为什么这么多伟大的科学家都是物理学家?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-02

理查德·费曼(Richard)是美国理论物理学家,量子电动力学专家,纳米技术之父,诺贝尔奖获得者。他个性十足,平易近人且喜爱搞怪,是有史以来十位最伟大的物理学家之一。

费曼在80年代到巴西访学,在大学里教授物理。当时的巴西正是奋力追赶西方科学的时候,全国上下,有一股学习科学的热情,这一点远胜于当时的美国。

但很快,费曼就发现了问题,在课堂上他的物理研究生学生能够把复杂的物理学公式倒背如流,但却不能回答他提出的生活中的简单物理学问题:

研究了很久以后,我才明白,原来我的学生把什么都背得很熟,但完全不理解自己在背些什么。

当他们听到“从具备某个折射率的介质反射出来的光”,他们完全不晓得这就是指“水”之类的东西。他们不知道“光的方向”就是当你看着一些东西时的方向。

而费曼成为20世纪最优秀的物理学家的重要原因之一,就是他一直非常清楚"knowing something"和"knowing the name of something"的区别。

他一直认为,我们学到的知识和信息有两种,而大多数人总是会把目光放在第一个上。第一种,我们专注于学习某件事情的表层或者名字上,第二种,我们专注于理解和深层挖掘。费曼总是说,他的成功在于深度理解学习一件事情,而且这个方法适合所有话题,每个人都可以做到。

接下来就把费曼的学习方法介绍给大家,只需要简单的4步,你就可以更加理解自己了解的知识。

1

选择一个概念

选择一个自己需要学习理解的话题。拿出一张纸,写下大标题。

2

教授这个概念

在这个话题下,写或画出自己已经掌握的所有内容。在写的同时,你可以开始不断的讲给自己听,或者找一个对这个话题完全不懂的人,介绍讲解给他听。

因为当我们在学习新内容的时候,常常会伴随着太多的生疏词汇或者专业术语。照着专业的翻译或者定义去理解其实是在骗自己,因为你会意识不到自己是否真的理解。

而当你把一个知识点从头到尾用简单的语言和图画串联起来的时候,你会逼迫着自己先去理解这个理论,发现自己不清楚的地方...

3

返工

当你发现自己无法用简单自己的话解释某个理论,或者将它和其他知识之间建立连接。你就明白了自己到底需要在哪里付出更多时间和努力去理解话题。而这也就是真正的学习开始的时候。

在讲给自己或者别人听的时候发现自己卡住了,那么就会到学习原材料再去学习和理解。

4

回顾和精简

现在,经过前三步,你已经写下了对于这个概念的解释。重新回顾这些解释,确保你没有借用任何复杂概念来解释这个概念。将这些解释大声读出来。如果读起来不够简洁,或者听起来让人困惑,这就说明你在这些地方还可以进一步加深理解。你也可以尝试用常见事物和现象的类比来解释。

最后,你就可以用最简单的语言,用最少的文字将这个概念解释清楚了。而这时,也就表明你真的理解了这个概念的实质。

当你真正使用费曼的方法,就会发现它不只是一种学习方法,还是一种思维方式。费曼在《别闹了,费曼先生》一书中提到他儿时父亲就将这种思维方式教给了他:

看见那只鸟了吗?那是一只短雉转鸣鸟,但是在德国它被叫作halzenfugel,在中国他被叫作Chung Ling,即便你知道它所有的名字,你其实依然对这只鸟一无所知。

你看,这只短雉转鸣鸟在歌唱,在教导幼鸟学习飞行,它在夏天横跨整个国家横渡上万英里,但是没有人知道它是如何辨别方向的。

这是一个很简单的道理:知道一件事的名称,并不等同于真正理解它。这就像是我们从小学习数学,一直学到大学,我们从背九九乘法表,一直记到偏微分方程,却偏偏没有学会“数学思维”,真正学会从数学的角度来看待身边发生的问题。

这与同样毕业于物理系的Tesla和SpaceX创始人,“钢铁侠”埃隆·马斯克推崇和擅长的基本原则思维(First Principle Thinking)其实是一回事。

马斯克在一次采访中提到:

With first principles thinking] you boil things down to the most fundamental truths … and then reason up from there.

当你使用基本原则思维时,你将事情追溯到最基本的真理...然后,从最基本的真理出发,向上逻辑推导。

Great minds think alike!

