我的物理，我的大学

物理好玩

我在上小学的时候有一门课叫做“自然”，是一门不需要考试的副科，讲解的都是些浅显易懂的自然科学知识。犹记得我对这门小课的兴趣远远超过了其他正课，常常把重要的语文数学作业弃之不顾，按照课本的示例，摆弄着各种小玩意：小电珠、干电池、磁铁和凹凸透镜等等。其实那时候完全不懂得实验啦什么的，只是凭自己的感觉去“玩”那些东西，玩的熟了，对那些东西的特性很自然的会多多少少有些了解。那些是我永远都玩不倦的玩具，总觉得那些课本上看到的，或是自己发现的这些玩具的特性非常的奇妙。还记得很清楚，有一次在放学的路上，我看到有一群孩子围着一个东西在玩，凑过去一看，是一个双层的塑料盒子，底层是一条磁石，上层是一些很细很细的铁屑，那些铁屑很自然的聚集在有磁铁的位置，这是我已经熟悉的，磁石对铁有吸引力。然而奇特的是，那些铁屑居然听话的排成了一圈圈漂亮的线！我当时就迷上了那东西，站在那儿不想走了，因为只是小学的初年纪，身无分文，没办法买下那东西，就一直在那儿看着，不时伸手自己拨弄一下，竟然一直到了吃午饭的时间家人担心沿路找到我面前才罢休。现在想来，那些漂亮的线竟然就是对大名鼎鼎的磁感线的模拟，心里依然感觉奇妙无比！那些懵懂时代对自然科学浅显的接触算是物理学的启蒙吧，或多或少的激发了这门我当时还未知的学科的兴趣。

那个时候身旁没有玩物理的氛围，的确，毕竟谁都不会认为那是物理。小孩子的玩具，玩一玩有点意思嘛，能搞出什么名堂？所以很不幸我的“研究”都没有得到“经费”支持，能玩的东西很少，偶然得到的一样东西能玩很长时间，其实也没什么进展。记得有个时候玩起来自制的手电筒，用纸、电珠、废弃的铜导线、透明胶带制作，工艺和原理都极其简单，自然照明的效果也不咋地，但是自己觉得是蛮了不起的东西，做了好几个，常常拆了重做，没事就喜欢这儿试试那儿试试，甚至又透明胶带制成了可以控制电路通断的“开关”，真佩服自己那时候的那股劲儿。没办法，玩的东西实在不多。幸而那个时候的课程里安排有一些可以自己动手的小东西，会发下来一些很小的实验零件。干电池、四驱车的直流发动机、太阳角度测量仪等等新奇的东西都有，玩的内容才能丰富起来。

现在想想，其实这就是物理，物理是玩出来的东西。或许有人认为这些都是小儿科，不算什么，但我却印象深刻，觉得兴趣的确是最好的老师，直到现在我依然坚信，只有认为物理好玩的人才能真正学好物理。至少我也曾在没有做过深层探讨的情况下，天真的以为过万有引力不过是苹果和牛顿直接的碰撞结果，是牛顿在“玩”的时候多想了一些而已。现在想来这种想法其实是幼稚的很，真是小看了这位旷世奇才的杰作。毕竟从古至今不知道多少人被类似苹果的坠落物砸过，除去砸出脑震荡的少许人外，估计都把那个苹果几口吃掉，即使真的有聪明人考虑为什么苹果会掉向自己而不是飞到天上，肯定不会得出万有引力的结论，即使这个人具备了头脑和灵感。这倒不是赞美牛顿的说辞，因为我后来不得不意识到“玩”不是物理的充分条件。这个我在这篇文章的稍后会谈到。

但我还是要特别强调物理好玩的重要性，因为这是我选择物理的极其重要的原因，是我坚信至今的信条。

物理是动手做出来的

后来很幸运的去了科学兴趣小组，和几名组员拥有了可以使用学校的小小“实验室”的权利。那是个很小的放置了一些初级实验器材的房间，现在想来甚至都不能称为实验室，因为它实在很简陋。但毕竟学校向来不重视我们的实践课，能有这样的一间实验室已经相当不错了，而且麻雀虽小，五脏俱全，很多必须的器材还是能够找到的。这个小小实验室对我们这群学生来说绝对是个新奇的天地，我们在老师的指导下真正开始做了一些像模像样的实验。顺便说一句，我们的老师并不是学习专门聘请的，而是一位热心的老师代的。写到这里必须非常感谢她一下，因为她非常有耐心地教我们，很热心地回答我们的问题。

