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从逐本求源到格物致识----谈物理理论课教学 精选

已有 10116 次阅读 2008-12-11 15:10 |个人分类:大学教育|系统分类:教学心得| 教学, 人才, 物理

物理学研究物质及其运动以及时空的基础学科,它关注的是自然世界的物质本源。道器相济中人类不断升华对世界的认识。三百年前,时空问题还没有进入物理学的主题,现在“DNA的排列何以使你我不同”和“人为什么会思考”等问题都已经进入物理学家的视野。物理学的任务就是逐本求源。那么物理理论课教学也应该注意道器相济逐本求源这两方面。

 

什么是道器相济”? 这里的是物理学的原理以及物理学对世界的理性认识,则是能给人感性认识的具体物理过程。道器相济是要将物理的道理建立物理的图像之上,而不可将生动而鲜活的物理糟蹋成名词解释或教条。我们学“道”的目的并最终将物理的“道”应用于实际,发明出新的“器”以能更深刻地认识“道”。在理论课堂上,”也将不可或缺,不过这里的是物理图像。思想试验黑板试验、多媒体,甚至教室中的空气等信手拈来之物对建立物理的图像都是有效的。例如讲偏振器,教科书说是涂了一层高分子的玻璃。不如说,将()透明的塑料一拉所形成的较透明薄膜就是偏振片。对于摩擦发光(triboluminescence),教科书上写道当晶体被撞击时所发的光……”Feymann说,应该说当你在黑暗里拿把钳子打在一块糖上,你会看到一丝蓝色的光。其它晶体也有如此效应……。这个现象被称为摩擦发光。”  解定态Schrödinger方程,和固定千金和琴马后拉二胡的道理一样,能同时将本征频率(二胡的频率谱)和本征波函数(二胡的音色)决定下来。

 

什么是逐本求源”? 简单说,就是要不断追求物理学的本质,物理理论课当避免过分工程化和技术化。例如电磁场中电场强度、磁感应强度、磁矩是基本物理量,在给出最终公式时,应当尽量用到这些物理量。基本公式中应当避免用电通量、磁通量这样的物理量。这些物理量及其公式在工程中是重要的,但是这些公式不是基本的。再如,所谓不确定关系不过是粒子语言的波分辨率,其中概率波的概念是本质的。最好不要引用机械测量准确度之类的概念来讨论。逐本求源是一个不断深化的过程,历史上对量子力学中什么是最本质的概念就有一个不断深化的过程。Dirac说过,原来他以为正则对易关系是量子力学核心的东西,后来他到达人书俱老的人生境界,领悟到概率波的概念才是核心的概念。 

 

课堂是教师和学生之间砥砺思想的场所,教师应该将学生训练成大脑风暴的对手。大学时间是有限的,学生能学到的知识也是有限的。但是大学只是一个“点燃”学生大脑的阶段,目的在于使学生由约知博、格物致识! 

 

 

巴黎的先贤祠(Pantheon)是世界上我最敬仰的地方之一。祠中永久保存的灵柩不仅有很多人文学者,更有很多物理学家,例如Foucault(他的摆还在祠的大厅中摆动)和Curie夫妇等。法国同行告诉我,每任法国总统最多能建议移一位先贤灵柩入祠,提名者还不一定能获得国会批准。最近移入的Curie夫妇还是密特朗时代完成的,夫妇二人占一墓室可能只算一位。我到巴黎的第一件事是到先贤祠拜祭,晒晒我在Curie夫妇灵柩前的照片。(第二张图片取自网络)

 



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