第一讲 为什么从运动开始讨论

大家好,我是Stephanie。从今天开始,我们将一起学习《物理的世界观》—Physics World View。这是一本非常优秀的教材,它用不那么“科学”的语言,也就是说尽可能少用公式和科学术语,从科学的视角阐释日常生活中为我们所熟知的各种现象,从而帮助我们建立物理的世界观。许多人把学习的过程比作旅行,相信我们的旅程将拓展我们的视野,丰富我们的知识;而当旅途结束时,我们将发现自己会以全新的视角看待周围的世界。

今天我们学习第一单元描述运动的第一讲:为什么从运动开始讨论。

世间万物都具有一个普遍的性质,即变化。有的物体较大而有的物体较小,有的物体是红色的而有的物体根本没有颜色,有的物体是刚性的(所谓刚性指的是物体的形状难以改变)而有的物体具有流动性;但不管怎样,所有物体都在不停地变化。实际上,变化是如此重要以至于如果没有它的话,时间的定义就根本没有意义。

即使在看起来似乎没什么改变的场合实际上也正在发生着变化。水的蒸发、颜色的褪变、花朵的生长、以及恒星的运转,所有这些变化的实例都超出了我们随意的观察不能觉察的范畴;而我们同样也没有觉察到这样的事实:所有的变化都是物质运动的结果,而且通常与微小的粒子(例如分子、原子)在亚微观层面上的运动有关。由于变化(亦即运动)是如此普遍地存在,因此我们将从对运动的研究开始探讨物理学。

在我们常识性的世界观(或常识性的看法)中,我们通常把所有运动归结在一起考虑,只是简单地观测一个物体是否移动。实际上,世界上存在着各种各样五花八门的运动,从非常简单的运动到极其复杂的运动。然而十分幸运的是,复杂的运动—亦即日常生活中更为常见的运动—可以被看作几种比较简单的运动的组合。也就是说复杂的运动可以分解为几种简单的运动,而我们可以通过深入研究其中的各个简单运动来研究复杂运动。例如,地球的运动可以分解为两种比较简单的运动—地球每日围绕地轴的旋转与地球每年围绕太阳的运转。再举一个与我们的日常生活更接近的例子,足球的运动可以被看作竖直上升和下落(重力作用下的匀加速运动)、水平运动(没有受力的匀速运动),以及围绕某个轴线旋转这三种比较简单的运动的组合。

因此,我们将从描述和理解最简单的运动开始我们的讨论,从而在我们的世界观中建立关于运动的概念性理论框架,并以此为基础去理解哪怕是最复杂的运动,例如与飓风或湍急的瀑布有关的运动。

今天我们的讲座就到这里,我们下一期再见。


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