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什么是“物理學(xué)”?這是科技史，尤其是物理學(xué)史不可回避的一個十分基礎(chǔ)的課題。近年來物理學(xué)概念內(nèi)涵之演變引人關(guān)注，對這方面的了解將會給教授者、學(xué)習者一定的指導(dǎo)和啟示。

1、物理學(xué)概念的西方源起

“物理學(xué)”(即英語里的“physics”)，最早始見于古希臘亞里士多德的《物理學(xué)》一書，該書的中Mr.馮先生指出:這本“《物理學(xué)》是一門以自然界為特定對象的哲學(xué)。它不同于我們現(xiàn)在的物理學(xué)，但卻包括了現(xiàn)在的物理學(xué)，也包括化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)等等在內(nèi)，總之，涉及整個自然科學(xué)，它只研究自然界的總原理，是自然哲學(xué)”[1]。鑒于亞里士多德的《物理學(xué)》中有許多物理方面的錯誤結(jié)論，所以1949年因提出了宇宙起源的大爆炸學(xué)說而聲名大震的美籍前蘇聯(lián)物理學(xué)家喬治·伽莫夫曾指出:亞里士多德“在物理學(xué)領(lǐng)域中最重要的貢獻也許只是創(chuàng)造了這門學(xué)科的名字，”這個詞由古希臘“自然”一詞推演而來[2]。

2、中文“物理學(xué)”一詞的來源

1900年，日本人藤田豐八把飯盛挺造編寫的《物理學(xué)》譯成了中文，由當時上海江南制造局刊行。這本書是我國第一本具有現(xiàn)代“physics”內(nèi)容的稱為“物理學(xué)”的書。

如此說，并非1900年以前中國就沒有“physics”.東方的包括中國的近代科學(xué)都是從西方傳進來的，實際情況是從西方傳到中國遠比傳到日本還要早.不過1900年以前，我國譯述西方物理學(xué)著作沒有采用“物理學(xué)”的譯法，而是多譯為“格物學(xué)”或“格致學(xué)”.如1879年美國人林樂知將羅斯古編寫的一本物理書翻譯成漢語并命名為《格致啟蒙》，其中第二卷為格物學(xué)；1883年美國傳教士丁韙良(丁韙良，英文名Martin，1888年曾來中國傳教，接觸中國古代文明后曾提出“丁韙良猜測”:中國的“元氣說”曾影響過笛卡爾提出“以太”漩渦說)也將一本物理書譯為漢語，名字為《格物測算》.另外，國內(nèi)1886年有譯著《格致小引》，1889年又有《格物入門》出版。

大量史料表明:“格物學(xué)”或“格致學(xué)”就是“physics”的早期漢語意譯.這兩種譯法是“格物致知”一詞兩種形式的縮寫?！案裎镏轮币辉~源于儒家“致知在格物，格物而后知至”的思想.

應(yīng)該強調(diào)的是，日本學(xué)者指出:“特別值得大書一筆的是，近世中國的漢譯著述成為日本翻譯西洋科學(xué)譯字的依據(jù).”[3]日本早期物理學(xué)史研究者桑木或雄說:“在我國最初把‘physics’稱為‘窮理學(xué)’.明崇禎年間一本名叫《物理小識》的書，闡述的內(nèi)容包括天文、氣象、醫(yī)藥等方面.早在宋代，同樣內(nèi)容包含在《物類志》和《物類感應(yīng)》等著述中，這些都是中國物理著作的淵源.”[3]

2002年4月在北京召開了中國近現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)回顧與展望國際學(xué)術(shù)研討會，會上仍有學(xué)者認為將“physics”譯為“物理”不如譯為“格物”或“格致”更符合漢語文化.但是“物理學(xué)”一詞畢竟被中國人所逐漸接受，1902年京師大學(xué)堂在格致科下設(shè)物理學(xué)課目，1912年改格致科為理科，下設(shè)物理門.同年金陵大學(xué)設(shè)物理學(xué)課目，1918年商務(wù)印書館出版了由陳幌編寫的《物理學(xué)》，這是第一本國人命名為《物理學(xué)》的“physics”著作?？梢娢覈谩拔锢韺W(xué)”譯“physics”還是較晚的，1900年在德國普朗克已經(jīng)提出了能量量子化假說，標志著物理學(xué)跨人了現(xiàn)代的大門，量子力學(xué)的序幕已經(jīng)拉開.

