文科物理
——文科與物理的“雜交”＊

李柳青

（北京印刷學(xué)院基礎(chǔ)部，北京 102600）

文科物理
——文科與物理的“雜交”＊

李柳青

（北京印刷學(xué)院基礎(chǔ)部，北京 102600）

筆者通過幾個課堂教學(xué)實例，打破純物理專業(yè)門檻，以“文科→物理→文科”的思路講文科物理，即從文科出發(fā)，盡量用文學(xué)藝術(shù)語言（少用數(shù)學(xué)方程）去講解物理，結(jié)合當今流行文化，落實到文科應(yīng)用之上，拓展文科學(xué)生多元化的思維和才華.

文科物理；文科與物理“雜交體”

世界上只有一個物理，而高校里有“大學(xué)物理”、“工科物理”及“文科物理”等幾種不同的物理課程，是針對不同的學(xué)生群體的，因材施教嘛！趙凱華教授說過：“要用物理學(xué)本身的魅力，去打動學(xué)生”.我完全贊同趙先生的觀點，但在具體的課堂教學(xué)中，有時候需要迂回戰(zhàn)術(shù)，用物理之外的魅力去傳播物理，效果會更好些，所謂曲徑通幽也.

近年來，文科物理成了許多高校里的后起之秀，由高等教育出版社主辦的大學(xué)物理課程論壇文科物理及科學(xué)素質(zhì)分論壇會議連續(xù)召開了四屆，每屆我都參加了.總體印象是當今的文科物理仍然是理工科物理，文科成份太少（主要原因是某些物理教師太專業(yè)，知識面窄，很少涉獵文科方面的書籍）.我認為既然文科物理是為文科學(xué)生開設(shè)的，就一定要有更多的文科元素，便于文科學(xué)生理解和接受.文科生不必拘泥于具體的物理知識和技術(shù)的細枝末節(jié)之中，只需懂得一些物理思想和方法，提高科學(xué)素質(zhì)，甚至于找到一點物理感覺就好.這個感覺可以觸動文科方面的新思維和新創(chuàng)造，拓展更多的才華.所以文科物理，不能為了物理而物理，不能始于物理止于物理.我的思路是：文科→物理→文科.即從文科出發(fā)，盡量用文學(xué)藝術(shù)語言（少用數(shù)學(xué)方程）去講解物理，最后要落實到文科應(yīng)用之上.這里的“物理”不再是具有很高專業(yè)門檻的純物理，而是經(jīng)過文科“浸染”之后的物理，即物理與文科的“雜交體”.這樣的文科物理必將散發(fā)出奇香異彩，贏得文科生的親睞.

究竟用怎樣的方法去“浸染”物理呢？教文科物理的老師們盡可以“八仙過海，各顯神通”！下面幾個片段是筆者的具體“浸染”秘訣.

1 取一個好聽的課程名稱，吸引學(xué)生的眼球，聚集人氣

一個美貌女子容易引人注目，同樣一門名字動聽的課程可以“勾引”學(xué)生“一見鐘情”.物理令人敬畏，物理使人厭倦，這是大學(xué)生們的現(xiàn)狀.但凡遇到物理課程，理工科生大都皺起眉頭作痛苦狀，文科生更是避而遠之.如何讓文科物理親近文科學(xué)生呢？我認為首先要選擇一個獨特美妙的課程名稱.顯然“文科物理”這個名稱太普通，沒特色，其中“物理”兩個字會嚇倒許多學(xué)生.筆者開設(shè)的選修課命名為《愛因斯坦的時空與凡高的天空》，愛因斯坦和凡高擁有大量的學(xué)生粉絲，這些學(xué)生粉絲們自然會選《愛因斯坦的時空與凡高的天空》這門課，有部分學(xué)生是被此課程的奇異名稱所觸動而選課的，還有部分學(xué)生是因為師哥師姐們推薦而選課的.我的這門課成為北京印刷學(xué)院及石化學(xué)院的資源共享課程，每學(xué)期選課學(xué)生人數(shù)都爆滿，超過了限定的100人（有些學(xué)生報了名而選不上）.

2 利用文學(xué)藝術(shù)之美，烘托物理理論，凸顯科學(xué)美

好聽的課程名稱可以贏得選課人數(shù)，而精彩的講課內(nèi)容才能保證上座率.北京印刷學(xué)院的文科生主要是設(shè)計藝術(shù)學(xué)院和出版?zhèn)鞑W(xué)院的，基于這些文科生的專業(yè)特點，我在教學(xué)內(nèi)容上有所偏好，盡量用文科生所熟悉的文學(xué)藝術(shù)語言，去講解物理理論.

比如，講愛因斯坦狹義相對論中的洛倫茲收縮時，選用了伽莫夫的《物理世界奇遇記》中的插圖來進行直觀地解說，如圖1、圖2所示.設(shè)想在光速c＝1的世界里，人們騎自行車的速度接近光速，有明顯的相對論效應(yīng)，圖1中左側(cè)這位有點發(fā)福的中年紳士，看見騎自行車的帥哥身材苗條（洛倫茲收縮），心想自己騎上自行車就能減肥了，結(jié)果如圖2所示，當他騎上自行車時身材沒變，而是看見街邊站著的男人女人和狗都變得纖細了（洛倫茲收縮）（注）.

