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我的第一个物理老师 回声 【耀钟的话】本文是李婌娴老师转给我的。我有的同学用方励之、李淑娴著的《力学概论》作教科书讲授力学，赞不绝口。但我还是第一次看到一位听过方励之老师讲力学的学生谈感受，特此转载。 1978年我被中国科技大学录取，那年3月8日我来到了科大，转天就开始上课。 文化大革命之后第一次恢复高考，在当时居然被说成是新生事物，颇有些让人哭笑不得。很难用几句话就概括在此之前的个人经历、考大学时选择专业时的想法。尽管几乎每一个77级学生都有一段颇为曲折的故事，各自入学时的文化水平或有差别，真走进大学之后，生活就变得相对简单。除了学习之外，几乎还是学习。科大，尤其如此。作为一个纯粹理工科学校，交叉学科的影响宽广度相对有限。学习课程是繁重的，学习气氛是单调的。 学过单变量微积分和普通化学之后，我们就开始学习普通物理。照例普物的第一部分就是力学。方励之是授课老师。抛开在中学时代文革中后期乱七八糟地学到的一点儿物理课程以外，这其中包涵四冲程的发动机和交流电动机，无论从什么意义上来说，方老师都是我一生中的第一个物理老师。 当时的科大，有两个教师是学生们特别喜欢的。一个是温元凯老师，一个是方励之老师。两人的风格十分不同，但都能通过教学激发出学生们的学习热情。我有幸先后做了他们的学生。作为学生当时我想得不多，多年之后再来看，两人的区别就看出来了。温老师讲述丰富的见闻，方老师传授卓越的见识。随着年龄增长，见闻多少都会有一些，见识则穿越时代。 77级学生，成分“复杂”，即便是学生平均年龄偏低的科大也是如此。不少同学在进入大学之前都有一些社会经历。虽然在文革的动荡时代中他们学到的知识不多，却或多或少都开始了“不信”的思考，因此想让他们信服，不那么容易。那时，我知道的科学界人物只限于华罗庚，钱学森少数被大力宣传过的几个而已。在上化学课的时候温老师提到过方老师，以后我在校报上看到一张介绍方老师教研室学术活动的照片。照片的黑板上有一个我从未听说过的名词：对称破缺。方老师和教研室的其他几位老师都在。当同学们开始议论谁会是我们物理课的老师的时候，都希望方老师能给我们上课。在这些议论中我于是知道了方老师越过副教授一级直接升为教授，知道了方老师在文革后期开始了宇宙学的研究并因此受到了江青一伙儿的关注，那显然是在和那时在学术界批判爱因斯坦的潮流唱反调，等等。 当最终得知是方老师给我们上普物力学课之后，大家都很高兴。要知道当时科大的学习条件是比较艰苦的，教学水平高的老师不是很多，做科研水平高的就更少了。一门基础课，能有一个好老师来授课，即便我们当时还不能评判这门课最终在我们的学习和工作生涯中的意义如何，好的开头就是成功的一半许多人还是知道的。 在上第一堂课之前，我从来没有见过方老师。因此当在第一堂课上见到方老师的时候，印象反而深刻。方老师的衣着十分普通，没什么惊人之处。但是当他一开口说话，倒让我在底下暗自赞了一声：好嗓音啊。方老师说话，音调略微高亢，说话速度是比较快的，讲课中段落的停顿持续得比较短，或者很长(这时他可能在黑板上写字)。特别引人注意的就是方老师说话气势十足，特别有激情，给人精力旺盛的感觉。这是我特别欣赏方老师授课的一个重要原因。那时候，学术知识基本没有，无从判断老师们的授课质量，不过一个老师授课时的激情却是盖不住装不来的，这激情显示老师的自信和诚挚，它们反过来加强了学生对老师的信心。 稍微学习过物理课程的人都知道，普通物理力学是一门重要的课程。首先，在牛顿三定律之前，要讲一些运动学的知识，然后是介绍在牛顿定律建立之前已经有的物理量，例如速度，加速度，它们和起来构成了研究客体的物理状态。最后，由牛顿三定理来确定了动力学问题的提法，并提供了解决动力学问题的途径和方法。一个简单的抛物线问题，就涉及到力学中所有的概念。但不是每一个老师都能在这个层次上用简单的例子开始构建物理基石的，因为一纠缠到解题上，技术的技巧和细节会将基石淹没，这个尺寸并不容易掌握。 方老师的授课十分不同。其特色就在他始终要把你拉回到物理的基本框架上来谈论物理。