二、學習物理的方法

具體知識的獲取猶如獲得一些食物，總會有吃完的時候；而掌握了科學的獲取知識方法則好像獲得了一支獵槍，隨時可以獲取“獵物”。著名天文學家拉普拉斯說過：“認識一種天才的研究方法，對于科學的進步，并不比認識天才的發現本身更少用途。”因此，我們在學習物理前應該學會一些科學的研究方法，這不僅對今天的學習有益，而且對今后的創造性的工作也會有所幫助，錯誤的方法不僅感受不到物理之美，更會把物理視為畏途。

1．要善于觀察，在觀察的過程中學習物理

物理學是研究自然界中物理現象的科學。這些現象包括力現象、聲音現象、熱現象、電和磁現象、光現象、原子和原子核的運動變化等現象。學習物理的主要任務就要研究這些現象，找出其中的規律，了解產生這些現象的原因，并使人類知道和掌握，以更好地為生產和生活服務。人們周圍的世界就是由物質構成的，許多生產和生活現象都是物理現象，要學好物理，就要認真觀察周圍存在的各種物理現象。

觀察是在事物或現象的自然狀態下，通過感官去認識事物或現象，可以說，沒有觀察就沒有物理學。例如，大科學家牛頓就在觀察中發現蘋果從樹上落到地上，并對此提出疑問。

2．要善于思考，在思考中學習物理

如果僅觀察，不思考也達不到學習效果。開普勒是一位視力極差的天文學家，他的研究素材完全依靠他的老師、天文學家第谷長期天文觀察的結果。第谷在赫芬島上建立了天文臺，在那里辛勤觀測20年之久。每當夜深人靜，他都在月下靜坐，凝視天空。他的工作細致、準確到令人驚訝的地步——他利用肉眼測量的各個行星的角位置的誤差小于0.067度。第谷逝世后，他觀察的浩若煙海的資料傳給了開普勒。第谷長于觀察，但缺乏理論思維能力；開普勒勤于思考，他對第谷的資料進行了長期的研究，總結出著名的開普勒三定律。

3．要重視實驗，勤于實驗，在實驗的基礎上掌握物理規律

物理學是一門以實驗為基礎的學科。許多物理規律都是從模擬自然現象的實驗中總結出來的。多做實驗可以幫助我們形成正確的概念，增強分析問題解決問題的能力，加深對物理規律的理解。宋代詩人陸游曾說：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”也就是說，要獲得知識，僅靠書本是不夠的，還必須我們親身實踐，把知與行、腦與手結合起來。實驗是指在控制事物或現象的條件下用感官去認識事物或現象。實驗是研究物理的極重要的手段。丁肇中教授說：“自然科學不能離開實驗的基礎，特別是物理學是在實驗中產生的。”我國教育制度的弊端之一，就是培養了不少理論知識基礎較強而動手能力較差的學生，其原因之一，就是對實驗重視不夠。實驗動手能力和一個人的創造能力有極密切的關系，因此，我們必須重視實驗。

4．重視物理思維方法的開發

在中學學習階段，對學習物理的思維方法應該有所了解。學習物理的思維方法是一個很大的范疇，包括抽象思維、形象思維、直覺思維等。以抽象思維而言，又有眾多的方法，在邏輯學中都有嚴格的定義。

（1）分析和綜合

分析是把研究對象進行分解，然后再加以研究的一種方法，簡言之，分析就是從整體到部分的思維方法。綜合則是把研究對象的各部分聯系起來，從而在整體上把握事物的本質和規律的方法。簡單地說，綜合是從部分到整體的方法。有些物理問題，如果我們從整體上去把握，往往會收到意想不到的簡捷的效果。

（2）歸納和演繹的方法

從個別事實出發，推出普遍性結論的方法稱為歸納法。簡言之，歸納是從個別到一般的方法，從一般性知識的前提出發，推出特例性知識結論的方法稱為演繹法。簡言之，演繹是從一般到個別的方法。牛頓說過：“在實驗中各個定理都是從現象中推論出來的，然后再通過歸納而成為普遍的原理。”愛因斯坦也說過：“適合于科學幼年時代的歸納為主的方法，正在讓位于探索性的演繹法。”總之，牛頓和愛因斯坦，這兩位物理學界的泰斗，都從不同角度出發，對歸納和演繹的方法給予了高度的評價。演繹，也是常用的方法。例如，從一般性的規律進行特例討論，就是一種演繹法。

（3）理想化方法

物理學研究的理想化方法包括理想實驗和理想模型。所謂理想實驗，就是指運用邏輯推理手段，想象出對理想化客體的“實驗”，實際上是一種邏輯推理過程，是在思想上“做實驗”。伽利略的理想斜面實驗就是首創了把經驗事實和抽象思維結合起來的研究方法，愛因斯坦高度評價說：“伽利略的發現以及他所應用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一。”

（4）等效法

美國大發明家愛迪生有一位助手，名叫阿普頓，他的數學很好。有一次愛迪生交給他一個任務，請他測量一個電燈泡的容積。阿普頓對燈泡的形狀作了反復的測量，一次又一次地計算，幾小時過去了，燈泡的容積還未測出。愛迪生知道后很不滿意，他取過燈泡，倒滿了水，然后把水倒進量筒里，測出量筒里水的體積，很快就知道了燈泡的容積。愛迪生在這件事情的處理上比阿普頓高明的地方，就是他巧妙地使用了一種思維方法——“等效法”。在物理學發展歷史中，物理學家們也經常使用這種方法，例如，愛因斯坦的廣義相對論，就是建立在“引力場與參考系的相當的加速度在物理上完全等價”的所謂“等效原理”的基礎之上的。

（5）幾何方法

對稱也是一種重要的思維方法。起初，人們接觸到的是幾何圖形的對稱性。以后，隨著人們對自然界認識的深化，對稱的概念已不局限于空間圖形了。例如，季節的輪回、鐘表等時間上的周期性可以理解為時間的對稱，自然界運動規律在空間和時間中的不變性則是運動規律的對稱等。對具體的物理問題而言，運用對稱的方法往往可以化繁為簡。

（6）圖形法

用圖形來研究物理問題也是一種常用的方法。美國數學家斯蒂恩說：“如果一個特定的問題可以轉化為一個圖形，那么，思想就整體地把握了問題，并且能創造性地思索問題的解法。”用圖形來研究物理問題，具有直觀、形象、便捷的特點。從思維方式的角度看，用圖形研究物理問題是形象思維與抽象思維相結合的好方式。物理學中的幾何方法主要是指圖示法和圖像法。