文章来源:WECRACK《3分钟、4步,让你掌握最好的学习方法:费曼法》、求智集《著名物理学家费曼的快速学习法》。

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伟大的老师

——

物理学家惠勒和他的学生们

在教师节这一天,让我们来简单了解一位美国著名的物理学家,广义相对论的一代宗师,黑洞的命名者——约翰·阿奇巴尔德·惠勒(John Archibald Wheeler)。

广义相对论的一代宗师——惠勒

作为科学家,他声名显赫,可作为老师,他甘愿执教大学一年级,在他心里,年轻人的想法是最重要的,年轻人也更能接受他创造出的看似违背传统的一些新词:黑洞、虫洞等。费曼、贝肯斯坦、索恩、米斯纳、胡悲乐、克劳德、安鲁、埃弗雷特、怀特曼、普勒赛特、杰拉奇、克里斯托杜卢、沃尔德等著名物理学家都是他的学生,接下来我们将逐一了解一下惠勒先生和他的“惠家将”们。

惠勒经典照片

1

一代宗师——惠勒

约翰·惠勒,1911年7月9日出生,惠勒自幼便对宇宙产生了浓厚的兴趣。长大后的惠勒在哥本哈根拜师玻尔,终成量子力学研究领域的大家。作为哥本哈根学派的一员,惠勒对量子力学的发展作出了重要的贡献。但对于相对论,尤其是广义相对论,他同样精通。二战之后,他致力于广义相对论在美国的推广和研究。作为一位建树颇广而又颇深的理论物理学家,惠勒在多个方面都有杰出贡献——是他,为“黑洞”正式命名,也是他,和他的学生,相对论研究巨擘查理斯·米斯纳、基普·索恩合写了大部头著作——“引力圣经”《引力论》(业内俗称MTW,即米斯纳Misner、索恩Thorne和惠勒Wheeler三人名字的开头字母),还是他,提出了“惠勒延迟选择”等经典的思想实验。当然,惠勒在物理学界的贡献远不止这些,他还在统一场论、宇宙学等方面做出了突出贡献。在他的领导下,普林斯顿大学成为了美国乃至全世界相对论研究界的领军机构之一。2008年4月13日,这颗伟大的心脏停止了跳动。

MTW《引力论》书影

这本厚达1300多页的巨著,是广义相对论方面最经典的著作之一。

2

青出于蓝——费曼

理查德·费曼(又译“费恩曼”),美国物理学家,1965年诺贝尔物理学奖得主,量子电动力学创始人之一。费曼被认为是一位顶级物理学家,在各大媒体的物理学家排名中,费曼屡次进入前十的行列。可以说,相比于他的导师惠勒,说费曼是“青出于蓝而胜于蓝”是当之无愧的。而另一方面,费曼也是一位了不起的教师。他的《费曼物理学讲义》预言生动幽默,经久不衰,被翻译成多种语言畅销全世界,其广度是目前许多主流的物理教材难以企及的。

《费恩曼物理学讲义》封面

3

穿越虫洞——索恩

几年前,诺兰导演的硬科幻电影《星际穿越》轰动一时,而这部非常严谨的电影背后的科学顾问和剧本的共同作者,就是天体物理巨擘基普·索恩。作为加州理工学院的理论物理学教授,索恩也是惠勒的得意门生,他是虫洞理论的开拓者之一,也是引力波物理的权威,激光干涉引力波天文台LIGO的创始人之一。随着引力波信号的成功探测,索恩非常有希望获得他的老师惠勒和好友霍金所未取得的荣誉——诺贝尔物理学奖。

索恩在《星际穿越》的片场

4

黑洞之熵——贝肯斯坦

熵和黑洞都是物理学非常有名的专业名词,而把这两个词汇联系到一起的,就是著名理论物理学家贝肯斯坦。他在普林斯顿大学读博士期间,拜师于惠勒。也正是在惠勒门下求学的阶段,贝肯斯坦发表了数篇足以载入史册的论文。1990年,他开始担任希伯来大学的教授,并在三年后成为其理论物理系的学科带头人。贝肯斯坦一生对物理学的发展贡献巨大,在黑洞热力学、引力与信息等领域都有开创性的贡献。

