作者:曹则贤 来源: 中国科学报 发布时间:2020-11-5
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假如往日重来,我会如何读书

《量子力学原理》

《作为意志与表象的世界》

《李群在微分方程中的运用》

 

■曹则贤

我1966年出生于安徽淮北平原上的一个偏僻小村,在此后相当长的时间里,我的生活中是没有书的。1982年,我到中国科学技术大学读书,学校里有一个图书馆,我的读书生涯算是从那里开启了。从那时到现在,我也算是实实在在地读了38年的书。

38年,我把自己从一个青葱少年熬成了一位大爷,回首自己的读书生涯,感到后悔的地方远多过值得骄傲的地方。那么,假如往日能够重来,我会如何读书呢?

假如往日重来,我可能会再多买几本书,或者再多去几次图书馆。

我的电脑里存着很多大学问家在自家书房的照片,比如德国物理学家普朗克,法国学者庞加莱,实证主义哲学家、心理学家、数学物理学家马赫,等等。这些大学者都有装满看起来很有学问的大部头的书房,他们坐在书房里的神态,是没办法装出来的。这让我觉得,他们能够取得常人难以企及的成就,除了本身聪明之外,情景设置也非常重要。

当今是电子书盛行的时代,我自己平时也是读电子书更多一些,但我始终认为,不管是要求自己还是培养孩子,想要读书,就要在生活的环境里多见到书,潜移默化很重要。我想说,教育最有效的方式是熏陶。

假如往日重来,我可能会努力去读几本厚一点的书。

有一句话说:“未哭过长夜,不足以谈爱情。”对于读书人来说,没读过一本比自己身高还厚的书,可能不方便谈读书。当然,这种说法夸张了一点,但读点厚重的书,确实很有必要。

我有一套德国的实验物理教科书,Bergmann-Schaefer Lehrbuch der Experimentalphysik系列,它的一个特点就是其中每一卷的厚度都在1000页左右。如此厚重的实验物理教材,能教给我们许多实验的细节,比如其中关于热力学的书中甚至会告诉你怎么设计暖气片。还有,上世纪80年代出版的此系列的《光学》一书,其最后一章就是引力波探测。人家的实验为何能做得那么好?除了动手能力的因素外,我想人家的教科书确实厚重、能做到面面俱到,也是非常重要的一个原因。

假如往日重来,我可能会更愿意去读几本我根本读不懂的书。

作为读书人,读一本至少相当一部分内容是自己读不懂的书,收获可能更大。一本读不懂的书,你能否坚持让自己把它读完?在这方面,我有过亲身体会,只是感觉并不怎么好。

《李群在微分方程中的运用》,1990年,我在读研三时见到了这本书。我是物理系的,数学根本不会,但不知为何,我就是喜欢这本书,就想拿着看,结果这么多年,也没把这本书看完。

也许是出于一种忏悔式的想法,我觉得确实应该想办法去读几本自己读不懂的书。就像牛吃草,先吃进肚子再说,至于如何消化那是以后的事。我们读书学知识,不妨跟老牛学学,先把书读完,然后把它放到自己的头脑里慢慢“消化”。

书本里的知识,并不是简单的线状结构,并不是你读一本书,就要先具备理解这本书所需要的所有预备知识。知识其实是网络状结构的,也就是说,要理解一本书中的知识,可能需要来自不同层面、不同方向的其他知识,而这些知识你在读这本书时未必全都要具备。去读一本你读不懂的书,先把它读下来,以后在读不同方向、不同层次的其它书时再互相印证、参照,这就是“消化”的过程,也是吸收知识的过程。

假如往日重来,我可能会去读有点书样的书、读其中可见作者心血的书。

何为有点书样的书?《作为意志与表象的世界》是德国著名的唯心主义哲学家叔本华在1818年所写的一本奠基性的书。这本书很厚,当前标准的PDF电子版有2372页。这本书作为唯心主义哲学的代表作,是叔本华在30岁那年拖着病身子用鹅毛笔蘸着墨水一笔一画写出来的。

我在给研究生上课时提到过这本书。面对这样一本书,我们可以想一个问题:这书我们肯定是写不出来的,你这辈子有没有毅力把这本书在计算机里输入一遍?能做到这一点,你就相当了不起,反正我是做不到。

假如往日重来,我可能会去多读一些学问创造者写的书。

比如,爱因斯坦写的相对论著作,狄拉克写的广义相对论和量子力学著作,泡利写的广义相对论、量子力学和原子物理著作。爱因斯坦、狄拉克、泡利,在上世纪初到二三十年代,都是非常活跃的物理学奠基者。阅读这样一些学问创造者所写的教科书,你会有完全不一样的感受。

