今天下午無(wú)意中闖到了“同人于野”的博客,于是順便把他三篇文章重新讀了一下?!巴擞谝啊弊苑Q是一位物理學(xué)家,今天溫習(xí)的文章都是他“何謂科研”、“如何科研”的心得。我摘錄下面幾句:
“真實(shí)的物理學(xué)家只關(guān)心未知的物理。物理學(xué)家的工作不是學(xué)物理,而是‘發(fā)現(xiàn)’新物理?!?/p>
“等你發(fā)過(guò) PRL 之后,你想要的是一次真正的突破性發(fā)現(xiàn)?!?/p>
“最后,我想談?wù)勅绻粋€(gè)物理研究生有志于成為一個(gè)真正的物理學(xué)家,他不應(yīng)該干什么。如果你的目標(biāo)是真正的物理學(xué)家:第一,你不應(yīng)該把‘熱愛(ài)’物理,混淆于自己擅長(zhǎng)物理。第二,你不應(yīng)該在博客上談?wù)撃切┣拜呂锢碛⑿蹅兊摹L(fēng)雅趣聞’。第三,你不應(yīng)該把物理行業(yè)‘神圣化’。第四,你不能自詡聰明?!?/p>
“只有刺探行為才是真正的工作進(jìn)展。如果沒(méi)有刺探,其他所有的工作都算不上進(jìn)展,也可以說(shuō)都沒(méi)有價(jià)值。”
讀完之后,我問(wèn)自己:
1、如果按照上述引文中的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量,我是否在把自己培養(yǎng)成一個(gè),以做research,申funding,scoop別人,發(fā)PRL為生的“物理學(xué)家”?
2、我究竟想不想成為一個(gè)上述引文中定義的“物理學(xué)家”?
3、如果對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題的答案是“否” ,我這十年來(lái)究竟在把自己培養(yǎng)成一個(gè)什么樣的人?我又想做一個(gè)什么樣的人。
4、如果對(duì)前兩個(gè)問(wèn)題的答案都是“否” ,那么到底是什么使我選擇搞物理研究的道路,又是什么力量讓我在這條道路上走到今天?是一時(shí)沖動(dòng),還是對(duì)行業(yè)的不切實(shí)際的幻想?
然后,我給出了我的答案。
1、我會(huì)靠這些能力來(lái)弄一個(gè)tenure,但這些本身并不是我的真正興趣所在。所以簡(jiǎn)單地說(shuō),否。
2、否。
3、 在把自己培養(yǎng)成一個(gè)(按照我的標(biāo)準(zhǔn))合格的物理教師和物理教科書編寫者,因?yàn)槟钦俏蚁氤蔀榈娜恕?/p>
4、只有做科研,才能得心應(yīng)手地給別人講解我的研究成果,講解我的領(lǐng)域的最新進(jìn)展,講解我的研究中用到的基本工具,才能滿足我做講解工作的癖好。
從小到大,我一直有一個(gè)根深蒂固的觀念。這個(gè)觀念隨著年齡的增長(zhǎng)變得越來(lái)越根深蒂固。這就是:
“自然科學(xué)的發(fā)展,依賴的不僅僅是科研工作者。更依賴把這些前沿成果絞盡腦汁地用深入淺出的語(yǔ)言敘述,把一篇篇匆促寫就的論文用符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的遣詞造句改寫的教科書編寫者們,依賴基于這些教科書因材施教,讓學(xué)生得以迅速牢固掌握的優(yōu)秀老師們。從某種意義上,正是講解藝術(shù)的發(fā)展,使今天學(xué)習(xí)自然科學(xué)的年輕學(xué)子和幾十年前的學(xué)子相比,能在更小的年齡就更好地掌握基本功,從而及時(shí)擁有足夠的武裝投入不斷前推的科研前線?!?/p>
以量子力學(xué)為例。上世紀(jì)30年代,今天本科量子力學(xué)課所講的絕大多數(shù)內(nèi)容都已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),但是當(dāng)時(shí)可用的教材實(shí)在太少,一線的科學(xué)家們不得不去讀波爾、海森堡、薛定諤、狄拉克等人的論文。如果英文和德文不好,還不得不抱著個(gè)字典拼命查。當(dāng)時(shí)湯川在圖書館啃的估計(jì)就是這一類文獻(xiàn)。他們從這類文獻(xiàn)中獲取的知識(shí),應(yīng)該不超過(guò)今天任何一所大學(xué)物理系二年級(jí)的量子力學(xué)課的范圍。這就意味著,今天很多物理系的20來(lái)歲的普通本科生都可能比同樣20來(lái)歲的湯川懂得更多的量子力學(xué)。