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《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?

目前《寶寶的量子物理學》系列6冊正在樂爸童書館火熱團購中


雖然是中英文雙語,但畢竟涉及物理,讓很多講得了故事,燒得了好菜的媽媽們頓時沒了方向,「這該怎麼和孩子一起讀呀!」畢竟咱們可不是那扎克伯格!


所以今天,咱們來聊聊,這套看似深奧的《寶寶的量子物理學》如何開展親子閱讀!

首先先給大家一顆定心丸吃,麻省理工大學的塞斯·勞埃德(Seth Lloyd)教授說:「雖然量子物理很多成人沒法理解,但新出生的嬰兒恰恰是最能理解量子物理學的人。」不要小看孩子,孩子遠比你想像的強大!


考慮自己孩子的年齡和特點


不同年齡的孩子理解能力不同,不同的性格的孩子愛好也不一樣,因此同樣的繪本每個父母都應該有自己不同的用法。比如人生前幾個月的寶寶,他會更喜歡聽到父母繪聲繪色的講解聲音,而無所謂內容。這個時候這套繪本的作用更多的是讓家長對讀繪本更有興趣,覺得讀繪本很好玩。


對於更大一些的寶寶,他開始對顏色、圖形感興趣,這套繪本使用簡單圖形和大塊顏色,對於1歲階段的寶寶,可能會比複雜的相片或者繪畫風格更讓他感興趣。這個時候家長可以在旁邊進行簡單的講解,比如這是一個球、一個原子、一個手機、一束光等等,不需要擔心寶寶的理解力,他能了解書上的是一個大象,也可以明白這是一個質子。

2-3歲以後,寶寶的邏輯體系已經初步建立,他可以開始理解圖形背後的一些抽象的概念和關係。這個時候家長可以開始嘗試講解物理學的知識了。


0-1歲的寶寶:


他們其實無所謂父母講的具體內容,更喜歡聽到的是父母溫暖而有愛的聲音。這套書對於他們來說是用來「玩」的。讓他們在父母親切溫柔聲音中,開始探索世界,從聲音到圖片到文字,埋下一顆即將破土的種子!


1歲階段的寶寶:


開始對顏色、圖形感興趣,而這套書上的圓圈和線條各種幾何圖形,就是最好的切入點啦。家長可以根據這些圖形進行簡單地講解,不要擔心他聽不懂哦,告訴他這是一個質子的概念或是一個太陽的概念,對他來說沒有區別。

2-3歲階段的寶寶:


對畫面和邏輯的感受已經建立。而這本書里除了直線和圓圈,還有可愛的牛頓叔叔和愛因斯坦爺爺,還有燈泡、彩虹、量杯這些常見的物理學道具,都是引發孩子對物理世界好奇的絕佳元素。


4-8歲階段的孩子:


4到8歲的小朋友對一些自然科學現象已經有了初步印象和了解。但是牛頓力學、光學等理論對他們而言卻是相當陌生的。而這套書就可以瞬時打開他們的視野,甚至會引發「恍然大悟」的成就感。


相信很多家長都有這樣的經歷吧,那就是當你為孩子解答完他的「為什麼」的之後,他們臉上會瞬間湧起那種「原來如此,好有趣,我終於知道這個秘密了」的興奮,繼而又開始一個又一個的為什麼,這就是一種引導孩子不斷學習、鑽研下去的神奇力量!

9歲以上的孩子:


已經是快要接觸到系統物理知識的學生了。可如若之前一點基礎都沒有,在這樣的情況下去接觸一門陌生的知識,這個挑戰可不小!現在回想學生時代就會發現,一門新課程的學習往往會伴隨著不少的「學渣」而崛起,而那些有過提前學習的孩子往往學的輕鬆自如。寶寶能看懂量子物理我都不明白,孩子能看懂這套繪本?相反,量子物理學家,麻省理工的賽斯勞埃德(Seth Lloyd)教授認為這是嬰兒不可思議的能力之一:「雖然量子物理很多人沒法理解,但新出生的嬰兒恰恰是最能理解量子物理原理的人。」


