第一講 為什么從運(yùn)動(dòng)開始討論

大家好,我是Stephanie。從今天開始,我們將一起學(xué)習(xí)《物理的世界觀》—Physics World View。這是一本非常優(yōu)秀的教材,它用不那么“科學(xué)”的語言,也就是說盡可能少用公式和科學(xué)術(shù)語,從科學(xué)的視角闡釋日常生活中為我們所熟知的各種現(xiàn)象,從而幫助我們建立物理的世界觀。許多人把學(xué)習(xí)的過程比作旅行,相信我們的旅程將拓展我們的視野,豐富我們的知識;而當(dāng)旅途結(jié)束時(shí),我們將發(fā)現(xiàn)自己會以全新的視角看待周圍的世界。

今天我們學(xué)習(xí)第一單元描述運(yùn)動(dòng)的第一講:為什么從運(yùn)動(dòng)開始討論。

世間萬物都具有一個(gè)普遍的性質(zhì),即變化。有的物體較大而有的物體較小,有的物體是紅色的而有的物體根本沒有顏色,有的物體是剛性的(所謂剛性指的是物體的形狀難以改變)而有的物體具有流動(dòng)性;但不管怎樣,所有物體都在不停地變化。實(shí)際上,變化是如此重要以至于如果沒有它的話,時(shí)間的定義就根本沒有意義。

即使在看起來似乎沒什么改變的場合實(shí)際上也正在發(fā)生著變化。水的蒸發(fā)、顏色的褪變、花朵的生長、以及恒星的運(yùn)轉(zhuǎn),所有這些變化的實(shí)例都超出了我們隨意的觀察不能覺察的范疇;而我們同樣也沒有覺察到這樣的事實(shí):所有的變化都是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,而且通常與微小的粒子(例如分子、原子)在亞微觀層面上的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。由于變化(亦即運(yùn)動(dòng))是如此普遍地存在,因此我們將從對運(yùn)動(dòng)的研究開始探討物理學(xué)。

在我們常識性的世界觀(或常識性的看法)中,我們通常把所有運(yùn)動(dòng)歸結(jié)在一起考慮,只是簡單地觀測一個(gè)物體是否移動(dòng)。實(shí)際上,世界上存在著各種各樣五花八門的運(yùn)動(dòng),從非常簡單的運(yùn)動(dòng)到極其復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。然而十分幸運(yùn)的是,復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)—亦即日常生活中更為常見的運(yùn)動(dòng)—可以被看作幾種比較簡單的運(yùn)動(dòng)的組合。也就是說復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以分解為幾種簡單的運(yùn)動(dòng),而我們可以通過深入研究其中的各個(gè)簡單運(yùn)動(dòng)來研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。例如,地球的運(yùn)動(dòng)可以分解為兩種比較簡單的運(yùn)動(dòng)—地球每日圍繞地軸的旋轉(zhuǎn)與地球每年圍繞太陽的運(yùn)轉(zhuǎn)。再舉一個(gè)與我們的日常生活更接近的例子,足球的運(yùn)動(dòng)可以被看作豎直上升和下落(重力作用下的勻加速運(yùn)動(dòng))、水平運(yùn)動(dòng)(沒有受力的勻速運(yùn)動(dòng)),以及圍繞某個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)這三種比較簡單的運(yùn)動(dòng)的組合。

因此,我們將從描述和理解最簡單的運(yùn)動(dòng)開始我們的討論,從而在我們的世界觀中建立關(guān)于運(yùn)動(dòng)的概念性理論框架,并以此為基礎(chǔ)去理解哪怕是最復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),例如與颶風(fēng)或湍急的瀑布有關(guān)的運(yùn)動(dòng)。

今天我們的講座就到這里,我們下一期再見。


速度訂閱該節(jié)目,不錯(cuò)過任何一期精彩內(nèi)容>>>