钱伟长出生于江苏无锡,周恩来曾将他与钱学森、钱三强并称为“三钱”。他是我国著名的物理学家、应用数学家,被誉为“力学之父”。钱伟长64岁开始从事计算机工作,1985年提出宏字体编码(俗称钱码)输入法,为计算机中文输入的发展做出了重大贡献。
1943年至1946年,钱伟长与钱学森、林家桥、郭永怀等在美国加州理工学院和喷气推进实验室从事宇航领域的研究。曾任清华大学教务长、副校长,中国科学院数学研究所力学研究会理事,力学研究所成立后兼任副所长。1953年参加起草新中国第一部宪法。1954年任第一届全国人民代表大会人民代表、中国科学院学部委员、科学院学术秘书。1983年1月12日调任上海工业大学校长。现任全国政协副主席、中国和平统一促进会会长。
1. 背景不佳
钱伟长16岁时,父亲去世。 他回忆农村生活说:“我从小就知道贫困的生活之艰苦。上大学前,我从来没有穿过一件新衣服,穿的都是叔叔们年轻时穿坏的、母亲改过的旧衣服物理学家曾夫子,腰部是折起来缝起来的。随着年龄的增长,衣服的其他部分也随着时间的流逝褪色了,腰部看上去就像系了一条暗带。我的布鞋、袜子要一次又一次地缝补,有的还有五六层的补丁,穿起来很不舒服,夏天干脆光着脚走路。”为了谋生,我赶着帮奶奶、母亲、姑姑摘桑叶养蚕、绣花、摘田螺、捉蜗牛、捉青蛙,在田边摘金菜花、苋菜、荠菜等野菜,放鸭子、捉小鱼小虾,在湖边用竹子捉螃蟹。提灯笼、在泥里捡蛤蜊等可以补充家庭收入或帮助做饭的职业。”
2.清华大学唯一身高不达标大一学生
“由于贫困、农村卫生条件差,我小时候患过胃肠道寄生虫、疟疾、痢疾、肺病、伤寒等疾病,在没有药物的情况下,我虽然活了下来,但留下了发育不良、瘦弱的身躯。19岁考大学时,我的身高只有1.49米,是班上最矮的,也是清华大学多年来唯一一个身高未达标的大一学生。”
正是由于童年的艰辛,才养成了他坚韧不拔的精神、同情农民、敢于为人民疾苦说话的精神。
3.马约翰改变体质
钱伟长幼无能,体弱多病,营养不良,考入清华大学时,他是全校最矮的,连一个篮球都投不进篮筐。一年级时,他被同学拉去参加一年一度的年级越野赛。他没有受过训练,也不知道越野赛有多远。钱伟长第一次出现在体育比赛中,他只能吃苦耐劳,拼尽全力向前跑,坚持到最后,取得了还不错的成绩。马友涵看中了他骡子般的蛮力,把他选中加入大学越野队。从此,每天下午四点半到六点,不管刮风下雨,他都会亲自指导他锻炼。
钱伟长在二、三年级时,受马昱瀚教授的影响,对体育产生了兴趣,成为一名运动员。后来,他能跑能跳,400米栏能跑57-58秒,10000米跑35-36分钟左右。在田径队,他与张光世、张令嘉、方刚等一起参加过北京五大运动会和全运会;在越野队,他与张光世、罗庆龙、孙一炜、刘庆林并称为清华五虎。他原来先天不足、后天不平衡的体质弱,在清华6年(本科4年、研究生2年)期间得到了很大改善,毕业时身高已达1.65米。他的体育锻炼习惯一直持续到40岁左右。 60岁时,他在教研组万米跑中依然遥遥领先。
他曾说:“回首往事,马友涵教授在清华大学体育馆前的操场上大声地向我们喊道:少年们加油!这一幕已过去半个多世纪了,可在我的心里,依然历历在目,犹如昨天。马友涵教授不但帮助我增强了体质,增强了体力,更重要的是帮助我提高了耐力和必胜的意志,为我渡过工作中的不幸和困难时期,顶住压力,战胜各种困难,保持必胜的信心,打下了坚实的基础。”