在那个小小实验室的日子不是很长，我就升中学了，但是我对那个地方的记忆却很深，因为它给我的见识是前所未有的。这个就要特别强调一下本小节的主题了：物理是动手做出来的。这里说物理不是很恰当，因为在那个时候我们还未完全区分物理和其他自然科学的界限，实际上我们接触的范围还算蛮广的，不只是物理，还包括化学、地理，甚至少许的生物和天文。当然了，我们学到得知识仅仅是启蒙的，我们的数学能力和逻辑思维还不足以支持“高版本”的科学内容。

但是，我们可以动手。我对电学的强烈兴趣应该就是从那个时候自己动手“设计”电路进行的。老师给了我们小组每人一个组装电路的塑料模版，还有数不清（至少当时是这么认为的）的电路零件，有时候会出题目给我们做，更多的时候则是让我们自由连成喜欢的电路。不得不说小组内的人是很“才”的，我敢说，当时没有几个人懂得电流、电动势产生的原理，然而他们却有很多奇思妙想，弄出来很多有趣的电路。想起来现在自己连电路只会照着现成的电路图而且效率极低，我都会特纳闷：我们原来那无穷无尽的创造力哪儿去了？

印象最深刻的一次是一套小巧却又很复杂的装置，磁铁、轮盘、传送带、电灯泡还有一些让我摸不着头绪的东西被装到了一起，的确是看不懂那些个东西是干嘛的。看得出是电路，却找不到电池，很是纳闷。神奇时候是，老师握住了轮盘的把手，用力的转了起来，轮盘很快转的飞快，我都听到摩擦产生的咯吱咯吱响了。然后就是那个没有电源的电灯泡一闪一闪的亮了起来！我承认，我当时眼睛肯定瞪得很大：老师居然把灯泡给转亮了！

关于这次实验那个老师没有做任何理论上的解释，她只是提了这个现象的名字：电磁感应！虽然那个时候我已经不止一次在百科全书上看到过这个名字，但看到“活生生”的电磁感应却是第一次，心里无比激动。大家嚷着要老师讲怎么感应的，老师只是笑而不语，没有透露切割磁感线、交流电或是能量转换的任何信息，只是让我们自己做做看。于是乎几十分钟以后，全部成员都满头大汗了，一个人转，几个人瞪大了眼睛趴在那看，轮流换，却也没看出什么门道来。

那天回家发了一晚上呆，眼前光是那些轮盘和灯泡。现在想想真是好笑，被誉为奇才的法拉第做了那么多年的实验才弄明白的问题我就试图着这么冥想出来，还冒出了许多奇怪的想法，现在还能记着一些：比如那个灯泡我们费那么大的力气才亮的起来，要想亮度大些或是亮的连续些就要费更大的力气，那么干电池呢？两节干电池就能让灯泡又亮又连续，那干电池该有多强悍啊，相当于几个“劳力”连续工作呢！而且，干电池里面是怎么转动的，怎么一点动静都没有？哈哈，不记得了那天晚上是不是做了电磁感应的梦。

那时候很奇怪为什么老师不告诉我们原理，后来才少许理解了。学到电磁感应的时候，我居然很快就懂了，那时候是个难点的说！老师的用意或许是：物理需要理论和实验，既然理论我们听不懂，不如就让我们动手做，做不出什么成果也没关系，要的就是在动手过程中自己思考过，真正有过兴趣，那当时机成熟的时候，把正确的理论弄明白就是水到渠成了。

嗯，物理就是要做出来！

计算的力量

一直以来，一个问题深深困扰着我，这个问题前文已经提过：为什么苹果砸了牛顿就能砸出一个万有引力定律，虽然我没被苹果砸过，但历史上被苹果砸过的人肯定很多，其中不乏有想法的人，他们怎么就没想出一个万有引力定律呢？

关于这个问题的思考经历了一个蛮长的心路历程，从小以来我就有一个误区：牛顿不是那么伟大，比爱因斯坦爷爷差远了，他不过是被幸运的苹果砸了而已。万有引力？我早生几百年，照样想得出来！

呵呵，很愚蠢的想法呢。我一直以来，都忽略了计算的力量。

真正系统的学习物理时候，我才真正意识到数学能力对于一个研究物理的人的重要性。由于数学知识比较扎实，学习起物理没多长时间，我就把班里其他人甩到了后面。才发现原来很多时候，物理靠的都是数学，怪不得数学被称为科学的女王。

