早二十年碰到这本书,或许我的物理学就不会一团糟了

时间:2022-07-15 01:07:40

早二十年碰到这本书,或许我的物理学就不会一团糟了

中学时代,令我又爱又恨的一门课,就是物理学。

我很喜欢物理(我上大学后,还持续阅读天文学方面的科普书),然而,我中学时代的物理成绩很糟糕,高一上学期期末考,出题老师全校大放水,我还是考得惨兮兮。

喜欢一个学门的知识却始终无法搞懂,是很受挫折的事情,虽然我也知道台湾的中学物理教育很失败,只是背公式、填鸭考试,错不一定全在我,却还是很无奈。

大学时代很流行费曼,虽然我也读了一些费曼写的物理普及读物,甚至还买了霍金的《时间简史》,却还是有读没有懂,直到我碰到卢文这本《我在MIT燃烧物理魂》,终于有一本能让我读得懂,而且一窥物理定律与你我日常生活世界之间的奇妙关联的佳作。

卢文是MIT的教授,荷兰人,专攻天文物理,发表超过450篇专业论文。深爱物理学的卢文,也非常热衷于教学,是近年来MIT在网络上最红的教授,因为他的物理学开放课程好得吓吓叫,连比尔·盖兹都深深着迷,还写信向他致敬。

卢文在每一章开始,先以一个简单的日常生活现象破题,带出此一现象与物理学中的哪些基本观念有关系,接着再透过清楚流畅的文字说明,引导我们一步步将此物理学的基本定理推导出来(光是这个推导过程,就令人折服,因为我们从小到大所受的物理学教育,都只是按照课本的数学公式推导定理,如果听不懂,老师就会直接叫你背起来),务求让读者能够理解这些基本物理定理的来源。

好比说第二章,卢文提醒我们,“测量”是物理学的根本,“没有测量就没有物理”,而他简单地介绍了一些测量的基本观念后,突然话锋一转,抛出一个命题,指称他的外婆早就发现“人站着的时候,身体比躺着时候短”,他决定要验证外婆的论点,最后还真的发现外婆所说的是真的。最令人发噱的是,卢文幽默地说,这样一个连他外婆都知道的事情,NASA(美国国家航空航天局)却不知道,过去NASA研发的太空装,上了太空之后,总是被太空人抱怨变得太紧,后来才知道人在无重力状态时就像躺下一样,身体会变长,后来太空装的设计才懂得预留太空人拉长后的部分。

卢文以一个外婆都知道的事情,既介绍了测量的重要性,也谈了测量的基本观念,还警告大家不重视测量的后果。

全书第二到第九章,卢文大体都是以此一手法,铺陈其介绍物理学知识,从外婆的常识谈测量,从你我的体重谈力学与牛顿三大定律,从吸管的长度谈大气压力,教我们自制彩虹以介绍光学原理,从管弦乐器介绍声波,从富兰克林的风筝谈电学,从人的漂浮谈电磁,从减肥谈能量守恒定律……从你我熟悉的日常生活议题带出物理学的基本定律,教导我们以物理之眼看世界,从全新的角度看我们熟悉的世界。要是我能够早二十年碰到这本书,也许当年的物理学成绩就不致于惨兮兮了!

第十到十四章,卢文有点私心(应该的,他是如此热爱天文物理)地介绍自己的研究领域,天文物理学中的X射线。而我也必须很老实地说,虽然我热爱天文学,但这部分的阅读需要相当程度的想象力支撑,虽然卢文已经尽可能讲得浅显易懂,但对物理不好的人来说,还是会显得吃力,得放慢脚步来读。

最后一章,卢文谈到物理与当代艺术之间的关系,他表示是当代艺术启发了他的物理学教学,他发现物理和艺术一样,都是从根本转换我们看待世界的方式,两者都关心发现的问题。

或许有很多人会佩服卢文对于物理教学的热情,以及其别出心裁的教学方法。卢文总是能想出许多令人拍案叫绝的实验,来解释其所欲阐述的物理学观念。其中尤其以解释能量守恒定律的实验最为惊人,书中有详细描述,还告诉读者上哪里可以找到这些精彩的影片来看。

然而,卢文的教学魅力,之所以能在举手投足间完全展现,主要在于他勤下工夫。即便是教了数十年的基础物理学,他每一堂课之前还是要花大量的时间预习、准备,反复练习。“台上一分钟,台下十年工”,卢文的物理课之所以能挑旺学生的物理魂,在于他始终如一的认真准备,他的成就决不是偶然。

这让我不得不反躬自省一件事情,当我们的社会有那么多成年教师抱怨年轻人程度差,是否也想过,自己在教学准备上的态度其实也有问题?有多少人能像卢文般认真备课?

卢文的物理课,不但引人入胜,还很值得第一线的教育工作者自我省思!

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