学科教育论文-杨振宁的物理教育思想.doc

学科教育论文-杨振宁的物理教育思想摘要：杨振宁先生是摘取诺贝尔桂冠的第一位美籍华人，他时刻关心着祖国的科技事业，深深思考着祖国高层次人才的培养问题。杨振宁认为物理学应该是有血有肉的“活”的科学，大学要克服专业教育模式的局限性，据此，他推崇通才教育，倡导归纳法和渗透性学习法，强调培养青少年的动手创造能力。杨振宁的物理教育思想，对我国高校物理教育乃至整个科学教育具有重要的指导意义。关键词：杨振宁；物理学；教育思想杨振宁先生是中华民族的骄傲。1957年，年仅35岁的杨振宁先生与李政道因创立“宇称不守恒”理论而获得诺贝尔物理学奖，是摘取诺贝尔桂冠的第一位美籍华人。1986年，美国总统里根在华盛顿白宫授予他国家科学技术奖（美国对有卓越成就和杰出贡献的科学家的最高奖励）。此间，他又因与米尔斯（Mills）共同提出的“杨米尔斯规范场”理论再次获得诺贝尔奖提名，被誉为“是与爱因斯坦比肩的物理学家”。作为世界著名的物理学家，经常有学生问他：做物理工作成功的要素是什么?对此，杨振宁先生归纳为“三P”，即Perception，Fersistence和Power。Perception指眼光，看准了什么东西要抓住不放；Persistence指坚持，看对了要坚持；Power指力量，有了力量，就能闯过难关。他说：“如果一个物理学家有眼光，能坚持；而又有很大的力量，那么我想他的成功的可能性就很大。”杨振宁先生怀着对祖国的满腔热情，不仅时刻关心着祖国的科技事业，而且深深思考着祖国人才的培养和教育的改革与发展，尤其是他对物理教育提出的许多真知灼见，发人深省，值得我们认真研究吸取。一、物理学应该是有血有肉的“活”的科学如何看待物理学，这是物理教育必须回答的首要问题。杨振宁先生经过几十年的物理学研究和教学，产生了自己的独到见解。1983年，杨振宁先生在香港中文大学20周年校庆纪念讲座上回顾自己做学生、做研究、做教师的经历，其中就提到1971年他回国后的一个感受：“我最近这些年常常到中国访问，发现中国的大学所教的课程往往是非常之深的。有所谓四大力学。每一个大学物理系的学生都要花很长的时间去念这四门艰深的理论课。四大力学是不是重要的呢?当然是重要的。没有人能否认四大力学是物理学的骨干。不过，物理学不单只是骨干。只有骨干的物理学是一个骷髅，不是活的。物理学需要有骨头，还需要有血、有肉。有骨头又有血肉的物理学，才是活的物理学。”后来，他在北京和上海也都讲过这一点。杨振宁先生非常关心祖国科技人才的培养，担任着国内许多大学的名誉教授，如清华大学、北京大学、南京大学、南开大学、上海交通大学、中国科技大学、华中科技大学等，给大学生和研究生亲自授课。1986年56月，杨振宁先生应邀来到中国科技大学，给研究生上了五次课，内容涉及中子干涉、阿哈罗诺夫博姆（AharonovBohm）效应、磁通量量子化、全息照相（holography）、自由电子激光和准晶、高能弹性散射、狄拉克磁单极与纤维丛、非阿贝尔（PAAbel）规范场等。他这次授课的目的非常明确：一是将自己感兴趣的知识介绍给大家，这些理论还在发展中，有的理论20年内还会有大发展，它们吸收了20世纪物理学的真精神；二是希望大家通过他的选题了解到，在物理学中所追求的应该是新的东西，提倡对新的东西、活的东西、与现象直接有关的东西发生兴趣。他说：“这种趋向和中国过去几十年物理教学的精神不一样。我认为这种情况是急于需要改变的。不客气点说，中国过去几十年念物理的养成了念死书的习惯。整个社会环境、家长的态度、报纸的宣传都一贯向这个方向引导。其结果是培养了许多非常努力，训练得很好，知识非常扎实的学生，可是他们的知识是片面的，而且倾向于向死的方向走。这是很有害的。”正如有人所说的那样：“作为物理学家的杨振宁先生离我们大多数人实在过于遥远，我们永远无法感同身受，作为思想家的杨振宁先生则可以给所有热爱思考的人以力量。”反复研读这些论述，我们会从中获得许多启示。