叩开学习物理的门与道
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

序二 学生的心声

我们的老师汪延茂在古稀之年,写出了我们今天这些不惑之年学子的共同心声:不要再让我们的下一代害怕物理了!

他提出了全新的“学习物理的八个理念”,并采用大量的事例生动活泼地诠释在学习初中物理的过程中,怎样用这“八个理念”自主地学好初中物理这门课程。

我们读了之后,第一反应就是既有“曲径通幽,妙趣横生”的美感,又有“会当凌绝顶,一览众山小”的愉悦,真是美不胜收,痛快至极!

例如,书中提出牛顿第一定律、惯性和惯性现象的区别和联系在哪里?

这个问题,如果让我们回到初中那个年代来回答,可能很难说得清楚。

但是,今天的初中生若读了汪老师写的下面一段文字,即刻就能豁然贯通!

牛顿第一定律,反映的是一切物体在没有受到任何外力作用时,必然处于静止或匀速直线运动状态的自然规律。

惯性,反映的是一切物体均具有维持静止或匀速直线运动状态的普遍属性。

惯性现象,反映的是物体在某一方向上失去力的作用时的牛顿第一定律的瞬间表现。

因此,物体的惯性是根本,牛顿第一定律是人们在假设物体不受任何外力作用的理想条件下,通过理性思维中逻辑推理的方法得出的,但在现实中却看不到的一种自然规律。惯性现象则是物体在某一方向上失去力的作用时,在现实中常能见到的牛顿第一定律的瞬间表现。人们常把牛顿第一定律说成惯性定律。可见,惯性定律和惯性现象,是物体在不同条件下惯性的内在和外在的两种表现,即:

一是物体在所有方向上均失去力的作用的理想条件下,我们虽看不到惯性表现,但它仍潜在于物体相对静止或匀速直线运动状态之中的惯性定律。

二是物体在某一方向上失去力的作用的特定条件下,我们常能在现实中看到的,甚至在公交车上曾经历过的惯性定律的瞬间表现,即惯性现象。

又例如,沪粤版初中物理教材中提到“雨滴将要落到地面时是匀速的”,这一自然现象的奥秘又在哪里呢?

这个问题,如果让我们回到初中那个年代来回答,恐怕更是说不清了。

但是,今天的初中生若读了汪老师用“大自然总是要尽可能地使其系统结构内部的能量耗损降低到最低为止,以确保其系统结构的稳定与和谐”这一规律或本性来阐明该自然现象时,就会茅塞顿开!

首先,雨滴在下落的过程中会自然形成流线体,因为这种形体在运动过程中受到的阻力最小,能量耗损最小,也是一种最稳定,并具有对称美感的结构。例如,不倒翁的形状就是流线体,因此,它最稳定,始终不会翻倒。又例如,各种蛋生动物下的蛋都是流线体,因为它们在下蛋的过程中受到的阻力最小,最节省能量。

接着,雨滴在下落到快接近地面的过程中,又自然地趋于重力与空气阻力二力的平衡状态,从而使雨滴进入能量耗损最小的匀速直线运动状态,进而确保了雨滴在运动线路的结构上和谐与稳定。

可见,“大自然总是要尽可能地使其系统结构内部的能量耗损降低到最低为止,以确保其系统结构的稳定与和谐”这一与生俱来的美德和品性,是非常值得我们人类学习的。

正如科学家爱因斯坦所说的,“一切科学工作都要基于这种信仰,确信宇宙存在并应该有一个完全和谐的结构。今天,我们比任何时候都没有理由让自己人云亦云地放弃这个美妙的信仰”。

再例如,书中提出大自然是怎样处理力和惯性这对矛盾的?

同样,这个问题如果让我们回到初中那个年代来回答,或许无从说起。

但是,若读了汪老师用“矛盾是事物发展的动力,事物往往是矛盾的对立统一体”这一辩证的观点,结合“大自然总是要使其系统结构稳定与和谐”的本性来诠释时,问题的答案立马就会水落石出!

力总是要改变物体的运动状态,而惯性又总是要维持物体的运动状态不变。因此,它们成了一对矛盾。

然而,大自然却十分巧妙地采用圆或椭圆运动,统一了惯性和力这对矛盾。

这说明圆或椭圆运动,是力和惯性这对矛盾的对立统一体的表现形式,而圆或椭圆恰恰又是大自然中和谐与稳定的一种结构方式,也是大自然中对称美的质朴表现。

由于科学家们发现圆或椭圆是大自然中一种稳定、和谐的结构,且具有直观对称的质朴美。于是,艺术家和文人墨客们便用不同的方式来赞誉大自然的这种美!

如下图所示:

科学家发现的自然美

艺术家彩笔下的自然美

文人墨客对联中的自然美

类似上述三个问题的妙趣横生,理中显美的解答案例,在汪老师所写的这本书中可谓比比皆是!

因此,我认为这是一本非常值得当今初中生阅读的学习参考。

陆铭

2016年2月18日

陆铭,马鞍山市第二中学91届高中毕业生,在校学习期间担任学生会主席。

2001年获得复旦大学经济学博士学位,任复旦大学教授,上海交通大学特聘教授、博士生导师,并担任中国发展研究中心主任,被选为上海市政协委员。

作为客座教授(兼研究员)受聘于北京大学、日本一桥大学等多所高校。曾担任世界银行和亚洲开发银行咨询专家。担任《经济学(季刊)》副主编。

研究领域为劳动经济学、城乡和区域发展以及社会经济学。

作为主要负责人主持过国家自然科学基金重点项目、国家社会科学基金和教育部重大项目等多项国家或省部级研究课题,以及世界银行、亚洲开发银行等国际合作研究课题。

作为主编之一出版了《空间的力量》《中国的大国经济发展道路》《中国区域经济发展:回顾与展望》《中国区域经济发展中的市场整合与工业集聚》《工资和就业的议价理论:对中国二元就业体制的效率考察》等多部专著。为教育部“十五”规划编写了《劳动经济学》《劳动与人力资源经济学》《微观经济学》等多本重点教材。多篇论文发表于 World Development,Journal of Comparative Economics, China Economic Review,Journal of Housing Economics, Review of Incomeand Wealth等国外期刊以及《中国社会科学》《经济研究》《经济学(季刊)》《世界经济》《管理世界》等国内权威期刊。研究成果获得过包括全国百篇优秀博士论文,上海市哲学社会科学一、二、三等奖,教育部中国高校人文社会科学研究优秀成果奖,人事部人事科研奖在内的多个奖项。

获得的荣誉包括教育部新世纪优秀人才、上海市教委曙光学者(2005年)、上海市领军人才(2009年)和上海市十大青年经济人物(2010年)。