李柳青

（北京印刷學院基礎部，北京 102600）

文科物理
——文科與物理的“雜交”＊

李柳青

（北京印刷學院基礎部，北京 102600）

筆者通過幾個課堂教學實例，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)，盡量用文學藝術語言（少用數(shù)學方程）去講解物理，結合當今流行文化，落實到文科應用之上，拓展文科學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，是針對不同的學生群體的，因材施教嘛！趙凱華教授說過：“要用物理學本身的魅力，去打動學生”.我完全贊同趙先生的觀點，但在具體的課堂教學中，有時候需要迂回戰(zhàn)術，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物理課程論壇文科物理及科學素質分論壇會議連續(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生開設的，就一定要有更多的文科元素，便于文科學生理解和接受.文科生不必拘泥于具體的物理知識和技術的細枝末節(jié)之中，只需懂得一些物理思想和方法，提高科學素質，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)，盡量用文學藝術語言（少用數(shù)學方程）去講解物理，最后要落實到文科應用之上.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”學生“一見鐘情”.物理令人敬畏，物理使人厭倦，這是大學生們的現(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生.筆者開設的選修課命名為《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生粉絲，這些學生粉絲們自然會選《愛因斯坦的時空與凡高的天空》這門課，有部分學生是被此課程的奇異名稱所觸動而選課的，還有部分學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院及石化學院的資源共享課程，每學期選課學生人數(shù)都爆滿，超過了限定的100人（有些學生報了名而選不上）.

2 利用文學藝術之美，烘托物理理論，凸顯科學美

好聽的課程名稱可以贏得選課人數(shù)，而精彩的講課內容才能保證上座率.北京印刷學院的文科生主要是設計藝術學院和出版?zhèn)鞑W院的，基于這些文科生的專業(yè)特點，我在教學內容上有所偏好，盡量用文科生所熟悉的文學藝術語言，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，圖1中左側這位有點發(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—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，更象征著中國有巨大能量舉辦精彩的奧運會以及建設和諧美好社會.

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，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，有些老師主張只講牛頓力學、電磁學和波動光學等經典內容，砍掉相對論和量子力學等近現(xiàn)代內容，我認為這是大錯特錯！2007年10月在武漢“第三屆大學物理課程報告論壇”會議上，美國阿肯色州立大學物理系A 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（相對論和量子力學等），還要講后現(xiàn)代物理（混沌理論等非線性科學）.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合起來，引起文科學生的共鳴.

比如，講量子力學的整體性特征時，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系一樣，離開了同整體的關系，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.物理學家們探索到在光電效應中，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”.哥本哈根流派領袖波爾說：“物理學不告訴我們世界是什么，而是告訴我們關于世界我們能夠談論什么”.就這樣，從一條手機短信出發(fā)，領略了量子物理學的思想，令文科生們耳目一新.

講混沌理論時，要抓住“蝴蝶效應”，用電影《羅拉快跑》，《蝴蝶效應》等來直觀演示［1］.然后引申到后現(xiàn)代主義文化思潮，結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)出多樣化的教學特色.

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

［1］ 李柳青 .關于文科大學物理課程的設想.物理與工程［J］，2006，16（6）：47～48

2009－09－02）

北京印刷學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)于四川大學固體物理專業(yè)，碩士，北京印刷學院基礎部講師，從事大學物理教學及拉丁舞蹈教學（選修課），熱衷于物理與藝術等交叉學科研究，以及科學文化與科學傳播研究.