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在费曼学习法风靡之前,他根本不是一个好老师!

在费曼学习法风靡之前,他根本不是一个好老师!

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所谓“费曼学习法”,只是费曼对教育、学习和科研的态度与方法中的冰山一角。如果我们抱着“费曼学习法”这个词当作救命的宝贝,反而会让它的创造者大发脾气。

图 | 费曼与施温格在一起

来源 | 《费曼传:天才的人生与思想世界》

作者 | [美] 詹姆斯·格雷克

译者 | 高爽 赵晓蕊

1

试错、发现、自由探索,才是求真的原则

孩子们摆弄收音机、偷偷拆装机械钟表的年代一去不返。世界上就此少了一种学习科学的绝佳方式。拉扯收音机里面的电线和元件,组装钟表里的齿轮和链条……光、电、力学就在眼前。

很多物理学家都是从摆弄收音机开始接触物理学的,费曼也是一样。他从邻居那里收集来电子管和老旧电池,组装变压器、开关和线圈。他经常需要把散发焦味、冒烟的东西举到二楼房间的窗外,燃烧的灰烬会飘到院子里的草地上。当费曼的妈妈在打桥牌的时候,如果有刺激性的气味飘来,她就会知道费曼正把他的金属废纸篓举到窗外。

9岁的妹妹琼给他当实验室助手,每个星期有4分钱的报酬。助手的职责包括把手指头放进电火花之间,忍受轻微的电击,来让朋友们开心。

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少年时代的费曼

当费曼在里约的巴西大学讲授基本电磁学时,学生们的表现令他大失所望。这些学生性格温顺,但拒绝提问,一贯死记硬背。在热情奔放的费曼面前,他们显得生硬而呆板。学生们可以背出“摩擦发光”的定义:晶体在机械力下发出的光。但费曼真希望把他们送进一间黑暗的房间,用一把钳子、一个糖块或一个救生圈来亲自看一看微弱的蓝色闪光——就像他小时候做的那样。

曾有这么一道考题:“望远镜有哪四种类型?”学生能回答出来:牛顿望远镜、卡塞格林望远镜……然而费曼感到,望远镜真正的意义被遗忘了:它们是帮助人类开启科学革命的仪器,展示了星星的浩瀚。

“你们懂科学吗?不懂!你们只是用其他词语解释一个词的含义,而没有说出任何关于自然界的东西……”

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费曼在巴西,前排左起第五

费曼把自己的科学启蒙归功于父亲。费曼的父亲看重好奇心的价值,鄙视事物的外表。作为卖制服的商人,他希望费曼不要通过嘴上说的只言片语和身上穿的制服就轻信别人。每当父子一起散步的时候,父亲总会翻开石头,给小费曼讲讲蚂蚁和虫子,或者讲讲星星和海浪。

关于费曼的父亲,有不少著名的故事,大家可能都听过那个和鸟有关的故事。

有一天,一个男孩问费曼:“看到那只鸟了吗?它是什么鸟?”我回答:“我完全不知道那是什么鸟。”

男孩说:“那叫棕喉鸫。你爸爸什么都没教你吗?”

其实,父亲已经教过我:“看到那只鸟了吗?它叫斯宾塞莺(Spencer’s warbler)。”

我明白父亲并不知道这只鸟真正的名字。

他说:“在意大利语里它叫Chutto Lapittida,在葡萄牙语里叫Bom da Peida,在汉语(粤语)里叫Chung-long-tah,在日语里叫Katano Tekeda。你可以知道这只鸟在世界上所有语言里的名称,可是然后呢,你对这只鸟还是一无所知。你仅仅学到了不同地方的人用不同的名字来称呼这只鸟而已。所以,我们来仔细观察这只鸟正在做什么吧,这才是最重要的。”