因为开始时候要求的数学工具不是很强，物理一直学的很顺利，直到高中时候参加全国高中生学科竞赛，才发现自己的数学能力有些捉襟见肘了。

记得很清楚最开始的困难是矢量的引入。学生时期把矢量引入物理已是学了多年物理之后了，早已习惯了标量的世界，突然来了个矢量，的确让我有些乱，然而最关键的是，我们那个时候数学还没开始学向量或是复数，便在矢量上面卡了一下壳，幸好矢量是很容易理解的东西，稍加调整我就可以运用自如了。但是“矢量事件”却让我意识到，想学好物理的，不能缺少数学知识。特别是学到后面物理那些越来越多的眼花缭乱的方程，让我认识到物理的复杂性远远超出我的想象。

对牛顿的肃然起敬是学习他的万有引力定律的时候，那个充满的美感的方程我越用越感到惊叹：太完美了，整个宇宙的运转竟然乖乖统一到了这个方程里面。这个东西究竟他是怎么弄出来的？神来之笔啊！

很惭愧，直到现在我都没有完全弄明白牛顿的万有引力定律是怎么来的。现在我终于明白为什么牛顿曾被当做神一样的人物了。数百年前，他数月之内独自创立了数学史上开天辟地的学科：微积分。而现在，21世纪了，和那时候的牛顿差不多大的我却被一本微积分初步弄得焦头烂额。现在已经有人抱怨：微积分真不是人学的。那我想，创立微积分的肯定不是人类了，的确是神一样的存在。

那很早之前被我忽略的计算的力量终于使我完全膜拜了。有时候抱着看不懂的物理书，望着那些眼花缭乱的数学式子，我甚至有些兴奋：这才是真正的物理！

力学课上，力学老师的一句话说得很是贴切：没有数学，物理就是一只又慢又丑的毛毛虫。我想正是这样，没有数学支撑的物理，只能是亚里士多德式的哲学思辨，没有数理的美感，并且进展缓慢，漏洞百出。

这是我学习物理过程中一个重要的领悟：计算的力量无穷无尽。虽然现在看来这是显然的，之前也有过听说，但我的确经历了一个比较深切的感受历程。

我的大学

前文讲的算是我和物理的羁绊吧，包括了我和物理的缘以及一路走来我对物理的看法。现在要说说我选择这所大学这个院系的缘由。

我对物理学的深深羁绊我已经说过，对物理的热爱自然是我选择南大物理的缘由。记得毕业的时候，如果考虑就业，我很可能会去选择别的学校的工科专业去读。但是我最终选择了自己的兴趣物理。说来正巧，我的分数刚好适合南京大学，而南京大学的物理系又是全国著名的强势院系，所以我直接填写了南京大学的物理专业，第二志愿就空着。很幸运，我被这所大学的这个院系录取了，成为了南大的物理人。

其实与南大物理的关系之前还是有一些的，早在高二时候我就开始参加高中生物理联赛，很惭愧，没能有多好的成绩。但是我依然记得冬令营和最后比赛的情景。当时参加冬令营完全是抱着重在参与的心态，去听听南大教授的讲课，去感受学术的氛围，记得那个时候在鼓楼校区，江苏各地的物理爱好者聚集一厅，进行了4天的共同学习。其实我对那个时候究竟老师讲了什么没有什么印象了，因为那时候物理功底还是高二上学期水平，大多数内容都听不懂，甚至还有一部分时间是在睡梦中度过的。但我还是对那次活动印象深刻，犹记得一位老教授教我们如何学习物理，比如他就有一段形象的论述：学物理就要像张无忌学太极拳，什么都忘了，就什么都会了。还和我们讲了不少故事，介绍给我们的是全新的学习物理的思想，完全不同于我们以前接触的填鸭式物理。我觉得在很多大师眼里，物理到了一定程度，就很其他人的感受完全不同。我觉得，学物理，学出一点自己的独特的心得体会是必要的。

进入了南京大学物理系，我一开始觉得大学和中学没什么两样，不过是校园大一些，课时少一些，内容加深了一些。而且很多教学上的内容都是和高中重合的，这让我多少有些失望，因为我觉得大学没有带给我全新的对物理的认识，它只是高中的延续。我觉得一个学期下来，我的物理能力或许还没有那些参加高中竞赛的中学生厉害。这让我着实郁闷，你说在南大的日子混着还有意思么？

