摘 要：物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式、相互作用和轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科，是其他自然科學(xué)和工程技術(shù)的基礎(chǔ)。我們知道在以馬克思主義哲學(xué)為前提下，發(fā)展出了辯證唯物主義和歷史唯物主義，其哲學(xué)思想深入到了物理學(xué)的方法論中，包括哲學(xué)思辨，邏輯思維，觀察實(shí)驗(yàn)，數(shù)學(xué)演算，歷史總結(jié)等手段和方法，可見(jiàn)科學(xué)家們所依據(jù)的方法論是留給我們后人思考問(wèn)題的一份寶貴的精神財(cái)富。而理想化方法對(duì)物理學(xué)的發(fā)展起著不可替代的作用，它是一種哲學(xué)思辨，一種邏輯推演，一種思維想象。

關(guān)鍵詞：物理方法論；理想化方法；理想模型

1 什么是理想化方法

在探索物理現(xiàn)象，揭示物理規(guī)律，解決物理問(wèn)題的過(guò)程中我們都需要擬定理想過(guò)程，實(shí)施理想實(shí)驗(yàn)，建立理想模型。而理想化方法即為根據(jù)邏輯思維和科學(xué)抽象，有意識(shí)的突出研究主體，研究主要矛盾，忽略次要矛盾，剝離出物理問(wèn)題的雜質(zhì)，在大腦中建立起的一種理想化的模型，它忽略了原型中的次要因素，集中突出了問(wèn)題中起主導(dǎo)作用的因素，摒棄了次要矛盾，突出了主要矛盾，是一種辯證唯物主義的哲學(xué)思想在解決物理問(wèn)題中的應(yīng)用，所以理想模型是對(duì)原型的簡(jiǎn)化和純化，是原型的近似反映。從而使研究對(duì)象或者研究過(guò)程以某種理想化的純粹形態(tài)出現(xiàn)，以便準(zhǔn)確而又簡(jiǎn)明地揭示事物或現(xiàn)象的性質(zhì)及其規(guī)律的方法。

2 物理學(xué)中理想化方法的形式

2.1 理想模型

是指在物理實(shí)體的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象而建立起來(lái)的一種研究客體的模型。如，近代物理中的絕對(duì)黑體、目前對(duì)黑洞的研究中對(duì)維度的假設(shè)；又如，質(zhì)點(diǎn)、剛體、光滑面、彈簧振子、理想流體、理想氣體、點(diǎn)電荷等這些理想模型；還如，法拉第為了研究電磁學(xué)的方便，抽象出了電場(chǎng)線和磁感線，以其來(lái)近似代替該處的場(chǎng)強(qiáng)，這是一種理想模型法。也正是由于這些理想化的物理概念的引入才慢慢建立起正確性的物理規(guī)律。

2.2 理想過(guò)程

把自然界中事物復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程理想化，得到簡(jiǎn)單的理想過(guò)程。如，勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧振動(dòng)、簡(jiǎn)諧波、單擺、彈性碰撞、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、絕熱過(guò)程等系列理想過(guò)程。

2.3 理想實(shí)驗(yàn)

是一種形象思維與抽象思維相互作用的思維過(guò)程，借助于邏輯推理展開(kāi)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。如，伽利略在對(duì)力是否是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因這個(gè)命題以馬車(chē)為研究對(duì)象，對(duì)地面進(jìn)行不斷的潤(rùn)滑直至沒(méi)有摩擦的推理，并得出慣性定律；又如愛(ài)因斯坦在用了理想化方法抽象出很多“火車(chē)”和“站臺(tái)”，做了很多“理想實(shí)驗(yàn)”從而建立了相對(duì)論。

3 理想化方法的特點(diǎn)

3.1 理想化方法的特點(diǎn)之一是化繁雜為簡(jiǎn)易

在我們遇到的自然界的事物問(wèn)題中，幾乎沒(méi)有一個(gè)事物問(wèn)題是由單一因素所決定的，但是如果一股腦不分主次地去研究會(huì)顯得很雜亂無(wú)章，混亂繁雜，但當(dāng)我們使用理想化方法的解決思路，就會(huì)是問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)，思路清晰明了。如，在研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，地球的半徑為6千多公里，而地球距太陽(yáng)1.4億多公里，地球距太陽(yáng)的距離是地球本身半徑的2萬(wàn)多倍，所以在研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，為了研究問(wèn)題的方便將地球視為質(zhì)點(diǎn)，達(dá)到化繁為簡(jiǎn)的目的。

3.2 理想方法的特點(diǎn)之二是化抽象為形象

理想方法是一種抽象的過(guò)程，而建立起來(lái)后又是一種形象的狀態(tài)，如，在熱力學(xué)中，氣體從一個(gè)狀態(tài)變到另一個(gè)狀態(tài)，是很復(fù)雜的，很難處理的，因此我們引入了準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程，把氣體中間經(jīng)歷的狀態(tài)都視作平衡狀態(tài)，化抽象的變化過(guò)程為形象的無(wú)數(shù)個(gè)平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)化抽象為形象。使用理想方法后引入的概念是抽象的，但其對(duì)物理規(guī)律的解釋和物理框架的搭建又是形象的。