这种做法，和中学的教法自然极为不同。因此学生们需要时间来习惯，有的同学会因此迷失，更多的同学的做法是：先听，然后慢慢去想。 例如他曾经十分严肃地强调了牛顿第一定律并不是牛顿第二定律的一个特例。他问我们：如果第二定律中的力为零了，那么自然会有运动物体的运动状态不变，于是回到了第一定律的陈述，那么牛顿第一定律还是不是独立的呢？接着他告诉我们：牛顿第一定律是独立的，其原因是物理的不是思辩的。牛顿第一定律断言我们在现实世界上可以找到一个(近似)惯性系，而这个断言建立在一个十分合理的假设之上：物体间的相互作用随着它们之间的距离增大而减弱。如果这个假设不对会怎么样呢，其结果是我们无法从相互作用的物体中分离出我们的研究象，…… 77级虽然是经过激烈的考试进入大学学习的，但考虑到过去十年左右教育的瘫痪状况和社会的动荡，学生的知识基础是很薄弱的，因此这样的讲法不一定立即会引起大多数同学的共鸣。不过，这样的教学，即便你当时不能彻底理解，却十分难忘，其开辟出的思考余地之大却是始料不及的。 谈到动量时，他会这样说：现在我来定义一个叫做动量的物理量，它是质量M和速度V的乘积。说它是物理量，不仅仅是因为它是可以测量的--可以测量的量及其组合很多，我们选择这样一个物理量是因为它在物理理论里面有其特殊的地位，不是简单的两个物理量的乘积。我们以后会看到，与质量和速度相比，动量是更为基本的，…… 说到能量时也有类似的精彩：我们找到了这样一个物理量，它表示为两项之和。在运动过程中它们各自都在变化，可是它们的和却是个守恒量。这对于我们把握动力学过程的特征具有特殊的意义。而物理学一个核心问题就是寻找和研究这些守恒量。 以后我们明白动量确实是更为基本的。光子没有静质量却有动量，质能可以互换，等等。在这些特别强调中我们看到的是对物理理论非平庸的陈述。每当发觉有一个陈述在教课书中不常见的时候，那几乎总是涉及到今后将向我们陆续揭示出的未知角落。 普通物理的力学部分一般是不讲相对论的。比较正式的讲述相对论，一般是要推迟到学习电动力学。方老师在介绍他熟悉的相对论理论上并没有超越课程要求很多。但是他比较详细地介绍了这个问题的历史。在那个时代的普通物理力学教材上这些东西都是没有的。 例如，他首先说明，所谓相对性原理，并不是爱因斯坦提出来的，而是由伽俐略提出的。伽俐略曾描述过一个人在行船中观察到的物理现象和在船外(静止)观察时没有什么不同。这正是相对性原理的核心。物理定 律─具体说就是物理方程─不应该在不同的惯性参考系中“变形”。这就是说因为观测的结果不变，那么描述这些现象的物理方程也应该不变。 当时，这样早地就介绍到了近代物理核心的讲法，不好说就一定是十分成功的。也许很多人没有听懂，或者半清不楚。不过，一个高起点的讲法当然不能立即就被接受，它只是促进了学生们的好奇心，开始了解一个物理理论是如何陈述的，一个物理问题的来龙去脉，视野自是不同。在高级课程里这些说法当然不算什么，早已写好的物理方程告诉了你故事的下半部。但早早讲授上半部行不行呢？我觉得是可以的。因为这必将会造成思想上的对话，这些对话由于没有高深的数学支持必然导致注意力集中在观测的自然现象上，其好处是一言难尽的。和数学争，是没有多少文章可做的，和由观察出发的思考争，往往会导致非常好的结果。 事实上，方老师根本就没有介绍洛仑兹变换。他只是反复地强调了相对性原理的重要，强调了光速不变。我还记得当时的普物力学(据说是他主持编写的)讲义上有这样几句话(时间久远只能记得大义了)：因为没有绝对意义上的纯粹力学实验，一个包含力学过程的实验，必定是同时包含电的，热的，光学的，以及原子物理的物理过程。因此如果力学定律在惯性系变换下保持不变，实际上意味着所有的物理定律在惯性系变换下都保持不变。我已经不能确切地记得方老师是不是在课上特别强调过这一点了，但那份装订简单印刷粗糙的讲义上有大致这样一段是绝对不会错的。 它立即就构成了我欣赏物理之美的第一篇章，而且至今不会忘记。 这期间，还有个很有趣的小故事。有一次，马上就要上课了，我和一位同学向教室走去。途中同学和我讨论起光速不变来。同学告诉我，他经过思考觉得光速是变的。