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巧用易经理论 助力物理教学

 

 大许中学, 江苏 徐州   221124

(此篇文章已在《中学物理教学参考》2014年第11期上发表)

 

摘  要《易经》一书,蕴藏着阴阳的辨证与统一的思想,时至今日,在政治、经济、社会、自然科学、中医等领域仍有着广泛的指导意义。而作为自然科学之一的物理学中,也包含了许多阴阳的思想。笔者结合自身的教学实践,例析高中物理教学中阴阳理念的应用方法以及存在的认识误区。

关键词阴阳;八卦;高中物理;闭合电路

一、提出问题

笔者曾聆听过一节公开课,学的是闭合电路欧姆定律的教学内容。课堂前段时间,一切都进行非常顺利。但是当进行到“合作释疑”这个环节时,有一个学习小组的同学突发奇想,问了授课教师一个与本节课教学内容看似无关而实为相关的问题:“为什么电源的“+”极叫做阳极,电源的“—”极叫做阴极?”,这位教师一时语塞,不知道如何答疑。笔者一时也无从回答。的确,在教学教师习惯上把电源的“+” 极叫做阳极,把电源的“—”极叫做阴极,可从来没有讲过这样命名的原因。笔者课后对此问题进行了一些探讨,认为要完整地回答这个问题,可从阴阳八卦说起。

二、《易经》的基本构成

《易经》7000年前由伏羲创立(伏羲八卦),历经了周文王的拓展(引入64卦)和孔子的诠释(《十翼》,也叫《易传》),最终成为了上论天文、下议地理、中谈人事的哲学巨著。

在《易经》中最神秘莫测的就是伏羲太极图(也叫阴阳鱼)(图1),它圆润变通,阴阳互变,阴中有阳,阳中有阴,阴盛阳衰,否极泰来。昭示着一生二,二生三,三生万物的普世真理〔1〕

 

 

 

 

 

 

图1

按照易经中的说法,太极生两仪,谓之阴阳;两仪生四象,谓之太阴、少阳、少阴、太阳;四象生八卦,谓之乾、兑、离、震、坎、艮、坤。

那么何为阴?何为阳呢?

在《易经》中对阴阳是这样界定的。

说法1  所有向外的、发展的即为阳,所有向内的、收敛的即为阴〔2〕

    按照这种说法,我们很容易判断:天为阳,地为阴;白天为阳,夜晚为阴;太阳为阳,月亮为阴;男人为阳,女人为阴;一颗刚发芽的小树或含苞待放的花蕾就是阳,因为它们象征着生机和活力,而像现在处于夏天,树木都枝繁叶茂了,山花都璀璨烂漫了就是阴,因为这就寓示这些树叶和花朵马上就要凋谢了,就要进行另一个轮回了。

说法2  奇数为阳,偶数为阴。这种说法与本文关系不大,不再多言。

 

三、阴阳学说在物理学中的应用例析

1.物理学中蕴藏着许多阴阳的观点

高中物理中,也有许多内容符合阴阳的观点。

事例1  如图2所示,为正、负电荷的电场线分布图,正电荷的电场线,向外且发散,符合阴阳学说中“阳”的定义,所以正电荷也可称为“阳”电荷,那么由正电荷会聚而成的电源正极当然也就称为“阳极”了;而负电荷的电场线向内且收敛,符合阴阳学说中“阴”的定义,所以负电荷也可称为“阴”电荷,由负电荷会聚而成的电源负极当然也就称为“阴极”了,这样就解决了公开课上那位学生的疑惑。

 

 

 

 

 

图2

事例2  如图3所示,为分子引力和斥力随分子间距离变化而变化图线。由物理学知识我们知道,分子间的引力方向向内,收敛;可比喻为阴力;分子间的斥力,向外,张扬;可比喻为阳力。分子引力和斥力是同时存在的,任意时刻不可能只有分子引力而没有分子斥力,也不可能只有分子斥力而没有分子引力,这可比喻为阴中有阳,阳中有阴,阴阳是同时存在的,任何时候不可能只有阴而没有阳,也不可能只有阳而没有阴,阴阳是不可分割的一个整体,真可谓孤阴不生、独阳不长。

 

 

 

 

 

 

 

 

