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【摘 要】物理学是一门研究物质结构和运动基本规律的科学，古代物理学是隶属于哲学的，只是到了近代，物理学和哲学才开始分道扬镳。然而物理学的发展离不开哲学，哲学的发展同样也需要物理学。中学物理教科书中，许多地方在介绍物理概念、讲述物理规律的同时蕴含对立统一规律、质量互变规律、否定之否定规律这些唯物辩证法基本规律的地方俯拾皆是。
【关键词】物理学 哲学 古希腊 对立统一 质量互变 否定之否定
物理学是一门研究物质结构和运动基本规律的科学，物理学的开端可以上溯到古希腊。“物理”一词出自古希腊哲学家亚里士多德之口，原意是指“自然”，古欧洲人把物理学称作“自然哲学“。因此，古代物理学是隶属于哲学的，并且那时期的哲学是“一种凌驾于一切专门科学之上并包括一切专门科学的科学的科学。”[1]古希腊哲学是灿烂辉煌的，涌现出了一大批像泰勒斯、毕达哥拉斯、德谟克利特、苏格拉底、柏拉图、亚里士多德等灿若星辰的伟大的哲学家，他们中的许多人同时也是物理学家。例如希腊三贤之一，物理课本中多次提到的亚里士多德，他通过研究自然发现：重的物体比轻的物体下落的快并且得出物体的运动需要力来维持的结论。虽然这些结论在我们今天看来是错误的，但亚里士多德已经试图对世界进行统一的描述。他研究人的思维，提出了著名的三段论，从而使逻辑学成为一门独立的学科。时至今日，许多物理学教师还仍然沿用了三段论的思维方式。
除了亚里士多德之外，课本在讲述分子动理论部分提到了德谟克利特，他是古希腊第一位百科全书式的学者。他提出万物的本源是原子和虚空，原子是不可再分的物质微粒，世界就是由大小和形状不同的原子构成的。它们既不能被消灭，也不能被创生，这些原子在数量上是无限的，在形式上是多样的。德谟克利特所说的“原子”虽然和我们今天的原子有很大不同，但它为近代科学原子论的诞生奠定了基础。
除此之外，在讲述天体运动规律时课本中提到了古希腊哲学家、天文学家托勒密，在探讨光的本性时还隐约提到了阿里斯塔克……虽然他们中的许多科学成果在我们今天看来是幼稚的、片面的、甚至是错误的，然而古希腊学者们思考的内容、思维的方式以及他们在解决问题中所体现出的特有的清澈都对人类社会的发展起到了难以估量的作用。
大约在400年前，物理学和哲学逐渐分道扬镳了。从那以后的几百年里，物理学的发展取得了辉煌的成就，写下了灿烂的篇章。从伽利略的两部划时代的巨著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》、《关于两种新科学的对话和数学证明》的出版，到以牛顿运动三定律和万用引力定律为基础的经典力学体系的建立；从质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等一系列守恒定律的建立到德国女数学家诺特尔提出的诺特尔定理；从电流的磁效应被发现、“场”这一概念的提出，并最终由麦克斯韦完成了电磁场理论到爱因斯坦统一了经典力学和电磁学，提出相对论；从普朗克提出量子理论到狄拉克所预言的反粒子的发现……这些东西，不仅深刻地改变了世界，也彻底地改变了我们的生活。今天的物理学给我们描绘了一幅十分壮美的画卷！
物理学的发展离不开哲学，哲学的发展同样也需要物理学。如果说物理学研究的是物质结构和运动规律，那么哲学就是对物理学的研究成果和研究本身进行思索，哲学的本质是批判，哲学之所以不同于物理学，是因为它的研究方法与物理学有所不同。
众所周知，对立统一规律、质量互变规律、否定之否定规律是唯物辩证法的三大基本规律，这三大规律揭示了事物和发展的最普遍、最一般的规律，构成了一个完整的科学体系。中学物理教科书中，许多地方在介绍物理概念、讲述物理规律的同时蕴含这三大规律的地方俯拾皆是。
