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漫谈怎样自学理论物理

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:总结经验,我认为学理论物理最要紧的是学会其独到的科学思维,而不是仅仅打好四大力学的基础就可以。自学理论物理可以培养自己的直觉思维的能力,即先从整体上了解所学章节的内容,直接接触问题的本质。而想要在自学物理中出成果,臻美入境,需十分功力。物理是意蕴深远的学问,经得起推敲,故而耐看。这便要求学物理要养成“耐看”的阅读习惯,从多个角度审视同一个物理定律,方能得其真趣。

我虽然研究理论物理已50余年,回答这个问题还是心怀忐忑。

理论物理的任务是对物理现象做言简意赅的陈述,是把感觉上升为理性认识。

总结经验,我认为学理论物理最要紧的是学会其独到的科学思维,而不是仅仅打好四大力学的基础就可以。我常常在图书馆看到一些学生在“啃”四大力学,花大力气把朗道和栗弗席兹的理论物理丛书中的理论重新推导一遍,再解题。

那么什么是科学思索呢?

第一阶段的思索是结合物理现实,自己能提出“写意”的模型(参见前文)。

第二阶段的思索是考察已有的物理思想:它们是根据什么来的?用什么方法想出来的?这叫追根溯源,请求其本。每一个重要的物理公式,你在使用它以前,必须在心里知道它的来源。学分析力学,就要知道拉格朗日方程从何而来。学矩阵力学就要问一下,海森堡是如何神光一现的?学狄拉克符号法也要问一下,它是怎么想出来的?如果你能用自己的思路导出来,那就是学有所成。

第三阶段的思索是当自己提出新理论后,怎样使用和推广它。

第四阶段的思索是对于已经掌握的书上的知识,我可以做何推广。

学理论物理要抓住要害思索,譬如学固体理论,就要想一想,能级的概念是如何更换为能带的概念的?

爱因斯坦在1933年说:“创造性原理存在于数学之中”。在1946年写的《自述》一文中,爱因斯坦又写道:“……通向更深入基础知识的道路同时是与最隐秘的数学方法联系着的。只是在几年独立的科学研究工作之后,我才逐渐明白了这一点。”例如,他曾误认为闵可夫斯基把四维时空引入狭义相对论的做法没有必要,甚至觉得把此理论写成张量形式简直就是画蛇添足之举。后来他才意识到闵可夫斯基的做法可促成狭义相对论推广为广义相对论。可见,精美的数学能够对物理概念的形成及深化起到关键作用,学理论物理的人一定要喜欢数学,甚至自己创新数学。

自学理论物理可以培养自己的直觉思维的能力,即先从整体上了解所学章节的内容,直接接触问题的本质。训练日久,就能成为一个自然科学的“思想家”。

另外要谈谈自学物理的参考书使用。

我的经验是:多借几本不同的参考书(其阐述的重点和方式各有千秋),轮流看。翻阅一本,仅解数语,再读另一本,解者渐增,阅读三四本后,解者多半,复从头翻阅,从解至悟,直入物理本质也。

后来,我看到清代桐城派名家姚鼐的文章《与伯昂从侄孙一首》,其中写到如何学写诗:“……先取一家之诗熟读精思,必有所见。然后又及一家,知其所以异,又知其所以同。”这与我的自学物理方法相似。姚鼐又指出:“至其神妙之境又须于无意中忽然遇之,非可力探。然非功力之深终身必不遇此境也。”而想要在自学物理中出成果,臻美入境,需十分功力。用功至久,直觉便会突然而至。

物理是意蕴深远的学问,经得起推敲,故而耐看。这便要求学物理要养成“耐看”的阅读习惯,从多个角度审视同一个物理定律,方能得其真趣。古人有云:“贪游名山者,须耐仄路;贪食熊膰者,须耐慢火;贪看月华者,须耐深夜;贪看美人者,须耐梳头。看书亦有宜耐之时。”这里所谓的宜耐之时:即是书中的最精华处,值得慢慢品味,齿颊生香,津液自出。从渐悟到顿悟,参透物理,心明眼亮,要经得住寂寞。我曾作诗曰:“探理强如僧参禅,等闲究得便超然。何时自觉已了得,陋室昏灯不记年。”

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