百年中国梦——诺贝尔物理学奖零的突破

广东省江门市培英高级中学 王 军

每年一度的诺贝尔奖名单和颁奖都会引起大家的讨论：诺贝尔奖距离中国内地还有多远？自从这个奖项设立以来，还从来没有一个内地的国人获此殊荣，似乎这是一个永远绕不开的怪圈。

针对诺奖，国人谈论最多的却是“中国内地距离诺贝尔奖有多远？”诺贝尔奖是中国内地人的一个梦想。就好像几代中国足球先躯为中国男足冲出亚洲，走向世界拼搏一样，曾经有位著名的男足教练就说过，中国足球必须从娃娃抓起；而我想说，中国内地人的诺贝尔奖梦想的实现，也必须从中学生抓起；尤其是中学物理实验抓起。首先，中学物理实验在各学科教学中所处的权重，以及物理实验在各基础学科中关于对学生实验能力的培养和源动力的开发和启发是具有不可替代性的基础地位。

为此，本人就如何提高中学物理实验教学水平展开如下讨论。

首先，中学物理实验教学是对物理理论教学的有机补充。当高中生面对物理学的力、热，光、电、磁等物理概念进行抽象思维，面对看不见，摸不着，而又客观实际存在的力、电、磁等物理规律进行想象，以求能在意识层面理解时，往往无论从知识结构，还是理论素养都无法保证对所有的概念和物理规律在第一时间从感觉层面上升到意识层面，这也决定了物理科学习的困难。这已经从前几年高考选修物理人数激剧下降，可见一斑；为此，我们不妨从学习的源头，进行改革，将改革落到实处，即可以利用一切可以利用的条件，创造能够使学生切身体验到的实验环境，让学生在体验式的实验过程中，把物理概念和物理规律从抽象思维中，直接上升到感觉层面，在能够打开学生所有感觉器官的体验实验环境中，突破抽象思维的学习，形成意识层面的知识结构的创建。

当我们在为提高成绩和减轻学生负担之间权衡，在为是否放弃题海战术而权衡力弊之时，在苦于找不着好的行之有效的提高学生长久而稳定的兴趣的方法苦恼时，为什么不能从物理学的实验之根本上找出路呢？为什么教育改革如此困难，为什么如此层层考试选拔出的学子，在大学、研究院的逐步培养下，到现在，诺贝尔奖之梦难圆？究其根本是是否反思了我们教育体制所培养的人才的方向和评价机制中缺乏对创新的包容。

纵观历届诺贝尔奖物理学奖项，除了少数理论物理学的突破以外，绝大多数是实验物理中所取得验证性发现和检验预见性物理规律等实证项目。比如，当奥斯特发现电流产生磁场的现象之后，法拉第想知道相反的情况是否可能发生——磁能产生电吗？在多次失败之后，法拉第以其高超的实验技能瞥见电和磁仅仅是同一基本现象的不同方面，是宇宙中统一性的又一方面，这是否是对诺贝尔物理学奖获得者20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦临终前几小时所做的一项失败努力——他要创造一个“统一场理论”，对宇宙中已知的几种相互作用力做出统一解释，再一次，从一个层面进行了实验验证。

当然，通过实验验证说明一些物理规律，也是实验物理非常重要的一环。从20世纪50年代开始，物理学家的注意力转向了电磁力与弱相互作用力的统一；到60年代末，温伯格、格拉肖和萨拉姆分别在理论上表明，这两种力仅仅是同一种力的不同方面，而由此预言的现象直到70年代被实验物理学家所证实，才让他们共同获得1979年诺贝尔物理学奖。

如果从物理实验对应用的启发性和源动力来讲，物理实验是当之无愧的首屈一指，比如，随着国际能源大环境的变化，石油能源的逐步枯渴受此危机感的影响，环境保护，碳排放概念的国际合作强化等影响之下，清洁能源电动汽车的主要装备——高效充电电池随着材料物理学的技术发展，在经过若干年的改革试验，新的铁材料电池在比亚迪企业诞生，标志着新动力装置试验成功；期间经过无数的试验，失败，改革，再试验，再改革，再试验，最终在当今新能源动力车领域独树一帜，企业也得到社会各界人士的认同。其股票曾经得到投资大师巴菲特的青睐，携巨资投资比亚迪公司的股票，说明比亚迪汽车企业的新能源动力装置产业同样受到投资大师的认可。如果比亚迪企业没有强大的自主投资和精湛的技术研发团队，没有潜心研究和实验新材料的科研第一线的实验人员，其新能源动力装置的研发也不可能很快诞生。

回想当年著名数学家陈景润先生为了攻克数学上的哥德巴赫猜想，在成功之前独居在几平方米的楼梯间几十年，在床板上完成了大量的数学研究工作，最终攻克哥德巴赫猜想数学皇冠上的一颗明珠；但凡在自然科学类研究获得成功者无不具有此类献身精神；然而随着社会的进步，经济的发展，国际、国内环境的变迁，又有多少人能够做到象陈景润先生如此之境界呢？

笔者有位多年的朋友，二十几年前就曾经对理论物理和量子物理理论中的理论提出诸多疑点和大胆的猜想，也曾在一定时段内发奋钻研和论证，然而，在缺乏有力的数理模型的论证和大量物理观察和实验的鉴证之下，坚持数年的研究实数不易；随着周围环境的改变，其坚持二十多年的研究终未出成果，如今，也随着国人积极参与到经济建设的现实社会中来，究其原因，当然令人叹惜的同时，也应深思啊！

而2010年两位俄裔科学家，英国曼彻斯特大学物理学教授，安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫获诺贝尔物理学奖。据瑞典皇家科学院评审委员会发布的新闻称他们研究的石墨烯为“完美的原子晶体”。评审委员会介绍：把研究工作视为“游戏”是海姆和康斯坦丁团队的特点之一，“在过程中学习，谁知道，或许有一天会中大奖”。这就是现代诺贝尔奖获得者真实感言，偶然中的必然，当一切条件具备之下，或许只需一点点运气或偶然，就可能中奖，但前提是，首先在原创研究方面，必然取得一定的成功。

综上所述，中国大陆诺贝尔奖之梦和中国足球冲出亚洲之梦的实现，必将在从娃娃抓起，这一根本性的基础建设上逐步靠近，从中学生实验室的建设和开放中吸引和培养一大批具有深厚兴趣的未来之星，在一些必须的条件成熟之中，在过程中，或许中国诺贝尔奖之梦圆也。