悟物窮理——物理學(xué)的精髓在于實(shí)驗(yàn)的精神   

什么是物理學(xué)?考察“物理學(xué)”一詞的來(lái)源可以發(fā)現(xiàn),“物理學(xué)”最初叫做“格物學(xué)”,、“格致學(xué)”.我國(guó)古人很早就掌握了物理知識(shí),譬如用杠桿原理制秤,但這些原理始終停留在原始階段,沒(méi)能發(fā)展成一門(mén)學(xué)科.晚清開(kāi)洋務(wù),曾國(guó)藩在上海辦江南辦制造局,翻譯此類(lèi)書(shū)籍,當(dāng)時(shí)稱(chēng)之為“格致”----即格物致知.“物理”一詞大約于20世紀(jì)初由日本傳入,早期的物理學(xué)者西學(xué)歸來(lái),中國(guó)才有了近代物理學(xué).雖然“物理”一詞的使用可以追溯到十分久遠(yuǎn)的年代,但作為學(xué)科的“物理學(xué)”一詞的使用卻是1900年才開(kāi)始的.在正式使用“物理學(xué)”這個(gè)名詞之前,晚清時(shí)期曾經(jīng)一度使用“格致”或“格物”統(tǒng)稱(chēng)包括聲、光,、電在內(nèi)的自然科學(xué).“格致”或“格物”也就是所謂的“格物致知”,語(yǔ)出自中國(guó)傳統(tǒng)教育里最重要的書(shū)---“四書(shū)”之一的《禮記·大學(xué)》,《大學(xué)》說(shuō):“致知在格物,物格而后知至.”這里的意思是:只有反復(fù)思考推究,才能明了“物之本末,事之始終”.

熟通人性,能夠創(chuàng)造一種萬(wàn)眾一心的氛圍,開(kāi)辟使人的潛能得到最大限度發(fā)揮的路徑;通明事理,為理解紛紜復(fù)雜的事項(xiàng)提供亮點(diǎn),可以不斷發(fā)現(xiàn)更好的求解之道.《大學(xué)章句》釋經(jīng)一章說(shuō):“格,至也.物,猶事也.窮至事物之理,欲其極處無(wú)不到也.”后世對(duì)這句話雖有不同的解釋,然而總的來(lái)說(shuō)是指窮盡事物的原理而獲得知識(shí).因此,從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),“格致”或“格物”與“物理”即“事物之理”的含義是相同的.但晚清使用的“格致”或“格物”則是專(zhuān)門(mén)指自然科學(xué)知識(shí).后來(lái)化學(xué)從中分出去,于是“格物學(xué)”和“格致學(xué)”就進(jìn)一步縮小了范圍,專(zhuān)門(mén)代表近代科學(xué)意義上的物理學(xué)了.

1900年,上海江南制造局譯刊《物理學(xué)》一書(shū),書(shū)名襲用了日文名稱(chēng)即日文漢字而未作改變.該書(shū)原系日本物理學(xué)家飯盛挺造(1851-1916)編撰;中文譯本由日本東洋學(xué)家藤田豐八(1870-1929)翻譯,我國(guó)學(xué)者王季烈(1873-1952)重編.這是在我國(guó)首次正式使用“物理學(xué)”一詞作為學(xué)科的名稱(chēng).數(shù)年之后,在我國(guó)終于逐漸統(tǒng)一采用了具有近代學(xué)科含義的學(xué)科名稱(chēng)“物理學(xué)”.

但是傳統(tǒng)的中國(guó)教育并不是重視真正的“格物”和“致知”.這可能是因?yàn)閭鹘y(tǒng)教育的目的并不是尋求新知識(shí),而是適應(yīng)一個(gè)固定的社會(huì)制度.《大學(xué)》本身就說(shuō),格物致知的目的,是使人能達(dá)到誠(chéng)意,、正心、修身,、齊家,、治國(guó)的田地,從而追求儒家的最高理想平天下. 格物致知的真正意義便被埋沒(méi)了.

