中學時代,令我又愛又恨的一門課,就是物理學。
我很喜歡物理(我上大學后,還持續(xù)閱讀天文學方面的科普書),然而,我中學時代的物理成績很糟糕,高一上學期期末考,出題老師全校大放水,我還是考得慘兮兮。
喜歡一個學門的知識卻始終無法搞懂,是很受挫折的事情,雖然我也知道臺灣的中學物理教育很失敗,只是背公式、填鴨考試,錯不一定全在我,卻還是很無奈。
大學時代很流行費曼,雖然我也讀了一些費曼寫的物理普及讀物,甚至還買了霍金的《時間簡史》,卻還是有讀沒有懂,直到我碰到盧文這本《我在MIT燃燒物理魂》,終于有一本能讓我讀得懂,而且一窺物理定律與你我日常生活世界之間的奇妙關(guān)聯(lián)的佳作。
盧文是MIT的教授,荷蘭人,專攻天文物理,發(fā)表超過450篇專業(yè)論文。深愛物理學的盧文,也非常熱衷于教學,是近年來MIT在網(wǎng)絡(luò)上最紅的教授,因為他的物理學開放課程好得嚇嚇叫,連比爾·蓋茲都深深著迷,還寫信向他致敬。
盧文在每一章開始,先以一個簡單的日常生活現(xiàn)象破題,帶出此一現(xiàn)象與物理學中的哪些基本觀念有關(guān)系,接著再透過清楚流暢的文字說明,引導我們一步步將此物理學的基本定理推導出來(光是這個推導過程,就令人折服,因為我們從小到大所受的物理學教育,都只是按照課本的數(shù)學公式推導定理,如果聽不懂,老師就會直接叫你背起來),務(wù)求讓讀者能夠理解這些基本物理定理的來源。
好比說第二章,盧文提醒我們,“測量”是物理學的根本,“沒有測量就沒有物理”,而他簡單地介紹了一些測量的基本觀念后,突然話鋒一轉(zhuǎn),拋出一個命題,指稱他的外婆早就發(fā)現(xiàn)“人站著的時候,身體比躺著時候短”,他決定要驗證外婆的論點,最后還真的發(fā)現(xiàn)外婆所說的是真的。最令人發(fā)噱的是,盧文幽默地說,這樣一個連他外婆都知道的事情,NASA(美國國家航空航天局)卻不知道,過去NASA研發(fā)的太空裝,上了太空之后,總是被太空人抱怨變得太緊,后來才知道人在無重力狀態(tài)時就像躺下一樣,身體會變長,后來太空裝的設(shè)計才懂得預留太空人拉長后的部分。
盧文以一個外婆都知道的事情,既介紹了測量的重要性,也談了測量的基本觀念,還警告大家不重視測量的后果。
全書第二到第九章,盧文大體都是以此一手法,鋪陳其介紹物理學知識,從外婆的常識談測量,從你我的體重談力學與牛頓三大定律,從吸管的長度談大氣壓力,教我們自制彩虹以介紹光學原理,從管弦樂器介紹聲波,從富蘭克林的風箏談電學,從人的漂浮談電磁,從減肥談能量守恒定律……從你我熟悉的日常生活議題帶出物理學的基本定律,教導我們以物理之眼看世界,從全新的角度看我們熟悉的世界。要是我能夠早二十年碰到這本書,也許當年的物理學成績就不致于慘兮兮了!
第十到十四章,盧文有點私心(應(yīng)該的,他是如此熱愛天文物理)地介紹自己的研究領(lǐng)域,天文物理學中的X射線。而我也必須很老實地說,雖然我熱愛天文學,但這部分的閱讀需要相當程度的想象力支撐,雖然盧文已經(jīng)盡可能講得淺顯易懂,但對物理不好的人來說,還是會顯得吃力,得放慢腳步來讀。
最后一章,盧文談到物理與當代藝術(shù)之間的關(guān)系,他表示是當代藝術(shù)啟發(fā)了他的物理學教學,他發(fā)現(xiàn)物理和藝術(shù)一樣,都是從根本轉(zhuǎn)換我們看待世界的方式,兩者都關(guān)心發(fā)現(xiàn)的問題。
或許有很多人會佩服盧文對于物理教學的熱情,以及其別出心裁的教學方法。盧文總是能想出許多令人拍案叫絕的實驗,來解釋其所欲闡述的物理學觀念。其中尤其以解釋能量守恒定律的實驗最為驚人,書中有詳細描述,還告訴讀者上哪里可以找到這些精彩的影片來看。
然而,盧文的教學魅力,之所以能在舉手投足間完全展現(xiàn),主要在于他勤下工夫。即便是教了數(shù)十年的基礎(chǔ)物理學,他每一堂課之前還是要花大量的時間預習、準備,反復練習?!芭_上一分鐘,臺下十年工”,盧文的物理課之所以能挑旺學生的物理魂,在于他始終如一的認真準備,他的成就決不是偶然。
這讓我不得不反躬自省一件事情,當我們的社會有那么多成年教師抱怨年輕人程度差,是否也想過,自己在教學準備上的態(tài)度其實也有問題?有多少人能像盧文般認真?zhèn)湔n?
盧文的物理課,不但引人入勝,還很值得第一線的教育工作者自我省思!