——读詹姆斯《物理学巨匠》一书有感（之一）

从16世纪下半叶开始的350年，是近代物理学从诞生到发展为科学的中流砥柱的阶段。这其中涌现出了一大批物理学家，对推动物理学科的发展做出了不朽的贡献。《物理学巨匠：从伽利略到汤川秀树》一书的作者，按照这些巨人出生的时间顺序，从中选择了50位影响整个物理学发展进程的大师，逐一向读者讲述了他们的人生故事。

这是一本厚重的书籍，里面传递的信息非常丰富，要想用简介的语言对这本书进行概括非常困难。现选择大师的少年时代作为切入点，谈一些自己的感受。

一、家庭环境

五十位巨人的出身背景各不相同。

家境富有的有好几个，如伽利略、惠更斯、德布罗意、奥本海默等。优越的家庭环境，使得他们一生衣食无忧，可以按照自己的意愿去做自己喜欢的事情。当然，他们都有自己的志向，没有变成“纨绔弟子”，在科学的道路上做出了永载历史史册的丰功伟绩。

大多数的物理学大师出生于比较殷实的中产阶级家庭，他们的父亲要么是企业主，要么是公务员，要么是知识分子，大都比较关注孩子的成长。比如说伯努利、亥姆霍兹、卡尔文勋爵、吉布斯、玛丽·居里、玻恩、玻尔、卡皮查、伦琴……，都出生于知识分子之家，家里拥有科学和文化的氛围，非常关注孩子良好品行的培养，为他们的成长提供了激励性的环境。

这其中，有不少家庭已经有几代人都处于中产阶级这个阶层，家族中那些优秀、正直、清廉、充满理想且宽宏包容的长辈，对他们的成长产生了潜移默化的影响。一些家庭特别注重给孩子创造良好的成长环境，比如库仑，他的父亲是法国的公务员，经常因为皇家事务而举家搬迁。但早在库仑的童年时代，全家就搬迁到巴黎，为他创造良好的成长条件。再比如说J·汤姆孙的父亲是一个书商，经常带着J·汤姆孙去见一些有名望的人，有一次去见焦耳，他的父亲就对J·汤姆孙说：“有一天你会骄傲地说，我见过那位先生。”

也有不少人出生于普通人家。比如拉普拉斯，他的父母都来自农村，双方家庭没有智力超群的迹象；汤普森和富兰克林一样，出生于新英格兰的一个普通家庭。富兰克林继承了父亲在机械方面的才能和理性的判断这两方面的品质。他有来自祖辈手工的技巧，也有文学方面的天赋；爱因斯坦的父亲虽为人和善，但并无多大能力。不过在爱因斯坦4岁的时候，父亲给他的一个小磁罗盘玩，启发了他对科学的兴趣。斯特拉斯（瑞利勋爵）、玻尔兹曼、格林……也都出生于普通人的家庭。在孩子的智力发展方面，家庭能给的东西不多，但这些家庭优良的家风，培养了孩子们良好的品性，为他们日后走向社会奠定了扎实的基础。

当然，大师的少年时代并不都是阳光明媚。有一些家庭因为父母病故、教育策略等的原因，给孩子的成长也带来了不少麻烦，有的甚至影响到这些人的个性，造成了他们终身的性格缺陷。比如说开普勒，他和伽利略几乎是同时代的人，但他的童年极其不幸。父亲“爱动怒、爱争辩、要遭恶报”，母亲“絮絮叨叨，好跟人吵架”，在开普勒17岁的时候，父亲彻底抛弃了妻子和孩子离家出走，不知所终；狄拉克的父亲从小对他要求严格，让他难以适应，常常选择沉默来抵抗。结果是他与父亲的关系一直很冷淡，长大后与父亲的联系也很少。在获得诺贝尔奖之后，尽管可以邀请父母一道参加颁奖典礼，他也仅仅邀请母亲参加；汤川秀树小时候也害怕父亲难以捉摸的暴脾气，并试图躲避，这导致了他在社交方面的一些困难，并认为自己在社交方面从来没有进步过……

父亲或者母亲因病过早离世的情况也很普遍。牛顿的父亲是一个农夫，在他出生前3个月去世。牛顿是个早产儿，当时没有人认为他能活下来；博斯科维科10岁时父亲去世；卡文迪什出生后两年，他的母亲因病去世；傅里叶9岁那年，父亲去世，不久后母亲也去世，他成了一个孤儿。幸亏有市民关心孤儿教育，资助了他的学习；欧姆10岁时母亲去世；法拉第19岁那年父亲第去世；卡尔文勋爵的母亲在又生了3个孩子之后不久离开了人世；布拉格7岁的时候母亲去世，之后被送往叔叔家抚养。从小到大几乎没有受到父母之爱或者什么引导；玛丽·居里的母亲生下她之后不久就得了肺结核，两年之后去世。失去母亲的玛丽健康状况每况愈下，还患上了神经衰弱；埃伦费斯特10岁那年，母亲因乳腺癌去世，由他奶奶帮着抚养……

