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费曼:如何成为最会学习的人?

孙译蔚 看天下实验室 2022-11-20

为什么记住了所有的知识点,依然学不好?

撰文 | 孙译蔚

编辑 | 沈佳音

《看天下》杂志原创出品 

提到费曼,很多人都会想到“费曼学习法”,即当你试图理解一件事,最好的办法是把这件事情讲给别人或教给别人。在讲的过程中,你会很敏锐地发现,自己哪里不理解,回头再学时,便能学得很好。


理查德·P.费曼是物理学家,1965年曾获得诺贝尔物理学奖。在讲给别人或教给别人这件事上,费曼对自己有极高的要求,他要求自己对知识有着深刻的理解,以便他可以用生动有趣的方式向任何人解释一些事。


有一次,比尔·盖茨和同伴去看康奈尔大学的资料目录,发现有一个讲课视频非常吸引人。他们看了两遍,并发现了更多有趣的视频。做讲座的老师就是费曼。

知名演员、导演艾伦·艾尔达在加州理工学院毕业庆典上的演讲中谈起费曼,她说道:“和毫无物理学背景的普通人谈论物理时,他从来不依仗作为伟大物理学家的权威。他认为,如果无法用日常语言来表达一件事,那可能自己也没有真正理解。”

为什么记住了所有的知识点,

依然学不好?

在康奈尔大学时,费曼去巴西一些大学访问。刚到巴西时,费曼心头有一个大大的疑问:那么多巴西孩子在学习物理,比美国孩子起步早得多,但是在巴西,你却找不到几个物理学家——为什么会这样?那么多孩子都努力地学习,但却没有效果。


费曼研究了巴西的教科书,觉得“惨不忍睹”。书上有一个例子,开头放了四张图:第一张是一个发条玩具;接下来是一辆汽车;然后是一个男孩在骑自行车;最后是别的什么东西。每幅图的下面都写着:“它是怎么动起来的?”


费曼知道教学用意,谈力学,玩具里的弹簧是怎么工作的;谈化学,汽车里的发动机是怎么运作的;谈生物学,肌肉是怎么工作的。


《神奇的费曼先生》剧照

教科书上的答案却是这样的,“对发条玩具来说,‘能量让它动起来了’。对骑自行车的男孩,‘能量让它动起来了’。对所有东西来说,都是‘能量让它动起来了’。”


“这么说毫无意义。假设有个东西叫‘哇啦哇啦’,以此来定义普遍原理,就可以说,‘哇啦哇啦’让它动起来了。这不体现任何知识,孩子什么都学不到,它只是一个词而已!”费曼觉得,学生们本该做的是查看发条玩具里的弹簧,研究弹簧和轮子的原理,不要管什么“能量”。等孩子们对玩具的实际运作有了一定理解后,再讨论关于能量的普遍原理。


费曼和父亲之间的对话是这样的:“是什么让它动起来的?所有东西动起来的原因都是太阳。”


“不对,玩具会动是因为上了发条。”费曼说。


“发条是怎么上的?”父亲问。


“我拧上的。”费曼说。


“那你又是怎么动起来的?”父亲问。


“我吃饭了。”费曼说。


“因为太阳的照射,食物才会生长。所以是太阳让所有东西动起来的。”父亲说。


《神奇的费曼先生》剧照

最终,这场谈话引出了一个概念:运动只是太阳能量的转化。


在巴西的教室里,费曼坐在旁边观察到,学生们都坐在那里记笔记,当教授重复句子的时候,学生们会检查自己写的是否正确,然后学生们会开始写下一句,就这样不停地写。“不知道这些学生能从这样的课程中学到什么。老师在台上说的是惯性力矩,但却没有讨论推门的时候把力用在铰链附近和门边上的对比,任何联系实际的讨论都没有。”


费曼觉得那些巴西学生记住了所有知识点,却不知道任何一个知识点背后的意义。


《神奇的费曼先生》剧照

从父亲那里学会了“翻译”

费曼的学习方法和他父亲的教育方式有很大关系。很小的时候,父亲便带着费曼观察、体验、研究这个世界。


他家有一套《大英百科全书》,父亲常让小费曼坐在自己的膝上,给他念里边的章节。有一次念到恐龙,书里说,“恐龙的身高有25英尺,头有6英尺宽。”


父亲停顿了,对他说:“唔,让我们想一下这是什么意思。这也就是说,要是恐龙站在门前的院子里,那么它的身高足以使它的脑袋凑着咱们这两层楼的窗户,可它的脑袋却伸不进窗户,因为它比窗户还宽呢!”


