物理“三宗罪”

Whats the matter？

帶著疑問，記者通過網(wǎng)絡和校園實地訪問，調(diào)查采訪了部分高一和高二的同學。除了個別學霸大神表示“這都不是事兒”或者笑而不語外，記者所到之處，果然“收獲”了滿滿的吐槽聲：

——上課好像都聽懂了，做題全不會，成績單下來全是淚，別提了！

——外語一樣的術語，天書一樣的符號和算式，這課還敢再枯燥一點嗎？催眠效果倒是不錯。

——感覺物理就是一幫患有強迫癥的死硬理性派鉆牛角尖鉆出來的學問，學會這玩意跟學會茴香豆的茴有四種寫法有區(qū)別么？

——沒選報物理是因為我暗戀的那個女生說，像謝耳朵那樣的物理男都是高智商低情商的奇葩。

……

通過整理歸納，記者發(fā)現(xiàn)，同學們的槽點雖然五花八門，但有三個方面的抱怨特別集中——物理君啊，快來直視大家對你所犯“三宗罪”的控訴：

太抽象！

@禹粒子（江山中學）：其實我不是天生物理黑，相反，從小到大都還蠻熱愛科學的。初中時，我也沒覺得物理有多難，那時候的物理基本上都是從身邊熟悉的日常現(xiàn)象出發(fā)，探尋它們背后的“道理”，學起來常常會有一種揭開謎底的快感。然而，上高中以后，我感覺物理課上講的東西越來越“沒樣子”了。什么動量沖量，勻加速勻減速，分子勢能，還有什么電場磁場……天了嚕，我努力去試圖想象和理解這些無比抽象的概念，最后卻往往還是似懂非懂，有種深深的無力感。

@砍竹子的小菇?jīng)觯ㄊ捝街袑W）：“忽略摩擦力”“勻速直線運動”……我所做的物理題目似乎永遠建立在這些所謂的假設條件之上。每次做題時間久了，我感覺自己就像懸浮在空中一樣，玄玄乎乎的，非常不真實。比如“無限光滑的平面”，“無限光滑”到底是多光滑啊？再比如“沒有形狀與大小的質(zhì)點”，形狀和大小都沒了，這東西還能存在嗎？這不是玩虛的嗎？這些腦洞開得太大，我想象力太弱跟不上啊！

第二宗“罪”

套路

@逗號（余杭第二高級中學）：有時候從一堆草稿紙中抬起頭來，會瞬間恍惚，不知道自己究竟是在做物理題還是數(shù)學題。真的，現(xiàn)在動不動就是乏味的公式、計算，難道不知道“多一個公式就會少一半讀者”的道理么……相比之下初中《科學》的物理部分真像一本“趣味科普書”啊。

@吃著火鍋唱著歌（嘉興高級中學）：做物理題沒勁透了，無非是用這個公式來套，或者用那個公式來套，套來套去，真是滿滿的“套路”。說好的“自然之美”呢？說好的“創(chuàng)造性思維”呢？有時候我真心認為，物理干脆改名叫作“公式學”算了。

第三宗“罪”

刷來刷去

門在哪里？

@葉子江（浙江傳媒學院實驗中學）：我大概不算很聰明，所以相信勤能補拙。以往的經(jīng)驗和學長的教誨都告訴我，有困難，多刷題。這條“定律”在英語、化學甚至數(shù)學等科目上都幫助過我，可偏在物理這門課上好像失效了。我很努力地刷了很多題，做完也都認真地對照答案和解題思路。總以為熟能生巧，然而并沒有什么用，遇到新題依然一頭霧水。我愿意更努力，可是到底該怎么努力才有用呢？我有點茫然。

@追風少年（樂清中學）：我承認我最終沒選報物理的原因比較功利。很多事實似乎都在表明，物理并不是一門分數(shù)與用功程度成正比的課程，并不像其他課程只要足夠努力就會收獲高分，它似乎更像是“聰明人的游戲”，門口好像有一道高高的“智商門檻”，你夠不到就是夠不到。我有信心去和那些“大神”們拼天賦、拼“悟性”嗎？這個真沒有。

見招拆招/

物理達人陪審團

第一回合：物理真的太抽象嗎

張翰：

別怕“抽象”，它只是為了幫你看見這個世界

的簡單

當你在物理這個大坑里苦苦掙扎的時候，有沒有想過這樣一個問題：物理到底是什么？

還記得小時候老爸帶我散步時講過的一句話：“你看眼前的這棵樹，它在漢語里叫柏樹，而在其他國家，這棵樹有別的名字。所以，名字并不重要，重要的是它的本質(zhì)。”雖然當時懵懂，但我的頭腦里第一次有了“本質(zhì)”這個概念。

