很多人一提到物理，心里瞬间会涌入“晦涩”“无趣”等标签印象。这也是很多人排斥物理学的原因。在高中一年级分文理科时，我们班部分同学并不是因为兴趣而选择的文科，只是因为理科太难，而不得已选择了文科。从此他们和理科拜拜了，生活中再也不会主动学习理科了。数理化说到底是对自然世界认识的学科。可以说，对自然的探索是人类文明发展的重要引擎。对自然科学的学习可以让我们弄懂世界何以如此的规律，更能建立起一种理性的思维方式。
讨厌公式和数学不是你排斥物理的原因。其实，你可以在不懂数学的情况下依旧了解物理，因为数学只是量化自然规律的一种方式。抛开数学，这些规律并不是很难懂。物理学在伽利略之前并不是如此的体系化。那时候人们对自然世界的研究叫自然哲学。
古希腊的哲学家对自然的研究，不也没有太多的公式吗，他们的数学水平甚至远不如你，那为什么他们可以对自然保持如此高涨的热情，而你却退缩了？或许你会反问：没有了数学公式还何谈物理，何谈科学的严谨精神呢？其实这种想法归根结底是填鸭式教育带来的结果。科学精神不仅要求严格的公式推理，更侧重于科学的思维方式！
你此时此刻可以自问：“科学是什么，自然科学又是什么？”
我相信你肯定听过引力波，宇宙大爆炸，量子纠缠，平行宇宙。这些术语也激起了你对科学的探索欲。而当你真正投入到基础知识的学习上时，却总是感到力不从心，那死板的公式总是打击你的积极性，最后你只会在云里雾里中远眺科学。因为你想象中神奇的物理学却被晦涩的基础理论绊倒。而这也是科普作者所必须面临的挑战。
科学是什么？严格一点讲就是人类利用归纳演绎，因果观，逻辑推理等理性思维工具对世界的一种描述，其是否具备可靠性则需要结合实验的检验！广义的科学涉及到社会，人文领域以及自然世界，还有一种则是自然和社会科学糅合在一起的心理学！
物理学当属于自然科学，它是对自然现象最普遍的一种诠释科学。
我们试问科学研究什么？答案当然是世界。那世界最普遍的特征是什么？那必然是运动！那谁又在运动呢？其实所有的事物都在运动，包括抽象的历史和直观的物质。研究历史的运动规律那是社会科学的事情，而研究物质运动正是物理学的职责所在。
到这里我可以准确的来讲，物理学就是一门研究自然物质及其运动的一门学科。
物理学起始于自然哲学，最开始用的手段只是思维辩证。而牛顿之后，物理学开始走向了精细化的过程，这一过程开始大规模的量化自然规律，比如各种物理公式和常数！
一开始人们用很朴素的观念研究自然世界，比如世界是由什么构成的？这有了德谟克利特的原子论和中国的金木水火土的理念！
古人有这样的思维不足为怪，一开始人们总是抽象出大自然的某些特征以符合自己的直观思维，而缺失了实证。慢慢地，自然哲学发展起来了，它势必要从哲学的桎梏中脱离出来，这就是物理学。物理学讲究的是实证精神！物理理论的科学性体现在可证伪性上，要用证据来支撑的！
不管你是什么专业，我认为每个人都应该具备物理思维，这是一种对自然世界的洞察能力，而你更不应该以那是科学家的事，那些公式太难了等等为借口而放弃对物理思维的热爱。
以我们每个人都知道牛顿三大定律和万有引力为例
这些定律告诉我们这样一个自然事实：任何物质之间都有普遍的吸引力，一个物体不受力要么静止，要么匀速直线运动，力不是维持物体运动的原因，它只是改变物质运动状态的原因。以上这些叙述熟悉吧！上过中学物理的读者早已铭记于心。而社会上还有部分人甚至还持有2000多年前亚里士多德的观点，他们认为物体之所以会运动是受到力的缘故。这种符合常识的误解显然是缺乏物理思维的体现！
