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费恩曼物理学讲义补编 采访理查德·费恩曼
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查尔斯·魏纳(Charles Weiner)于1966年3月4日在加利福尼亚州阿尔塔地纳采访理查德·费恩曼。蒙尼尔斯·玻尔图书和档案馆和美国物理联合会允许。科利吉帕克,马里兰州,美国。
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费恩曼: 《费恩曼物理学讲义》,你要谈这个?
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魏纳: 我想这是合适的,因为这是这个时期一件非常重要的事情。
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费恩曼: 是的,那是很有兴趣的,现在我想起这些事,就是因为在那个时期这是一件重要的事情。我那时抱怨我没有做任何研究工作——我真的是疯了!现在有人向我指出,如我觉得那几年里没有做任何事情,那我真的是非常糊涂,因为那件事[《费恩曼物理学讲义》]就是一件事情。但是我仍旧没有这样的感觉,因为当你还年轻时,你把你自己献身于某种理想——就是你要在物理学中发现一些东西——如果你去做另外的一件事,你就很难做出使每个人都满意的合理解释——这件事只不过是我教了一门课。
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不管怎样,下面就谈谈这次讲课的故事。当时有某个小组,我不是其中的成员,他们讨论应当改革物理学课程,因为许多学物理的十分优秀学生抱怨说,学了一两年物理,学到的只是投掷小球和斜面之类。他们在中学时就听到许多关于相对论和奇异粒子,以及世界的各种惊异的事物,但直到他们成为研究生之前还一点不知道世界的惊异到底是哪些,这些都是艰深的问题,他们力图改革物理课程。为此他们制定了几种教学大纲,但问题是由谁来实现?我不知道在他们内部是怎样讨论的,不管怎样,桑兹到我这里来,他要我讲这门课。
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不过,我要丢开这些教学大纲。你们知道,我当然决定按我自己的方式来做这件事。但我还是得到必需包括些什么内容的一般观念。他们要我教一年级大学生的课。他们想要改革课程。那时惯常的做法不是所有主要课程都由一位主讲教师来讲。但习惯于分成一些小班,由一些研究生分别教各个小班。当时,他们一致的唯一的事情是,可以选修和物理课程没有直接关系的某一种文化课,每周一次,在星期五,也可能是两周一次,在星期五。
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魏纳: 或许是某种历史课?
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费恩曼: 是啊,那是些不同的东西。我常常受邀请去作讲座,讲些关于相对论之类。这种讲座不是他们课程的一部分。但有时候有人会讲一些就是他们课程中的一部分内容,但不是系统的。
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那时他们正准备建设新的实验课。他们要组建新的实验室,他们为实验室安排新实验。他们要重新设计课程,每个星期至少有两次由一位主讲教授讲授的课,然后有由研究生主持的辅导班。我要不要讲这门课呢?明白吗?他们得到福特基金会为这项改革提供的资金。那个时候为了改变世界,到处都有许多钱。
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于是我说“好”。我接受这一挑战,以一年为期,我试着开一门课,每星期要讲两次。
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魏纳: 你是不是放下了其他所有工作,所有其他教学工作?
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费恩曼: 实际上确实如此。我很难相信,但我的妻子说我基本上是日以继夜地工作,一天16小时,始终如此。我所有时间都花在这上面,在考虑这些问题——准备这些课程,因为我不只是要准备材料,我还必须准备讲课,所以说那是一门很好的课,不知你是不是明白我的意思。
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我有这样的观念——我有一些原则,有几条原则。第一条是我不教他们那些原来就不正确,因而我不得不重新再讲一遍的任何内容。除非我指明这是不正确的。例如,牛顿定律只是近似的,而学生并不懂得量子力学,也不懂相对论。我一开始就说明这些,所以他们知道他们处在什么位置。换句话说,应该有某种地图。事实上,我甚至想过做一张包括各种事物的巨大的地图,图中表示事物的相互关系,从而我们可以看出我们目前处在什么位置。我认为所有物理学课程的困境之一就是它们只说:你要学会所有这些,你要学会所有那些,只当你学完所有东西以后你才知道它们的联系。但是你瞧,没有可以“引导你走出困境”的地图。所以我想绘制一张地图。但是发现这个计划没有行得通。我是说,还是没有绘制出这样一张地图。
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另一原则是,我希望所讲内容足够让好学生深入思考而平均水平的学生也应该懂得。我试着创新。