4. 钱伟长中学教育
钱伟长没有小学和初中的毕业证。钱伟长的父亲是教师,但没钱上学,每当父亲或叔父在小学教书时,他便偷偷溜进去听课。父亲换学校,他也会换学校,所以他经常三天两头转学校,学习成绩也不好。在进入苏州中学之前,他读了11年的小学和初中。由于军阀混战,他经常辍学逃学或在家,实际上学时间不到5年。他在家里自学国文和历史,读《史记》和《二十四史》。数学一塌糊涂,四则运算没学过网校头条,只学过一个学期的平面几何,立体几何和三角学也没学过,解析几何和代数也糊里糊涂。 由于没有上过初中,他不懂物理,也没有学过外语。
5. 文科学习材料
钱伟长报了五所大学,历史和语文成绩不是100分就是99分,其他都是20分或30分。他报了清华,语文考了100分,写了一首诗。朱自清、闻一多看中了他,觉得他会学语文。历史系的陈寅恪出一道题,问二十四史的卷号、作者、注人。钱伟长全部答对,给了100分。陈寅恪以为他会学历史。
钱伟长选了中文系,朱自清很高兴,把他召到家里谈话。可是第二天就发生了“九一八事变”,日本一夜之间占领了东北三省。他很生气,觉得学文学救不了国,就想改学物理。第二天,他去见物理系主任吴有训教授。吴有训查看了他的入学考试成绩,见他物理只考了15分,中文考得那么好,就建议他还是读中文系,说学文学也能救国。物理系很难学,淘汰的人很多,毕业时只剩下三分之一。钱伟长倔强地站在那里,不肯离开。吴有训去哪儿,他就跟到哪儿。 缠了足足一个星期,吴有训只好开口:“我同情你的热情,但是你的成绩太差了,我可以答应让你读书,但是你不能反悔,有一个条件,大学一年级的时候,普通物理、微积分、普通化学三门课必须考到70分以上。”
6.钱伟长在清华的奋斗
那一年,他每天最多睡五个小时,早上六点起床,晚上十点宿舍灯就熄灭了。由于宿舍厕所灯整夜亮着,他就去厕所看书,一直到十二点才回去睡觉。钱伟长高中时根本就没学过物理和化学,数学学得零散、不成体系,对代数符号一头雾水,英语也不好。于是,为了能留在物理系,科学救国,他决定不管多难追上,也要努力学习。
比如他学微积分的时候,中间有代数运算,他看不懂,就问同学,还找了几本高中课本,问同学看哪一节,同学告诉他看哪一节,他把高中课本看完了,就懂了。
他以为自己是清华大学最用功的学生。结果,一天早上六点起床,走到一个不常去的地方,突然,他看见一个人从远处向他走来。这个人就是华罗庚!华罗庚有一条腿残疾,从未上过中学,他利用业余时间旁听微积分,整天自学数学,成为了伟大的数学家。钱伟长发现华罗庚比他还用功。华罗庚每天三点起床,钱伟长六点起床的时候,他已经读完了三个小时的书,正在散步。华罗庚的拼搏精神深深地鼓舞着钱伟长。
钱伟长经常用这个故事鼓励年轻一代,不要因为认为自己数学不好就放弃。世界上没有什么是一辈子学不会的,只要下定决心,一定可以学好,只是要改进学习方法。
7. 以前的学习方法无效
他很快把高中的物理、化学、数学补上。刚开始他用学语文的方法,什么都死记硬背,包括元素周期表、化学公式。死记硬背了两个月,他就得了神经衰弱,每次考试都考得很差。清华大学每门课每周都有15分钟的小测验,他考试考得很差。同学们看他这么努力,考得这么差,都很可怜他,对他说:“你不能这样学习,死记硬背是没有用的。你要理解,不要死记硬背,理解了就不会忘,不懂的再死记硬背,不到三天就忘了。”
