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亚里士多德与伽利略给我们的启示
  知识讲授的同时,给青年学生介绍物理学家、讲授物理学史.不仅让他们了解物理学家的工作,物理科学的发展过程,更重要的是以此撼动年青的心,让他们从中获得启迪,以达到物理教学不只是知识的移植,而且是智力的移植的更深层次.

——备课札记

  纵观物理学发展的历史长河,我们感喟人类认识自然规律之曲折、艰辛、漫长;惊叹那些在黑夜中摸索的物理学巨匠们的顽强、睿智、杰出.从古代的亚里士多德、阿基m德到物理学新时代的伽利略、牛顿到近代物理学的奠基者爱因斯坦、玻尔……,一代代的物理学家所代表的人类智力的自由创造,使我们关于物理实在的图景的描绘愈来愈接近客观真理,使物理学大厦逐步地趋向完美.回顾物理学的发展历史,重温物理学家曾经经历的种种挫折与成功,犹如实施一种智力移植;通过挖掘革命性、科学性理论的创造性思路或者伟大科学家从事科学创造的思路,使我们对物理世界的认识更科学、合理,更富于创见,更机智敏捷.如借鉴历史的明镜.依据古人曾经产生过的错误,预料今天初学者脑子里会出现的影像,未雨绸缪、少走弯路.让我们以亚里士多德与伽利略为例去寻求启迪吧.

  我们从教科书上曾经结识过这两位伟大学者.在落体运动法则问题上.在力与运动的关系问题上,这两位时隔两千年的学者的观点的确是相去甚远.在十六世纪以前,亚里士多德在物理学界享有至高无上的威望,致使人们的思维、观察和知识都紧紧束缚在亚氏所写下的那些东西上.它使人们相信地球是宇宙的中心;轻物体的自然运动是向上的;重物体的自然运动是向下的,越重的物体下落越快;天体物质的自然运动则是围绕宇宙中心旋转的.这些自然运动无须外力作用.非自然运动的那些物体都是由于有外力迫使.力是维持物体非自然运动的原因;马车沿着马路行驶当然得由马来拉动;推一个物体的力不再去推它,原本运动着的物体自然便停下来……,亚里士多德的观点与最简单的经验事实那么吻合、与人们对事物的理解程度那么相符,所以曾一代一代地被奉若神明,视作人类知识的颠峰而保持了千百年,大自然的真谛隐匿在黑夜中,谬误使人们困惑、迷茫.人类在混沌中摸索…….伽利略伟大的工作,从根本上改变了人们关于运动问题的概念,使物理学进入了新时期.伽利略运用科学的研究方法,在几十年时间里研究落体运动,研究力与运动的关系,得出了与亚里士多德截然不同的结论,现在我们知道,任何物体总保持静止或匀速直线运动状态不变,直至有外力迫使物体改变这种状态为止,匀速直线运动或静止才是物体的自然运动状态,力则是导致物体改变自然运动状态的原因;自由下落的物体“下落速度与下落时间成正比”.伽利略是划时代的物理学家,正如爱因斯坦所言.伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端.

  物理教科书上,亚里士多德给同学们的形象不妙、他老是出锗,老是作出一些轻率的结论.同学们觉得亚氏实在太不高明而伽利略则比他伟大于百倍.事实上,亚里士多德是古代一位伟大的学者,一位百科全书式的大学问家,他有着成就事业的理性方法,又有几乎无所不及的思想成果,他在哲学、逻辑学方面的成就至今还被应用着,不过他在物理学中却的确是错误百出并且谬种流传,整整贻误物理学二十个世纪.亚里士多德的悲哀不在于头脑也不全在于时代,而在于研究方法不当.亚里士多德的物理研究方法有什么特点呢?或许可以用“观察加直觉”来概括,亚里士多德观察了众多的自然现象:火焰向上窜,石头往下落、马车要马拉着跑、尖利的声音传得远……,于是便依赖于直觉推理得出一系列直觉结论.固然,观察与直觉对物理研究是至关重要的.详实的观察与良好的直觉往往导致伟大的发现,观察使人脑累积事物的形象,形成一种潜知,直觉的想象、鉴别与启发便是这种潜知的信息外传.阿基m德巧解王冠之谜发现浮力规律、牛顿由落地苹果而及月亮乃至天地万物间的引力,就是亚里士多德本人也曾从观察月食现象而正确判断地球是圆球形的.然而,物理学更是一门以实验为基础的科学,所以根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的,它们有时会将人们引入歧途,将“观察加直觉”作为物理研究的基本方法.正是亚里士多德物理学的失败之所在.

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