作者: 张晶晶 来源:中国科学报 发布时间:2017-4-28
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看李淼如何给孩子讲量子力学

 

《给孩子讲量子力学》,李淼著,民主与建设出版社2017年2月出版

■本报记者 张晶晶

因为扎克伯格发布在“脸书”上的一张照片,一套名为“宝宝物理学”的绘本在全球大卖。照片上小扎和妻子一起给女儿读的正是这套书的一本,书名叫做Quantum Physics for Babies,即《宝宝的量子物理学》。

量子物理学?这门大学毕业的成年人听起来都恍若天书的学问,宝宝竟然看得懂?

春雨迷蒙的一个周末,在位于北京三里屯的言几又书店里,天体物理学家、中山大学天文与空间科学研究院院长、科普作家,人称“淼叔”的李淼与读者分享了自己的新书《给孩子讲量子力学》。

“我不觉得这个世界上有什么道理不能讲给孩子听的,像小扎晒出的给宝宝读量子力学,就是通过一句话、一张图来讲解的。”李淼说道,“前提是有能力和掌握了方法论。”

“羡慕现在的孩子”

追究起自己对于世界的好奇心,李淼说是文学,更具体说是从小说开始的。

“中国人喜欢说人生识字忧患始,当然,这里的忧患可以用‘糊涂’或者‘好奇’替换。我们每个人在人生的某个时刻都可能对某样东西产生突如其来的好奇心。”

初中开始喜爱文学,不管是唐诗宋词,还是小说散文,统统来者不拒。而对于科学产生好奇心,始于高中时代。李淼回忆说:“恢复高考的时候,我在读高一,数学和物理的基础等于零,就跟现在的孩子初入小学,数学和物理基础等于零一样。突然来了高考,我翻出妈妈学生时代的旧箱子里的教科书,解释物体运动的牛顿定律和解释飞机飞行的伯努利定律就像阳光一样,照亮了之前对我来说完全未知的世界。”

对比小学时代只有金鱼和鸽子的自己,李淼表示“羡慕现在的孩子”,有各种各样的启蒙书籍可以选择,“他们在小学时代就开始关注我们生存其中的这个世界的来龙去脉了”。

溯源起《给孩子讲量子力学》一书的诞生,源自李淼与在线教育平台博雅小学堂的一次合作。对方邀请李淼做四节给孩子讲量子物理学的课程,开始他也是没有把握,没想到的是很快报名全满。四讲结束,很多孩子和家长都是意犹未尽。

“这是一件让人惊喜的事,我才发现用故事的方式讲物理学,不仅可以讲给大学生听,也可以讲给9~12 岁的小学生听。像物体为何不会塌缩,花为什么是红的,计算机是怎么工作的……所有这些貌似必须用量子力学解释的高深问题,既然可以讲成孩子能理解的故事,就不该局限于只让一个微信群里的500个孩子知道,应该让更多的孩子和家长知道。于是,就有了出书的想法。”

把知识融化在故事里

普通课程体系里,孩子都是从中学时代才开始接触物理学,至于量子物理学,只有物理及相关专业的学生在大学阶段里才会接触。到底怎样做,才能让小学生懂得本应到大学阶段学习的高深知识呢?

在接受《中国科学报》记者采访时,李淼归纳总结说,一是要避免数字,尽量直观说明;二是要多用图像进行解释说明;第三点也是最重要的一点,是要将知识融化进故事里。

“孩子喜欢思考,但如果说明都过于抽象,因为缺乏相关概念,学生会不好理解,甚至会产生抗拒。具体来说,我们不说108,甚至更大的数字,比如说一万亿,也要直接用文字说出来。当然也不排除有的小学霸是知道数量级的。”

图像式的直观描述也能帮助孩子更好地理解一些抽象的概念。比如原子的大小,李淼在书中进行了这样的描述:“原子的确是存在的。但它的尺寸非常小,只有1米的100亿分之一……假如地球上的所有人都变得和原子一样小,把他们一个个地摞起来,最后还不如一个身高1米的小朋友高……”

“无论是孩子还是大人,我们都喜欢听故事,一个好故事会被长长久久地记得。”如果要总结给孩子讲懂量子物理学的个中诀窍,李淼强调一定要“将知识融化在故事里”。

他打了个比方加以说明,其实就是把一个很苦的药做成胶囊的形式。“胶囊,一般我们不会觉得苦,而且会尝试去吃,到胃里时,它们就消化掉了。这也是我这几年摸索出来的方法论。”

科普是一件愉快的事

李淼做科普的开端是在1999年,他与一位同事建立了一个“超弦论坛”。最初写的东西还相对专业,后来在不断和网友交流之后,李淼开始尝试将严肃的历史、科学和适度的八卦巧妙地杂糅起来,写出了一系列“弦论小史”,不定期在论坛上更新。这些文章后来结集成册,便有了他的第一本科普书《超弦史话》。

“做了科普,才慢慢发现,将自己研究的东西讲给别人听是一件多么愉快的事。”到中山大学组建新学院的时候,李淼开始向科学管理转型,给大学生讲一门课,名字叫作《人与宇宙的物理学》。

李淼告诉记者:“这门课是用讲故事的方式将日常的、眼前发生的和在遥远地方发生的不可思议的事情讲给大学生。这门课在中大很有名,以至于一直讲了三年,学生还继续要我讲。”

受美国亚利桑那州立大学的物理学家劳伦斯·克罗斯曾专门为科幻电视系列片《星际迷航》写作《星球旅行的奥秘》一书的启发,李淼对科幻小说《三体》中的相关物理知识进行了解读。2015年,出版《〈三体〉中的物理学》。从牛顿力学到相对论、从量子力学到弦论、从多维空间到黑洞、从宇宙的诞生到最后的终结,向读者描绘了一幅现代物理学和宇宙学的宏伟图景,将科幻与科普完美结合在了一起。读者反响热烈,同时入围了2015 年度中国好书以及吴大猷科普著作奖。

不仅出版图书,李淼在网络广播、视频平台、直播平台上的科普工作也同步开展,代表节目“淼叔开脑洞”已经有了自己的忠实粉丝。

大家总调侃说“淼叔”是科学界的“网红”,尽管似乎与一贯标榜严肃认真的科学家形象有些出入,李淼对此却毫不介怀。

“成为网红本身不是目的,实现知识共享才是目的。现在,正是知识共享的好时代,将知识变成任何人都可以听得懂的故事和看得懂的书,正是我当下追求的,我希望这本书做到了。”

《中国科学报》 (2017-04-28 第6版 读书)
 
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