明朝的大理論家王陽(yáng)明,他的思想可以代表傳統(tǒng)儒家對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度.有一次王陽(yáng)明依照《大學(xué)》的指示,先從“格物”做起.他決定要“格”院子里的竹子.于是他搬了一條凳子坐在院子里,面對(duì)著竹子硬想了七天,結(jié)果因?yàn)轭^痛而宣告失敗.這位先生明明是把觀察外界誤認(rèn)為探討自己.王陽(yáng)明的觀點(diǎn),在當(dāng)時(shí)的社會(huì)環(huán)境里是可以理解的.因?yàn)槿寮覀鹘y(tǒng)的看法認(rèn)為天下有不變的真理,而真理是“圣人”從內(nèi)心領(lǐng)悟的.圣人知道真理以后,就傳給一般人,所以經(jīng)書(shū)上的道理是可“推之于四海,傳之于萬(wàn)世”的.這種觀點(diǎn),經(jīng)驗(yàn)告訴我們,是不能適用于現(xiàn)在的世界的.對(duì)“致知在格物，物格而后知至”真正意義的理解,，宋·洪邁《容齋隨筆舊序》有：“因命紋梓,，播之方興，以弘博雅之君子,，而凡志于格物致知者,，資之亦可以窮天下之理云,。”嚴(yán)復(fù)《原強(qiáng)》曰：“顧彼西洋以格物致知為學(xué)問(wèn)本始,，中國(guó)非不爾云也,，獨(dú)何以民智之相越乃如此耶？”美籍華裔物理學(xué)家,、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者丁肇中先生說(shuō)：“格：推究,。致：獲得?！轮诟裎?，格物而后知至’意謂推究事物，方能獲得事物的知識(shí),。一個(gè)人教育的出發(fā)點(diǎn)是‘格致’和‘致知’,，就是說(shuō)，從探察物體而得到知識(shí),。用這個(gè)名詞描寫(xiě)現(xiàn)代學(xué)術(shù)發(fā)展是再適當(dāng)也沒(méi)有了?，F(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探索，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn),?！备裎镏轮瑢?shí)際指明了物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的一門(mén)學(xué)科,。

丁肇中先生指出：實(shí)驗(yàn)精神在科學(xué)上是最為重要的,。科學(xué)進(jìn)展的歷史告訴我們,，新的知識(shí)只能通過(guò)實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到,，不是由自我檢討或哲理的清淡就可求到的。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程不是消極的觀察,，而是積極的,、有計(jì)劃的探測(cè)。比如,，我們要知道竹子的性質(zhì),，就要特別栽種竹子，以研究它生長(zhǎng)的過(guò)程,，要把竹子切下來(lái)拿到顯微鏡下去觀察,，決不是袖手旁觀就可以得到知識(shí)的。實(shí)驗(yàn)的過(guò)程不是毫無(wú)選擇的測(cè)量,，它需要有小心具體的計(jì)劃,。特別重要的，是要有一個(gè)適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)，以作為整個(gè)探索過(guò)程的向?qū)?。至于這目標(biāo)怎樣選定,，就是要靠實(shí)驗(yàn)者的判斷力和靈感。一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)需要的是眼光,、勇氣和毅力,。