那湯川的物理水平和學(xué)習(xí)能力僅僅是普通級(jí)別嗎?不是的,是因?yàn)闇ò烟嗟木臀蛐远祭速M(fèi)在和文獻(xiàn)的語(yǔ)言組織的斗爭(zhēng)上了。到五六十年代,費(fèi)曼給全美國(guó)最好的本科生講量子力學(xué),講的內(nèi)容淺于中國(guó)多數(shù)高校開設(shè)的本科量子力學(xué)課,結(jié)果不少學(xué)生還是抱頭鼠竄地翹課。這意味著今天中國(guó)隨便哪個(gè)物理系本科生都能鄙視50年前的Caltech精英嗎?我想是因?yàn)橘M(fèi)曼之前沒(méi)有人用那樣的結(jié)構(gòu)和措辭來(lái)講解過(guò)量子力學(xué),優(yōu)秀如費(fèi)曼也難免講得不成熟。后來(lái)根據(jù)錄音整理成講義就好了不少。到了今天,各種難度的量子力學(xué)教材很多,不少帶有銅版紙印的彩圖,給學(xué)生留下深刻印象。趙凱華《量子物理》封面上“可視化波函數(shù)”的照片,曾被我作為電腦桌面。而且計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使得普通本科生點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)就可以數(shù)值解薛定諤方程,畫出色彩斑斕的氫原子電子云形狀,用Mathematica完成浪費(fèi)時(shí)間的代數(shù)計(jì)算……所以,海森堡、薛定諤的成果中今天仍然被接受的那部分,已經(jīng)成為物理系本科生熟知的常識(shí)了。但這不光是他們科研的功勞,更是一代代老師不斷鉆研講法,增訂教材的功勞。
不知是遺傳使然還是家庭環(huán)境影響(我父母都是高校教授),我對(duì)說(shuō)話,特別是把自己知道的東西向人講解,有種幾乎與生俱來(lái)的熱情。我大概小學(xué)二年級(jí)開始把“當(dāng)老師”寫進(jìn)“我的理想”這種作文里。十七年來(lái),我從“當(dāng)語(yǔ)文老師”到“當(dāng)化學(xué)老師”再到“當(dāng)物理老師”,只有“老師”二字未變。求學(xué)多年,我見過(guò)很多優(yōu)秀的老師,他們激勵(lì)著我,讓我以后把同樣的優(yōu)秀帶給我的學(xué)生;我也見過(guò)很多白癡的老師,他們警示著我,讓我不要對(duì)我的學(xué)生犯同樣的錯(cuò)誤。我見過(guò)一些極致優(yōu)秀的學(xué)生,比如后來(lái)成為我未婚妻的周沉沉,他們既讓我得到的傳播知識(shí)的極大快感,又鞭策我磨礪自己以便對(duì)得起他們的優(yōu)秀;我也見過(guò)一些極致腦殘的學(xué)生,比如(這里就不比如了),他們既拷問(wèn)我選擇成為教師是否建立在對(duì)學(xué)生智商的幻想上,又促使我研究講法以便講得他們都能接受。
很多人問(wèn):“你這么熱衷于教書,搞科研干什么?讀物理博士干什么?本科畢業(yè)考個(gè)證找個(gè)中學(xué)不就完了?”
這種觀念,中外皆有,中國(guó)尤甚。所以多少所謂的“教授”每天就是拉他媽的funding,招他媽的學(xué)術(shù)民工,開他媽的學(xué)術(shù)會(huì)議,研究生一年見不上他一面,本科生只是在學(xué)院網(wǎng)站上看過(guò)他的名字。所以多少所謂的“講師”幾十年如一日地重復(fù)同樣的內(nèi)容,“我已經(jīng)從我爸那里拿到您的講義啦~”。所以這種觀念,要我說(shuō),就是操(摔了個(gè)杯子)他媽逼的下賤!
拋開“三觀養(yǎng)成”這些抽象的,教學(xué)的意義就在于讓學(xué)生準(zhǔn)備好面對(duì)將來(lái)的實(shí)踐。狹義到自然科學(xué)教學(xué),就是為學(xué)生在科技前沿做出自己的貢獻(xiàn)做好準(zhǔn)備。講一門課,卻不了解最新的科研進(jìn)展,那所講的東西必然與時(shí)代嚴(yán)重脫節(jié)。講一門課,卻不知道課程內(nèi)容在前沿工作中的應(yīng)用,那所教的學(xué)生必然難以從吸收知識(shí)者轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造知識(shí)者。講一門課,卻沒(méi)有利用課程內(nèi)容去親自完成一系列尖端的科研,那講課的家伙又怎能真正將這些知識(shí)溶入血液,從而在講臺(tái)上揮灑自如?
