2008年10月20日星期一

物理学的前景与学习方法 ——杨振宁在清华的讲演

各位同学,我是1929年七岁的时候搬到清华园来居住的。我父亲那时候在清华物理系当教授。清华和北大那时候都比现在小得多。我估计清华园的面积只有现在的十分之一。两校门南边那条河,是当时清华的界线。从西直门、动物园一直到北大和清华中间,基本上都是一些农田和农民的房子,还有一些小镇。那时候电影院都在城里,所以我还记得很清楚,每个礼拜清华都在这个大礼堂里演一次电影,所以对于这个大礼堂我当时是很熟悉的。我在清华从七岁到十五岁一共居住了八年。方才我走进这大礼堂,推开大门一进来,我就闻到了大礼堂的味道,这个味道跟七十多年以前我所闻到的味道是一样的。所以你们可以想到,我对清华很多地方有非常亲切的感觉。 1938年到1942年我在西南联大念物理系本科生的时候,全系加起来,连研究生在内,不到50个人。我是1945年去的美国,1948年获得博士学位的。
中国的学习方法受中国教育哲学的影响,一直是让小孩子向专业的方向发展。这跟美国的传统是很不一样的。美国比较放任,让孩子自己去发展。这种分别到了大学时代以后就会看得很清楚。美国的大学生,一年级的大学生,他们的兴趣平均起来很广,所以他们什么东西都懂一点。他们的网散得比较广,导致的结果就是他们不会考试,这是大家都知道的。而中国的学生非常会考试,为什么呢?比如说中国的同学在中学学习三角,会做很多习题。而美国的中学生虽然也都知道正弦和余弦的定义,但是他们不会做习题。他们接受的是一种比较宽泛的知识,而没有深度。你们必须要了解,这两种方法的教育结果是各有短长的。从考试的角度讲,那当然中国的教育方法是非常好。大家都知道现在从中国到美国去念书的学生是非常之好的。而美国的学生知道的东西却非常多,知道很多领域的一些东西。对此我自己也有一些亲身体会,而且不是自今日始,我去美国念书的时候,就看到过这种现象。我还记得很清楚,我1946 年初住在芝加哥一个叫International House(留学生公寓),当时有很多研究生住在里边。芝加哥大学的附近有一个溜冰场,冬天可以溜冰。我去溜冰的时候遇见了一个数学系的同学,叫莱布尼克。溜完冰以后我们谈得很投机。于是他就到我的屋子里去了,结果我们一直谈到了第二天天亮。他走了以后,我觉得这个人简直不得了,他知道很多我从来没听说过的数学和物理学领域里最新的东西。你到美国去的话,常常会看到这样的同学。可是很快我就发现,原来他对于自己所讲的那些好像头头是道的东西,根本就不太懂,知道得比较肤浅,所以等到后来考试的时候,中国学生所接受的严格训练的好处就显示出来了。那么是不是他们这种办法就绝对不好呢?不然,这种办法也有好处。而且这种好处在当今状况之下,就是像我刚才讲的门开的很多,不同学科的交叉领域所能产生的重要结果多的不得了的情况之下,美国学生的学习方法就发生了优势。我给你们举几个例子,我想大家如果自己没有做过CAT-scan(层状扫描,俗称“CT”)的话,那么你们的父母或者祖父母一定做过。CAT- scan的发明者有一个物理学教授,他对于计算机很感兴趣,对于医学也很感兴趣,又研究过理论的X光效应,就把这几种研究综合起来,后来就发展出了 CAT-scan,并且得到了诺贝尔奖。再比如去年得到诺贝尔奖金的是NMR(核磁共振Nuclear Magnetic Resonance,NMR),现在叫MRI(磁共振成像Magnetic Resonance Imaging,MRI),这个MRI得奖的一个人叫做劳特伯(Lauterbur),他跟我在Stony Brook(纽约大学石溪分校)是同事。他比我年轻,是化学系一个年轻的助理教授。当然因为他是化学家,所以对于MRI的技术知道得很清楚。可是他也对计算很感兴趣,而且他也吸收了CAT-scan的基本观念,因此他就想我为什么不能够也做一个scan,使MRI也可以scan癌细胞。于是他想了一个很聪明的办法,就是使用了一个梯度磁场。这是一个很妙的见解,如果你不懂的话,你可以随便找一位老师,五分钟之内,对于梯度磁场为什么可以解决scan这个问题你就懂了。他只用了一个小试管和一个梯度磁场,结果今天的MRI就诞生了。这个故事告诉你们,今天的方法多得很,如果你的兴趣广一点,你就可以把好几个东西综合在一起,然后得出来从来没有过的事物或者见解。所以在今天的情形之下,每一个人都值得向广义的方向去发展,这一点对于中国教育体制下成长起来的年轻人尤其重要。dark matter(暗物质)是非常困扰人类的一件事情。 我觉得以后二三十年物理学领域中最可能取得重要贡献的地方应该是应用方向,我很难相信有基础原理性被发现出来。而应用的方向现在多得不得了,比如最近这七八年来最热的科目是BEC(玻色—爱因斯坦凝聚),BEC里头发生的变化非常之多,它对于激光的研究有重大的推进作用。因此我想在这种领域出现突破的可能性是比较大的。
假如一个学期有十次学术报告,就算你去听十次,花了二十个钟头,而二十个钟头的投资是很少的。我知道在美国也有这样的现象,很多同学不喜欢参加学术报告会。比如说在Stony Brook,每个礼拜都有一个学术报告,很多中国同学不去,我就问他们为什么不去,他们说我去了也听不懂。我说我去了也常常听不懂,可是这没有关系,你这次没听懂,过了三个月再去听另外一个讲得稍微不一样的,连续听上几次,就会有所收获,而这种收获是非常重要的。我给这种学习方式起了个名字,叫做渗透式的学习。中国传统的教育方法不注重渗透式的学习,而看重灌输式的学习,也就是猛攻,这当然是有它的好处的,可是渗透式的学习也是非常重要的。你看一个小孩子,为什么学语言学得很快呢?不是因为他听懂了每一句话,而是因为他听了一句话,过了几个钟头又听了一句话,他逐渐把每句话都综合起来,就懂了。这种学习方法到一个人年龄变大的时候就渐渐丧失了。而我认为这是一种非常重要的学习方法。尤其是在需要的知识越来越广的情况下,这种方法对研究生是很重要的。所以我觉得每一位研究生为了他们自己,应该非常愿意地去听每一节课,每一个学术报告。不懂没有关系,听多了之后就自然会有一些收获,这是非常重要的。
我在芝加哥上学的时候我的导师是泰勒(Teller)。刚去的时候我和他做过几个月的研究工作,他有五六个研究生,我们每个礼拜一块出去吃一顿午饭,他就跟每个研究生谈一谈,问我们每个人的研究做得怎么样。很快我就发现他常问的一句话是Are you having fun?这种观念在中国的教育体制之下是没有的,中国讲究“苦学”。我觉得在这方面宜于吸取他的一些经验。他的另外一个特点就是他的想法非常多,并且愿意跟任何人讨论。路上碰到你他就会抓住你跟你讲,某一个分子的对称,大家讲得都不对,于是他就给你讲一通。他讲的话常常是有道理的,可是常常也有错误。如果你指出他的错误来,他很愿意接受,他就会和你继续讨论下去,这样你就可以写一篇文章了。这种态度和中国人的观念也是不一样的,中国人常讲对于没想清楚的问题不要乱开口。他对学问的态度就是觉得做学问是一件很有意思的事情,是一件随时跟任何人都可以讨论的事情。我觉得今天的中国的大学应该注重这种观念的建立。

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