我所熟悉的中國物理學(xué)大師（四） 

朱邦芬

學(xué)生擁有自主學(xué)習(xí)知識(shí)和創(chuàng)造知識(shí)的空間

有利于杰出人才成長的良好環(huán)境所需要的幾個(gè)要素中，我覺得，學(xué)生擁有自主學(xué)習(xí)知識(shí)和創(chuàng)造知識(shí)的空間，這一點(diǎn)相對而言是目前清華最欠缺的。

美國教育家杜威曾說過，“學(xué)習(xí)是基于有指導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)而不是信息的傳遞”。杜威這句話的意思是，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程不僅僅是掌握知識(shí)，還要在老師的指導(dǎo)下，能夠重現(xiàn)一些知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程，從而體會(huì)創(chuàng)造知識(shí)的過程、激情和樂趣。學(xué)生通過自主探究某些知識(shí)點(diǎn)，弄清楚當(dāng)時(shí)那層“窗戶紙”到底是怎么捅破的，這種發(fā)現(xiàn)的過程對創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)是非常重要的。如果缺乏這樣的過程，學(xué)生往往會(huì)單純地認(rèn)為學(xué)習(xí)就是把教科書上的內(nèi)容、老師講的知識(shí)變成自己的知識(shí)，而且認(rèn)為這些上了書本的都是真理，都應(yīng)該記住并且能照樣應(yīng)用。學(xué)生可能學(xué)得很難、學(xué)得很深、很扎實(shí)；然而創(chuàng)造性可能有所欠缺。為了兼顧學(xué)習(xí)知識(shí)和創(chuàng)造知識(shí)兩個(gè)方面，像清華這樣的大學(xué)，勢必在學(xué)生必修知識(shí)的要求上要有所“后退”，只授學(xué)生最基本最核心的知識(shí)和能力，留下足夠的空間讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索。

清華物理系首任系主任葉企孫先生是現(xiàn)代中國科教興國的一位先驅(qū)者、中國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的一位奠基人，是一位偉大的教育家。李政道先生在一篇文章中這樣評價(jià)葉企孫：“他在1925年創(chuàng)建清華大學(xué)物理系，從一位副教授（即葉本人）、兩位助教開始，不到十年，清華大學(xué)物理系就名列全國前列……在發(fā)展速度上，在辦系的成功上，我想，葉老師的創(chuàng)業(yè)成就是可以跟20世紀(jì)初的加州理工學(xué)院相媲美的。”葉先生親自培養(yǎng)了我國一大批學(xué)術(shù)大師。1999年國家授予的23位 “兩彈一星”元?jiǎng)字校?4位畢業(yè)于清華，其中葉企孫親自教過10位（包括王淦昌、彭桓武、錢三強(qiáng)、王大珩、鄧稼先、朱光亞、周光召、趙九章、陳芳允等9名清華物理系的畢業(yè)生，還有機(jī)械系畢業(yè)生王希季）。特別是王淦昌先生，他是清華物理系的第一屆學(xué)生，他幾乎所有的物理課都是葉企孫先生親自教授的。葉企孫長期主管清華庚款留學(xué)基金，精心安排錢學(xué)森、龔祖同、趙九章、王大珩、馬大猷、馮德培等人選擇中國最需要的專業(yè)去留學(xué)。他的許多學(xué)生、學(xué)生的學(xué)生，都是中國現(xiàn)代科技各領(lǐng)域的開創(chuàng)者。葉企孫是一位培養(yǎng)大師的大師，確實(shí)對中國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。我們可以用葉企孫的三句話概括他的教育思想——“只授學(xué)生以基本知識(shí)，理論與實(shí)驗(yàn)并重，重質(zhì)不重量”。當(dāng)年的清華物理系之所以培養(yǎng)出一大批后來的大師級人物，我認(rèn)為跟葉企孫這樣的教學(xué)理念很有關(guān)系，當(dāng)然與時(shí)代也有關(guān)。