2.高中物理中许多规律印证了阴阳相互转化,辨证统一的思想

事例3  如图4所示,为一个小球作竖直上抛运动时,小球的运动轨迹图,在忽略空气阻力的情况下,伴随着小球的上升和下降,上升阶段小球动能减小而重力势能增大,下降阶段小球动能增大而重力势能减小。动能和势能是相互转化的。这恰恰印证了阴阳学说中四象的相互变化,以及辨证与统一的思想。

物理学中物体的重力,称为保守力,所以物体的重力势能就因保守而可以比喻为阴能,物体的速度是向外的,扩张的,则物体的动能就可以比喻为阳能。上升阶段,阳能(动能)在减少而阴能(势能)在增加,当小球上升高度为最大高度的一半时,此时动能等于势能,即阳能等于阴能。在达到一半高度之前,小球阳能大于阴能,称为少阴阶段;在达到一半高度之后,小球阳能小于阴能,处于少阳阶段。在最高点,阴能最多而阳能最少,称为太阴点(也可称为“大阴点”或者“老阴点”)。下降阶段,阴能(势能)减小而阳能(动能)在增加,前半段,小球阴能大于阳能,称为少阳阶段;后半段,小球阴能小于阳能,称为少阴阶段。回到抛出点时,阳能最多而阴能最少,称为太阳点(也可称为“大阳点”或者“老阳点”)。小球完成上下一个循环,就经历了太阳—少阴—少阳—太阴—少阳—少阴—太阳的两个阴阳轮回,昭示着两仪生四象的易经理念。这不正是阴阳相互转化且辨证统一的具体表现吗。

    

 

 

 

 

 

 

 

图4

阴阳理论在闭合电路中也有体现,并且蕴藏着儒家的中庸思想。

事例4  如图5所示,为选修3—1课本中电源非静电力移动电子由阴极运动到阳极的过程示意图。教材上的说法是:在外电路,电场力对电子做功,使电子从最低电势的负极运动到最高电势的正极;在内电路,电场力阻碍电子的运动,所以非静电力(化学作用或电磁作用)把电子从正极“搬运”到负极,使电子得以从最高电势回到最低电势〔3〕,完成了一个闭合循环。

 

 

 

 

 

 

 

 

图5

从阴阳理论如何解释这一过程呢?

在阴极,电势最低,为太阴点;在阳极,电势最高,为太阳点。在外电路,电子从阴极向阳极运动的过程中,阴向阳转化,经历了阴多而阳少的少阳过程和阳多阴少的少阴过程,如图5所示,但在正中点,肯定会出现阴阳相等的平衡点,此时阴阳相平,调和一致,这不正是儒家学说中阴阳协调的中庸理念吗?当然,事例3中高度一半的位置,也是阴阳平衡点即中庸点。所以说,中华文化中最重要的中一、中庸、中和的儒家思想精髓在物理学中体现的淋漓尽致。

3.运用否、泰两卦诠释闭合电路中的乾坤人生

泰卦在《易经》中处于第11卦,卦象为坤(地)上乾(天)下,《象》曰:天地交,”:即(坤)气上升,天(乾)气下降,为气居于乾气之上之表象,阴阳二气一升一降,互相交合,顺畅通达,此为成功、安泰、权倾朝野之卦象。

否卦在《易经》中处于第12卦,卦象为乾(天)上坤(地)下,《象》曰:天地不交,”:即天在极高之处,地在极低之处,为天在地上之表象,天地阴阳之间因而不能互相交合,所以时世闭塞不通〔4〕,此为失败、危险、跌覆深渊之卦象。

    在闭合电路中,阳极为太阳点,位置(电势)最高,对应着成功、安泰、权倾朝野的泰卦,如图6所示;阴极为太阴点,位置(电势)最低,对应着失败、危险、跌覆深渊的否卦。许多人生的启迪就暗含在这种组合的循环之中。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图6

启迪1  失败(否卦)是成功(泰卦)之母,而成功(泰卦)也是失败(否卦)之始。所以当家庭和睦、事业有成时,要保持千倍的警觉,要时刻提醒自己,保持谦虚、谦卑的本性,做到尽职尽责的中道;绝不能骄傲自满,忘乎所以,否则很快就会陷入家庭破裂、事业失败的境地。也就是说,我们要时刻保持谦虚谨慎的人生态度来修炼为人处世和待人接物等等修身之道和处世之要。

