物理现象的非物理思考与非物理事件的物理思考
【案例一】“共振的力量”,当人们从外界再给某物体加上一个周期性的驱动力使它做受迫振动时,如果驱动力的频率接近该物体的固有频率时,物体所做的受迫振动最剧烈,振动的振幅达到最大,这种现象叫做“共振”。物体产生共振时,由于它能从外界的驱动源处取得最多的能量。
描述某人的情感引起他人相同的情感、某事件效应引起另事件相同的效应时也采用共振或共鸣一词。确实,人之间的情感与心灵的沟通也有类似的现象,当两个人具有相同的世界观、相似的经验背景、相似的志趣与理想,就会对对方的行为、语言、文字等,产生不自觉的心领神会、强烈的感受,甚至看穿彼此的内心、感应对方的情感,做到此时无声胜有声。有人把这种“心有灵犀一点通”、 心领神会、心照不宣的现象也称为“共鸣”。在课堂教学上,我们为了让学生走进物理、理解物理知识,也是在追求这样的效应吗?让师生、让学生与知识,产生共鸣、获得最好的沟通。
【案例二】“运动与变化”概念体系告诉我们,世界处于不断变化之中,静止是相对的,变化是绝对。不同的质量条件、不同的受力条件和初始条件,运动变化是不同的。这些观念也可以迁移到其他的领域。比如:一个落后的个人、集体、国家,会在一定的条件下向好的方向转变。我们不能因为一个孩子说过谎,以后就不再信任他。不要为自己的荣誉或过错被上沉重的包袱。
【案例三】“力的概念与泛化”。力是物体对物体的作用,在物理学中力的名称很多。按力的性质分有:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力……根据现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。按力的作用效果分,名称更多:压力、支持力、拉力、动力、阻力、浮力、向心力、回复力 ……也可以按其它标准来分,比如按产生条件分有 场力(非接触力)、接触力等;还有内力、外力,保守力、非保守力、耗散力等。
根据经典力学理论,力的作用效果主要有两个方面:使物体发生形变、改变物体的运动状态。力与形变之间的定量关系,可以由胡克定律来确定。力与运动状态改变之间的定量关系,可以由牛顿定律来确定。只要物体运动的初始状态已知,利用牛顿定律和有关的运动学公式,就可以计算并预测物体的运动规律。据此,人们甚至可以通过设定初始状态并控制力的作用,来控制物体的运行规律。这在实际应用中取得了巨大的成功,也给人们带来了许多有益的启示。
正是由于牛顿力学的巨大成功和诱人的魅力,力学的概念、力学的观点也在不同的领域里流行起来,人们乐意、喜欢用力学来解释事物,甚至包括一些非物理的现象,哪儿有未知数,哪儿就有力。物理学中有电力、磁力、核力、万有引力、弹力、摩擦力、热力等等;同样地,化学中有分子力、催化力、亲和力、内聚力等;生物学中有生长力、生命力、生殖力、视力、听力、消化力等等。更有意思的是,在社会科学的领域里也出现了许多力学的术语,比如:生产力、劳动力、购买力、国力、财力、人力、物力、智力等等,这些都是借助力的术语。就是在我们的日常用语中,也出现了许多借用力的概念,比如:说服力、记忆力、感染力、想象力、理解力、魅力、酒力、精力、心力、药力等等。这些形形色色的力,其实都不是经典力学意义上的力,但是用得恰到好处、妙不可言。由此也可看出,物理文化对人类语言文化产生了多么巨大的影响。
根据力的属性和借用力学相关规律来命名的用语就更加丰富了,如商品的吸引力、加速发展、经济杠杆、社会合力、寻求平衡、利益分解、弹性制度、工作重心、惯性与缓冲、冲突与摩擦、心灵的共鸣……实际上,人们不但在语言上借用力学名词,在处理实际问题时也经常借鉴力学规律。如用杠杆平衡的原理,来类比市场调节的经济规律;利用速度、加速度的关系来描述说明社会的发展或个人的进步情况等。用力的相互作用,来类比人际关系;用受力分析、力的合成与分解,来分析社会、企事业单位发展的动力机制等。
【案例四】“充电”,把直流电接到蓄电池两极,使蓄电池获得放电的能力。现比喻人们开展继续教育,进行知识更新。如:人的一生是学习化的一生,要不断充电,不断放电。这叫终身教育,或学习化的人生;平时注意学习,经常“充电”。 ………
【案例五】“熵”的概念,广义的熵是描述任何一种物质运动方式(包括生命现象)的混乱度或无序度。人们认为有序是世界一切财富的源泉,无序则是熵的增加。而一个封闭的系统,只能走向无序和衰落。只有在开放的环境中,系统不断与外界交换能量、物质和信息,才能较快地发展壮大。人类在以自己的劳动创造商品价值的同时,使地球上资源不断减少,能量加速消耗,环境日益恶化,也就是熵的增加。因此,科学家提出人类要节约、节育、增智,要从高熵社会走向低熵社会,走可持续发展之路。
…………… |