我所熟悉的中国物理学大师(五)

朱邦芬 


  中华民族与犹太民族都重视教育,但是两个民族获得诺贝尔奖的人数却有很大的反差——犹太人占世界人口比例不到0.3%,1901年~2008年全世界获得诺贝尔奖的730多人中竟有164位犹太人,占22%;而全球14亿华人获得诺贝尔科学奖的,迄今为止只有9人。出现这种反差的一个根本原因,我觉得是我们对知识的不同态度——我们从小最被强调的主要是学知识。我记得我的孩子上幼儿园、上小学的时候,我每天问他:“你今天学了什么新的知识?”而很多犹太裔的杰出人才回忆自己年少时,父母常常会问:“你今天问了什么好的问题?”这反映了两个同样重视教育的民族对知识的不同态度。我们更多地强调记忆、接受和掌握知识,犹太人则是更多地思考、质疑、发展新的东西,这种态度的不同造成了两个民族的孩子们后来在创造能力上的差异。所以我觉得“多提问”这个环节是我们特别要注意的。李政道先生曾经说过这么一段“三字经”:“要创新,需学问;只学答,非学问;要创新,需学问;问愈透,创更新。”提问题、讨论问题对于培养一个人的好奇心、想象力和批判性思维都很有帮助。你有好奇心,才能问出好的问题;你有想象力,你问的问题才能超出你现有的知识;而如果有了批判性思维,你就能从很多别人习以为常的事情里发现不同点提出来讨论。所以我觉得为学之道特别要强调提问题、讨论问题,这不仅是上述物理学大师们的成功之道,也是在座同学们将来能够作出比较重要的贡献的一条必由之路。

  举一个黄昆先生的例子。黄昆思想活跃,特别喜欢讨论以至辩论问题。我在1989年写过一篇祝贺他七十寿辰的文章,请他过目。文中曾写道:“黄昆从小喜欢争论”,黄昆看后把“喜欢”两字划掉,改为“酷爱”,他对讨论和争论问题的钟情,由此可见一斑。西南联大时期,黄昆、杨振宁、张守廉三个人成为西南联大十分著名的“三剑客”,他们的课余时间主要就是在茶馆里讨论问题。杨振宁在《现代物理和热情的友谊》这篇文章里,生动地描述了他们辩论量子力学中测量的意义的情形:“记得有一次.我们所争论的题目是关于量子力学中‘测量’的准确意义。这是哥本哈根学派的一个重大而微妙的贡献。那天,从开始喝茶辩论到晚上回到昆华中学;关了电灯,上了床以后,辩论仍然没有停止。我现在已经记不得那天晚上争论的确切细节了,也不记得谁持什么观点。但我清楚地记得我们三人最后都从床上爬起来点亮了蜡烛,翻着海森堡的《量子理论的物理原理》来调解我们的辩论。”毫无疑问,联大“三剑客”这种持之以恒的辩论,对他们在学术上的成长起了很重要的作用。黄昆曾经建立了黄方程,提出了声子的极化激元(polariton)的概念,这两方面工作都起源于黄昆提出了一些好的问题,并且在解决这些问题的基础上作出了非常重要的、原创性的研究和贡献。

  我所认识的这些物理学大师们,不管性格如何,都非常有自信心。彭桓武的博士导师、诺贝尔物理奖获得者马克斯·玻恩在他的回忆录《我的一生》中是这样描绘彭桓武的:“彭(桓武)决定为中国人民撰写一部大《科学百科全书》,包括西方所有重要的发现和技术方法。当我说到我以为这对单个人来说是个太大的任务时,他回答道,一个中国人能做十个欧洲人的工作。”从这里可以看到,年青的彭桓武固然很单纯,但是信心满满。

  玻恩曾与黄昆合作共同撰写了《晶格动力学理论》这本专著。玻恩的数学很好,研究的风格是从一般到特殊,他计划从量子力学的最一般原理出发,以演绎的方式尽可能地推导出晶体结构的动力学和物理性质。但是,玻恩这种抽象、演绎的表达方式却与黄昆的风格不合——黄昆受莫特的影响很深,研究不是从哈密尔顿量出发,而是从具体物理问题出发,建立模型,从而得到物理上最有意义的结果。

