Whats the matter?
帶著疑問,記者通過網(wǎng)絡(luò)和校園實(shí)地訪問,調(diào)查采訪了部分高一和高二的同學(xué)。除了個(gè)別學(xué)霸大神表示“這都不是事兒”或者笑而不語外,記者所到之處,果然“收獲”了滿滿的吐槽聲:
——上課好像都聽懂了,做題全不會(huì),成績(jī)單下來全是淚,別提了!
——外語一樣的術(shù)語,天書一樣的符號(hào)和算式,這課還敢再枯燥一點(diǎn)嗎?催眠效果倒是不錯(cuò)。
——感覺物理就是一幫患有強(qiáng)迫癥的死硬理性派鉆牛角尖鉆出來的學(xué)問,學(xué)會(huì)這玩意跟學(xué)會(huì)茴香豆的茴有四種寫法有區(qū)別么?
——沒選報(bào)物理是因?yàn)槲野祽俚哪莻€(gè)女生說,像謝耳朵那樣的物理男都是高智商低情商的奇葩。
……
通過整理歸納,記者發(fā)現(xiàn),同學(xué)們的槽點(diǎn)雖然五花八門,但有三個(gè)方面的抱怨特別集中——物理君啊,快來直視大家對(duì)你所犯“三宗罪”的控訴:
太抽象!
@禹粒子(江山中學(xué)):其實(shí)我不是天生物理黑,相反,從小到大都還蠻熱愛科學(xué)的。初中時(shí),我也沒覺得物理有多難,那時(shí)候的物理基本上都是從身邊熟悉的日?,F(xiàn)象出發(fā),探尋它們背后的“道理”,學(xué)起來常常會(huì)有一種揭開謎底的快感。然而,上高中以后,我感覺物理課上講的東西越來越“沒樣子”了。什么動(dòng)量沖量,勻加速勻減速,分子勢(shì)能,還有什么電場(chǎng)磁場(chǎng)……天了嚕,我努力去試圖想象和理解這些無比抽象的概念,最后卻往往還是似懂非懂,有種深深的無力感。
@砍竹子的小菇?jīng)觯ㄊ捝街袑W(xué)):“忽略摩擦力”“勻速直線運(yùn)動(dòng)”……我所做的物理題目似乎永遠(yuǎn)建立在這些所謂的假設(shè)條件之上。每次做題時(shí)間久了,我感覺自己就像懸浮在空中一樣,玄玄乎乎的,非常不真實(shí)。比如“無限光滑的平面”,“無限光滑”到底是多光滑???再比如“沒有形狀與大小的質(zhì)點(diǎn)”,形狀和大小都沒了,這東西還能存在嗎?這不是玩虛的嗎?這些腦洞開得太大,我想象力太弱跟不上啊!
第二宗“罪”
套路
@逗號(hào)(余杭第二高級(jí)中學(xué)):有時(shí)候從一堆草稿紙中抬起頭來,會(huì)瞬間恍惚,不知道自己究竟是在做物理題還是數(shù)學(xué)題。真的,現(xiàn)在動(dòng)不動(dòng)就是乏味的公式、計(jì)算,難道不知道“多一個(gè)公式就會(huì)少一半讀者”的道理么……相比之下初中《科學(xué)》的物理部分真像一本“趣味科普書”啊。
@吃著火鍋唱著歌(嘉興高級(jí)中學(xué)):做物理題沒勁透了,無非是用這個(gè)公式來套,或者用那個(gè)公式來套,套來套去,真是滿滿的“套路”。說好的“自然之美”呢?說好的“創(chuàng)造性思維”呢?有時(shí)候我真心認(rèn)為,物理干脆改名叫作“公式學(xué)”算了。
第三宗“罪”
刷來刷去
門在哪里?