必須特別指出的是，在中國“物理”一詞出現(xiàn)并不晚，不過含義不同于“physics”。明代呂坤(1536一1618)著有《呻吟語》，其中卷六第二部分名為“物理”，大體是有關(guān)物性學(xué)的，并用以引申一些關(guān)于人文及世界的觀點.宋代朱熹(1130一1200)等人常用“物之至理”或“物理”一詞.當代著名物理學(xué)家李政道曾引用唐代杜甫《曲江二首))中的詩句“細推物理須行樂，何用浮名絆此身”來說明物理一詞在盛唐時即已出現(xiàn)[4]。其實在中科院哲學(xué)研究所和北大哲學(xué)系編著的《中國哲學(xué)史資料簡編))(中華書局)“兩漢一隋唐”部分中就記載了三國時吳人楊泉曾著書《物理論》，是研究和評論當時有關(guān)天文、地理、工藝、農(nóng)業(yè)及醫(yī)學(xué)知識的著作。更久遠的有，在約公元前二世紀成書的《淮南子·覽冥訓(xùn)》中就有:“夫隧之取火于日，慈石引鐵，葵之向日，雖有明智，弗能然也，故耳目之察，不足以分物理;心意之論，不足以定是非”之論述.中國古代的“物理”，應(yīng)是泛指一切事物的道理.

3、關(guān)于“物理學(xué)”的一般傳統(tǒng)認識

一般的物理學(xué)教材或辭典手冊大都這樣介紹:物理學(xué)是研究物質(zhì)運動最一般規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)說。具體地說，按所研究的物質(zhì)運動形態(tài)和具體對象，它涉及的范圍包括:力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)和分子物理學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子和原子核物理學(xué)、基本粒子物理學(xué)、固體物理學(xué)以及對氣體和液體的研究等.物理學(xué)包括實驗和理論兩大部分，經(jīng)過實踐檢驗被證實為可靠的理論物理包括:理論力學(xué)、熱力學(xué)和統(tǒng)計物理學(xué)、電動力學(xué)、相對論、量子力學(xué)和量子場論.當然這些理論也只能是相對真理，有各自的局限性.運用物理學(xué)的基本理論和實驗方法研究各種專門問題，使物理學(xué)中各種新的分支不斷涌現(xiàn)和形成如流體力學(xué)、彈性力學(xué)、無線電電子學(xué)、金屬物理學(xué)、半導(dǎo)體物理、電介質(zhì)物理、超導(dǎo)體物理、等離子物理、固體發(fā)光、液晶及激光等。一些邊緣學(xué)科也隨物理的廣泛應(yīng)用而陸續(xù)形成如化學(xué)物理、生物物理、天體物理及海洋物理等等.

作為一門學(xué)科，物理學(xué)之存在須以以下幾個要素為前提:

1)一種描述性的通過自然現(xiàn)象之間的相互關(guān)系來理解和說明自然的自然觀.這種自然觀建立在兩個信念之上:其一是自然有可以被人們認識和理解的理性規(guī)律.“相信世界在本質(zhì)是有秩序的和可以認識的這一信念，是一切科學(xué)工作的基礎(chǔ).”(愛因斯坦語);其二相信自然是實存的，且具有近恒常性而不是唯心主義的迷夢或理念世界的幻影.

2)存在一種與上述自然觀相適應(yīng)的定量方法系統(tǒng)來處理現(xiàn)象，尤其允許可近似量化處理.具體而言就是公理化的邏輯與具有實用可操作性的數(shù)學(xué)體系，它可說是科學(xué)理論的骨架.

3)重視實驗，既把實驗看成理論的來源，又看成審判理論的法官.如果沒有實驗這一要素，科學(xué)即使能誕生往往也只能是一個封閉的理論構(gòu)架，雖自身可能邏輯自洽，但因缺乏證實或證偽機制而易流于玄想并喪失進一步發(fā)展的生命力.