他这时才意识到自己以前的学习方法并不奏效。
8.钱伟长的大学学习方法
1982年,他看到中国的高考制度,逼迫很多学生死记硬背书本,中小学生就像科举时代的书呆子,只能靠背书本过关。数学和语文197分才能考重点中学,196分只能考普通中学,所以要想考上重点中学,学生就必须死记硬背书本。
钱伟长看到眼前的景象,心里很是恶心。 他在清华理工学院校庆上对学生发表演讲:“背这些东西有什么用?我说没用!你们大学生中,很多都是高分考上大学的。但是进入学校之后,我们发现,很多都是高分低能。什么叫高分低能呢?因为中学时期都是靠背书本过日子,所以到了大学,肯定学习很吃力,因为大学的书太厚,背不下来,觉得自己不适应大学的学习生活。所以我说孔子那句学而不思则罔,还是很重要的,有现实意义的。我们发现现在很多大学都有这样的情况,学生到了高二,就得了神经衰弱,睡不着觉,听说每个学校都有一批神经衰弱的学生。这都是进入大学之后,中学时期仍然采用死记硬背的学习方法的结果。”
他向这些学生介绍了自己的学习方法。他说,他小时候背书很厉害,读过四书五经,背过很多古书。读高中的时候,他就头疼,数学背不下来,成绩很差。学物理的时候,背公式也没用,还做不了习题。这时,他才明白“学而不思则罔”。一个老朋友告诉他,高中物理只有13个公式,每个公式有3个变量,两个已知数,求第三个未知数,要么乘,要么除。但他把公式背下来了,做题的时候,要么乘,要么除。但因为不懂,他搞不清楚哪个该乘,哪个该除。
我在清华大学的时候,认识了吴有训教授(解放后任中国科学院副院长),他教普通物理,一年有120节课。吴教授把大学物理分成100多个专题,每节课集中讲一个问题。比如讲质量是什么,他先讲质量这个概念,过去人们怎么理解,后来怎么理解,为什么会有质量这个概念。然后讲质量为什么不是重量,它和重量有什么关系?再讲人们怎么根据伽利略的实验证明质量是一个独立的东西,然后又讲牛顿三大定律。最后讲现在质量怎么计量,质量在国民经济中占什么地位,计量时用什么单位,等等。
吴有训教授在课上讲很多课本上没有的内容,课本上的定义他会讲,但很少讲。一节课下来,做几次实验表演,他就让学生看几本书,让他们从第1页读到第2页,再从另一本书的第1页读到第2页。还有很多东西他根本不会讲,要学生自己看,看完还要考。钱伟长一开始很不习惯这种教学方式,后来掌握了这种学习方法后,他才明白吴有训是想让学生学会思考,而不是死记硬背。这改变并影响了他以后的研究方法。
他刚上大学的时候,上课记笔记,下课看笔记,考试的时候背笔记,但是效果不好。他请教一个好学生怎么记笔记。这个学生告诉他上课不要忙着记笔记,而是坐在那里认真听老师讲课。老师问什么问题,就用大脑去思考。如果真的听懂了,就记笔记。如果听不懂,就不要忙着记笔记。他就模仿他,但是后来他觉得还是不行。他又跑去问这个学生,这个学生告诉他还有一点上次没有告诉他。每次下课别跑,先好好想想,这节课老师讲了什么?有几层含义?每层含义的中心思想是什么?花一分钟好好思考一下,巩固一节课的内容。 如果觉得不够,就把上课听到的内容和晚上课后想到的内容写个总结,一节课大概不超过一页。而他采用的这种两阶段笔记法,发现效果很好。