@葉子江(浙江傳媒學(xué)院實(shí)驗(yàn)中學(xué)):我大概不算很聰明,所以相信勤能補(bǔ)拙。以往的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)長的教誨都告訴我,有困難,多刷題。這條“定律”在英語、化學(xué)甚至數(shù)學(xué)等科目上都幫助過我,可偏在物理這門課上好像失效了。我很努力地刷了很多題,做完也都認(rèn)真地對(duì)照答案和解題思路??傄詾槭炷苌?,然而并沒有什么用,遇到新題依然一頭霧水。我愿意更努力,可是到底該怎么努力才有用呢?我有點(diǎn)茫然。
@追風(fēng)少年(樂清中學(xué)):我承認(rèn)我最終沒選報(bào)物理的原因比較功利。很多事實(shí)似乎都在表明,物理并不是一門分?jǐn)?shù)與用功程度成正比的課程,并不像其他課程只要足夠努力就會(huì)收獲高分,它似乎更像是“聰明人的游戲”,門口好像有一道高高的“智商門檻”,你夠不到就是夠不到。我有信心去和那些“大神”們拼天賦、拼“悟性”嗎?這個(gè)真沒有。
見招拆招/
物理達(dá)人陪審團(tuán)
第一回合:物理真的太抽象嗎
張翰:
別怕“抽象”,它只是為了幫你看見這個(gè)世界
的簡(jiǎn)單
當(dāng)你在物理這個(gè)大坑里苦苦掙扎的時(shí)候,有沒有想過這樣一個(gè)問題:物理到底是什么?
還記得小時(shí)候老爸帶我散步時(shí)講過的一句話:“你看眼前的這棵樹,它在漢語里叫柏樹,而在其他國家,這棵樹有別的名字。所以,名字并不重要,重要的是它的本質(zhì)?!彪m然當(dāng)時(shí)懵懂,但我的頭腦里第一次有了“本質(zhì)”這個(gè)概念。
我們每個(gè)人都曾描述過周遭的事物。我們可以用文學(xué)的方式,也可以用繪畫的方式……無論哪一種方式,其實(shí)都在不同程度地做著“簡(jiǎn)化”。因?yàn)檎鎸?shí)世界的萬事萬物都是極其復(fù)雜的,再詳盡的文字都不可能面面俱到,再細(xì)膩的畫筆也不可能纖毫畢現(xiàn),如果一絲細(xì)節(jié)都不肯舍棄的話,實(shí)際上我們就無法對(duì)任何事物做出描摹。
比方說我們想知道一個(gè)箱子有多大,很簡(jiǎn)單吧?但實(shí)際上,這箱子的每個(gè)面都不可能是一個(gè)嚴(yán)格的矩形,它的表面也并不平整,和地面之間的靜摩擦力以及空氣壓力會(huì)導(dǎo)致它輕微形變,還有溫度變化帶來的熱脹冷縮……當(dāng)你計(jì)算它的體積時(shí),其實(shí)是把這個(gè)箱子簡(jiǎn)化成了一個(gè)只有長寬高三個(gè)維度的長方體,而對(duì)它的材質(zhì)、大氣壓力、環(huán)境溫度等等忽略不計(jì);如果不這樣做,“求體積”這件事將變得困難無比,甚至成了“不可能完成的任務(wù)”。
這個(gè)方法,就叫“抽象”。所以,關(guān)鍵是先不要被“抽象”這個(gè)詞嚇住——它要做的并不是把簡(jiǎn)單的事情弄復(fù)雜,而是恰恰相反。它給你一雙“慧眼”,透過紛繁復(fù)雜的表象,看到一個(gè)簡(jiǎn)潔、清爽的世界。
這就是物理,它用化繁為簡(jiǎn)的方式來看待和描述世界,探究事物的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律。我相信,如果你也能學(xué)會(huì)用這樣的眼光來看問題,學(xué)起物理來一定會(huì)輕松得多,也饒有興趣得多。
陳峰:
打開那扇具體與抽象之間的“任意門”
我還清晰地記得,小學(xué)常識(shí)老師在給我們上“水的蒸發(fā)”這一課時(shí),一走進(jìn)教室,二話不說,拿起一冷一熱兩塊濕抹布就往黑板上擦。瞬間,我就被吸引住了……從此,我每天都很期待上常識(shí)課,這種興趣和好奇心一直保持到初中科學(xué)課、高中物理課,然后延續(xù)至今。
物理抽象嗎?確實(shí),它需要從具體現(xiàn)象中歸納出原理、規(guī)律。但同時(shí),這些看似“虛頭巴腦”的原理、規(guī)律,又實(shí)實(shí)在在地存在于具體的萬事萬物之中——你可以在各種眼花繚亂的現(xiàn)象背后找到它,可以通過觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證它,更可以在工作和生活中應(yīng)用它。
比如美劇《生活大爆炸》里,那幾個(gè)有些“宅”的理科男,就運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí),讓自己的生活變得多姿多彩。再如《神探伽利略》中那位湯川學(xué)教授,更是通過物理公式計(jì)算,將一個(gè)個(gè)犯罪分子繩之于法!