講愛因斯坦質(zhì)—能公式：E＝M c2時，選用了中國畫家黃永玉于2008年8月獲得“奧林匹克藝術(shù)獎”的作品《中國＝M c2》，如圖3所示，一棵賦予五環(huán)韻味的大樹，象征著現(xiàn)代奧林匹克運動的繁榮和人類的團結(jié)，更象征著中國有巨大能量舉辦精彩的奧運會以及建設(shè)和諧美好社會.

筆者業(yè)余愛好拉丁舞，便在課堂上即興秀了一段倫巴舞（如圖4），邊舞邊講解說：無論前進，后退，或旋轉(zhuǎn)，均保持身體垂直重心不變，這就是舞蹈中的對稱性.同樣，物理公式中也大量存在著對稱美，如真空中的麥克斯韋電磁場方程：

電場和磁場具有完美的對稱形式.

3 “文科物理”要與時俱進，趕時尚

文科物理課時少，加上文科生沒有基礎(chǔ)，有些老師主張只講牛頓力學(xué)、電磁學(xué)和波動光學(xué)等經(jīng)典內(nèi)容，砍掉相對論和量子力學(xué)等近現(xiàn)代內(nèi)容，我認為這是大錯特錯！2007年10月在武漢“第三屆大學(xué)物理課程報告論壇”會議上，美國阿肯色州立大學(xué)物理系A(chǔ) r t H o b s o n教授說，“要講當今的物理”.我覺得不僅要講現(xiàn)代物理（相對論和量子力學(xué)等），還要講后現(xiàn)代物理（混沌理論等非線性科學(xué)）.在講這些高深的物理理論時，要在文科語境下講，和當下現(xiàn)實生活中的流行文化結(jié)合起來，引起文科學(xué)生的共鳴.

比如，講量子力學(xué)的整體性特征時，我引用端午節(jié)收到的一條手機短信來詮釋：

輕輕解開你的腰帶，

慢慢脫掉你的外套，

露出你潔白的肌膚，

散發(fā)出幽幽的體香，

忍不住咬你一口......

別瞎想了，吃粽子吧＠

祝你端午節(jié)快樂！

這條貌似“黃色”的短信前5句好象是在描述女人的身體，當最后整體的粽子出現(xiàn)時，前5句重新獲得了具體的意義，原來“輕輕解開你的腰帶”，指的是解開粽子的繩子；“慢慢脫掉你的外套”，指的是剝掉包粽子的棕葉；“露出你潔白的肌膚”，是說露出了潔白的粽子；“散發(fā)出幽幽的體香”，是棕葉散發(fā)的香味；“忍不住咬你一口......”，當然是吃粽子了，過端午節(jié)嘛.正如微觀粒子與整體的關(guān)系一樣，離開了同整體的關(guān)系，部分是沒有意義的.比如研究“電子究竟是什么”，只能在具體的實驗（包括觀察者）整體環(huán)境中去考察.物理學(xué)家們探索到在光電效應(yīng)中，電子表現(xiàn)出粒子行為；而在電子的晶體衍射和雙縫干涉實驗中，電子表現(xiàn)出波動行為.抽象地詢問“電子是什么”毫無意義，我們只能回答不知道，或近似地回答說“電子具有波－粒二象性”.哥本哈根流派領(lǐng)袖波爾說：“物理學(xué)不告訴我們世界是什么，而是告訴我們關(guān)于世界我們能夠談?wù)撌裁础?就這樣，從一條手機短信出發(fā)，領(lǐng)略了量子物理學(xué)的思想，令文科生們耳目一新.

講混沌理論時，要抓住“蝴蝶效應(yīng)”，用電影《羅拉快跑》，《蝴蝶效應(yīng)》等來直觀演示［1］.然后引申到后現(xiàn)代主義文化思潮，結(jié)合當下流行的山寨文化，比如山寨手機，山寨版春晚，都是“后現(xiàn)代”產(chǎn)品.李宇春的中性美，顛覆了傳統(tǒng)女人形象，也挺后現(xiàn)代的.

文科物理沒有統(tǒng)一模式，筆者打破純物理門檻，以文科與物理“雜交體”的面貌展現(xiàn)給文科學(xué)生，受到歡迎.文科物理廣闊的天地值得我們進一步探索，教文科物理的老師們必將大顯身手，呈現(xiàn)出多樣化的教學(xué)特色.

（注）此思路是筆者在北師大哲學(xué)系聽田松副教授講《物理學(xué)哲學(xué)》專題時學(xué)來的，向田松博士致敬！

［1］ 李柳青 .關(guān)于文科大學(xué)物理課程的設(shè)想.物理與工程［J］，2006，16（6）：47～48

2009－09－02）

北京印刷學(xué)院人文研究重點項目（E－a－05－20）.

李柳青（1965年出生），女，重慶酉陽人，畢業(yè)于四川大學(xué)固體物理專業(yè)，碩士，北京印刷學(xué)院基礎(chǔ)部講師，從事大學(xué)物理教學(xué)及拉丁舞蹈教學(xué)（選修課），熱衷于物理與藝術(shù)等交叉學(xué)科研究，以及科學(xué)文化與科學(xué)傳播研究.