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我的物理,我的大学
作者:南京大学物理学院2013级本科生
不知道怎么开始,那就从直接从我的高中开始吧。
我还记得中考考得不尽如人意,然后进了一所一般的高中,升学率不高。南大的分数不高,但是往届能考到南大分的却是渺渺,从结果来看,我是幸运的,考来了南大的物院。但这也确实无关紧要,三年前初次走进高中的学生显然很少会去想大学的事,正如刚走入大学的学生很少会去想之后四年的事一样。当时的我相当迷茫,不知道将来要做什么。大抵当时这个状态和我周围来到物院的部分同学的状态是相似的。
我不喜欢看科普,现在也是。我没从初中物理中产生对物理的半点兴趣,课本是那样、老师也是那样,说着一成不变的东西。对物理的态度算是不温不火。高一第一个学期过去了,我没有对未来找到答案,成绩虽然班里前几,但是要拿出去也是市里不知道哪里的了。
高一下是一个很偶然的机会,我在家里翻到了我父亲的高等数学,抱着很无聊的态度,我花了一个月废寝忘食地读完了高等数学。高一下就是如此过去了,看数学的充实让我暂时忘了我的迷茫。
高二我转学了。学校要挑几个人去市里的一所升学率高的高中读书,于是我报名了,六个名额只报了五个,连预期的选拔考试都没有,我就进了那所高中读书。但升学率高不代表会把课上得有趣,我对物理依旧没有感觉,反之,因为看数学获得的满足感,我入手了一本很薄的数分教材,也正是Rudin的《数学分析原理》。书很难,语言很晦涩,处理方式比较现代,所以不免抽象,比如第二章就讲点集拓扑,很少有国内的教材有这魄力。这本不适合入门的数分却是我的数分入门教材。我看得很满足、很踏实,虽然学业一落千丈。
此时的我似乎应该往数学方向一直走下去,然而,一种不协调感却油然而生。虽然Rudin的书把数学的飘飘欲仙、自上而下之感觉酣畅淋漓地表现了出来,但我对数学还是有一些小失望的。怅然若失,大抵如是。
XX市的高中是要分科的,我没得选择,化学不好文科不行生物学校不开班,这种境况下我自然只能选物理。但实际上,就连高中的力学我也学得一点都不利索。大概是因为感到上课用的高中课本很无聊,也因为我有看数学分析的经验。所以我去了上海书城打算挑一本大学的物理教材。也许是因为《数学分析原理》是一本很薄的数学分析教材,也许也是对书架上摆的那一本本《理论力学》的“理论”二字望而生畏,我选了一本很薄、书名也很普通的书——Landau的《力学》。
万万没想到,这本书和他的作者也是如此的有名。正是这本书告诉我为什么我对数学失望了,也正是这本书让我感觉到了力学或者说物理的神奇之处。
全书以作用量原理开篇,深入到力学的各个方面,最后以正则方程收束,看似起点很高。但实际上,Landau做的只是把自然界(经典力学下)最简单的两个原理告诉了我,伽利略相对性原理和作用量原理。之后的展开,请允许我用一个词,叫“肆无忌惮”,天马行空极具想象力。和数学书完全是相反的,有着完全不同的思维方式,自由而奔放。
数学家的工作往往自上而下十分严谨,而物理学家则是东摘一点西摘一点,搭起框架,然后找数学往里拉。可能不同人会有不同的思维方式,相近的人有相近的思维方式。如果需要一个选择物理的理由,不是因为什么,而是在思维方式上,我觉得我适合学习物理的。物以类聚,人以群分,大概也是这个道理。同时也同样重要的一点,我看到了物理是在解释这个世界,而数学对于我,可能只是人类自己的创造而已。比起人类自己,我更愿意去看看这个世界。
之前的迷茫也好,失落也罢,高二上,我选择了物理。
我一直不太喜欢说物理是美的,因为事实上,大部分时间看物理书是痛苦的。这是一个踏实的领域,任何成就,无论是凡人还是天才,就是在不断的努力中实现的,要想知道一样大家从未知道的东西,就非得深入到一些“丑”的、细枝末节的东西里面去。实验可能做了无数遍,还是这里错那里错,忙到最后也不知道哪里错了。理论推来推出,看了好多书,读了好多论文,可是半点进展都没有。这些都应该是常态,任何的美的感受都应该是拿汗水换来的。
