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《热力学》从薛宝钗的“酒学问”开讲

已有 3687 次阅读 2011-3-15 09:58 |个人分类:教之道|系统分类:教学心得|关键词:学者| 教学, 热力学, 薛宝钗, 饮酒学问, 西方科学体系

稍稍有了一些教学育人的感悟后,俺便认为“教会”比“讲好”对大多数学生更重要。所谓“讲好”就是仅仅从教师讲课单方向来说,各方面俱佳;而“教会”是从学生的角度出发,学生学会的东西多。一般来说,教师“讲好”与学生“学好”应该正比的。但对某些课程,如果学生不感兴趣或失去兴趣,教师讲好亦枉然。所以平时上课,俺是挖空心思培养学生的兴趣,学生对课程有了兴趣,而不仅仅是考试合格带来的压力,对掌握某课程的知识体系与思想方法应有事半功倍之功效。

比如硕士研究生的课程《材料热力学》,每年首次课几乎不讲真正的热力学,而是做一些必要的铺垫。其中一例就是《红楼梦》第八回中的一个小情景:贾宝玉听说薛宝钗小恙前去探望,过了些时林黛玉也“追”来了(嘴里却说“早知他来我就不来了”)。临近晚饭时分,宝玉因夸前日在东府里珍大嫂子的好鹅掌。薛姨妈连忙把自己糟的取了来给他尝。宝玉笑道:“这个就酒才好!”薛姨妈便命人灌了上等酒来。宝玉不管三七二十一拿来就想喝:“不必烫暖了,我只爱喝冷的。”薛姨妈道:“这可使不得:吃了冷酒,写字手打颤儿。”宝钗笑道:“宝兄弟,亏你每日家杂学旁收的,难道就不知道酒性最热,要热吃下去,发散的就快;要冷吃下去,便凝结在内。拿五脏去暖他,岂不受害?从此还不改了呢。快别吃那冷的了。”宝玉听这话有理,便放下冷的,令人烫来方饮

“大家知道,曹雪芹大约生活在雍正末年至乾隆早年间,估计是不了解近现代西方自然科学知识的。而薛宝钗也是肯定没有学过《物理化学》的,谁能用热力学知识解释‘酒性最热,要热吃下去,发散的就快;要冷吃下去,便凝结在内。拿五脏去暖他,岂不受害’这个问题不要急于回答,好好想一想,我们应该怎样用学过的知识来理解或解释日常生活中的现象?这就是知识的活学活用,如果谁有了答案可随时与我交流。”如此这般,与学生关于《热力学》的新一轮交流就算开始了。

其实不仅仅是《红楼梦》这部鸿篇巨著,我们许多古代传统精神文化中都饱含着惊人的智慧,只是近100多年来,收到洋奴哲学和崇洋媚外思想的影响,慢慢被淡忘了。比如“欲速则不达”这句成语。出自《论语·子路》篇:“无欲速,无见小利。欲速则不达,见小利则大事不成。”“欲”表示一种“势差”或“动力”,如水位之差导致“水往低处流”,电位差产生电子的流动“电流”;人对名、利、社会地位的向往促使其奋发图强,社会对经济增长的“愿望”促进了GDP的增长。自然法则对其选择是“耗能最小”或采取“最捷径”,如水向降势方向流动时肯定 “专抄近路”,而电子也是沿着阻力最小的导线最外表面爬行。人类的活动稍有不同,主要因为人的主观能动性,总希望“以最大速度”实现目的——即“欲速”。但受到自然法则的限制,超过某一界限的“欲速”是得不偿失的,最终的结果仍然是“不达”。比如SCI论文质量与数量,它绝不仅仅是受到科学家们“欲速”的左右,更重要是要受到科研环境、人文环境、科技工作者的经验积累等方面的影响,而这些绝不是一朝一夕一蹴而就的。政府不顾历史条件的限制而“欲速”则当然“不达”,而科技工作者“见小利”也当然“大事不成”矣。这很像热力学第二定律——孤立体系的熵值一直在增长,人们很是高兴发现了它。但当深入研究之时又感到了恐惧——如果一个体系熵增到极点,不就意味着达到平衡了吗?那么这个平衡不就意味着“一个过程的结束”吗?对于类人的生物机体而言,体系的熵值最大、达到平衡不就意味着生命OVER了吗?人类是不甘于受自然随便“摆布”的,所以努力寻找延缓生命快速OVER的规律——熵增最小原理,嘿,还真找到了嘢!

在我们追逐西式自然科学高峰的时候,不能忘记东方高屋建瓴般地对自然科学知识的凝练。东西方的自然科学知识体系有异曲同工之妙,西方知识体系倾向于以严密的公式表达自然规律或以法理体现人与自然的契约,而东方文化思想更关注于揭示人与人、人与自然的和谐统一。法国著名文学家福楼拜说过:科学与艺术在山脚下分手,在山顶汇合而鄙人认为,东西方科学思想在最高境界里同样达到了相通与融合。



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