我們已經(jīng)知道，物理學(xué)的特點(diǎn)具有以下五個(gè)方面：（1）物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)的科學(xué),，它的根基是實(shí)驗(yàn),，一切理論都要以實(shí)驗(yàn)作為惟一的檢驗(yàn)者。（2）物理學(xué)是一門(mén)嚴(yán)密的理論科學(xué),，它以物理概念為基石，以物理學(xué)定律為主干,，建立了經(jīng)典物理學(xué)與現(xiàn)代物理學(xué)及其各分支的嚴(yán)密的邏輯體系,。（3）物理學(xué)是一門(mén)定量的精密科學(xué)，從物理概念轉(zhuǎn)變?yōu)槲锢砹块_(kāi)始,，它利用種種數(shù)學(xué)表述手段為理論與實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)）開(kāi)辟道路,，使物理學(xué)的結(jié)論可隨時(shí)加以嚴(yán)格檢驗(yàn)。（4）物理學(xué)是一門(mén)研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的一般規(guī)律及其應(yīng)用的十分廣泛的基礎(chǔ)學(xué)科,，它是其他自然科學(xué)和各種工程技術(shù),、國(guó)民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門(mén)特別是現(xiàn)代新技術(shù)革命的基礎(chǔ)。（5）物理學(xué)從它的早期萌芽到近現(xiàn)代發(fā)展,，都以它豐富的方法論,、世界觀等充滿哲理的物理思想影響著人們的思想、觀點(diǎn)和方法,，影響著社會(huì)思潮和社會(huì)生活,，因此，物理學(xué)曾被稱(chēng)為“自然哲學(xué)”,，“科學(xué)方法論的典范”,，“辯證唯物主義哲學(xué)的科學(xué)基礎(chǔ)”，“現(xiàn)代科學(xué)哲學(xué)的支柱”等等,。換句話說(shuō),，物理學(xué)的學(xué)科結(jié)構(gòu)中要有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、邏輯體系,、數(shù)學(xué)表達(dá),、思想方法、應(yīng)用價(jià)值五種基本成分,。其中,，一個(gè)十分重要的本質(zhì)特征是，物理學(xué)的任何知識(shí)，不論是現(xiàn)象,、事實(shí),、概念、物理量,、定律,、理論等，都必然涉及實(shí)驗(yàn),、物理思想（或邏輯方法）和數(shù)學(xué)（定量表述或數(shù)學(xué)公式）三個(gè)基本因素,。

在物理學(xué)的五大特點(diǎn)中，物理實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)建,、檢驗(yàn)和拓展物理理論中均具有重要作用,。物理實(shí)驗(yàn)是物理理論建立的基礎(chǔ)，任何物理理論都不可能脫離物理實(shí)驗(yàn)事實(shí)而建立起來(lái),。如物理學(xué)的幾大理論中,，牛頓力學(xué)是在伽利略、笛卡兒和惠更斯等人關(guān)于落體運(yùn)動(dòng),、碰撞,、單擺以及圓周運(yùn)動(dòng)的研究基礎(chǔ)上概括總結(jié)出來(lái)的；麥克斯韋的電磁理論是在庫(kù)侖定律,、安培定律和法拉第實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,；熱現(xiàn)象的宏觀理論是在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)支持的熱力學(xué)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的；熱現(xiàn)象的微觀理論即統(tǒng)計(jì)物理則是在分子熱運(yùn)動(dòng)的事實(shí)基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,；量子力學(xué)是在微觀粒子的波粒二象性以及原子現(xiàn)象的量子性等事實(shí)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,；而狹義相對(duì)論雖然是愛(ài)因斯坦從物理學(xué)的時(shí)間空間等更基本的物理概念的和諧性考慮建立起來(lái)的，但是,，當(dāng)時(shí)各種相關(guān)理論關(guān)于以太的種種實(shí)驗(yàn)的解釋呈現(xiàn)出相互矛盾的狀況,，而惟有愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論得到所有實(shí)驗(yàn)的和諧支持，因而狹義相對(duì)論具有堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),，從而被物理學(xué)界普遍接受,。