   启迪2  从成功(泰卦)到失败(否卦)只有一步之遥,而再从失败(否卦)到成功(泰卦)却有63步之难。因此当我们的事业和家庭顺风顺水,一帆风顺时,一定要谦虚、本分,遵纪守法,积善惩恶,这样才能持盈保泰,永远立于不败之地。另外要意识到成难败易,成功时想办法保持,使之持久;而即使失败了,要坚信经过刻苦的努力也终究会再次成功。

   启迪3  人生要豁达,要淡泊名利,宁静致远,由图6可以看出,成功和失败都是人生必须经历的过程,这是物质世界变化发展的必然规律,成之不骄,败之不馁,方为执着。这正是闭合电路中的阴阳变化带给我们的人生哲理。

四、高中物理教学中应用阴阳学说的认识误区

    1.认为《易经》是封建糟粕,全盘否定,不予接受

    易经主要有四大功能:象、数、理、占卜。固然有其迷信(占卜)的一面,但它作为万经之始,揭示了世间万物产生、变化、毁灭的一般规律,即成为揭开宇宙万物密码的一部宝典的事实也不容怀疑。所以在学国学的热潮方兴未艾的今天,在严谨、缜密和有着严密的逻辑推理的高中物理教学中,渗透点国学的思想、易经的思维,训练学生从不同方面看待问题的视角,提升一点学生的人文素养,培养一点学生的家国情怀,有何不妥呢?

    2.认为高中学生年龄小,学生几乎没有读过《易经》,害怕学生听不懂而不敢涉及

这种担心,大可不必。自《易经》创立7000年以来,其理论精髓已经渗透到我们生活的方方面面,不管你读没读过它,也不论你读懂读不懂,它都已经实实在在地左右着我们的生活,它已经渗透到中国人的血液之中,成为中华民族的基因。这一点由不得你不信。也许正是因为中国人信奉阴阳学说,从而使中国人喜欢从正、反两方面周全地思考问题,就是简单的说话和办事,也喜欢从阴和阳两方面去表达。

例如:我们可以把嘴里说出去的话,定为阳话;那么窝在心里面说不出去的话,定为阴话。我们经常都在说着阴阳两句话。

(阳话)害人之心不可有,(阴话)防人之心不可无。

(阳话)不以成败论英雄,(阴话)成者为王,败者为寇。

(阳话)人同此心,心同此理,(阴话)人心不同,各如其面。

(阳话)礼让为先,(阴话)当仁不让。等等。

所以,不需要担心学生听不懂,实际上他们是非常喜欢听。

3.不分青红皂白,全盘接受,囫囵吞枣,生搬硬套

任何学说,都有其时代感和局限性,不假思索地照搬照抄,任何时候都不行。正确的方法是取其精华,去其糟粕,有选择地加以利用才是正道。并且在应用过程中还要有取有舍,因为阴阳学说也不能全面解决高中物理中所有的问题。只能作为理解物理问题的一个新视角罢了。譬如上面列举的几个事例中,也有阴阳理论解决不了的问题。 

事例1中,两个阳电荷或两个阴电荷是同种电荷应是相斥的,阴阳异种电荷应是相吸的。但在易经中,没有说过阳阳或阴阴相斥,也很少说过阴阳相吸的道理。

事例2中,分子引力和分子斥力是随着分子间距离的减小而同时增大,反之同时减小的。而阴阳学说认为阴盛阳就衰,阳盛阴就衰,而不是同盛同衰的。

事例3中,当动能最大时,其重力势能为零;反之,当重力势能最大时,动能也为零。如果生搬硬套就变成了阳最大(太阳点)时,阴为零,而阴最大(太阴点)时,阳为零。这在易经中是绝对错误的!学习易经最怕说有阴无阳,有阳无阴。因为无论何时都是阴阳共存的,可以阴多阳少,但阳绝不可能为零,反之亦然。因为那样就没办法轮回循环了。

所以说,只有注意了这些问题,才能真正的古为今用,发挥出国学迷人的魅力,领略到《易经》的博大精深。

 

参考文献

[1] 李泽伟.老子道德经的奥义[M].西安:陕西师范大学出版总社有限公司,2009:180.

[2] 林葳.易经入门[M].武汉:华中科技大学出版社,2014 :9—11.

[3] 物理课程教材研究开发中心.普通高中物理选修3—1[M].第2版.北京:人民教育出版社,2007:43.

[4] 邹斌.易经的智慧[M].西安:陕西出版集团三秦出版社,2012:65—75.

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