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【书评】学以致用 文理兼修——评《物理学与传统文化》

中国科普作家协会 傅雪 2019-02-01 18:21

物理学与传统文化之间,既有着显著的区别,又有着千丝万缕的联系。物理学是自然科学的基础学科,中华传统文化源远流长,蕴藏着丰富的人文精神,两者都有对自然的认识、思考和分析。

《物理学与传统文化》一书将物理学与传统文化相结合,探索中华传统文化中的物理学知识与方法,是一种有益的尝试。作者熊万杰从小受传统文化的熏陶,喜爱文学,同时也是物理学博士、副教授,目前在高校担任科学研究和教学工作,基于这些学习经历、学术背景以及教学实践,为《物理学与传统文化》的形成打下了良好的基础。

《物理学与传统文化》共有6章,分别是传统文化与力学、传统文化与热学、传统文化与电磁学、传统文化与光学、传统文化与近代物理学以及传统文化与物理学方法。每一小节分3部分展开,先引入诗词、成语、谚语或者古代典籍进行“传统文化赏析”,而后分析其中所蕴含的“物理学原理”,同时也很注重物理学在生活实践中的应用,第三部分举例并解析该科学原理在人们生活中的“实践与应用”。

一、物理学与传统文化的融合

《物理学与传统文化》一方面从现代物理学角度认知、考证、分析传统文化中对自然现象和生活实践的描述和思考,有助于拓展认知,促进传承和创新。同时,对传统文化的分析不是盲目的,而是带着审视的眼光,取其精华、去其糟粕,有助于增强人们继承和发扬优秀传统文化的自觉性,这种批判式继承的方式也传递了一种科学的精神。另一方面是在传统文化的视野下理解和阐释现代物理学的知识和方法,有助于化抽象为形象,转兴趣索然为兴趣盎然。发现生活中处处有物理,徜徉在传统文化中,感受物理的美妙。

从人类大脑平衡开发来看,感性和形象思维侧重于右脑,理性和逻辑思维侧重使用左脑,阅读时,先是进行“传统文学赏析”,再分析“物理学原理”和“实践应用”,左右脑得到交替使用,带来轻松愉悦的阅读感,不易感到疲劳,而且将逻辑思维和形象思维很好地融合了起来,有助于跨越人文和自然的知识鸿沟,开阔视野,唤醒创造的潜能,实现全面发展。

二、兼具文学性、科学性和趣味性

《物理学与传统文化》全书文理交融、图文并茂,古代文化和现代文明交相辉映,理论分析和实践应用相得益彰,不仅注重物理学和传统文化之间的联系和衔接,同时还追求文学性、科学性和趣味性的统一。

1.文学性

近年来,一直倡导中华传统文化是软实力和前进的内在驱动力,每个公民都应该具有一定的文化素养和人文情怀,传承并发扬中国优秀文化。书中收录了《望天门山》《咏露珠》《春江花月夜》等几十首诗词;讲述了刻舟求剑、举重若轻、覆水难收、冰冻三尺,非一日之寒等成语或谚语中的物理知识;收集并整理了《墨经》《天工开物》《庄子》《吕氏春秋》《梦溪笔谈》《博物志》等几十本古代典籍中记载的物理学知识和方法,这些文学作品和科技典籍是反映中国古代人们生活的载体,在对景色和自然现象的描绘过程中,也渗透着对自然的认识和理解,使读者更加深刻体会到传统文化的魅力。

在讲述物理现象或知识的同时,也做到向传统文化的延伸,如讲述力学知识“一个系统的内力对该系统没有作用效果”时,引用了《韩非子·观行》篇中的记载,“有乌获之劲,而不得人助,不能自举”,乌获,据说是战国时期的大力士,能举千斤之鼎,即使有这样的力气,也不能将自己举离地面。从物理学角度来说,这是因为他对自己的作用力属于内力。书中进而又延伸到人文角度,“个人再有智慧、能力再强,也需要他人的帮助和举荐”,将物理与生活哲学巧妙结合起来。