“蝉噪林逾静，鸟鸣山更幽”，这一千古绝唱正是对立统一规律在自然界的生动写照。物理课本中，像运动和静止、熔化和凝固、升华和凝华、吸热和放热、热胀和冷縮、放大和缩小、正电和负电、作用力和反作用力……这一对对完全相反的概念，充分说明了事物内部的矛盾性。然而也正是这些相互矛盾的东西才构成了这个世界，才使得我们的世界如此五彩斑斓、绚丽多姿！举一个简单的例子。“蒸发”这个概念相信许多学生都很熟悉，都知道蒸发是在液体表面发生的缓慢的汽化想象，有些学生甚至知道蒸发可以在任何温度下发生。然而许多学生甚至有些老师也许不清楚：水在蒸发的过程中，既存在液态水汽化为水蒸气的过程，也存在水蒸气液化为水的过程。如果汽化过程占优势，那么水几乎就全部转化为水蒸气了；如果液化过程占优势，那么水蒸气几乎就全部转化为水了；如果汽化和液化大体相当，那么水和水蒸气共存，系统处于动态平衡状态。这就是我们的世界，它喜欢矛盾。
两千多年前，古希腊哲学家、爱非斯派创始人赫拉克利特有一句非常经典的名言：“人不能两次踏入同一条河流，因为无论是这条河还是这个人都已经不同。”这表明世界上的万事万物就像这河水一样，时刻在变，无物常住。差不多在同一时期，我国古代伟大的哲学家、思想家、道家学派的创始人老子也曾提出“合抱之木，生于毫末；九层之台，起于累土；”这里就包含着量变引起质变的思想。我们还是以水的物态变化为例：事物的发展总是从量变开始的，冰，只要在熔点以下，不论温度如何升高，它仍然是冰。随着温度不断升高，冰吸收的热量越来越多，分子的热运动逐渐加剧，量变在不断积累。当温度升高到熔点时，或者说量变达到一定界限时，随着冰继续吸收热量，分子的热运动继续加剧，此时分子力已很难把水分子束缚在固定的平衡位置附近了，于是冰就逐渐熔化为水，旧质的事物变成了新质的事物，这就是量变向质变的转化。当冰完全熔化为水后，随着温度继续升高，只要没达到沸点，水仍然是水。也就是说新质的事物在新的基础上又开始了新的量变，这就是质变向量变的转化。量变引起质变，质变又引起新的量变，如此循环往复，以至无穷。
任何领域的发展不可能不否定自己从前存在的形式，物理学也是这样，它的发展进程充分体现了否定之否定这一规律的普遍性。就拿原子结构来说，人类对它的认识经历了一个相当漫长而又曲折的过程，这一过程也可以看作是人类认识自然的一个缩影，这一过程充分体现了事物发展进程中的否定之否定。
原子论的最早创立者是古希腊的留基伯和德谟克利特，这在当时是关于物质组成理论的最高成就。伊壁鸠鲁继承了德谟克利特的学说，并在原子运动倾斜中强调了运动的偶然性，对德谟克利特只承认必然性的思想进行了否定。这种原子论哲学在卢克莱修时期发展到顶峰。1803年，英国科学家道尔顿利用当时已掌握的一些数据，首次计算出21个原子的原子量，第一次提出了科学的原子论，使原子论从哲学学说演变为科学的理论，道尔顿的原子论是对古代原子论的又一次否定。1897年，英国物理学家汤姆森发现电子，打开了人类通向基本粒子物理学的大门。第二年，汤姆森提出了“枣糕式”原子模型，指出原子是由带正电的粒子和带负电的粒子共同组成的，并且正电荷粒子质量远大于负电荷粒子，汤姆森的原子模型对道尔顿的原子不可分割性是一次重大的否定。1911年，英国物理学家卢瑟福在α粒子大角度散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，原子的核式结构被发现是对汤姆森“枣糕式”原子模型的彻底否
