廣東省江門(mén)市培英高級(jí)中學(xué) 王 軍

每年一度的諾貝爾獎(jiǎng)名單和頒獎(jiǎng)都會(huì)引起大家的討論：諾貝爾獎(jiǎng)距離中國(guó)內(nèi)地還有多遠(yuǎn)？自從這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立以來(lái)，還從來(lái)沒(méi)有一個(gè)內(nèi)地的國(guó)人獲此殊榮，似乎這是一個(gè)永遠(yuǎn)繞不開(kāi)的怪圈。

針對(duì)諾獎(jiǎng)，國(guó)人談?wù)撟疃嗟膮s是“中國(guó)內(nèi)地距離諾貝爾獎(jiǎng)有多遠(yuǎn)？”諾貝爾獎(jiǎng)是中國(guó)內(nèi)地人的一個(gè)夢(mèng)想。就好像幾代中國(guó)足球先軀為中國(guó)男足沖出亞洲，走向世界拼搏一樣，曾經(jīng)有位著名的男足教練就說(shuō)過(guò)，中國(guó)足球必須從娃娃抓起；而我想說(shuō)，中國(guó)內(nèi)地人的諾貝爾獎(jiǎng)夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)，也必須從中學(xué)生抓起；尤其是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)抓起。首先，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)在各學(xué)科教學(xué)中所處的權(quán)重，以及物理實(shí)驗(yàn)在各基礎(chǔ)學(xué)科中關(guān)于對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)和源動(dòng)力的開(kāi)發(fā)和啟發(fā)是具有不可替代性的基礎(chǔ)地位。

為此，本人就如何提高中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平展開(kāi)如下討論。

首先，中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對(duì)物理理論教學(xué)的有機(jī)補(bǔ)充。當(dāng)高中生面對(duì)物理學(xué)的力、熱，光、電、磁等物理概念進(jìn)行抽象思維，面對(duì)看不見(jiàn)，摸不著，而又客觀實(shí)際存在的力、電、磁等物理規(guī)律進(jìn)行想象，以求能在意識(shí)層面理解時(shí)，往往無(wú)論從知識(shí)結(jié)構(gòu)，還是理論素養(yǎng)都無(wú)法保證對(duì)所有的概念和物理規(guī)律在第一時(shí)間從感覺(jué)層面上升到意識(shí)層面，這也決定了物理科學(xué)習(xí)的困難。這已經(jīng)從前幾年高考選修物理人數(shù)激劇下降，可見(jiàn)一斑；為此，我們不妨從學(xué)習(xí)的源頭，進(jìn)行改革，將改革落到實(shí)處，即可以利用一切可以利用的條件，創(chuàng)造能夠使學(xué)生切身體驗(yàn)到的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生在體驗(yàn)式的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，把物理概念和物理規(guī)律從抽象思維中，直接上升到感覺(jué)層面，在能夠打開(kāi)學(xué)生所有感覺(jué)器官的體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，突破抽象思維的學(xué)習(xí)，形成意識(shí)層面的知識(shí)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建。

當(dāng)我們?cè)跒樘岣叱煽?jī)和減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)之間權(quán)衡，在為是否放棄題海戰(zhàn)術(shù)而權(quán)衡力弊之時(shí)，在苦于找不著好的行之有效的提高學(xué)生長(zhǎng)久而穩(wěn)定的興趣的方法苦惱時(shí)，為什么不能從物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)之根本上找出路呢？為什么教育改革如此困難，為什么如此層層考試選拔出的學(xué)子，在大學(xué)、研究院的逐步培養(yǎng)下，到現(xiàn)在，諾貝爾獎(jiǎng)之夢(mèng)難圓？究其根本是是否反思了我們教育體制所培養(yǎng)的人才的方向和評(píng)價(jià)機(jī)制中缺乏對(duì)創(chuàng)新的包容。

縱觀歷屆諾貝爾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)，除了少數(shù)理論物理學(xué)的突破以外，絕大多數(shù)是實(shí)驗(yàn)物理中所取得驗(yàn)證性發(fā)現(xiàn)和檢驗(yàn)預(yù)見(jiàn)性物理規(guī)律等實(shí)證項(xiàng)目。比如，當(dāng)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象之后，法拉第想知道相反的情況是否可能發(fā)生——磁能產(chǎn)生電嗎？在多次失敗之后，法拉第以其高超的實(shí)驗(yàn)技能瞥見(jiàn)電和磁僅僅是同一基本現(xiàn)象的不同方面，是宇宙中統(tǒng)一性的又一方面，這是否是對(duì)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者20世紀(jì)最偉大的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦臨終前幾小時(shí)所做的一項(xiàng)失敗努力——他要?jiǎng)?chuàng)造一個(gè)“統(tǒng)一場(chǎng)理論”，對(duì)宇宙中已知的幾種相互作用力做出統(tǒng)一解釋，再一次，從一個(gè)層面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

