本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
在2011年一個寒冷的早晨,我安靜地坐在一間由芝加哥酒吧改造而成的房間裡,聽一位物理老師“殺死”聖誕老人。
顯然,物理老師和教育工作者一直都在這樣做。 對克林格爾物理學的檢驗被髮布(並被反駁)在網路檔案、物理新聞媒體和眾多科學部落格中。 而且很難不關注科學。 聖誕老人是一個值得探索的絕佳問題。 他有已知的條件——即他必須在一定的時間內拜訪一定數量的家庭——這涉及到諸如速度和質量等基本物理概念,使他成為一個完美的黑板例子。 但無論你如何解決這個問題,這位留著鬍鬚、快樂的送禮者都是完全不可能的。 成年人當然已經知道這一點,那麼我們到底是在為誰做物理學呢?
我手裡拿著一個小黃色的筆記本,準備迎接在芝加哥酒吧舉行的會議上的下一位演講者,這是一個懷疑論者大會——一種非正式會議,面向那些對科學與爭議性主張(如大腳怪、“替代醫學”和信仰療法)之間的交叉點感興趣的人。 下一位演講者是高中教師馬特·洛瑞,“懷疑論教師”,他帶來了一個關於聖誕老人物理學的簡短 PowerPoint。 在接下來的幾分鐘裡,他幾乎沒有停頓地一口氣說完了一句話。
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洛瑞介紹他的幻燈片是他在青少年物理課上展示的內容,目的是向他們介紹批判性思維。 他一邊打著手勢,一邊氣喘吁吁地解釋說,如果聖誕老人是真的,他將不得不以真正驚人的速度旅行。 由於有數百萬兒童要拜訪,而且只有一天的時間來拜訪他們所有人,克林格爾將不得不以每秒數百英里的速度移動(取決於您使用的估計)。 這樣的速度會產生巨大的重力加速度和汽化壓縮加熱——就像太空梭重返我們的大氣層一樣,只是速度更快,而且還帶著鬍鬚。 綜合作用力會將聖誕老人撕裂,他和他的馴鹿會在一些困惑的孩子的煙囪上方爆發出壯觀的火焰和音爆。 對於洛瑞來說,他想傳達給學生的中心思想是,聖誕老人不可能是真人,因為物理學不允許。 在他放完最後一張幻燈片並稍作喘息之後,他總結髮言,鼓勵學生將這種探究方式擴充套件到其他神話和宗教人物。
[他後來解釋說,整個簡報已經在物理老師中流傳多年。 在我為本文進行的研究中,該簡報似乎源於這篇 1990 年發表在現已停刊的《間諜雜誌》上的文章,儘管這一點也存在爭議。]
洛瑞對聖誕老人的“摧毀”並沒有讓當天在場的任何人感到不安。 他是在向一群已經持懷疑態度的人佈道。 我想,即使是他的高中生,也不會對他的幻燈片的結尾感到特別震驚。 但是,對聖誕老人的物理學檢驗如何找到尚未擺脫神話的孩子們呢? 懷疑論可以如此輕易地擴充套件嗎? 我帶著這些揮之不去的問題離開了會議。
我沒有孩子,但我懷疑處理聖誕老人神話的破滅並非易事。 在最好的情況下,孩子自己(或在朋友的幫助下)意識到這一點,並且當父母覺得時機成熟時,就沒什麼可說的了。 在最壞的情況下,打破神話的打擊是沉重的。 揭露真相是一個由父母的謊言編織而成的情感和困惑的亂麻。 也許許多家庭根本不談論這件事,期望孩子最終自己瞭解,並且所有相關方都保持沉默,同時秘密地知道真相。
我認為,像馬特·洛瑞對聖誕老人進行的物理學檢驗中,有一些東西可以幫助減輕最終揭露帶來的任何痛苦。 一個教育時刻,一種自我賦權,隱藏在對聖誕老人的“摧毀”之中。
我認為聖誕老人可以教授 STEM 科目。 例如,探索馴鹿飛行和跨大陸旅行的物理學,涉及到一些基本概念,而以快樂的送禮者為中心來學習這些概念會更有趣。 速度是距離和時間的函式,可以透過提供聖誕老人的數字輕鬆地教給孩子。 而且,對於聖誕老人在這些速度下會發生什麼,有很多有趣的類比。 就像我上面所說的,如果雪橇必須在一天內完成所有聖誕節的停靠站,它就會燃燒起來,但為什麼呢? 看看流星。 它在我們的天空中燃燒,不是因為摩擦,而是因為空氣無法足夠快地移開它的位置而被擠壓在一起。 聖誕老人的雪橇也會發生同樣的情況。 這兩個教訓都涉及到做出正確的估計,這是任何檢查中都有價值的工具。 聖誕老人真的要拜訪多少個孩子? 你是否考慮了宗教因素? “淘氣名單”上的孩子呢? 所有禮物會有多重? 你會在哪裡找到這些數字?
以這種方式與孩子們一起工作,對他們來說可能會非常有益,讓他們至少有能力自己發現世界,而不必依賴神話或父母的說法。 拒絕權威答案是科學的本質。 這種策略會奏效嗎? 我不能肯定。 我敢打賭,孩子對禮物的興趣比對粒子相互作用的興趣更大。 但對於有科學興趣的幼苗來說,我不得不相信,引導他或她完成發現的過程本身就是一份禮物。
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您是一位處理過聖誕老人神話破滅的家長嗎? 您是如何處理的? 有什麼建議嗎?