4)社會和文化的需要.

4、《物理百科全書》關(guān)于“物理學(xué)”的解釋

美國麥格勞一希爾圖書出版公司1983年第5次出版由帕克主編的《物理百科全書))(科學(xué)出版社，1996年8月)，書中關(guān)于物理學(xué)的主要觀點如下:

物理學(xué)在以前稱為自然哲學(xué).物理學(xué)涉及自然的某些方面，它們可以通過一種基本的途徑，即依據(jù)一些基本原理和基本定律來加以理解.隨著時間的推移，不同的特殊學(xué)科從物理學(xué)中分了出來，形成自己的研究領(lǐng)域.(典型的分化論，本文作者注).在此過程中，物理學(xué)保持著它的本來面目:理解自然界的結(jié)構(gòu)和解釋自然現(xiàn)象。

物理學(xué)的最基本部分是力學(xué)和場論。力學(xué)涉及質(zhì)點或物體在給定力作用下的運動.場物理學(xué)則涉及萬有引力場、電磁場、核力場以及其他力場的起源、本質(zhì)和特性.力學(xué)和場論合在一起就構(gòu)成了理解科學(xué)上所提出的自然現(xiàn)象的最基本途徑，最終目的是要通過這兩個方面理解全部自然現(xiàn)象。

物理學(xué)的較古老的或者稱經(jīng)典的分法，是以自然現(xiàn)象的某些一般類型為基礎(chǔ)的.當時，對于這些自然現(xiàn)象是已經(jīng)知道特別適合于應(yīng)用物理學(xué)方法來研究的.按照這樣的分法，計有經(jīng)典力學(xué)及其分支天體力學(xué)、流體力學(xué)和彈道學(xué);熱學(xué)和熱力學(xué);氣體運動論和統(tǒng)計力學(xué);光學(xué)、聲學(xué);電學(xué)和電磁學(xué).這樣的分法現(xiàn)在都還通行，但其中有許多越來越有被列入應(yīng)用物理學(xué)或技術(shù)的分支的趨勢，越來越不屬于物理學(xué)本身的固有的分支了。

數(shù)學(xué)物理學(xué)用數(shù)學(xué)來研究物理現(xiàn)象，它包括所有各門物理學(xué)中較數(shù)學(xué)化的部分以及統(tǒng)計力學(xué)、量子力學(xué)、相對論和場論的絕大部分內(nèi)容.通常在數(shù)學(xué)物理學(xué)和理論物理學(xué)之間所作的區(qū)別是:對于后者，雖然形式上也全都是數(shù)學(xué)，但它被認為是更接近于實驗物理學(xué)的.然而，不論是數(shù)學(xué)物理學(xué)還是理論物理學(xué)都不可能真正與實驗物理學(xué)分開，因為一個對自然的完全理解，只有同時應(yīng)用理論和實驗才能得到。

在物理學(xué)的各個領(lǐng)域內(nèi)，其特點與其說是取決于所涉及主題的內(nèi)容，還不如說是取決于對所探索內(nèi)容的理解的精確性和深度.物理學(xué)的目的是通過數(shù)學(xué)建立一個統(tǒng)一的理論體系，它的結(jié)構(gòu)和行為要盡可能廣泛地復(fù)現(xiàn)整個自然界.其他科學(xué)只滿足于用本門學(xué)科的特殊局限概念來描述和聯(lián)系各種現(xiàn)象，而物理學(xué)則總是探索著把對同一現(xiàn)象的理解，作為一個特殊的表現(xiàn)形式而納入作為整體的自然界的基本統(tǒng)一結(jié)構(gòu).按照這樣的目的，物理學(xué)的特色就在于:精密的儀器設(shè)備、精確的測量以及通過數(shù)學(xué)來表達所得到的結(jié)果。

《物理百科全書》的這種特色說顯然有問題，既言特色就該是獨具的，可你能以此區(qū)分物理與化學(xué)嗎?化學(xué)家赫許巴赫的高論有助于我們在一定意義上區(qū)分理化:

“典型化學(xué)家高于一切的愿望是理解為什么一種物質(zhì)和其他物質(zhì)行為不同;而物理學(xué)家則通常期望尋找超出特定物質(zhì)的規(guī)律.”

