耶鲁基础物理1.1开场白



基础物理课程为期一学年,从伽利略和牛顿开始,一直讲到上世纪的物理学革命,即相对论和量子力学。本课程面向的学生的专业背景非常广泛,事实上,我对此也很惊讶。我不知道你们的专业是什么,我也不知道你们以后会做什么工作,我就选择讲一些令我们学物理的人着迷的课题,有些内容对于你们可能有用,也有些内容也可能没用,哪些有哪些没用,你们本人也未必知道。

有些同学将来可能做医生,现在搞不懂什么时候能用上相对论和量子力学。给你说个情况吧,如果你的病人以光速跑了,学了本课程,你就知道该怎么办。再说个情况,你要是做了儿科医生,学过本课程,你就知道你的小病人为何坐不住。根据量子力学,非常小的物体不能同时具有确定的位置和动量。因此,本课的内容,你不知道在什么时候就用上了。我选取的内容是吸引我走入物理领域的那些内容,不管你将来会不会学物理,你都应该知道物理一路走到今天,经历过的那些巨大的且有趣的革命性进展。

好,以上就是课程内容的介绍。现在,我谈一下课堂。首先,课堂将录像,你们可以看到,教室后面架着摄像机忙碌的人。本课堂是休利特基金会资助的一个实验项目的一部分。休利特基金会将决定课堂录像的用途。最可能的方式是发布到网上,让全世界各地的人与课堂上的你们雨露均沾本课程。有关方面告诉我,我们应忘掉摄像机,像往常一样正常上课。我提出,我在课堂上讲的段子如果包袱没响,后期能不能加上笑声,结果我的提议被拒绝。段子该讲还是要讲,响不响的,随意吧。 我们的课堂就像真人秀,原样呈现。希望一段时间之后,我们能行为如常,忽略摄像机的存在。另外,课程更多细节,我会放在课程网站上。

课程组织非常简单,周一三11:30-12:45在本教室上课。周三会布置作业题,题目见课程网站。你们要经常浏览下课程网站,是我们的课程的重要组成部分。

你们的助教是 Mara Baraban. 她负责课后答疑、批改作业和打分。周三上课之前收作业,不要在课堂上突击作业。周三下午,作业答案会贴在网上,迟交作业是没分的。

请假要有充分的理由,结婚、器官移植,都是充分的理由,但是,你做了器官移植,换下的器官要给我看看,你结婚了,对象要领来我看看。如果你拿爷爷奶奶姥姥姥爷的生命请假,要注意,每个人只能使用一次。如果超过一次,需要说明一下自己的身世。

评分方法如下,作业占 20% ,期中占30% ,期末占 50%。本课程另有“特赦计划” ,即按以上方式加权平均之后的成绩与期末成绩相比较,取较高者作为最终成绩。我以前都是在学期末公布此计划,有学生抗议不公平,这次,我在课程一开始就给大家讲明,但是,大家不要妄想,期末成绩会与平时成绩有巨大差别,这只是在期中考试之后,给你点盼头,让你觉得你还有求生自救的机会。你也许会一夜之间脱胎换骨,这样的事情也发生过。有学生没学过物理课,没不知道如何学物理,慢慢赶上来,正好在期末的时候,对物理豁然开朗,突然开窍了。对我而言,这很好。期末闭卷考试的时候,你把题目都做了,我不关心你的作业和期中考试怎么样,这和期末毫无关系。

最后,我想谈谈如何学好物理,应该秉持何态度来学物理。首先,要来上课。这不是我自私的要求,你上不上课,我不会多领或少领工资。我认为来听课还是有用的。其次,教材,你可以看到,你手里的教材,大约1100页,我上学那会儿,教材只有300页。我看教室里的同学,没有谁脑袋是我脑袋的3倍大,我觉得你们消化不了书中的全部知识,因此我只讲我觉得最基础的内容。因此,你来上课,才能知道我讲了哪些内容,没讲哪些内容。如果你不来,你会多学一些本不必学的内容。你一定不想这样吧。所以,一定要来上课。

