物理课堂中的哲学之美

洪嗣宗

【摘 要】新的课程标准在追求知识与技能的同时，更加重视情感、态度与价值观，而高中物理学中蕴涵着深刻的哲学思想，很多的定理都有着哲学的魅力。因此，在物理课堂教学中渗入哲学的思想，既有助于学生理解物理问题，更有助于学生形成正确的价值观和世界观，掌握研究和处理问题的哲学方法。本文将高中物理学教学内容和哲学思想有机结合起来，用确凿的事实资料和丰富的典型例子介绍了哲学思想在高中物理学中的体现。

【关键词】物理学；哲学思想

物理学与哲学的关系最为密切，也最为和谐，像爱因斯坦、波尔这样伟大的物理学家，其实也是伟大的哲学家。唯物辩证的观点，矛盾的思想，抓住主要矛盾，忽视次要矛盾等哲学思想在物理的研究中都体现的淋漓尽致。古希腊悠久的哲学思想是近现代物理学发展的源泉，牛顿力学的建立、麦克斯韦电磁理论的提出、相对论的出现、量子理论的创立及基本粒子理论的发展都是建立在西方理性逻辑思维和注重因果关系的哲学思维基础之上的。高中物理学中蕴涵着深刻的哲学思想，很多的定理都有着哲学的魅力，同时，新的课程标准在追求知识与技能的同时，更加重视情感、态度与价值观。在物理课堂教学中渗入哲学的思想，既有助于学生理解物理问题，更有助于学生形成正确的价值观和世界观，掌握研究和处理问题的哲学方法。现将高中物理学中的部分哲学思想总结如下：

1.世界的本原是物质，世界是统一的物质世界的观点

高中物理学研究的对象就是一个丰富的物质世界，大到宇宙天体，小到电子、质子、中子、光子等基本粒子；从有形物体，到无形的电场、磁场、电磁场、引力场等各种形式的场，都是物质的。人们根据对宇宙射线的光谱分析以及对陨石和从月球取来的岩样分析，证明其他天体同地球上的物质一样，都有一定的物质结构，都存在于一定的系统中，六十年代3k微波背景辐射的发现，进一步证明星系际并非空

无一物，而且充满了有“光”有“热”的物质。现代物理学还证明，充满宇宙太空的实物粒子和场在物理特性上虽有差异，但场和实物粒子一样是客观实在，场和实物粒子是自然界物质已知的两种基本形态。物质世界是无限的，对物质的认识是没有尽头的，二十世纪初以来，人们认识到基本粒子并不基本，科学正在探索系一个层次——夸克（层子）；并利用高能加速器正在核反应中制造出了反氘核和反氦核等反物质，反物质同样是物质的一种具体形态。

2.物质是运动的观点

运动是物质的根本属性，高中物理学所研究的一切事物都在运动着。地球不仅在自转，而且以每秒29.8公里的速度，围绕太阳公转。太阳又带着所有太阳系的星体，以每秒250公里的速度，绕着银河系的中心转动。整个银河系又在广袤无垠的宇宙空间中疾驰。不仅如此，恒星的结构形态也不是固定不变的，例如北斗星座七颗星的排列位置，在五万年前和五万年后，都与现在的北斗七星图形不同。在微观领域，一切事物内部的分子、原子、基本粒子也都在不停的运动着，有许多基本粒子，从出生到“衰变”或“湮灭”，只有几百亿甚至几万亿分之一秒，运动的速度是非常之快的，实在称得起“瞬息万变”。即使是电磁波都无法从其中逃逸出来的“黑洞”，在其内部也并不是一切运动都停止了，近代“黑洞”理论认为：“黑洞”的温度会升高，蒸发会加快，以至引起爆炸。

3.抓住事物的主要矛盾或矛盾的主要方面原理

在高中物理学的学习中抽象思维就是集中突出这一哲学思想的重要表现。抽象思维在物理学中的集中应用是理想化的方法：建立理想模型和理想实验。力学上所研究的只有一定质量而没有一定形状和大小的“质点”，在任何外力作用下都不能发生任何形变的、绝对硬的“刚体”，以及“理想的摆”（即“单摆”或“数学摆”），流体力学中所研究的没有粘滞性的、不可压缩的“理想流体”，分子物理学中所研究的分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的“理想气体”，电学上所研究的没有空间大小的“点电荷”，光学中所研究的能够全部吸收外来电磁辐射而无任何反射和透射的“绝对黑体”，研究的溶质与溶剂混合时，既不放热也不吸热的“理想溶液”，这些都是“理想模型”。