但是渐渐地，我才发现南大物理学院的不同。这里高手云集，学习氛围浓厚，来自全国各地的物理尖子让人倍感压力很大。这在学习氛围宽松的大学无疑是无形的力量，激励自己不断学习。而且，这里的教学方式大大不同，就比如我们的力学课就分为英文和中文两个班，两个班都是力学，但教学内容和教学方式却存在很大的差别。中文班是更倾向于中国式的教育模式，老师传授大多数的知识，不过课堂交流很频繁，学生和老师是互动的，不再是单纯的输出—输入模式教学。而英文班则更倾向于西式教学，老师就是从美国留学归来的。对于两种方式，我只能说各有千秋，因为它们都有着各自明显的特点。

力学课让我们重新认识了怎样学习物理，我们的老师王思慧教授教我们用全新的模式去思考物理，感悟物理，虽然方式是中国式的，但内核已经完全变了，她注重的是我们的分析、思考能力，我们真的是去学习掌握一门科学，而不是去学习应对考试。记得一位同学找老师交流过，他说老师你讲的的确很好啊，但是我觉得我学了以后不会做题耶！王老师说我就不是教你做题的，课堂那么宝贵的时间怎么可以去教你们做题呢，题目可以课后做，你要想做题容易啊，我这有的是，拿回去做呀。哈哈，这才是我想要的物理课！

关于我在大一的物理生活，还需要简单说明一下我们的实验课。作为一名物理学家，理论再好，也需要实验来证明，否则就是废纸。物理实验是任何一名物理学家的基本功。当然了，关于物理学史课上钟伟老师讲的关于泡利的轶事，我只能淡然一笑。身为一名闻名遐迩的大物理学家，竟然让实验室害怕，真是活到极致了。大一的实验课，我们只能做一些简单是基础实验，终于体会到了亲自动手做实验的感觉了！第一次去的时候我还印象深刻，对着那让人一头雾水的课本，经过老师简单的指导，亲自上阵，在一次次中最终理解一个物理问题，做完实验已是夜里，从实验室里出来，晚风吹着，那种感觉真的很难忘。

再者，就是钟伟老师的物理学史课了。其实这半个学期，我一直在思考我该如何把自己的物理之路走下去，我一直有些迷惑，或是迷茫。因为对这个世界的认知还是很简单的，我的思考总是不能最终成熟下来。我觉得，这个时候，去了解一下物理学的发展，去走进那些伟大的物理学家的生活，看看他们是怎么做的，听听他们是怎么想的，对我们大有裨益。我想，物理学史对于每一个学习物理的同学来说的意义不在于它是那几个学分，不在于增加那么一些历史知识，茶余饭后多一些谈资，不在于激发一下我们学习物理的兴趣，我想，那些真心选择物理的人，应该是抱着物理就是人生的态度来到物理系的，那么，物理学史这门课的重要意义更在于我们要拨开历史的雾霭，在大师曾经走过的道路上逡巡，去感受，去认知，坚定自己的信念，让我们对物理的认知更加清晰，帮助自己想通究竟怎样走过物理这条路。我还记得思修老师曾让我们走访名师。我当时就打算走访一些我们南京大学的物理学院士，让他们还帮帮我，指导我走一下物理这条道路，毕竟是极其宝贵的经验，如果能够有幸聆听，必然受益匪浅，但由于客观原因限制，这个计划未能好好实行。不过后来上了物理学史我觉得，这个遗憾可以让物理学史课好好弥补，因为课上所讲解的物理学大师的历史，也无一不是任何一个物理人的宝贵经验，值得我们去记忆，去思考。

当然这些思考与记忆对我的大学规划有很大作用，目前我的物理学人生规划很简单：利用南京大学深厚的资源优势，珍惜时间，在大二结束之前，掌握大学四年需要学习的所以物理学内容，同时锻炼自己的逻辑思维能力、实验能力和表达能力。在物理学史课上我发现，我所崇敬的物理学家们，无论是牛顿还是爱因斯坦，或是创造历史的哥本哈根学派，无不是年少有为，基础知识雄厚。我无法预测我以后的物理学道路，但我知道，趁我现在年轻，打下坚实的基础自然是无比必要的。在接下来的日子里，我会针对我个人的情况列出完整而详尽的计划，并将其坚持不懈的进行下去。

我知道，我还有很长的路要走。在力学年终Project演讲上，我们小组选择了一个课题，与物理学史上提到的牛顿、马赫、爱因斯坦等关于时空观的思考有关，是围绕牛顿水桶的。在Project上，我觉得我做的还很不够好，因为我的逻辑与表达还很欠缺，看着很多人游刃有余的样子，我知道我该补上很长一段路了。

士不可不弘毅，任重而道远。我的物理，我的大学，我不会让自己失望。

                                                          南京大学物理学院 2010级