然而当我们用上述的自然规律去改造世界时，却会变得力不从心！原因在于那些规律说的太笼统了，普通人把这些规律当成科学信仰还行，要是用这些规律发射一颗卫星该怎么办？
牛顿力学告诉我们只要速度足够大，猪都能飞上太空。但是具体多大的速度？需要多少吨燃料才行？ 这就凸现出对物理规律量化的重要性！
比如力学公式计算得到至少需要7.9km/s的速度才可以把物体送到绕地轨道上。而这是科研工作者要做的，我们普通人不需要这样的计算，我们只了解其中的自然事实就行，不涉及量化依旧可以了解自然世界！只不过精细度不同罢了，普通大众只需在战略层面上了解物理知识，而物理学家需要在战略和战术上研究物理。而目前很多人连战略性物理思维都没有，或许在他们看来，赚钱才是第一位！
大物理学家费恩曼曾在著作中写到，物理学家可以不懂数学，但是纯粹的数学家绝对搞不懂物理。法拉第就是典型的代表，他的数学极差，但是也可以凭借优秀的物理直觉发现电磁感应，并探究电与磁的奥秘！
这就解释了物理原理和量化的关系。所以你此刻应该很庆幸，你可以不必苦苦纠结于晦涩难懂的公式。你应相信，任何公式背后必然描述的是某一种自然现象，而再抽象的自然现象都可以用通俗的生活语言表达出来。物理公式可以帮助物理学转化为实际应用，而你又不是科学家，只需知道物理学中蕴藏的自然规律就行。
你或许会质问，我的工作性质和物理没有任何关系，有没有物理思维也没有关系！其实你要是这种态度，那必然会放弃对未知的求知欲。这种观点一定会造成你对世界的认识的极度狭隘，你放弃对新事物的好奇，只愿意做一个金钱社会的过客。想一想还是挺可悲的！人类追求于物质，也不满足于物质，我们在自然面前都应该保持一种谦卑的求知态度，而不仅仅只满足于自然世界给我们营造的舒适环境！
物理思维最重要的一个表征就是：对自然世界的理性抽象认识
我先问大家一个问题：人类文明凭什么得以开启？
不同学科当然会有不同的答案，马克思主义肯定会说文明的开启是一部血泪史。由于人类学会了使用工具和掌握农业规律，进而提高了生产力，导致社会的分工和剥削！生物学家会说文明起源于人类头顶着一颗聪明的大脑。
社会学家会说，人类文明起源于道德和伦理观念的萌芽！
诚然如此，文明的诞生从来都没有绝对权威的解释，这根本的原因在于对“文明”没有统一的定义，不同的学者会各执一词！
哲学家对文明也有自己的一套说辞，当然也有流派之分。但不管是经验论还是唯理论哲学家归根起来讲：文明起源于人类开始有了对世界理性而抽象的认知能力。通俗一点说，人类的目光不再局限于食物，而是思考自己所处的自然和社会！
抽象是一个很重要的概念，你可以理解为具象的反义词！广义上，抽象的手段有因果推理，类比推理和演绎法等！原始社会没有普遍的抽象意识，原始人对世界的认识大都依靠于五大感官带来的直观体验，清晰的视觉形象、明朗的听觉体验、赤裸裸的触觉等等都是直观的，我们把五官直接获得的信息可以理解为具象，当然原始人还具有先天综合判断，这是一种先天的因果观和认识论。只有具象能力的人不会也不能挖掘出直观事物中的规律！而抽象就是一种更高级的能力，这种能力可以透过直观的现象而理清事物的本质。或许你认为原始人也具有抽象能力，但是原始人的这种抽象能力不管是在深度还是广度上都是狭隘的！还远远达不到对事物的客观认识的程度！