定，同时也使人类对原子结构的认识向前迈进了一大步。1913年，卢瑟福的学生，丹麦物理学家玻尔根据量子论提出了电子在核外的量子化轨道，这就是原子核式结构——玻尔模型。玻尔模型解决了原子结构的稳定性问题，给我们描绘出一个近乎完美的原子结构，对卢瑟福的理论又是一次否定。然而，玻尔模型虽然取得了巨大成功，但在解释具有两个或多个电子的原子所发出的光谱时遇到了困难，因为玻尔模型只是一个经典理论与量子理论相结合的产物，是不完善的。玻尔之后，经过海森堡、薛定谔、玻恩、狄拉克等多位科学家的努力，终于建立了以现代量子力学为基础的原子结构模型，这就是我们今天耳熟能详的电子云模型，电子云模型是对玻尔模型的又一次重大否定。科学理论的发展就是这样，在否定之否定的过程中曲折地前进。但是，这种否定之否定绝不是简单地循环和重复，而是螺旋式地上升。也正是因为这种螺旋式地上升，才使得今天的人们对原子结构有了比较清晰的认识。
在二十一世纪的今天，物理学的发展越来越离不开哲学。同样，哲学的发展也需要物理学来促进。哲学没必要也不可能对问题进行具体的探索，然而哲学却可以指明前进的方向。翻开物理学的历史就可以知道，许多科学发现都有哲学的影子。从泰勒斯的物质不灭思想到近代的质量守恒定律，从亚里士多德的运动不灭思想到动量、能量守恒定律的建立，其实质就是哲学思想的科学化。在实验科学日益发达的今天，科学理论仍然会受到哲学思想的影响。例如当爱因斯坦创立了广义相对论后，当人们想用实践对它进行检验，一些人担心这一理论如果错了该怎么办，爱因斯坦答道：“那一定是上帝错了。“因为爱因斯坦坚信相对论是那样的完美，以至于它不可能是错的。
由此我们可以看出，物理学和哲学像一对孪生兄弟，它们俩一刚一柔、相互促进、共同发展。虽然从十七世纪开始物理学和哲学分道扬镳了，但实际上它们却从来没有，——也永远不会分开，难道不是这样吗？
参考文献
[1] 恩格斯．自然辩证法．北京：人民出版社，1971．
[2] 申先甲．物理学思想史．长沙：湖南教育出版社，1993
[3] 李艳平等．科学的遗憾．北京：科学出版社，1998
[4] 袁运开．现代自然科学概论．上海：华东师范大学出版社，2002．
[5] 于永洲．关于原子结构的早期猜想．中国教育技术装备，2009，1．
【关键词】物理学 哲学 古希腊 对立统一 质量互变 否定之否定
物理学是一门研究物质结构和运动基本规律的科学，物理学的开端可以上溯到古希腊。“物理”一词出自古希腊哲学家亚里士多德之口，原意是指“自然”，古欧洲人把物理学称作“自然哲学“。因此，古代物理学是隶属于哲学的，并且那时期的哲学是“一种凌驾于一切专门科学之上并包括一切专门科学的科学的科学。”[1]古希腊哲学是灿烂辉煌的，涌现出了一大批像泰勒斯、毕达哥拉斯、德谟克利特、苏格拉底、柏拉图、亚里士多德等灿若星辰的伟大的哲学家，他们中的许多人同时也是物理学家。例如希腊三贤之一，物理课本中多次提到的亚里士多德，他通过研究自然发现：重的物体比轻的物体下落的快并且得出物体的运动需要力来维持的结论。虽然这些结论在我们今天看来是错误的，但亚里士多德已经试图对世界进行统一的描述。他研究人的思维，提出了著名的三段论，从而使逻辑学成为一门独立的学科。时至今日，许多物理学教师还仍然沿用了三段论的思维方式。
除了亚里士多德之外，课本在讲述分子动理论部分提到了德谟克利特，他是古希腊第一位百科全书式的学者。他提出万物的本源是原子和虚空，原子是不可再分的物质微粒，世界就是由大小和形状不同的原子构成的。它们既不能被消灭，也不能被创生，这些原子在数量上是无限的，在形式上是多样的。德谟克利特所说的“原子”虽然和我们今天的原子有很大不同，但它为近代科学原子论的诞生奠定了基础。
