211service.com
Profesors, kurš atdzīvina fiziku
Vairāk nekā četras desmitgades MIT Valters Levins aizrāva studentus par fiziku. Tagad viņa lekcijas sasniedz miljoniem studentu visā pasaulē. 2012. gada 21. februāris
Pēdējās četras minūtes Valters Levins ir strādājis pie tāfeles, tiecoties nodot punktu — vai pareizāk sakot, virkni mazu, ātru punktu, kas tik tuvu viens otram atgādina perforāciju. 76 gadus vecais emeritētais fizikas profesors demonstrē ziņkārīgu parādību, lai gan tēma nav Ņūtona likumi vai Maksvela vienādojumi, bet gan kaut kas, iespējams, mulsinošāks.
Ideja ir tāda, ka krīts nedrīkst būt pārāk īss, Levins pamāca savam audzēknim. Jums ir jāspiež uz dēļa, un, ja jūs nespiedīsit pārāk spēcīgi, tas lēks. Ja tu ej mazliet ātrāk, tad tu nodarbojies ar biznesu.
Students izdara vēl vienu burtisku dūrienu pie tāfeles, mēģinot atdarināt ātro punktu trajektoriju, ko Levins ir pazīstams ar to, ka šķietami bez piepūles zīmē ar roku, izraisot skaņu, kas līdzinās niecīgam ložmetēja ugunim.
Tas, kā viņš zīmē šīs punktētās līnijas, ir jautājums, ko Levins regulāri saņem no faniem visā pasaulē. Katru gadu gandrīz divi miljoni cilvēku atrod smaidu profesoru, izmantojot YouTube, iTunes U un MIT OpenCourseWare — ne tikai zīmējot vienādojumus, bet arī šūpojoties no svārsta, vienlaikus smēķējot saujas cigarešu vai lecot no galda ar galonu. ābolu sulas, lai pierādītu fizikas principus.
Skatiet video, kurā Valters Levins māca, zīmē punktētas līnijas un lasīja savu pēdējo MIT lekciju šeit.
43 gadus Levins semestrī mācīja pat 600 studentus MIT trīs ievadkursos fizikas kursos — 8.01, 8.02 un 8.03 — un konsekventi izpelnījās brīnišķīgas atsauksmes. 1999. gadā Institūts sāka filmēt 94 lekcijas no trim kursiem, un 2004. gadā OpenCourseWare sāka publicēt video, kurus bez maksas varēja skatīt ikviens, kam ir interneta pieslēgums. Lekcijas drīz izplatījās pakalpojumos YouTube, iTunes U un Academic Earth, un 2007. gadā Ņujorkas Laiks satvēra satiksmes vējš, fizikas profesoru pirmajā lappusē raksturojot kā starptautisku tīmekļa zvaigzni.
Tīmekļa zvaigznes iesūtne
Kopš viņa videoklipu nokļūšanas tiešsaistē, Levins ir saņēmis tūkstošiem vēstuļu un e-pastu no cienītājiem visā internetā, tostarp no Bila Geitsa, kurš ir skatījies viņa lekcijas — daudzas vairāk nekā vienu reizi. Bērnībā man bija daži lieliski skolotāji, bet es vēlētos, kaut būtu vairāk kā Levins, Geitss raksta recenzijā par Levina jauno grāmatu. Mīlestībai pret fiziku: no varavīksnes beigām līdz laika malai — ceļojums cauri fizikas brīnumiem .
Katru dienu Levina pastkastītē nonāk divi līdz trīs desmiti e-pasta ziņojumu, daudzi no faniem ar jautājumiem, kas saistīti ar fiziku. Visbiežāk cilvēki raksta, lai pateiktos viņam par to, ka viņš ir mainījis uzskatus par fiziku un pasauli. Levins cenšas atbildēt uz katru e-pastu. Viņš pateicas saviem tiešsaistes studentiem un sniedz sīkus fizikas jautājumu skaidrojumus, bieži vien dažu minūšu laikā pēc to saņemšanas. Viņš ātri piedāvā ieteikumus par papildu materiāliem, un reiz viņš pat nosūtīja pa pastu 18 fizikas grāmatas, atbildot uz kāda zēna lūgumu, kurš nāca no nabadzīgas ģimenes un cīnījās ar dzirdes traucējumiem. Zēns bija noskatījies Levina video un stāstīja profesoram, ka tie mainīja viņa dzīvi un ka viņš izvilka grāmatas no atkritumu tvertnes, lai palīdzētu viņam kļūt par ārstu. Tu man liki iemīlēt fiziku, viņš rakstīja. Es uzskatu, ka tagad man ir iespēja dzīvē.