举个例子，没有抽象思维的动物看见一个人，只能感受到这个人的外表等最简单的信息，这种信息简单而形象。而具有低级抽象思维的原始人，会根据这个人的外貌特征，行为举止，以及穿着提取出更多的信息，比如依靠外貌可以断定这个人的族群，根据行为举止可以得出这个人的素养，还可以根据穿着打扮断定这个人的地位和经济情况。
而具有高级抽象能力的人们可以从一堆简单而直观的信息中找到事物的相同点，总结出这类事物的规律，并将规律实践到具体的事物中。这就是马克思说的，科学理论的发现和应用就是从特殊到一般再到特殊的过程！
比如，人们先看到一个个独立的甲国人(独立的个体是特殊的)，发现甲国人都有一种普遍特征那就是懒(一般规律)，如果你下次遇到甲国的个人，就会不自觉的认为这个人懒(再用于到特殊的个体中)！这就是从每个特殊的个体事物中提取出普遍规律，再根据这种规律用于具体的实践中。科学就是这样的过程。不过物理学是一种对自然的抽象过程！
我们总想问，物理学研究的什么？其实文明的起始阶段并没有物理学这样的术语。人类对世界的认识还是一团浆糊，什么都研究，但什么都研究的不精细！既研究人和人的关系，也研究人和自然的关系，这就是哲学一开始干的事。
当哲学家开始思考自然时，最容易发问“自然世界到底是怎么来的？它又是由什么构成的？”可是很遗憾，大部分哲学家认为自然的起源来自于神，毕竟那个时候不信神才是非主流。而在自然的构成上则有比较独立的看法！有朴素观点的人都有这样的观点：“物体总是可以无限细分的”！佛学对世界的认识中就有“一花一世界，一树一菩提”的观点验证了这种朴素思想。认为再小的物质都有自己的世界。
而西方还有一个贤者并不这么认为，他认为事物小到一定程度再细分就没有意义了，认为这种最小的物质就是构成世界的基本单元，这种基本单元有无穷个，它们没有形状和性质的差别，只有排列组合的差别，进而组成了我们看得见摸得着的大世界，这就是原子论的古朴思想，他就是前苏格拉底哲学家德谟克利特。而中国贤者们对世界的构成形式有“金木水火土”的观点！
对自然世界起源和组成的认识就是物理学的雏形，不过那时候只是单纯的朴素思辨，哲学家完全可以兼备这样的任务，所以对自然世界的认识还处于门槛的阶段。这时候没有物理学，只有自然哲学！对自然世界的一种理性抽象认知叫自然哲学，而对人和社会的抽象认知就衍生出伦理学，美学以及经济学等！
正是人类有了抽象的能力，人们才萌芽了科学思维。我们都知道，伽利略和牛顿是近代物理学的鼻祖，也彻底将物理从哲学那里分离开了！但是在这之前，哲学家也做出了众多的思辨。但是这些思辨仅仅只是停留在直观经验的基础上，而真正的物理学发源于实证，而不是简单的符合生活经验！
古希腊哲学家对自然的思辨最早来源于宇宙，毕竟吃饱了就会开始仰望天空，仰望了就不得不让人陷入沉思，所以最初的哲学家往往都是衣食无忧的贵族阶级。哲学家思考宇宙总不能仅仅停留在感叹“宇宙好大啊，好牛逼啊”的层面上。肯定需要对宇宙的特征进行思考。那么什么是宇宙的特征？其实宇宙的特征就在”宇“和”宙“这两个字上，中国古人认为”往古来今谓之宙，四方上下谓之宇“。
我想你通过字面意思就得知一二了吧，古往今来的宙代表的就是时间，四方上下代表的就是宇。其实西方哲学家对宇宙的起初的认知就是从宇宙的时间和空间特征入手的。这就是时空！对时空的认识就标志着物理学大门透出了第一缕曙光！早期的古希腊人对于时空的认识还仅仅停留在神学上，例如著名古希腊哲学家柏拉图就认为现实的宇宙是造物主按照某种原型创造出来的。在这一时期古希腊人对于时空的认识是非常浅显的，直到柏拉图的学生亚里士多德对时空进行了深入的探讨。