物理實(shí)驗(yàn)是物理理論的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，物理理論是以演繹的方法用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)的知識(shí)系統(tǒng),，在演繹過(guò)程中總還可能有某種難以預(yù)料的情況沒(méi)有考慮到,，以致憑借某種習(xí)慣的思想方法推演的某種理論，還需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步檢驗(yàn),。那些與實(shí)驗(yàn)一致的理論將被存留,，而那些被實(shí)驗(yàn)證偽的理論將被拋棄。例如,，19世紀(jì)中葉,，關(guān)于電磁理論有兩種學(xué)派,，它們都是以庫(kù)侖定律、安培定律和法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)建立起來(lái)的,。德國(guó)的韋伯和諾埃曼從超距作用觀點(diǎn)出發(fā),，發(fā)展了超距作用電磁理論；英國(guó)的麥克斯韋從法拉第的場(chǎng)觀念出發(fā),，發(fā)展了電磁理論,。雖然韋伯和諾埃曼的超距作用理論是極為精巧的，在電磁學(xué)方面也取得了很大進(jìn)展,，但是沒(méi)有預(yù)言什么新的結(jié)果,；而麥克斯韋電磁場(chǎng)理論除了吸取韋伯理論的合理內(nèi)容之外，還預(yù)言了電磁波,。1887年赫茲的電磁波實(shí)驗(yàn)終于證明了麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的正確性,。可見(jiàn),，一個(gè)理論的合理性就在于基本理論是經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的,，歸根到底，新理論還是要受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),。

物理實(shí)驗(yàn)有助于開(kāi)拓新的研究領(lǐng)域,，由于物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)性大,，受邏輯思維的束縛較少,，因此，它可以憑借某種直接聯(lián)想,，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索新現(xiàn)象或捕捉自然中偶然發(fā)生的新現(xiàn)象,。在物理學(xué)發(fā)展史中這樣的事例是很多的。奧斯特相信自然力的相互聯(lián)系,，他所做的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電與磁之間的聯(lián)系,，從而開(kāi)拓可電磁學(xué)研究的廣泛領(lǐng)域；憑借敏銳的洞察力,，倫琴發(fā)現(xiàn)X射線,，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性現(xiàn)象，都使物理學(xué)研究進(jìn)入了嶄新的領(lǐng)域,；近代,，半導(dǎo)體摻雜性能的發(fā)現(xiàn)和半導(dǎo)體器件的發(fā)明以及激光器的制成等等，都使物理學(xué)乃至科學(xué)技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,。在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中,，常常出現(xiàn)這樣的情況：某人的某個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了某個(gè)新現(xiàn)象，立即有許多物理學(xué)家蜂擁而至,，或者驗(yàn)證其現(xiàn)象的真實(shí)性,，或者在其鄰近的條件下再做實(shí)驗(yàn)試圖發(fā)現(xiàn)更多的新現(xiàn)象,，或者尋找、建立新的理論來(lái)概括新現(xiàn)象,，從而帶來(lái)實(shí)驗(yàn)研究和理論研究的繁榮,。1986年米勒（K.A.Muller）和貝德羅茲（J.G.Bednorz）關(guān)于高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致世界范圍內(nèi)出現(xiàn)研究超導(dǎo)體的熱潮就是證明,。