  “黄博士坚信科学之主要目的在于社会效益”,为此,黄昆提议增写比较容易理解的第一部分——“基础理论”,尔后再由具体过渡到抽象,发展到玻恩主张写的第二部分——“普遍理论”。黄昆和玻恩曾为要不要在该书的“普遍理论”前面增加导论性的三章“基础理论”发生了争执,最后玻恩不得不作了让步,因为这是黄昆答应和他合作写书的先决条件。正式出版时,玻恩在这本书的前言中写道,他之所以一个人写序言,一方面是因为当时黄昆已经回到中国,距离较远;另一方面,他主要想说明黄昆对这本书的撰写所起的作用——这本书“最终形式和撰写应基本上归功于黄博士”。玻恩和黄昆合写的这本专著出版至今已超过一个甲子,仍一再印刷,成为进入该领域的人必读的经典著作,其中黄昆坚持要写的基础理论,是最吸引众多读者特别是实验物理学家、被阅读最多的章节。从这里我们可以看到,青年黄昆的自信心对于这本书的成功起了重要的作用,即使是面对玻恩这样的大师。

  周光召曾在一次为清华师生所作的报告中指出:“善于学习和高度自信是富于创造力人才重要的品质。有成就的老年人常常过于自信而不再学习,刚开始工作的年轻人则善于学习但往往缺乏自信。而在科研工作中,缺乏自信又急于求成的心态容易形成创造性障碍,这也是热衷跟踪和模仿的重要原因之一。”这段话精辟地指出,影响我国科研创新的一个重要原因是缺乏自信而又急于求成,值得我们深思。

  最后我想谈一下这些大师们的治学经验,其中有很多共通的地方。彭桓武曾经用16个字总结自己的治学经验——“选课主动,学友互助,良师指导,环境健康”。彭桓武1931年入清华物理系,在叶企孙先生“只授学生以基本知识”的教学理念下,物理系的课程内容比较简单,让学生有比较多的时间自己去学习、研究,因而彭桓武主修物理、旁听数学、选修化学。除此之外,正如他在《水木常青,自强不息》一文中所写的那样:“……高年级时同屋人少。晚饭后散步中交谈,受益匪浅。记得心理系某学长在散步中介绍心理学各流派的代表作,我一一借来读。偶尔也登门拜访高年级学长或外系的研究生,向他们请教,这些人后来在中国或外国也都成了教授。”彭桓武在清华读本科和研究生的6年当中有很大的自主学习空间,为一生治学奠定基础。我认为彭先生的16字治学经验和我上面讲的建设一个良好的学校环境的6个要素基本是一致的。在叶企孙的教学思想下,老师讲得比较少并非意味着学生学得少,而是为学生留出足够的自主学习空间。当然我们现在有时候会陷入一个困境——如果要求学生必修内容太少、太简单,部分学生有多余时间可能不主动去学习,而去做其他的事,例如去玩游戏,等等;然而,如果布置的必修部分过多和过难,又束缚了学生学习的自主性。这个平衡度把握起来并不太容易。我想,教学这对矛盾中,学生的学应是矛盾的主要方面。作为第一步,首还是要充分发挥学生的自主性,课堂上讲的必修内容不要太多,不要太难,让学生自己去学习、去研究,如果以后发现其他倾向再来纠正。

  1990年,黄昆先生曾把自己的治学经验总结为一句话:“学习知识不是越多越好,越深越好,而是应当与自己驾驭知识的能力相匹配。”这句话是他毕生的切身体会。黄昆当年中学毕业报考了清华大学和北洋大学,但都没有考上,最后上了燕京大学。他之所以没有考上清华和北洋,是因为语文成绩比较低。黄昆小学五年级是在上海光华小学念的,后来他父亲到北京工作,黄昆就从小学五年级直接跳到初中二年级,连跳三级。有一次我和黄先生聊起这件事,我给了一个解释:连跳三级,数学缺的课补起来很容易,而语文,特别是作文,补起来就不那么容易了。黄昆家庭比较西化,他英文小说看得很多,英文很好,而中文作文就比较差。他考大学,考庚子赔款留美,都是在作文上吃的亏。黄先生曾说,他特别佩服有的人,命题作文明明没什么可写的,还能洋洋洒洒地写上好几页,让别人读了还觉得有点意思;而他自己则最多写了十几句就觉得没什么可写的了。那为什么他后来考庚款留英又录取了呢?这主要是由于语文主考老师是一位老秀才,所有考生的中文作文他都看不上眼,一律都给40分。这样,写得好写得差都是40分,黄昆就考取了公费留英。黄昆大学本科上的是燕京,他觉得燕京非常适合他。燕京物理系的课程比清华还要少,还要浅,这样他有大量时间可以自学。大三大四两年,黄昆基本都在自学量子力学。后来黄昆跟我说,他在西南联大读研究生时什么课都考不过杨振宁,他这辈子最佩服的就是杨振宁,他觉得杨振宁是天才,而其他很多他接触过的诺贝尔奖获得者,黄昆并不认为他们是天才。但是量子力学这门课,黄昆清楚地记得,他比杨振宁考试分数高。