我們每個人都曾描述過周遭的事物。我們可以用文學的方式，也可以用繪畫的方式……無論哪一種方式，其實都在不同程度地做著“簡化”。因為真實世界的萬事萬物都是極其復雜的，再詳盡的文字都不可能面面俱到，再細膩的畫筆也不可能纖毫畢現(xiàn)，如果一絲細節(jié)都不肯舍棄的話，實際上我們就無法對任何事物做出描摹。

比方說我們想知道一個箱子有多大，很簡單吧？但實際上，這箱子的每個面都不可能是一個嚴格的矩形，它的表面也并不平整，和地面之間的靜摩擦力以及空氣壓力會導致它輕微形變，還有溫度變化帶來的熱脹冷縮……當你計算它的體積時，其實是把這個箱子簡化成了一個只有長寬高三個維度的長方體，而對它的材質(zhì)、大氣壓力、環(huán)境溫度等等忽略不計；如果不這樣做，“求體積”這件事將變得困難無比，甚至成了“不可能完成的任務”。

這個方法，就叫“抽象”。所以，關鍵是先不要被“抽象”這個詞嚇住——它要做的并不是把簡單的事情弄復雜，而是恰恰相反。它給你一雙“慧眼”，透過紛繁復雜的表象，看到一個簡潔、清爽的世界。

這就是物理，它用化繁為簡的方式來看待和描述世界，探究事物的本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律。我相信，如果你也能學會用這樣的眼光來看問題，學起物理來一定會輕松得多，也饒有興趣得多。

陳峰：

打開那扇具體與抽象之間的“任意門”

我還清晰地記得，小學常識老師在給我們上“水的蒸發(fā)”這一課時，一走進教室，二話不說，拿起一冷一熱兩塊濕抹布就往黑板上擦。瞬間，我就被吸引住了……從此，我每天都很期待上常識課，這種興趣和好奇心一直保持到初中科學課、高中物理課，然后延續(xù)至今。

物理抽象嗎？確實，它需要從具體現(xiàn)象中歸納出原理、規(guī)律。但同時，這些看似“虛頭巴腦”的原理、規(guī)律，又實實在在地存在于具體的萬事萬物之中——你可以在各種眼花繚亂的現(xiàn)象背后找到它，可以通過觀測和實驗去驗證它，更可以在工作和生活中應用它。

比如美劇《生活大爆炸》里，那幾個有些“宅”的理科男，就運用所學的物理知識，讓自己的生活變得多姿多彩。再如《神探伽利略》中那位湯川學教授，更是通過物理公式計算，將一個個犯罪分子繩之于法！

我真心覺得，學物理，千萬不能一頭扎進課本和習題冊里出不來，而應該帶著對世界滿滿的好奇心，養(yǎng)成將理論知識與自己的日常經(jīng)驗聯(lián)系起來的習慣，最終你會找到并且打開那扇連接具體與抽象的“任意門”，而物理君那張“高冷”的臉也將變得可親可近。

第二回合：物理真的全是套路嗎

柯趙軻：

套路？拜托，咱們玩的是“反套路”！

以前如果有人問我怎么學物理，我會立刻回答：讀題，思考，計算，得出答案。那時，我就是個典型的“套路黨”——物理在我眼里，無非就是運用公式解開難題的過程。

直到有一天，我偶然在網(wǎng)上看到一個問題：“一滴水從很高的地方以自由落體方式掉下來，會砸死人嗎？”我第一反應是，這人是來搞笑的吧，沒見過下雨嗎？可是看到下面一幫物理大牛的討論，我發(fā)現(xiàn)，原來，在一定的條件下，一滴水還真能砸死人！

后來又看到了一些千奇百怪的“另類”問題，比如“綠巨人浩克跳起來會砸壞地面嗎？”“一把掃帚如何做到直立不倒？”“人能拉動卡車嗎？”……這些居然都能通過物理計算得到驗證，令人腦洞大開，好玩極了。我開始意識到，物理其實是“反套路”的。

我開始學著自己推導每一個公式，認真地理解和思考它們是怎么來的、意義何在。我一次次體會到，這些看似簡單的公式中，隱含著許多極為大膽的創(chuàng)新理念，它們本身就是對前人觀點、傳統(tǒng)觀念、經(jīng)驗常識等等“老套路”的挑戰(zhàn)甚至顛覆。比如自由落體公式，否定了物體下落速度與自身輕重有關的錯誤直覺。再比如那個簡潔到連普通中學生都能完成計算的狹義相對論公式，更是幾乎完全改變了人類看待整個世界的角度和方式！

