浅谈物理学方法论及发展方向

卜继琴

摘 要：随着物理研究的发展，物理学的方法论逐渐成为人们越来越关注的课题。无论是过去还是现在，物理学的方法论在社会科学领域的应用都相当广泛。为了满足未来的发展形式，我们需要在现有的方法论基础上，继续创新出新的方法论内容和形式。为此，本文结合物理学方法论的基本概念，从研究的常规方法和非常规方法的角度来探究物理学方法论的应用与未来发展的方向。

关键词：物理学；方法论；概述；应用；发展方向

中图分类号：G630文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）10-0061-01

一、物理学方法论概述

方法论是人们在长期的实践活动中总结出的解决问题的方式。它是打开学科研究的金钥匙，也是理解学科交融的关键。物理学方法论属于自然科学方法论的范畴。它是通过人们对物理现象的观察和实验，运用数学进行定量研究后建立出的一整套理论体系。物理学方法论的实际应用可以为社会科学发展带来积极的影响，并对其研究起着重要的借鉴作用。

二、物理学方法论研究方法

1.常规方法

（1）观察与实验

实践是检验真理的唯一标准。通过研究物理史可以发现。科学家们在发现真理前，都是通过客观的观察，来发现实践活动中的规律的。但是有时候观察到的事物不一定是真理，所以还要通过实践再去进行验证。例如，在发现自由落体这一真理前，亚里士多德曾提出物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的，物体越重，下落越快；反之，则下落得越慢。这一结论经过了两千多年，直到物理学家伽利略在比萨斜塔上做了“重100磅和重一磅的两个铁球同时落地”的实验，证明不计空气阻力，轻重物体的自由下落速度是相同的，否定了亚里士多德的观点。伽利略也因此被人们誉为“实验科学之父”。在教学中，教师在讲解（上海科学技术出版社出版的）八年级物理，第四章第五节科学探究：凸透镜成像时，着重引导学生通过分组实验，多观察蜡烛通过凸透镜所成像的大、小和正、倒情况，多思考物距和像距与焦距的大小关系，并通过实践来分析总结得出凸透镜成像的规律。

（2）比较与分类

比较法是理论思维的一种重要的方法，主要是对被研究对象之间的异同点的分析与探究。例如，“动量”和“动能”这两个概念，都是描述机械运动的物理量，且都与物体质量和运动速度相关。然而，这两个概念之间又存在本质的差异。主要体现在：一、动能是机械能的一种形式，动量是机械运动量的量度。二、动能守恒不一定动量守恒，动量守恒不一定动能守恒；三、动能遵从动能定理，动量遵从动量定理。分类方法是根据被研究对象的异同，将研究对象分为两种或两种以上类别的方法。例如，物理学科按照章节来分可以分为光学、电学、声学、力学等等。在学习九年级物理第十四章第四节的电流表和第五节的电压表时，教师可以运用比较和分类的方法，将教学知识进行划分，有利于帮助学生理解和记忆电流表和电压表的异同。

（3）分析与综合

分析方法主要是对研究对象的整体和部分进行综合探究，进而得出研究对象的客观规律的探究方法。在教学中，教师运用分析和综合的方法，将八年级物理第九章浮力产生的原因和阿基米德原理进行整理，有利于帮助学生理清思路，找到教学重难点。

（4）归纳与演绎

归纳就是将特殊的事物通过公理延伸出来，最后形成普通公理的过程。例如，木星、金星、地球、火星、天王星、海王星都以椭圆轨道绕太阳运动的。于是可以得出结论：太阳系的九大行星都以椭圆轨道绕太阳运动。这种归纳推理具有不容置疑的意义。在八年级物理第七章第一节科学探究：牛顿第一定律的教学中，运用归纳与演绎的教学方法，能够让学生更加直观的理解教学内容。

2.非常规方法

（1）灵感与直觉

灵感是指在文艺、科技活动中瞬间产生的富有创造性的突发思维状态。而直觉是产生灵感的基础。在物理研究中，灵感和直觉有时候会起到关键性的作用。例如，阿基米德在洗澡的过程中，看到水往外流，突然就有了灵感，发现了阿基米德原理；又如，牛顿在苹果树下被苹果砸到后，突然产生了灵感，发现了万有引力。

（2）失败与反思

在科学探究的过程中，科学家们都是在经历无数次的失败后，才逐步走向成功的。在面对失败时，要学会“吃一堑，长一智”，反思失败的原因，从失败中总结出经验和不足，为下一次的成功奠定基础。“发明大王”爱迪生在制作灯泡的过程中，一共试验了1600多种耐热的材料，经历了几千次的失败，最终发明了白炽灯泡。玛丽居里夫人和她的丈夫，经过四年日以繼夜的工作，经历了无数次的失败，坚持不懈地在破旧的棚子里进行了艰苦的劳动，终于发现了放射性元素镭。玛丽居里从多次失败中获得成功的经验，两次获得诺贝尔物理学奖。

三、物理学方法论的应用与未来发展方向

1.物理学方法论在社会科学中的应用

社会科学主要是以哲学、社会学、经济学为主要结构要素。物理学的方法论是哲学方法论的具体来源；社会学的运用从来没有脱离过物理学方法中的观察和实验；经济学的研究方法重视实践的实验和观察原理，这些学科的发展都离不开物理学的方法论。

2.物理学方法论的发展前沿问题与理论

物理学从宇宙到宏观，再从宏观到微观，按照物质结构层次来说，可以将物理学分为“天体物理”、“地球物理”、“分子物理”等等；按照研究对象来分，物理学可以分为力学、热学、声学、光学等等。总体来说，物理学主要朝着两个方面发展，一个是朝着微小粒子方面发展，还有就是朝着大分子方向发展。而物理学方法论的发展理论主要包括超弦理论和M理论。超弦理论主要解释的是多种宇宙现象，比如，为什么人们看到的宇宙只有4维？4维以外的空间是什么样子的？等等。而M理论是在超弦理论基础上发展的一种新的理论，这种理论是当前科学家研究的重要课题，有待于进一步的探究。

（作者单位：安徽省芜湖市第27中学）

参考文献：

[1]沃尔夫（Wolf，A.）（英）著.十六、十七世纪科学、技术和哲学史[M].商务印书馆，2009.

[2]郭贵春主编.当代科学哲学的发展趋势[M].经济科学出版社，2009.

[3]吴国林，孙显曜著.物理学哲学导论[M].人民出版社，2007.