  学习知识,贵在主动;而在创造知识方面,黄昆总结自己的心得是,要做到“三个善于”——善于发现和提出问题,善于提出模型或方法去解决问题,善于作出最重要、最有意义的结论。从某种意义上说,这既是他的经验,也是他的教训。黄昆在谈到自己科研上的两个活跃时期时说:“年轻时(指在英国的6年)我的工作特色鲜明,但是没有再往下深入;后来(指‘文革’后的10年)在深度上比以前要好,解决问题的复杂性质要比年轻时强。”黄昆做研究,年轻时是“一剑封喉”,一篇论文得到了最重要和最有意义的结论,然而还不善于扩大战果,因此与“夫里德耳振荡”失之交臂,就是一个例子;60岁后的黄先生在研究深度上比以前要好,但他总觉得自己还可以做得更好一些。这里我就不展开讲了。

  杨振宁先生曾经在《物理》杂志上发表了一篇题为《我的学习与研究经历》的文章,其中谈到他对研究生的十点建议——(1)一方面直觉非常重要,可是另一方面又要及时吸取新的观念修正自己的直觉;(2)和同学讨论是极好的真正学习的机会;(3)博士生为找题目沮丧是极普遍的现象;(4)最好在领域开始时进入一个新领域;(5)兴趣→准备工作→突破口;(6)物理中的难题,往往不能求一举完全解决;(7)和别人讨论往往是十分有用的研究方法;(8)永远不要把“不验自明”定律视为是必然的;(9)把问题扩大往往会引导出好的新发展方向;(10)一个研究生最好不要进入粥少僧多的领域。大家有兴趣的话,可以去看看这篇文章。

  除此之外,杨先生还特别强调要学会一种“渗透性”的学习方法。我们通常在学校里的学习,是一门课、一门课地上,一本书、一本书地学。然而对优秀的高年级大学生和研究生来说,特别是将来离开学校独立工作时,许多知识不是通过循序渐进、系统的学习得到的,“渗透式”学习往往成为获得新知识的主要途径。所谓“渗透式”学习是指,遇到不懂的内容,通过自己查文献资料、与人讨论,经过似懂非懂的阶段而有了初步理解,而后就继续往下走。一开始不懂的点很多,通过这样反复的从不懂到慢慢弄懂的过程,不懂的地方逐步减少,掌握的知识点逐步从点到线、再到面,慢慢地就全面掌握了一门没有在课上学过的知识,这就是对人一生有益、快速高效的“渗透式”的学习方法。我们物理系推行了近20年的“Seminar”课程的一个目标就是让一些同学大三就选择一个导师的研究组开始参加研究组活动,我们的目的并不是要他们出成果,而是要掌握这种“渗透式”的学习方法,顺便体会一下科研的过程,如果能发现自己感兴趣的领域那就更好。我觉得每一个清华学生,也应该逐步掌握这种“渗透式”的学习方法,这是非常重要的,会影响一个人的一辈子。

  我很幸运有机会熟悉这些中国的物理学大师,他们深刻地影响了我。他们一生做人、做事、做学问,为我们树立了典范。我们做人,要做一个有社会责任感的人、一个有道德的人、有底线的人;一个人的能力有大小,所做的事有大有小,但我们做事,要做对国家、对人民、对世界有益的事情;一个人天资和机遇不同,但做学问,要有所探究、有所发现、有所创新。清华毕业的人应该对人类有较大的贡献。

  (全文完。本文根据2016年3月8日朱邦芬院士所作“学术之道”暨文化素质教育系列讲座速记稿整理,经朱邦芬修改、审阅。)

    来源:新清华 2016-10-14

2016年10月18日 14:56:59  清华新闻网

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