5、朝永振一郎關(guān)于“物理學(xué)”的見解

朝永振一郎(1906一1979)是日本理論物理學(xué)家，因在量子電動力學(xué)方面的貢獻獲1965年諾貝爾物理學(xué)獎.

1977年10月是日本數(shù)學(xué)物理學(xué)會成立100周年，在紀念大會上，朝氏以“什么是物理學(xué)”為題目作了一個報告[5].但他只講了幾段物理學(xué)歷史及物理學(xué)與技術(shù)的關(guān)系，并沒有直接回答這個問題(至少從漢譯文看來如此).他說:“不過依我看來，物理學(xué)以像模像樣的自然科學(xué)形式出現(xiàn)，似乎是在開普勒、伽利略、牛頓時期才開始的.”開普勒主要研究行星圍繞太陽的運動，與開普勒不同伽利略則研究地上現(xiàn)象.牛頓將兩人的成果集中起來再進行深人研究，建立了牛頓三定律和萬有引力定律.

朝氏認為現(xiàn)代物理學(xué)的性質(zhì)有二:第一，采用觀測或?qū)嶒灧椒?第二，用數(shù)學(xué)來表達定律.

他認為我們要用物理學(xué)來了解存在于自然深處的規(guī)律，這個思想在考慮什么是物理學(xué)時不可忽視.朝氏強調(diào)物理學(xué)的進一步發(fā)展不僅使自身范圍擴大了，由力學(xué)發(fā)展到光、熱、電磁、原子和分子等方面甚至連化學(xué)等也納人了物理學(xué)范疇.有重新統(tǒng)一一切現(xiàn)象、整合一切學(xué)科的趨勢，我們不妨與分化論相對稱之為統(tǒng)一論.著名物理學(xué)家盧瑟福也有一句名言:“一切科學(xué)要么是物理學(xué)，要么是集郵術(shù).”[6]這可以看成物理學(xué)大統(tǒng)論的最簡潔的定義說明.

6、哥本哈根學(xué)派的觀點

以上的觀點雖有不同，但都不違背牛頓的說法:“自然哲學(xué)的目的在于發(fā)現(xiàn)自然界的結(jié)構(gòu)和作用，并且盡可能把它們歸結(jié)為一些普遍的法則和一般的定律—用觀察和實驗來建立這些法則，從而導(dǎo)出事物的原因和結(jié)果.[7]就是說科學(xué)的目的是發(fā)現(xiàn)客觀的與人無關(guān)的自然規(guī)律或真理.

這種思想在微觀領(lǐng)域受到了沖擊.

在這種領(lǐng)域，觀測對現(xiàn)象的影響是不可忽略的.因此以玻爾(N.Bohr)、海森伯(w.Heisenberg)為代表的量子力學(xué)哥本哈根學(xué)派斷言:認為物理學(xué)的任務(wù)是去發(fā)現(xiàn)自然界是怎樣的是錯的.物理學(xué)涉及的是關(guān)于自然界我們能說什么.“描述自然界的目的不在于提示現(xiàn)象的真實本質(zhì)，而只在于盡可能遠地把多種多樣經(jīng)驗的各個方面之間的關(guān)系追溯出來”(玻爾)[8]；“自然科學(xué)不是自然界本身，而是人和自然界之間關(guān)系的一部分，因而就依賴于人，有人的烙印”(海森伯)[8]；“當你尋求生活的和諧時，你必須永遠不要忘記，在生存的戲劇中我們自己既是演員又是觀眾.’，(玻爾)[8].顯然量子力學(xué)的科學(xué)觀與其前物理相比出現(xiàn)了巨大的變化.

7、“未來我們選擇怎樣的物理學(xué)?”一文的相關(guān)思想

S.M.Gruner和J.S.Langer在1995年第12期《Physics Today》以“未來我們選擇怎樣的物理學(xué)”為題發(fā)表了文章，認為物理學(xué)概念的演變就是被定義得越來越狹窄了.為了拯救物理，如今物理學(xué)家對物理學(xué)的定義不是根據(jù)那些特定的專業(yè)和領(lǐng)域，而是基于那些不同時期和不同研究活動結(jié)合為科學(xué)家共同體的一組概念工具.分別是:

l)在一組核心學(xué)科方面接受過高級訓(xùn)練.目前這些學(xué)科有力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)和量子力學(xué)等.

