《一名物理學家的教育歷程》
【課文故事】
加來道雄眼中的鯉魚
鄭遠星
加來道雄是日裔美籍理論物理學家,他童年時蹲在一個小池塘邊,觀察水底睡蓮中五彩斑斕的鯉魚,心中充滿了奇思妙想。他常給自己提出一個又一個只有小孩才問的問題,比如水池中的鯉魚怎樣觀察它們周圍的世界?它們會認為睡蓮之外還存在有另外一個世界嗎?當成千上萬的小雨滴轟擊在池水表面時,周圍發生的一切將會以怎樣的形式呈現在鯉魚們的眼中……
池塘和鯉魚定格在腦海里,他心中充滿了無限遐想:我們就像自鳴得意地在池中游動的鯉魚,一生就在我們自己的“池子”中度過,就像鯉魚一樣,認為宇宙之中只包含有熟悉可見的東西。我們自以為是地拒絕承認,就在我們的宇宙跟前存在有別的平行宇宙或多維空間,甚至一些科學家也鄙視更高維數世界的說法,是因為他們不能在實驗室里驗證它……他迷上了阿西莫夫的科幻小說,迷上了偉大的愛因思坦的理論。他意識到,暢游在水底睡蓮中的鯉魚,可能和愛因思坦未完成的論文存在著某種聯系……加來道雄決定“要對這一秘密刨根究底,縱然為此而必須成為一名理論物理學家也在所不辭。”他癡迷地走在自己選擇的道路上。
加來道雄童年的故事令我沉思──孩子對自然界的興趣十分重要!這種可貴的興趣,是他們成長中最好的老師,可以影響他們一生的事業選擇。我再一次聯想到時下的教育�,F在多數的小學生特別是中學生,日復一日,月復一月,年復一年,被沉重的作業和考試所左右,很少有機會和心境觀察自然,很少有時間生發好奇心,這是我們教育的悲哀,已到了非真正改變不可的時候!又回到老生常談的話題──教師不僅要教給學生知識,還要激發其興趣啟迪其心智,不斷豐滿其想象的翅膀。
我把加來道雄的故事講給學生們聽,向他們介紹多維空間的知識:一般認為,我們的宇宙是三維空間加上時間,即四維空間�,F在理論物理學界有人認為,我們所在宇宙的空間超過四維,如十維空間、十二維空間等,其他多出的維蜷縮得微小,以現有的科學手段探測不到。統一場理論數學模式支持高維空間──在數學上,直線就是一維空間,無數的直線構成了一個平面,平面就是二維空間;無數的平面并列構成了三維空間,也就是立體的空間。課堂氣氛頓時熱烈,學生們紛紛舉手發問:
“老師,您認為有外星人嗎?它們是否存在于高維空間,或別的平行宇宙?”
“老師,飛碟被認為是外星人的交通工具,為什么它忽隱忽現?為什么它會在飛行時能突然九十度轉向?”
“外星人有可能存在……”我談了自己的看法,談到飛碟時我打了個比方:“假如我的拳頭是飛碟,在空中時是在三維空間;落到桌面上就到了二維空間,和桌面有了接觸;現在我的拳頭離開了桌面,又回到了三維空間……至于飛碟為什么會在飛旋時九十度轉向,我也弄不明白,這種技術地球人沒有。”
“老師,從您介紹的加來道雄觀察池中鯉魚的故事,我聯想到互聯網。這張神奇的網就是一個大“池塘”,網民們就是一條條“鯉魚”。那么,互聯網形成的虛擬世界,屬于哪一維空間呢?”一個戴眼鏡的女生問。
“您認為有鬼神嗎?它們是否存在于別的平行宇宙,通過‘蛀洞’到我們人間來?您認為有天堂和地獄嗎?”一個愛看魔幻小說的男生站起來。
“人的靈魂存在于哪一維空間?還有潛意識和夢……”
我如實承認,這些問題我也不知道。慚愧之余,我為學生們的自由想象感到高興。我總結說:關于宇宙和人類自身,我和你們一樣,不知道的遠比知道的多!因此,古今中外無數的智者在思考,無數的壯舉被實施,航天英雄探太空,“嫦娥一號”探月球……最后,我引用了加來道雄《超越時空》中的話作為結束:“有些人通過個人所得、個人關系或者個人經歷尋求生命的意義。然而,在我看來,有幸得到能領悟自然之最終奧秘的智慧,才賦予生命充分的意義。”
【課文正解】
教育的魅力
加來道雄在《一名物理學家的教育歷程》中,通過描述自己的童年趣事和建立實驗室,形象生動地詮釋了科學精神的內涵,闡述了哪些方面的“教育”對成為優秀科學家最為重要的道理。
一、想象力:科學是需要想象力的,想象力能帶來創造力。因此,作者并沒有直接寫人類社會是如何觀察周圍世界的,而是寫鯉魚是怎樣觀察周圍世界的,“鯉魚科學家”對世界的認識是怎樣的?
它們認為,水池之外看不見的世界沒有科學意義;它們為睡蓮自己能夠運動而困惑不解──它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知;“鯉魚科學家”的“消失”和“重現”──它們認為是“奇跡”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因;“鯉魚科學”的“傳奇故事”,真實地證明另一個世界的存在,而它們卻認為“胡說八道”,荒謬絕倫,違背它們的“自然規律”。
就這樣,作者想通過“鯉魚科學家”對世界的認識說明了一個道理:“自以為是”的人類和“鯉魚科學家”有相似之處。
1、人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”,只要“超出我們的理解力”的自然存在,他們就“拒絕承認”。
2、“科學家發明像力這樣一些概念……”,是因為他們只愿意承認“那些看得見摸得著的事物”,不肯改變思考問題的方式。
3、“不能在實驗室里便利地驗證”的理論,他們就加以“鄙視”,表現出思想上的保守和固執。
可見,作者正是從對鯉魚世界的想象中,認識到人類觀察空間的局限性,間接感悟到高維空間存在的可能。由感性的想象上升到理性的創造,體現了創新意識和探索精神。
二、樂趣:科學不應該是枯燥的,而是應該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘,對真正的科學工作者來說,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”,也是人生的“境界”。“游戲”使他們樂此不疲,充滿激情,不受外界的誘惑和干擾;而“境界”使他們不顧功利,不畏強權,只求真理。