杨振宁先生注意到，我国高校中有很多学生在学习中已形成了一种印象，以为物理学就是一些“演算”。其实，演算仅仅是物理学的一部分，而且不是最重要的部分。绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源。物理，物理，以物讲理嘛！他以自己的导师、芝加哥大学著名的物理学家费米（EnricoFermi）和泰勒（EdwardTeller）为例子证明，一个人不与现象接触不一定不能做重要的工作，但是他容易误入形式主义的歧途，他对物理学的了解不会是切中要害的。在这次讲座中，他重提在香港中文大学的报告，认为国内大学物理系中所谓“四大力学”把学生压得透不过气，他强调“有血有肉的物理学才是活的物理学”，并具体建议科大的研究生看美国的PhysicsToday，因为它常常介绍物理学的新进展。他说：“如果一个物理系对于近两三年PhysicsToday上的报道逐期有一个讨论会的话，可以说这个物理系是消息相当灵通的。”在网络时代，科技信息本应传播得更快，但我们做得如何呢?究竟怎样去改革物理教学?这里确实有许多问题需要得到解决。二、推崇通才教育杨振宁先生在香港大公报复刊庆祝会上讨论“中国知识分子与国家前途”时，曾讲了七个问题，其中第四个问题专门谈到专业教育模式，对我们很有启发。我国在1949以后相当长的一段时间内，借鉴前苏联的教育模式，大学教育侧重专业发展，每一个系里面有很多专业，一个学生选了一个专业以后，转系根本谈不上，就是从同系中的一个专业转到另一个专业也非常困难。学生毕业以后，根据计划安排工作，要想调动工作，自然十分困难。杨振宁先生觉得这一办法毛病非常之多，专业教育尤其是规定很多、很严的专业教育，不能够有效地发挥一个青年学生的爱好和能力。他指出：“在我所熟悉的研究领域里，有很多很多的例子告诉我们，确实有许多人，他们的成就，就是因为没有人做过的，是从前的人所没有做过的。既是从前没有人做过的，那就代表今天根本没有这些专业，把学生们都限制到狭窄的既有专业中是很不好的。”杨振宁先生特别为大家举了一个例子。他说，在物理学和数学上面，有一个很新的领域，这就是“混乱现象”理论中关于“湍流”的研究。假如水在管子里面流，流得很慢时，是很平稳的层流。怎样从平稳的层流变成一个湍流，是100多年来物理学家非常注意的问题，可是一直没有完全解决。但20世纪70年代麻省理工学院有一个研究生费根邦（Figenbaun）圆满地解决了这个问题。然而，费根邦念大学时，并不是一个杰出的学生。他喜欢玩计算机，口袋里一直装着一部小计算机，整天都弄着。他先后在康奈尔大学和洛斯阿拉莫斯（LosAlamos）实验室做研究，由于他在计算机上的反复计算，对于层流转换成湍流的现象，终于得出了一个新论点，这一点产生出来的一个数据，现在已经叫“费根邦数据”，将来很可能变成像“31416”那样的重要。费根邦的工作介于计算机、物理学和数学之间，假如一个人只做这三样中的一样，那么很难想像他会得出费根邦那样的结论。实际上，他自己就是一个博学多才的杰出人才。杨振宁先生钟爱数学，他曾说过：“我的大多数物理学同事都对数学采取一种功利主义的态度。或许因为受父亲的影响，我比较欣赏数学。我欣赏数学的价值观念，我钦佩数学的美和力量；在谋略上，它充满了巧妙和纷杂；而在战略上充满惊人的曲折。除此之外，最令人不可思议的是，数学的某些概念原来竟规定了统治物理世界的那些基本结构。”他是本世纪最伟大的物理学家之一，但对数学家而言，杨振宁先生以杨米尔斯理论（Yang-Millstheory）和杨巴克斯特方程（Yang-Baxterequation）而著称。国内研究杨振宁先生的专家谢扬举认为，“杨先生绝非蜗居物理学象牙塔里的人，他是历史上不可多得的那种具有哲学性质的思想家型的科学家，对自然现象以外的人与社会、科学与人文、中西文化、知识与思想、教育与历史等对象和问题，杨先生都有认真的关注和切实的思考”。杨振宁先生旁征博引，其讲演充满感染力，尤其是经常将中国古典诗词和西方诗歌对译，人文色彩很强，给每一个听众