旁人说物理是美的,因为他没进来,就像行路的游客,踏的是康庄大道,两边花团锦簇美不胜收,却很少看到开路的人所遇到的荆棘遍野,也很少看到开路人留下的血汗。而且,真正绝美,不可能是走在别人所开的道路上的人看到的花团锦簇,而应该是杜甫想象中的会当凌绝顶,一览众山小。开路者走到天涯海角时的回首萧瑟,看到的是物理的绝美和自己的血汗的交织,那时候对美的喜不胜收和对血汗的释然一笑是我梦想的境界。
所谓的爱有时候是没有理由的,我选择物理是一件很偶然但也很自然的事情。现在我觉得我爱着物理,但是我却说不出理由。而且,真正爱着一个领域的人,不应该局限于欣赏别人的成就,而应该投身进来,为发展出一份力。这是我来物院最重要的理由。与其说是一种责任感,不如说是因为爱,所以希望她更好吧。
高二下和高三的生活,我收心回到了高考上,更准确的说,我的高三脑子进入了写保护状态,很闲,但是只读不写,看不进书了。期间倒是看了一本“武侠小说”《量子力学史话》,也确实通过wiki、百度等手段对物理学史有了大概的认识。
因为我不学竞赛,学籍所在学校升学率不高,奖项一个也没有,自然自招是不可能的了。如同大部分的我的同学,只能高考。我知道,学习物理需要一个平台,需要好老师,需要志同道合的同学。而当时北大、中科大和南大的物理系是我知道全国最好的物理系,所以我觉得我应该要上这些大学。
我们是考前填志愿,北大是零志愿,填在前面就好,因为没有分数做参考,所以一志愿在南大物院和科大物院之间摇摆了很久,两者分数又是如此相近。最终被迫以抽签的方式进行选择。
我抽到了南大。于是我就这么来到了南大。
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我的大学,开始于军训,并且现在也才刚刚开始,过去有可以说的,现在我还不知道说什么。军训和以往的军训没多少区别。但期间还是看到了一些东西,比如我一开始以为来到物院的都是因为喜欢物理而来,但事实却不是这样。不过后来意识到这应该是常态,也就释然了。在同一个物院我总会遇上志同道合的人,并且在物院总会有人在学习中喜欢上物理,我如是期盼和企望着。
如果要谈大学和中学的区别,我觉得我大学和高中的生活主线没有什么特别大的不同,稀松平常,去听几节课,然后课余看着我喜欢看的书。该吃就吃,该睡就睡,看到感兴趣的活动就去参加参加。都在乐此不疲地做着自己喜欢的事情。如果说有区别,大概就在中学的学习,我还是习惯于去获取,而现在进了大学的我已经开始去自主研究一些东西,虽然几乎没有进展。至于生活的细节,由于区别真的不少,那便不说了。
如果要谈对物理的认识,我想我是不会去轻易定义物理是什么的。如果每个人有每个人的哈姆雷特,每个人也有每个人的物理。而大学四年的展望,我是大略想过的,但是暂时没有头绪。我想继续我的物理梦,太远的我看不见,近的就是学好我的每一门课,打好基础。因为物理是一个分支众多的学科,我不想为自己设限,所以在学基础课的时候各个方向都想学一点。我觉得现在我最该做的就充实自己,待到机遇出现时有完全的能力和开阔的视野去把握机遇。还有的话,大概就是,激情热情毅力这些老话了吧。
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物理学史是我一直很感兴趣的课,一方面听听那么前辈们遇到的问题和他们解决的方法,加深对知识的理解。另一方面听听前辈们的奇闻异事,娱乐一下身心。同时,老师很幽默,所以我也始终坐在第一排。
在过往的几节课中,我觉得对于爱因斯坦的讲述无疑是精彩的,尽管在讲费曼的时候老师没有收住感情,确实可以成为一大谈资,但平心而论,爱因斯坦这边还是讲得比较好,无论是爱因斯坦独特的生平、趣事和人格,还有相对论的相关概念介绍。