托尔斯泰说过，幸福的家庭总是相似的，不幸福的家庭各有各的不幸。但家庭生活中的这些不幸，也能让人更加努力，做出超乎常人的成就来。上述这些大师就是明证。

二、少年生活

有的大师，在少年时期就表现出非凡的才华，让人看到其成长的无限可能。当然，更多的大师在少年时代和其他人并无什么不同，有的还遭遇他人所没有经历过的磨难。

开普勒小的时候体弱多病，四肢很细，苍白的脸被黑色卷发衬托的更为明显。他出生时眼睛就不好，一只眼近视，一只眼散光。他的胃和胆囊不时疼痛，童年时还几乎死于天花；牛顿3岁时母亲改嫁，将其交给外公外婆照看。小时候的牛顿不太喜欢继父及其家人，在孤独和缺少爱的环境中成长；哈恩的童年时期身体也不太好，直到15岁之后才没有什么问题；费米在婴儿期就被送到乡下找人照料，由于小费米身体虚弱，直到两岁半才回到罗马的家；海森堡出生后，过敏症和易生病伴随了他的一生。5岁时，他差点死于肺部感染；居里夫人的女婿约里奥自己回忆说：“我使我可怜的母亲忧心忡忡，特别是当我和她去购物，偷了糖果和水果时。”

小时候，爱因斯坦是一个很乖的孩子，有些腼腆，显得有些孤独和内向，老师甚至认为他相当愚钝，并向他的父亲反映他迟钝、不合群、神思恍惚、老在做白日梦。小时候的爱因斯坦还有模仿言语症，为了确保听请别人的话，他会对自己一再重复。他3岁前不大会说话，直到7岁时说话才流利些。；卡皮查的成长经历中，姨妈亚历山德拉起到重要的作用。正是她发现卡皮查在其他方面有些落后，但他在掌握算术知识方面有不同寻常的能力。卡皮查从未克服某种绕弯子和凌乱的表述，也从未就任何语言学会正确拼写。

小时候的惠更斯喜欢绘画和制作机械模型，在这方面花费了很多时间和精力；亥姆霍兹是一个敏感的孩子，小时候就显露出对自然界的好奇心和热情，但在其他方面发展迟缓；麦克斯韦小的时候特敏感，有点像亥姆霍兹，属于那种对自然好奇的另类孩子；斯特拉斯（瑞利勋爵）与著名的科学家波意耳是远亲，小时候没有显露出过人之处，就像大多数的男孩一样，只是对自然有些兴趣。

托马斯·杨是一个天才儿童，记忆力非凡，尤其是在语言方面。他2岁即会阅读，对书籍表现出强烈的兴趣。很早就显示出数学才华，在语言、音乐方面也表现出天赋；安培在儿童时代也显示出不同寻常的专注和惊人的记忆力，他通过阅读狄德罗的大百科全书学习。不过他一生都缺乏足够的毅力，总是在快速地转移方向；幼年的德布罗意快乐、阳光，又有点小调皮。他的记忆力惊人，古典戏剧的整个场景他全记得住，背诵起来活灵活现；玻色的视力很差，但他智力过人，记忆力极强；费米从乡下接回家中后，母亲教他读书和写字，很快他就显露不寻常的数学能力和惊人的记忆力；奥本海默5岁时已经爱好收集矿物标本，到11岁时，被纽约矿物学俱乐部吸收他为会员；迈特纳之所以成为物理学家，完全是因为她对探究自然本质的渴望，这种渴望的萌发可追溯到她的少女时代；戈佩特-梅耶从小活泼好动，爱冒险。在语言和数学方面表现突出。

这些成长历程迥异的人最后都成了物理学的巨匠，让我们坚信：孩子的成长具有无限的可能性，具有发展的无限潜质，用心呵护孩子们的成长，是我们共同的责任。

三、教育经历

现行的班级授课制的教学形式，发端于欧洲，到今天也不过100多年的历史。在此之前的很长时间里，学校的学制，包括义务教育制度等都还没有实施，很多孩子从小没有上学的机会，一些孩子虽然上了学，但学习的期限也很短。那个时候书籍也很少，如果一个图书馆里有几百本藏书，那就相当可观了。而这些书籍，也常常是这些大师走上科学道路最为重要的媒介。