2)掌握了研究物理現(xiàn)象所使用的定量方法和整理數(shù)據(jù)的方法

3)有較強的抽象能力和打破常規(guī)的勇氣和精神、能超越特定研究對象的洞察力和對問題本質(zhì)的把握.

這些概念化工具比其他任何特征和標準更能使物理學(xué)家區(qū)別于其他科學(xué)家.最能體現(xiàn)物理學(xué)家與其他科學(xué)家不同的地方，不在于他們所涉及的領(lǐng)域，所研究的問題，而取決于他們所采用的研究方法和所尋求信息的特征.天文學(xué)家研究脈沖星，生物學(xué)家研究生命系統(tǒng)，物理學(xué)家對二者都關(guān)心，因此這兩者都是物理學(xué)的研究對象。

8、Mr.馮先生的觀點

縱觀20世紀物理學(xué)研究對象的擴展，從宏觀到微觀，從傳統(tǒng)的物理過程到化學(xué)過程(量子化學(xué))，從無生命的到有生命的……從不同角度看，學(xué)科既有分化又有統(tǒng)一整合，分化論與統(tǒng)一整合論都有道理都有事實依據(jù)，二者絕不是非此即彼、誓不兩立的關(guān)系.由于統(tǒng)一與分化學(xué)科得以向廣度和深度發(fā)展分化標志著科學(xué)局部發(fā)展的成熟，統(tǒng)一整合標志著科學(xué)整體認識上的深入.但也正由于統(tǒng)一與分化，使得現(xiàn)在很難用傳統(tǒng)的眼光來界定什么是物理學(xué)。一位外國物理學(xué)家風趣地自問自答:What is physics?Physics is what physicists do.按邏輯，人們應(yīng)繼續(xù)問:what are physicists?答案可借鑒上面提到的Gruner和Langer關(guān)于物理學(xué)家共同體概念給出.

Mr.馮先生說[9]:“我想給這句話加個注解.物理學(xué)家所作的研究怎樣才算得上是物理工作?論文能為國際上公認的物理雜志或物理學(xué)術(shù)會議所接受，可算得是一條充分條件”1995年在我國廈門召開了第19屆國際統(tǒng)計物理大會.大會的論文摘要中出現(xiàn)了按傳統(tǒng)的觀念不像物理名詞的詞匯，如細菌生長、生物進化、生物膜、輪軸藻細胞、細胞色素C、厄爾尼諾、南方振蕩、紅血球、心率、鳥兒為什么一起飛、免疫網(wǎng)絡(luò)、曲折的河流、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、沙堆模型、交通流量等等.“可見，今天已不可能再用研究對象來界定什么是物理學(xué)，物理學(xué)是所有自然科學(xué)和工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)，物理學(xué)代表著一套獲得知識、組織知識和運用知識的有效步驟和方法.把這套方法運用到什么問題上這問題就變成了物理學(xué).”[9]這與Gruner和Langer的觀點在精神上是相似的.

諸年來還有另一現(xiàn)象影響著人們對物理學(xué)看法的改變.

現(xiàn)在有不少物理專長人才畢業(yè)后不搞物理這就要求物理學(xué)必須相應(yīng)有所改變.1996年國際大學(xué)物理教育學(xué)術(shù)研討會在美國馬里蘭大學(xué)召開.大會發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表示，在美國有超過60%的物理專業(yè)畢業(yè)生進人了各工業(yè)部門，獲得學(xué)士學(xué)位的畢業(yè)生中有超過2/3的人不從事物理方面的工作，英國的統(tǒng)計數(shù)字大體與美國相似.在我們國內(nèi)也存在這一現(xiàn)象按傳統(tǒng)看法這是“用非所學(xué)”，是人才培養(yǎng)上的浪費.Mr.馮先生認為這是正?，F(xiàn)象，他說:“一個人學(xué)了物理學(xué)之后干什么都可以，他的物理學(xué)沒有白學(xué)……在我看來，對于學(xué)物理學(xué)的人無所謂‘改行，……’[9].深圳市帝龍科技有限公司總工程師、光電技術(shù)所所長宋菲君也說過:“有什么比掌握‘四大力學(xué)’更困難?能夠掌握四大力學(xué)的人只要下功夫，從事什么職業(yè)都會有所建樹.物理學(xué)工作者特別適合于從事高新技術(shù)開發(fā)，做創(chuàng)新的工作.”[10]趙、Mr.馮先生的說法，只有在打破過去對物理專業(yè)的認識，徹底樹立物理學(xué)方法論的新物理觀基礎(chǔ)上才能得以正確理解.