当然我自己也不是很清楚这个光速不变的确切物理含义，自然无法说服同学。于是同学建议我们一起去问方老师。 方老师当时就住在离开授课教室不远的一件不大的房间里，我记得那房间好像没有窗户。合肥是很热的，不知道方老师那些年在这间屋子里是怎么熬的。我们正要进入方老师的房间，方老师正好出来。和方老师简单地打了一声招呼，那位同学就开始问方老师了：“……，方老师，我觉得光速是变的呀，比如，……” 在此之前，方老师有些心不在焉。当听到同学的这个结论的时候，他的反应让我稍稍有些吃惊。他把头高抬起来，手指往前一点，声音立时就变得响亮多了：“你拿出数据来！” 多少年后，当我和同学回忆起这段故事的时候，都要笑死了。不过，笑过之后带来的另外一些回忆却不那么轻松了。 在大约我们上课的同时，方老师在我们学校的校报上发表文章。其中谈到了列宁的著名论断：电子也是可分的。方老师认为：电子是否可分，不是一个哲学问题，而是一个物理问题，应该由物理研究来回答。尽管当时的气氛比较宽松，但是直接批判马列主义的祖师，也让我们吃了一惊。我们是经历过文革的一代，耳闻目睹的思想专制的例子太多以致已经麻木了，对这样一个简单有力的结论的接受并不是那么轻松。以后，方老师在课上更为直接地讲述了这一点：列宁说电子可分，发现电子已经差不多80多年了，它(电子)很稳定，还是不能分。以后他又说：凡是那些被说成是放之四海而皆准的真理，通常都是最没用的。早在回顾伽俐略的科学研究的时候，方老师就十分明确地指出：科学从对自然现象的深入观察开始。过去许多经院哲学的问题只有纯粹思辩的意义，不具备科学意义，不能回答科学上的问题，指导科学研究，最终也无法解决。于是，在科学的发展中，这一部分问题就从哲学问题中分离出来成为科学研究的对象。其间最重要的区别就是科学以实验为基础，整个物理学的基础建立在一系列的物理实验之上，而理论物理就是寻找一套数学来描述物理现象，其正确与否一定要由实验证明。 这些说法在今天看来好像属于常识，但对我们这些从文革中走过来的学生来说，影响是深远的。那个时代流行的是从某位“伟人”的胡言乱语出发开始思辩，既不承受生活的检验，也不准备接受任何修正。更为恶劣的是，当生活与这种思辩发生冲突的时候，我们习惯地会要生活让路。糊涂久了，每一次被点醒，无论它是从什么角度出发，都具有特殊的意义，它在拯救年轻的病人。 很快就到了期中考试。我们也知道在考试之后方老师要离开科大去剑桥做学术交流一段时间。 要说论及教课的循循善诱，方老师做得可没有那么好。他讲课用词考究，警句连连，声音宏亮，起点高，视野广，这些都无庸置疑。但方老师不喜欢讲例题。实际上他只有对比较大的陈述详细交代证明，不会在这个陈述之后马上跟上一道例题。他经常说：当你明白了这点之后，……，剩下的就是小代数了。可事实上这些对方老师连小代数都不算的习题对我们说来就不仅仅是小代数问题了。因为忙，下课之后他也不在教室停留，总是迅速离开。有时候两节课之间他也要回一趟宿舍。这样，解题的本事大家只好自己去钻研体会了。 考试的时候，140多人挤在一个大教室里埋头答题。不好说题目很难，但题目很多，有些类型的题，在作业里根本就没有见到过。一眼看过去不由得叫声苦，这怎么做得完？好在那时候考试一般在时间要求上很宽，如果你做不出来，耗时间在那儿坐着冥思苦想，帮助并不大。题目我大都忘记了，只记得有一道题和黑洞有关。大略是问一个天体在什么样的条件下使得具有光速的物体也不能从引力中逃逸出去。实际上就是简单地估算Schwarzschild半径。不过这类题我们从来就没有在习题中练习过，因此考试后引起了不少讨论。光子静质量为零，能在引力势那边消去吗？二分之一还会在动能表示下出现，还是该用别的什么公式？总之，因为我们并不知道相对论的能量公式，却又暗自知道一些零零碎碎的相对论结果，所以结论上就会有些不同。好在最后问判卷老师，他告诉我们，方老师说用0。5 * M * C^2 和用M *C^2都算对，大家皆大欢喜。这道题据说大多数人都答对了。 但一道题不能救所有人的“命”，据说最后结果是大约一半的人分数在60以下。后来对分数施行过什么重整化手段，我就不知道了。方老师走后，一位姓刘的副教授接手，他的第一堂课就讲到这次考试。