不过,钱伟长的一个同学林家桥的记笔记方法更好。他把课堂笔记整理了两次,除了每天晚上整理一次、写总结外,每个月过后都会再整理一次,删除无意义的内容,整合所有内容,整理一个阶段的学习成果。每学期末,一门课程的笔记整理出来后,就只有一本18页左右的薄书。复习时,他会边看边回忆、边思考。因此,林家桥把老师和别人的东西经过自己消化、思考,变成了自己的东西,成绩一直名列前茅。后来,他成了麻省理工学院的教授、美国科学院院士。
1609年,荷兰米特斯波特市有一家眼镜店,有一天,眼镜店老板汉斯的孩子偷偷拿了几副老花镜和近视镜,和几个邻居家的孩子一起玩耍。
他们原本想模仿大人的样子,把镜片戴在眼睛上,但他们的眼睛既不是近视也不是老花,这些镜片当然不适合他们,只有戴得离眼睛远一点,才能看清楚镜片后面的东西。一个顽皮的孩子把玩着镜片,一手拿着近视镜片,一手拿着老花镜片,把两个镜片一前一后地举到眼前,透过镜片望向远方,忍不住又惊又喜地大叫起来:
“咦!好奇怪啊!教堂的尖顶突然变得这么近了!”他的发现让孩子们兴奋不已。大家欢呼雀跃,吓坏了眼镜店老板汉斯。汉斯起身一看,太神奇了,孩子们居然在游戏里发现了一个能看得远的装置。
当时,荷兰正与西班牙交战,汉斯制作了一架望远镜,送给荷兰皇帝,以便皇帝可以监视敌情,皇帝非常高兴,重赏了汉斯。
后来望远镜从荷兰传到法国,再从法国传到意大利,伽利略闻讯后设计制造了天文望远镜,用来观察天上的星星,人类这才打开了宇宙之门。
荷兰儿童还发现,透镜越凸,透过它看物体就越大。50多年后,一位名叫列文虎克的英国人了解到了这一点,并亲自研磨了透镜,制成了第一台显微镜。他打开了人类从未见过的微生物世界。
你大概没想到,游戏能帮助人们打开两个世界的大门。
请拿两片镜片(凸透镜和凹透镜可以任意组合),放在眼前,一前一后。透过这两片镜片,你能看到什么样的景象?记录下你使用的镜片组合和看到的景象。
摘要:这是爱因斯坦在1918年4月柏林物理学会举行的庆祝马克斯·普朗克六十寿辰的演讲。该演讲原载于1918年出版的《庆祝马克斯·普朗克六十寿辰:德国物理学会讲稿》。1932年,爱因斯坦对这篇演讲稍加修改,作为普朗克文集《科学向何处去?》的序言(本文选自《爱因斯坦文集》,商务印书馆1976年版)
科学的殿堂里有很多房间,住在里面的人真的是各式各样的人,引领他们到那里的动机也真的是各不相同。有许多人热爱科学,因为科学给他们带来了超越常人的智力享受。科学是他们自己特殊的娱乐,他们在其中寻求生动的体验和自己野心的满足;也有许多人在这个殿堂里把自己的头脑产物奉献在祭坛上,纯粹是出于功利的目的。如果上帝的天使来了,把这两类人全都赶走,聚集在那里的人就会大大减少,但仍然会有一些人留下来,既有古代的,也有现代的。我们的普朗克就是其中之一,这就是我们热爱他的原因。
我很清楚,我们刚刚想象到了许多杰出人士被任意驱逐,而这些人对科学殿堂的建设做出了巨大甚至重大的贡献;在许多情况下,我们的天使会发现很难做出决定。但有一件事我可以肯定,那就是如果圣殿只由被驱逐的两类人组成,那么圣殿就永远不会存在,就像如果只有杂草,森林就不会存在一样。因为这些人如果有机会,会进入人类活动的任何领域;他们是成为工程师、官员、商人还是科学家,完全取决于环境。现在让我们再看看那些受到天使青睐的人。