黑洞热力学大师贝肯斯坦

5

躁动真空——安鲁

加拿大物理学家安鲁(W·Unruh)也是惠勒先生的高足。安鲁最广为人知的研究成果便是安鲁效应。安鲁效应简而言之,就是真空不空,伦德勒时空中的匀加速观测者会发现自己处在热浴之中。这个效应与霍金辐射的原理基本一致,因此又被称作霍金-安鲁效应。有趣的是,这位物理学家是德国人后裔,德语中的“unruhig”一词意为“不安的”,而他所提出的安鲁效应恰好说明了真空是非常不“安分守己”的。

威廉·安鲁教授

6

华裔骄傲——胡悲乐

美国马里兰大学的美籍华裔胡悲乐教授(出生于重庆,后移居香港),是一位在国际引力物理界非常有影响力的学者。而他也是在博士阶段师从著名物理学家约翰•惠勒,1972年毕业后,他致力于广义相对论、量子引力理论、量子信息理论、弯曲时空的量子场论、早期宇宙的量子过程等前沿领域进行研究工作,一步步成为了业内的权威之一。他经常来往于中美两地,推动着引力理论的发展。

马里兰大学胡悲乐教授

7

几何大师——沃尔德

目前任教于芝加哥大学的罗伯特·沃尔德是一位广义相对论和黑洞热力学方面的专家。虽然没有和惠勒老师以及两位师兄一起写《引力论》,但是写出了一本《广义相对论》,是世界上流行的经典教材之一。值得一提的是,我国北京师范大学已退休的梁灿彬老先生曾经在芝加哥大学做访问学者,跟随沃尔德学习了微分几何与广义相对论,并在回国之后成为了该领域的一位大师。沃尔德的《广义相对论》比较难懂,梁灿彬老先生便写了一套《微分几何入门与广义相对论》,这套书内容丰富,讲解细致,相当于对沃尔德的书进行了注释,这套书堪称国内物理学与天文学所有教材中的扛鼎之作。如今沃尔德先生已经年过古稀,梁老先生也已经接近耄耋之年,小编在此谨祝两位伟大的教师身体健康!

罗伯特·沃尔德教授

8

桃李满天下

除了上文提到的几位物理学家之外,惠勒先生还培养了许多优秀的学生,其中很多都成为了在物理学界颇有建树的大师级人物,例如《引力论》的作者,MTW中的“M”,美国物理学家米斯纳、在修正引力理论方面做出贡献的智利物理学家克劳迪奥·本斯特、精通数学和物理的希腊广义相对论大师克里斯托杜卢、首先提出多世界理论的美国物理学家休·埃弗雷特三世、出版过多部广义相对论著作的芝加哥大学教授罗伯特·杰拉奇、伊朗裔美国物理学家巴赫拉姆·马什霍恩、在量子信息领域做出杰出贡献的美国物理学家本杰明·舒马赫、量子物理学家亚瑟·怀特曼以及核物理学家凯瑟琳·薇等人,真可谓顶级物理学家、顶级导师桃李满天下。

如今惠勒、费曼、贝肯斯坦、埃弗雷特等大师已经不在人世,而其他的学生也都垂垂老矣,但是惠勒先生作为广义相对论的一代宗师的这段佳话将永远在物理学界与天文学界传颂。“云山苍苍,江水泱泱,先生之风,山高水长。”今天,让我们再次怀念这位伟大的物理学家,教育学家,怀念他那些疯狂的想法,给我们更多前进的动力,去面对无尽的真理。

惠勒名言

9

教师节快乐

在我国广义相对论研究领域,也有很多老先生“老骥伏枥,志在千里”,例如北京师范大学的赵峥先生、梁灿彬先生、中国科学技术大学的闫沐霖先生、上海师范大学的李新洲先生、湖南师范大学的王永久先生、浙江工业大学的吴忠超先生等人。在这里,小编向这些依然笔耕不辍的前辈们致以崇高的敬意,衷心祝愿老先生们节日快乐,身体健康。也祝全天下所有的老师们,教师节快乐!

老师们是我们心中最明亮的星

撰文:王纪尧

配图:王纪尧| 校对:沈智安东升李鑫

编排:王纪尧

专栏打赏

〖天文湿刻〗牧夫出品

微信号:astronomycn

(从左到右)爱因斯坦、汤川秀树、惠勒合影

谢谢阅读



发现了力学三大定律的牛顿是世界上最伟大的物理学家之一,他在力学方面的贡献使得他成为家喻户晓的科学家。但是牛顿有着无敌差的人品,这是真的吗?