3.3 理想方法的特點(diǎn)之三是化假設(shè)為科學(xué)

理想化方法是將物體本身經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象而成為理想的研究對(duì)象，本身具有理想化的色彩，在現(xiàn)實(shí)中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，是以假設(shè)為前提的。如，伽利略的“理想斜面”實(shí)驗(yàn)就是利用用不斷減小斜面的傾斜角度至零，推導(dǎo)出不受力的物體將永遠(yuǎn)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性，即慣性定律。理想方法不僅要再現(xiàn)過(guò)去已經(jīng)感知到的直觀形象，而且還要以先前已獲得的科學(xué)知識(shí)為依據(jù)，經(jīng)過(guò)假設(shè)，推理，判斷等一系列邏輯上的嚴(yán)格論證，去建立一套新的模型。使之來(lái)源于現(xiàn)實(shí)，卻高于現(xiàn)實(shí)，具有科學(xué)性。而新理論是否正確是需要在實(shí)驗(yàn)中去檢驗(yàn)的，是一種假設(shè)為科學(xué)的方法。

3.4 理想化方法的特點(diǎn)之四化理想為實(shí)用

雖然理想化方法是一個(gè)抽象的思維方法，但其卻具有實(shí)用性的價(jià)值，因?yàn)槠洳](méi)有扭曲客觀世界，而是進(jìn)一步去揭示客觀世界蘊(yùn)含的內(nèi)在規(guī)律，讓人們更加清楚的簡(jiǎn)潔的認(rèn)識(shí)客觀物質(zhì)世界。而其建立起來(lái)的模型對(duì)問(wèn)題的解決具有實(shí)用性。如，在研究做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的速度和位移情況，我們可將物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程理想化處理為加速度不變的直線運(yùn)動(dòng)，這樣處理大大地減小了物體運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜過(guò)程，但也能直觀的描述物體運(yùn)動(dòng)的情況，具有實(shí)用性。

4 使用理想化方法的條件

運(yùn)用理想化方法時(shí)必須清楚的明白哪些是主要因素，哪些是次要因素，影響問(wèn)題的關(guān)鍵因素為主要因素，可忽略的因素為次要因素。其判斷的依據(jù)往往要視研究問(wèn)題的情況而定。比如，在研究芭蕾舞演員的肢體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，則不能把其當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)去處理，因?yàn)樗旧淼倪\(yùn)動(dòng)情況并不是次要因素，不能忽略不計(jì)；又如，在研究跑步的運(yùn)動(dòng)員跑步的位移情況時(shí)，則可以忽略他的肢體動(dòng)作，理想化其為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。

5 理想化方法的形式

5.1 物理?xiàng)l件的理想化

將事物進(jìn)行理想化處理的方法之一便是對(duì)其條件的處理，如，在某些物理過(guò)程中摩擦力是可以忽略不計(jì)的，視作理想情況，在物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們可以忽略空氣阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響。

5.2 物理過(guò)程的理想化

事物的運(yùn)動(dòng)過(guò)程往往是復(fù)雜的，但我們可以根據(jù)需要去理想化其物理過(guò)程，如，在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們忽略物體在空氣中所受到的阻力，認(rèn)為拋體只受重力的作用，對(duì)物理過(guò)程的理想化處理使解決問(wèn)題變得很簡(jiǎn)潔。

5.3 物理作用力的理想化

當(dāng)我們研究某些物理問(wèn)題時(shí)，需要忽略一些在對(duì)該問(wèn)題來(lái)說(shuō)為不重要的作用力，如研究地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力，可以不用關(guān)注其他天體對(duì)該衛(wèi)星的作用力，因此其他天體對(duì)其的作用力此時(shí)就視為非重要的作用力。又如，研究分子間作用力，則可忽略分子間的萬(wàn)有引力考慮分子間相互作用力。而有些摩擦力卻不能隨便忽略如，跑步的運(yùn)動(dòng)員，其摩擦力為動(dòng)力，傳送帶傳送物體時(shí)的摩擦力也為動(dòng)力，是不能忽略的，所以對(duì)摩擦力的忽略要視情況而定。

6 總結(jié)

可見(jiàn)理想模型具有抽象性、形象性、科學(xué)性和假設(shè)性等特點(diǎn)，所以在物理學(xué)研究中，建立理想化方法有利于發(fā)揮邏輯思維的作用，而且，理想模型又反映了一類(lèi)事物的共同屬性，所以它也有利于我們認(rèn)識(shí)客觀實(shí)物的內(nèi)在規(guī)律性。它在物理學(xué)的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。但并不是說(shuō)任何理想模型都是一成不變的，不能認(rèn)為放之四海而皆準(zhǔn)，它們只是物理學(xué)發(fā)展過(guò)程的一個(gè)產(chǎn)物，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及新實(shí)驗(yàn)新現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，原有的理想模型不斷得到補(bǔ)充修正，有的甚至被否定。

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作者簡(jiǎn)介

劉小琴（1994-），女，漢族，四川成都市人，碩士研究生，教育碩士，西華師范大學(xué)，研究方向：物理學(xué)科教學(xué)。