葉企孫。

在西南聯(lián)大時(shí)，李政道的“電磁學(xué)”課程是葉企孫教的。上課時(shí)葉先生發(fā)現(xiàn)李政道邊聽課邊自己看另一本內(nèi)容更深一點(diǎn)的《電磁學(xué)》教材，就對李政道說，你可以不用來聽我的課，學(xué)你自己的東西，但是作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和考試必須要完成。1993年，葉先生含冤去世16年之后，他的侄子、中國科學(xué)院高能物理研究所葉銘漢院士在整理葉先生的遺物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有三張泛黃的紙片，上面有葉先生批改的分?jǐn)?shù)：“李政道：58+25＝83”。葉企孫一直珍藏著李政道1945年的電磁學(xué)考卷，盡管考卷用紙很差，是昆明的土紙。葉先生“電磁學(xué)”這門課的期末成績由兩部分合成，一是理論筆試，就是這份考卷，一共三道題，每題20分，李政道得了58分，基本滿分。第二部分是電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)，滿分是40分，他得了25分，相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)剛及格。兩部分相加得83分。當(dāng)葉銘漢把這份半個(gè)世紀(jì)前的考卷給李政道看時(shí)，李政道“百感交集，葉企孫老師的慈愛師容，如在目前”。后來他曾說過，葉先生的這門課對他一輩子影響很深，特別是讓他懂得了實(shí)驗(yàn)的重要性。葉銘漢把李政道的這份考卷捐給了清華，現(xiàn)于清華校史館保存。從這件事中我們可以看到，葉先生一方面給優(yōu)秀學(xué)生以較大的自主學(xué)習(xí)空間，另一方面又嚴(yán)格要求，并且十分重視實(shí)驗(yàn)，當(dāng)年培養(yǎng)出很多人才，并不是偶然的。

李政道的試卷。

再舉一個(gè)周光召的例子。周光召先生80歲生日的時(shí)候，中科院理論物理所讓我寫一篇文章以表慶祝。為此，我請人專門到清華檔案館查了周光召1947~1951年度在清華物理系本科學(xué)習(xí)的成績單。我覺得這張成績單充分反映了葉企孫的教育思想。首先，我們可以從成績單看到當(dāng)年周光召上過的物理專業(yè)課。他所上過的課程確實(shí)體現(xiàn)了葉企孫的教育思想——“只授學(xué)生以基本知識(shí)”。周光召大學(xué)本科主要上的是普通物理和中級物理。他們本科階段沒有學(xué)我們現(xiàn)在物理系的學(xué)生要上的四大力學(xué)——理論力學(xué)、量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)；或者說他們只上了中級課程，學(xué)過力學(xué)、原子物理學(xué)、熱學(xué)和電磁學(xué)。“理論與實(shí)驗(yàn)并重”這個(gè)特點(diǎn)十分鮮明——他們每學(xué)期都要做實(shí)驗(yàn)，最多一年（四年級）上了四門實(shí)驗(yàn)課。“重質(zhì)不重量”怎么體現(xiàn)呢？周光召是出名的優(yōu)秀學(xué)生，我原以為他的成績單一定會(huì)很漂亮，后來一看，學(xué)分積大致是80來分，有幾門90多分的課，也有好幾門課只有70多分，這完全出乎我的意料。我想這多半是因?yàn)榻虒W(xué)“重質(zhì)不重量”，老師對學(xué)生的要求很嚴(yán)。然而正是由于這種嚴(yán)格的教育，培養(yǎng)出了一批像周光召這樣出類拔萃的人才。20世紀(jì)50年代中期中國決定造原子彈，剛開始前蘇聯(lián)同意提供援助，當(dāng)時(shí)有蘇聯(lián)專家來上課。但是蘇聯(lián)專家講原子彈教學(xué)模型的課，只有副部長或?qū)④娨陨霞墑e的才有資格去聽，聽課現(xiàn)場懂專業(yè)的只有錢三強(qiáng)一個(gè)人。然而錢三強(qiáng)是在法國留學(xué)的，俄語并不是很好，加上蘇聯(lián)專家講得很快，所以錢三強(qiáng)也只能大致先記下來，下課后再由其他人根據(jù)筆記整理成文。1960年蘇聯(lián)專家撤走以后，我們決心自力更生造原子彈。為此，首先要透徹理解并重復(fù)蘇聯(lián)專家講的原子彈教學(xué)模型，也就是設(shè)法從理論上計(jì)算出這個(gè)教學(xué)模型所給出的全部結(jié)果。教學(xué)模型中有個(gè)圖很重要，圖上有一些標(biāo)記，標(biāo)出沖擊波在某個(gè)位置的壓力。許多人通過許多不同辦法計(jì)算，始終無法重復(fù)蘇聯(lián)專家講的一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)。到底是專家標(biāo)記錯(cuò)了，還是我們沒有掌握方法呢？這成了當(dāng)時(shí)研制原子彈的“攔路虎”。為解決這個(gè)疑難，周光召利用葉企孫講過的熱力學(xué)課中一個(gè)叫“最大功原理”的基本原理，構(gòu)造了一個(gè)簡化的理想模型，假定一個(gè)理想的“原子彈”在沖擊波壓縮的過程中沒有任何耗散，按照熱力學(xué)第二定律，估算可能做的最大功。在彭桓武的支持下，周光召進(jìn)行了比較嚴(yán)格的最大功估算，證明了蘇聯(lián)專家那個(gè)教學(xué)模型的文件中數(shù)據(jù)標(biāo)記有誤，為研發(fā)原子彈作出了重要貢獻(xiàn)。從這個(gè)例子我們可以看到，葉企孫的教育思想確實(shí)對學(xué)生日后的成長非常有益。

