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武际可

北大退休教授

 
 
 

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北大退休教授,主要研究方向: 计算力学、动力系统的分岔和力学系统的稳定性问题, 对科学普及、科学史、科学哲学等也有兴趣

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谈谈力学的科普问题  

2009-10-21 14:59:39|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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谈谈力学的科普问题
 
 
北京大学退休教授     武际可
 
 
 
摘要  本文首先回答“什么是科普”的问题,给出通常了解的科普的定义。同时大致介绍了世界上其他国家和我国科普著作出版的大致情况。
接着介绍了力学科普在我国的情况,指出力学方面存在的问题是:没有优秀的有影响的科普读物,社会不了解力学,力学界写作存在深奥难懂的文风问题。
进一步,文章回答了科普是不是没有水平的问题,并且引用著名科学家的言论说明科普不仅很重要而且是很困难的工作。
文章最后介绍近来力学学会组织出版的大众力学丛书的最初几本书,并希望力学界有更多的优秀科学家投入力学的科普写作。
关键词   力学科普大众力学丛书
 
1.什么是科普
中国共产党17大以来,领导提倡用“科学发展观”来指导我们的改革和建设。这是很了不起的进步,这比起我们曾经体验过的“人有多大胆,地有多大产”,“理解的要执行,不理解的也要执行”,“小炉炒钢”和“大放高产卫星”等等,已经是不可同日而语了。它的意思是说,无论是领导还是平头百姓,大家都要按照科学规律办事,不可蛮干和瞎来。尊重科学,本身就在一定程度上包含有民主的成分。
接下来的一个问题是,无论是领导还是平头百姓,大家都要懂科学、学科学。因为要是不懂科学,不懂科学规律,人们还是会根据自己的想象办事,这也就难免闹出蛮干和瞎来的蠢事。
于是,科学普及对于我们来说,就成为一项特别重要的任务。受过教育的人,在学校里都学习过相当的科学知识。但是科学的发展是日新月异的。所以终生学习科学知识,是每一个人的天职。即使是科学家,在当今科学分工过细的条件下,“隔行如隔山”,搞化学研究的,不见得懂环境科学,搞数学的不见得懂机械。等等,他们也需要接受科学普及的教育。所以科学普及,学习科学知识,是关乎全民的事业。
近来,人们经常谈论科技界的腐败问题。其实,既然科学家也是人,其中有些人也会腐败,也会让人把自己当作神来供奉。这是一点也不奇怪的事。科学家腐败的一种形式是故弄玄虚,把简单的事情说得深奥莫测,有的甚至修改科学发展的历史,把历史上已有的创造改头换面,说成是自己的发明。只有广大群众掌握科学知识了,这些腐败现象才会没有藏身之所。
看来,科学普及不仅是贯彻“科学发展观”所必须,也是医治科技腐败的良药。科学普及还可以消除人们对神鬼、对名人、对院士,对各种“星”们的盲目崇拜和迷信,从而加强人们的自信心,发展社会生产,促进社会进步。所以恩格斯说:“科学是一种在历史上起推动作用的革命的力量。”
那么,什么是科学普及呢?科学普及是对公众的科学知识教育。所以科普不能看作新闻而应当看作“教育”。教育行业选择内容的标准,不是什么新奇选什么,而是什么重要选什么。也就是以什么知识会对受众以后的发展起重要作用,作为选材的标准。用教育的标准来选取科学普及的选题,应当选取那些对公众生活和认识影响较大的论题作为科学普及的论题,而不是以新奇作为选题标准。
