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早二十年碰到這本書,或許我的物理學就不會一團糟了…

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2012-06-10

早二十年碰到這本書,或許我的物理學就不會一團糟了…

文/zen(本文發表於2012/6書香兩岸月刊)

書名:我在MIT燃燒物理魂

作者:華爾達.盧文、沃倫.高斯坦

譯者:蔡承志

出版社:遠流

中學時代,令我又愛又恨的一門課,就是物理學。

我很喜歡物理(我上大學後,還持續閱讀天文學方面的科普書),然而,我中學時代的物理成績很糟糕,高一上學期期末考,出題老師全校大放水(先通報了考題類型),我還是考得慘兮兮。

喜歡一個學門的知識卻始終無法搞懂,是很受挫折的事情,雖然我也知道台灣的中學物理教育很失敗,只是背公式、填鴨考試,錯不一定全在我,卻還是很無奈。

大學時代很流行費曼,雖然我也讀了一些費曼寫的物理普及讀物,甚至還買了霍金的《時間簡史》,卻還是讀沒有懂,直到我碰到盧文這本《我在MIT燃燒物理魂》,終於有一本能讓我讀得懂,而且一窺物理定律與你我日常生活世界之間的奇妙關聯的佳作。

盧文是MIT的教授,荷蘭人,專攻天文物理,發表超過450篇專業論文,深愛物理學的盧文,也非常熱衷於教學,是近年來MIT在網路上最紅的教授,因為他的物理學開放課程好得嚇嚇叫,連比爾蓋茲都深深著迷,還寫信向他致敬。

盧文在每一章開始,先以一個簡單的日常生活現象破題,帶出此一現象與物理學中的哪些基本觀念有關係,接著再透過清楚流暢的文字說明,引導我們一步步將此物理學的基本定理推導出來(光是這個推導過程,就令人折服,因為我們從小到大所受的物理學教育,都只是按照課本的數學公式推導定理,如果聽不懂,老師就會直接叫你背起來),務求讓讀者能夠理解這些基本物理定理的來源。

好比說第二章,盧文提醒我們,「測量」是物理學的根本,「沒有測量就沒有物理」,而他簡單地介紹了一些測量的基本觀念後,突然話鋒一轉,拋出一個命題,指稱他的外婆早就發現「人站著的時候,身體比躺著時候短」,他決定要驗證外婆的論點,最後還真的發現盧文的外婆所說的是真的(人躺下時比站著要高出2.3公分左右),最令人發噱的是,盧文幽默地說,這樣一個連他外婆都知道的事情,NASA卻不知道,過去NASA研發的太空裝,上了太空之後,總是被太空人抱怨變得太緊,後來才知道人在無重力狀態時就像躺下一樣,身體會變長,後來太空裝的設計才懂得預留太空人拉長後的部分。

盧文以一個外婆都知道的事情,既介紹了測量的重要性,也談了測量的基本觀念,還警告大家不重視測量的後果。

全書第二到第九章,盧文大體都是以此一手法,鋪陳其介紹物理學知識,從外婆的常識談測量,從你我的體重談力學與牛頓三大定律,從吸管的長度談大氣壓力,教我們自製彩虹以介紹光學原理,從管弦樂器介紹聲波,從富蘭克林的風箏談電學,從人的漂浮談電磁,從減肥談能量守恆定律…,從你我熟悉的日常生活議題帶出物理學的基本定律,教導我們以物理之眼看世界,從全新的角度看我們熟悉的世界。要是我能夠早二十年碰到這本書,也許當年的物理學成績就不致於慘兮兮了!

第十到十四章,盧文有點私心(應該的,他是如此熱愛天文物理)地介紹自己的研究領域,天文物理學中的X射線(而我也必須很老實的說,雖然我熱愛天文學,但這部分的閱讀需要相當程度的想像力支撐,雖然盧文已經盡可能講得淺顯易懂,但對物理不好的人來說,還是會顯得吃力,得放慢腳步來讀)。

最後一章,盧文談到物理與當代藝術之間的關係,他表示是當代藝術啟發了他的物理學教學,他發現物理和藝術一樣,都是從根本轉換我們看待世界的方式,兩者都關心發現的問題。

或許有很多人會佩服盧文對於物理教學的熱情,以及其別出心裁的教學方法。盧文總是能想出許多令人拍案叫絕的實驗,來解釋其所欲闡述的物理學觀念,其中尤其以解釋能量守恆定律的實驗最為驚人,書中有詳細描述,還告訴讀者上哪裡可以找到這些精彩的影片來看,請千萬不要錯過。

然而,盧文的教學魅力,之所以能在舉手投足完全展現,主要在於他勤下工夫,即便是教了數十年的基礎物理學,他每一堂課之前還是要花大量的時間預習、準備,反覆練習。「台上一分鐘,台下十年工」,盧文的物理課之所以能挑旺學生的物理魂,在於他始終如一的認真準備,他的成就決不是偶然。

這讓我不得不反躬自省一件事情,當我們的社會有那麼多成年教師抱怨年輕人程度差,是否也想過,自己在教學準備上的態度其實也有問題?有多少人能像盧文般認真備課?

盧文的物理課,不但引人入勝,還很值得第一線的教育工作者自我省思!

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Zen大

曾居敦南,現住安坑。 我是職業作家/時事評論員,同時也是出版顧問、讀思寫文字溝通表達力的專業講師、網路部落客。 每年讀書(至少)五百本,寫文(至少)五百篇,演講授課(至少)五百小時。 本版文章歡迎個人或非營利單位轉載,營利單位轉載,請來信取得授權(切莫私自轉載)。

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