《神奇的费曼先生》剧照

“父亲总是把所教的概念变成可触可摸、有实际意义的东西。”费曼说。沿着父亲的思路,他想,居然有这么大的动物,居然由于无人知晓的原因而灭绝了,便觉得兴奋新奇极了,一点也不害怕会有恐龙从窗外扎进头来。


费曼从父亲那儿学会了“翻译”——学到的任何东西,都要琢磨出它们究竟在讲什么,实际意义是什么。


有一次,费曼在玩一种叫“货运快车”的玩具。小车里有一个球,四周有一圈栏杆,小孩可以拉着玩。当他拉着车往前走,球会滚向车子后面,而当他拉着车前进,突然把车停住,球就会向前滚。


费曼问父亲这是怎么回事儿?父亲说,基本原理是,运动的物体会尽力保持运动状态,而静止的东西也尽力保持不动,除非你用力推它们。“如果你仔细观察,会发现球并没有向车后滚。你拉着车向前移动,小球是静止不动的,或者会由于摩擦力的作用向前移动,而不是后移。”


费曼又跑回小车,重新做了一遍实验。他从旁观察,当自己拉着车向前移动时,小球并没有往后跑,它只是相对于小车往后移动。


父亲没有直接把“惯性”这个概念扔给费曼。


“父亲常带着例子和我讨论,没什么压力,都是一些轻松有趣的讨论。”回忆起这些有趣的事时,费曼常能想到父亲,“他明白知道事物的名称和真正理解这个事物之间的区别。”


小时候,费曼和一群伙伴在田地里玩耍。因没能识别一只鸟,费曼遭到了同伴的质疑:“你爸爸什么都没教你!”


但事情并非如此。在田野间,费曼的父亲看着那只鸟,并用世界上各种语言说那只鸟的名字。事实上,父亲并不知道这只鸟的名字,他只是随口说说。重要的是,父亲说:“现在,你对这只鸟依然一无所知,只知道不同地方的人怎么称呼这种鸟。看看这只鸟在做什么才有意义。”


《神奇的费曼先生》剧照

那只鸟边走来走去,边啄自己的羽毛。父亲开始向费曼提问:“你觉得那只鸟为什么啄自己的羽毛?”


“它们可能在飞的时候把羽毛弄乱了。所以它们啄羽毛是为了梳理整齐。”


“好吧,那这样的话,它们刚刚飞过之后应该啄得更勤。你明白我的意思吗?”


“明白。”


“我们来看看它们刚落地时会不会啄得更勤。”


他们观察了一阵儿,发现已经在地上走了一阵的鸟和那些刚刚落地的鸟没太大区别。


《神奇的费曼先生》剧照

费曼放弃了,他向父亲求教。父亲告诉他:“因为虱子正骚扰着它们。虱子会吃从鸟的羽毛上掉落的小片蛋白质。你看,哪里有食物源,哪里就会有发现它的某种生命。”


现在,费曼知道父亲的解释在细节上未必正确。但父亲告诉他的事情,在原则上是对的。


父亲还教费曼无须敬仰权贵。当费曼还是小孩子时,父亲常让他坐在自己腿上,翻看报纸上的照片,有一张教皇的照片,每个人都在向他鞠躬。“他们有什么区别吗?区别在于有没有勋章,当然教皇并没有勋章,也许是一位将军。区别在于制服,他的职位,但这人和别人面对同样的问题,和普通人一样,他要吃饭、上厕所,他也是人,和其他人没有什么区别。”

只为取乐而去做事

美国著名数学物理学家弗里曼·戴森评价费曼,“完全是个天才,也完全是个滑稽演员”。


费曼做了许多奇奇怪怪的事:他破解玛雅象形文字,解锁保险柜,试验催眠,他去巴西学敲邦戈鼓,跟着乐团到处表演。


《神奇的费曼先生》剧照

读研究生时,费曼想知道当人闭上眼睛,什么也看不见时,如何“看见”人物之类的图像,以及人在入睡时,意识流是如何停下来的。


于是,在一个月里,他每天下午都在研究这个问题——拉上房间的窗帘,关上灯,然后去睡觉。


他观察到,即便已经睡着了,想法也不会停止,但它们在逻辑上的联系会越来越少。“你并不会意识到这种逻辑上的无关性,直到某一刻你忽然问自己:‘我怎么会想到这个呢?’然后你便试着回想,但通常想到的东西又和其他事情关联上了,再之后联系变少了,然后自己也睡了。”一个月后,他终于写出了论文。


