，提出了牛頓三定律和萬(wàn)有引力，在后人通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)海王星后，更堅(jiān)定了對(duì)牛頓理論的信心。所以，牛頓才有著名“我并沒(méi)有什么方法，只是對(duì)于一件事情很長(zhǎng)時(shí)間很熱心地去考慮罷了?！钡淖h論，客觀地講，這并不是什么名言或客套之辭，而是物理認(rèn)知規(guī)律的一種表達(dá)。

根據(jù)物理的定義，可以得出物理是探索一切物質(zhì)的基礎(chǔ)，該學(xué)科與數(shù)學(xué)不同，在注重邏輯能力的同時(shí)，更加注重對(duì)大自然中事物的認(rèn)知能力。在認(rèn)知物理的過(guò)程中，不斷地揭示自然規(guī)律，推動(dòng)學(xué)術(shù)進(jìn)步，這不僅是一種研究方式和規(guī)律，也是我們高中生學(xué)習(xí)各科知識(shí)，進(jìn)行各種實(shí)踐所需要的態(tài)度和方法。這是我在思考中的一點(diǎn)感受。

參考文獻(xiàn)

[1]穆良柱.什么是物理與物理的認(rèn)知過(guò)程[J].大學(xué)物理，2018，37（01）：21-24.