谈几个物理概念的共性和区别

[摘 要]我们从原理、定律等是由概念组成且反映概念间的依存制约关系这个意义上来看，它们的关系与逻辑学中的判断与概念的关系相接近，因此，按判断的分类似乎能够说清原理、定律等的区别。原理与定理极其近似但又稍有区别，原理只要求用自然语言表达（当然并不排除数学表达），定理则着重于反映原理的数学必然性。定则与定律相近而又有区别，虽然定则反映的也是各有关概念间的普遍关系，但为了表述方便，往往加入人为的假定规则。

[关键词]共性 必然性 规律 联系

在物理教学中，经常有学生提出一些关于原理、定理、定律、定则等方面的问题，譬如：其一“帕斯卡原理”为什么不叫“帕斯卡定律”？其二，“牛顿定律”为何不叫“牛顿定理”？其三，课本上有“动量定理”，“动量守恒定律”为何一个叫“定理”，另一却叫“定律”？是否都可以叫“定理”或“定律”？其四，“动能原理”为何也叫“动能定理”？其五，“安培定则”“左右手定则”能否算作“定理”或“定律”？对于学生提出的这一系列问题，我们教师不要认为学生是在钻牛角尖，是在向老师发难，我们要给予满意的答复。否则学生不是对课本就是对教者产生怀疑。甚至挫伤学生的学习积极性。

一、原理、定理、定律和定则的共性与区别

我们知道物理学的理论体系是由基本概念和基本原理、定律所组成的。其原理、定律等反映的是各个有关概念之间相互依存制约关系，是规律性的必然关系。这是原理、定律的共同点。我们从原理、定律等是由概念组成且反映概念间的依存制约关系这个意义上来看，它们的关系与逻辑学中的判断与概念的关系相接近，因此，按判断的分类似乎能够说清原理、定律等的区别。

1、原理与定理

逻辑学里的判断按模态划分，有条件关系判断和必然关系判断。前者大致对应于物理学中的原理，而后者则对应于定理。也就是说如果所描述的有关物理概念之间的必然关系是在某种特定条件下的物理事实，则可称之谓物理原理。如“帕斯卡原理”：“在密闭容器内，液体向各个方向传递的压强相等”。这里的“密闭容器”就是条件。又如“动能原理”: “无论作用在物体上的合力大小和方向是否变化，物体运动的路径是直线还是曲线，合外力对物体所做的功都等于该物体动能的增量”。这里“无论… … ”也是条件。

原理与定理极其近似但又稍有区别，原理只要求用自然语言表达（当然并不排除数学表达），定理则着重于反映原理的数学必然性。因此，在表达时一定要用数学式来阐明。所以，有的书本上就将“动能原理”写成“动能定理”，表达式为：△ E 动二W 外。

2、定理与定律

如前面所述，原理大致对应于条件关系判断，表述有关物理概念间的必然关系时，需要着重阐明反映必然关系时物理过程必须符合的特定条件；而物理定律则大致对应于必然关系的判断。但是这里的必然关系并不是没有任何条件（定律不仅有其适用条件，有时在表达时还要明确指出其特定条件），凡是以：定律定名的知识，在阐明时要特别强调的是反映有关概念间关系的物理过程的必然性。如“牛顿第二定律”。a 正比于F 、反比于m , 是大量低速物理实验过程中反映出来的必然关系；又如“动量守恒定律”：“一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。”这里的不受外力或所受外力之和为零，是必不可少的条件。然而定律特别要强调的是，物理过程中动量不变是普遍必然规律。由于定律反映的是普遍必然规律，因此有些定律常常用“任何……都……”的模式来阐述。如牛顿第一定律，“任何物体都保持静止或匀速直线运动，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”

3、定则与定律

定则与定律相近而又有区别，虽然定则反映的也是各有关概念间的普遍关系，但为了表述方便，往往加入人为的假定规则，以便概念间客观存在的普遍必然关系变得形象、鲜明，以利于理解记忆。

二、区分原理和定律在物理学中不同含义

物理原理和物理定律既有联系又有区别，我们在教学过程中要着重注意两个方面的问题。

l 、以概念作基础，以原理、定律为中心

由于原理与定律都是由概念组成的，反映有关概念之间的相互依存制约关系，原理、定律都是规律性的东西。也就是说离开了概念就无法学习物理，只有讲清概念的本职属性，特别是将基本概念及易于混淆的概念讲清，才能打好扎实基础。然而，如果不将反映概念间必然关系上升为规律（原理或定律），就谈不上灵活运用、具体分析、解决问题，那也等于没有物理学。因此，物理学中必须以概念作基础，以原理、定律为中心，教学双方都应重视并处理好基础与中心的关系。概念清晰，在学习定律时可收到如乘轻舟一路顺风之效。若概念不清，则学习定律时学生将有入深山老林，方向不明，步履艰难，那样是提不高教学质量的。

2、分清原理、定律，掌握关键突出重点

只有分清了原理、定律，教师才可能掌握关键突出重点，学生在学习过程中加深理解，以防止死记硬背。注意到原理、定律的区别，教师必然会抓住关键，突出这样的物理过程是在怎样的特定条件下发生的，是哪些概念之间的必然关系。学生以不至于将“动能原理”和，“功能原理”混淆不清。而定律教学时，则应特别强调普遍必然性，如“动及守恒定律”不管是宏观还是微观，是低速还是高速，也不管系统中是否发生变化，动量总是守恒的。因而学生就能够真正理解为什么用冲击摆测子弹的速度时，尽管子弹射入摆中的过程中有机械能损失，而子弹和摆组成的系统的动量还是守恒的道理。如果我们教学双方都能注意这些问题，将能起到潜移默化的作用，使学生在应用中逐渐养成考虑适用条件的习惯，提高鉴别能力，利于发展智力。