今天我决定写出这段文字事出偶然,因为注册一个中学物理竞赛的网站ID,他的问题是一个15uf电容和一个30uf电容串联,等效电容是多少。这一下子勾起了我的大学物理学习的诸多回忆。
高中的时候,就物理学的还凑合。但高考是叫人刻骨铭心的,过去了很多年我至今还清楚地记得,物理79分(100满),在以往的无数次模拟或测验中,如果题目比较难,我通常是80几分拿第一的。这真的使我很受打击。再加上偏科,没考上像样的大学。
我是带着强烈的复仇的心态入学的,入学军训期间第一件事情就是申请转系,申请从数学系转到物理系!我铁了心要跟“物理”好好说道说道,转系真不容易,教务楼,系主任办公室,其他的婆家不知跑了多少回,军训结束后的第一个月,我终于如愿以偿了,有些数字注定跟人一辈子,79就是跟我一辈子的数字。它既是我的冤家,又是我的幸运数字。否则,我也许真的要被后来的物理课程吓得瘫软倒地。
因为要复仇嘛,我选的专业是理论物理学,通俗点说,就是爱因斯坦他们学习的那种的物理学,与电子,电气设计,应用物理都没什么关系,纯粹理论的东西以及相应的物理实验。
有人可能听说过理论物理学中四大力学:
热力学,理论力学,电动力学,量子力学。为这四大力学做准备的基础学科是-大学数学,数学物理方法,电磁学。其中大学数学是最基础的学科,统计数学,线性代数,微积分等,学习微积分是非常有意思的,这点无容置疑,就像初中的平面几何证明题那样,充满无穷的乐趣,因此学习这些就比较快乐。统计也还凑合,线代就比较枯燥,以后用的也不多。
第二年开始了电磁学,感觉这门课难度明显不同了。不过也还好,它的核心是麦克斯韦方程组,这组方程式是非常的酷。他的表述,积分形式,微分形式都很简练,充满对称美。揭示了电场与磁场相互转化的优美对称,他似乎冥冥中暗示了电与磁是一个本质的两种不同形式的表现。遗憾的是我没有意识到独立推导一遍会对以后的学习产生巨大的帮助。
刚结束了电磁学准备歇个脚喘口气,“数学物理方法”来了。我对满篇充斥的暴长偏微分积分推演很不适应,经常在指数项上因为错点什么而无法得出正确结果。我还清楚地记得,一次考试中一道关于第一欧勒积分的题目,就是死在一个指数项上。没有相当的定力和耐性别想学好这门课。复杂多重积分演算,总会丢点什么--对,这就是我。
后来就来到电动力学,这时我才发现,数学物理方法--那是多么仁慈的的课程啊,电动力学的难度不是他的演算,而是多维空间抽象能力,抽象的麦克斯韦方程组就像数字中的1一样必然出现而不可少。在最后一次考试的高速带电粒子辐射相关一道题目,我一个字都写不出来,投降了。
其实现在的我对自己的要求已经非常不高了,电磁学,高数我都是90分要求自己,数理方法,降到了75,只要过75就算成功。最后也仅仅是70刚过一点点。对电动力学,我决定自己要想开点,不要太为难自己了,“及格万岁”,我的内心也终于喊出了这个口号,真是这样,及格万岁其实一点儿都不消极,了不起呀。
可是事情还没完呢,量子力学的第一节课,老先生的第一句话就语出惊人:量子力学所讲的内容都是不讲理的...后来我和同学都认为,假如世界上只有一条真理:绝对应该是老师概括量子力学的这句话...现在我理解了它的深层含义:要学习量子力学,必须放弃原来的所有经典物理学常识和观念,从零开始,只有数学可用。
量子力学来来势凶猛,回望四周,满目血光,横尸遍野,不学量子力学,就不知道爱因斯坦为什么被称为天才。就不会知道天才与凡人之间的差距到底有多大。第一次摸底测试,全体覆灭,当然我不否认,如果在天才林立的中科大,肯定会截然不同。这时候,我就会怀念学习电动力学的那些日子,感觉原来电动力学是那么慈悲与和
蔼可亲,量子力学,一个山一般身形巨大的凶神恶煞,你战战兢兢刚要迈出一小步,他飞起一脚,把人踹得不见踪影,多日以后,一个孩子遍体鳞伤的再次爬近过来。
要说真的有长进也是在这门课结束半年以后了,我是如何及格的:说来你未必相信,有点头绪的题目哪怕全对也不超过50分,实在几乎没有理解题目的情况下,靠着死记硬背大段的推演考及格的。卷子下来,蒙对了一道大题,至少在老师看来思路是对的,演算上有些问题,得到16分,最后61分通过。班里还有2/3的需要补考。可以用这样的特写来描述一下那种心情:两手颤微微的捧着试卷,泪流满面,嘴里喃喃地说:我成功了,我成功了...
其后,又在不同的时期反复温习了几遍,终于有了点进展,总结一下就是:
量子力学要学好,扎实的偏微分方程的能力必不可少,首先需要补这门课;
然后要反复探究薛定谔方程,他的来龙去脉和理解他的推导过程。推导不复杂,但是必须真正理解正则量子化这个步骤,薛定谔方程是量子力学的眼睛,或者是钥匙;
最后还是固执难改的观念问题,人从出生到长大,已经被灌输了无数的思维定势和观念,量子力学与这些完全不
同。能想象出一个弹簧震动着,却又一会消失,一会出现?!是的,弹簧不会这样,但光子会这样,光子停下来的话就什么也不是,只有动起来的时候才有个样子,要在演算中实时的把m作为零,从而把相关项舍弃,而大部分时候要对他计算到最后。如果够强,说不定算来算去就算出了E=mv2了。达到爱因斯坦的高度了。
一旦量子力学的思考方式入门了,不知不觉的会对视觉世界的认知发生变化,比如,某天早晨醒来,听到一些声音,看到一些物体和颜色,脑袋里会突然跳出这样古怪的想法:世界的一切可视可观只不过是表象,唯有思想真实而连续...我活着,其实也在死着...等等。总之,我变了...游离,恍惚。对道家和佛家思想发生了浓厚的兴趣和好奇。
毕业,意味着物理学学习生涯结束了,我换个脑袋,发动了另外的一场完全不同的战争--计算机科学的战争。
再见了,电动力学,量子力学。我深味你们的折磨,也深味这种折磨带来的幸福,我因此得以与薛定谔,麦克斯韦,以及划时代的爱因斯坦成为同行。这段大学物理的学习生涯,就是宣读针对生存意义的希波克拉底誓言,物理学习结束了,但我的宣读还远未结束......