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我再重复一遍这些原则。第一条是,我从不介绍任何不严格正确的东西而不说明它并不严格正确以及以后将会如何改变。(另一件事,你瞧,我查阅一些书,我开始发现有很严重的缺陷:例如,在同一本书里面,他们讲F =ma ,稍后又讲摩擦力等于摩擦系数乘以法向力……好像它们有同样的品质和同样的意义。你知道,它们的性质是完全不同的,书中一点也没有加以说明。)这就是第一条原则。
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第二条原则是:在你已经说过的内容中应该弄清楚,估计哪些内容学生是可以 理解的,哪些想来还不能 理解。因为我发现在一些书中会突然冒出一些东西,譬如交流电路的频率公式。这被认为是比较高级的内容。现在还不能推导出来,但是他们没有说,“在现阶段你们还不会理解这个公式,其理由只是它超前讲到了,这是外加的内容。”换言之,什么是外加进来的,什么可以从其他东西推导出来?即使某些公式可以从其他公式推出来——但你没有进行推论——你应当说明白。我总是说,“这是可以推导出来的,大致可以像下面所说的那样做,但我们不打算那样把它推导出来。”或者说,“这是一个从另一个地方得来的独立概念,你看,你还不能推出它,所以不必担心。”
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像这样的原则有几条。问题是讲课中哪些内容对平均水平的学生合适,并且还要有给优秀学生的材料。在我准备讲课时,我头脑中出现一个想法,在课堂前面放一个立方体,它的各个面有不同的彩色,当某些内容只是为了提高兴趣,为了使比较好的学生提高他的兴趣,但实际上不是课程中的主要内容,就翻出一种彩色面。你明白吗?当讲到一些如此基本的问题,这在整个物理学中是绝对必须懂得的,每个人都应当尽他们的最大努力去搞懂这些问题,翻出另一种彩色面,如此等等。彩色面指示不同主题的重要性和地位。因为我所担心的是所有学生都想学会所有这一大堆的东西,如果他们能做到,那说明我还没有给优秀学生喂饱。你不可能做到这样。就是既要喂饱优秀生而最笨的学生或不那么优秀的学生也不会感到迷惑,这是不可能做到的。
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所以我产生了这个立方体的想法,但是因为这有点像是骗人的机关,代替这种方法,每一节课我都在黑板上写下必须懂得的中心内容的概要(这些都丢失了)。在概要中没有的其他内容只是为了提高兴趣。但这些再也找不到了。(1)
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最后,让我想想——刚才我讲话的时候还想到其他一些事情。我现在忘了。
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所以,我就开始上课。一开始,我要做的第一件事就是把学生集合在一起。在许多课上,教师不懂得开始讲课的逻辑。开始的实际逻辑是,将所有从高中来的孩子们带到大体上同一个起点。例如,我要讲每件物体都是由原子组成——并不因为我认为他们不知道,而是因为我希望不知道这些的人也知道。你知道,我不能把这明白说出来,所以我以这样的方式来说,使得已经知道的学生也会感到激动,因为这是以一种新的角度来看这些问题,而原来不知道这些内容的学生也能够理解并赶上我所要求的水平。诸如此类。所以,开头几次讲课是要把每个学生都带到同一起跑线上。
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这些课也是我在另外一些场合下已经讲过的,特别是开头的那几讲,这样我就可以有时间准备以后的讲课,你知道。最后——啊,还有一个原则,非常重要的原则:我希望每次讲课本身都能够独立成章。我认为这不是一个好的想法:就是在一堂课最后说:“好,下课时间到了,下一次我们要继续这一堂课讲的内容。”或者说“上一堂课下课的时候我们正好讲到这里或者其他东西。现在我们继续讲下去。”
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代替这种做法,我要使自己相信,可以使每一讲都以这种或那种方式成为独立的优秀作品。你看,在一堂课中,有起始、介绍和有点戏剧性的结论。每一堂课都是这样,只有少数例外。有一次或两次我做不到,我把两次讲课连接起来,或者诸如此类的事情——但那是另一个原则。我只是告诉你做这些事的指导思想。
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最后,我们主要兴趣是物理学以及如何组织材料。我喜欢将材料组织起来,想想看怎样把它们组织在一起,并且从中发现看待某些事物的新视角以及我可以怎样来说明它,等等。我不是这种类型的教师,他们对学生个人的事感兴趣。我意思是说,我不关心:这个小伙子是否结婚,他正努力取得学位,以及这类乱七八糟的事情。我尽我的最大努力把学生多多少少当成抽象的学生来教,他们有虚构的性质——混合起来的,混合的,有很多不同类型的抽象学生——但没有特定的个人。在所有情况中,主题是我兴趣的中心——不是学生而是主题。你想知道我对它们(讲课)感觉怎样。此外我还可以对讲课说些什么?它们都已经发表了。但我还是试图向你说明我自己对它们的感觉,以及我对我试图做的事有什么想法。
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魏纳: 当你在讲课的时候是否得到某种意义上的反馈?
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