科研不僅不斷給教學(xué)工作注入新的內(nèi)容,引領(lǐng)著教學(xué)的方向,更給基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)提供了無(wú)數(shù)鮮活的素材。很多當(dāng)今的科研成果,甚至包括一些最尖端,最引人注目的科研成果,其部分甚至整體所基于的理論工具完全涵蓋在本科課程中。有時(shí)借助本科課程的內(nèi)容分析就可以得到定性正確的結(jié)論,而定量上不吻合的原因又可以用本科生能聽懂的語(yǔ)言說(shuō)清。當(dāng)代軟物質(zhì)研究的最新發(fā)現(xiàn),很多可以歸結(jié)到“自由能最小化”要求的結(jié)果。極致繁復(fù)的軟物質(zhì)中靜電力問(wèn)題,歸根結(jié)底逃不脫庫(kù)侖定律的主宰。當(dāng)最新科研結(jié)果被引作課程內(nèi)容的例證時(shí),會(huì)給學(xué)生帶來(lái)怎樣的興奮,又會(huì)給他們投身科研前線增加多少士氣?這個(gè)道理不少老師都懂,可惜多數(shù)老師自己對(duì)科研新進(jìn)展一知半解,講的時(shí)候意圖通俗結(jié)果卻歪曲,貽害無(wú)窮。
這就是為什么教學(xué)者不僅不能忽視科研,還一定要在“人類知識(shí)之圓”的邊界上不斷推著它擴(kuò)展。我要抓著我學(xué)生的手放到圓周上,告訴他,“這個(gè)圓雖然很大,但你已經(jīng)碰到它的一小段了,沒(méi)那么難,是吧?”
另一個(gè)觀念,是我上大學(xué)以來(lái)形成的。
“新學(xué)的物理知識(shí)可能是零散無(wú)組織的事實(shí)堆積,但隨著學(xué)習(xí)的深入,必然發(fā)現(xiàn)其精髓必可歸納成三言兩語(yǔ)或少數(shù)幾條公式,而剩下的部分則是這些精髓的自然演繹。所以,能把一個(gè)東西三言兩語(yǔ)給基礎(chǔ)極少的人講清,就說(shuō)明真學(xué)通了。同理,尖端的物理研究一開始可能一團(tuán)亂麻,無(wú)比復(fù)雜,但隨著研究的深入,最后必然發(fā)現(xiàn)所有結(jié)果構(gòu)成一幅清晰自洽的圖景,一切都很靠譜。所以,能使給基礎(chǔ)極少的人了解并肯定自己的研究成果,說(shuō)明自己的研究到了一定階段了?!?/p>
這就是為什么科研者不僅不能忽視教學(xué),還一定要勇于把自己的科研成果自然地融入到教學(xué)中。這既是對(duì)自己科研成果的一種檢驗(yàn),更可能在備課和講課時(shí)收獲靈感。
還有人說(shuō):“你說(shuō)得這么玄,這么費(fèi)勁,是因?yàn)槟闵磉?,包括你自己,都是劣質(zhì)學(xué)生。真正優(yōu)秀的研究生不需要也不屑于看什么教材,他們‘只喜歡看論文’(同人于野語(yǔ)),看完就能做科研,做出來(lái)就能發(fā)paper,根本不用導(dǎo)師操心?!?/p>
說(shuō)實(shí)話,我也見過(guò)幾個(gè)整天抱怨“為什么我收不到好學(xué)生啊”的傻逼老板。他們把“好學(xué)生”定義為“不用操心從基礎(chǔ)教起”,無(wú)非就是希望雇幾個(gè)高級(jí)點(diǎn)的學(xué)術(shù)民工,不用費(fèi)力就當(dāng)上通訊作者。但是我不想罵他們,我就說(shuō)一個(gè)問(wèn)題:真的遇到基礎(chǔ)扎實(shí),天資聰穎,又愿意勤奮工作的,是不是就意味著省勁了呢?