這個發(fā)現(xiàn)，不僅幫我加深了對物理這門課的理解，更重要的是讓我意識到要有一種“反套路”的獨立思考精神。比如以前我從未質(zhì)疑過“標準答案”，而現(xiàn)在會思考“標準答案一定正確嗎”“它提供的解題思路和過程是最好的嗎”……你別說，還真有許多新發(fā)現(xiàn)。再比如有很多同學喜歡寫小說，但我覺得很多小說都是千篇一律，我能不能寫點不一樣的呢？于是我把小說結(jié)構(gòu)和力學定律相結(jié)合，用物理公式的形式寫了一篇科幻小說，結(jié)果被同學們爭相傳看，還得了作文比賽的大獎呢。

趙世杰：

偉大科學家，也可能被“直覺”蒙蔽，所以……

不少同學都會吐槽做物理題時需要計算的地方太多，甚至說“物理數(shù)學，傻傻分不清”。作為定量分析的計算，對于物理來說，當然有多重意義，這里我只談談它跟“套路”之間的關系。

“套路”有很多種，比如傳統(tǒng)的觀念、舊有的理論等，而其中有一種叫“直覺”。直覺引導我們認識世界，但很多時候也會誤導我們，讓我們犯“想當然”的錯誤——甚至連科學家也未能幸免。分享兩個觸動過我的小故事：

光的本質(zhì)是什么？物理學家們曾經(jīng)分為互不相讓的兩派：“粒子黨”和“波動黨”。法國科學家泊松屬于粒子黨，他通過嚴密的計算，發(fā)現(xiàn)了“波動說”的一個“大Bug”——假如光真的是一種波，那么用一張圓形不透明的小紙片去遮擋一束光，形成的圓形黑影的正中央，應該出現(xiàn)一個亮點！可是誰曾見過影子中央的亮點？這簡直太荒謬了有木有！泊松興高采烈地公布了這個計算……然而后來的事情我們都知道，實驗表明，這個亮點確實存在。泊松原本打算用來摧毀“波動說”的武器，卻成了證明其正確性的有力證據(jù)！

接下來，偉大的愛因斯坦出場了。1915年，愛因斯坦提出廣義相對論，得出“引力場方程式”。大家在解這個方程時，發(fā)現(xiàn)它會“導致”宇宙膨脹或收縮。愛因斯坦無法接受這樣“怪異”的結(jié)論，于是動手修改方程式，人為加進了一個“宇宙常數(shù)”，以保持宇宙靜止不變。若干年后，天文學家哈勃發(fā)現(xiàn)并且證實了宇宙正在膨脹。愛因斯坦聽說后，趕緊把“宇宙常數(shù)”從方程式中去除，并且說：“這是我犯過的最大錯誤……”（今天的科學家又重新引入了“宇宙常數(shù)”，用以代表導致宇宙加速膨脹的“暗能量”——編者注）

所以，幸好我們會計算。不是嗎？

第三回合：物理前面真有一道高高的“智商門檻”嗎

王彎：

從看見樹木

到看見森林

作為一枚通常被認為是“理科智商捉急”的文科生，覺得有資格來談一點經(jīng)驗。因為我有史以來第一次掛科，就是栽在物理這門課上。那時候真是覺得使出渾身力氣都入不了門，上課也用心聽了，習題也認真做了，可依然如墜霧里。

有段時間身邊不少自詡為“文藝青年”的同學都在寫小說，我也是其中一個。小說，包括影視作品，通常有個創(chuàng)作環(huán)節(jié)簡稱“人設”，就是在編故事之前，先設定小說里會有哪些主要人物，他們是誰，各自有著怎樣的背景、身份和性格，他們間的關系是怎樣的……實際上就是一個“建模”的過程——在頭腦中構(gòu)建出一個“真實世界”，然后人物就在這里面“活動”，故事也在這里面合情合理地發(fā)生、發(fā)展……

一天，我忽然心血來潮，拿出一疊白紙，開始像給小說做“人設”一樣，把物理課的那些知識點一個個列在上面，然后試著標出它們之間的關系……寫著畫著，我心里仿佛真的有一扇大門在慢慢開啟。我看到的知識不再只是一個個單獨的點，而是彼此關聯(lián)，相互交織，組合成了一個完整的世界。

