二、学习物理的方法

具体知识的获取犹如获得一些食物，总会有吃完的时候；而掌握了科学的获取知识方法则好像获得了一支猎枪，随时可以获取“猎物”。著名天文学家拉普拉斯说过：“认识一种天才的研究方法，对于科学的进步，并不比认识天才的发现本身更少用途。”因此，我们在学习物理前应该学会一些科学的研究方法，这不仅对今天的学习有益，而且对今后的创造性的工作也会有所帮助，错误的方法不仅感受不到物理之美，更会把物理视为畏途。

1．要善于观察，在观察的过程中学习物理

物理学是研究自然界中物理现象的科学。这些现象包括力现象、声音现象、热现象、电和磁现象、光现象、原子和原子核的运动变化等现象。学习物理的主要任务就要研究这些现象，找出其中的规律，了解产生这些现象的原因，并使人类知道和掌握，以更好地为生产和生活服务。人们周围的世界就是由物质构成的，许多生产和生活现象都是物理现象，要学好物理，就要认真观察周围存在的各种物理现象。

观察是在事物或现象的自然状态下，通过感官去认识事物或现象，可以说，没有观察就没有物理学。例如，大科学家牛顿就在观察中发现苹果从树上落到地上，并对此提出疑问。

2．要善于思考，在思考中学习物理

如果仅观察，不思考也达不到学习效果。开普勒是一位视力极差的天文学家，他的研究素材完全依靠他的老师、天文学家第谷长期天文观察的结果。第谷在赫芬岛上建立了天文台，在那里辛勤观测20年之久。每当夜深人静，他都在月下静坐，凝视天空。他的工作细致、准确到令人惊讶的地步——他利用肉眼测量的各个行星的角位置的误差小于0.067度。第谷逝世后，他观察的浩若烟海的资料传给了开普勒。第谷长于观察，但缺乏理论思维能力；开普勒勤于思考，他对第谷的资料进行了长期的研究，总结出著名的开普勒三定律。

3．要重视实验，勤于实验，在实验的基础上掌握物理规律

物理学是一门以实验为基础的学科。许多物理规律都是从模拟自然现象的实验中总结出来的。多做实验可以帮助我们形成正确的概念，增强分析问题解决问题的能力，加深对物理规律的理解。宋代诗人陆游曾说：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”也就是说，要获得知识，仅靠书本是不够的，还必须我们亲身实践，把知与行、脑与手结合起来。实验是指在控制事物或现象的条件下用感官去认识事物或现象。实验是研究物理的极重要的手段。丁肇中教授说：“自然科学不能离开实验的基础，特别是物理学是在实验中产生的。”我国教育制度的弊端之一，就是培养了不少理论知识基础较强而动手能力较差的学生，其原因之一，就是对实验重视不够。实验动手能力和一个人的创造能力有极密切的关系，因此，我们必须重视实验。

4．重视物理思维方法的开发

在中学学习阶段，对学习物理的思维方法应该有所了解。学习物理的思维方法是一个很大的范畴，包括抽象思维、形象思维、直觉思维等。以抽象思维而言，又有众多的方法，在逻辑学中都有严格的定义。

（1）分析和综合

分析是把研究对象进行分解，然后再加以研究的一种方法，简言之，分析就是从整体到部分的思维方法。综合则是把研究对象的各部分联系起来，从而在整体上把握事物的本质和规律的方法。简单地说，综合是从部分到整体的方法。有些物理问题，如果我们从整体上去把握，往往会收到意想不到的简捷的效果。

（2）归纳和演绎的方法

从个别事实出发，推出普遍性结论的方法称为归纳法。简言之，归纳是从个别到一般的方法，从一般性知识的前提出发，推出特例性知识结论的方法称为演绎法。简言之，演绎是从一般到个别的方法。牛顿说过：“在实验中各个定理都是从现象中推论出来的，然后再通过归纳而成为普遍的原理。”爱因斯坦也说过：“适合于科学幼年时代的归纳为主的方法，正在让位于探索性的演绎法。”总之，牛顿和爱因斯坦，这两位物理学界的泰斗，都从不同角度出发，对归纳和演绎的方法给予了高度的评价。演绎，也是常用的方法。例如，从一般性的规律进行特例讨论，就是一种演绎法。

（3）理想化方法

物理学研究的理想化方法包括理想实验和理想模型。所谓理想实验，就是指运用逻辑推理手段，想象出对理想化客体的“实验”，实际上是一种逻辑推理过程，是在思想上“做实验”。伽利略的理想斜面实验就是首创了把经验事实和抽象思维结合起来的研究方法，爱因斯坦高度评价说：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一。”

（4）等效法

美国大发明家爱迪生有一位助手，名叫阿普顿，他的数学很好。有一次爱迪生交给他一个任务，请他测量一个电灯泡的容积。阿普顿对灯泡的形状作了反复的测量，一次又一次地计算，几小时过去了，灯泡的容积还未测出。爱迪生知道后很不满意，他取过灯泡，倒满了水，然后把水倒进量筒里，测出量筒里水的体积，很快就知道了灯泡的容积。爱迪生在这件事情的处理上比阿普顿高明的地方，就是他巧妙地使用了一种思维方法——“等效法”。在物理学发展历史中，物理学家们也经常使用这种方法，例如，爱因斯坦的广义相对论，就是建立在“引力场与参考系的相当的加速度在物理上完全等价”的所谓“等效原理”的基础之上的。

（5）几何方法

对称也是一种重要的思维方法。起初，人们接触到的是几何图形的对称性。以后，随着人们对自然界认识的深化，对称的概念已不局限于空间图形了。例如，季节的轮回、钟表等时间上的周期性可以理解为时间的对称，自然界运动规律在空间和时间中的不变性则是运动规律的对称等。对具体的物理问题而言，运用对称的方法往往可以化繁为简。

（6）图形法

用图形来研究物理问题也是一种常用的方法。美国数学家斯蒂恩说：“如果一个特定的问题可以转化为一个图形，那么，思想就整体地把握了问题，并且能创造性地思索问题的解法。”用图形来研究物理问题，具有直观、形象、便捷的特点。从思维方式的角度看，用图形研究物理问题是形象思维与抽象思维相结合的好方式。物理学中的几何方法主要是指图示法和图像法。