智用物理学 活上哲学课

江苏省靖江高级中学 夏桂钱

辩证唯物主义是揭示自然界、人类社会和思维发展的最一般规律的科学，是科学的世界观和方法论。辩证唯物主义思想在物理学的研究和学科发展过程中有颇多体现。本文旨在探索巧用物理学知识，使哲学课更加生动的方法，让学生以物理知识为媒介感悟哲学智慧，探求哲学思辨的魅力，激发学习哲学的兴趣，同时获得科学素养和思辨能力的提高。

一、世界是物质的，物质是运动的，物质运动是有规律的

辩证唯物主义认为，物质是本原、意识是派生，世界上先有物质，后有意识，物质决定意识。唯物论主要有三层含意，即“世界是物质的，物质是运动的，物质运动是有规律的”。

物理世界中，从宏观上的宇宙天体到微观上的基本粒子，从实物到特殊形态的电场、磁场、重力场等，都是物质的形态，这些或宏观或微观的或特殊的物质形态，构成大千世界。

物质是运动的，运动是物质的固有属性和存在方式。从宏观的机械运动，到微观粒子运动，都揭示了物质与运动是不可分割的，物理学中能量是物质运动量的体现。

物质运动是有规律的，规律是可以被人们认识和利用的。伽利略、牛顿、法拉第、爱因斯坦等科学家，通过实践总结规律，他们得出的原理、定理等是对规律的正确反映。火箭升天、5G应用等是人们认识和把握规律后的具体应用。

二、对立统一的规律

对立统一规律是唯物辩证法的实质和核心，它揭示了事物发展的源泉和动力。“对立”值指的是矛盾的斗争性，“统一”指的是矛盾的同一性，它们相辅相成又相反相成，共同构筑物质世界。

唯物辩证法的对立统一规律因为其概念抽象一直是学生理解的难点，而如果将抽象概念与学生正在学习的物理知识加以练习，则能打破知识的壁垒，以具体可感的概念辅助抽象概念的理解。例如，物体分子间既有引力又有斥力，引力和斥力既相互对立又相互依存，在一定条件下相互转化。当分子间距离大于平衡位置距离，表现为引力；当分子间距离小于平衡位置距离，表现为斥力。正是由于物体的分子间引力和斥力既对立又统一，物体才既具有反抗外界拉力的能力，又具有反抗外界压力的能力。

事物对立的双方在一定条件下可以相互转化的知识点，可以利用导体和绝缘体间的关系来辅助说明。导体和绝缘体之间的区别不是绝对的，这两种属性会伴随外界温度、压力等环境的改变而变换。此外，还有电与磁的相互转化、基本粒子的相互转化、能量转化和守恒等基础物理知识都可以成为高中政治课哲学教学的辅助。

三、质量互变的规律

质量互变规律是马克思主义哲学的三大规律之一，是唯物辩证法中的重要原理。引入物理学知识来分析量变和质变的辩证关系，既可以帮助学生梳理哲学与具体科学关系，又可以培养学生的抽象思维能力，升华对哲学原理的把握。

量变达到一定程度必然会发生质变，这个“一定程度”物理学中称之为“质变点”。例如，对一个弹簧施加外力作用，在弹性限度以内，外力越大，回复力越大，外力一旦超过弹性限度，就会引起永久形变，不能恢复原状，这个弹性限度就是由量变到质变的质变点。

质量互变是不断发生的，每一个层级的概念都有其“临界点”，对它的突破可以进入新的质量互变阶段，如静摩擦现象中的最大静摩擦力、卫星运动中的三个宇宙速度、光的全反射中的临界角等都是量变界限上的“临界点”。借助这些概念可以轻易理解质量互变循环往复、不断前进的内在统一规律。

四、否定之否定的规律

在物理学发展史上，人们对物理现象的认识都有通过否定错误的假说和理论而逐步深入的过程，对旧假说和旧理论的否定过程也是人们认识上产生飞跃的过程。

以光本性的认识为例。17世纪，在对光的认识上形成了两种对立的学说，一种是牛顿主张的微粒说，另一种是惠更斯主张的波动说，关于这两种学说的争论持续了100多年。到了19世纪初，杨氏和菲涅尔等科学家成功地在实验中观察到光干涉和衍射现象，这些波的特征，无法用微粒说解释，因而证明了波动说是正确的，于是确立了波动说，这可以说是一次否定。之后，爱因斯坦在光电效应实验的基础上，提出了光子说。爱因斯坦的“光子”已完全不是牛顿概念中的“粒子”，而是一种全新的带有波动性的粒子。科学家们对光的本性的进一步研究又在上述基础上发展成为“光的波粒二象性”学说。