對(duì)于我來(lái)說(shuō),答案恰好相反:越是面對(duì)優(yōu)秀的學(xué)生,我的壓力就越大。這個(gè)道理很簡(jiǎn)單:一來(lái)學(xué)生水平高,我就要相應(yīng)有更高的水平才能應(yīng)付學(xué)生的提問(wèn),教給學(xué)生新東西。二來(lái)面對(duì)前途光明的學(xué)生,我自然有種使命感和挑戰(zhàn)感,要將這學(xué)生的能力倍增。
就像我這兩個(gè)學(xué)期,以搞理論的出身去帶本科實(shí)驗(yàn)課,感覺(jué)毫無(wú)壓力。一來(lái)這些學(xué)生基本都是平庸資質(zhì),問(wèn)不出什么尖銳的問(wèn)題,二來(lái)他們本來(lái)就不是物理系的,讓他們體驗(yàn)一把物理實(shí)驗(yàn)就差不多了。但是我給周沉沉當(dāng)師父那段時(shí)間,有時(shí)為講清一個(gè)問(wèn)題滿頭大汗,渾身發(fā)癢,恨不得用指甲把頭皮撕下來(lái)把肚子劃開,無(wú)非是因?yàn)橹艹脸了綐O高,刨根問(wèn)底的提問(wèn)非常尖銳,即使對(duì)我也能構(gòu)成挑戰(zhàn)。而且周沉沉實(shí)在是良材美質(zhì),我恨不得傾囊而授。
當(dāng)然,說(shuō)到底離不開對(duì)學(xué)生的態(tài)度。看老板們?cè)?graduate student"前面加什么動(dòng)詞就了然了——有的加"hire",有的加"train"。當(dāng)然,人各有志,愿打愿挨,師徒關(guān)系和睦即可。
最后,此文因“同人于野”探討“什么是物理學(xué)家”“怎么搞物理科研”的博文而起。相應(yīng)地,我也模仿其措辭,以“什么是物理教師”“怎么搞物理教學(xué)”的探討作結(jié)。
物理教師的工作,不是像復(fù)讀機(jī)一樣重復(fù)已有的知識(shí),是根據(jù)學(xué)生的性情、基礎(chǔ)、需求去不斷探索最便于學(xué)生掌握的講法,是不斷把物理界乃至化學(xué)、生物界的新發(fā)現(xiàn)融入自己的課程體系,包括為初具雛形的學(xué)科開設(shè)課程,扮演先驅(qū)的角色??梢?,物理教師是一種充滿創(chuàng)新性的高強(qiáng)度腦力勞動(dòng)職業(yè)。
當(dāng)你的教學(xué)基本功練到一定水平后,你想要的是一個(gè)真的能榨干自己作為老師的價(jià)值,真的能逼自己把潛能發(fā)揮到極限,真的因?yàn)樽约喊l(fā)生了倍增式的飛躍,真的能一輩子把自己稱作恩師的徒弟。這是每個(gè)物理教師都難免追尋的極大樂(lè)趣。
如果一個(gè)學(xué)物理的學(xué)生有志于成為一名真正的物理教師,他不應(yīng)該做以下的事:第一,誤認(rèn)為精通等價(jià)于講得清,誤認(rèn)為自認(rèn)為講清了等價(jià)于學(xué)生認(rèn)為講清了。第二,對(duì)所謂“大?!钡目蒲兴浇蚪驑?lè)道(有空不如把他們的成果向自己的學(xué)生講清,讓學(xué)生明白他們牛在哪里)。第三,覺(jué)得優(yōu)秀的物理教學(xué)工作者比優(yōu)秀的物理科研工作者低一等,兩者的腦力勞動(dòng)強(qiáng)度和成功難度都差不多。第四,不要自以為科研成績(jī)顯著就一定是好老師。做一個(gè)成功的物理教師,不但要有足夠的學(xué)識(shí)和研究能力作為基礎(chǔ),更要有極強(qiáng)的表達(dá)欲、表現(xiàn)欲和與人交流的欲望。在擁有前兩點(diǎn)這個(gè)基礎(chǔ)的前提下,能做到后邊這幾點(diǎn)的很少。
只有讓學(xué)生切實(shí)掌握知識(shí)的過(guò)程才是教學(xué)。雖然一名老師80%以上的時(shí)間都不和學(xué)生正面接觸,比如琢磨講法,比如了解前沿進(jìn)展,比如自己做研究以給教學(xué)增加素材,比如編寫講義。但如果沒(méi)有使學(xué)生聽懂,這些工作從教學(xué)的角度講都沒(méi)什么價(jià)值,特別是科研和發(fā)paper本身不意味著在教學(xué)上更成功。
最后再次重申,如果當(dāng)不了一個(gè)好的物理老師,老老實(shí)實(shí)地去宅辦公室、實(shí)驗(yàn)室,往Nature Science PRL上投稿。有能耐還可以去普林斯頓的某中心,那里專門是為逃避教學(xué)的人設(shè)置的。這都不丟人,丟人的只是以為自己發(fā)了十幾篇Nature加幾十篇PRL,就一定配去講PHYS101。
物理教學(xué)是一種非常艱苦,富有挑戰(zhàn)但又極富樂(lè)趣的工作。雖然社會(huì)乃至學(xué)術(shù)界對(duì)這項(xiàng)工作的承認(rèn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及科研,但我已經(jīng)很清晰地做出了選擇。
如果“物理學(xué)家”的定義真如“同人于野”所說(shuō),那么,我不指望自己成為一名物理學(xué)家。
我指望自己成為一名合格的,問(wèn)心無(wú)愧的物理老師。
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