科学和哲学论坛连载之一：孩子.哲学.物理学
文字：姜水根供稿：教科室图片：时间：2005-06-02点击数：1274
[b]编者按[/b] 姜水根，浙江省宁波效实中学校长，一名优秀的物理教师，曾应邀为我校全体教师开设学术讲座，其渊博的学识及睿智的思维风格倍受广大教师赞誉。姜水根老师不满足于物理学科本身的教学研究，对基础物理及其教学进行了哲学思考，从哲学的角度来认识高中物理知识，开创了物理教学研究的新纪元，演绎着一名普通教育工作者纯粹的教育理想。本专栏将陆续呈现姜水根老师的相关文章，相信能给用心的读者一些启发与思考。
我们把人从幼儿到高中这段对社会对家庭尚不承担责任的无忧无虑的阶段称为孩子，这是人生中一个思想比较纯洁的阶段，处于这一阶段的人有没有哲学思考呢？
[b]一．哲学始于“好奇”[/b]
哲学在人类进化到一定阶段就产生了，至今已有几千年的历史。在此之前，它已经以神话的形式出现于人类的童年时期。有大量的证据表明，在人类的进化和人的个体的成长过程之间有一个对应的关系，个人认识世界的过程也与人类认识世界过程极其相似。如果我们留意的话，我们的确可以从孩子的身上看到哲学的萌芽，我们甚至可以觉察到，由于对世界充满好奇，哲学思考正是孩子的天性。
哲学在希腊语中就是“爱智慧”，每一个思维正常的人，包括是普通的孩子，都会有对哲学问题的思考。但成人往往忙于事务，而小孩子却保留天真，天真引发好奇，好奇引发思考。现在我们来考察孩子思考的三个哲学问题。
第一是关于宇宙及其有限和无限的问题。
我国宋代哲学家朱熹小时侯刚会说话，他的父亲就对他进行启蒙教育，指着天说：“上面是天”，朱熹就问：“天的上面又是什么呢？”《宋史》上记载陆九渊在四岁的时候问他的父亲，天地在哪里才是到头了？他的父亲笑而不答，陆九渊就陷入沉思，以至于废寝忘食。
英国哲学家波普尔在8岁的时候听人说太阳系和空间是无限的，波普尔对此感到困惑不解，怎么可能想象一个无限的空间呢？但是，如果空间有限，空间的外面又是什么呢？
在上海有两个小孩是邻居，大些的孩子原来是太湖边的人，他从乡下到上海来之前曾经在太湖中坐过船，他对小一些一直住在上海的孩子说：“太湖太大了，太湖是没有边的”。那个小一些的孩子，只见过黄浦江，从来没有见过还有比黄浦江大的太湖。不相信太湖会是没有边的。这样，两个孩子就“太湖有没有边”这个问题争论不休。最后小些的孩子就说：“太湖没有边是不可能的，如果没有边，我们住在哪里？”
现代的孩子受到了科学普及的教育，随着科普程度的不同，他们提问的起点也发生改变。在他们认为大地是平的时候，以为人们总是可以走到大地的尽头，于是他们想，一旦到了大地的尽头，人会不会掉下去爬不上来呢？当他们知道大地是球形的时候，他们又在想，地球那边的人的头是朝下的，怎么站得住呢，怎么不会掉下去呢？“好奇”使他们不断地产生问题。
第二是关于思维的问题。
人会思考，那么动物会不会思考？这对于成人不成问题，因为他们压根不去想它，孩子却很好奇。英国哲学家罗素在5岁的时候，家里人带他到海边去玩，他发现自己无法把礁石上的海弄下来，于是他就问姑姑：“海会思考吗？”
许多小孩子看见过蚂蚁搬骨头。一块骨头很重，一只蚂蚁搬不动，它就回去叫别的蚂蚁一起来搬，它们只要碰一下头就交换了信息。孩子们经常在想，蚂蚁会思考吗？蚂蚁有语言吗？
即便讲到人的思考，孩子也会提出大人们想不到的问题。有个资料介绍，有一个名叫蒂姆的6岁的孩子，一边忙着舔一个罐头，一边问：“爸爸，我们怎么肯定所有这些东西不是一个梦呢？”蒂姆觉得自己在忙着舔罐头。他想，如果他现在不是在真的舔罐头，而是梦中舔罐头，他怎么才能知道这两者之间的区别呢？
一个名叫乔丹的5岁小孩一天晚上8点钟上床以前问母亲：“如果我8点上床，早晨7点起床，我怎么知道短针只走了一圈？我非得不睡才知道吗？如果我稍微离开一会儿，说不定这短针就走了两次了呢。”
第三是关于规律性的问题。
