智用物理學 活上哲學課

江蘇省靖江高級中學 夏桂錢

辯證唯物主義是揭示自然界、人類社會和思維發展的最一般規律的科學，是科學的世界觀和方法論。辯證唯物主義思想在物理學的研究和學科發展過程中有頗多體現。本文旨在探索巧用物理學知識，使哲學課更加生動的方法，讓學生以物理知識為媒介感悟哲學智慧，探求哲學思辨的魅力，激發學習哲學的興趣，同時獲得科學素養和思辨能力的提高。

一、世界是物質的，物質是運動的，物質運動是有規律的

辯證唯物主義認為，物質是本原、意識是派生，世界上先有物質，后有意識，物質決定意識。唯物論主要有三層含意，即“世界是物質的，物質是運動的，物質運動是有規律的”。

物理世界中，從宏觀上的宇宙天體到微觀上的基本粒子，從實物到特殊形態的電場、磁場、重力場等，都是物質的形態，這些或宏觀或微觀的或特殊的物質形態，構成大千世界。

物質是運動的，運動是物質的固有屬性和存在方式。從宏觀的機械運動，到微觀粒子運動，都揭示了物質與運動是不可分割的，物理學中能量是物質運動量的體現。

物質運動是有規律的，規律是可以被人們認識和利用的。伽利略、牛頓、法拉第、愛因斯坦等科學家，通過實踐總結規律，他們得出的原理、定理等是對規律的正確反映。火箭升天、5G應用等是人們認識和把握規律后的具體應用。

二、對立統一的規律

對立統一規律是唯物辯證法的實質和核心，它揭示了事物發展的源泉和動力。“對立”值指的是矛盾的斗爭性，“統一”指的是矛盾的同一性，它們相輔相成又相反相成，共同構筑物質世界。

唯物辯證法的對立統一規律因為其概念抽象一直是學生理解的難點，而如果將抽象概念與學生正在學習的物理知識加以練習，則能打破知識的壁壘，以具體可感的概念輔助抽象概念的理解。例如，物體分子間既有引力又有斥力，引力和斥力既相互對立又相互依存，在一定條件下相互轉化。當分子間距離大于平衡位置距離，表現為引力；當分子間距離小于平衡位置距離，表現為斥力。正是由于物體的分子間引力和斥力既對立又統一，物體才既具有反抗外界拉力的能力，又具有反抗外界壓力的能力。

事物對立的雙方在一定條件下可以相互轉化的知識點，可以利用導體和絕緣體間的關系來輔助說明。導體和絕緣體之間的區別不是絕對的，這兩種屬性會伴隨外界溫度、壓力等環境的改變而變換。此外，還有電與磁的相互轉化、基本粒子的相互轉化、能量轉化和守恒等基礎物理知識都可以成為高中政治課哲學教學的輔助。

三、質量互變的規律

質量互變規律是馬克思主義哲學的三大規律之一，是唯物辯證法中的重要原理。引入物理學知識來分析量變和質變的辯證關系，既可以幫助學生梳理哲學與具體科學關系，又可以培養學生的抽象思維能力，升華對哲學原理的把握。

量變達到一定程度必然會發生質變，這個“一定程度”物理學中稱之為“質變點”。例如，對一個彈簧施加外力作用，在彈性限度以內，外力越大，回復力越大，外力一旦超過彈性限度，就會引起永久形變，不能恢復原狀，這個彈性限度就是由量變到質變的質變點。

質量互變是不斷發生的，每一個層級的概念都有其“臨界點”，對它的突破可以進入新的質量互變階段，如靜摩擦現象中的最大靜摩擦力、衛星運動中的三個宇宙速度、光的全反射中的臨界角等都是量變界限上的“臨界點”。借助這些概念可以輕易理解質量互變循環往復、不斷前進的內在統一規律。

四、否定之否定的規律

在物理學發展史上，人們對物理現象的認識都有通過否定錯誤的假說和理論而逐步深入的過程，對舊假說和舊理論的否定過程也是人們認識上產生飛躍的過程。

以光本性的認識為例。17世紀，在對光的認識上形成了兩種對立的學說，一種是牛頓主張的微粒說，另一種是惠更斯主張的波動說，關于這兩種學說的爭論持續了100多年。到了19世紀初，楊氏和菲涅爾等科學家成功地在實驗中觀察到光干涉和衍射現象，這些波的特征，無法用微粒說解釋，因而證明了波動說是正確的，于是確立了波動說，這可以說是一次否定。之后，愛因斯坦在光電效應實驗的基礎上，提出了光子說。愛因斯坦的“光子”已完全不是牛頓概念中的“粒子”，而是一種全新的帶有波動性的粒子。科學家們對光的本性的進一步研究又在上述基礎上發展成為“光的波粒二象性”學說。

