赵铮:我的物理情缘(四)青年是科学发现的主力军
我长期从事理论物理的研究与教学,特别是相对论、黑洞和宇宙演化方面的研究与教学,也经常对文、理、工、农、医各专业的学生做科普讲座。在与学生的接触中,深感如果能够让年轻人了解自然科学在人类文明发展中的作用,了解人类文明在宇宙演化中的位置,会大大开阔他们的眼界,提高他们学习的兴趣。而兴趣是产生天才和动力的最重要的源泉。
实际上,自然科学是人类文明的一部分,是文明与社会进步的催化剂。科学与文明是分不开的,自然科学与社会科学也是相通的。目前的教学体制过早地把学生分为文科和理科,把自然科学和社会科学割裂开来,绝对无助于年轻人综合素质的发展,无助于优秀人才特别是杰出人才的涌现。
在过去的数百年里,物理学对文明和社会的进步,起着举足轻重的作用。让年轻人特别是学习文科的大学生了解物理学最重要的思想、内容和方法,以及物理学与人类文明的关系,无疑是十分有益的事情。我想在这方面尽自己的微薄之力,因此,我写了一些物理学的科普读物,包括《探求上帝的秘密》、《物理学与人类文明》、《黑洞与弯曲的时空》、《物理学与人类文明十六讲》、《相对论百问》等书。希望通过这些通俗的物理学科普读物,使各专业学生能在避开繁杂数学计算的、较为轻松的情况下,掌握深奥理论的主要思想,了解科学发现的曲折历程,学到科学研究的方法。
纵观500年的自然科学史,青年是科学发现的主力。伽利略25岁被誉为“当代的阿基米德”。牛顿23至25&岁期间完成了他一生最重要的科学发现。莱布尼兹27岁发明微积分,伽罗华20岁创造了群论。赫姆霍兹26岁、迈耶28岁时提出了热力学第一定律。克劳修斯26岁时提出了热力学第二定律。开尔文24岁提出绝对温标,并预见到热力学第三定律的存在。麦克斯韦25岁对电磁理论作出重大改进,34岁建立起著名的电磁方程组。爱因斯坦26岁发表狭义相对论,提出光子说,36岁又发表广义相对论。历史上重大的科学发现,大多是年轻人做出来的。他们虽然知识不如老年人丰富,但很少保守思想,最具创新精神。
现如今,很多欧美国家的教授对中国学生的考试能力普遍感到钦佩,但觉得中国学生的科研能力远不如考试能力那样出色。这反映了中国学校教学成功的一面和失败的另一面。一般说来,中国学校普遍强调刻苦学习、强调基本功、强调做练习,中国学生投入的力量和时间远非欧美学生可比。但由于经济条件的限制,中国学生动手做实验的机会远比欧美学生少。而且,在教学过程中,中国的老师往往不注意突出科学思想和探究精神,不注意让学生了解科学发现的艰难过程,不注意培养学生科学研究的方法和兴趣,这就造成了中国学生“考试见长、科研见短”的“奇特局面”。
建议大家了解一下索末菲的“人才特别快车”,玻恩在哥丁根大学的研讨班以及玻尔在哥本哈根领导的理论物理所,读一下《比一千个太阳还亮》和《居里夫人传》这两本书,你们会从中悟出成才之路。
同学们要相信自己的实力,抓紧时间,努力进步。我们北师大在实力上可能弱于北大和清华,但在全国范围内,绝对是排在第一个档次的。所以希望同学们要有信心,要有做大贡献的志向。正如拿破仑所说:“不想当元帅的士兵不是一个好士兵”。
搞科研首先应该“追”一个好的导师,跟着他走到比较高的地方,这样科研的起点就会比较高。如果一开始没有做出好的工作也没有关系。刘辽先生对我说过,科研是一代一代人像阶梯一样爬上去的,不可能一下子就上去。年轻人可以看一些课外读物、科普书和科普杂志,扩大知识面,从中潜移默化地提高自己的创新能力。近代以来,我们国家在自然科学上缺少独创的东西。不少人强调逻辑推导,其实按逻辑推导出来的东西都不会是最重要、最根本的东西。著名的物理学家福克说过:科学上天才的、甚至不仅是天才的发现,都不是靠逻辑推理推导出来的,而是猜出来的。
同学们应该多了解一些“活的”科学史,而不是教条式的、“死的”科学史。科学史教育不应是简单地抽象地阐述人物简介、经济背景以及社会背景,而应该通过一些真实的故事让学生体会:科学家是怎么成才的,怎么思考的,如何提出问题的,遇到困难是如何克服的,他们如何面对失败和成功。让同学们了解到科学家重大发现的背后经历过怎样的失败和磨难,从而不再神化科学家,让学生们看到真实的科学家是人不是神,并非高不可攀。这样一来,大家也就不会觉得科学是高深莫测的东西,对科学研究也就敢想敢干了。思想上要敢于大胆创新,猜错了也不要紧,不敢猜不敢闯才是大问题。
我们北师大的学生可能自信心不太强,缺乏北大清华学生那种“狂”劲。我现在回想起来,觉得自己年轻时就有点“狂”,没把别人看成是我赶不上的。其实我们师大的同学基础都不错,应该有自信心。
翻开历史的长卷,我们看到“自古英雄出少年”。青年人应该有志气,有抱负,完全不应在权威面前有自卑心理。应该像牛顿那样,努力站在巨人的肩上,让青春发出光辉。青春的光辉,主要产生于勤奋而不是天才。爱因斯坦曾经说过:“在天才和勤奋之间,我毫不迟疑地选择勤奋。它几乎是世界上一切成就的催生婆”。所以青年人一定要勤奋。一些科学家出身于名门望族,但更多的科学家出身于普通家庭,许多还出身于贫困之家。法国伟大的启蒙思想家伏尔泰出身平民,他曾对那些贵族纨绔子弟说:“我没有显赫的门第,但是我的门第将因为我而显赫”。贫贱往往成为人们奋发图强的强大动力。蒲松龄也曾用下面的对联自勉自警:“有志者,事竟成,破釜沉舟,百二秦关终属楚;苦心人,天不负,卧薪尝胆,三千越甲可吞吴。”
最后,我想用清代诗人赵翼的两句诗来结束本文:“江山代有才人出,各领风骚数百年”。 (完)