他说：可能有些同学考得不够理想，这不要紧。然后他笑嘻嘻地说：方老师就是这样，他只管出题，学生考成什么样子，他是不管的。如果他再有机会做你们老师的话，这个特点，你们要记住。这位老师接手之后，课也讲得很不错，循序渐进，有条不紊，说话语速也比较慢，考试题虽然照例也不简单却十分规矩，应该说是一个好老师。但你明显地感到了一种差别，它促使你或许愿意用比较糟糕的考试分数去做一个交换，把方老师找回来。 纵观方老师的讲课，很难用几句话来表述。它表示了─方视界，一种趣味，一套标准以及在这三者驱动下形成的个人风格。我不敢说他的教课是最好的因此从授业解惑上看是最有效的，但却极具个人风格，─如他人生那样富有特征。他传授的东西，大多像是极其晚熟的种子。成长于漫长而平庸的岁月，结果于无意之间，不知哪天它就是棵树了。这样长成的树，有一棵是一棵，看上去或许不高，根子却是深的。 这之后，我没有再做方老师学生的机会了。以后在离开科大之前，我都很少再见到他。偶而会听到同学们议论“老方如何如何了”，而我只保持对方老师的敬佩，并没有再多留心打听。后来费因曼的老师惠勒来华访问到了合肥，方老师一路陪同。惠勒在科大做讲演，方老师在一旁翻译，我又近距离长时间地见到方老师一次，这之后直到毕业离校，我都没有再见到他。 有个现象在科大77级的学生里比较普便。当我们面对方老师的时候，我们从来都叫他方老师，也许有个别女生会叫他一声方教授，但我从未听到过。背地里我们从来就是“老方”，“老方”地叫，并不觉得有任何不尊敬。虽然方老师平常不苟言笑，却无法使我们叫他一声方教授来拉开这段师生距离，其后的心理状态其实是耐人寻味的。让我看，它至少包含了我们对一个做学问，有纯真品格的人的信任。“老方”在科大是专有名词，从来不会搞混。“方老师”或许还有几个(虽然我那几年不知道还有哪个是另外一个方老师)，但“老方”只有一个。我不知道在科大还有哪个老师在学生中享有更高的威信。所以，当以后听到科大的小学弟们夸赞方老师的时候，我一点都不感动，难道不会是那样吗？ 最后一次见到方老师是在1990年之后的美国。我去听方老师的讲演。当地的华人组织里的众多成员，学校老师，都跑去听。我还是坐在远远的地方。还是那个浑厚响亮富有穿透力的声音，但语速稍微放慢了。坐在那里我没有多久就走神了，勾起的回忆让人感慨。怎么也没有想到是在这样一种状态下和方老师相遇。散会之后，很多人拥向方老师，交换意见，照相留念。 像近十多年之前那样，我一直选择在远处注视方老师。他在不知觉下让我长久地注视，这当然包括以后听他讲演的录音，看到他走入洪流并几乎被洪流淹没。我想还是选择继续注视吧。逐渐成熟的我已经脱离了自己的老师开始了自己的思考，暗自的印证也许更好。再后来，读到他许多优美有趣又深邃的文章；再后来，知道他病了又看到他逐渐老去的形象，心中很不是滋味，才让同学给“老方”带个好，这个“好”朴素到苍白的地步；再后来，……；再后来，他走入历史。 在得知他去世那天，过去许多渐渐模糊的记忆突然复苏，它不像大潮一样奔腾，却像小溪一样平缓悠久。回忆难得准确，它不会是相片却像画作，无论你多想写实却几乎总是映象。 我意识到，中华民族的真正再生或许首先会以尊重这个民族在过去的艰难时世中倒下的伟大人物开始，而方老师注定是要进入这个民族贤良祠的一位人物。 我忽然发觉，作为他的学生，除了直接在他面前叫过他方老师以外(不超过两次)，我竟然没有和他说过一句话。我没有问过他物理问题，哲学思考，文化评价，制度设计，当然更没有和他谈过生活里的家常里短。我什么问题都没有问过他，也不曾和他照相留念。这个师生关系比水还淡。可我分明感觉到经常在和他交谈，他说我听，我问我答。 我现在可以确定的是，在四维时空里我和他“距离”最近的一次发生在1978年的下半年的那天。那天我和同学去请教他关于光速不变的问题。那天方老师的形象在我的记忆中定格。 只是在这个图像中我和同学不见了。昏暗不明的背景里，只剩下他一个人，头高昂起来，手指指向上方并略为向前移动一下： 你拿出数据来！ | 
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