Savā personālajā datorā Levins glabā īpašu e-pasta failu failu, kas viņam ir bijusi īpaša nozīme gadu gaitā. Viņš saka, ka dokuments ir vairāk nekā 700 lappušu garš, taču tas ir tikai neliela daļa no saņemtā fanu pasta.
Daži cilvēki cer kādreiz satikt Levinu, un daudzi dodas ceļojumā uz MIT, cerot viņu satikt klātienē. Reiz viņš pieņēma uzaicinājumu apciemot kādu pielūdzēju Sietlā. Stīvs Džonsons, toreizējais Boeing flotes tehniskais vadītājs, piedāvāja profesoram bezmaksas braucienu ar uzņēmuma 767 lidojuma simulatoru.
Džonsons atceras: Mana mīļākā lidojuma daļa bija, kad viņš kliedza: 'Stīven, tas nav iespējams!' Es jūtu paātrinājuma sajūtu, tomēr es zinu, ka šis simulators nekustas.’ Viss, kas man bija jādara, bija vienreiz sniegt paskaidrojumu… zīmi, ka viņš ir izcils students.
Kamēr Džonsonam bija reta iespēja satikt profesoru viņa mājas laukumā, citi skatītāji ir apmierināti, vienkārši vērojot viņu tīmeklī. Viena 13 gadus veca meitene no Čennai, Indijā, 2006. gadā Levinam adresētajā e-pastā atspoguļoja daudzu cilvēku noskaņojumu: Es nejūtos “atstumta”, jo nemācos vienā no labākajām skolām. “Labākie” skolotāji ir manās mājās.
Punktu savienošana
Kad fani jautā viņa punktoto līniju noslēpumu, Levins vienkārši uzaicina viņus uz savu klasi uz klātienes demonstrāciju — vienīgais drošais veids, kā nodot vēstījumu. Patiesībā viņš apgalvo, ka var iemācīt šo triku ikvienam piecās minūtēs vai mazāk.
Atgriezies savā birojā, viņš paņem no skolēna krītu.
Vai es varu to izmēģināt un redzēt, ko es daru savādāk? Lūvins jautā. Jums tas ir jāsajūt ar pirkstiem un jāļauj tam kaut kā nolēkt no dēļa.
Pēc Levina demonstrēšanas students negribīgi paņem krītu atpakaļ. Ko darīt, ja viņa to nekad nesaņems? Ko darīt, ja krīts atsakās lēkt? Bet viņš turpina, mudinot viņu mēģināt vēlreiz. Pēc gandrīz piecām minūtēm krīts lec.
Studentam — šim rakstniekam — jāatzīst, ka pirmais lēciens bija gandrīz uzmundrinošs, kā espresso vai prieks. Lūina pieliktās pūles, lai demonstrētu un izskaidrotu, iespējams, bija nesamērīgas ar vingrinājuma trivialitāti, taču viņam atdeve — šis elektriskais izpratnes brīdis — ir tā vērts.
Levins ir izmantojis tādu pašu enerģiju un pūles fizikas mācīšanai, cenšoties ieaudzināt savos audzēkņos viscerālu, ilgstošu izpratni. Savā pēdējā lekcijā 8.01 viņš bieži viņiem teica, ka, lai gan viņi, visticamāk, aizmirsīs Keplera trešo likumu (lai gan, viņš cerēja, ka ne pirms gala eksāmena), viņi, iespējams, atcerēsies, ka fizika var būt ļoti aizraujoša un skaista… ja vien jums ir iemācījās to redzēt un novērtēt skaistumu.