工作时期,他花了一年时间,在加州理工的生物学部做病毒实验。在那一年末,他新发现了一些关于病毒基因突变的有趣事实。


不过,他判断自己不是做生物学家的料,于是带着重燃的热情返回了物理学界。


费曼的一生精彩有趣,但并不算顺遂。他在美国一个犹太移民家庭降生,大学就读于麻省理工学院,后去普林斯顿大学读博。随后,他加入了研制原子弹的“曼哈顿计划”。


参与曼哈顿计划时,他的妻子阿琳已患有当时无法治愈的肺结核病多年,费曼一边工作, 一边照顾妻子,直到她26岁时去世。


二战后,费曼先到康奈尔大学任教,后转入加州理工学院。


在康奈尔大学任教时,费曼陷入抑郁,无法集中精神,无法专心工作。妻子刚去世,他参与制造的原子弹造成的毁灭性后果也正侵蚀着他,他一直在思索:科学是否包含着某种邪恶?自己所热爱并为之奉献一生的科学事业价值何在?


《神奇的费曼先生》剧照

费曼晚年做过一个关于“科学的价值”的演讲。在演讲中,他坦言,每当自己足够深入研究一个问题时,同样的激动、敬畏和神秘感,会一次又一次袭来。了解越多,研究越深入,就会发现更奇妙的秘密,诱使自己越发深入探究。


“我们发现,要进步,我们必须承认自己的无知,还要心中存疑——这种心态至关重要。” 费曼认为,这是科学家的责任:今天我们能存疑的自由,缘于科学在发展早期与权威势力的斗争。我们争取到了质疑的权利,也就是允许我们去怀疑,凡事都不能那么确定。


在康奈尔大学时,他也焦虑自己没有为学校做出贡献。


幸好,“抑郁”没有困扰费曼太久。他对自己说:“我过去没干成惊天动地的事,以后也不会做成什么大事。我不必因为他们认为我能做得好就非得做很好。”


这样想,费曼轻松了许多。他向来喜欢物理和数学,因为他曾经和它们愉快地玩耍,并以此为乐。费曼决定,只为取乐而去做事。


直到那天下午,费曼在餐厅吃午饭。当时,几个年轻人在食堂里往上空扔盘子,当他把盘子扔出后掉下来时,盘子会晃动,飞盘上的蓝色图像也在旋转,蓝色图案的旋转似乎比晃动更快。


费曼想知道这两者有什么联系。他开始把玩旋转物体的运动方程,他发现,如果晃动得很轻微,蓝色图案的旋转速度是晃动的两倍。


他尝试着直接从牛顿定律中找出原因,而不是通过复杂的方程得出结论。抱着好玩的心态,他算出来了。


他找到另一个物理学家,对他说:“嘿,我给你看点有趣的东西。”“这挺有趣的,但这有什么用呢。”“这没有任何用处,但有什么关系呢,我做这些就是好玩。”费曼说。


《神奇的费曼先生》剧照

巧合的是,在同一天,核实验室负责人鲍勃打电话给费曼,告诉他:“当他们大学聘用一位教授时,教授要做什么是他们的责任。如果教授什么都没做,或者什么都没做成,这是他们大学应承担的风险。这不是教授该担心的事,他们大学冒着风险把教授置于外部环境,而我应该想做什么就去做,做能让自己开心的事。”


鲍勃的话让费曼逐渐放松下来,他逐渐摆脱那些心理问题,开始继续把玩刚才所说的旋转问题。旋转使他想到了类似的问题——满足狄拉克方程的电子自旋的旋转问题。这让他回到了他一直在研究的量子电动力学问题上。他继续用自己最初那种轻松的方式把玩这些问题。


“所有灵感就像打开瓶塞的香槟,一切都喷涌而出。”费曼回忆当时的情景,如此说道。


在很短时间内,他解决了这些问题,并因此获得了诺贝尔奖。


费曼的一生充满了乐趣,他还享有诸多“荣誉”。但他并不喜欢“荣誉”这个东西,荣誉让他烦心,困扰着他。“对我而言,最大的奖赏,是发现的乐趣、探索的激情以及看到别人运用我的研究成果。” 

* 参考资料

1、《为纪念物理大师费曼百年诞辰而作》,《大学物理》,作者赵凯华。

2、《永远的少年:诞辰百年,逝世卅年,费曼的影响为何长盛不衰》,《科学》,作者施郁。

3、纪录片《神奇的费曼先生》。

4、《别闹了,费曼先生》,作者理查德·P.费曼。

5、《经典费曼》,作者理查德·P.费曼。

6、《费曼访谈:发现的乐趣》,B站。

7、《费曼访谈:想象的乐趣》,B站。

8、《费曼访谈:从另一个视角看待这个世界》,B站。



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