第03版:教师周刊·浙派教师
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2021年12月31日 星期

通向“云端”的学问

书 名:《云端脚下:从一元二次
方程到规范场论》
作 者:曹则贤
出版社:中国出版集团

本期荐书人:杨继林,宁波市教研室副主任,浙江省物理特级教师,宁波市领军和拔尖人才,人教社教材培训专家成员,浙江省基础教育课程改革专业指导委员会成员。

“这是一本视界垂直的书,讲述了从一元二次方程、三次方程、四次方程到代数不可解的五次方程,引出复数与超复数、线性代数以及群论,最终成就了量子力学、相对论和规范场论的伟大历程,再现人类在数学和物理领域里三千余年的智慧结晶。”这是中国科学院物理研究所研究员曹则贤撰写的《云端脚下:从一元二次方程到规范场论》一书的简介。

怀着对物理世界的好奇和对曹则贤的敬仰,得知这本书出版,我第一时间就在网上点了“下单”。一旦到手,便“孜孜”拜读。不得不说,它满足了我的期待。当我合上这本书的时候,心中仍然有再次打开的冲动。

它是一本科普书,但又是一本另类的科普书,更像是一本极致的“导览书”,告诉读者一条神奇的通往数学和物理学的“天路”。从熟知的一元二次方程出发,经过三次方程、四次方程到代数不可解的五次方程,途中经过复数等数学景点和电磁学等物理景点,为我们讲述了量子力学、相对论和规范场论的伟大发展历程,能极大地扩充我们的眼界。这对中学年轻物理教师而言极有裨益。

众所周知,高中的物理教学对于学生的科学素质养成具有不可替代的作用。一般的科普书籍用通俗易懂的语言、形象的比喻把高深的科学知识进行普及化讲述,教师一旦用普及化的方式讲述科学真理,有时候难免在精确性、严密性上出现局限,相应地就会产生一些似是而非的“名词”或“科学概念”的误用。作为有一定知识背景的高中物理教师,若要提升自身的理论水准,为呈现高水平教学打底,要多读一些类似《云端脚下:从一元二次方程到规范场论》的书籍,以提高知识涵养。读书不可能像品咖啡般的轻松与提神,真正的阅读是需要经历反反复复的心灵搅拌,才得以在文字丛林中收获思想的辉芒。

那么,该书为什么有这么深奥的学问?粒沙藏世界,滴水见大海。曹则贤用这本书告诉我们,从“脚下的泥泞开始”,其中“隐藏着通向云端的学问”:从“苹果落地”通向万有引力,从“追光实验”通向相对论,从“热辐射”通向量子力学。这本书也在善意地提醒我们,不要轻视基础教育的教学内容,一元二次方程值得细品。诺贝尔物理学奖获得者费恩曼曾说过,假如由于某种大灾难,所有的科学知识都丢失了,只有一句话可以传给下一代,这句话就是:“物质是原子构成的。”这本书传递的智慧因子,对基础教育阶段的物理教师是弥足珍贵的引领:它告诫我们,既要看到一元二次方程打下的地基,也要琢磨规范场论追寻的深意。

对于我们这些从事基础教育教学工作的教师而言,此书还有很多的启示。现在的教学大多有社会化功利诉求,我们不得不直言并且直面的教育实然状态通常是:考什么就教(学)什么,不考就不教(学)。如此一来,科学教育的价值大打折扣。曹则贤在这本书里提供了方法论,即把一些早已拆掉的脚手架重新搭建起来,把历史和逻辑的步骤补齐,努力想让你知道路从何来,引向何处,帮助我们更好地了解数学和物理的“宏伟建筑”。我们的教学过程不就是为学生的学习搭建脚手架吗?我们从事的是基础教育,但我们的学生有无限成长的可能,我们的科学教育理当应该在为学有余力的学生提供更广阔的平台方面竭尽所能。

当然,本书终点是规范场论。没有这样的科普书,也许我们终其一生未必有幸亲近“数学物理的巅峰”。概念不理解、方程不认识,但“如果我们愿意,我们能学会,哪怕是只学会一点点,那也很好”。我还是想邀请你到《云端脚下:从一元二次方程到规范场论》中来,看看曹则贤如何追根溯源,将代数方程、复数和超复数、群论、规范场论串联起来。即便是对于一元二次方程并没有真正的认识、一元三次方程是怎么解的也从来没有见过的教师,也可以来看看曹则贤写的这本书,这本书也许能让你看无数遍。因为,它正如卡尔维诺所说的那样,一本好书总是让你在与它不断的对话中确立自己。


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