Redzot nodarbības
Valters H. G. Levins dzimis 1936. gada 29. janvārī Nīderlandē un uzauga Otrā pasaules kara laikā. 1940. gadā Vācija sagrāba kontroli pār Nīderlandi un deportēja barus Nīderlandes pilsoņu uz koncentrācijas nometnēm. Daudzi Levina radinieki tika sagūstīti un nosūtīti uz gāzes kamerām, un viņam joprojām ir grūti pārdomāt šo faktu. Savā grāmatā viņš atzīmē, ka viņa tēvs, kurš bija ebrejs, saskārās ar arvien pieaugošiem nacistu ierobežojumiem — viņam tika aizliegts braukt sabiedriskajā transportā, publiskajos parkos un pat viņa iecienītajos restorānos. Kapsēta bija viena no retajām vietām, kur viņam bija atļauts bieži apmeklēt. Kādu dienu Levins atceras, ka viņa tēvs vienkārši pazuda, lai pasargātu savu ģimeni no turpmākas nacistu pārbaudes.
Valters vecākais atgriezās 1944. gadā, un ģimene turpināja vadīt mazo skolu, kuru viņa vecāki bija uzsākuši pirms kara. Skola piedāvāja rakstāmmašīnu un stenogrāfiju, un, kad viņš mācījās koledžā, Levins palīdzēja kā instruktors.
Tomēr tieši māksla vispirms izraisīja viņa mīlestību mācīt. Viņš agri apguva mākslas izpratni no saviem vecākiem, kuriem piederēja plaša gleznu kolekcija. (Viens no viņa iecienītākajiem bija viņa tēva portrets, kas tagad karājas virs viņa kamīna Kembridžā. Viņa brilles patiešām izceļas: biezas, melnas, ar neredzamu acu kontūru, tās seko jums pa istabu, kamēr viņa kreisā uzacis dīvaini izliekas pāri. rāmis, Levins raksta savā grāmatā. Tāda bija visa viņa personība: caurstrāvojoša.)
Fizika strādā! Valters Levins sagatavo savu auditoriju demonstrācijai, ko viņš gatavojas uzstāties savā pēdējā fizikas lekcijā MIT.
Levins atceras, ka 15 gadu vecumā nolasīja savu pirmo lekciju vidusskolas vienaudžiem: prezentāciju par Vincentu van Gogu, ko viņš lasīja klases uzdevumā. Tas noteikti bija šausmīgi, viņš atceras, jo tajā vecumā es tikai skatījos uz mākslu, nevis redzēju mākslu.
Vēlāk viņš savās fizikas lekcijās izdarīja šo atšķirību — skatīšanās un redzēšanas —, mudinot studentus patiesi redzēt, piemēram, ka fizika izskaidro krāsu secību varavīksnē.
Katrs mans skolēns zina, ka sarkans ir ārpusē un zils ir iekšpusē un ka sekundārais loks ir apgriezts otrādi, saka Levins. Un katru reizi, kad viņi ieraudzīs varavīksni, viņi to pārbaudīs, jo es viņiem esmu iemācījis redzēt.
Ceļš uz lekciju zāli
1965. gadā Levins ieguva doktora grādu kodolfizikā Delftas Tehnoloģiju universitātē, kur viņš mācīja nodarbības dienā un veica pētījumus naktī. Viņš ievēroja nerimstošu, 80 stundu nedēļā grafiku, lai ar vienu akmeni nogalinātu trīs putnus: piecus gadus mācot, viņš varēja atmaksāt aizdevumus, izvairīties no dienesta armijā un pabeigt diplomu.
Pēc absolvēšanas Levins saņēma galveno uzaicinājumu no Bruno Rossi, rentgena astronomijas pioniera, ierasties MIT un strādāt jaunajā jomā. Atrodoties universitātes pilsētiņā, viņš pievienojās pētnieku komandai, kas analizēja datus no laikapstākļu baloniem, lai iegūtu rentgenstaru avotus — pierādījumus par tālu galaktikām. Sešus mēnešus pēc tam, kad viņš spēra kāju uz universitātes pilsētiņu, MIT piedāvāja Levinam fakultātes vietu, un, kā viņam patīk teikt, viņš nekad nav aizgājis.
