托馬斯·波維教授在書中分享了他*喜歡的109道物理和數(shù)學題。通過這一充滿想象力且精彩紛呈的杰作,他帶領我們堅定不移地穿越充滿挑戰(zhàn)的數(shù)學物理領地,發(fā)散我們的思維,并鼓勵我們以一種游戲兼探索的方式去學習。這些智力題就像玩具,波維教授說,我們要撿起*好玩的來把弄它。
不管你是菜鳥還是一位老手,這些題目都會鍛煉你的思考能力,燃起你對物理的好奇心和熱情。這些充滿魅力和智慧的問題,把高中和大學入門知識銜接起來。有趣的科學史、科學應用和個人軼事穿插在解答中,不時地讓你放松,為你提神。
跟隨作者沿著這趟歡快而獨特的通往英國名校的數(shù)學和物理之旅,我們看到,每道題目背后隱藏著一種新的思考方式,即便我們原以為已經(jīng)理解了相應的主題。波維教授認為,嘗試不熟悉的題目是獲得更深層次的見解和形成獨立思考能力的關鍵。本書是一份宣言,宣告了科學應當有趣;同時它也是一場慶典,求知欲的慶典。
l 這些世界名校的大學入學試題,看似刁鉆古怪,超級難搞定,其實重點不是知識,而是考驗你的想象力,思考力乃至玩的能力!激發(fā)你的邏輯與創(chuàng)意潛能,從中找出自己無窮的創(chuàng)造力,成為真正能獨立思考的人!
l 牛津大學本科招生主任邁克·尼克爾森 劍橋大學技術學院院長理查德·普拉格聯(lián)袂推薦!
l 英國BBC頻道話題節(jié)目
前言
我一直對好玩的物理和數(shù)學題目懷有一種激情,現(xiàn)在這種激情轉(zhuǎn)化成了本書。解答這些題目所需要的知識不超出高中所學的范圍,但卻需要原創(chuàng)性思考,將把我們帶往全新而有趣的方向。
在任何擁有高等教育體系的國家,最優(yōu)秀的大學都有某種形式的入學考試或入學面試。通常這些考試或面試都有一個目的從眾多優(yōu)秀的應試者中把那些最有潛力的挑選出來。為了測試這種潛力,設計的問題往往考查的是應試者的創(chuàng)造性思維能力。在很多國家,這種入學測試由教授來進行。雖然測試中的問題可能會參考高中課程大綱,但通常并不會局限于高中課程內(nèi)容。出題者往往會刻意超出常規(guī)。這是為了考查應試者能否將他們所學到的知識應用于新的更具挑戰(zhàn)性的環(huán)境。這些問題考查的是將智力題抽絲剝繭,再用標準工具解決它的能力。
本書收集了我最喜歡的一些進階大學的物理和數(shù)學問題:旨在鼓勵好奇心和玩樂的問題,以及一些大學入學測試中用到的標準題。這些問題復雜,難解,但大多數(shù)都很有趣。你應該把它們視為玩具。挑一個最能吸引你的來把玩。這樣可能看起來非常書呆子氣,但我發(fā)現(xiàn)最開心莫過于被自認為已經(jīng)理解且看似簡單的經(jīng)典物理題難住了。通過本書,我將與大家分享解答自己最喜歡的物理、數(shù)學題時的喜悅。這些問題將會吸引那些已經(jīng)很好地掌握了高中基本知識,有余力更上層樓的同學。對于希望用一些更具挑戰(zhàn)性或超出常規(guī)的問題來進一步提升能力出眾的學生的老師來說,本書也很有用。這里我對將這些題目引入課堂進行試點的老師和勇于挑戰(zhàn)它們的學生表示感謝。
很多題目是我自己出的。另外的則是對本書跟興趣的朋友或同事推薦的或在他們的啟發(fā)下出的。更多的是著名的經(jīng)典題目。盡管這些物理和數(shù)學題目超出了教學大綱,但要保證它們的完全原創(chuàng)性仍很難。這些題目提問的方式從根本上講不受限制,但基本概念的數(shù)量卻相對較小。即便那些我最引以為自豪的題目,多年來無疑也已經(jīng)被提問過很多次,只是形式不同而已。
有一點我能做到。那就是這些題目中有很多特別是較難的最好是當討論題來處理。它們不應冰冷地提問、解答,而應當進行指導式的討論,由一位經(jīng)驗豐富的導師來幫助學生,鼓勵他/她,給他/她提示,糾正他/她的錯誤,等等。自己讀一本書時沒有什么能代替這種幫助。導師哪怕只給學生一點恰到好處的提示,看似固若金湯的題目立刻就土崩瓦解了。我鼓勵你們與朋友或課題導師,或任何具有良好物理、數(shù)學基礎的人一起嘗試解答這些題目。
我想介紹一下這些題目的難度等級?梢哉f每個題目都有其挑戰(zhàn)性的一面。出版商要我用星號來標出它們的相對難度。盡管我認為這樣主觀意味太濃,但我也承認,碰巧先做了最難的題目并受挫仍讓人感覺是一種恥辱。所以我指明了自己首次嘗試每個題目時所感覺到的難度。如果你認為我的難度定級過高,則意味著你在這一方面的洞察力比我的更好。總的來說,一個星或兩個星的題目難不倒水平完全在高中物理、數(shù)學大綱之上的學生【原文注:是指已經(jīng)完成了A級、國際文憑、蘇格蘭高等教育、SAT等第一學年課程,且還有一年就要進入大學的學生!俊O旅娴慕榻B應該能讓你對這些難度等級有一定的概念。
★ 不太難。需要思考,以及一些洞察力,但沒有提示也能解答。
★★ 有挑戰(zhàn)性。需要進行相當多的思考,以及一定的洞察力,可能還需要簡單的提示。
★★★ 難。需要進行大量的思考,相當?shù)亩床炝Γ约案嗟奶崾。有些三星的題目只適合作為討論題。
本書還收錄了一些極難的題目,給那些最有信心的學生一個真正挑戰(zhàn)自我的機會。
★★★★ 極難。適于討論?赡軐τ诖蠖鄶(shù)沒有獲得實質(zhì)性的幫助的學生來說都太難了。復雜且不常見,解答應不拘一格。
我曾經(jīng)稱該書為周六工程,但我逐漸發(fā)現(xiàn),周六總是少于我的預期。我沒有搭檔,所以書疏漏之處及邏輯錯誤在所難免。這些全是我的責任。但我希望疏漏、錯誤很少,帶給讀者更多的是啟發(fā)而非混淆。編寫本書最具挑戰(zhàn)性的地方在于將問題的難度設置得恰到好處。問題簡單的很好解,難的則非常難像很多大學入學測試題一樣難以琢磨。這里我要對就這些問題的難度水平給出過詳細評論的老師、學生和同事道一聲感謝。如果您有更具建設性的建議或不落俗套的問題能有助于改進本書,我非常樂意接受,并在此提前向您道謝!驹淖ⅲ耗憧梢园l(fā)郵件到我的郵箱:tom@tompovey.com!课蚁M隳苷业娇膳c其分享這些問題的樂趣或能一起討論更優(yōu)化更簡潔的解答(很多問題都有)的朋友。如果想與更多人分享你的解答,或了解別人的想法,謎題網(wǎng)站www.PerplexingProblems.com可以幫到你。
如果你足夠勇敢,也可以把玩一下本書最后一章的謎題分值致命游戲,我還畫了分數(shù)表和統(tǒng)計表,方便你了解自己的進步。
T. P.,2015年