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感悟物理学习之道

境界之道与天地运行之道不同,境界之道是通过对事物的整体领悟,而在实践上达到的境界。物理为万物之理,探求物理即为探索天地运行之道,但是学生阶段的物理学习过程与科研的物理探索的过程不同,我这里想说的物理学习之道,本质上是学习的境界之道。

根据事物的性质,对每个局部的问题有对应的应对方法,对这些应对方法找到整体的规律,总结对这个事物的整体总体领悟,便是对这个东西的境界之道有所体悟,学习亦如是。在对某样东西的学习的不同阶段,对知识或者技能的要求有高低之分,重点也有可能不同,这便有了境界的高低之分,同样是悟境界之道,目的和要求不同,境界之道所及之处亦不同。

我出生成长于浙江省,开始学习物理也是在此。浙江省小学和初中用的物理教科书是一套和天文地理生物化学等全部合在一起讲的《科学》,上了高中才有了和化学生物分开的独立的物理课。《科学》讲的物理无甚复杂的内容,不过是滑轮杠杆浮力之类的最简单力学模型的应用,以及物相变化带来的热变化规律的讨论,并没有公式计算,只有定性规律的使用。这一阶段的物理学习之道,实际上就只是这些规律的记忆和使用而已,究其本质,大概和同阶段的语文的古诗文背诵和英语的单词记背没有太大差别。下一阶段的物理学习是在高中,高中的物理和初中的在难度上相差甚大,题型也变得纷繁复杂,刚上高中时用着对初中物理的理解和领悟学习,很难再像初中时那样得心应手——上一阶段的境界之道不再适用了。同样的,从高一到高三,所学的内容不断增加,从平面到斜坡到圆导轨,从重力到静电力静磁力,每多学一样,就和原来的内容组合之后加入题目中,题目也变得越发复杂。但是多做一些总结之后也不难发现,所谓的组合其实是换汤不换药的,只不过是在增加了考虑的因素之后增加了题目的繁琐程度而已,其本质都总是在受力分析后根据牛顿力学的定律来求解对象的运动规律,学习了新的物理,引力、电力、磁力,都只不过是引入新的力,然后做受力分析罢了。理解到这一点之后,遍得到了做高中物理题的三步骤:分析运动过程/作受力分析;对每个过程列方程;对方程求解。只要这三步骤没有错误,对再繁琐的运动过程的分析也都不会有错误。理解这一点便是悟到了高中物理学习的境界之道。而要说这一层境界之道的局限之处,便是在于高中的物理的内容只有牛顿力学和静电学、静磁学而已。到了大学继续学习物理,难度和学习方式又和高中完全不同,但是大概在大一大二只学习普通物理的时候,其境界之道大概却仍与高中无异,不过是分析现象,对现象列出方程,再求解方程。其差别大概在于讨论的现象本身涉及的范围更广,有力热电磁光等,以及现象涉及的数学更多更复杂。真正和前一阶段完全不同的大概是所谓的“四大力学”,即理论物理的学习阶段。跟原来的受力分析再求解的过程不同,理论力学提出了根据系统的自由度列出拉格朗日方程或海森堡方程,再结合约束方程求解每个自由度的状态的统一方法,理论力学的学习过程也与之前的不同,不再是针对各个不同的物理现象具体分析,教会学习者如何用正在学的理论分析现象,而是只是证明这一统一的方法是成立的。换言之,普通物理的学习还停留在过去方法上,需要学习者自己总结普通物理之道,而理论物理的学习,则更像是直接在学习更加抽象的物理学境界之道本身。

我认为呢,学习任何事物,都和学习物理是一样的,对学习的层次要求逐渐从低到高变化的时候,所学的东西也逐渐从简单机械的重复到学习技巧和方法,最后到直接领悟境界之道。换言之,学习的层次有低有高,学习的境界之道便也有低有高,学习更抽象的物理自有其境界之道,小学生记背公式口诀也有其境界之道,而我从中总结出的规律大概是,当学习时更多是在直接学习类似于境界之道本身的东西时,大概说明学习的层次也越高,学习时越是在学习机械重复的东西时,学习的层次越低。由此也可以大致推出,当我们对自己的学习的要求更高时,我们也更应该去追求学习的境界之道。

 

作者简介:潘文心 中国科学技术大学 学生

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