父亲喜欢考虑事情的过程而不是事情本身。他渴望解释这些知识,但时常力不从心。费曼后来才意识到,有些事情是父亲编出来的。但这些教育的价值在于思考科学知识的方式。

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费曼一家

费曼鄙视文字游戏。等他从巴西回到美国,发现美国的教育中也有同样的情况,这种思维模式不仅表现在学生的习惯上,而且在电视问答节目、在畅销科普书和教材中都有。

他希望和每个人分享他对知识的态度。他坐在咖啡桌前,竖起耳朵听糖撞击冰茶表面时发出的声音——既像嘶嘶声,又像沙沙声。如果有人问这种现象叫什么,他就会大发雷霆。他尊重的是“完全不知道”、从第一原理出发“求真”的态度:在白水中、在温茶中加糖,在已经饱和的茶中加糖、加盐……直到呼呼声变成嘶嘶声。试错、发现、自由探索,才是求真的原则。

他痛恨的不仅仅是标准化知识带来的“空洞”。死记硬背的学习方式会损害他在科学中所珍视的一切:创造精神,寻求更好的方法的习惯。

科学知识有很多类,但实用的知识是费曼的专长。对他来说,知识不是描述,它是行动和成就。与他的许多同事——那些受欧洲传统教育的科学家——不同,费曼不看画,不听音乐,不看书,甚至不看科学书籍。他拒绝让其他科学家向他详细解释任何东西,这常常让他们感到非常沮丧。不管怎样,他还是会学习。他毫无偏见地追求知识。

费曼说,通过实践获得的那种知识“给人一种世界稳定且现实的感觉,驱除了许多恐惧和迷信”。他思考科学意味着什么,知识意味着什么。他告诉巴西的学生:科学是一种方法,它教导人们如何知道某些东西,什么是不知道的,在多大程度上知道(因为没有什么是人们绝对知道的),如何应对怀疑和不确定性,证据规则是什么,如何思考事物以便做出判断,如何区分真理、欺诈和假象。牛顿望远镜或卡塞格林望远镜虽然发挥了极大的优势,但也有缺陷和局限性。一个真正的科学家,即使是理论家,也需要了解这一点。

2

答案是最重要的

成名之后,费曼被视为一位伟大的教育家。但事实上,就算是一位中等水平的物理学家也很少像费曼那样,不但留不下几个骨干学生,而且拼命地推卸教学任务。科学界仍然保留着“师傅带徒弟”的传统,但很少有人能以这种方式跟随费曼学习。他没有耐心指导学生,给那些恳求他担任论文导师的学生设置了很高的门槛,对学生在生活中遇到的烦恼更是束手无策。

尽管如此,当费曼教书时,他在这个领域留下了深刻的印记。多年间,他在劳里森实验室地下室的一个小房间里开设了一门神秘的、没有名分、没有学分课程,名为“物理学X”,学生仅限本科生。在多年后,一些物理学家回忆起这个不可预知的自由研讨会,认为这是他们受到的教育中最强烈的智力体验。每周有一天下午,本科生们会聚集在一起,提出他们想提的任何科学问题,费曼则会即兴发挥。他对这些学生的影响是巨大的。在离开实验室地下室的时候,他们经常感觉,有一条通往粗犷神谕的隐秘通道。

然而,是他自己的孩子让他形成了这种教学态度。有了孩子以后,费曼在养育儿女的过程中把视线转移到儿童教育的问题上。在儿子卡尔四岁时,费曼积极游说,反对加利福尼亚的学校准备采用的一本一年级科学课本。

这本书以一只发条机械狗、一只真正的狗和一辆摩托车为主题的一系列图片开始,每张图下都有同样的问题:“是什么让它运动?”书中给出的答案是“是能量让它运动”。这激怒了费曼。

他认为这是同义反复,是一个空定义。费曼一生以理解能量的深层抽象为职业,他说,科学课程最好以拆开一只玩具狗为开始,展现精巧的齿轮和棘轮。他说,告诉一年级学生“是能量让它运动”并不比说“是上帝让它运动”或“是可动性使它运动”更有用。