實(shí)驗(yàn)是啟迪物理思想的源泉,，有些物理思想原本沒(méi)有，而是在解釋物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上涌現(xiàn)出來(lái)的,。物理實(shí)驗(yàn)給物理理論工作者以重要啟示,，引導(dǎo)物理理論研究沿著正確的方向發(fā)展。例如,，法拉第通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在帶電體之間插入電介質(zhì)會(huì)影響帶電體之間的電力強(qiáng)度,，以及導(dǎo)體在磁體附近運(yùn)動(dòng)可產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，使他相信在帶電體或電磁體周?chē)浇嬖谀撤N特殊的狀態(tài),，進(jìn)而凝聚出關(guān)于場(chǎng)的概念,，引導(dǎo)麥克斯韋建立電磁場(chǎng)理論；普朗克在解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律中萌發(fā)出能量量子化的思想,，引導(dǎo)了量子物理的誕生,；烏倫貝克和哥德斯特為解釋堿金屬原子光譜的雙線結(jié)構(gòu)及反常塞曼效應(yīng)，滋生出電子自旋概念,，擴(kuò)充了量子力學(xué)的內(nèi)容,，等等。照此看來(lái),，物理學(xué)的精髓在于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)精神,。物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和訓(xùn)練是一個(gè)科學(xué)工作者的“必修課”,。從宋代理學(xué)家程頤開(kāi)始,，把格物致知作為認(rèn)識(shí)論的重要問(wèn)題，程頤認(rèn)為格物就是就物而窮其理,，格物的途徑主要是讀書(shū)討論,，應(yīng)事接物之類(lèi)。格物致知的過(guò)程,，就是一個(gè)體認(rèn)人所固有的理的過(guò)程,。程頤還提出“格物致知”主要是“察之于身”、“反求諸身”,，其弟子楊時(shí)進(jìn)而提出格物即是“反身”之學(xué),。程頤認(rèn)為自我本身已蘊(yùn)含“天理”，須是通過(guò)“格物”而獲得,。程頤云：“致知在格物,，非由外爍我也,，我固有之也。因物有遷,，迷而不知,，則天理滅矣，故圣人欲格之,?！薄皩W(xué)貴于自得，得非外也,，故曰自得,。”“自得”即反身而求,。通過(guò)自身的省察反思而明理,。這種反思，主要是內(nèi)在的體驗(yàn),。

朱熹是歷史上一位有相當(dāng)成就的自然科學(xué)家,，他認(rèn)為：“所謂致知在格物，就是即物窮理以致吾心固有之知,。蓋人心之靈莫不有知,，而天下之物莫不有理，惟于理有未窮,，故其知有不盡也,。是以大學(xué)始教，必使學(xué)者即凡天下之物,，莫不因其已知之理而益窮之,，以求至乎其極,。至于用力之久,，而一旦豁然貫通焉，則眾物之表里精粗無(wú)不到,，而吾心之全體大用無(wú)不明矣,。此謂物格，此謂知之至也,?！痹谥祆淇磥?lái)，格物包括三個(gè)要點(diǎn),，即“即物”,、“窮理”、“至極”,。在他的認(rèn)識(shí)中,，理是先于天地而存在的,，是天地萬(wàn)物產(chǎn)生和存在的本源和根據(jù)。所以窮理,，就是要探求,、窮索一切本源，于是三者的關(guān)系就是：格物的核心在窮理,，窮理離不開(kāi)居奇的事物,，窮理就要窮至其極。也就是說(shuō),，物理學(xué)的精髓在于探索未知,。