要学好物理,最重要的事情是要做作业。作业分占总分的20%,这不能体现作业的重要性。作业能让你明白,你懂了多少,还有多少没懂。你看着我在黑板上写写画画,内容讲得顺理成章,貌似自己都听懂了,但是,只有亲自动手做题,才能知道自己是不是真懂了。我要求大家,作业题布置下去就要做。作业每周一次,涵盖本周两次课的内容。你要第一时间把作业完成,因为我默认你来听新课的时候,以前的作业都做过了。做作业的过程中可以讨论,不必一个人战斗,与作业死磕。物理不是这样的搞法。我正在完成的论文就是与两个人合作在写。我的实验同事会与成百上千人共同写论文。日内瓦或费米实验室的大型对撞机实验会有几百人共同合作完成。合作完成作业完全没问题,但是你要在合作中真的出了力。你和其他人讨论如何做某道题,那么其他人就会有所贡献,题目做完,你要知道每个参与讨论的人各自的贡献是什么。 做作业,重要的不是解除答案,而是完全理解解题过程。你们也可以求助助教。

每天都有助教在本科生自修室恭候诸位大驾。我希望大家都去。自修室非常漂亮,还有大牛出没。我们课程的答疑室在三楼,你会在那里遇到为同样的作业题苦思冥想的同学,也会遇到高年级的同学,遇到学霸,还有你们的助教。那里有很好的学习氛围。那里有咖啡机,有沙发,等等。还有计算机和打印机,真是学习的好地方,我觉得一周在那里呆上一天做作业,想必是极好的。那里也是约会的好地方。

最后一点,这一点很重要,请注意听,课堂上不要交头接耳。你觉得说说话无伤大雅,但这让我很生气,这是课堂上唯一让我上火的事情。大多数时间,我不真地在意。真的不在意,只是很烦,让我难以把握你们听懂多少,还让我无法集中注意力。所以,课堂上不要说话。你课堂上说话,我会认为你在编排我,你呵呵笑,我会认为你在取笑我。 我不想出现这样的情况,说话让我很受打扰,还会打乱我的思路。我要求大家把课堂说笑限制到最低限度。偶尔让近邻同学帮你捡个东西还是可以的,但不要老捡东西。

再说一个古老的问题,即课堂上睡觉的问题。我对此没有意见,想睡就睡。同学们都不容易,缺少休息。前几排最容易睡。有学生必须坐到前两排,坐到后面听不清我说话,睡不着。睡觉可以,但说梦话不可以。如果你想睡觉,睡到两个不睡觉的同学之间,如果一排同学都睡觉,容易集体从座位上摔下来。我不希望发生多米诺效应。课堂在录像,这种情况被录下来,有损我的名声,也会让你出名。

我尽量做到按时下课,有时候到了下课时间,但我一句话才说到一般,一个推导才推了一半,我可能会拖堂几分钟。大家不要跺脚来催我,也不要着急清理你的东西。我知道时间。我跟你们一样想下课,但请让我讲完。也有时候,我会早下课几分钟。物理思想不会可丁可卯正好75分钟。我以前都是每周三次50分钟的课,这是第一次上每周两次75分钟的课,时间可能不会把握那么好。

再说一下录像的事。录像不会影响你上课,摄像机在教室后面,只会拍下你的后脑勺,你没有机会成为明星。如果你的后脑勺比你的脸更具有演技,那你还是有机会,祝你好运。不要担心录像,顶多录下你的话,甚至录不到你的声音。

关于课堂讲话的事情,我再明确一下。我不喜欢你们交头接耳,那让我分心,但是,你可以随时打断我。我搞物理不知道多少年了,只有你们提出的问题,会给我带来新鲜感。随时提问,不要觉得影响了课程的进度。教学大纲不是僵化不变的,我们可以随时调整,回答你们的问题比我唱独角戏更令人兴奋,所以,不要有心理压力。一跟不上就打断我,不要觉得你跟不上是因为自己理解力有问题。通常的情况是,你们会提出我从未想过的问题,很有意思的事情。这些内容重复讲了一年又一年,听起来很有道理,你突然提出一个没听懂的问题,使有些内容听起来不合理,可以让我们一起讨论问题,所有人都会觉得有意思。另外一个常见的现象是,有些问题是我们大家共同的问题,你的同学会感激你提出问题。课下再有问题,可以给助教发邮件。

问题

  1. 教授讲:“你要是做了儿科医生,学过本课程,你就知道你的小病人为何坐不住。”这个幽默的梗是什么?
  2. 学好物理,最重要的事情是什么?

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