比如狄拉克的《量子力学原理》,现在已经是国内高校普遍采用的教材。我读研究生时,读这本书是非常费劲的。为什么?因为我已经习惯于那种读课本、然后准备考试的读法。直到有一天我自己教量子力学,才突然明白,狄拉克写这本书是从量子力学创造者的角度写的,写的是他自己参与创建、有自己贡献的领域,书里不仅会教给你连贯的知识,还会教给你探索的过程,而这些正是我们在研究生阶段特别需要学习的东西。

假如往日重来,我可能会认真学点语言。

物理、数学领域有不少学语言的天才。托马斯·杨是被誉为世界上最后一位什么都会的人。他是个医生,也是力学大拿、工程大拿、物理学家,还是语言学家。他是《大英百科全书》语言条目的撰写人,还破译了罗塞塔石碑上的古文字。哈密顿号称13岁就学完了从老家爱尔兰、顺着整个欧洲和西亚一直到印度这条路上的所有语言。格拉斯曼完成了《展开的学问》一书(线性代数就来源于此)后,没有受到数学家的关注,他愤而转行研究语言学,成为了著名的语言学家。

这三位都是正牌的语言学家。那些出现在物理学教科书中的有名的物理学家,很多也都是会多种语言的文化学者。比如薛定谔,就是把希腊文化介绍给德语文化的一位干将。

掌握不同的语言,可能会让你产生不同的思维模式。而在物理学领域,很要命的一点是,它在发展前期用的是拉丁语,中间一段时间如19世纪到20世纪初工作语言是德语,后来它的工作语言又变成英语,这门学科用不同的语言在不同时间、不同国家对不同的人表述了以后,其实已经包含了相当多的歧义,这也给我们中国人学物理带来了很大的困难和阻碍。我就是有感于此,才花费了12年的时间费劲巴拉地写下了四卷本的《物理学咬文嚼字》的。

假如往日重来,我会好好学点数学。

对于学物理的人来说,数学本身就是表达的工具,就是一种语言。不懂数学,就不知道物理书在说些什么,会吃很多亏。

比如,vector被翻译成“矢量”,相当多的书里对其的定义是,矢量是既有大小又有方向的量。实际上,矢量是一个由线性运算定义的量,它既不需要有方向,也不需要有大小。有方向的线就是有方向的线,directed line。 我们就在理解上吃了亏。比如,学习微分几何的vector bundle,你如果将之理解为矢量丛,就理解歪了。

再比如,很多人考热力学的时候很头疼,吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能弄不清楚,麦克斯韦关系式里面的符号很难背。其实是因为我们的热力学教材并没有使用热力学本身该使用的数学去表达,才让它显得那么混乱、那么难。你如从Pfaffian form、 contact geometry(接触几何)的角度去学习热力学,麦克斯韦关系式就不是问题。

学好数学,才能省出更多时间去学物理。

假如往日重来,我会好好学点哲学。

哲学,在西方的语汇里,就是“爱智慧”,其实就是教你思考。

哈密顿非常醉心于康德的三大批判,他是借的这套书回去读的。他的代表作《作为纯粹时间的科学的代数》,某种意义上说是他对自己后面工作的一个指导思想。哈密顿的工作给我们带来了分析力学、近代数学,而这些东西都是建立在他的哲学思考上的。

作为数学家、物理学家,哈密顿始终坚持形而上的思维,认为光学和力学是统一的,是用同一个抽象的数学方式来表达的,既然光学分为几何光学和波动光学,那么力学怎么会只有几何力学呢?这个思想后来给了德布罗意、爱因斯坦、薛定谔、泡利几个人灵感,这才有了后来所谓的波动力学,也就是俗话说的量子力学。

可见,一位数学家和物理学家的哲学思考能对后世产生多大的影响,这才是真正的对科学的贡献。

假如往日重来,我可能会认真读完一本书。

很多时候,书读一遍是读不懂的,所以古人说“书读百遍,其义自见”。然而这个时代,书太多,人太忙,有多少书能有机会去读第二遍?所以读书时,本着再也没有机会读第二遍的态度,好好读,能读懂多少是多少。

假如往日重来,我可能会去跟好点的老师读书。

读书时,如果周围有比我们学问更大、更深的人,能对我们有点提携和提醒,会收到事半功倍的效果。比如泡利,教父是马赫,求学慕尼黑大学时老师是索末菲,第一任老板是玻恩,这些人都以善育人而闻名。好老师非常重要。

最后一点,我们一定要认识到,读书是一件很快乐的事情。我们吃、穿、用的东西都是别人通过劳动提供给我们的,我们可以坐在这里悠闲地读书,还有什么理由不享受,还有什么理由为此感到痛苦?

希望大家都能把读书当作一件乐事,体会到读书的快乐。如果你没有体会到,也请假装体会到了。

(作者系中科院物理研究所研究员,本文由本报记者张文静根据Bilibili网站直播内容整理)

《中国科学报》 (2020-11-05 第6版 读书)
 
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