由此可見(jiàn)，格物是一種方法,，有了這種方法就可以獲得知識(shí),。格就是去做那件事，放手去做,。格就格斗猛獸之格,，要想知道猛獸有多厲害，只有跟猛獸格斗,，于是你就知道了知識(shí),。朱熹是一位深入觀察各種自然現(xiàn)象的人，他的格物致知以“理一份殊”為基礎(chǔ),?！袄硪弧奔词恰翱偺斓厝f(wàn)物之理”的“太極”，但天地萬(wàn)物又各有本于“理一”且互不相同的理,，這即是“分殊”,。朱熹較多地強(qiáng)調(diào)“分殊”，他說(shuō)：“圣人未嘗言理一,，多只言分殊,。……不知萬(wàn)殊各有一理，而徒言理一,，不知理一在何處,。”且不論他如何能將自然之理與社會(huì)倫理道德之理總合為“理一”就強(qiáng)調(diào)“分殊”而言,，他實(shí)際上承認(rèn)自然之理的特殊性,。就自然之理而言，朱熹不只是抽象地談?wù)撟匀唤缯w的一般的理,，更多的是把自然界整體劃分為部分和個(gè)別事物,，討論自然界各具體事物的理。他說(shuō)：“天地中間,，上是天,，下是地,，中間有許多日月星辰、山川草木,、人物禽獸,。此皆形而下之器也。然這形而下之器之中,，便各自有個(gè)道理,，此便是形而上之道?！庇终f(shuō)：“天之生物,，有血?dú)庵X(jué)者，人獸是也,；有無(wú)血?dú)庵X(jué)而但有生氣者,，草木是也；有生氣已絕而但有形質(zhì)臭味者,，枯槁是也,。”在這里,，朱熹對(duì)自然之物進(jìn)行了大致的分類(lèi),。朱熹還論及自然界中個(gè)別事物之理，他說(shuō)：“雖草木亦有理存焉,。一草一木,，豈不可以格，如麻麥稻粱,，甚時(shí)種,，甚時(shí)收，地之肥,，地之碗,，厚薄不同，此宜植某物,，亦皆有理,?！笨梢?jiàn),，朱熹的理實(shí)際上也包含了具體自然規(guī)律的內(nèi)容。朱熹的格物致知,，就其目的而言,，是為了達(dá)到“眾物之表里精粗無(wú)不到，而吾心之全體大用無(wú)不明”,；就其過(guò)程而言,，必須去“理會(huì)那萬(wàn)理”,，就是去研究具體事物之理。至于格物的具體內(nèi)容,，朱熹說(shuō)：“上而無(wú)極,、太極，下而至于一草,、一木,、一昆蟲(chóng)之微，亦各有理,。一書(shū)不讀,，則閻了一書(shū)道理；一事不窮,，則闕了一事道理,；一物不格，則闋了一物道理,。須著逐一件與他理會(huì)過(guò),。”可見(jiàn),，格物的內(nèi)涵是非常廣泛的,。讀書(shū)、應(yīng)事,、格自然之物等等均屬格物之列,。關(guān)于格物致知的方法，朱熹強(qiáng)調(diào)廣泛深入地研究外部事物,，“以事之詳略言,，理會(huì)一件又一件；以理之淺深言,，理會(huì)一重又一重”,。在歸納、類(lèi)推的基礎(chǔ)上,，朱熹把創(chuàng)造性思維過(guò)程描述成“豁然貫通”,，“不知不覺(jué)，自然醒悟,?！睂?duì)待前人的知識(shí)，朱熹主張要有疑,，要見(jiàn)新意,。“讀書(shū)無(wú)疑者，須教有疑,；有疑者卻要無(wú)疑,，到這里方是長(zhǎng)進(jìn)?！薄皩W(xué)者不可只管守從前所見(jiàn),，須除了，方見(jiàn)新意,?！北仨氈赋龅氖牵祆涞母裎镏轮母褡匀恢锊⒎莾H僅從整體上探討自然界一般的理,。還具有格具體的自然之物,，對(duì)自然之物進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)研究，把握具體自然事物之理的含義,；同時(shí),，格物致知過(guò)程中還包含著歸納、類(lèi)推,、創(chuàng)造性思維的科學(xué)方法,。體現(xiàn)出懷疑、創(chuàng)新的科學(xué)精神,?？梢?jiàn)，朱熹的格自然之物不僅是自然哲學(xué)的研究,，也包括自然科學(xué)的研究,。這樣，朱熹實(shí)際上把科學(xué)研究納入他的格物致知的范疇,。

朱熹不僅在理論上把科學(xué)活動(dòng)納入他的格物致知的范疇,，而且還身體力行，進(jìn)行廣泛的科學(xué)研究,。朱熹的科學(xué)研究涉及天文學(xué),、地學(xué)和生物學(xué)等諸多領(lǐng)域。他的格物致知既有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