从光的本性认识的过程可以看出，辩证的否定不是简单的抛弃而是扬弃，是批判和继承的辩证统一。推而广之，一切事物的发展的过程都是“否定之否定”的过程。

五、实践和认识的辩证关系原理

辩证唯物主义认识论告诉我们，实践是认识的来源，是认识发展的动力，是检验真理的唯一标准，也是认识的最终目的和归宿。实践和认识既有区别，又有联系，既对立又统一。

万有引力是建立在第谷、开普勒等大量精确的天文观测资料基础上，牛顿通过对月亮绕地球运动和树上苹果落地的综合，借助于数学的推理，得出万有引力定律。之后，卡文迪许利用扭秤实验得到验证，并得出万有引力恒量，使这一定律走向应用，实现了由认识到实践的飞跃。1831年，法拉弟发现电磁感应现象，将“引力”的概念从宏观状态深入微观领域，继而运用该理论发明发电机和电动机，是认识到实践的再次飞跃。玻尔在汤姆逊、卢瑟福、普朗克等人实验的基础上提出了玻尔理论，对粒子运动的特性做出了更精确的描述。在这样的理论积累下，1925年，量子力学这一关于微观世界的理论建立起来了，对物理学发展起了巨大的推动作用。

实践是认识的基础和来源，是人类能动地改造世界的客观物质性活动，认识对实践具有能动的反作用，认识过程是反复性和无限性的统一，上述引力认识的过程从宏观到微观的发展就经历了多次反复，其中又不断用认识指导实践，实践成果也促进认识的进一步深化。

六、真理的条件性和具体性原理

真理是人们对客观事物及其规律的正确反映，其最基本的属性是客观性。同时，任何真理都有自己适用的条件和范围，任何真理又都是相对于特定的过程来说的。因此，真理又是具体的、有条件的，是主观与客观、理论与实践的具体统一。

真理最基本的属性是客观性。伽利略运用理想实验，将客观事实和抽象思维结合起来，揭示了自由落体现象的本质，对亚里士多德的观点进行了否定，指出“力是改变物体运动状态的原因”。牛顿在伽利略等人的研究基础上，总结、建立牛顿运动定律，建立了对“力”的概念的正确认知，体现了真理的客观性。

真理是有条件的。例如，牛顿运动定律只适用于解决宏观、低速领域的问题，而在微观、高速领域中的运动便不再遵从牛顿定律。为了解决经典力学的理论与实验事实之间的矛盾，爱因斯坦提出了狭义相对论，处理高速运动问题时，则必须用相对论力学。不同的力学理论有不同的适用范围，所谓适用范围，就是真理的“条件”。

七、认识过程的反复性、无限性和上升性原理

一个相对完整的科学理论的建立，往往需要经历实践到认识，再由认识到实践的多次反复才能完成。原子核物理这部分知识就是最好的例证。汤姆逊、卢瑟福、波尔三位科学家通过“电子发现”“粒子散射”“氢光谱”三个具有代表性的实验，构建出三种原子结构模型，为我们展示了一条非常清晰的科学研究道路：实验（事实）→理论假设→再实验（提供新的事实）→修正理论（甚至建立新的修改假设）→形成科学理论。科学家们正是在不断修正错误中一步步逼近事物的本质，获得理性的认识。

物理学作为一门自然科学，在对物理领域真理的探索过程中蕴含着丰富的辩证唯物主义哲学观。哲学课可以增强学生对唯物主义世界观的认可度，从而在认识世界和改造世界的过程中树立理性精神。学会运用辩证唯物主义的观点和方法去分析所学物理知识，深刻地理解物理现象和规律，体会辩证唯物主义的真谛，从自发走向自觉、从零散走向系统、从间断走向经常，运用辩证唯物主义的观点和方法去分析问题和解决问题，提升自然科学中的哲学智慧。