除此之外，在讲述天体运动规律时课本中提到了古希腊哲学家、天文学家托勒密，在探讨光的本性时还隐约提到了阿里斯塔克……虽然他们中的许多科学成果在我们今天看来是幼稚的、片面的、甚至是错误的，然而古希腊学者们思考的内容、思维的方式以及他们在解决问题中所体现出的特有的清澈都对人类社会的发展起到了难以估量的作用。
大约在400年前，物理学和哲学逐渐分道扬镳了。从那以后的几百年里，物理学的发展取得了辉煌的成就，写下了灿烂的篇章。从伽利略的两部划时代的巨著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》、《关于两种新科学的对话和数学证明》的出版，到以牛顿运动三定律和万用引力定律为基础的经典力学体系的建立；从质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律等一系列守恒定律的建立到德国女数学家诺特尔提出的诺特尔定理；从电流的磁效应被发现、“场”这一概念的提出，并最终由麦克斯韦完成了电磁场理论到爱因斯坦统一了经典力学和电磁学，提出相对论；从普朗克提出量子理论到狄拉克所预言的反粒子的发现……这些东西，不仅深刻地改变了世界，也彻底地改变了我们的生活。今天的物理学给我们描绘了一幅十分壮美的画卷！
物理学的发展离不开哲学，哲学的发展同样也需要物理学。如果说物理学研究的是物质结构和运动规律，那么哲学就是对物理学的研究成果和研究本身进行思索，哲学的本质是批判，哲学之所以不同于物理学，是因为它的研究方法与物理学有所不同。
众所周知，对立统一规律、质量互变规律、否定之否定规律是唯物辩证法的三大基本规律，这三大规律揭示了事物和发展的最普遍、最一般的规律，构成了一个完整的科学体系。中学物理教科书中，许多地方在介绍物理概念、讲述物理规律的同时蕴含这三大规律的地方俯拾皆是。
“蝉噪林逾静，鸟鸣山更幽”，这一千古绝唱正是对立统一规律在自然界的生动写照。物理课本中，像运动和静止、熔化和凝固、升华和凝华、吸热和放热、热胀和冷縮、放大和缩小、正电和负电、作用力和反作用力……这一对对完全相反的概念，充分说明了事物内部的矛盾性。然而也正是这些相互矛盾的东西才构成了这个世界，才使得我们的世界如此五彩斑斓、绚丽多姿！举一个简单的例子。“蒸发”这个概念相信许多学生都很熟悉，都知道蒸发是在液体表面发生的缓慢的汽化想象，有些学生甚至知道蒸发可以在任何温度下发生。然而许多学生甚至有些老师也许不清楚：水在蒸发的过程中，既存在液态水汽化为水蒸气的过程，也存在水蒸气液化为水的过程。如果汽化过程占优势，那么水几乎就全部转化为水蒸气了；如果液化过程占优势，那么水蒸气几乎就全部转化为水了；如果汽化和液化大体相当，那么水和水蒸气共存，系统处于动态平衡状态。这就是我们的世界，它喜欢矛盾。
两千多年前，古希腊哲学家、爱非斯派创始人赫拉克利特有一句非常经典的名言：“人不能两次踏入同一条河流，因为无论是这条河还是这个人都已经不同。”这表明世界上的万事万物就像这河水一样，时刻在变，无物常住。差不多在同一时期，我国古代伟大的哲学家、思想家、道家学派的创始人老子也曾提出“合抱之木，生于毫末；九层之台，起于累土；”这里就包含着量变引起质变的思想。我们还是以水的物态变化为例：事物的发展总是从量变开始的，冰，只要在熔点以下，不论温度如何升高，它仍然是冰。随着温度不断升高，冰吸收的热量越来越多，分子的热运动逐渐加剧，量变在不断积累。当温度升高到熔点时，或者说量变达到一定界限时，随着冰继续吸收热量，分子的热运动继续加剧，此时分子力已很难把水分子束缚在固定的平衡位置附近了，于是冰就逐渐熔化为水，旧质的事物变成了新质的事物，这就是量变向质变的转化。当冰完全熔化为水后，随着温度继续升高，只要没达到沸点，水仍然是水。也就是说新质的事物在新的基础上又开始了新的量变，这就是质变向量变的转化。量变引起质变，质变又引起新的量变，如此循环往复，以至无穷。