Levins ar entuziasmu iesaistījās rentgena astronomijā institūtā. 1972. gadā viņš organizēja pasaulē lielākā laikapstākļu balona palaišanu Austrālijā, nosūtot rentgena teleskopu aptuveni 45 000 metru augstumā, lai mērītu lielas enerģijas rentgena starus no kosmosa. Drīz pēc pievienošanās fakultātei Levins apguva arī trīs fizikas pamatkursus, lasot lekcijas simtiem studentu MIT lielākajā lekciju zālē, 26.–100. Ar saviem aizlidojošiem matiem un tieksmi pēc lielām, krāsainām piespraudēm viņš sākumā bija zinātkārs, bet pēc tam daudzgadīgs studentu iecienīts studentu vidū, kuri apmeklēja Levina lekcijas galvenokārt viņa sarežģīto un šķietami neparasto demonstrāciju dēļ.
Jebkurā stundā skolēni atrada profesoru balansējam uz kāpnēm, kad viņš sūkās no piecus metrus gariem salmiem, lai demonstrētu hidrostatisko spiedienu; vai raķetes pāri skatuvei ar trīsriteni, ko darbina ugunsdzēšamais aparāts; vai rotaļīgi nomētāt skolnieku ar kaķa kažokādu, lai radītu elektrisko lādiņu.
Iespējams, ka šajās nodarbībās valdīja viegluma un improvizācijas gaisotne, taču Levins pielika lielas pūles, sagatavojot katru lekciju. Viņš noteikti ielika pamatus un nodrošina kontekstu, apvienojot vienādojumus un demonstrācijas. Katra lekcija norisinājās tādā tempā, kas atgādināja teātri, papildinot to ar pieaugumu, kulmināciju un denouement.
Es varu likt studentiem smieties, un es varu likt viņiem raudāt, viņš saka. Es varu likt viņiem apsēsties uz sava sēdekļa malām, un es varu likt viņiem pārtraukt elpot… Es varu radīt drāmu un spriedzi, kas ir gandrīz nepanesama.
Fizika strādā! Valters Levins parāda, ka svārsta periods nav atkarīgs no masas, kas karājas no svārsta.
Lai to panāktu, Levins parasti pavadīja 40 līdz 50 stundas, gatavojoties katrai lekcijai, divas vai trīs reizes atkārtojot 50 minūšu garo iestudējumu — pēdējo stundu no rīta. Viņa lekciju piezīmes, kas tiek saglabātas un lepni izliktas virknē saistvielu viņa biroja plauktos, atklāj intensīvu tiekšanos pēc precizitātes un dramatisma.
Piemēram, Levins atzīmēja savas rakstītās piezīmes ar piecu minūšu intervālu un izmantoja lielu pulksteni uz skatuves, lai pārliecinātos, ka ir uz pareizā ceļa. Viņš arī izveidoja halles gaismas paneļa skices, krāsojot pogas, kuras nospiest konkrētos lekcijas punktos. Tādā veidā, viņš saka, loģistikai netika zaudēta ne sekunde.
Valters bija pa pusei ar krītu runāt, pa pusei demo un pilnīgs teātris, saka Kreigs Milanesi, MIT video ražošanas vadītājs. Viņš bija arī ļoti precīzs un prasīgs, kā zinātne.
Astoņdesmito gadu vidū Milanesi vadīja Levinu vairākās video palīdzības sesijās, kuras profesors izstrādāja kā papildinājumu saviem fizikas kursiem. Sesijas notika katru stundu MIT kabeļtelevīzijas kanālā, un studenti pulcējās kopmītnēs, lai skatītos, bieži vien tikai izklaidei. Sēžot pie rakstāmgalda, Levins atklāti runāja kamerā, papildinot savu runu ar skicēm, demonstrācijām un personīgiem stāstiem. Un tāpat kā viņa tiešraides lekcijas, sesijas tika ieplānotas uz sekundi.
Viņš varēja jums pateikt: 'Es biju pāri 30 sekundēm' vai 'Es skrēju minūti ātrāk,' atceras Milanesi. Viņš bija intensīvs, tiešs — perfekcionists.
