什么是物理與物理的認知過程

付俊辭

摘 要：物理是鍛煉思維能力與自主操作能力的學科。在物理課堂中，常常產生這樣的思考，什么是物理，這些知識是如何被認知的。本文通過介紹什么是物理以及物理的認知過程，使我們認識到物理學的探索過程，以此提升自身的認知水平，增強學習自信，并激發對物理的學習興趣。

關鍵詞：物理學科 認知能力 認知過程

物理是一門重視認知過程與思維能力的學科，這門學科不僅能夠豐富人對新物質的認知，還能拓寬人的思維邏輯推理能力。我們通過了解物理并深刻認知物理學習的過程，可以提升自身分析問題的能力，將自身所掌握的物理知識牢固掌握并能應用至實際生活中。

一、什么是物理

（一）物理的定義

物理是專家通過理論知識與實踐操作相結合的方式對大自然中存在的事物以及物質的探索與認知的積累過程。

（二）物理的分類

按照研究的對象來劃分物理，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，即自然科學。狹義物理主要指大自然中所研究對象的具體組成成分以及其中相互作用的關系，如物理學科中的知識類別。

（三）物理的研究對象

事實上，物理學的研究對象并不能包含一切，這主要取決于研究者對物理學的認知和偏好。泛泛來講，物理研究的對象主要是研究物質的基本結構、基本關系、基本原理。物質之間的相互作用以及它們的最普遍、最基本的運動形式和規律，進而認識物質世界的基本屬性.如：光學研究光的基本規律，力學研究機械運動的基本規律，電磁學研究電磁作用的基本規律，熱學研究熱運動的基本規律，幾何光學研究光的直線傳播的基本規律，近代物理研究微觀粒子的高速運動（和光速相比）規律。

二、物理的認知過程

在物理的定義中我們所需要關注的是人的作用，物理起源于人對自然的探索，它的核心就是要建立對自然的認知，是為人的生產生活服務的。要清晰地認知物理就需要從本質上去了解它。物理是一門自然科學，來源于生活，又高于生活，將本來存在于物質世界中的規律，從現象中提煉總結出來，再將其用科學的方法進行驗證，得到驗證的規律再用于生活生產實踐，提升人類社會的文程度和科技水平，讓世界到更加便利，更加美好。基于這一認識，物理認知過程應該有三步。

（一）觀察實驗

觀察，就是運用研究者的各種感官，就是把大量的自然現象或事實作為對象，收集大量樣本，記錄海量數據，從其中梳理出規律性的現象，運用已有的知識、理論、經驗，進行事物之間的聯系、內在規律的歸類、提煉、梳理。如對天文、星系的研究，主要就靠觀察的手段，去認識。實驗，就是創造特定的場景，控制各種無關因素或者變量，利用各種探測儀器、材料去了解研究對象所具有的物理性質，記錄實驗的各種數據，進行分析、對比、計算等操作，并探索各種性質之間的相互聯系。我們在物理實驗室進行的大量實驗活動，就是物理認識的基礎性活動。

（二）理論建模

在觀察實驗的基礎上，為了總結梳理規律性的認識和表達事物之間內在聯系的方面，就是建立一套獨立、準確、易于表述的理論體系對發生的現象進行描述、解釋。這是歷代物理學家們的偉大貢獻。無論今天我們的力學理論、電磁理論……任何一個物理學理論，都是這樣一個誕生過程。而構建理論體系則是人用盡量簡單的模型，和盡量簡化的邏輯體系去解釋對象所具有的性質和聯系。這就是我們在物理學習中各種定理、符號、公式的來源，它又會成為下一階段認知的基礎，不斷推進人們對物理認知的循環深入。如：著名的動量守恒定律和能量守恒定律以及角動量守恒定律一起成為現代物理學中的三大基本守恒定律。最初它們是牛頓定律的推論，但后來發現它們的適用范圍遠遠廣于牛頓定律，是比牛頓定律更基礎的物理規律，是時空性質的反映。

（三）驗證完善

就是將成型的新理論推廣到同類、相近、相反的現象中，觀察是否矛盾，是否合理、是否完善，常常是學者是從理論推導出一個預言，通過實驗檢驗是否矛盾。也就是證偽的過程、驗證的過程、拓展的過程、修改的過程、補充的過程。關于物理理論的驗證，無論是證實，抑或是證偽，都是一個十分漫長，曲折的過程。經典力學體系中天體運行理論的建立就是這樣的過程，古時起世界各地的人們就在觀察天體這一研究對象，后來開普勒提出了可以解釋這些現象的開普勒三定律，牛頓在深化了這些定律后，提出了牛頓三定律和萬有引力，在后人通過計算發現海王星后，更堅定了對牛頓理論的信心。所以，牛頓才有著名“我并沒有什么方法，只是對于一件事情很長時間很熱心地去考慮罷了。”的議論，客觀地講，這并不是什么名言或客套之辭，而是物理認知規律的一種表達。

根據物理的定義，可以得出物理是探索一切物質的基礎，該學科與數學不同，在注重邏輯能力的同時，更加注重對大自然中事物的認知能力。在認知物理的過程中，不斷地揭示自然規律，推動學術進步，這不僅是一種研究方式和規律，也是我們高中生學習各科知識，進行各種實踐所需要的態度和方法。這是我在思考中的一點感受。

參考文獻

[1]穆良柱.什么是物理與物理的認知過程[J].大學物理，2018，37（01）：21-24.