科学普及是一种教育,但它又不同于学校教育。学校教育面对的是一群年龄和经历大致相同的受教育者来进行的。所以可以有统一的教学计划、教材,集中进行授课的方式。而科普是社会对公众进行终身教育的组成部分。科普的对象是各式各样的群众。他们的年龄是从青少年到老年,他们的经历不同,有文盲也有大知识分子,还有科学家,有领导干部也有普通百姓。如果把科普办成了课堂搬家,那便会彻底失败。
科学普及是要采用生动活勃、灵活多样的方式,来进行知识的传授。
也许有人会说:“科普要选普遍的科技论题。这些论题大多会变成老生常谈,这样科普就会缺乏趣味性,而没有多少吸引力。”其实,这就是好的科普的难点所在。比方说,最著名的文学著作,也无不是写最普遍的日常生活中的事情和故事。其所以吸引人,是由于它在平凡的事情中发掘出不平凡的东西。好的科普也就在从最普遍的规律中阐述人们不易觉察的现象和结果,从而引起人们的注意。所以好的科普著作和好的文学一样,是一种创造和创作。英国物理学家和化学家法拉第 (Faraday, Michael,1791-1867)为公众做的通俗系列演讲《蜡烛的故事》,前苏联科普作家别莱里曼写的《趣味物理学》、《趣味力学》,等著名科普著作被翻译为多国文字,被一版再版,就是因为它们从普遍事物中引申出人们不易觉察的结果,因而成为不朽的科普著作。
不可否认,电视上,出现过像“科技之光”那样的科普好节目。但是对于我们要以“科学发展观”为未来的指导方针的国家来说,科普节目在众多的媒体中所占的比例实在是太小了。
何况,主持主流媒体的大腕多是新闻专业出身。由于他们有一种职业的判断,“狗咬人不是新闻,人咬狗才是新闻”。所以许多媒体把科普栏目办成了“猎奇”。什么尼斯湖怪兽、神农架野人、三条腿鸡、五条腿羊,“喝尿保健”和“对打呼噜者的侦探”,什么神奇说什么。固然,其中也介绍过不少科技方面的新闻。不过科技新闻和科学普及又不能看作是一回事。至于“猎奇”则和科学普及根本是两码事。
科普的形式可以是各式各样的。可以通过报告、讲座、展览、影视、广播进行。也可以用书籍杂志报刊等出版物刊载。可以通过用文艺、科幻小说、说唱的形式传播科学知识,也可以结合新闻介绍科学知识。内容也是多方面的,既可以有自然科学知识,也应当有经济、历史、哲学、考古等社会科学方面的知识。
新闻媒体配合新闻,适当进行科学普及知识的宣传,是对社会应尽的一份责任。例如,结合奥运会进行体育科技的讲解。结合嫦娥计划对航天知识的普及。结合节水和南水北调的报道对环境科学知识的普及等等。国外有的媒体不仅有专门的科普栏目,而且有专门负责科学普及的广播和电视。一些系统的优秀科普节目录像,不仅是针对广大群众的,而且有的进入了学校的课堂。成为重要的辅助教学手段。应当说我们的政府对利用媒体进行科普是够重视的,例如在cctv上设有专门的科教频道cctv10。不过我们希望不要把它办成“猎奇”而要办成真正的科普。要珍视政府给的这块科普教育的园地。
每一个城市的博物馆和图书馆都是对公众进行科学普及教育的特别机构。看一个城市的文化发展水平首先就要看这座城市有没有博物馆、有多少博物馆和博物馆办得如何。有没有适合青少年的科技馆,有没有各种各样的主题博物馆和展览馆。有没有对公众开放的免费图书馆,这些图书馆管理得如何。我在美国的一些城市,看到一些孩子在假期中,整天泡在为他们设立的科技馆中,在辅导老师的指导下进行科技制做。由于这种熏陶。可以预料,一些大发明家就会出现在这些孩子中。
高等学校和研究单位除了本身的教学和研究任务之外,也有向公众普及科学知识的义务。应当经常向公众举办展览、出版科普书籍和刊物,介绍自己的研究成果。
所以,科普不仅是科学家、学校、研究单位的责任,也是新闻媒体、博物馆、图书馆的责任。是全社会的责任。
特别应当提及的是,科普首先是各级政府的责任。只有政府从人力物力各方面加以支持,科普才能够持续下去。只有政府肯花大力气发展对公众的科学知识普及教育,科学知识提高了的民众才能够更准确地把握“科学发展观”,政府的各项方针政策才能够更有效地得到贯彻。在政府重视的条件下,还要注意,当事人不要把科普办成“猎奇”。
 