第一,，深入觀察各種自然現(xiàn)象,。在天文觀測(cè)方面，據(jù)《宋史·天文志》記載,，朱熹家中有過(guò)渾天儀,。他曾在講論歷法時(shí)說(shuō)：“歷法恐亦只可略論大概規(guī)模，蓋欲其詳,，即須仰觀俯察乃可驗(yàn),。今無(wú)其器，殆亦難盡窮也,?！彼苍?qǐng)人用竹尺以夏至日依古法立表以測(cè)其日中之影，細(xì)度其長(zhǎng)短,。在地理學(xué)研究上,，朱熹通過(guò)親身實(shí)地考察，指出地理學(xué)經(jīng)典《山海經(jīng)》,、《禹貢》中的不少錯(cuò)誤之處,，并對(duì)后人盲目相信經(jīng)典而沒(méi)有實(shí)地考察驗(yàn)證，以訛傳訛的做法聲示不滿,。他認(rèn)為,，地理學(xué)研究必須重視實(shí)地考察，而不能僅憑書(shū)本,。他非常重視地圖的作用,，并用膠泥自制立體地圖模型。他還考察過(guò)高山上有牡頗殼化石的自然現(xiàn)象,；親自觀察潮汐現(xiàn)象,，觀察風(fēng)、云,、雨,、霧、露,、霜,、雪、雷,、虹等自然現(xiàn)象的形成,；親自觀察佛光；觀察不同季節(jié)開(kāi)的花凋謝的難易,，等等,，或以此驗(yàn)證以往的知識(shí)，或據(jù)以提出新的見(jiàn)解,。

第二,，運(yùn)用類(lèi)推，獲取新知,。朱熹在科學(xué)研究中經(jīng)常運(yùn)用“以類(lèi)而推”的方法,，用已知的東西對(duì)自然現(xiàn)象進(jìn)行類(lèi)推解釋。在宇宙演化方面,，朱熹說(shuō)：“造化之運(yùn)如磨,，上面常轉(zhuǎn)而不止。萬(wàn)物之生，似磨中撒出……天地之形,，如人以?xún)擅讼嗪?，貯水于內(nèi)。以于常常撣開(kāi),，則水在內(nèi)不出,，稍住手，則水漏矣,?！睆倪@一現(xiàn)象，朱熹推出：“天地初間只是陰陽(yáng)之氣,。這一個(gè)氣運(yùn)行,，磨來(lái)磨去，磨得急了,，便鑼許多渣滓,；里面無(wú)處出，便結(jié)成個(gè)地在中央,?！痹诘刭|(zhì)形成上，朱熹說(shuō)：“天地始初混沌未分時(shí),，想只有水火二者,。水之滓腳便成地。今登高而望,，群山皆為波浪之狀,，便是水泛如此。只不知因什么時(shí)凝了,。初間極軟,，后來(lái)方凝得硬?！敝祆湔J(rèn)為,，大地形成后，處在不斷的變遷中,。他說(shuō)：“常見(jiàn)高山有螺蚌殼,，或生石中。此石即舊日之土,，螺蚌即水中之物,。下者卻變而為高，柔者變而為剛,。此事恩之至深,，有可驗(yàn)者,。”“今高山上多有石上販殼之類(lèi),，是低處成高,。又販須生于泥沙中，今乃在石上,，則是柔化為剛,。天地變遷,，何常之有,。”這是他用觀察到的自然現(xiàn)象推得大地變遷的結(jié)論,。在生物起源問(wèn)題上,，朱熹說(shuō)：“天地之初，如何討個(gè)人種,？自是氣蒸結(jié)成兩個(gè)人后,，方生許多萬(wàn)物。……那兩個(gè)人,，便如而今人身上虱,，是自然變化出來(lái)?！贝送?，他還用類(lèi)推方法解釋其他許多自然現(xiàn)象。例如：他認(rèn)為月中黑影“是地形倒去遮了他光耳,，如鏡子中被一物遮住其光,，故不甚見(jiàn)也?！痹诮忉屟┗槭裁闯柿切螘r(shí),，他說(shuō)：“蓋只是霸下，被猛風(fēng)拍開(kāi),，故成六出,。如人擲一團(tuán)爛泥于地，泥必額開(kāi)成穆瓣也,。又,，六者陰數(shù)，太陰玄精石亦六稽,，蓋天地自然之?dāng)?shù),。”

