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科学的激情在于玩
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科学的激情在于玩
“知之者不如好知者，好之者不如乐之者”。
无论教，还是学，能达到乐于之，可以说就是达到最高境界。传授知识和探求知识都需要有一种“乐之”精神。“乐之”精神从何而来呢？《辞海》对乐字解释为快乐，心理学认为，得到快乐的途径之一是玩。众所周知，玩具在人的一生中起着非常重要的作用，特别是在幼儿、青少年时期。但是，玩具在科学中的作用却鲜为人知，人们研究（玩够）了色子（骰子）之后，才创立了概率论。１９７４年英国牛津大学的数学家潘洛斯作为业余消遣（玩），乐于拼各种形状的地板块，发现了五次对称性问题，他研究出具有五重对称性的“地板块”，为现代准晶体理论奠定了几何结构模型，这样的例子还可以举出一些。
在市场经济中，企业家看重的是从科学到玩具的转化，以便从中获利，在教学中，教师看重的是从玩具到科学的沟通，以期把抽象的科学概念嫁接于学生喜玩乐见的玩具上，达到寓教于乐的目的。
大毛忽洞在讲授《工程材料》课程时，将“晶面”、“晶向”、“晶面族”和“晶向族”等概念，通过一个魔方，形象、具体、生动地展示给学生，使学生能够看得见，摸得着。教科书说，具有相同对称性的一组晶面构成晶面族。
大毛忽洞在讲授《工程材料》课程时，将“晶面”、“晶向”、“晶面族”和“晶向族”等概念，通过一个魔方，形象、具体、生动地展示给学生，使学生能够看得见，摸得着。教科书说，具有相同对称性的一组晶面构成晶面族。
在材料科学中，最重要的是｛１００｝、｛１１０｝、｛１１１｝三个晶面族，在这些晶面上，原子分布的特性具有特殊的重要性。魔方共有２６个小块，其中心块对应｛１００｝晶面族，边块对应｛１１０｝晶面族，角块对应｛１１１｝晶面族。这种对应关系并非简单的牵强附会，而是具有相同对称性意义上的对应。只有这样，才有魔方的科学隐喻可言。
｛１１１｝晶面族的８个晶面之所以构成一个族，是由于这些晶面具有相同的对称性，而魔方的８个角块显然也可称为一族，因为不管如何操作魔方，角块必然呆在角的位置上。｛１１０｝晶面族的１２个晶面对应１２个边块；｛１００｝晶面族的６个晶面对应６个心块。
由此可见，｛１１１｝族对应角块，８个对８个，一一对应；｛１１０｝族对应边块，１２个对１２个，一一对应；｛１００｝族对应心块，６个对６个，一一对应。
以上“纸上谈兵”显得有点罗嗦，但在课堂上，教师只需在几分钟内便把晶体学（立方系）最重要的三个晶面族、２６个晶面及其对称性活灵活现地表演了一番，不仅如此，由于学生对魔方很熟悉，教师把晶面等概念如此类比之后，学生觉得对晶体学也似曾相识，寓教于乐的意义不仅在于教授知识或教授能力，而更重要的是在于给学生注入对科学的“乐之”基因。
以上“纸上谈兵”显得有点罗嗦，但在课堂上，教师只需在几分钟内便把晶体学（立方系）最重要的三个晶面族、２６个晶面及其对称性活灵活现地表演了一番，不仅如此，由于学生对魔方很熟悉，教师把晶面等概念如此类比之后，学生觉得对晶体学也似曾相识，寓教于乐的意义不仅在于教授知识或教授能力，而更重要的是在于给学生注入对科学的“乐之”基因。
本文于1997年发表在《石油大学报》，题目为：从玩具到科学。
谈谈科学
https://blog.sciencenet.cn/blog-2321-7532.html
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