因为发现了万有引力定律,牛顿在科学界树立了绝对的权威,成为名利双收的名人。但牛顿却利用自己的权力,侵占别人的劳动成果。刚开始牛顿提出,引力的大小不随距离而改变,但这个观点遭到胡克的反对。胡克给牛顿写了好几封信来反驳他的观点,引用很多证据来论证引力的大小和距离成反比。

事实上,胡克确实是正确的,牛顿最终也采用了胡克的观点。可在这之后,牛顿不但把关于胡克的引用统统删掉,还在胡克死后将胡克实验室和胡克图书馆全部解散,以至于至今没人知道胡克到底长什么样子。

不仅如此,牛顿还与菜布尼茨争抢“微积分的创始人”的称号。他们两个人几乎是以不同的方式同时发明了微积分,起初两人互相欣赏,但随着微积分的广泛引用,莱布尼茨的名声逐渐超过了牛顿。牛顿越来越不甘心,甚至借其麾下的皇家协会成员挑起事端,指责菜布尼茨剽窃牛顿的成果。

在其他的方面,牛顿的人品也比较差。1650年前后的牛顿一直迷恋炼金术,他留下的关于炼金术的手稿有接近100万字。牛顿以能够提高货币制作的精准度为借口,担任了皇家铸币局局长。当时的一位伪币制造者威廉·査纳隆声称皇家铸市局的制作工艺不精,不能造出能够防伪的标准货币,这激怒了牛顿。她利用自己的权利打压査纳隆,并在最后以八大罪证将査纳隆处以绞刑。

牛顿是伟大的物理学家、天文学家和数学家,但是他在为人处世方面做得确实不够好,他利用自己的权利打压同时代的和自己有利益冲突的科学家,在金钱方面也是嗜钱如命,甚至可以最差人品的人就是牛顿!



霍金是当世最有名的物理学家之一。

1942年,霍金出生于英国牛津。

1959年,17岁的霍金进入牛津大学攻读自然科学,随后转读剑桥大学,研究宇宙学。

1963年,霍金被检查出肌肉萎缩性侧索硬化症,即俗称的渐冻症。医生判断他只有2年时间,当时他才21岁。

1965年,霍金和简结婚(第一任),并生育有三个子女。

1965年,霍金顺利取得博士学位以后在剑桥任教。此后,霍金的身体状况不断恶化渐渐失去了写字能力。

1970年,霍金证明了奇性定理。

1973年,霍金发表著名的辐射理论。

1985年,霍金感染肺炎,并被剥夺说话的能力,一切发声只能靠语音合成器。

1988年,霍金出版《时间简史》的理论物理通俗化的科普范本。

1995年,与伊莱恩结婚(第二任),随后一直被伊莱恩欺负和虐待,弄得遍体鳞伤,最后2006年两人离婚。

几十年间,霍金已成为人类创造奇迹的代表人物。加上他与病魔长达几十年的斗争,他坚韧的毅力也鼓舞了很多身处困难的人。不得不说他的的确确是我们的伟大的科学家。

那么,现在问题来了。假如他的出生在在中国,会是什么样的人生?还会是伟大的科学吗?喜欢的加关注吧!



胖子越来越多,如何瘦下来,成为不少科学家主力研究的方向。

中国科学院生物物理研究所的科学家送出的最新研究显示,诱导饱腹感的“饱腹信号”,有望为解决肥胖难题提供方法。

物理研究所研究员李岩接受中新网采访时表示,这个研究是从与人类基因同源性较高的果蝇作为动物模型,最后在果蝇体内发现调控蛋白质进食行为的新分子“FIT”。

在日常摄入的三种营养物质即蛋白质、脂肪、糖类中,蛋白质对进食的抑制效果最明显,现在科学家正在研究“饱腹信号”是如何被传达到中枢神经系统以及精确调节进食行为,这个被攻克后胖子们就真的有救了。

大家觉得如何?