前面已經(jīng)提到過，我所認(rèn)識(shí)的這些物理學(xué)大師，他們上課并不多，也不算深，并非一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都不能少。他們成才的一個(gè)關(guān)鍵在于，能夠有很多時(shí)間自己學(xué)習(xí)、研究和互相討論。黃祖洽回憶， 當(dāng)時(shí)清華和西南聯(lián)大的老師課堂上講的內(nèi)容不算深也不算多，特別鼓勵(lì)一些好學(xué)生課余自學(xué)。上葉企孫的電磁學(xué)課，課余他研讀了葉先生推薦的兩本參考書，一本長于物理概念，一本長于數(shù)學(xué)推導(dǎo)；上葉先生的物性論課程時(shí)，他課余扎扎實(shí)實(shí)地讀了玻爾茲曼的經(jīng)典著作，因其輸運(yùn)研究受益終生。我們自己這些年基科班和“清華學(xué)堂”物理班實(shí)踐的一點(diǎn)體會(huì)是，一定要給學(xué)生學(xué)習(xí)和研究的自主空間。為此，不要過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授的全面和系統(tǒng)，與其把學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間、精力全占滿了，不如留點(diǎn)空間讓學(xué)生自己去思考、去學(xué)習(xí)、去探索。過去我們對優(yōu)秀學(xué)生因材施教，通常是讓他們“學(xué)多一點(diǎn)，學(xué)深一點(diǎn)，學(xué)早一點(diǎn)”，如今我們因材施教的做法是，越優(yōu)秀的學(xué)生，越要給他們留下較多的自主學(xué)習(xí)和自主研究的空間。這些年，物理系基科9字班的同學(xué)中出了不少人才，他們當(dāng)年上普通物理課只上了一年，光學(xué)等知識(shí)課上并沒有教，但是這些優(yōu)秀學(xué)生通過自學(xué)，后來很快把這些知識(shí)都補(bǔ)上了。

提問題與好奇心、想象力以及批判性思維的培養(yǎng)

這幾位物理學(xué)大師治學(xué)還有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是喜歡提問題。中國學(xué)生比較缺乏好奇心、想象力和批判性思維，而提問題正是培養(yǎng)好奇心、想象力和批判性思維的一個(gè)抓手。

好奇心是驅(qū)動(dòng)人類發(fā)現(xiàn)的原始動(dòng)力。愛因斯坦曾經(jīng)說，好奇心能夠在正規(guī)的教育體系中生存下來是一個(gè)奇跡。他還說：“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是局限于我們已經(jīng)知道的和理解的，而想象力覆蓋整個(gè)世界，包括那些將會(huì)知道和理解的。”所謂的批判性思維并不是說要懷疑一切，而是說真正學(xué)有所成的人，會(huì)在學(xué)習(xí)過程中慢慢地架構(gòu)自己的知識(shí)體系。如何建立自己的知識(shí)體系呢？一開始通過上課來學(xué)習(xí)。老師講授教科書上的內(nèi)容，學(xué)生在聽課時(shí)慢慢消化吸收，其中有些地方可能是有疑問的，可以課后再研究；有些問題可能一時(shí)研究不清楚，可以作為存疑等待將來有機(jī)會(huì)再來研究；當(dāng)然還有些問題，經(jīng)過思考可以完全接受。不完全迷信書本或老師，而是在學(xué)習(xí)過程中吸收一部分，懷疑一部分，丟棄一部分，這就是非常重要的建立自己的知識(shí)體系的過程。

未完待續(xù)。本文根據(jù)2016年3月8日朱邦芬院士所作“學(xué)術(shù)之道”暨文化素質(zhì)教育系列講座速記稿整理。

來源：新清華 2016-08-26