關(guān)于牛頓第一運動定律（高中）的教學

摘要：本文從幾個角度表明了現(xiàn)行高中物理教材中關(guān)于牛頓第一定律教學的一些問題，提出了一些新的觀點與方法

關(guān)鍵詞：自然觀 、方法論 、慣性

一、關(guān)于歷史與內(nèi)容

　　課本上將這一節(jié)（1）的內(nèi)容分成兩個部分，即將牛頓第一定律的內(nèi)容與建立牛頓第一定律的歷史區(qū)分開來。作者的這一增加學生的科學歷史觀的企圖無疑是正確的：“作為思想形式的自然科學，存在于且早已存在于一個歷史的連貫性中，并且為了自身的存在，它依賴于歷史思想……一個人除非理解歷史，否則他就不能理解自然科學（2）”�？墒�,另一方面，在作者看來,這樣一種對課本內(nèi)容的劃分是有疑問的。最起碼的是，這種劃分把牛頓第一定律當成一個不變的、終結(jié)性的東西。對牛頓之前，講了從亞里士多德以來的兩千年的歷史，而對牛頓之后卻什么也不講，這就使學生對牛頓第一定律的領(lǐng)悟有一種僵化的感覺。作者認為，在牛頓第一定律的歷史與內(nèi)容的關(guān)系中至少要考慮到下面兩個問題。

第一，課本上引述了一段亞里士多德的話：“必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來�！睂τ谶@樣的一種寫作方式與引述的這樣一段內(nèi)容，作者不敢茍同。從寫作方式上而言，作者認為，我們應當對在人類歷史長河中有卓越貢獻的人物的論述是肯定性的。要是在教科書中純粹來論述否定性的人物或否定性的結(jié)論的話，那何必要用亞里士多德來開刀呢，人類歷史長河中這類人物簡直是多得不計其數(shù)�；蛟S，這種陳述方式是來自于思想界的習慣。真像黑格爾所說（3）：“亞里士多德乃是從來最多才最淵博（最深刻）的科學天才之一，——他是一個在歷史上無與論比的人……雖然他許多世紀以來乃是一切哲學的教師,但卻從沒有一個哲學家曾被完全沒有思想的傳統(tǒng)這樣多地歪曲過,這些關(guān)于他的哲學的傳統(tǒng)的說法,過去一直被保持著,到今天情形還是如此。人們把與他的哲學完全相反的觀點歸之于他。柏拉圖的著作被廣泛地閱讀，亞里士多德則直到最近幾乎還未被認識，所流行的乃是關(guān)于他的一些最錯誤的偏見�！�

從內(nèi)容上而言，事實上，課本上引述的亞里士多德的話，同亞里士多德關(guān)于力和運動關(guān)系的論述是有出入的。關(guān)于這一個問題，由于太過于復雜，作者將另文論述，只是在這里需要指出：亞里士多德關(guān)于力與運動方面所論述的原義和這里大相徑庭；我們應當在古希臘哲學的背景中去領(lǐng)會亞里士多德關(guān)于力與運動關(guān)系的論述；或者可以更直截了當?shù)卣f，亞里士多德根本沒有講過引文中的話！（4）

仍然，我們通常認為經(jīng)典力學起源于人們對于亞里士多德物理學的批判。但從歷史的觀點來看，經(jīng)典力學毫無疑問與亞里士多德物理學及中世紀物理學有著緊密的關(guān)系。因而，我們不能用非此即彼的態(tài)度來給真實而復雜的歷史下一個粗暴而簡單的結(jié)論。

　　另外一點需要特別指出的是，根據(jù)作者的研究，由于牛頓第一定律與牛頓第二定律有本質(zhì)的區(qū)別（5）。與牛頓第一定律的發(fā)展有歷史淵源的亞里士多德物理學中的內(nèi)容不是力與運動的關(guān)系（事實上這是與牛頓第二定律的發(fā)展有歷史淵源的），而是亞里士多德關(guān)于“天然運動”（6）與“天然處所”的觀點。當然，這一點對一般的讀者來說可能太為難了，但作者有責任指出這一點。事實上，我們從牛頓所列舉（7）的關(guān)于牛頓第一定律的例子中就可看到這一蹤跡。

第二，慣性定律是人類理性在兩千多年的歷史長河中發(fā)展的產(chǎn)物，它不僅在牛頓之前經(jīng)歷了曲折的發(fā)展歷程，在牛頓之后也有了很大的發(fā)展。在這里特別一提的是愛因斯坦與諾特爾對慣性定律的發(fā)展所作出的創(chuàng)造性工作。特別是愛因斯坦在創(chuàng)建了廣義相對論以后，使得慣性定律變得更有包容性：“物理學定律比牛頓所想象的情況簡單得多。我們不需要對偏離慣性定律的情況作出解釋。因為根本不存在偏離慣性定律的情況，所有運動都是慣性運動，所有物體完全沿著時空的自然等直線運動。這些等直線的形狀則取決于對這些等直線進行觀測所處的參照系。在慣性參照系中，等直線碰巧是直線。在其他參照系中等值線為曲線。在慣性參照系與其他參照系之間不存在任何實質(zhì)的

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