他们中的大多数人性格比较古怪,沉默寡言,性格孤僻,但尽管有这些共同的特点物理学家曾夫子,他们其实彼此之间有很大的不同,并不像被赶走的许多人那样相似。究竟是什么把他们带到了这座神殿呢?这是一个很难回答的问题,不能用一句话概括。首先,我同意叔本华的观点,人们走向艺术和科学的最强烈的动机之一,就是为了逃离日常生活令人厌恶的庸俗和令人绝望的无聊,摆脱自己反复无常的欲望的束缚。一个受过良好教育的人总是渴望逃离个人生活,进入客观感知和思想的世界;这种渴望就像城市里的人渴望逃离喧闹拥挤的环境,享受山中宁静的生活,在那里,他们可以自由地透过宁静纯净的空气看风景,陶醉在似乎是为永恒而设计的宁静景色中。
除了这种消极动机之外,还有另一种积极动机。人总是想用最合适的方式描绘出一幅简化的、容易理解的世界图景;然后他试图用自己的世界体系()取代经验世界并征服它。画家、诗人、思辨哲学家和自然科学家就是这样做的,他们都以自己的方式去做。每个人都以世界体系及其构成作为自己情感生活的支点,以寻求在个人经验的狭隘范围内无法找到的平静和稳定。
在所有可能的图景中,理论物理学家描绘的世界图景占据什么位置呢?它要求在描述关系时达到尽可能严格的精确度,而这一标准只能用数学语言来实现。另一方面,物理学家必须对他的研究对象保持最大的克制:他必须满足于描述我们经验领域中最简单的事件。试图以理论物理学家所要求的精确度和逻辑完整性来重现所有更复杂的事件,超出了人类智慧的范围。最高的纯度、清晰度和确定性是以完整性为代价的。但是,当人们退缩并胆怯地放弃所有难以捉摸和更复杂的东西时,是什么吸引我们去了解自然界的这一微小部分呢?这种谦虚的努力的结果能被称为宇宙理论吗?
我认为是的,因为作为理论物理学结构基础的普遍定律应该对任何自然现象都有效。有了这些定律,就有可能通过纯粹的演绎获得对所有自然过程(包括生命)的描述,即获得关于这些过程的理论,只要这种演绎过程不会超出人类理性的能力。因此,物理学家放弃其世界体系的完整性并不是一个基本原则。
物理学家的最高使命是得出那些普遍的基本定律,从这些定律出发,世界体系可以通过纯粹的演绎来建立。这些定律没有逻辑路径,只有基于对经验共鸣的理解的直觉。鉴于这种方法论的不确定性,人们可以假设有许多同样站得住脚的理论物理学体系;这种观点在理论上无疑是正确的。然而,物理学的发展表明,在某个时候,在所有可以想象的构造中,总有一种比其他构造更突出。任何真正深入研究过这个问题的人都不会否认,事实上,正是现象世界决定了理论体系,即使现象和它们的理论原理之间没有逻辑桥梁;这就是莱布尼茨如此恰当地表达的“预定和谐”。物理学家经常责备认识论者没有给予足够的重视。我认为几年前马赫和普朗克之间的争论的根源就在于此。
渴望看到这种预先设定的和谐,是无限毅力和耐心的源泉。我们看到,普朗克就是这样专注于这门科学最普遍的问题,而不是将自己转移到更愉快、更容易实现的目标上。我经常听到同事们试图将他的这种态度归因于非凡的意志力和自律,但我认为这是错误的。促使人们从事这种工作的心态与宗教人士或恋爱中的人相似;他们每天的努力不是来自深思熟虑的意图或计划,而是直接来自激情。我们敬爱的普朗克坐在这里,心里嘲笑我像一个孩子玩第欧根尼的灯笼一样玩耍。我们对他的爱不需要用陈词滥调来解释。愿他对科学的热爱继续照亮他未来的道路,引导他解决当今物理学中最重要的问题。这个问题是他自己提出的,他为此做了大量工作。愿他成功地将量子理论与电动力学和力学统一在一个逻辑系统中。