9、啟示

前面的關(guān)于“物理學(xué)”的觀點，有同有異，莫衷一是.但可以肯定的是，“物理學(xué)”概念的內(nèi)涵己經(jīng)且正在發(fā)生著演變?nèi)绻f物理學(xué)過去在物質(zhì)和精神上曾很好地造福于人類，各種輝煌成就的取得與物理學(xué)家的打破常規(guī)的勇氣和探索精神密不可分那么，今天和明天的人們將進一步認識到物理學(xué)是一套獲得、組織、運用和探求知識的有效方法，這是至關(guān)重要和更有意義的.這樣的認識無論對學(xué)習物理的人還是教授物理的人都應(yīng)成為其指導(dǎo)學(xué)習工作的原則一旦物理學(xué)方法論思想真真實實地被人們所掌握，那么學(xué)習物理的人就不再會滿足于背點概念公式做幾道題，而是更注重在一定的基礎(chǔ)上對物理思想、物理方法的領(lǐng)悟，并能在諸多領(lǐng)域得以應(yīng)用.當然，物理方法不是空談即能掌握的，它只能形成于良好的物理專業(yè)素質(zhì)之上.這要求廣大物理教師必須致力于履行素質(zhì)教育.良好的物理專業(yè)素質(zhì)主要體現(xiàn)為清晰全面準確的物理思想、扎實的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和較好的實驗?zāi)芰讉€方面，簡言之，即具備良好的理論素質(zhì)及實驗素質(zhì)，且對學(xué)生打基礎(chǔ)而言這二者同等重要，不可偏廢。2002年6月20Mr.馮先生在CCTV的“東方之子”欄目中說得好:“在學(xué)校成績好，就做理論;動手能力強，就做實驗.這種觀點是完全錯誤的。很多成功的實驗物理學(xué)家都精通理論，做實驗最重要的是找題目，動手能力、做法是次要的”

另一方面，物理學(xué)發(fā)展史告訴我們，一流的理論物理學(xué)家往往也具有扎實的實驗基礎(chǔ)。牛頓做過許多著名的實驗，愛因斯坦讀大學(xué)時也曾用很大精力做實驗，這對他后來獲得巨大的理論成功至關(guān)重要.

“物理學(xué)是一門實實在在的科學(xué)，是一門久經(jīng)考驗的科學(xué)，是一門偉大而艱巨的科學(xué)，那些曇花一現(xiàn)的理論、學(xué)說和物理學(xué)是無可比擬的，那些在改革浪潮中用蠱惑人心的語言裝飾起來的雕蟲小技更是不值一提，物理學(xué)的發(fā)展就像宇宙演變一樣永不止息[11]。

這話感情色彩較濃，但不無道理.

其他答案1：

其他答案2：

物理學(xué)是了解物體原理的一門學(xué)科
可以讓我們了解到物體的本質(zhì)上的內(nèi)涵
物理學(xué)包含很多電學(xué)
聲學(xué)
光學(xué)
原子學(xué)
力學(xué)等等

其他答案3：

歸納總結(jié)研究事物發(fā)展的規(guī)律，思考宇宙的原理。其實就像你扔一塊石頭，你知道它會掉下去?？墒莿e人問你為什么，你說有重力，別人又問為什么有重力，重力是什么，就是這樣不斷地質(zhì)問研究探索原因，這就是物理。

其他答案4：

研究自然現(xiàn)象的