Iet globāli
1999. gadā ar profesora Ričarda Larsona pūlēm fizikas katedra ieguva finansējumu Levina lekciju filmēšanai. Milanesi un videogrāfs Toms Vaits bija vieni no komandām, kas veica uzdevumu nākamo dažu gadu laikā.
Mums bija lielisks ritms, saka Vaits. Tā kā Valters bija tik ļoti sagatavojies savām lekcijām, tas tika horeogrāfēts kā dejas skaņdarbs.
Vairākus gadus vēlāk, kad videoklipi kļuva globāli, izmantojot OpenCourseWare, Vaits, kurš dažos kadros ir redzams darbojamies ar rokas kameru, sajutu Levina slavas viļņošanos.
Es devos uz bāra mitzvu, un skolotājs no Čikāgas jautāja, ko es daru, atceras Vaits. Es teicu: 'Es strādāju MIT', un viņš teica: 'Ak, es izmantoju šīs Valtera Levina lentes,' un es teicu: 'Es strādāju pie tām!', un viņš teica: 'Mīļā! Viņš strādā ar Valteru Levinu!
Patiesībā daudzi skolotāji gadu gaitā ir uzrakstījuši Levinu, lai pateiktos viņam par viņa videoklipiem, kurus viņi izmanto vai atsaucas savā mācībā. Tos bieži izmanto arī mazāk formālos apstākļos. Kristena Makintaira ‘80, Apple vecākā programmatūras inženiere, tos izmantoja, lai palīdzētu savam pusaugu dēlam ieraudzīt pasauli ar zinātnieka prieku un brīnumu, bieži apturot video, lai sniegtu detalizētāku skaidrojumu vai pastiprinātu kādu punktu. Man ir patīkamas atmiņas par to, ka apstājos, piemēram, lai izskaidrotu žiroskopus, un mēs abi viens otram veidojām labās rokas pirkstu zīmes, strādājot ar to, viņa saka. Tas viņam patiešām izšķīrās fizikas stundās vidusskolā un koledžā, kurās viņš saņēma UZ s. Man burtiski ir simtiem lappušu diagrammu un izstrādātu problēmu, kuras visas katalizēja šīs 8.01 lekcijas. Mūsdienās Makintaira lielāko daļu Levina lekciju glabā savā iPad. Es tos skatos ikreiz, kad man ir noskaņojums patiešām jautram ceļojumam atpakaļ uz 8.01 vai 8.02, viņa saka.
Fizika strādā! Levins smēķē vairākas cigaretes vienlaikus, lai demonstrētu Reilija izkliedi, gaismas izkliedi ar daļiņām, kas ir daudz mazākas par gaismas viļņa garumu. Kad viņš izelpo dūmus pār nepolarizētu gaismas avotu, ārkārtīgi smalkās daļiņas izkliedē gaismu, liekot dūmiem izskatīties ziliem.
Levina neierobežotais stils ir ietekmējis arī viņa vienaudžus MIT. Populārais lektors un materiālu ķīmijas profesors Donalds Sadovejs atzīst, ka viņš palīdzēja attīstīt pašam savu mācīšanas stilu skolā, kurā ir tendence uz pētniecību, nevis mācīšanu. Raugoties no Sadoway perspektīvas, pētniecības universitāšu pasniedzējiem var šķist, ka viņiem ir jābūt nopietniem, lai viņus uztvertu kā profesionāļus — spiediens, kas, pēc viņa teiktā, ir ortogonāls priekšstatam par indivīda patiesās personības atklāšanu.
Tiešām labie pasniedzēji kaut kādā līmenī ir savā veidā ekscentriskas personības, saka Sadovejs. Levina lekcijas man deva pārliecību attīstīt lekciju lasīšanu, neatkāpties, izklaidēties, zinot, ka Valters dara to pašu savā veidā.
Levins reti, ja jebkad, ir atturējies gan lekciju zālē, gan ārpus tās. Piemēram, viņš bieži apstājas pie strūklakām saulainā dienā, lai norādītu garāmgājējiem uz varavīksnēm. Esmu pārliecināts, ka daži no viņiem domā, ka esmu dīvains, viņš raksta savā grāmatā. Bet, ciktāl tas attiecas uz mani, kāpēc lai es būtu vienīgais, kas bauda šādus apslēptus brīnumus?