任何领域的发展不可能不否定自己从前存在的形式，物理学也是这样，它的发展进程充分体现了否定之否定这一规律的普遍性。就拿原子结构来说，人类对它的认识经历了一个相当漫长而又曲折的过程，这一过程也可以看作是人类认识自然的一个缩影，这一过程充分体现了事物发展进程中的否定之否定。
原子论的最早创立者是古希腊的留基伯和德谟克利特，这在当时是关于物质组成理论的最高成就。伊壁鸠鲁继承了德谟克利特的学说，并在原子运动倾斜中强调了运动的偶然性，对德谟克利特只承认必然性的思想进行了否定。这种原子论哲学在卢克莱修时期发展到顶峰。1803年，英国科学家道尔顿利用当时已掌握的一些数据，首次计算出21个原子的原子量，第一次提出了科学的原子论，使原子论从哲学学说演变为科学的理论，道尔顿的原子论是对古代原子论的又一次否定。1897年，英国物理学家汤姆森发现电子，打开了人类通向基本粒子物理学的大门。第二年，汤姆森提出了“枣糕式”原子模型，指出原子是由带正电的粒子和带负电的粒子共同组成的，并且正电荷粒子质量远大于负电荷粒子，汤姆森的原子模型对道尔顿的原子不可分割性是一次重大的否定。1911年，英国物理学家卢瑟福在α粒子大角度散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，原子的核式结构被发现是对汤姆森“枣糕式”原子模型的彻底否
定，同时也使人类对原子结构的认识向前迈进了一大步。1913年，卢瑟福的学生，丹麦物理学家玻尔根据量子论提出了电子在核外的量子化轨道，这就是原子核式结构——玻尔模型。玻尔模型解决了原子结构的稳定性问题，给我们描绘出一个近乎完美的原子结构，对卢瑟福的理论又是一次否定。然而，玻尔模型虽然取得了巨大成功，但在解释具有两个或多个电子的原子所发出的光谱时遇到了困难，因为玻尔模型只是一个经典理论与量子理论相结合的产物，是不完善的。玻尔之后，经过海森堡、薛定谔、玻恩、狄拉克等多位科学家的努力，终于建立了以现代量子力学为基础的原子结构模型，这就是我们今天耳熟能详的电子云模型，电子云模型是对玻尔模型的又一次重大否定。科学理论的发展就是这样，在否定之否定的过程中曲折地前进。但是，这种否定之否定绝不是简单地循环和重复，而是螺旋式地上升。也正是因为这种螺旋式地上升，才使得今天的人们对原子结构有了比较清晰的认识。
在二十一世纪的今天，物理学的发展越来越离不开哲学。同样，哲学的发展也需要物理学来促进。哲学没必要也不可能对问题进行具体的探索，然而哲学却可以指明前进的方向。翻开物理学的历史就可以知道，许多科学发现都有哲学的影子。从泰勒斯的物质不灭思想到近代的质量守恒定律，从亚里士多德的运动不灭思想到动量、能量守恒定律的建立，其实质就是哲学思想的科学化。在实验科学日益发达的今天，科学理论仍然会受到哲学思想的影响。例如当爱因斯坦创立了广义相对论后，当人们想用实践对它进行检验，一些人担心这一理论如果错了该怎么办，爱因斯坦答道：“那一定是上帝错了。“因为爱因斯坦坚信相对论是那样的完美，以至于它不可能是错的。
由此我们可以看出，物理学和哲学像一对孪生兄弟，它们俩一刚一柔、相互促进、共同发展。虽然从十七世纪开始物理学和哲学分道扬镳了，但实际上它们却从来没有，——也永远不会分开，难道不是这样吗？
参考文献
[1] 恩格斯．自然辩证法．北京：人民出版社，1971．
[2] 申先甲．物理学思想史．长沙：湖南教育出版社，1993
[3] 李艳平等．科学的遗憾．北京：科学出版社，1998
[4] 袁运开．现代自然科学概论．上海：华东师范大学出版社，2002．
[5] 于永洲．关于原子结构的早期猜想．中国教育技术装备，2009，1．