评《大学物理》2021年（第40卷）第6期

Posted on June 27, 2021 by hrma

最近，在厦门大学上了一个多月的《大学物理》课之后，我又开始注意与大学物理教学相关的东西。恰逢微信推送了《大学物理》 最新一期（2021年第6期）的目录，于是点开链接，浏览了一遍这期的文章，对其中的三篇文章有点看法，记录在此，主要是给自己留个记录。

第一篇是《“电动力学”课程思政建设的思考》。从题目看，此文似乎应该是一篇应景文字，但读下去，发现文章有些实质内容。认真读完，在略去若干套话之后，有所收获。虽然整篇文章的结构，文字都经过了仔细加工，完全对得起读者。唯一发现的问题是摘要中一个关键的地方显然丢了一个字，不知是作者故意不“作”了，还是被编辑给“作”了。

与第一篇的摘要中丢了一字相比，第二篇的问题就要严重一点。这篇文章的题目是《中子星的形成机理在固体物理教学中的应用》，文章似乎是要说明可以把中子星的形成机理放在固体物理中讲授，但没有告诉我们作者自己是否放了？课时如何安排？教学效果如何？作者只是把非相对论极限下和极端相对论极限下态密度的计算写了出来。这些内容，都已经写在教科书上了，再把这些内容拿来， 放在一篇教学研究的论文中发表，完全没有必要。另外，这篇文章的文字水平太差，多处语句不通，可读性极差。文中还有一个低级错误，如图所示（自己找亮点）。

第三篇是问题最大的一篇，题目是《狭义相对论中质量与速度关系的特色推导方法》。这是一篇典型的逻辑混乱之作。作者在引言中，首先指责舒幼生的《力学》，赵凯华、罗蔚茵（在参考文献中被改写为 罗麓菌，罗老师找谁说理去！）的《新概念物理教程：力学》，朱荣华的《基础物理学》以及张三慧的《大学物理学：力学》中关于质量与速度关系的推导是循环论证，接着又指责其他的推导方法也是循环论证。又说这样的逻辑处理过程，初学者理解有很大困难。见下图。

舒幼生的书和赵凯华、罗蔚茵的书我都仔细读过，两本书在相对论动力学问题（包括所谓质速关系）的处理上，在初等水平上，没有任何问题。在建立了狭义相对论的时空之后，按照相对性原理，动力学方程必须在洛伦兹变换下不变。 以动量守恒和能量守恒为基本假定，并假定动量与速度方向一致，通过碰撞过程来确定动量与速度的关系，然后再以动量的时间变化率来定义力，得到动力学方程。这是一个前提明确，逻辑清楚的推理过程，完全不存在所谓循环论证的问题。当然，所建立的方程，最终要由实验来检验其正确性。另外两本书，我没有读过，按照作者的指责，这两本书的处理方法与前两本书的处理方法类似，应该也不存在所谓循环论证的问题。至于作者所说的“其它的推导方法”，没有引文，仅有作者的转述，我无法判断。不过，根据前一个不成立的指责来推断，这个指责不成立的概率应该接近于100%。 

赵凯华老师对于我国基础物理学的教学做出了杰出贡献，是我们非常尊敬的前辈。他与合作者编写的多本基础物理教材，特别是《新概念物理教程》，在国内毫无疑问是进入最好教材之列的，这些教材，是我国几代物理学工作者的案头必备书。我学电磁学时，用的教材是赵凯华和陈熙谋老师的《电磁学》；我教力学时，用的教材是赵凯华和罗蔚茵老师的《力学》。几十年来， 赵老师和合作者编写的几本教材，我读过多次，每读一次， 都有新的收获。赵老师是《大学物理》杂志的创刊主编，在《大学物理》上发表的文章中，无端指责赵凯华老师的教材，实在难以接受。 

在引言之后，作者用了很长的篇幅，通过胡克定律和点电荷的电场，论证在运动方向上的力在洛伦兹变换下不变。首先，这在逻辑上完全不通，因为作者还没有定义相对论中的力。 其次， 作者的论证过程存在诸多漏洞，这里无需一一指出，只要看一下原文就能发现。再次，论证的结果，是一个特殊情况下的结论，但被上升成为了一般结论。作者的结论是：在参照系相互运动的方向上，力在洛伦兹变换下不变。这个结论显然是错误的。狭义相对论力学中力的变换关系，在作者所引的第一和第二两本教材中均有详细推导。只有在受力的质点在其中一个坐标系中静止时，参考系运动方向上的力才在两个参考系中相同。另外，作者把点电荷之间的相互作用力称为静电力， 可是，当电荷运动时，电荷之间的相互作用力已经不是静电力了，作者似乎完全没有意识到这一点。

在没有给出力的定义的情况下，作者号称得到了关于参考系运动方向上力的变换关系（即不变）后，又说，“根据力的定义”写出了力等于   的时间导数，然后依据两个参考系的力相等得出了质速关系。此处，作者的论证逻辑完全错误，既然把    的时间导数定义为力，那么，力的变换关系就应该从这个定义出发去求得，而不应该把从胡克定律那里得到的关系用到此处。

如果作者确实按照这个完全没有逻辑的方式讲授，对学生来说，肯定是有害无益的，这里，既没有物理思想，也没有逻辑推理，只有拖泥带水的推导和不讲逻辑的论证。作者最后声称其推导没有假设，这显然不能成立。仅仅从洛伦兹变换出发，不做假设，不可能得到动力学关系。洛伦兹不变性仅仅对动力学方程的形式做了限制，而不能确定动力学方程。这里还要提及一点，作者在摘要中说的是“直接利用牛顿第二定律推导出质量与速度的关系”，在结尾处又说“没有假设”，自相矛盾。而实际上通篇做了多个假设，如假设胡克定律在所有惯性系成立，假设弹性系数是不变量等等。

如果作者确实按照这个完全没有逻辑的方式讲授狭义相对论，对学生来说，肯定有害无益。这种讲授方式，既没有物理思想，也没有逻辑推理，只有拖泥带水的推导和不讲逻辑的论证。作者最后声称其推导没有假设，这显然不能成立。仅仅从洛伦兹变换出发，不做假设，不可能得到包括所谓质速关系在内的动力学关系。洛伦兹不变性仅仅对动力学方程的形式做了限制，而不能确定动力学方程。我们知道，动量守恒定律和能量守恒定律是空间和时间平移不变性的结果，以此作为建立动力学关系的基本假设，是最合理的做法之一，也是大多数教材采用的方法。例如郑永令、贾起民和方小敏的《力学》，C. Kittel的《伯克利物理教程：力学》，D. Kleppner和R. J. Kolenkow的《力学引论》等教材都是这样处理的。 这里还要提及一点，作者在摘要中说的是“直接利用牛顿第二定律推导出质量与速度的关系”，在结尾处又说“没有假设”，自相矛盾。而实际上通篇做了多个假设，如假设胡克定律在所有惯性系成立，假设弹性系数是不变量等等。

作者最后声称“推导方法符合现在大学生的认知规律”，我完全不能接受这个结论。在我教过的大学生中，绝大多数都思路清楚，逻辑严密。另外，这篇文章的文字水平很差，多处用词不当，语句不通。

从三篇文章，可以看出《大学物理》杂志还有比较大的上升空间，希望主编，编委和编辑部的老师们把好关，多发优秀稿件，少发和不发问题稿件。

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