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(fā)展的最一般規(guī)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(fā)展過程中有頗多體現(xiàn)。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(fā)學習哲學的興趣，同時獲得科學素養(yǎng)和思辨能力的提高。

一、世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動的，物質(zhì)運動是有規(guī)律的

辯證唯物主義認為，物質(zhì)是本原、意識是派生，世界上先有物質(zhì)，后有意識，物質(zhì)決定意識。唯物論主要有三層含意，即“世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動的，物質(zhì)運動是有規(guī)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(tài)的電場、磁場、重力場等，都是物質(zhì)的形態(tài)，這些或宏觀或微觀的或特殊的物質(zhì)形態(tài)，構成大千世界。

物質(zhì)是運動的，運動是物質(zhì)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(zhì)與運動是不可分割的，物理學中能量是物質(zhì)運動量的體現(xiàn)。

物質(zhì)運動是有規(guī)律的，規(guī)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(guī)律，他們得出的原理、定理等是對規(guī)律的正確反映。火箭升天、5G應用等是人們認識和把握規(guī)律后的具體應用。

二、對立統(tǒng)一的規(guī)律

對立統(tǒng)一規(guī)律是唯物辯證法的實質(zhì)和核心，它揭示了事物發(fā)展的源泉和動力。“對立”值指的是矛盾的斗爭性，“統(tǒng)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(zhì)世界。

唯物辯證法的對立統(tǒng)一規(guī)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(zhuǎn)化。當分子間距離大于平衡位置距離，表現(xiàn)為引力；當分子間距離小于平衡位置距離，表現(xiàn)為斥力。正是由于物體的分子間引力和斥力既對立又統(tǒng)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(zhuǎn)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(qū)別不是絕對的，這兩種屬性會伴隨外界溫度、壓力等環(huán)境的改變而變換。此外，還有電與磁的相互轉(zhuǎn)化、基本粒子的相互轉(zhuǎn)化、能量轉(zhuǎn)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(zhì)量互變的規(guī)律

質(zhì)量互變規(guī)律是馬克思主義哲學的三大規(guī)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(zhì)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(yǎng)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(fā)生質(zhì)變，這個“一定程度”物理學中稱之為“質(zhì)變點”。例如，對一個彈簧施加外力作用，在彈性限度以內(nèi)，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(zhì)變的質(zhì)變點。

質(zhì)量互變是不斷發(fā)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(zhì)量互變階段，如靜摩擦現(xiàn)象中的最大靜摩擦力、衛(wèi)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(zhì)量互變循環(huán)往復、不斷前進的內(nèi)在統(tǒng)一規(guī)律。

四、否定之否定的規(guī)律

在物理學發(fā)展史上，人們對物理現(xiàn)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(chǎn)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(xù)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(xiàn)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?？茖W家們對光的本性的進一步研究又在上述基礎上發(fā)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(tǒng)一。推而廣之，一切事物的發(fā)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(fā)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(qū)別，又有聯(lián)系，既對立又統(tǒng)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(shù)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(xiàn)了由認識到實踐的飛躍。1831年，法拉弟發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，將“引力”的概念從宏觀狀態(tài)深入微觀領域，繼而運用該理論發(fā)明發(fā)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(fā)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(zhì)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(tǒng)一，上述引力認識的過程從宏觀到微觀的發(fā)展就經(jīng)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(guī)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(tǒng)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(xiàn)象的本質(zhì)，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(tài)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(xiàn)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(jīng)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(jīng)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(fā)現(xiàn)”“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?？茖W家們正是在不斷修正錯誤中一步步逼近事物的本質(zhì)，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(xiàn)象和規(guī)律，體會辯證唯物主義的真諦，從自發(fā)走向自覺、從零散走向系統(tǒng)、從間斷走向經(jīng)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。