觀光,還是探險?——從《費曼物理學講義》的誕生談起
(作者未知) 2009/7/28
程的主要目的,并不是為后續(xù)課程的連接,為將來的具體應用做準備,或者向學生們展示物理學發(fā)展的“窗口”;必須注重最基本的內容,避免不適當?shù)刈非笮隆盎印?
關鍵詞 費曼;物理學
1945年秋天,27歲的理查德.費曼(Richard P. Feynman)離開在戰(zhàn)爭時期為研制原子彈工作了幾年的洛薩拉莫斯基地,到康涅爾大學物理系開始了他的教學生涯.1951年,費曼轉到加利福尼亞理工學院物理系任教,直到1988年初逝世之前,他總是堅持在教學第一線上.眾所周知,費曼在現(xiàn)代理論物理學的研究上,取得了第一流的成就.與此同時,他對于當代的物理教學,亦做出了異常突出的貢獻,可以毫不夸張地說,由他主持寫成的《費曼物理學講義》,是在20世紀里全世界最有影響的一套物理學教材.
在進入60年代之前,費曼在美國一直負責講授為研究生開設的各門理論物理課程.只是在他1951年到巴西講學一年期間,教過一段本科生的物理課程.針對在拉丁美洲看到的那種為了應付考試而死記硬背的教學方式,費曼曾經指出,學習物理學有五個方面的理由.他的意思簡單說來:第一是為了學會怎樣動手做測量和計算,及其在各方面的應用;第二是培養(yǎng)科學家,他們不僅致力于工業(yè)的發(fā)展,而且貢獻于人類知識的進步;第三是認識自然界的美妙,感受世界的穩(wěn)定和實在;第四是學習怎樣由未知進到已知的、科學的求知方法;第五是通過嘗試和糾錯,學會一種有普遍意義的自由探索的創(chuàng)造精神.
由此可見,在費曼看來,學習一門作為自然科學的物理學,并不是單純?yōu)榱藢淼木唧w應用.運用科學知識來制造產品,即把科學當做生產力的一部分,只實現(xiàn)了它的一種較低層次的價值;而一門物理課的設立,主要也不是為了后續(xù)課程或者將來工作的需要.在《費曼物理學講義》全書最后的結束語中,他曾經這樣說過:“我講授的主要目的,不是為你們參加考試做準備——甚至不是為你們服務于工業(yè)或軍事做準備,我最想做的是向你們給出對于這個奇妙世界的一些欣賞,以及物理學家們看待這個世界的方式,我相信,這是現(xiàn)今時代里真正文化的主要部分(或許有其他學科的許多教授會反對這一點,但我相信他們是完全錯誤的).”下面我們先簡單回顧一下這套教材誕生的具體經過,再從中引出一些一般性的議論.
加州理工學院物理系有一位散茲(M. Sands)教授,他早在洛薩拉莫斯和康涅爾工作期間,就同費曼共過事;到加利福尼亞后,他們倆又成了好朋友.在50年代后期,散茲參加過一個為改進全美國的物理教學而成立的“大學物理委員會”,最后兩年還擔任了這個組織的主席.開始的時候,也在講授研究生課的散茲,在費曼的幫助下,重新修訂了他們系里的研究生課程計劃.接著,散茲又把注意力轉向本科生的教學.他發(fā)現(xiàn),在那個時候,他們系里執(zhí)行的還是由包括已故的密立根(R.Milikan)在內的幾位老先生早期定下來的課程安排,在頭兩年沒有講到什么相對論和量子理論等近代物理的內容,的確需要更新改進了.
散茲努力說服了他的系主任,后者又向福特基金會取得了支持.1960年,系里指派了富于教學經驗的萊屯(R.Leighton)教授以及精于演示實驗的尼爾(V.Neher),和散茲一同負責改革物理學引論課程.在散茲參加討論教學大綱的日子里,一方面他經常向費曼征求意見,研究怎樣能夠用簡單易懂的方式來表述現(xiàn)代物理學的內容;另一方面,他又時常為在小組里難以取得一致的認識而傷透了腦筋.
一天,心灰意懶的散茲靈機一動地想到:“為什么不請費曼來上這門課,而且讓他最終決定講些什么呢?”于是他找到費曼說:“你曾經花費了幾十年的時間試圖理解物理學.現(xiàn)在這里有一個機會,讓你把其中的精華提取到一年級大學生的水平上.”費曼想了一會兒回答道:“嘿!這是一個有趣的主意!但是你知道,我從來沒有教過一年級的物理課.”實際上,散茲多次聽過費曼的研究生課和他在討論班上的發(fā)言,確信費曼的思維方法和表達形式,會很適宜于這一門課程.經過初步了解之后,費曼先是答應考慮一兩天.接著他又問道:“你知道有沒有一位大物理學家講授過一年級的物理學?”散茲回答:“我不清楚,但我想不曾有過!”于是費曼說:“好,我干!”
散茲把這件事告訴萊屯,萊屯說:“噢,不,這是行不通的.他在教本科生和新生上是沒有經驗的.他的頭腦高高在天上.這個主意一點也不好.”而尼爾聽到后卻贊成道:“噢,這真妙極了”當他們一起去見系主任時,主任宣稱:“噢,不!他對于高級課程和研究生課程更有價值,而且他從來沒有教過一年級的物理課.因此這不是一個好的想法.我不認為我們應當這樣做.”散茲沒有氣餒,他在系里做了許多斡旋工作,爭取到多數(shù)教師、特別是許多年青教師的支持,終于說服了系主任,使這一想法得以實現(xiàn).
結果,從1961年秋季開始,費曼為低年級學生講授了(未完,下一頁)
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