有一个最常见的现象是，太阳每天从东方升起。小朋友会问：“明天太阳也会象今天一样从东方升起吗？”大人们一定认为这是肯定的。实际上，明天是我们未曾经历过的，我们根据以前经历过的事实能不能对未曾经历过的事件做出确定的、百分之一百把握的预见呢？
爱因斯坦在5岁的时候，他父亲给他一个罗盘，他看到指南针是以如此确定的方式行事，他想一定有什么东西深深地隐藏在事情的后面。
孩子所想的哲学的问题往往被大人们所忽视，甚至被我们这些从事基础教育的人所忽视。从上面的论述，我们可以看到，孩子对于许多哲学的基本问题都产生疑问，并进而引发思考，虽然我们不能指望这些孩子将来一定成为哲学家，但是我们可以肯定地说，孩子是有哲学思考的。
有一本全世界畅销的小说《苏菲的世界》，其中的主人公苏菲（一个女孩子）问：“我是谁？我从哪里来？”这个问题是一个非常普遍的问题，几乎是每一个孩子小时候都会提出来的问题。小孩子正是从这样的问题出发，关注世界的。倒是我们做父母的不够认真，随便打发孩子的提问，消磨了孩子的好奇心。而哲学家正是从这些问题出发，进而提出“人是什么？人类是从哪里来的？”这样的哲学问题。
哲学思考需要宁静的心境和闲暇的时间。那些为了生计在田地里多劳作、勤俭节约、不辞辛苦的人，那些谋文凭职称、图仕途升迁的人，所有那些视世俗利益高于一切的人，还有闲暇、还有兴趣思考“天的上面是什么”或者“罗盘的指南针为什么总是指南”这样的问题吗？恰恰是孩子能够超越现实，有这个闲暇，所以也恰恰是孩子能提出并去思考这样的问题。可以说，随着年龄的增长，随着社会责任和世俗利益的来临，人的作为哲学家的天性是越来越少了，只有那些极少数的人才能保持童心，从某种意义上来说，哲学家正是那些极少数保持童心的人，因为哲学始于“好奇”。
[b]二．游戏演绎哲理[/b]
哲学的道理叫哲理，科学的道理叫原理，如果我们说，“哲理和原理是相通的”，估计大家都会赞同，如果说，“孩子的游戏与哲理相通，进而与科学原理相通”，大家还会赞同吗？
让我们先来看看三位哲学家的思想。
第一位德谟克利特，他认为物质不是无限可分的，世界万物是由大小和形状不同的原子构成的，原子是构成物质的最小微粒，是不可分割的。德谟克利特认为如果物质是无限可分的话，所有的宏观物体就会象汤一样稀释了。德谟克里特的思想给人以特别透彻的洞察力。
第二位柏拉图，他认为现实的世界可分为两个领域，一个是我们看到的感官世界，另一个是理型的世界，是由我们的理性来认识的。他认为感官世界不过是真实世界由于火炬照耀而在山洞内的石壁上留下的影子而已。柏拉图的思想给人以相当玄妙的感觉。
第三位亚里士多德，我们现在只说他的分类思想，比如自然界里的生物可以分成植物和动物，动物分成脊椎动物和哺乳动物等。有了分类的思想，可以把世界上的每个事物放到适当的位置。亚里士多德的思想给人以十分清晰的印象。
在《苏菲的世界》中介绍了三个常见的孩子游戏，我们来看看它们是怎样演绎哲理的。
第一是“搭积木”，它是最常见的孩子游戏。积木很容易组合，虽然它们各不相同，但可以互相衔接，可以组合成房子、桥，然后把他们拆开，又可以组合成碉堡或别的东西，显然这是在演绎德谟克利特的原子构成世界万物的思想。
第二是“捉迷藏”，这也是孩子最常玩的游戏。一个儿童的眼睛被蒙上包布，他看不见周围的环境，只是凭着传来的声音和（外界）透过包布的光线的变化来对环境进行判断，来寻找躲藏起来的儿童，不难理解这是在演绎柏拉图的感官世界只是真实世界的影子的思想。
第三是“鬼猜谜”，这是最能训练儿童思维的游戏。屋子里的孩子们指定屋子里有的一个东西，让外面进来的儿童（他的角色是猜谜的“鬼”）来猜，他要通过发问进行判断，得到的信息只是“是”或“不”。例如：问：“是生物吗？”“不”，“是生活用品吗？”“不”，“是文具吗？”“是”，“是写字用的吗？”“不”，“是橡皮”。显而易见这是在演绎亚里士多德的分类的思想。
大家或许都有这样的认识：爱玩的孩子聪明，究其原因，就是因为游戏演绎哲理，如果我们创造一个成语的话，这就是“玩物生智”。
[b]三．成长中的思想[/b]
保持童心不等于保持哲学思维，迷恋游戏不等于通向哲学和科学，哲学必须经过思辩，科学必须经过实验。孩子的思想也是在思考和实践中成长。
