不受外力的情况的构想

不受外力的情况的构想

引语：人类应用科学来认识自然，其思维过程的演变是从具体到抽象，再从抽象到具体。以客观存在的事物为原型，以概念为中介，抛开思考对象的实际情况，建立理想化模型，是科学上经常用来认识自然规律的方法。比如，几何中没有大小的“点”、没有粗细的“线”、没有厚薄的“面”，都是从实际物体中抽象出来的模型，反过来又成为认识自然界物体的基本依据。以排除具体为特征抽象出来的研究模型，理想化了实际现象，突出了主要因素，抓住了事物本质，达到了对客观事物的具体认识，再通过反作用于客观事物进行检验，就能建立起正确的科学结论。通过客观事实、抽象具体模型、理想化实际现象，是科学研究的一种重要思维方式，也是认识事物本质特征的一种基本方法。

人们从生活中直接观察到的情况是：人用力推车，车就会运动；人停止用力，车就会停下来。古希腊的著名学者亚里士多德就依据日常生活中的经验断言：物体的运动需要依靠外力来维持。也就是说，当物体不受外力的时候，原来运动的物体就会停止运动。亚里士多德是学术界的权威，人们顶礼膜拜的“圣人”， 加上这一结论与人们在生活中观察到的情况是相符的，因而，亚里士多德的论断自然被公认为真理。

这一学术成就，被当作经典，在两千多年的漫长岁月中，一直被认为是力和运动关系最正确的表述。谁如果就此问题提出疑问，就是在公开挑战亚里士多德，不仅会遭到世人的嘲讽和打击，而且还会被认为精神有问题。

意大利著名物理学家伽利略却没有像世人一样，轻易地相信单凭直观经验得到的结论。他想验证亚里士多德的论断，可是不受力情况却找不到，自然“不受力物体就静止”就得不到验证。

怎么解决这个问题呢？

伽利略想到，亚里士多德的论断要用实验验证，才能判断它的真伪。他通过实验发现，让一个小球从一个斜面滚下，会滚到第二个斜面上，而且它们的高度差并不多。他还发现，斜面越光滑，相差就越小。于是，他做出一个推测：如果没有摩擦，小球在第二个斜面上就一定会达到与第一斜面上相同的高度。伽利略作出进一步的推理：如果第二个斜面变成一个无限长的光滑的水平面，小球就会沿着水平面永远地运动下去。

伽利略想，这不就是物体不受外力的情况吗？于是他推出一个与亚里士多德相反的结论：一个运动着的物体在不受外力作用的时候，保持原有的运动状态，做匀速直线运动。

伽利略抛开了物体的实际情况，从中抽象出“没有摩擦” “无限光滑的水平面”，进而得到“不受外力”这一现实生活不可能存在的情景，构成深刻反映该事物本质的简单化、理想化的形象，打破了被世人公认了两千多年的亚里士多德的观点，开启自然科学研究方法的先河，闯开人类走向科学认识之路。伽利略也因此被推崇为“自然科学之父”。

启示：孩子们往往会被现象的表象所迷惑，不会找到问题的内在本质。家长要引导孩子学会应用抽象思维，突出事物的主要因素，再现客观事物的本质，凸现客观规律的基本作用，从而为正确把握客观规律找到依据。就像伽利略一样，从小球从一个斜面下滑可以滚到另一个斜面上，斜面越光滑、小球的高度差越小这一事实出发，理想化了实际情景，抽象建立“光滑的水平面”这一模型，从而得出惯性定律。

训练支招：

（1）引导孩子学习抽象思维能力，建立模型来认识事物，从而形成把握事物本质的能力。

（2）引导孩子，在用抽象思维认识事物时，一定要以客观存在的事物为原型。通过理想化的方法来得出结论时，必须以客观事实为基础，还必须有一定的科学依据。

（3）要让孩子明白，通过抽象思维认识得到的规律、通过理想化方法得到的结论，都必须要通过实践来检验其正确性。