给两岁的女儿讲一系列关于婴儿量子物理的绘本。
我热爱物理,但没想到关于量子物理的绘本也能讲给这么小的孩子听。经查资料,原来:
女儿出生10天后,脸书创始人扎克伯格在自己的主页上晒出了他和妻子给女儿读绘本的照片,而他选择的绘本是《婴儿量子物理学》。名人效应使这本书风靡全球,双语版也在中国出版。
了解了故事之后,我还是觉得这么早告诉两岁半的女儿不太合适,就算囤书也没那么早,所以就把这件事放在一边了。
平时给女儿讲绘本的时候,我不喜欢仅仅按照书上的话去读。我喜欢引导女儿看绘本的每一个角落,一个一个的描述,同一幅画的一个角落,下次会从另一个角度和说法讲出来。这是因为我知道自己擅长把握抽象概念,但是特别注意观察细节。我不想让我的孩子看着一幅充满无数细节的画,只反复听那一两句话。
但实际上,重复对语感的形成和宝宝对绘本内容的记忆都有着重要的意义。所以我们每次都会一直坚持把书上的字和剧情一起读完(过程中手指还在指着字),然后展开画的内容。而且通常如果女儿问我为什么,我解释一会儿之后,她觉得喜欢,就会说“再说一遍”,我也会尽量逐字逐句的说,这样两三遍。让很多家长感受到了“再来一次”的崩溃。知道这种重复的意义后,他们自然会有耐心,愿意重复。(如果是为了好玩的“再来一次”,就约定好剩下的在一起的次数。在任何时候,我都不会突然不来了,但我总会说我先走了,然后在剩下的约定次数里激活这个链接。我着急三次,我着急五次。如果我真的要离开,我的语气就不一样了。我只是说我会再来最后一次。)
我也喜欢时不时偏离绘本的剧情,把绘本里提到的事情和女儿最近经历的事情串起来,偶尔问一些问题让女儿回答。我女儿有时会给出非常奇怪有趣的答案,有时会给出令人惊讶的准确答案,甚至会整段整段地把其他事情联系在一起。有时候想了想说不知道,就很自然的像个问题一样说下去。因为我相信,人脑学习记忆的机制就是建立联系。
在谈论绘本的时候,我们不会总是安静的面对绘本。当我讲到一些需要解释的东西时,我可能会站起来用肢体动作示范。因为我知道,动态场景越生动越夸张,对孩子的印象就越深刻。这个时候,往往是女儿最兴奋的时候。有时候她会把自己和最近学的谚语、动作、歌谣、诗歌联系起来,表演出来。
平时工作比较忙,一个星期也不会和女儿聊很多次绘本。但是我觉得在能陪女儿的时候,我一定要全身心投入,用质量来弥补时间,所以一说绘本,我就会显得有无限的耐心,赶不上节奏。而在我两次谈绘本的间隙,她妈妈已经给她讲过几次绘本了。每次说话都会发现她有了新的进步。从一岁多开始,我就不是很懂。我不能随意提问或回答,也不能重复。现在我翻到一页(就算没说过)主动看图说话。如果我不同意她的理解,她会做出更正。如果我坚持我的说法,她也会坚持,用一段喃喃自语的话来解释。
女儿特别喜欢把小的映射到自己身上,也特别喜欢把绘本里的家庭映射到父母和自己身上。她喜欢强调一个女孩(她妈妈)和一个男孩(她爸爸)的区别,比如在选择椅子的颜色时。她还喜欢强调大人和小孩的区别:事情来了,她总会根据自己的判断说出来。爸爸可以,妈妈可以,她是个孩子,她不行,她可以长大。如果她现在不能拥有什么,她会说等她长大了妈妈会给她买的。甚至有一次,她看到自己穿上裙子,妈妈没有,就对妈妈说:“我有裙子,你没有。等我长大了给你买。”她也很渴望长大,又因为我没事干,就给她读“小宇长大了就上幼儿园,然后上小学,读完小学和初中,读完初中和大学,读完研究生再去读研。读完博士,她会像她爸爸一样去工作!”(当然,我自己也没有完成这个过程...有时候我会加上教授和院士。)所以她也很向往上幼儿园。每次走过幼儿园,看到很多哥哥姐姐在里面玩,她总会高兴地说,她长大了,快上幼儿园了。
当然,我们平时也是教这些规则的,但是看到她把这些套路作为游戏规则去执行,会特别可爱。这就是现阶段的宏大叙事。不知道当我们看到她开始解构这一切的时候,我们会是什么心情。
所以我和女儿在解释一些自然现象的时候,会很自然地用她能听懂一半的形象语言解释为什么,然后偶尔带一句:“这是物理,你长大了就学会了。”有时我在看一本关于物理或数学的书,她来找我玩,所以我告诉她爸爸鲍比在看一本关于物理的书。不过她还是坚持翻了过来,很快就翻了过来。她看到那全是文字和公式。偶尔她看不懂图,就嘟囔着等她长大了就懂了,把我从书上拽开陪她玩。