當(dāng)然，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證說(shuō)明一些物理規(guī)律，也是實(shí)驗(yàn)物理非常重要的一環(huán)。從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，物理學(xué)家的注意力轉(zhuǎn)向了電磁力與弱相互作用力的統(tǒng)一；到60年代末，溫伯格、格拉肖和薩拉姆分別在理論上表明，這兩種力僅僅是同一種力的不同方面，而由此預(yù)言的現(xiàn)象直到70年代被實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家所證實(shí)，才讓他們共同獲得1979年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

如果從物理實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)用的啟發(fā)性和源動(dòng)力來(lái)講，物理實(shí)驗(yàn)是當(dāng)之無(wú)愧的首屈一指，比如，隨著國(guó)際能源大環(huán)境的變化，石油能源的逐步枯渴受此危機(jī)感的影響，環(huán)境保護(hù)，碳排放概念的國(guó)際合作強(qiáng)化等影響之下，清潔能源電動(dòng)汽車(chē)的主要裝備——高效充電電池隨著材料物理學(xué)的技術(shù)發(fā)展，在經(jīng)過(guò)若干年的改革試驗(yàn)，新的鐵材料電池在比亞迪企業(yè)誕生，標(biāo)志著新動(dòng)力裝置試驗(yàn)成功；期間經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的試驗(yàn)，失敗，改革，再試驗(yàn)，再改革，再試驗(yàn)，最終在當(dāng)今新能源動(dòng)力車(chē)領(lǐng)域獨(dú)樹(shù)一幟，企業(yè)也得到社會(huì)各界人士的認(rèn)同。其股票曾經(jīng)得到投資大師巴菲特的青睞，攜巨資投資比亞迪公司的股票，說(shuō)明比亞迪汽車(chē)企業(yè)的新能源動(dòng)力裝置產(chǎn)業(yè)同樣受到投資大師的認(rèn)可。如果比亞迪企業(yè)沒(méi)有強(qiáng)大的自主投資和精湛的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，沒(méi)有潛心研究和實(shí)驗(yàn)新材料的科研第一線的實(shí)驗(yàn)人員，其新能源動(dòng)力裝置的研發(fā)也不可能很快誕生。

回想當(dāng)年著名數(shù)學(xué)家陳景潤(rùn)先生為了攻克數(shù)學(xué)上的哥德巴赫猜想，在成功之前獨(dú)居在幾平方米的樓梯間幾十年，在床板上完成了大量的數(shù)學(xué)研究工作，最終攻克哥德巴赫猜想數(shù)學(xué)皇冠上的一顆明珠；但凡在自然科學(xué)類(lèi)研究獲得成功者無(wú)不具有此類(lèi)獻(xiàn)身精神；然而隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)際、國(guó)內(nèi)環(huán)境的變遷，又有多少人能夠做到象陳景潤(rùn)先生如此之境界呢？

筆者有位多年的朋友，二十幾年前就曾經(jīng)對(duì)理論物理和量子物理理論中的理論提出諸多疑點(diǎn)和大膽的猜想，也曾在一定時(shí)段內(nèi)發(fā)奮鉆研和論證，然而，在缺乏有力的數(shù)理模型的論證和大量物理觀察和實(shí)驗(yàn)的鑒證之下，堅(jiān)持?jǐn)?shù)年的研究實(shí)數(shù)不易；隨著周?chē)h(huán)境的改變，其堅(jiān)持二十多年的研究終未出成果，如今，也隨著國(guó)人積極參與到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的現(xiàn)實(shí)社會(huì)中來(lái)，究其原因，當(dāng)然令人嘆惜的同時(shí)，也應(yīng)深思??！

而2010年兩位俄裔科學(xué)家，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)教授，安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。據(jù)瑞典皇家科學(xué)院評(píng)審委員會(huì)發(fā)布的新聞稱他們研究的石墨烯為“完美的原子晶體”。評(píng)審委員會(huì)介紹：把研究工作視為“游戲”是海姆和康斯坦丁團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)之一，“在過(guò)程中學(xué)習(xí)，誰(shuí)知道，或許有一天會(huì)中大獎(jiǎng)”。這就是現(xiàn)代諾貝爾獎(jiǎng)獲得者真實(shí)感言，偶然中的必然，當(dāng)一切條件具備之下，或許只需一點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)氣或偶然，就可能中獎(jiǎng)，但前提是，首先在原創(chuàng)研究方面，必然取得一定的成功。

綜上所述，中國(guó)大陸諾貝爾獎(jiǎng)之夢(mèng)和中國(guó)足球沖出亞洲之夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)，必將在從娃娃抓起，這一根本性的基礎(chǔ)建設(shè)上逐步靠近，從中學(xué)生實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和開(kāi)放中吸引和培養(yǎng)一大批具有深厚興趣的未來(lái)之星，在一些必須的條件成熟之中，在過(guò)程中，或許中國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)之夢(mèng)圓也。