《物理大爆炸》-自序
我在大學裡學的專業是物理。每次向新朋友做自我介紹後,對方都會倒吸一口涼氣,說:“物理?我當年考得ZUI差的一門學科就是物理。”
經過很多次尷尬的沉默之後,我漸漸總結出,我的朋友們對物理存在以下4種刻板印像:
1.物理非常難學。
2.物理很無趣。
3.物理很抽像。
4.物理研究的東西很虛幻,跟普通人關繫不大。
如此看來,物理真的不該成為必修課,而是應該變成選修課,讓不喜歡它的人可以不學。
事實上,在幾年前,某些省份進行了教育改革。那裡的學生真的可以不學物理,他們高考的時候也不用考物理。那麼,這是一件好事嗎?
2018年6月,我回母校浙江大學辦事。正跟一位教授談話時,另一位教授推門而入,向我們大倒苦水。原來,推門的教授有兩個班的學生,由於高中根本沒有學過物理,現在大學物理這一課程完全跟不上。馬上就要考試了,這位教授不知道要怎樣出題纔能讓他們考過。
奇怪了,既然高中都不用學物理了,那麼大學裡為什麼還要學大學物理呢?
因為大學裡的很多專業,都涉及物理學在某些具體場景中的應用,比如機械工程、土木工程、信息電子、通信工程、航空航天、生物醫學工程、化學、地球科學、環境科學、材料科學等等。有些專業看似跟物理學沒直接關繫,但如果你完全不懂物理學,你就不可能真正喫透它的原理,比如計算機科學。
以上這些專業領域與我們息息相關。對這些專業而言,物理學就像水電煤氣、高速公路和互聯網一樣,是它們的基礎設施。你不可能在完全不懂物理學的前提下學好這些專業,正如你不可能在沒有空氣、沒有水和沒有電的月球上過日子。
因此,物理學一點兒也不虛幻,它一直在為我們服務。我們每個人都應該懂一點兒物理。
了解了物理的重要性,接下來隻有3個刻板印像有待我們破除,讓我直接亮出我的看法。
物理抽像嗎?物理中的許多概念確實很抽像,但這些概念全部是從可測量、可感知、可重復的物理現像中提煉出來的。因此,物理本身並不抽像。
物理很無趣嗎?物理並不無趣,隻是有些物理書的編寫方式讓人感到無趣。請你想像一下,電子遊戲的源代碼看起來無趣,能說明電子遊戲本身很無趣嗎?
物理難學嗎?物理說難也不難,隻是有些人還沒有理解物理該怎麼學。這就好比我們是天天在地上走的人,沒法秒懂機器飛行的邏輯,所以會覺得開飛機很難學。
在整整60年前,美國物理學家費曼也遇到了類似的問題。為了讓大學生理解物理的邏輯,感受物理的樂趣,體驗物理的奇妙,他和團隊出版了著名的《費曼物理學講義》。在大學期間,這套書是我的苦海明燈。它幫助我破除了對大學物理的各種刻板印像,讓我對學好物理重拾了信心。
從2018年那次經歷之後,我試著追隨費曼的腳步。我希望在孩子們對物理失去興趣之前,就提前帶他們去物理世界玩一圈。於是,我和團隊制作了《物理大爆炸·128堂物理通關課》。這套書涵蓋了物理學中的聲學、光學、物質屬性和力學部分。在未來,我們還將制作《物理大爆炸》的後續內容,將熱學和電學部分也包含在內。我希望,這套書能夠像《費曼物理學講義》,能夠讓那些還沒有喜歡上物理的孩子眼前一亮,讓他們對學好物理充滿信心。
在星辰大海的征途上,讓物理來得更多更猛烈些吧!
李劍龍
2023年2月25日於杭州