有一天,我们在重复长大后读物理书的对话时,我突然想起了《婴儿的量子物理》系列绘本,对女儿说:“不会吧,真的有给你这么大的小BB看的物理书。”然后问她:“我可以给你买一本物理书吗?”她很自然的点头回答:“好。”然后他问:“妈妈在哪里?”她妈妈赶紧说:“不用了,我给你买。”我无语了一会儿,女儿说:“先别买书。”他指着散落在爬行垫上的绘本说:“有。”然后他拉着我说绘本。
有了这次谈话,当我决定要买的书单时,我在我的物理书旁边加上了这一系列的绘本《婴儿的量子物理学》。我也提前跟女儿说了,结果我的物理书先到了,当着她的面打开了。所以她更期待自己的物理书。
拿到这套绘本后,我翻了翻,然后当着女儿的面给绘本排了个顺序:
在整理的同时,我也向女儿说明了我的考虑。解释的时候,我只会把其中的一半左右形象化,另一半会随意使用女儿没听过的名词,因为我相信名词总是要接触(在各种语境中听到)才能解释。NLP中的单词嵌入和word2vec都是基于类似的思路。
解释的过程也会让她看到我在犹豫,在调整,在考虑一些因素,最后排出一个订单。因为我相信,让孩子看到一个观念形成的过程,看到一个观念多样化、变化的可能性,比利用父母的权威建立一个固化的观念更重要,这样孩子在以后遇到一些与观念相冲突的事实或说法时,就可以基于自己经历过的过程,独立地重新建立一个自洽的认识。换句话说,我会担心女儿形成单一的根深蒂固的认知,也会担心在大人之间,比如父母之间,出现观念冲突时,她会无所适从。所以我觉得教育最重要的是塑造认知的过程,而不是认知的结果或结论。
安排好顺序后,我们开始讲“宝宝的物理ABC”。这本绘本的每一页都是一个名词,一张图,一段解释,都是中英文对照。我立刻发现我不能根据阅读来说话。孩子大一点,和胎教或者宝宝出生的时候是不一样的。这时候,只要他在阅读时对课文有所理解,连贯流畅地读出来,就可以通过声音的美来陶冶宝宝。孩子理解了单词后,就不能大段大段地读孩子听不懂的单词,而必须找到与孩子已有认知的连接点来引入。这也是为什么这套书可能很难适用于这么小的孩子,因为书本身并没有对这些概念进行充分的可视化尝试,只是用图像勉强建立了一个图像基础,文字也全是教科书式的。
第一个名词是“Atom”,因为它的英文是Atom,而这本书是按照名词的英文首字母排序的,A到Z的每个字母对应一个名词。这会导致主题的不连贯,比如第6页的核聚变,第9页的离子,第16页的光子,第17页的量子,第25页的钇,一个有39个质子的原子,都和微观粒子有关。
其实原子很好解释,因为女儿一上来就理解了原子是气球的形象,于是我就开始讲红气球是质子,蓝气球是中子,绿气球是电子(谢天谢地,我查了一下,整本书讲到这几种粒子都没有变色...),红色和蓝色的气球是怎么抱在一起的,绿色的气球是怎么围着它们转的,这些都形成了原子。
黑洞就无从谈起了。没有引力的概念,光怎么可能不逃逸?于是我简单地根据日常生活中的孔洞(意思是大范围的东西会被吸进去,黑洞本身只是一个极小极小的奇点)建立了一个非常暗、很深、很大的图像,说明这是天空中的一个天体,就像太阳一样,黑洞本来就是一个比太阳大、热的恒星,太阳老了也不会变成黑洞。对了,我又给女儿挖了个天文坑,等我长大了再学。
收费比较好谈。加号和减号之前是有一些认知的,把它们改成加号和减号并不难。关键是家里有带加减号的固体玩具可以拿在手里。而且,两种收费之间的相互作用是可以角色扮演的。比如我带正电(拿加号),我女儿带负电(拿减号,打小绿气球电子),于是我们被吸引在一起(抱在一起)。当我们都带加号(其中一个其实是乘号)的时候,我们都带正电,所以我们互相推开。事实上,看到这一页画的电场线后,女儿就大叫:“灯笼!”所以除了电荷,我们还可以一起讲电场线。女儿带了彩笔和白板。和书上一样,我用红色画了正电荷,蓝色画了负电荷,然后用灰色的笔把电场线一条一条的画出来。有时候我们一起画磁力线,但可能不像灯笼。我女儿说她没那么喜欢磁力线。
衍射用“绕过”来说,是因为我们平时在外面行走的时候,非常重视绕过水和井盖。于是我先跟女儿说,衍射就是我走在你前面,然后绕过你。如果没有衍射,我只能撞见你。建立了这个基本动作后,我们就说水波和光波可以衍射(也就是此时主体或客体被赋予这个动作),然后观察相应的现象(目前只能观察到水波)。
爱因斯坦是一位留着白胡子的祖父。他是“最伟大的物理学家”之一。对了,我爸大一的时候买了爱因斯坦全集前五卷。它们有多厚,现在在哪里?