朱熹格物中的“物”,，是指一切事物,，凡天地之間,，無(wú)論是客觀的物質(zhì)實(shí)體，還是某些思維念慮在內(nèi),。他強(qiáng)調(diào)：“格物須是到處求,，博學(xué)之，審問(wèn)之,，謹(jǐn)思之,，明辨之，皆格物之謂也,。若只求諸己,，亦恐有見(jiàn)錯(cuò)處，不可執(zhí)一,?！币蚨煜碌氖挛锬挥欣恚瑹o(wú)論是大小,、輕重,、貴賤等等，萬(wàn)事萬(wàn)物皆有理,。事物的多樣性引起格物方法的多樣性,，但是歸結(jié)到底，就是要求把一切內(nèi)格物之功合到“吾心之全體大用無(wú)不明”的道理境界上去,。

陳來(lái)先生說(shuō)朱熹的格物致知學(xué)說(shuō)在重視人的道德修養(yǎng)的同時(shí),，強(qiáng)調(diào)外部事物的考察和知識(shí)的學(xué)習(xí)擴(kuò)展。因而,，朱熹的“格物致知”學(xué)說(shuō)是求真和求善的結(jié)合,。

從上可知，“格物”指努力窮就事物之理,，當(dāng)人們通曉事物之理后,，人的知識(shí)也就完備徹底了；“致知”是作為認(rèn)識(shí)過(guò)程中人所得知識(shí)的一個(gè)自然結(jié)果,。所以,，若沒(méi)有“格物”，談“致知”是無(wú)法辦到的,?！案裎锼灾轮奔词恰案裎铩焙汀爸轮钡年P(guān)系，“格物”以“致知”為目的,，“致知”在“格物”的過(guò)程中實(shí)現(xiàn),。也就是說(shuō)，探索未知以獲得知識(shí)為目的,，而知識(shí)只能在對(duì)未知事物的不斷探究中得到,。對(duì)具體研究,、學(xué)習(xí)者而言，應(yīng)該從通過(guò)對(duì)外在對(duì)象的考究中把握義理,，以達(dá)到引起內(nèi)心的波動(dòng)而達(dá)到致知,。正如丁肇中所言：“我覺(jué)得真正的格物致知精神，不但在研究學(xué)術(shù)中不可缺少,，而且在應(yīng)付今天的世界環(huán)境中也是不可少的,。在今天一般的教育里，我們需要培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的精神,。就是說(shuō),，不管研究自然科學(xué)，研究人文科學(xué),，或者在個(gè)人行動(dòng)上,，我們都要保留一個(gè)懷疑求真的態(tài)度,，要靠實(shí)踐來(lái)發(fā)現(xiàn)事物的真相?，F(xiàn)在世界和社會(huì)的環(huán)境變化得很快。世界上不同文化的交流也越來(lái)越密切,。我們不能盲目地接受過(guò)去認(rèn)為的真理,，也不能等待“學(xué)術(shù)權(quán)威”的指示。我們要自己有判斷力,。在環(huán)境激變的今天,，我們應(yīng)該重新體會(huì)到幾千年前經(jīng)書(shū)里說(shuō)的格物致知真正的意義。這意義有兩個(gè)方面：第一,，尋求真理的惟一途徑是對(duì)事物客觀的探索,；第二，探索的過(guò)程不是消極的袖手旁觀,，而是有想象力的有計(jì)劃的探索,。希望我們這一代對(duì)于格物和致知有新的認(rèn)識(shí)和思考，使得實(shí)驗(yàn)精神真正地變成中國(guó)文化的一部分,。管理者的存在價(jià)值,，說(shuō)穿了，就是因?yàn)樗芷埔舍尰?，解讀事象,，從而為做具體工作的人在立場(chǎng)、觀點(diǎn),、方法上提供亮點(diǎn),。”

綜上所述,，我們可以看到：物理學(xué)的精髓是培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)精神和探索未知,，對(duì)物理學(xué)的學(xué)習(xí),，需要通過(guò)正確的方法獲得必要的知識(shí)。