大學(xué)物理中的歷史文化魅力

一堂豐富而有趣的大學(xué)物理課，只有公式推理是不夠的，如何在復(fù)雜抽象中讓學(xué)員感受科學(xué)的美妙，是每一位教員不懈努力的方向。在課堂教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本文將介紹三個(gè)將具有古韻色彩的詩(shī)詞以及文言文運(yùn)用到大學(xué)物理課堂教學(xué)中的實(shí)例，為活躍課堂氣氛，增添自然科學(xué)理論的歷史文化魅力提供新的思路。

1.引言

2017年伊始，中央電視臺(tái)的“中國(guó)詩(shī)詞大會(huì)”掀起了古典詩(shī)詞熱潮。詩(shī)詞大會(huì)讓人們重新發(fā)現(xiàn)了蘊(yùn)含在古詩(shī)詞中的語(yǔ)言之美。古代詩(shī)文凝練、生動(dòng)，或意象豐富或生動(dòng)有趣的表達(dá)方式，讓人們驚訝地發(fā)現(xiàn)了漢語(yǔ)典雅、含蓄之美。同時(shí)，人們也重新發(fā)現(xiàn)了蘊(yùn)含于古詩(shī)文中豐富的意境與情感表達(dá)。古人把自己內(nèi)心的感動(dòng)寫出來(lái)，千百年后再讀其詩(shī)作，依然能夠受到同樣的感動(dòng)，這就是中國(guó)古詩(shī)文的生命。

古詩(shī)文的魅力不僅有它的語(yǔ)言之美，還有豐富的寫實(shí)之美，猶如串串珍珠，穿起了人類源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的歷史。當(dāng)古詩(shī)文遇到自然科學(xué)，這種碰撞的火花給人帶來(lái)前所未有的認(rèn)知體驗(yàn)。筆者在大學(xué)物理課堂中融入古詩(shī)文，不但能讓學(xué)員耳目一新，而且在感受古韻魅力的同時(shí)對(duì)物理規(guī)律、現(xiàn)象有了一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)員體會(huì)抽象課堂中的活潑趣味。

2.大學(xué)物理課堂中的古韻之美

2.1 受迫振動(dòng)與銀胡簶

在講授《受迫振動(dòng)與共振》這一節(jié)，教員們常常引入1906年，沙俄騎兵通過(guò)彼得堡附近的愛(ài)紀(jì)畢特大橋時(shí)，以整齊的步伐前進(jìn)，當(dāng)馬隊(duì)剛走到橋心時(shí)，突然橋身自動(dòng)斷裂墜入河中，很多人、馬都成了河水的玩物，還有1940年美國(guó)華盛頓州的塔科馬索橋等例子，其實(shí)在我國(guó)古代，人們?cè)缇蛯W(xué)會(huì)利用受迫振動(dòng)這一現(xiàn)象了，南宋詞人辛棄疾有這么一首詞：

壯歲旌旗擁萬(wàn)夫，

錦襜突騎渡江初。

燕兵夜娖銀胡觮，

漢箭朝飛金仆姑。

其中“燕兵夜娖銀胡觮”這一句，當(dāng)時(shí)辛棄疾帶領(lǐng)士兵和精銳騎兵一萬(wàn)多人，聯(lián)合抗金，金兵夜晚枕著銀胡簶?biāo)X(jué)，銀胡簶是什么呢？“簶”是盛箭的容器，有箱式和囊式的兩種，“胡簶”是箱式箭袋，最多可裝箭矢二十四支?！段浣?jīng)總要-前集》曾記載，這種銀胡簶，“凡人馬行在三十里外，東西南北皆響聞其中”。當(dāng)人車馬行進(jìn)的頻率與銀胡簶振動(dòng)頻率相同時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅會(huì)加強(qiáng)，振動(dòng)效果明顯，金兵就能提早知道軍情，好加強(qiáng)戒備！銀胡簶起到了共鳴箱的作用！

2.2 磁場(chǎng)與馬隆定身戰(zhàn)

這是在《真空中的恒定磁場(chǎng)》一章開(kāi)篇所引用的例子：

《晉書.馬隆傳》記載，馬隆于道路兩旁堆積磁石，吸阻身著鐵鎧的禿發(fā)樹(shù)機(jī)能部眾，使其難以行進(jìn)，而晉軍均被犀甲，進(jìn)退自如。禿發(fā)樹(shù)機(jī)能部眾在為震驚，以為晉軍為神靈。

——馬隆定身戰(zhàn)

大約在公元3世紀(jì)的西晉時(shí)期，晉朝大將馬隆率領(lǐng)3500名勇士，出征于今日的甘肅、陜西一帶。一次，馬隆選擇了一條山谷作為伏擊戰(zhàn)場(chǎng)，命令部下把磁石搬到道路兩側(cè)，并引誘敵兵進(jìn)入伏擊圈。身披鐵甲的鮮卑人敵兵，進(jìn)入谷地后受磁石吸引，動(dòng)作笨拙，行軍搏擊深受阻礙。而馬隆手下的士兵事先換上了犀牛皮做的衣甲，行動(dòng)靈活輕便，在磁石堆中行走如常，嚇得敵人以為馬隆的兵卒得到天佑神助，馬隆大獲全勝。據(jù)史料記載，當(dāng)時(shí)鮮卑士卒多達(dá)數(shù)萬(wàn)人，馬隆以少勝多，勝在謀略，充分利用了“磁石召鐵”的規(guī)律。

2.2 相對(duì)論與蟹狀星云

為了引出愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論，在介紹經(jīng)典理論遇到的困難時(shí)，常常提到900多年前發(fā)生了一次著名的超新星爆發(fā)，其殘骸形成了著名的金牛星座的蟹狀星云。

《宋會(huì)要》記載：嘉佑元年（公元1056年）三月，司天監(jiān)言，客星沒(méi)，客去之兆也。初，至和元年（公元1054年）五月晨出東方，守天關(guān)。晝見(jiàn)如太白，芒角四出，色赤白，凡見(jiàn)二十三日。

從1054年5月-1056年3月均能用肉眼觀察，特別是開(kāi)始的23天，白天也能看見(jiàn)。根據(jù)這些條件建立模型可計(jì)算發(fā)光持續(xù)時(shí)間為25年，與實(shí)際相矛盾。

3.結(jié)束語(yǔ)

本文將古詩(shī)文運(yùn)用到大學(xué)物理課堂之中，或圖文并茂，或數(shù)據(jù)推算，生動(dòng)活潑，學(xué)員積極思考，在學(xué)習(xí)物理規(guī)律的同時(shí)感慨古人善于觀察、學(xué)以致用的人文精神。將古詩(shī)文融入大學(xué)物理課堂，將極大地提高學(xué)員的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)然，在大學(xué)物理這門課中還有許許多多可以加入古詩(shī)文的例子，值得我們?nèi)ヌ剿?、去挖掘，期待學(xué)員在領(lǐng)悟自然科學(xué)之美的同時(shí)感受歷史文化的古韻魅力。

（作者單位：海軍大連艦艇學(xué)院）