4.矛盾的同一性和对立性原理

矛盾是指事物之间或事物内部各要素之间的对立和统一。同一性和斗争性是矛盾对立面之间的两种基本关系，高中物理中的楞次定律便是这一原理的范例，楞次定律的表述可归结为：“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。”结果与原因产生了矛盾。这是事物矛盾运动的对立和统一在物理学中的具体表现。感应电流的效果和引起感应电流的原因双方相互依存，感应电流的效果和引起感应电流的原因双方在原磁通量的变化的条件下共处于一个统一体中；感应电流的效果和引起感应电流的原因双方相互贯通，即感应电流的效果和引起感应电流的原因双方包含着相互渗透和相互转化的趋势。感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因双方相互离异、相互排斥的性质和趋势体现了矛盾的斗争性。没有感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因就没有这种效果和原因的同一性，感应电流的效果和引起感应电流的原因的同一性是以差别和对立为前提的。感应电流的效果和引起感应电流的原因的同一性中包含着反抗性；反抗性寓于感应电流的效果和引起感应电流的原因的同一性之中。感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因是绝对的，而感应电流的效果和引起感应电流的原因同一性是相对的。

5.原因和结果的普遍性原理

原因和结果是揭示客观世界中普遍联系的前后相继、彼此联系的哲学范畴，因果关系是现象之间的内在联系：当一个现象存在另一个现象必定出现，引起某种现象的现象是原因，由原因的作用引起的现象是结果。例如，月球对地形万有引力的作用是海洋发生潮汐的原因，海洋潮汐是月球对地球的引力作用引起的结果；触电使人窒息，触电使人窒息的原因，人窒息是触电的结果；耳膜的振动能引起听觉，耳膜的振动是引起听觉的原因，引起听觉是耳膜的振动的结果；电荷的定向移动形成电流，电荷的定向移动是形成电流的原因，形成电流是电荷定向移动是结果；磁铁之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场是引起相互作用的原因，磁铁间的相互作用是磁场产生的结果，加热是水变成蒸汽的原因，水变为蒸汽是加热的结果；重核裂变是产生新物质的原因，产生新物质是重核裂变的结果。在电磁感应现象中，磁通量的变化产生了感应电流，磁通量变化是原因，产生感应电流是结果。

6.量变和质变的辩证关系原理

量变和质变是事物发展的两种状态、两种表现形式，它们相互渗透、相互转化而且普遍存在。例如，恒星从形成到毁灭，是一个总的量变过程，但要经过引力收缩、主序星、红巨星、致密星等几个阶段，这几个阶段都有部分质变。最后发生质变，即发生超新星爆发形成中子星，或成为黑矮星，或成为黑洞。而原子核裂变时的链式反应则是质变中量的迅猛扩张，核聚变过程也是如此，三个氘原子聚变为氦原子，放出一个质子和一个中子，同时放出21.6百万电子伏的能量；当氘的等离子体达到一亿度并被约束一秒以上时，聚变就能连续发生，这时大量的氘迅速变为氦，氦的量迅速增长，同时放出大量能量。又如，宇宙中物体运动速度的变化，能引起运动轨道的质变，从地球上抛射物体的速度小于每秒7.9公里时，只能在地面上沿弹道飞行；当运动速度达到第一宇宙速度（每秒7.9公里）时，则绕地球做椭圆轨道运动，成为地球卫星；当运动速度达到第二宇宙速度（每秒11.2公里）时，抛射物体便离开地球成为绕太阳运行的一个行星；当运动速度达到第一宇宙速度（每秒16.7公里）时，抛射体就可脱离太阳系在宇宙太空中遨游。

总之，高中物理学中的哲学思想及相应例子还有很多，希望我们继续挖掘，并在物理课堂教学中有效渗透，为培养文理兼长、德才兼备的高素质人才奠定坚实的基础。

【参考文献】

[1]韩树英.通俗哲学[M].中国青年出版社，1982.

[2]海森伯著.范岱年译.物理学和哲学[M].商务印书馆，1981.

（作者单位：江苏省如皋中学）