在這個世界里，籃球飛向籃筐和月球繞著地球運轉(zhuǎn)其實是一回事，自由落體的極限速度就是物體得以逃離地球的第二宇宙速度，構(gòu)成我們身體的基本材料跟遙遠星系一模一樣，電不是一種“東西”而是一種能量，要想理解它的種種神奇首先要把力學的基本概念真正地掌握于心……

從此面對物理，我開始有了豁然開朗、融會貫通的感覺，成績單也越變越好看了。就像得到了一張地圖，清楚了自己身在何處，就不容易迷路，也更容易找對方向。

陳峰：

好奇心是跨越門檻的動力

其實我不同意所謂“大神”就可以輕松搞定物理，除了傳說中極個別的“天才”之外，我見到的幾乎所有“物理達人”也都是要付出努力去刻苦鉆研的。

但努力鉆研跟努力刷題還是不一樣。后者是沖著考試和分數(shù)去的，而前者是出于興趣和追求。對我來說，這種興趣來自對于“未知”的好奇。

我在香港科技大學上的第一節(jié)大學物理課上，白發(fā)蒼蒼的老先生突然拋來一個問題：“你們知道為什么要學習物理嗎？”同學們個個呈現(xiàn)出“問號臉”，老教授慢悠悠地講道：“一個人走到蘋果樹下，看到頭頂上有一只紅彤彤的大蘋果搖搖欲墜。文學家會揮筆寫詩，哲學家會駐足深思，生物學家會判斷品種，地理學家會分析土壤和降水，化學家會思考蘋果酸的化學式和用處……唯有物理學家因為知道萬有引力定律，立即快步走開，成功躲開掉下來的大蘋果，然后趁著其他人抱頭痛哭的時候，氣定神閑地撿起來吃掉它。”整個教室里哄堂大笑。這雖然只是個笑話，但卻道出了我為何會喜歡物理的根本原因——它具有魔法般的預知能力。

比如：在真空環(huán)境中，從10米高處放下一個小球，它將會在1.4秒后落地。

只要知道若干參數(shù)，我們就能夠準確地預言將有什么事發(fā)生。于是我們可以預報每一次日食、月食和流星雨的發(fā)生時間，可以利用公式計算發(fā)現(xiàn)一顆“新”的行星（海王星），可以把飛行器送到我們想要它前往的地方，可以在地球上制造出遠超太陽中心的高溫，可以讓每個人打開手機就能知道自己身處何方……

劉慈欣的科幻小說《三體》之所以如此吸引人，就是因為小說中的情節(jié)并非泛于空想，而是根據(jù)相應的物理學原理得出的。書中描繪的“三體世界”“水滴”“面壁者”“黑暗森林”，說不定真的會在哪一天成為現(xiàn)實！

物理預言了許多我們難以想象的神奇存在（比如2016年引力波的發(fā)現(xiàn)驗證了愛因斯坦100年前的預言），更預知了我們生活的變化，社會的發(fā)展，以及整個世界的走向。如果你對未知和未來充滿好奇，怎能不愛上這門課？

唯有熱愛，而不是對分數(shù)的追求，才是幫助你跨越一道道門檻、探險奇妙物理世界的持續(xù)不斷的動力來源。

王建薇：

不是聰明人才能學好物理，而是學物理讓人更聰明

復旦大學曾對核物理專業(yè)的畢業(yè)生去向做過一次調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有不到十分之一的學生畢業(yè)后從事與核物理有關的工作，其余的畢業(yè)生紛紛改行。對此，很多人都說這是“物理系的失敗”。我所任教班級的部分學生、家長，也或多或少表露過“學習物理好像沒什么用”的看法。但我的觀點恰恰相反。

我認識不少本科學了四年物理專業(yè)后改行或轉(zhuǎn)專業(yè)繼續(xù)深造的同學，當他們面臨著新專業(yè)、新領域時，即便是大學里讀物理讀得很艱苦的那些同學，也普遍感到“So easy”，而且都發(fā)展得挺不錯的。因為4年的物理專業(yè)訓練使他們具備了良好的素質(zhì)，為今后的發(fā)展打下了堅實基礎，于是即便是去了不同的領域，也能夠很快適應。有時候，“無用之用，方為大用”。

其實很多高中生也已經(jīng)意識到這一點了。我在我的學生中做過“你學習物理是為了什么”的問卷調(diào)查，結(jié)果蠻令我意外的——有21.1%的同學表示今后想從事與物理相關的職業(yè)，而多達76.1% 的學生都覺得，通過學習物理而凝煉成的思想、方法和能力，將會對今后的發(fā)展大有裨益。

我覺得很欣慰。真的，與其說是“聰明人才能學好物理”，不如說是“學物理讓人變得更聰明”。