  • 为什么这么多伟大的科学家都是物理学家?
    答:这是一个很简单的道理:知道一件事的名称,并不等同于真正理解它。这就像是我们从小学习数学,一直学到大学,我们从背九九乘法表,一直记到偏微分方程,却偏偏没有学会“数学思维”,真正学会从数学的角度来看待身边发生的问题。这与同样毕业于物理系的Tesla和SpaceX创始人,“钢铁侠”埃隆·马斯克推崇和...
  • 为什么外国的科学家往往既是物理学家,又是数学家甚至
    答:因为做科学离不开大量的计算 所以不是数学家的话 往往仅仅是计算那一步就已经把你拦在了科学的殿堂之外 至于为什么是物理学家 因为近现代的发明大都围绕着电与蒸汽机 化学一般都是发现而且极其不易 发现一种就算功成名就了 这也证明了化学研究之不易 所以也就没有太多的 被人熟知的科学家了 另外 ...
  • 为什麼有名的科学家都是物理学家(爱因斯坦,牛顿,霍金等),为什么天才都...
    答:每一个领域都有天才:音乐领域如莫扎特,数学领域如陶哲轩,哲学领域的维特根斯坦。只不过由于社会宣传的原因有些伟人被拿出来当榜样而已,其实人类每一个学科都有各自的天才。只是社会宣传的不够而已。
  • 为什么20世纪诞生了那么多伟大的物理学家
    答:1. 爱因斯坦于20世纪初提出了相对论,这是一项重大的理论突破,为物理学的发展带来了新的动力。2. 20世纪经历了能源革命,随着科学技术的发展,生产力得到了极大的提高,为物理学的研究提供了更多的资源和手段。3. 从工业革命开始,社会生产力持续高速发展,社会生活也发生了巨大变革,人们对科学和技术的...
  • 网友问:为什么物理学家普遍要比化学家、生物学家出名?
    答:其中的原因,还是和物理学的特殊地位有关,在科学类的学科中,物理学处于基础地位,虽然说数学比物理学更基础,但是数学只是一种工具,研究科学的工具。比如有这么一个说法:只说牛顿是一个数学家的话,简直就是贬低了牛顿的地位。牛顿发明的微积分固然重要,但是牛顿对人类的最大贡献,主要还是物理学上...
  • 为什么 19 世纪末世界诞生了如此多杰出的物理学家?
    答:后来有了所谓的“第二次科学革命”,这主要指的就是相对论、量子力学引出的现代物理体系。在技术达到某个临界点时,基础科学才会迎来大爆发式的发展。关键技术的出现是基础科学大爆发的前提。现在历史上有两次影响深远的科学革命。两次都是基础科学的黄金盛世。先看第一次科学革命。哥白尼提出日心说的时候...
  • 为什么觉得学物理做科学家是件很牛逼的事情?
    答:主要体现在一下方面:第一、哲学范围的缩小与科学范围的扩大与细化。像以前哲学体系里面的逻辑学、心理学、社会学等等,都已经归入了科学的范畴,所以今天你只能说一个人是心理学家,或者叫他科学家,但是不能叫哲学家了。其次,科学体系的复杂化使全才的现象一去不复返了。比如今天的物理学,详细分了...
  • 为什么很多出色的计算机科学家本科学的是物理
    答:物理是一门比较难学的科目,对学习者的综合素质的要求比较高的。除了要求其他科目掌握的要好以外,还要求有较强的思维逻辑能力。物理学习的比较出色的人,他的逻辑推理、综合思维等综合能力都是比较好的。
  • 为什么物理学家的知名度都比其他科学家的名声高?
    答:人类提倡相信科学,许多科学概念都是通过物理证实过。科学概论是人们研究科技的理论知识,科技的提升也大大提高了人民的生活水平,人民的生活更加技术化与智能化。所以根本上提升人民生活质量的就是物理,相比于其他学科,我们最为直接的感受就是物理带给我们生活的改变,所以物理学家的知名度高是有原因的。
  • 为什么诺贝尔化学奖经常是生物或物理领域的科学家获得?
    答:生物学的微观解释需要靠化学;化学的微观解释需要靠物理。所以当一个生物学家在运用化学取得突 破且在化学研究中具有范式意义的时候,化学奖就到手了。所以当一个物理学家为悬而未决的化学 问题提供了通用的理论层面的解决方案。举13年的例子,实际上这个工作开拓了理论计算化学中大分子理论模拟的新方法。