有不少人，很少有机会在中小学里读书，他们获取知识的方式是通过学徒，或者跟着父母学习。富兰克林8岁进入文法学校，10岁去父亲的店铺当学徒，12岁跟着哥哥学习印刷，签了9年的学徒合同，在学徒期间坚持读书，写作上初露才华；卡文迪什的研究生涯是跟父亲当助手开始的，他的父亲是一位天才的实验物理学家；奥斯特出生在丹麦的一个小镇。小镇里没有正式的小学，他的父亲安排他跟着在镇上做生意的人学习不同的课程；欧姆他跟着父亲学习相关知识，并学习锁匠的技艺，17岁开始在瑞士的一所中学里教数学；亨利父亲早逝，由守寡的母亲抚养。从小学三年级开始边打工，边学习；林德曼的早期教育由家庭教师负责，13岁才去学校上学。在学校展现了他惊人的数学才能和超常的快速运算天赋。在林德曼的一生中，他都能背诵大量的数据，只是为了消遣，说不上特别的兴趣。

有一些人，在学校读书期间，其实并不如意。开普勒在学校经常受到同学的排挤；麦克斯韦少年时性格内向，后来逐渐改变，在学校经常受同学欺负，主要是因为穿着由父亲设计的不合时宜的服装，还因为说话带浓重的加洛韦口音。麦克斯韦有些口吃，这影响了他的一生，当他局促不安时，说话会陷入“表述混乱”。在剑桥学习期间，这个年轻人确实不同凡响，但他无章法的学习也让严谨的导师吃惊；迈特纳读书期间经常受两个姐姐的嘲讽，大学期间因为是女生，又常常遭到同学的无理冷遇，但都没有打消她求知的热情；海森堡年轻时特别敏感，只能他在数学和其他正式科目中寻求安全感；汤川秀树在学校里成绩很好，但老师向他提问时，他明明知道答案却常常保持沉默。在中学阶段对其他学生的社团活动很少关注，对同龄人玩世不恭的生活方式有些反感。

有些人，能获得读书的机会其实并不容易。比如牛顿，12岁在当地学校接受早期教育之后，被送往格兰瑟姆的国王中学。后来继父去世，母亲让他退学回家帮助管理田地。牛顿对农活极不擅长，心思不在这上面。后来是舅舅的建议，才让他得以继续读书。

居里夫人的信条是：最重要的是教育。她与巴黎大学一些志趣相投的学者组成了一个合作组，每个人都抽出一些时间来教这个组里的十多个男孩和女孩，维持了两年多的时间。她的女儿伊雷娜就是从这种形式的教育中获得了基础的科学知识。

有些人，对自己该做什么有非常清晰的认识。比如说伽利略，在他成长的不同时期，父亲对他有不同的期望，开始希望他做一个教士，然后又让他学做羊毛商人。到17岁的时候，伽利略表现出来的才华又让父亲改变主意，把他送到比萨去学医。但伽利略不喜欢学校的课程，读了4年之后决定放弃学位，回到家中开始研究数学；比如说哈恩，自己对学什么有较为清晰的认识，父亲希望他进实科学校，但他意识到自己不适合学建筑，于是转向自然科学，尤其爱上化学。

有些人，在学校期间学业上的表现平平。比如说玻尔，在中学阶段，学习成绩并不突出。他的同学回忆说：“那时的玻尔个头高、四肢粗大，像熊一样强壮，课间休息发生打闹时决不害怕动用他的力量。他看起来是一个很普通的男孩，有天赋但不自以为是，一个有前途的优秀生，但其他地方就像我们一样。”直到进入哥本哈根大学，才被发现具有科学家的潜能。玻尔对体育非常热爱，特比是在足球方面。兄弟俩因足球场上的表现而全国扬名。而他的父亲在推动足球成为丹麦的国球方面居功至伟。

有些人，在学校期间就表现出非凡的才能。比如说惠更斯，从学习一开始，在几何方面就表现出特别的潜质。在莱顿大学，他的数学老师认为，惠更斯是他最好的学生；伯努利天资聪慧，16岁即获得硕士学位；博斯科维科小时候就才思敏捷、纵横贯通、勤于实践；拉普拉斯少年早慧，做事目标明确，在24岁那年就当选巴黎科学院的院士，显示了自己在科学研究方面的强大实力。我们今天非常熟悉的长度单位“米”，就是根据拉普拉斯的建议确立的；玻尔兹曼在中学表现优异，在数学和自然科学方面颇具天赋；薛定谔在学校，学习成绩优异；费米在学校里，它多个学期都是年级最好的学生，保持着优秀的学习记录；卢瑟福从小学习成就优异，课余时间喜欢摆弄钟表、制作水车模型。不过没有迹象显示他对科学有特殊的兴趣。按卢瑟福自己的说法，他曾希望长大当一个农民。

忽然想起了亚里士多德的那句话：科学的产生需要具备三个条件，即闲暇、自由、好奇心。不论教育的经历如何，都需要从这三个方面去着力。这样，大师才有可能孕育出来。

《物理学巨匠：从伽利略到汤川秀树》 [英]约安·詹姆斯/著  戴吾三 戴晓宁/译  上海科技教育出版社  2014.10