Džozefs Goldbeks ‘07, kurš kopā ar Levinu paņēma 8.03, atgādina vēl vienu šī izglītošanās impulsa gadījumu. 2005. gadā viņš devās uz Levinu uz Hillel universitātes pilsētiņas pasākumu un iepazīstināja ar sevi kā bijušo studentu. Levins jautāja, vai Goldbeks nēsā difrakcijas režģi — plastmasas priekšmetstikliņu, kas sadala gaismu dažādos viļņu garumos, padarot redzamas visas stara krāsas. Goldbeks izraka no savas mugursomas režģi, kur viņš to bija glabājis kopš Levina mācības. Profesors uz brīdi pacēla to pret gaismu un sniedzās kabatā, lai iegūtu savējo. Viņš teica: 'Tas nav labs,' atceras Goldbeks. 'Šeit, paņemiet manu — tas ir labākais no partijas.'
Goldbeks gadiem ilgi nēsāja Levina režģi un bieži to izzvejoja ikreiz, kad saskārās ar interesantu gaismas avotu. Es domāju, ka viņš jutās ar labāku režģi, es savā dzīvē vairāk izbaudītu gaismas fiziku, viņš saka.
Virs 26-100
Lai gan Levins kļuva emeritētais un 2009. gadā aizgāja no mācīšanas, viņš joprojām divas reizes nedēļā ierodas savā birojā universitātes pilsētiņā, lai atvērtu pastu, apspriestu pētījumus, lasītu literatūru un satiktos ar cienītājiem, kuri vēlas paspiest viņam roku. Viņš regulāri saņem uzaicinājumus uzstāties visā pasaulē un nesen pieņēma uzaicinājumus uz lekciju Dienvidkorejā, Vašingtonā, D.C. un Nīderlandē.
Levins arī pieņem draudzības uzaicinājumus pakalpojumā Facebook, taču ne bez sava pieprasījuma. Gadiem ilgi viņš rīkoja iknedēļas mākslas konkursu ārpus sava MIT biroja, izaicinot studentus uzminēt, kurš un kad ir radījis noteiktu darbu. Tagad viņš publicē 30 līdz 50 no vairāk nekā 250 darbiem, ko viņš ir demonstrējis gadu gaitā, un lūdz potenciālajiem Facebook draugiem tos identificēt. Pārbaudi nokārtojuši mazāk nekā 50 cilvēki.
Nesenais viņa biroja apmeklējums atklāja, ka Levins atrodas pārcelšanās vidū. Vairāk nekā 40 gadus pavadījis vienā un tajā pašā birojā, viņš pārcēlās uz mazāku biroju, kas atrodas gaitenī, iesaiņojot daudzās gleznas, mācību grāmatas un piemiņas lietas, ko viņš uzkrājis gadu gaitā. Viņa stiprinājumi, kuros bija piezīmes no katrām no viņa 103 videolekcijām (tostarp dažas, ko viņš lasīja bērniem un vienu, ko viņš lasīja Delftas universitātē), jau bija pārvietotas uz jauno telpu.
2011. gada 16. maijā Levins atzīmēja savas grāmatas iznākšanu, vēlreiz izvedot piezīmes, lai nolasītu pēdējo lekciju 26.–100. Zāle bija pārpildīta ar esošajiem un bijušajiem studentiem, mācībspēkiem un līdzjutējiem. Lūvinam šī pēdējā lekcija — no vairāk nekā 800 lekcijām, ko viņš lasīja zālē — bija rūgti salds.
Jūs zināt, ka tie ir jūsu rokās, viņš saka. Jūs zināt, ka ar viņiem varat darīt jebko, ko vēlaties. Jūs arī zināt, ka tā ir pēdējā reize, kad to darīsit. Tad tu zini, ka tam pienāk gals. Man tas ir ļoti emocionāli. Bet skaistums ir tāds, ka katru gadu mani skatās divi miljoni cilvēku. Un tas tikai palielināsies.