我本以为我暂时是接触不到相对论的,一方面我看到过很多人对相对论的妄加揣测,觉得自己应该尽可能避免这种事情发生,所以有关相对论的相关书籍几乎没怎么看过。但讲爱因斯坦就不免要讲到相对论。我认为老师在这里的处理是极其精彩的,从几个很简单的事实,诸如光速不变原理,带着我们进行了简单的思想实验,得到了相对论的一些简单的结论。特别是那句“推翻相对论就该从这几个原理开始推翻”对我而言是印象深刻的,足以让许多网上对于相对论的胡乱猜测、对于相对论的随意反驳威力尽失。
课后我去翻了翻经典场论,发现书上讲大致也是相同的,从光速不变原理开始,去寻找那些参考系变换但是不变的量,由此得到洛伦兹变换,也得到了相对论力学的作用量,具体过程其实并不复杂,只是思想上很创新,确实可以看到爱因斯坦的见解独到之处。老师在上课时候做出了正确的指引,也帮助我踏过了逢相对论跳过的阶段,开始不再排斥接触和学习相对论。
另一方面,老师对于广义相对论的处理,比如讲的关于广义相对性原理的几个思想实验也是相当简洁和漂亮的。尤其是光线弯曲那边,从电梯上看和从其他参考系看,光线竟然会有不同的落点!这当然不科学,所以如果坚信相对性原理的正确,那么传统中认为光不会被引力弯曲自然需要被质疑。同时老师也从广义相对论与黎曼几何的一些趣事就数学和物理的关系进行了阐述。
老师对于爱因斯坦力战量子力学的相关讲解,就让人看到一个曾经辉煌的庞大帝国的最后战士,在黄昏下孤独地站在战场上看着对面涌来的军团。这是悲壮的美感,但也是爱因斯坦一生的追求和信仰所在。就算是错的,那就潇潇洒洒错一辈子吧。那是只有看到过物理绝美的人才能固有的偏执。
至于其他的细节,因为没有特别去记忆,外加时间有点久远,也不再清晰了。
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因为不少来到物院的同学并不对物理感到特别的兴趣,但是我相信如果他们认真对待物理学史这门课,一定可以从中收获到许多,尤其是对物理的兴趣。首先必须肯定的是,物理学史这门课是有趣的。
物理学史的教学风格是从历史发展脉络着手,直指在历史上物理学家们遇到问题的关键之处,学习的过程让人有一种畅快之感,但毫无疑问,损失了绝大部分细节和有时候必要的严谨性,只是带有科普性质的课程而已,这是应该明确的。但这并不意味着学生不能从其中获得专业知识,因为老师指出了问题的神奇之处,反而更加激发了学生的求知欲。上面说过,学习物理的过程应该会是痛苦的,因为要深入那些“丑”的细枝末节中去。但这种痛苦不应该在课上直接传输给学生,而是应该让他们自己去体会和感受。如果老师总是在纠结一些细节的东西以及计算那些课下就能计算的东西,学生课下又没有耐心去搞这些“丑”的细枝末节,课上课下都没有机会接触神奇的东西,那么无疑学习一样东西的激情和自信都会被时间磨得丧失殆尽。
同时,我认为我在学习物理学史的过程中在感受作为继任者的担当。前面我说过,与其说是责任,不如说是因为爱,所以希望她更好。但在这里还是要谈一下责任,从更理性的角度。
作为南大物院的人,也在将来会是这个国家、世界物理的中流砥柱与山峰,怎么可以没有为物理做贡献的觉悟?当年徐光启怀着不能继续翻译《几何原本》的哀叹与遗憾写下了“续成大业,未知何日,未知何人,书以俟焉”,于今日也是成立的。感受前辈们的感受,走我们一同的路。既然都进了同一个坑里,“士不可以不弘毅,任重而道远!”
这是物理学史这门课对我的影响。
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GMT+8, 2024-10-31 09:54
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