我真心覺得,學(xué)物理,千萬不能一頭扎進(jìn)課本和習(xí)題冊(cè)里出不來,而應(yīng)該帶著對(duì)世界滿滿的好奇心,養(yǎng)成將理論知識(shí)與自己的日常經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來的習(xí)慣,最終你會(huì)找到并且打開那扇連接具體與抽象的“任意門”,而物理君那張“高冷”的臉也將變得可親可近。
第二回合:物理真的全是套路嗎
柯趙軻:
套路?拜托,咱們玩的是“反套路”!
以前如果有人問我怎么學(xué)物理,我會(huì)立刻回答:讀題,思考,計(jì)算,得出答案。那時(shí),我就是個(gè)典型的“套路黨”——物理在我眼里,無非就是運(yùn)用公式解開難題的過程。
直到有一天,我偶然在網(wǎng)上看到一個(gè)問題:“一滴水從很高的地方以自由落體方式掉下來,會(huì)砸死人嗎?”我第一反應(yīng)是,這人是來搞笑的吧,沒見過下雨嗎?可是看到下面一幫物理大牛的討論,我發(fā)現(xiàn),原來,在一定的條件下,一滴水還真能砸死人!
后來又看到了一些千奇百怪的“另類”問題,比如“綠巨人浩克跳起來會(huì)砸壞地面嗎?”“一把掃帚如何做到直立不倒?”“人能拉動(dòng)卡車嗎?”……這些居然都能通過物理計(jì)算得到驗(yàn)證,令人腦洞大開,好玩極了。我開始意識(shí)到,物理其實(shí)是“反套路”的。
我開始學(xué)著自己推導(dǎo)每一個(gè)公式,認(rèn)真地理解和思考它們是怎么來的、意義何在。我一次次體會(huì)到,這些看似簡(jiǎn)單的公式中,隱含著許多極為大膽的創(chuàng)新理念,它們本身就是對(duì)前人觀點(diǎn)、傳統(tǒng)觀念、經(jīng)驗(yàn)常識(shí)等等“老套路”的挑戰(zhàn)甚至顛覆。比如自由落體公式,否定了物體下落速度與自身輕重有關(guān)的錯(cuò)誤直覺。再比如那個(gè)簡(jiǎn)潔到連普通中學(xué)生都能完成計(jì)算的狹義相對(duì)論公式,更是幾乎完全改變了人類看待整個(gè)世界的角度和方式!
這個(gè)發(fā)現(xiàn),不僅幫我加深了對(duì)物理這門課的理解,更重要的是讓我意識(shí)到要有一種“反套路”的獨(dú)立思考精神。比如以前我從未質(zhì)疑過“標(biāo)準(zhǔn)答案”,而現(xiàn)在會(huì)思考“標(biāo)準(zhǔn)答案一定正確嗎”“它提供的解題思路和過程是最好的嗎”……你別說,還真有許多新發(fā)現(xiàn)。再比如有很多同學(xué)喜歡寫小說,但我覺得很多小說都是千篇一律,我能不能寫點(diǎn)不一樣的呢?于是我把小說結(jié)構(gòu)和力學(xué)定律相結(jié)合,用物理公式的形式寫了一篇科幻小說,結(jié)果被同學(xué)們爭(zhēng)相傳看,還得了作文比賽的大獎(jiǎng)呢。
趙世杰:
偉大科學(xué)家,也可能被“直覺”蒙蔽,所以……
不少同學(xué)都會(huì)吐槽做物理題時(shí)需要計(jì)算的地方太多,甚至說“物理數(shù)學(xué),傻傻分不清”。作為定量分析的計(jì)算,對(duì)于物理來說,當(dāng)然有多重意義,這里我只談?wù)勊疤茁贰敝g的關(guān)系。
“套路”有很多種,比如傳統(tǒng)的觀念、舊有的理論等,而其中有一種叫“直覺”。直覺引導(dǎo)我們認(rèn)識(shí)世界,但很多時(shí)候也會(huì)誤導(dǎo)我們,讓我們犯“想當(dāng)然”的錯(cuò)誤——甚至連科學(xué)家也未能幸免。分享兩個(gè)觸動(dòng)過我的小故事:
光的本質(zhì)是什么?物理學(xué)家們?cè)?jīng)分為互不相讓的兩派:“粒子黨”和“波動(dòng)黨”。法國科學(xué)家泊松屬于粒子黨,他通過嚴(yán)密的計(jì)算,發(fā)現(xiàn)了“波動(dòng)說”的一個(gè)“大Bug”——假如光真的是一種波,那么用一張圓形不透明的小紙片去遮擋一束光,形成的圓形黑影的正中央,應(yīng)該出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)!可是誰曾見過影子中央的亮點(diǎn)?這簡(jiǎn)直太荒謬了有木有!泊松興高采烈地公布了這個(gè)計(jì)算……然而后來的事情我們都知道,實(shí)驗(yàn)表明,這個(gè)亮點(diǎn)確實(shí)存在。泊松原本打算用來摧毀“波動(dòng)說”的武器,卻成了證明其正確性的有力證據(jù)!