2.科普在我国的情况
宪法上说“国家发展自然科学和社会科学事业,普及科学和技术知识,奖励科学研究成果和技术发明创造。”我们是世界上一百多个国家中,唯一将科普写进宪法的国家。
我们国家喊出“科教兴国”的口号也已经有二十多年了。提出“科学发展观”也已经有些年头了。我们既然把科学作为一种指导我们各项工作的国策,不言而喻,这就需要最广大的群众和各级干部了解科学、学习科学。直接的结果就是需要重视和加强科学技术普及。可是为什么在我们最普及的媒体电视上,科学技术的普及节目所占的比例还不及百分之一。这实在是一个令人不解的怪圈。
大家可以在google里随便搜一下“科学算命”之类的词,立刻就会蹦出来几千个网站。从周易原理到风水大师,从生辰八字到星座血型,真是洋洋大观盛况空前。
有的孩子因为网上算命说今天不宜出门,于是就干脆旷课待在家中;有的青年好不容易找到一个理想的恋人,但算命先生说是星象不合,于是便断然决绝;有的学生哪怕考试前复习功课是应该坐在床上还是书桌旁,面朝什么方向,都要预先到风水网算一算。
中国现在每年生产电视剧约15000部集,市场交易约300亿元,中国每年出版长篇小说1000部,是全世界其他各国的总和。
但科学内容在整个精神产品中的比重却越来越少了。到处可以听到这样的“宏论”,说现在是“消费时代”,“休闲时代”,“娱乐时代”。如何把观众和读者的 “笑”“搞”出来,似乎成了媒体的首选。精神产品明明有四大功能:教育功能,认识功能,娱乐功能和审美功能,现在却只剩下了“及时行乐”这一种功能。
我们出版过许多科普书籍,例如《十万个为什么》、《通俗数学名著译丛》等,但这些书籍还不能走向世界,产生更为深远的影响。
至于谈到力学学科的科普情况比起兄弟学科,就更为落后了。
第一,         我们没有优秀的力学科普读物。
仅有的几本大多是从国外翻译过来的。如别莱里曼的《趣味力学》,梁波夫的《天体力学浅说》。适合高中和大学程度的力学科普读物尤其少。这比起相邻的其他学科,如数学、物理来说,落后得不可比。
第二,由此,中学生不了解力学。社会各界不了解力学。所以有人说力学专业已经成为十个不受欢迎的专业之一。社会各界不了解力学,连科技部有的一些官员竟认为,既然物理中已经有力学了,为什么还要单独来一个力学学科。人事部门也不了解力学。这在一定程度上影响到力学专业毕业的学生找工作比较困难。
第三,我们没有适合中学生和大学生水平的杂志。而数学、物理等其他学科都有。仅有的《力学与实践》文章的文风也有问题,一是写得没趣,二是把简单的事情写得很深奥,使一般读者很难看懂。所以,有必要改变我们力学界的文风。
 
3.著名学者谈科普
著名化学家法拉第曾说,他小时候由于读了玛尔赛写的科普读物《谈谈化学》,开始对化学产生浓厚的兴趣。
爱因斯坦曾说,11岁那年读了《自然科学通俗读本》、《几何学小书》,使他爱上科学。
俄罗斯科学家齐奥科夫斯基小时候读了法国科普作家儒勒·凡尔纳的科学幻想小说《从地球到月球》,此后把毕生精力献给了宇宙航行事业。
可见,好的科普著作对一个人的一生会产生重要的影响。
关于科学普及的重要性和存在的问题,我们引几位名人的说法:
“科学知识应该大众化,而不应该庸俗化。”
                               (法) 弗拉马里翁
“在我看来,现在的情况是:大多数被称为科普读物的书都是要吓唬读者,(’真吓人!’’我们进步得好快!’等等。)而不是向读者清楚明白、深入浅出地接受基本的目的和方法。”                          爱因斯坦(1948年)
“一种科学革新打开道路,很少是由于逐渐征服和改变它的对手来实现的,很少是把Saul变成Paul的(来自圣经的典故,指原来坚决反对后来成为坚决支持的人),而是靠它的对手逐渐地死亡而新成长的一代从一开始就熟悉它的思想。”
                                    马克思·普朗克
从普朗克的说法可见,新的学术思想最主要的是要向下一代,即青少年普及。因为老年人,一般接受新的科学思想表现得比较保守。
1930年,商务印书馆出版德国生物学家汤姆森(J.A.Thomson,1861-1933)所著的通俗读物《科学大纲》时,王云五对该书所写的序言的开头两段是:
“今人之一言及科学,则以为浩瀚广漠,不知纪极,或畏其艰深幽眇,望而却步。故愈钻颂科学之神妙瑰奇,而科学之去人愈远。格列高里(Gregory)分智识界为两类:一为创造智识之人,一为传布智识之人。今日科学智识造诣愈深;而人之去科学之隔阂愈甚,则传布智识者之过耳。
夫传布科学,似易而实难。一,传布者非自身亦为创造之科学家,则不足以既其深。二,传布者非掩贯众科之科学家,则不足既其广。二者具矣,而无善譬曲喻引人入胜之文字,仍未足尽传布之能事。此所以迟之又久,求一取材广博,叙述浅显之科学成书而终未见也。乃距今不数月前,竟有汤姆生(J.A.Thomson)教授主撰之《科学大纲》赫然出现;是殆足弥缝学界之缺憾,而为科学前途贺乎。”
这段话很生动地说明科普的重要性和它的难度。
 
