我觉得这个问题,首先需要有一个合理的定义,什么才叫“读懂”?
很多人说你没学过微积分,没学过线代,没学过复变函数,你绝对读不懂量子力学,这当然没错。但问题是,如果我们极其严苛地定义“懂”这个概念,就算你学习了以上所有知识,你就“懂得”了量子力学吗?我们可以接着说,你怎么能不学泛函,不学群论,不学张量计算,微分流形,规范场论……即便上升到最前沿的领域,没有彻底把量子引力搞清楚之前,谁又敢说自己完全“读懂”了量力?最后无非就是归到费曼所说的“没有人真正懂得量子力学”。
现在普通人一提想要读一点量子论,就有很多人跳出来说如果你不学这个,不学那个,就不可能真正读懂,这个趋势似乎有点极端。按此逻辑,我们还可以问:中学生不会求解麦克斯韦方程组,所以是否就没有权利去试图理解“光是一种电磁波”的事实?中学生不明白最小作用量原理,不会写拉氏量,哈密顿方程,所以干脆连牛顿三定律也别学了?甚至推到极端,你大可以问:小学生能不能“搞懂”1+1=2?
很多人也许都听过这个笑话,说一个俄国数学家跑到法国小学,问小学生:1加2等于几?小学生说我不知道具体答案,但我知道1加2肯定等于2加1。再问他为什么?他说:这还不明显?因为整数在加法运算下构成了阿贝尔群啊。
这个笑话当然是用来嘲笑当年法国的布尔巴基学派的,按照这个学派的想法,哪怕再简单的数学,也必须从“最本质”,“最深刻”的基础开始学起。但是,实践显然告诉我们,这是行不通的。费曼在他的物理学讲义里开宗明义地说,我们不可能一上来就摆出最“基础”,最“本质”的高深定律,而必须从一些更容易理解的,“近似正确的”定律开始。这还是针对大学物理专业的学生而言。对于更低层次的人群,更为科普的目的来说,这就更不应该成为一个问题。很多虽然严格来说是“错误”,但更加容易理解的手段和比喻是绝对需要的,这些都不应该成为苛责的理由。
任何学习,都是要讲究方式方法,需要符合认知规律的。幼儿园老师告诉你3不能减5,因为小的数字不能减大的。然后到了小学,老师告诉你:其实可以,因为还有负数。与此同时,小学老师又说负数不能开平方根,因为任何数的平方都是正的。然而到了中学,新的老师又告诉你:其实可以,因为还有一种东西叫虚数。那么,难道以前的老师都是在骗你吗?都是在误人子弟吗?当然不是,随着掌握知识的增多,你自然会推翻一些之前的结论,这本身就是一个学习的过程。
很多人总是痛心疾首地说,普通人在没有掌握足够数学的情况下,囫囵吞枣地接受一些结论是不可取的,是有害的,会毁掉一个未来的大科学家……先不说99.9%的普通人根本并不打算专职从事科研工作,无非是想多了解一些知识,开开眼界而已。就算真的有志于此,难道中学课本,或者科普读物上的一些经过简化的“错误描述”,就能毁掉一个真正的物理天才?连最基本的继续学习和纠错能力都没有,这样的人还能叫做“真正的物理天才”吗?中学课本里至今还告诉我们“电子绕着原子核运转”,还贴心地在图示里画了一层层的玻尔原子轨道,这究竟毁掉了多少未来的量子物理学家?再比如人人都知道的公式E=mc^2,你非要纠结为什么不严格地区分动质量和静质量?为什么不把这个公式写成完整的形式?甚至你还可以说宇宙其实整体上没有平移对称性,所以不存在能量守恒,所以这个公式是错的,谁记住了这个公式,谁就铸下了大错,沦为了笑柄,甚至毁掉了未来的学术生涯……
至于吗?
所以我觉得,给普通人,中学生,乃至小学生讲讲相对论,量子物理之类的东西,怎么也不能算是一种罪过吧?(更何况现在都已经有《给宝宝的量子物理》了)当然,作为学生而言,也需要有一个清醒的认识,就是学习是分层次的,在小学基础上理解的“量子力学”,跟在中学、大学、乃至博士生基础上理解的“量子力学”都不是一回事,甚至在很多具体结论上可能是矛盾冲突,乃至截然相反的。从最浅层的,很容易图像化,而且听上去也很炫酷的“波粒二象性”、“薛定谔的猫”、“平行宇宙”之类,一点点上升到比较抽象的波函数,薛定谔方程,然后再升高一个层次,你会理解这其实本质上就是希尔伯特空间中态矢量的映射,包括什么是算符,什么是本征态,什么是密度矩阵之类,再上面还有更多高深的名词,诸如U(1)群,SU(2)群之类,但是,越到上层,其实你的理解就更为深入,更为“基础”。而随着这些认识的加深,你也就逐渐会认识到之前的“理解”其实很多都是错误的,是不全面的,或者是有更底层的理解方式的。
好比很多人可能上来就听说量子力学是不确定的,薛定谔猫代表了某种概率的状态,诸如此类科普的说法,但是当你深入学习之后,你会发现其实恰恰相反,薛定谔猫态其实是一个“确定”的状态,甚至量子力学本身也完全有可能是“确定”的(只存在酉演化),所谓的不确定性,只是某种对量子力学的“解释”而已(以哥本哈根解释为代表)。但是,这种“推翻”本身就是学习的过程,而且当你深入理解这个问题之后,你也就更能理解为什么会有这种截然不同的认识。这种“错误的简化”在中小学阶段的教育中数不胜数,也不见有多少人非要跑去跟小学老师较劲?为什么非要在诸如相对论或者量子论之类的问题上纠缠不休呢?
所以我觉得大家都应该放平心态。学生出于兴趣去读读关于前沿理论的科普并不是一件坏事,但是要明白从中只能获得一种粗浅的,甚至很可能是“错误”的理解。不要就此以为自己掌握了宇宙真理,更不要从此自由发挥,去想当然地创造自己的“理论”。而真正研究到这个领域的人,也不必过于纠结这种“错误”。从大众教育的角度出发,适当牺牲准确性是必须的,也是向来如此的。小孩长大之后,自然会明白地球并不是真正的“圆形”,也并不“绕着太阳转”,更不必气急败坏,去指责这些知识有多错误云云。
好比小学老师教加法,她告诉你:一个苹果加上一个苹果等于两个苹果,所以1+1=2。如果一个数学教授非要冲上去,大吼大叫说你这是误人子弟!不教集合论,不介绍ZFC公理系统,不讲讲皮亚诺公理,怎么能让他们真正明白为什么1+1=2?那么,你觉得是小学老师有问题,还是这个数学教授有问题?
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:曹天元 Capo
【知乎日报】千万用户的选择,做朋友圈里的新鲜事分享大牛。
点击下载
此问题还有 64 个回答,查看全部。
延伸阅读:
高中基础怎么自学量子力学?
本文转自: http://www.zhihu.com/question/278469566/answer/2453873860?utm_campaign=rss&utm_medium=rss&utm_source=rss&utm_content=title
本站仅做收录,版权归原作者所有。