核聚变说只有一个Le Ballon Rouge(质子)的原子是最小的原子,最轻最轻,是氢原子。而且书上画的是氢原子核,没有绿色小气球,就像你平时吃的葡萄吐出来的原子核一样。然后两个氢核相撞,“砰!”咔嚓一声,释放了大量能量(指着图中一颗黄色多边形的星星),然后女儿接过来说:“粘在一起了!””我接着说,“它变成了一个氦核,有两个Le Ballon Rouge(质子)。"
重力会多说话。先说秋天和秋天,先说地球吸引她女儿,然后开始把各种东西抛出抛物线,最后说月亮,因为它飞得很快,所以虽然地球一直吸,但是月亮就是不掉,只是绕着地球转。这时候可以引入角色扮演。我是地球,我的女儿是月亮。我握着她的手,吸引她,她却拼命的跑,就围着我转。
热只是和“烫”结合在一起,因为女儿已经学会了快速触摸来识别烫伤,“烫”和“辣”可以算是她最早学会的关于“危险”或“不适”的语言反馈之一。
主要算离子,因为红色质子和绿色电子的数量不一样,所以形成离子,因为有些气球离开这个原子,这个原子就变得不完整了。这个时候,我们就会谈到离开和孤独,自然而然地转向更容易谈到的“人文理念”。
焦耳和开尔文主要讲能量和温度。比如开尔文这样的度日,就是用来明确天气有多热多冷的。还提到这些其实都是伟大物理学家的名字。因为他们对物理学做出了巨大的贡献,所以用他们的名字来命名这个单位。为了明确单位,女儿之前测身高体重时接触过的厘米和千克就派上了用场。女儿90多厘米的时候,因为不够高,不能在操场玩碰碰车之类的一些游戏,所以在家里经常主动测量身高,她知道自己现在已经96多厘米了。家里有两个体重秤,一个是普通的,一个可以测体脂等指标。因为最近一直在减肥,所以早晚都会称体重。我称重的时候,女儿会帮我按下App上的按钮,启动蓝牙连接,然后过来读一下体重秤上显示的数字。渐渐地,我会从一个数字读到另一个数字,然后熟练地运用后面的十个点,于是对“千克”很熟悉。
液体只是一种延伸。饮用水和牛奶都是液体,以水为例,冷却到一定程度就会变成冰和固体,加热到一定程度就会变成水蒸气。
磁铁因为家里冰箱上贴着一些磁贴,也有一些带磁铁的字母数字教具,也有小火车用的磁铁(靠磁力提升到最高的轨道,然后靠重力让小火车绕着轨道转圈)。可以发现小火车的磁铁会互相排斥,字母的磁铁也会互相排斥,但是小火车的磁铁和字母可以互相吸引在一起,都可以被吸引到冰箱上。所以我们可以讲磁极的“铁”和忽略磁极方向的铁。女儿之前看过手机上的指南针,已经知道阳台在北边,厨房在南边,沙发在西边,电视在东边。她还知道北极有北极熊,南极有企鹅,可以把地球说成大磁铁。
牛顿注意到了卷发,结合重力,他能说出牛顿、苹果和月亮的故事。《牛顿婴儿力学》完成后,他还能说出牛顿是力的单位。光学直接把光学的书拿来说这是光学,给她看里面的颜色。
光子很难讲。我把光子和量子放在一起讲,被迫讲波粒二象性,只伴有肢体语言的波动和粒子的陈述。我告诉女儿,一开始物理学家认为光是粒子(牛顿),后来他们认为其他的东西都是粒子。光是一种波,因为光会“衍射”(绕过,没想到用在这里),最后发现了粒子。
相对论我只是把它和爱因斯坦爷爷联系起来,然后说卷发牛顿发明的牛顿力学(哈,手里有本书方便)是搞不清楚黑洞的,但是爱因斯坦爷爷的相对论可以。弦论,只要把洞前面的波粒二象性填进去,说有物理学家认为有可能光子量子这些东西是粒子,会“波动”(体抖),所以猜测它们其实是小弦(找个橡皮筋打个子弹),因为太小,看起来像粒子,因为是弦,会“波动”(体抖),衍射(体抖)
