课外读物课堂实录【2】

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破解新课程高中物理教材（5）几个基本概念

关于机械运动的概念及其他

关于机械运动概念的提法，新老教材有所不同。

老教材：机械运动是指一个物体相对于别的物体的位置改变。

原教材：机械运动是指物体相对于其他物体的位置改变。

新教材：机械运动是物体的空间位置随时间的变化。

老、原教材说法相差不多，新教材的说法则不同。

从理论上讲，老、原教材的说法比较严谨和客观，而且避免了引起“牛顿绝对空间”的嫌疑，不足之处是没有提到时间，可以说不太全面。而新教材的说法是比较全面的，但不太严谨。问题就在于它提到了“空间位置”，但究竟什么是“空间位置”又不作说明。当然什么是空间位置，一般人头脑中都有概念（虽然不一定大家都相同），但这种概念是生活化的，最大缺点就是不严谨，而严谨是物理学所追求的。

这里提到的“空间位置”和“时间”极容易使人形成“绝对时空观”（这种时空观或许本就根植于普通人的头脑中）。当然，“绝对时空观”本就是牛顿力学的先设条件，高中学的是牛顿力学，让学生有个“绝对时空观”的印象，既符合学生循序渐进的认知规律，也符合物理学发展的历史规律，所以无可厚非。为了以后建立“相对论时空观”时容易一点，或者为了教材整体表述上不出现逻辑性的矛盾，就努力避免容易引起“绝对时空观”的说法出现，反而是急于求成、一步到位的不科学做法。

所以，从理论上讲，这两种说法各有侧重，不好说谁优谁劣。

剩下的问题就是学生理解的角度，哪一种说法更通俗易懂了。我当了十多年物理老师，看着这两句话觉得都很好理解，已经分辨不出哪句更简明了。于是我只有去问学生，我问了三个学生，三个学生的回答是一样的，都说新教材的说法更容易理解。

新课程教材编写的指导思想是取广度而舍深度，追求易理解而放弃科学严谨。所以，对机械运动概念的这种表述应该是可取的。

如果不考虑学生理解的因素，要给出一个既严谨又全面的表述，可以是这样：一个物体相对于别的物体的位置随时间而改变，叫机械运动。

在新教材“参考系”一块内容中，有一段文字，提到了运动的绝对性和相对性的问题，看上去有点玄，摘录如下：“自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的。就此意义而言，我们说运动是绝对的。但是，描述某个物体的位置及其随时间的变化，却又总是相对于其他物体而言的。这便是运动的相对性。”

用鸡蛋里挑骨头的眼光来看，这段话的意思似乎是，客观存在的运动是绝对的，而我们描述的运动却是相对的。也就是我们描述的运动和客观存在的运动是不一样的，或者说我们描述的不是客观存在的（那么是什么呢？）。

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按我的理解，“绝对静止的物体是不存在的”，意思就是不存在一个相对于宇宙中所有参考系都静止的物体，其实也就是说牛顿说的“绝对空间”不存在。所以静止只能是相对的。

但是，正因为牛顿绝对空间是不存在的，所以机械运动也只能是相对的，而不可能是绝对的。也就是说，我们要观察研究一个物体是否运动，必须要找另一个物体来作参考，否则不仅仅是不能描述机械运动，连观察机械运动都是不能实现的。可以说是因为机械运动本身的相对性，才导致了其描述的相对性。其实，老教材和原教材上关于“机械运动”的定义，就已经决定了机械运动只能是相对的，而不能是绝对的。

或者，我们可以这样来理解机械运动的绝对性：任何一个物体，总能在宇宙中找到一个参考系，相对于这个参考系来说它是运动的。可见这种绝对性是以相对性为前提的，而不是前者客观、后者描述的问题。

所以讲，“机械运动是绝对的，但描述机械运动时必须是相对的”这样的说法其实是不妥当的。

个人看来，人们平常讲的“运动是绝对的”这句话中的“运动”，是哲学意义上的运动，而不单指机械运动。当然，一定要讲机械运动是绝对的也无不可，因为机械运动也是运动。但从这个角度讲机械运动的绝对性，与后面讲机械运动的相对性，是在两个不同层面上的论述机械运动——一个是从哲学的普遍的层面，另一个是物理的具体的层面——而不是说一个是客观上讲，一个是为了描述的需要。这毕竟是物理书不是哲学书，所以出现哲学的普遍的层面的论述是否妥当，是值得商量的。即使妥当，同一段文字中出现不同层面的表述，而又不说明清楚，至少也是不妥的吧。

从语法的角度，这段文字也是有问题的，前面提到的运动和后面提到的运动存在歧义，有偷换概念的嫌疑，是病句，或者说是一段病文（因为不是一个句子）。

由于运动的绝对性和相对性的问题含义过于深奥抽象，鉴于学生的知识储备的不足，要解释清楚这个问题有很大的困难。我认为，根据循序渐进的原则，这里还是不要提这个问题比较好。其实学生看了一段话，最终还是晕的多。

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