接下來,偉大的愛因斯坦出場(chǎng)了。1915年,愛因斯坦提出廣義相對(duì)論,得出“引力場(chǎng)方程式”。大家在解這個(gè)方程時(shí),發(fā)現(xiàn)它會(huì)“導(dǎo)致”宇宙膨脹或收縮。愛因斯坦無法接受這樣“怪異”的結(jié)論,于是動(dòng)手修改方程式,人為加進(jìn)了一個(gè)“宇宙常數(shù)”,以保持宇宙靜止不變。若干年后,天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)并且證實(shí)了宇宙正在膨脹。愛因斯坦聽說后,趕緊把“宇宙常數(shù)”從方程式中去除,并且說:“這是我犯過的最大錯(cuò)誤……”(今天的科學(xué)家又重新引入了“宇宙常數(shù)”,用以代表導(dǎo)致宇宙加速膨脹的“暗能量”——編者注)
所以,幸好我們會(huì)計(jì)算。不是嗎?
第三回合:物理前面真有一道高高的“智商門檻”嗎
王彎:
從看見樹木
到看見森林
作為一枚通常被認(rèn)為是“理科智商捉急”的文科生,覺得有資格來談一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)槲矣惺芬詠淼谝淮螔炜疲褪窃栽谖锢磉@門課上。那時(shí)候真是覺得使出渾身力氣都入不了門,上課也用心聽了,習(xí)題也認(rèn)真做了,可依然如墜霧里。
有段時(shí)間身邊不少自詡為“文藝青年”的同學(xué)都在寫小說,我也是其中一個(gè)。小說,包括影視作品,通常有個(gè)創(chuàng)作環(huán)節(jié)簡(jiǎn)稱“人設(shè)”,就是在編故事之前,先設(shè)定小說里會(huì)有哪些主要人物,他們是誰,各自有著怎樣的背景、身份和性格,他們間的關(guān)系是怎樣的……實(shí)際上就是一個(gè)“建?!钡倪^程——在頭腦中構(gòu)建出一個(gè)“真實(shí)世界”,然后人物就在這里面“活動(dòng)”,故事也在這里面合情合理地發(fā)生、發(fā)展……
一天,我忽然心血來潮,拿出一疊白紙,開始像給小說做“人設(shè)”一樣,把物理課的那些知識(shí)點(diǎn)一個(gè)個(gè)列在上面,然后試著標(biāo)出它們之間的關(guān)系……寫著畫著,我心里仿佛真的有一扇大門在慢慢開啟。我看到的知識(shí)不再只是一個(gè)個(gè)單獨(dú)的點(diǎn),而是彼此關(guān)聯(lián),相互交織,組合成了一個(gè)完整的世界。
在這個(gè)世界里,籃球飛向籃筐和月球繞著地球運(yùn)轉(zhuǎn)其實(shí)是一回事,自由落體的極限速度就是物體得以逃離地球的第二宇宙速度,構(gòu)成我們身體的基本材料跟遙遠(yuǎn)星系一模一樣,電不是一種“東西”而是一種能量,要想理解它的種種神奇首先要把力學(xué)的基本概念真正地掌握于心……
從此面對(duì)物理,我開始有了豁然開朗、融會(huì)貫通的感覺,成績(jī)單也越變?cè)胶每戳?。就像得到了一張地圖,清楚了自己身在何處,就不容易迷路,也更容易找對(duì)方向。
陳峰:
好奇心是跨越門檻的動(dòng)力
其實(shí)我不同意所謂“大神”就可以輕松搞定物理,除了傳說中極個(gè)別的“天才”之外,我見到的幾乎所有“物理達(dá)人”也都是要付出努力去刻苦鉆研的。
但努力鉆研跟努力刷題還是不一樣。后者是沖著考試和分?jǐn)?shù)去的,而前者是出于興趣和追求。對(duì)我來說,這種興趣來自對(duì)于“未知”的好奇。