4. 科普文章没有水平吗
我国的学术界有一种不成文的看法。似乎科普文章水平低。所以在学校和研究单位计算研究成果时,不算数。这就是刊物一直缺少优秀的科普文章来源的根本原因。其实,这是一种误解。
获得1971年诺贝尔物理奖的噶波(Dennis Gabor,1900-1979)是由于在1948年在英国《自然》杂志上发表了一篇《一种新的显微原理》(A new microscopic principle)的通俗文章揭示了全息照相的原理。伽利略1638年出版的通俗读物《关于两门新科学的对话》是一本不朽的科学巨著。
实际做起来可是不容易。我平时还是爱看科普作品的,可一到自己拿起笔来,却才真正体会到它的难处。它比我以前习惯写的那种“科研八股”要难多了。
第一,许多日常见惯的事物,其科学道理并不是都透彻了解的。普通的研究者也很少提及。所以先得把这些现象背后的道理吃透。写“捞面条”就得自己不断从捞面条中摸透二次流的规律。写倒啤酒,我平时虽然很少喝酒,自己还是买了几瓶啤酒,从头实验啤酒冒泡的行为,并作出科学解释。为了写飞去来器,自己不知做过多少飞去来器,直到能够自由地扔出去飞回来才心里有底。要写笛子,我自己又动手制作了许多尺寸不同、音调不同的笛子。直到总结出一个计算音调与开孔长度和内径的关系的近似公式为止。这还不算,还要收集用同一原理能够解释的各种事物。所以实际上,好的科普是要从头做研究的。
第二,有些事情需要查它的出处,就要查阅原始文献。特别是古代文献,不好查。我写《人类是怎样学会量血压的》就要查伯努利和泊萧叶关于流体力学的原始文献。这种文献在现在我们的图书馆里很难找到,在网上有时可以查到一点,有时还得托人到国外去找。记得我在写一篇《从腐草化萤说起》的科普文章,为了找到我国历史上最早认为萤是产卵在草中的一位学者,整整用了十年的时间。起先是在明末方以智的类书《通雅》中,查到号“合溪”的认为“萤产草中”,但不知合溪为何许人也,询问文科的教授,一般也回答不出。一直到最后在一本新出的历代名人别号词典中才查到原来合溪就是南宋的戴侗,最后才在他著的《六书故》中找到他的原始说法。前后经过了十多年。
第三,出处和科学性都具备的条件下,是可以动笔写了,不过在我以前写惯了“科研八股”,第一次写出来,还是有八股味,总得反复修改若干次,有时还要发出去听听同行们的意见,再修改一遍才脱手。
总之,写一篇真正属于原创的科普文章,比以前写一篇科研论文,花的时间要多多了。我想,它也是一种科学研究,是一种要求更透彻的研究。写过几篇以后,还是对它有了兴趣。虽然同仁们有时开玩笑说是“不务正业”。自己也乐此不疲。
 
