如果你問我:『人類文明的最大成就是什麼?』我說是科學。『人類與禽獸最大的不同是什麼?』我也說是科學。人會寫情書追求異性,小鳥也會唱歌求偶。人會互助合作、犧牲小我以完成大我,蜜蜂、螞蟻也會。人之異於禽獸,終究在於人會想要了解宇宙萬物的構造與自我的來源,人也似乎真有這個能力,而這也是科學的最終目的。 如果你問我:『科學的基礎是什麼?』我會說是物理學。因為物理學所研究的是宇宙萬物的基本原理,所以它是所有科學的靈魂。發現原子結構的大科學家拉塞福曾說:『除了物理學,所有的科學都等同於集郵。』以現在的時空背景來看,這樣說並非公平,但是他想表達的意思是集郵需要很多知識,但是不需要很多原理,所以了解原理是學習物理的要務。現在的其他科學領域也很重視原理的建立,而不只是物理學。
但是我們如何得知宇宙萬物的基本原理?人類的經驗極為有限,難免對於未知的事物充滿想像,甚至於一廂情願地相信自己的想像。例如古人認為天是圓的,地是方的,又認為金木水火土為基本元素,這些想像無法通過現代實驗的檢驗。如果我們所認知的世界是建築在經驗之上,那麼延伸自己淺薄的經驗就是了解宇宙萬物的不二法門。
如何延伸自己淺薄的經驗?如何擺脫自己感官和情緒的蒙蔽?答案是靠著精益求精的實驗儀器和逐步演進的科學原理。一方面我們必須研讀科學發展的歷史,以了解前輩們如何從廣泛的實驗中歸納出科學原理,另一方面我們也必須學習製作儀器和執行實驗的技術,以能更進一步檢驗這些原理或發現更新更廣的原理。實驗物理教育的目的就是在於培養各位製作儀器和執行實驗的技術,讓各位具有勇於探索的能力和信心,能將思維化為行動。
我們文化的弱點在於重知而不重行,重議論而輕工藝,以至於科學發展落後。明代的學者王陽明主張『格物致知』,可是當他的弟子問他如何『格竹子』以取得關於竹子的知識,他就無法回答。可見若無實驗的方法和技術,是無法發掘知識的。在現代的科學事業裡,不僅需要學習製作儀器和執行實驗的技術,還需要學習(1)資訊的紀錄、管理、和傳播,(2)與其他人的互助合作,(3)資源的發掘與運用。這些技能必須從實作中磨練。本課程將提供各位這個磨練的平台。
各位從國中到高中,可能比較習慣於填鴨式的教學,也就是老師直接告訴你答案,直接告訴你解題妙法,而不是你們自己去尋找答案、發明解法。我們都知道拿魚救濟窮人不如教他釣魚的道理,所以在大學裡學習如何自己教自己是一個重要的課題。因此,你們不可能依靠聽演講來學習實驗物理,而是必須一點一滴地從實作中累積經驗,以充實知識,建立自信。你們在填鴨式的教育下學了六年的英文,結果英文能聽嗎?能講嗎?能寫作嗎?閱讀速度又如何?老師不教的技能,例如打棒球,騎單車,游泳,下載網路的盜版影片,你們卻能學得很好,可見只要有足夠的動機,你們就是無師自通的專家。相信自己的能力,了解自己的潛力,是成功的第一步。
從高中到大學,你的學歷跳了一級,你同學的平均智能和成就也同樣跳了一級。所以大學的學業競爭只會比高中更慘烈。如果你們想要放輕鬆,就該想想北京大學、北京清華大學、上海交通大學圖書館的燈火通明、人潮洶湧。這些人的智能不會輸給你們,也想要過比你們更好的生活。大陸有13億人,印度有11億人,都想要升級。而地球就這麼大,資源就這麼多,當他們起來與你競爭時,你還能存活嗎?在這兩年中,你的英文能力、數學能力、組織能力、工作效率、耐性、毅力、進取心都必須突飛猛進,才能在國際間立足。因此,請不要問我這門課能不能輕鬆一點,能不能準時離開實驗室。你已經被生出來了,無路可逃了,面對現實往前衝,才有機會突破困境。
汪治平 Jyhpyng Wang
但是我們如何得知宇宙萬物的基本原理?人類的經驗極為有限,難免對於未知的事物充滿想像,甚至於一廂情願地相信自己的想像。例如古人認為天是圓的,地是方的,又認為金木水火土為基本元素,這些想像無法通過現代實驗的檢驗。如果我們所認知的世界是建築在經驗之上,那麼延伸自己淺薄的經驗就是了解宇宙萬物的不二法門。
如何延伸自己淺薄的經驗?如何擺脫自己感官和情緒的蒙蔽?答案是靠著精益求精的實驗儀器和逐步演進的科學原理。一方面我們必須研讀科學發展的歷史,以了解前輩們如何從廣泛的實驗中歸納出科學原理,另一方面我們也必須學習製作儀器和執行實驗的技術,以能更進一步檢驗這些原理或發現更新更廣的原理。實驗物理教育的目的就是在於培養各位製作儀器和執行實驗的技術,讓各位具有勇於探索的能力和信心,能將思維化為行動。
我們文化的弱點在於重知而不重行,重議論而輕工藝,以至於科學發展落後。明代的學者王陽明主張『格物致知』,可是當他的弟子問他如何『格竹子』以取得關於竹子的知識,他就無法回答。可見若無實驗的方法和技術,是無法發掘知識的。在現代的科學事業裡,不僅需要學習製作儀器和執行實驗的技術,還需要學習(1)資訊的紀錄、管理、和傳播,(2)與其他人的互助合作,(3)資源的發掘與運用。這些技能必須從實作中磨練。本課程將提供各位這個磨練的平台。
各位從國中到高中,可能比較習慣於填鴨式的教學,也就是老師直接告訴你答案,直接告訴你解題妙法,而不是你們自己去尋找答案、發明解法。我們都知道拿魚救濟窮人不如教他釣魚的道理,所以在大學裡學習如何自己教自己是一個重要的課題。因此,你們不可能依靠聽演講來學習實驗物理,而是必須一點一滴地從實作中累積經驗,以充實知識,建立自信。你們在填鴨式的教育下學了六年的英文,結果英文能聽嗎?能講嗎?能寫作嗎?閱讀速度又如何?老師不教的技能,例如打棒球,騎單車,游泳,下載網路的盜版影片,你們卻能學得很好,可見只要有足夠的動機,你們就是無師自通的專家。相信自己的能力,了解自己的潛力,是成功的第一步。
從高中到大學,你的學歷跳了一級,你同學的平均智能和成就也同樣跳了一級。所以大學的學業競爭只會比高中更慘烈。如果你們想要放輕鬆,就該想想北京大學、北京清華大學、上海交通大學圖書館的燈火通明、人潮洶湧。這些人的智能不會輸給你們,也想要過比你們更好的生活。大陸有13億人,印度有11億人,都想要升級。而地球就這麼大,資源就這麼多,當他們起來與你競爭時,你還能存活嗎?在這兩年中,你的英文能力、數學能力、組織能力、工作效率、耐性、毅力、進取心都必須突飛猛進,才能在國際間立足。因此,請不要問我這門課能不能輕鬆一點,能不能準時離開實驗室。你已經被生出來了,無路可逃了,面對現實往前衝,才有機會突破困境。
汪治平 Jyhpyng Wang