他提出了一项简单的测试,来判断一个人是在教授思想还是仅仅是定义:

“不用你刚刚学会的新单词,试着用你自己的语言重新表述你刚刚学过的东西。不要用能量这个词,告诉我,你现在对狗的运动有什么了解。”

重力使其下落,或摩擦使其磨损——这都是空洞的。“皮鞋会磨损,是因为它会与人行道相摩擦,人行道上凹凸不平的地方会抓住碎片并将其扯下来。”这才是知识。在尝试向加州理工大学新生传授基础知识后,他认为,完全可能向小学一年级学生传授真正的知识。“简单地说,直接说‘这是因为摩擦’是可悲的,因为这不是科学。”

1964年,向来讨厌行政事务的费曼罕见地决定加入一个公共委员会,负责为加利福尼亚的小学选择数学教材。在传统上,这个职位是一个闲差,但能私下从教科书出版商那里收到各种各样的好处。费曼发现,很少有委员真正读过教科书,但他决定把这些书全部读完。

这恰好是美国儿童教育史中所谓“新数学”的时代:在小学教育中,引入了集合论和非十进制数系统等高级概念。这种现代化的数学教学法备受争议。《纽约客》的漫画捕捉到了家长们的紧张情绪。画中的小女孩解释道:“爸爸,你看,这个集等于你赚的所有美元,你的支出是它的一个子集,其中的一个子集是你的扣除额。”

费曼将一把刀插进了“新数学”的泡沫中。他对委员们说,改革者的教科书中所呈现的“集合”是最阴险、迂腐的一个例子:为了定义而做出新定义,完全是只引入词语,却不引入思想的做法。

一本被推荐使用的入门教材如此指导一年级学生:“判断这个棒棒糖集合中的数量是否和这个女孩集合中的数量相等。”费曼将这描述为一种“病”。这既不清晰,也没有任何精确性。还不如说:“看看女孩们是否有足够的棒棒糖。”他说,术语,应该等到需要的时候再用,而集合论的独特语言可能永远都用不上。

费曼对改革儿童数学教学有自己的想法。他建议一年级学生在学习加减法时,可以自由选择任何适合当前问题的方法。一个听起来很时髦的理念是,只要你使用正确的方法,答案是什么并不重要。对费曼来说,没有哪种教育哲学比这更错误了。他说,答案是最重要的。

他列举了一个已经学会计数的孩子在学习做加法的过程中可以使用的一些技巧。孩子可以将两组合成一组,只需计算合并后的组:将5只鸭子和3只鸭子加在一起,可以数出8只鸭子。孩子还可以掰手指,或在心里一个个数:1、2、3……6、7、8。人们可以记住标准组合。更大的数可以通过分组来掌握,例如,将一堆硬币分成5枚一组,然后数出有多少组。还可以在一条线上标记数字,并计算间隔数。

对费曼来说,标准教材太死板了。计算29 +3被认为是三年级的问题,因为它需要用到“高阶”的进位法则。然而费曼指出,一年级学生也可以数一数30、31、32来解决这个问题。为什么不给孩子们简单的代数问题,比如,2乘以什么加3等于7?,并鼓励他们通过试错来解决这些问题?真正的科学家就是这样工作的。

实际上,成功的数学使用者是在特定情况下发明能得到答案的新方法的人。发明属于自己的方法(就算别人已经知道这种方法了),通常比通过查找再得到它,容易得多。

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费曼和儿子卡尔、女儿米歇尔在沙滩上

与其用某一种正统的方法,不如用一些眼花缭乱的技巧——这就是他在辅导家庭作业时,教育自己孩子的方式。费曼的女儿米歇尔知道,爸爸有一千条捷径,而这些捷径经常会让她在算术老师那里遇到麻烦。

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《费曼传:天才的人生与思想世界》

作者:[美] 詹姆斯·格雷克

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