热力学主要讲下一个热量会流向冷的地方,结合车内的空调(倒车)。不确定性我只是在物理上快速的从一个房间跑到另一个房间,问女儿我在哪个房间,直到最后她把我堵在一个房间里,但我还是在房间里快速的跑。真空我刚才介绍了,我们周围其实是有空气的,让我女儿在挥动手臂的时候感觉到了风,但是真空里面真的什么都没有。女儿的反应也很夸张。她睁开眼睛,惊讶地模仿我说“没什么”。
波长是它扭曲的距离。x光就是伸手说能看到骨头。对了,家里有x光。钇只是用许多气球感觉到了原子。零度是最寒冷的地方。至此,连字母z都写完了。
这其实是第一讲,每一讲都丰富了词汇量,后面可以继续深入介绍,或者换一讲。和其他绘本不同的是写完了还要再做一遍。但是《宝宝物理ABC》因为演示多,游戏多,一次读不完一本书。说到1/3-1/2,说绘本的时间结束了,接下来要做的事情,比如吃饭、睡觉、出门或者上班...
第二次没怎么讲光学,继续讲气球多的婴儿牛顿力学。从这本绘本开始,它就不再是一串名词,而是一个孩子最喜欢的形式:一个有主角和情节的故事。
这本书里比较好的是重力和支撑。像万有引力,很容易把它和坠落坠落结合起来,然后问为什么坐着的女儿没有坠落,或者为什么弹起来坠落坐在沙发上的女儿没有继续坠落,于是引入了支撑。然后我就开始给女儿各种“支持”,把她扶起来。然后,“支撑力减小”让她快速下落,再“支撑力增大”让她快速抬起。往往当这个女儿已经完全进入运动的兴奋状态时,她可能已经不再是在说书了,而可能会让我一次次把她抱起来,或者围着她转圈,或者玩球,玩飞盘。
牛顿第一定律真的不好说。当不施加力或合力为零时,运动状态不会改变。我会坐着不动或者继续走。我继续走的时候明显是在用力。所以我把惯性留给了未来,只讲摩擦力。这个概念是在我女儿爬滑梯或者反方向走坡的时候引入的。一些鞋子/衣服/身体部位没有足够的摩擦力。
牛顿第二定律变成我女儿推我,我根据力的大小决定是慢慢走还是非常快的跑到大厅的另一端。牛顿第三定律是我和女儿互相推对方的手,感受对方受到的力。
牛顿力学绘本在日常生活中给我留下的印记是,女儿有时候推或者拉一个东西或者一个人,会说:“我给了XXX一个力。”有时候拿着盘子会说给了盘子一个支撑。牛顿三定律还为时过早。相对于这些规律,宝宝有重心和平衡的概念可能更有用,因为她在做各种动作或者玩汽车的时候会用到,还有牢固、翻转、展平的概念,让她学会明白,不是所有的东西都是牢不可破的或者不能推倒、拉过来的,这是一个有限的世界,越过了极限可能就危险了。
我们学完牛顿力学之后,还是没有讲光学,甚至没有看物理学的基础。而是先讲了婴儿的量子信息学,还是因为里面有很多“气球”...这本书的主要缺点是电子改变了颜色,变成了多彩的颜色...但是我们无能为力。在本书中,红色和蓝色分别代表0和1,红色气球是一个位。
宝宝的量子信息学的故事,主要讲的是一个手机里的信息。需要654.38+0万个“红蓝气球”(比特),但只需要20个“彩色气球”(比特),22个“彩色气球”相当于4部手机的信息。最后,为了将信息存储在一个分子中,需要地球上所有的手机,但只需要一个由“彩色气球”组成的分子来存储。
讲这个故事的时候,我们更多的是在玩数气球的游戏。例如,等式的一边是一个“彩色气球”,另一边是一部手机。讲手机里有很多红蓝气球的时候,女儿拿着我的手机,想象着微小的气球,可以用手比划。说到1万,费了好大劲才呈现出一百万。从1块,到10块形成一排,到10块,然后把这10块画成一个圈,然后我在爬行垫上爬来爬去画10块做成1爬行垫,然后跑来跑去,一个一个圈。不需要一个女儿就能真正理解654.38+0万。可能更多的是因为她看到了自己已经“大”的父亲,想更多的表达出来。
