淺談物理學中的抽象和概括

摘 要:抽象和概括是物理學中抽象思維能力的一種，本文從抽象和概括的定義、作用和局限性等幾方面作了論述。

關鍵詞:物理學 抽象 概括

中圖分類號:G33.7文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0193-01

1 問題的提出

抽象和概括是一種抽象思維方法。許多物理問題的提出、物理概念的產生、物理規律的建立、物理理論的形成都是抽象和概括的結果。由此可見，抽象和概括在物理學的形成發展、完善過程中起著舉足輕重的作用。本文從抽象和概括的概念、作用和局限性等幾方面做了詳細的闡述。

2 抽象和概括的概念

抽象和概括是物理學中抽象思維能力的一種，“物理抽象是在觀察、實驗的基礎上，通過物理概念、物理判斷和物理推理的形式，對已獲得的物理事實進行加工處理而形成的對物理對象、物理現象、物理過程的本質和規律的認識。”[1]所謂概括，就是在抽象的基礎上，把所有反映物理事物本質的屬性結合為一個整體，形成關于物理事物整體的和一般的認識，進而把這種一般的認識推廣到同類事物，把握同類事物的共同性和一般性。

抽象性與概括性的統一，是物理抽象思維的一個重要特點，只有通過抽象和概括，才能簡化物理對象，形成理想化的過程;在實驗和理論分析的基礎上得出定量的物理規律。

3 抽象和概括在物理學中的作用

物理學中通過表面現象，揭示內在本質，從而把實際的物質模型化，把復雜的物理問題簡單化，把具體的物理問題理想化，這種簡化的過程從思維學的角度上來講，就是抽象思維的過程。

3.1 提煉物理模型

“物理模型是根據研究問題和內容在一定條件下，對研究客體的抽象，物理模型是物理學中重要的抽象方法之一，它對于基本規律和基本理論的建立起著不可替代的作用。在物理學中，物理模型主要分三種類型:“客體模型、條件模型和過程模型”。客體模型是客觀存在的實際物體通過簡化、抽象建立起的物理模型。例如在研究力學中物體的運動時的質點模型。電學中的點電荷、光學中的點光源、彈簧振子、剛體等等，都是客體模型。條件模型是客觀物體在運動變化過程中，對制約物體運動的條件進行取舍，抓住決定條件，忽略次要條件，這樣建立起來的理想化條件就是條件模型。如在平面上運動的物體，若摩擦力f與合力F相比很小，這個平面稱為光滑平面，“光滑平面”就是條件模型。另外在物理學中的細繩、輕質細桿、穩定電源等等都是條件模型。過程模型是在一定條件下對具體的運動過程及限制這些過程的條件進行抽象，形成“過程模型”。例如研究地面附近自由落體運動，下落的物體視為“質點”，從靜止開始下落的過程中，忽略空氣的阻力、浮力、風力、風向等作用，只受到恒定的重力作用，質點在這樣理想化條件下運動的過程就是“自由落體運動”。這就是一個理想化的過程模型。在熱學中，準靜態過程也是一個理想化的過程模型。在物理學中理想化條件下的過程模型很多，如勻速直線運動、簡諧振動等等。

在物理學中，正是從實際物體、物理過程、條件中抽象和概括出這些物理模型，才使人們對物質世界的認識不斷深化，不斷想真理逼近，推動著物理學的發展，從某種意義上講，各種理想物理模型的建立，正是物理學向深度和廣度發展的重要標志之一。

3.2 總結物理概念、定律

物理概念、定律是物理學的理論基礎，只有通過抽象和概括，才能形成物理概念，簡化物理對象，形成理想化的過程，在實驗和理論分析的基礎上，得出定量的物理定律。例如:力的概念是通過抽象和概括一類事物的共同本質屬性形成的，如:人推車，馬拉犁，即力是物體對物體的作用。簡諧振動的規律則是在研究單擺和彈簧振子這些理想模型的運動時概括出來的。可見，物理學中的許多概念、定律是經過抽象思維的加工，在實驗的基礎上概括出來的。

3.3 用抽象和概括的方法學習物理學

抽象和概括不僅提煉出物理模型，建立物理概念，總結物理規律，而且還幫助學生學習物理學。如在做電磁感應實驗時，有五種情況可以產生感應電流，即變化的電流，運動的穩恒電流，變化的磁場，運動的磁鐵和磁場中切割磁力線的導體。這些現象雜亂無序，教師可以通過分析、引導，幫助學生從現象中抽象概括出本質:只要閉合回路磁通量發生變化，閉合回路中就會產生感應電流。

4 抽象和概括的局限性

抽象和概括在物理學的建立和發展過程中發揮了重要的作用，然而它也存在著一定的局限性。例如把經典振動模型強加給固體時，比熱理論與試驗不符;用經典振動的概念解釋光的散射問題時，也是局部的成功;由此看見，抽象和概括出的物理模型、物理規律只能發現、理解、領悟與原有知識具有一定邏輯關系的知識，而不能創造出與原有知識沒有邏輯關系的新知識。

5 結語

紛繁復雜、絢麗多彩的物質世界遵循著自身的規律，我們要認識這個世界，必須去粗取精，去偽存真，利用抽象和概括的方法，去探索真理。

參考文獻

[1] 田世昆，胡衛平.物理思維論[M].廣西教育出版社，1996，12.

[2] 朱龍祥.物理教學思維方式[M].首都師范大學出版社，2000，12.

[3] 陳熙謀，胡望雨，等.物理教學的理論思考[M].北京教育出版社，1997，7.