我在香港科技大學(xué)上的第一節(jié)大學(xué)物理課上,白發(fā)蒼蒼的老先生突然拋來一個(gè)問題:“你們知道為什么要學(xué)習(xí)物理嗎?”同學(xué)們個(gè)個(gè)呈現(xiàn)出“問號(hào)臉”,老教授慢悠悠地講道:“一個(gè)人走到蘋果樹下,看到頭頂上有一只紅彤彤的大蘋果搖搖欲墜。文學(xué)家會(huì)揮筆寫詩,哲學(xué)家會(huì)駐足深思,生物學(xué)家會(huì)判斷品種,地理學(xué)家會(huì)分析土壤和降水,化學(xué)家會(huì)思考蘋果酸的化學(xué)式和用處……唯有物理學(xué)家因?yàn)橹廊f有引力定律,立即快步走開,成功躲開掉下來的大蘋果,然后趁著其他人抱頭痛哭的時(shí)候,氣定神閑地?fù)炱饋沓缘羲??!闭麄€(gè)教室里哄堂大笑。這雖然只是個(gè)笑話,但卻道出了我為何會(huì)喜歡物理的根本原因——它具有魔法般的預(yù)知能力。
比如:在真空環(huán)境中,從10米高處放下一個(gè)小球,它將會(huì)在1.4秒后落地。
只要知道若干參數(shù),我們就能夠準(zhǔn)確地預(yù)言將有什么事發(fā)生。于是我們可以預(yù)報(bào)每一次日食、月食和流星雨的發(fā)生時(shí)間,可以利用公式計(jì)算發(fā)現(xiàn)一顆“新”的行星(海王星),可以把飛行器送到我們想要它前往的地方,可以在地球上制造出遠(yuǎn)超太陽中心的高溫,可以讓每個(gè)人打開手機(jī)就能知道自己身處何方……
劉慈欣的科幻小說《三體》之所以如此吸引人,就是因?yàn)樾≌f中的情節(jié)并非泛于空想,而是根據(jù)相應(yīng)的物理學(xué)原理得出的。書中描繪的“三體世界”“水滴”“面壁者”“黑暗森林”,說不定真的會(huì)在哪一天成為現(xiàn)實(shí)!
物理預(yù)言了許多我們難以想象的神奇存在(比如2016年引力波的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了愛因斯坦100年前的預(yù)言),更預(yù)知了我們生活的變化,社會(huì)的發(fā)展,以及整個(gè)世界的走向。如果你對(duì)未知和未來充滿好奇,怎能不愛上這門課?
唯有熱愛,而不是對(duì)分?jǐn)?shù)的追求,才是幫助你跨越一道道門檻、探險(xiǎn)奇妙物理世界的持續(xù)不斷的動(dòng)力來源。
王建薇:
不是聰明人才能學(xué)好物理,而是學(xué)物理讓人更聰明
復(fù)旦大學(xué)曾對(duì)核物理專業(yè)的畢業(yè)生去向做過一次調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有不到十分之一的學(xué)生畢業(yè)后從事與核物理有關(guān)的工作,其余的畢業(yè)生紛紛改行。對(duì)此,很多人都說這是“物理系的失敗”。我所任教班級(jí)的部分學(xué)生、家長,也或多或少表露過“學(xué)習(xí)物理好像沒什么用”的看法。但我的觀點(diǎn)恰恰相反。
我認(rèn)識(shí)不少本科學(xué)了四年物理專業(yè)后改行或轉(zhuǎn)專業(yè)繼續(xù)深造的同學(xué),當(dāng)他們面臨著新專業(yè)、新領(lǐng)域時(shí),即便是大學(xué)里讀物理讀得很艱苦的那些同學(xué),也普遍感到“So easy”,而且都發(fā)展得挺不錯(cuò)的。因?yàn)?年的物理專業(yè)訓(xùn)練使他們具備了良好的素質(zhì),為今后的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),于是即便是去了不同的領(lǐng)域,也能夠很快適應(yīng)。有時(shí)候,“無用之用,方為大用”。
其實(shí)很多高中生也已經(jīng)意識(shí)到這一點(diǎn)了。我在我的學(xué)生中做過“你學(xué)習(xí)物理是為了什么”的問卷調(diào)查,結(jié)果蠻令我意外的——有21.1%的同學(xué)表示今后想從事與物理相關(guān)的職業(yè),而多達(dá)76.1% 的學(xué)生都覺得,通過學(xué)習(xí)物理而凝煉成的思想、方法和能力,將會(huì)對(duì)今后的發(fā)展大有裨益。
我覺得很欣慰。真的,與其說是“聰明人才能學(xué)好物理”,不如說是“學(xué)物理讓人變得更聰明”。