我不太喜欢婴儿量子纠缠的故事。主要是因为纠缠粒子实际上具有相反的性质,比如相反的自旋,而在书中,红蓝气球被放进盒子里,和红蓝分开拿出来。而且这个故事充满了各种看似随意,一波三折的设定。比如气球可以自己决定颜色,但必须是同一个颜色。而且书上说我们第一次放进去的时候就知道颜色,后来又说这次连放什么颜色都不知道。虽然我的物理知识让我非常清楚这两种情况是不一样的,为什么不一样,但是我也说不清楚这两种设置的区别。如果你连问题本身的设定都解释不清楚,又怎么能把问题渲染的有趣呢?这个故事特别难讲,感觉自己在女儿眼里有量子不确定性。整个过程中唯一有趣的可能只有一段生动的“纠缠”段落,我们的手纠缠在一起,直到分开。
“婴儿的量子物理学”这个故事比较好讲。你可以一页一页的复习质子、中子、电子,然后看质子和中子互相拥抱,小电子沿着轨道(火车轨道)绕着它们旋转(结合月亮不会掉下来的故事),吸收能量跳到上轨道(小火车跟着,或者推着小火车自己上轨道),放出能量从上轨道跳下来(小火车跟着),但是电子跳了。)轨道像台阶,能量是量子化的。量子的概念在之前的书ABC里也有提到,是基于爸爸妈妈和他们女儿的体重(松散的),说爸爸比她重几倍,妈妈比她重几倍。量子是她的一种,没有一半,更小的一半或一半。
宝宝的光学,最后好像是这个系列最好的。本文主要讨论一个物体之所以有颜色,是因为它反射这种光,吸收其他颜色的光。透明是指所有颜色的光都可以穿过,所有颜色一起变成白色。白色可以分离所有颜色,反射、折射、色散。最后说说彩虹桥。光学充满了色彩和箭头,彩虹和雨有关,书本身也足够生动,对讲解的接受度和其他故事绘本一样。讲故事的时候,光学神奇的秩序感自然就建立起来了。
其实整套绘本很多次都没有完全看完,其中《宝宝的物理ABC》和《宝宝的牛顿力学》可能是重复最多的,讲述的过程很有沉浸感和欢乐感,也在日常生活中留下了各种浅痕。我很少主动拿起这些绘本讲给女儿听,主要是女儿记得自己的绘本,选择我们讲哪一本。经常女儿也会选择最人文的绘本,好习惯绘本,故事绘本等。,而且经常她选择物理绘本是因为她问为什么的时候会突然涉及到力、磁铁等物理概念。
除了在家讲解绘本,我一直坚持开车送女儿和她老婆去早教(现在主要上创意课)。每次除了等她下课展示自己完成的作品,回家前总会在早教阅读角讲两三本绘本。这段时间,女儿选了一些科学书籍,比如《地球》、《人体》、《花草》。其实这本书本身就是给大一点的孩子看的,文字很多,内容也很丰富,但是画面也很生动,有很多细节和角度来讲,讲给女儿听的效果也很好。这一系列针对婴幼儿的绘本《婴儿的量子物理》,确实做了简化,但恰恰是这种简化,使得故事本身略显简单,却不一定更好理解。事实上,对于年幼的婴儿来说,更多的是接触和体验。当你接触到一些名词和表达的时候,你会经历一些顺序、互动和关联,但无论如何你都不会理解。所以为什么不觉得更完整,只是一个更生动的版本?
总的来说,虽然这不一定是一套为婴幼儿量身定做的物理绘本,也不一定适合很多没有太深物理背景知识的家长来讲述,但我还是很喜欢这样一套绘本带给我们的时光,同时也放下了当初对科普或者对科学的那么高的期望。和其他几百本绘本一样,绘本本身只是一种材料,一种媒介。重要的是要专注、用心地和宝宝分享自己对世界的感受,在互动中感受清晨般的天伦之乐。