亚里士多德认为空间是独立物质而存在的，具有三维性，且不可移动。还将其分为共有空间和特有空间。对于时间他则认为有以下特点:
1、时间是物质运动和静止的尺度
2、时间具有独立性和单向均匀流逝性
3、时间由周期性运动计量。
显然，这样的论述是很符合常识的！
尽管亚里士多德对于时空的叙述多是经验性的，并且以现在来看这种时空观是不完善的。但是在我看来正是因为亚里士多德对于时空认识的转变，让后来哲学家的思考逐渐从神学上剥离。
物理学就是一门研究自然物质及其运动的一门学科，因此我们可以认为物理学起于运动学！亚里士多德曾说过：“如果不了解运动，也就必然无法了解自然”。
亚里士多德虽然对运动的本质并没有清晰的认识，但是他对于运动的分类、运动过程的认识以及运动原因的探讨却为物理学的诞生打下了基石。我们现在所熟悉力、速度、位移等物理量都是源于他对于运动的认识。但是因为他的理论仍然是符合直观经验的形式逻辑证明的结果，因此他对于运动的一些认识也并不完美，比如重的物体会下落的更快这样错误的理论。
虽然说形式逻辑证明并不是完全正确的的，但是亚里士多德却让证明这个概念深入人心。他曾说过：”感观不能获得普遍性的知识，只有通过证明才能获取普遍的知识“这也标志让哲学家对自然的思考穿上了
最基本的“内衣”——逻辑辩证。从现在的角度来看科学定律的诞生仅仅有着形式逻辑证明并不够，一条有关自然科学的定律必须符合可证伪性，这些知识才能上升到科学定律的层次。我们都听过一句话著名的名言——”给我一个支点，我能翘起整个地球“。没错正是因为阿基米德将数学研究与物理学研究在结合一起证明了杠杆原理和浮力原理，就标志着从阿基米德开始数学就成为了物理研究不可或缺的重要工具。
当然古希腊人对于自然现象的研究并不是如此简单，还有欧几里得对于光学的研究等等。
总之古希腊人对自然现象的认识，在物理学发展史上具有奠基的意义。他们开辟的认识道路不仅为后人的继续探索奠定了基础，而且形成了一种影响深远的传统研究。让人们对自然的认识在一定程度上脱离了神学，从纯粹的抽象思维转变为逻辑思维，再到应用数学这一新的工具。或许有人会说亚里士多德的思想毒害了后世两千余年，包括伽利略和牛顿！但也正是亚里士多德让人类对自然的认识走向了理性，远离了神的感性！
我在这里总结一下，古希腊的哲学家对自然的研究起码靠形式逻辑证明规范了起来，而不像前人那样，什么阿猫阿狗都能用神的观点对自然宇宙点评一番！这时候的自然哲学在很大程度上已经不依附于神学。但古希腊哲学家对自然的认识还有一个致命的缺陷，那就是忽略客观实证，而仅仅停留在逻辑证明！通俗一点说，他们的优点较前人来说是会利用大脑进行理性思考，但缺点就是只想想不验证！而伽利略和牛顿则开启了对自然科学实证的时代！
在古希腊随后的时间中，因为中世纪等一系列的特殊历史原因使整个科学发展都处于最低潮，直到文艺复兴运动的开始，科学发展重新走上轨迹，随着亚里士多德科学观的普及涌现出了一大批科学巨匠。但也正是如此大量反对亚里士多德的批判也开始出现，物理学的大门也正式的打开！从哥白尼，开普勒开始自然哲学的体系越来越庞杂，自然哲学不得不锐变成了近代物理学而重新统一这么冗杂的体系。之后物理学诞生，人类对自然世界探索开始走上了以实验验证为基础，以数学公式量化为手段的道路！
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