2.科学性

《物理学与传统文化》中对物理学原理的阐述,必要时从分子运动和原子结构出发,力争使读者知其然还能知其所以然。例如,以毛细现象为例讲述液体的表面张力,液体中插入很细的管,若液面凹陷,液体在毛细管中上升,则液体与管壁是浸润的;若液面凸起,液体在管中下降,则液体不浸润管壁。一般科普书,只讲到浸润和不浸润,熊万杰并没有止步于此,而是进一步分析了液体与固体管壁之间存在的附着层,附着层内的分子不仅受到液体内部分子的作用,还受到固体表面分子的作用力,两种力都表现为吸引力,前者为内聚力,后者为附着力。内聚力和附着力的大小不同,决定了液体和固体接触时出现浸润还是不浸润,将其原理分析到分子间结构和作用力层面,使读者对表面张力的理解非常清晰明了。

同时,物理是人类在认识自然规律和生产实践活动中产生和发展的,《物理学与传统文化》同样注重物理学知识在人们生活实践中的应用。在每一节的第三部分“实践与应用”,举例分析了该物理原理在实际生活中的应用,与日常生活中实用的案例结合起来,不仅生动形象,加深了理解,还有助于养成生活中细心观察,勤于思考的好习惯。

3.趣味性

物理学是自然科学,没有七情六欲,不带任何感情色彩,但熊万杰把物理学进行拟人化处理,将一些古文名句中所描绘的意境,套用在某些物理学原理、概念和模型上,进而分析其性质、学习其理论,别有一番趣味。荀子在《劝学》中说“青,取之于蓝,而青于蓝;冰,水为之,而寒于水”,成语“青出于蓝而胜于蓝”便出处于此。熊万杰将“青出于蓝而胜于蓝”与物理学中磁介质磁化联系起来对比分析,对铁磁质施加外磁场时,铁磁质的附加磁感强度比外磁场的磁感强度一般要大几十倍到数千倍,如果将铁磁质的附加磁场视为“青”,外磁场就是“蓝”,“青胜于蓝”就是附加磁场的磁感强度远大于外磁场的磁感强度。这种拟人化的处理方式,令人记忆深刻,也加深了对磁介质磁化的理解。同样的还有将成语“恩将仇报”与楞次定律联系了起来。

作者还收集整理了一些古代器物或工艺,也非常有趣,如中国古人为测量卤盐浓度,设计了一种密度计——莲管;基于对声音和振动较为深刻的认识,据记载,五代十国时期就利用形成稳定声音的驻波制成喷水的鱼洗;中国最早的“保温瓶”——伊阳古瓶,中间有空隙的双壁构造,有效抑制了热传导,保温效果大大增强;中国清代《食宪鸿秘》记载的“冻豆腐”,利用了水的反常密度特性;古人用纸铫煮茶,“沸而不烧其纸”,利用了茶水的沸点是100℃,而纸的着火点是183℃,水不干,纸铫就不会燃烧,煮茶就能顺利进行。这些古代器物不仅令人开阔了眼界,也增强了阅读中的趣味性。

古代中国人记录了大量实际的、经验的或技术的物理学现象,其中的一些描述与记载闪耀着思想的光辉,正如1977年诺贝尔物理学奖获得者普里高津所说,“中国的思想对于那些想扩大西方科学的范围和意义的哲学家来说,始终是个源泉”。作者在传统文化方面的功底以及物理学专业的背景,使其行文在保证科学性的前提下,语言通俗、意境优美,尽量没有使用公式,用文字描述和物理图像的方式,增加了可读性,在传统文化熏陶中并与生活实践应用相结合,更容易理解和领会物理模型,得到人文方面的启迪,可谓文理兼修,一举两得,以达“以文化人,以物理人”之目的。

关于中国科普作家协会

中国科普作家协会是以科普作家为主体,并由科普翻译家、评论家、编辑家、美术家、科技记者,热心科普创作的科技专家、企业家、科技管理干部及有关单位自愿组成的全国性、学术性、非营利性的社会组织。

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