1。如何搞物理

首先要端正心态。我很不喜欢北大物院常见的一句口号叫做"活着出来就是好样的",就像我不喜欢无病呻吟的苦情戏。来物院学物理,有人把它想象成一座五指山将人压在身下、必须艰难挣扎以求生存——作为一个智商一般的高考生,我也曾这样想,并不时感慨人生艰辛;但更让人开心、也更接近实际(原因后述)的比喻是,你在这里以物理为手段、为对象,开始建筑一座山——属于你的山。

如何学习物理?所有的上课、教材、作业、考试都是形式,你到底进行了什么样的思维活动才是本质。根据我们"搞物理"的目标方针,你的思维活动一定是围绕你自己展开的。

比如,摊开物院课程目录,你看到了"电磁学"这门课。也许你会往下开始看授课教师、课程大纲、参考教材——不,请停下!你要搞的不是赵凯华的、王稼军的物理,你要搞你的物理。

你要问:电磁学,「我」高中时大概都学了什么?有电,有磁,还有磁生电,电生磁。似乎已经懂很多了(至少,会做很多题了),可「我」还有什么问题呢?

细想想,是有的。比如,你已经知道若已知电荷,将生成怎样的电场分布;问题是,磁场又是如何生成,你会不会定量描述之?

你还可以联系物理学的其它部分:从能量的角度看,我们知道静电势能了,是否存在静磁势能、动电势能?再大胆点,是否可能从动量角度看电磁场?如果换个参考系看静止的电荷,那不就变成电流了,是不是就会有磁场了?

你还可以联系其它学科的知识:化学中也讨论溶液中离子的导电,和电阻导电是何关系?是否也能用欧姆定律描述?

你还可以联系生活,比如你现在是否已经能够解释磁铁为什么产生磁场?为什么木头导电、金属不导电?我们说的手机没信号了,这信号到底是什么,拿微波炉的电磁波给手机充值(一个曾经流行的科学谣言)是否可行?

好,问题一大堆了,你也许已经迫不及待想翻开书,想看看前辈物理学家会给你怎样精妙的答案了——不,且慢!请拿出纸笔,自己想:你自己能否回答这些问题?也许不能,但你也别上网查——你能不能自己猜猜、答案是怎样的?或者自己设计一下,还需要哪些信息,你才可能回答这些问题?

最好不要因为书上有这个章节而去学这个知识——我学只是因为我好奇、我想搞清楚、我一肚子问题。基于问题的学习永远是最有目的性、最高效的;最重要的是:这样学习最开心。

当然喽,这是理想状态,事实上是你可能会花很多时间在折腾一些永远不会考的问题,甚至如果时间安排不当,会影响你的成绩(因而让你不那么开心...)。但我认为,从长远来说,这样做是效益最佳的,原因下述。

2。为什么物理可以被搞

很多人,包括我,是怀着对前辈物理学家的无限敬仰、对物理学优美理论无限欣赏而进入大学物理学习的,但这种膜拜的心态虽是动力,却更是对独立、批判思考的阻碍。

帮助我把物理学拉下神坛的有两大利器:学习更高级的物理知识,以及自己动手做科研。前者会让你接触到更多"不够优美"的理论(配图:Debye比热容模型),明明和实验数据相去甚远,可教科书就是会说,"这是巨大的成就"——当你理解了问题的难度和更前人做过的种种努力时,你会知道所谓成功的物理理论只是离事实真相近一点,再近一点;至于当你开始自己动手做科研后,尤其自己动手建模后,你更会深刻体会到自然界的复杂性,能够对问题的主要方面有所刻画,已经殊为难得。

物理学不是真理,而是人们对自然界的近似描述,或称模型。既然是愚蠢的人类做的工作,那就没有什么不可质疑、不可重构的;既然前人都是一铲一铲把这座山筑起来的,你又为何不能试试自己动手这样做?

本科生科研是很好的实践机会(不必等到大二下的官方通知再开始——很多科研项目不要求很强的基础),但更随手可得的"搞物理"的机会,实际就是每日的专业课的学习。我听过有老师说过,科研就是最好的学习方式,因为你有问题,有目的性;既然如此,何不把每日的学习都当做科研来做呢?

3。如果我毕业后不继续搞物理

不过也许还有更根本的问题是,我为什么要学这么多物理知识?特别是,何必按你说的这种方法,这么努力、费劲地学知识?

好消息是,大部分人都不可能从四年的物理本科教育中学到太多知识:因为你总会遗忘,越用不着的知识越是如此;即使是毕业后继续从事研究者,也很可能会把自己研究领域之外的物理知识忘干净。

那么,我们还能从物理学院带走什么?除了良师益友、吃苦耐劳的品质、不畏难题的勇气,还有什么会留在我们大脑中?

我认为,是对于物理世界的基本直觉性认识(物理图像),以及关于如何严格化、量化、证实(or证伪)这些直觉的思维能力。关键在于用知识,在于把新知识建筑在已有知识的地基之上,并基于现有知识批判性地接受新知识,把一切编织为日后可以再次调用网络。

所谓搞物理,也就是尽一切办法积极地调用已有知识;如果被物理搞,则是把新知识建立在一盘散沙之上,东一坨西一坨,考完忘光,好不尴尬。

根据我在"认知神经科学"这个新兴交叉学科的科研经历,我认为物理学是一门输出型学科:新兴学科在起建筑伊始,都会有大量的物理学背景者工作于此,利用他们在物理中积累的常识以及思维能力(建模思维、数学思维),尝试理解不同的对象。

甚至,即使我根本就不做科研了,我也会努力搞生活,而不被生活搞:如果你尝试用我说的这种方法去刷人人、水微信,在看每一条信息之前都提十个问题?

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