我们先来考查与德谟克利特的物质结构有关的思想。小朋友除了搭积木之外，还在沙坑里造桥造房子，感受物体是由一些基本的单元构成的。进而小朋友学会了用剪刀剪纸，把纸剪开了，剪剩下来的小纸片还可以再剪成更小的小片，从感性上体验到物质是可以一分为二的，那么，如果一直剪下去，还能剪小片多少次呢？在小学高年级时学到的“一尺之杵，日取其半，万世不竭”的道理，其实就是物质可以无限分割的思想。等到他们在初中学习了化学，有了分子的概念之后，他们又会明白原来分割是有限度的，到了一定的限度，物质再分割就不是原来的物质了（比如水分子再分就不再是水了）。这样认识下来，人们对物质结构的认识就一步步得到加深。
再来谈谈与柏拉图的理型相关的思想。从捉迷藏来认识柏拉图的理型是远远不够的，高中物理中的电学黑箱问题，通过把黑箱接入电路，测得黑箱在电路中的电学量（电流、电压等），然后根据这些电学量对黑箱内部的元件的构成进行判断，电学量直接被我们测得，它们是内部元件的构成在外界的表现，经过类比，我们对柏拉图的感官世界和理型世界的理论就有了更深的体会。当学生学习了原子结构的理论之后，可以对柏拉图的“理型的世界，是我们的理性来认识的”有更深的理解。原子的结构是怎样的，人眼能看见吗？它的确是人眼永远也看不到的“理型的世界”，根据它的电中性人们提出了枣糕模型，根据原子的光谱，就提出了原子中电子振动模型，而根据α粒子散射实验，又否定了枣糕模型，提出了原子的行星模型，又由于原子的稳定性与氢光谱的规律，产生了玻尔模型。所有的这些模型，都不是直接的原子本身，并不存在于客观世界中，只存在于人们的观念中，只能靠理性来认识。
至于亚里士多德的分类的思想，也是不断地深化的。幼儿认识世界从指认具体事物“这是什么，那是什么”开始，逐步将物体进行分类，在学习了物理之后，将运动进行分类，机械运动可以分为直线运动和曲线运动……。这里实际上是从静物概念的分类到物理规律的分类。再进一步就是把思想方法进行分类，如质点、刚体、简谐运动、单摆、理想气体等是理想化模型方法；竖直上抛运动上升阶段和自由落体、光具成像的共轭关系及光路可逆性、从电流磁效应到电磁感应的发现等是对称方法；从平均速度向瞬时速度的逼近、从每小段功的累积求总功、电场中每一小段电势差累积求电势等是微元方法。
一个小孩子从玩游戏达到“玩物生智”，成长为大孩子后又要避免“玩物丧志”，这就需要不断地思索，不断地从大自然中吸取营养。可以说认识自然是掌握科学必由之路。
有一种儿童下的棋叫“斗兽棋”，它没有象棋和围棋那样的奥妙，而是有着简单的大小关系，这些棋子中“象”最大，依次是狮—虎—豹—狗—狼—猫—鼠，也就是说“鼠”最小，但“鼠”可以吃“象”，这种棋演绎的一个哲理是：任何事物都是受到制约的。还有一种儿童扑克，一副牌共6种，它们的关系是“癞痢”背“长枪”，“长枪”打“老虎”，“老虎”吃“小孩”，“小孩”捉“公鸡”，“公鸡”吃“蜜蜂”，“蜜蜂”叮“癞痢”，它也演绎了一个循环制约链。
中国哲学中有五行相生相克的道理，木、火、土、金、水是相生的（图中实线箭头），金、木、土、水、火是相克的（图中虚线箭头）。这个图向我们展示了世界上万物相互生化和制约的道理。大自然更向我们展示了世界是一个系统，图4表示的是大自然中的水循环系统。如果我们把图2所示的游戏规则，图3所示的辨证哲理，图4所示的自然规律对照起来，不是能看出其中有相同之处吗？一旦我们有了万物生化和制约这样的观念，再去认识物理公式表示的规律、物理教科书的插图，感受就大为深刻了，瓦特的离心节速器、无线电负反馈电路、产生电磁波的变化的电场和磁场、透镜成像光路图……，所有这些，不正是向我们展现某种哲理吗？
本文在写作和成稿过程中，得到宁波效实中学物理教研组陈青华老师的指导和帮助，在此深表谢忱。
参考文献：
1．张天飞等：《哲学概论》，华东师范大学出版社，1997年12月
2．乔斯坦•贾德著，萧宝森译：《苏菲的世界》，作家出版社，1996年1月