5.介绍《大众力学丛书》
2008年,中国力学学会,为了推动力学科普工作,改变力学界科学普及著作落后的面貌,组成了大众力学丛书编辑委员会。它的成员是:
陈立群 戴世强 +   刘延柱 苗天德 佘振苏 隋允康 王振东 武际可*  叶志明 张若京 仲 政 朱克勤 朱照宣 (注:后加*者为主任委员, 后加+者为副主任委员)
编辑委员会组织的第一辑五本已经于2008年出版,现在把这几位作者分别介绍如下:
《奥运中的科技之光》       作者赵致真
赵致真,1943年生。1967年毕业于武汉大学中文系。1985至2003年任武汉电视台台长。现为中国科技新闻学会副会长,中国科教影视协会副会长,中国作家协会会员,武汉市科教影视协会理事长,连续十多年担任中央电视台大型科教电视栏目“科技之光”主编。
他是我国在电视上进行科学普及工作的先行者和倡导者,被誉为“中国电视科普的带头人”。
为了迎接北京的奥运会,他积累和查阅了数以千计的文章和资料,又为筹集资金和组织人力物力与许多单位打交道,是要组织一部以科技与奥运为主题的科普电视30 多集的系列片。《奥运中的科技之光》就是这部电视系列片的文字说明。据悉,这部电视系列片会在近期由中央电视台播出。
 
《诗情画意谈力学》           作者王振东
王振东,1937年6月生于江苏南京,1958年毕业于北京大学数学力学系力学专业。现为天津大学力学系教授、博导。主要研究方向为:湍流与流动稳定性及其工程应用、工业中的流体力学和流变学问题。发表论文百余篇。曾任《力学与实践》杂志主编。1997年获国家级教学成果一等奖。2001年5月获第四届全国优秀科普作品二等奖。现致力于力学科普文章的写作。
《拉家常说力学》               作者武际可
武际可 北京大学退休人员。
 
《趣味刚体动力学》            作者刘延柱
1959年毕业于清华大学工程力学研究班。1960至1962年于莫斯科大学力学数学系进修。1962至1973年任教于清华大学。现任上海交通大学教授、博士生导师、工程力学研究所所长、《力学季刊》副主编,《固体力学学报》、等刊物编委、《Zentralblatt MATH (德国)》评论员。1986年全国教育系统劳动模范。
历任中国力学学会副理事长、国务院学位委员会力学评议组成员、教育部工程力学专业教学指导委员会委员。斯图加特大学、慕尼黑工业大学、卡尔斯鲁厄大学、多伦多大学等校访问教授。
关于陀螺动力学的研究成果获1987年国家自然科学四等奖。关于航天器复杂系统动力学和充液系统动力学研究分别获1998年教育部科技进步二等奖和三等奖,及2000年上海市科技进步二等奖。
著有《静电陀螺仪动力学》、《陀螺力学》、《多刚体系统动力学》、《航天器姿态动力学》、《理论力学》、《振动力学》、《高等动力学》、《非线性动力学》和《充液系统动力学》等。其中《多刚体系统动力学》和《理论力学》获教育部优秀教材二等奖,《振动力学》获中国高校自然科学奖教材类一等奖。在国内外学术刊物上发表论文200余篇。专业研究方向:刚体动力学、多体系统动力学、航天器姿态动力学与控制、非线性动力学。
《创建飞机的生命密码》   作者乐卫松
乐卫松,1936年4月出生,浙江省镇海县人,研究员。1958年毕业于北京航空学院飞机系飞机设计专业。1958年11月毕业后留校做教师。毕业前参加北京一号飞机设计室任机身强度组设计员,任教后,兼任超音速无人飞机总体组组长和农业飞机FS-4总体组组长。
1972年调至上海飞机设计研究所参加大型喷气旅客运输机运十飞机的设计研制工作。历任机翼设计组组长,总体研究室副主任,总设计师助理。1985年起任上海航空工业学校校长。
1996年退休后,任上海航空学会第一届专家工作委员会委员,上海工程技术大学航空运输学院顾问,2004年聘任为同济大学航空航天与力学学院航空宇航专职顾问。曾任中国航空教育学会理事,上海航空学会理事兼航空教育委员会主任,空天飞机研究会副主任,飞行操纵委员会副主任。
 
力学是工程和各门科学的基础。
所以不管你是做什么的,都应当懂一点力学。力学会帮助你做好任何行业的工作。
1.力学很普遍、力学很有用、力学很重要。这些要让大众知道。
2.我国科普教育很落后,力学科普尤其落后。
3.人们对科普没有水平的看法在改变。
4.教师为了教好课,需要有写作优秀科普文章的素质。
5.我国需要一批立志献身于科普事业的人才。
 
 
本文是在2009年8月24日力学学会学术年会上的报告。报告中参考了赵致真先生有关文章,也引用了笔者以前一些博文片段。
 

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