從光的本性認識的過程可以看出，辯證的否定不是簡單的拋棄而是揚棄，是批判和繼承的辯證統一。推而廣之，一切事物的發展的過程都是“否定之否定”的過程。

五、實踐和認識的辯證關系原理

辯證唯物主義認識論告訴我們，實踐是認識的來源，是認識發展的動力，是檢驗真理的唯一標準，也是認識的最終目的和歸宿。實踐和認識既有區別，又有聯系，既對立又統一。

萬有引力是建立在第谷、開普勒等大量精確的天文觀測資料基礎上，牛頓通過對月亮繞地球運動和樹上蘋果落地的綜合，借助于數學的推理，得出萬有引力定律。之后，卡文迪許利用扭秤實驗得到驗證，并得出萬有引力恒量，使這一定律走向應用，實現了由認識到實踐的飛躍。1831年，法拉弟發現電磁感應現象，將“引力”的概念從宏觀狀態深入微觀領域，繼而運用該理論發明發電機和電動機，是認識到實踐的再次飛躍。玻爾在湯姆遜、盧瑟福、普朗克等人實驗的基礎上提出了玻爾理論，對粒子運動的特性做出了更精確的描述。在這樣的理論積累下，1925年，量子力學這一關于微觀世界的理論建立起來了，對物理學發展起了巨大的推動作用。

實踐是認識的基礎和來源，是人類能動地改造世界的客觀物質性活動，認識對實踐具有能動的反作用，認識過程是反復性和無限性的統一，上述引力認識的過程從宏觀到微觀的發展就經歷了多次反復，其中又不斷用認識指導實踐，實踐成果也促進認識的進一步深化。

六、真理的條件性和具體性原理

真理是人們對客觀事物及其規律的正確反映，其最基本的屬性是客觀性。同時，任何真理都有自己適用的條件和范圍，任何真理又都是相對于特定的過程來說的。因此，真理又是具體的、有條件的，是主觀與客觀、理論與實踐的具體統一。

真理最基本的屬性是客觀性。伽利略運用理想實驗，將客觀事實和抽象思維結合起來，揭示了自由落體現象的本質，對亞里士多德的觀點進行了否定，指出“力是改變物體運動狀態的原因”。牛頓在伽利略等人的研究基礎上，總結、建立牛頓運動定律，建立了對“力”的概念的正確認知，體現了真理的客觀性。

真理是有條件的。例如，牛頓運動定律只適用于解決宏觀、低速領域的問題，而在微觀、高速領域中的運動便不再遵從牛頓定律。為了解決經典力學的理論與實驗事實之間的矛盾，愛因斯坦提出了狹義相對論，處理高速運動問題時，則必須用相對論力學。不同的力學理論有不同的適用范圍，所謂適用范圍，就是真理的“條件”。

七、認識過程的反復性、無限性和上升性原理

一個相對完整的科學理論的建立，往往需要經歷實踐到認識，再由認識到實踐的多次反復才能完成。原子核物理這部分知識就是最好的例證。湯姆遜、盧瑟福、波爾三位科學家通過“電子發現”“粒子散射”“氫光譜”三個具有代表性的實驗，構建出三種原子結構模型，為我們展示了一條非常清晰的科學研究道路：實驗（事實）→理論假設→再實驗（提供新的事實）→修正理論（甚至建立新的修改假設）→形成科學理論。科學家們正是在不斷修正錯誤中一步步逼近事物的本質，獲得理性的認識。

物理學作為一門自然科學，在對物理領域真理的探索過程中蘊含著豐富的辯證唯物主義哲學觀。哲學課可以增強學生對唯物主義世界觀的認可度，從而在認識世界和改造世界的過程中樹立理性精神。學會運用辯證唯物主義的觀點和方法去分析所學物理知識，深刻地理解物理現象和規律，體會辯證唯物主義的真諦，從自發走向自覺、從零散走向系統、從間斷走向經常，運用辯證唯物主義的觀點和方法去分析問題和解決問題，提升自然科學中的哲學智慧。