對於成年人,就比如我們這些認為量子物理很難的父母,之所以很難理解量子物理,一方面如同朱清時院士說的「因為我們受經典物理的觀念影響太深。」另一方面來自宏觀世界日復一日的洗禮,我們習慣了物體不是在這裡就是在那裡,貓不是活著就是死了,上帝也不喜歡亂扔骰子。


因此我們對於量子物理所描述的微觀世界有骨子裡的懷疑和不信任。但小朋友還沒有這樣的積累,因此他們可以同時理解量子物理知識和經典物理學,對於他們來說光的波粒二象性和動畫片里某隻豬能變身一樣好理解,反正都沒見過。

分冊講解


對於很多父母來說,也需要重新理解這套繪本中的物理相關知識,即便是像我們這樣理科畢業的,在大學的時候也沒有接觸過繪本中一些最新的物理學概念。我們介紹一下繪本中涉及到的知識。對於那些好奇心強大的寶寶,我們也可以回答他們更多的問題,拔高一下作為父母的偉岸形象。


這套繪本一共六本,物理學ABC,光學,牛頓力學,量子物理學,量子信息學和量子糾纏學。我們下面用話癆的模式說一下涉及到的一部分知識點。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



牛頓力學是我們最熟悉的物理學部分,繪本中用一個球做例子來講解牛頓三大定律,物體運動和力的關係。家長在這部分的講解里也可以和實際事物掛鉤,比如球在地上不去碰就不會動,碰到就會動,用的力越多球跑得就越快。積木碰一下會倒塌,球鬆手會掉在地上,則是地球給我們的引力。引力是存在於任何兩個物體中間,我們感覺不到自己和對方的引力,是因為我們很小,我們能感覺到地球的引力,是因為地球非常大。太陽看上去很小,但實際上它比地球還要大很多,因此地球會被太陽的引力吸著繞著太陽轉。蘋果熟了就會因為引力從樹上掉落在地上,傳說中牛頓先生就是被蘋果砸到才發現的引力。


每個寶寶對於這些故事的反饋都不一樣,家長也可以根據自己的喜好把寶寶的問題引申到一些自己擅長和希望的方面,比如問寶寶既然有引力,為什麼地球沒有掉到太陽上而是圍著轉呢?然後用繩子拴著鑰匙轉圈來讓孩子體會離心力。或者乾脆跟他講一下除了引力以外的另外三種世界上的力:強相互作用、弱相互作用以及原力,哦不對,是電磁力。放心,只有你講不出來的,沒有寶寶理解不了的。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



光學的部分則講解的是一些基礎的光學理論,比如光的顏色、反射、折射、直線傳播。這部分知識大家基本也都會記得,其實光學是比牛頓力學更適合跟動手操作結合起來的物理學知識,而且也更好看好玩。比如放一根筷子在玻璃杯中,寶寶可以看到筷子的「折斷」;比如用手電筒可以看到光的直線傳播。當然如果家裡有三稜鏡則可以玩更多的花樣出來了。


當然如果你有閑情雅緻,還可以繼續跟寶寶聊一些更深入的光學概念,比如光的波粒二象性,好吧,這個我們自己可能也搞不清。但可以跟他聊一下光的波長,告訴他光是一種電磁波,和我們的手機信號、或者微波爐加熱用的微波其實是一樣的,只是波長的不一樣。太陽光中也有我們看不見的部分,比如紅外線,讓寶寶感受一下太陽光的溫度,這就是紅外線的作用。也有紫外線,這會讓我們的皮膚和眼睛受傷,所以夏天我們去海邊玩的時候,要塗防晒霜,以及帶好你的小墨鏡。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



物理學ABC這本書可能是整套書中最難的一部分了,因為它實際上涉及到了26個從A到Z物理學概念。如果寫教參我們也會累死,對於那些自信的父母,這部分就可以完全的自由發揮了,每個字母都夠講一晚上的。對於物理學成績不好的各位也不需要擔心,將書中間每頁的注釋講一遍也足夠寶寶聽的了。不要想靠一本書讓寶寶變成物理學博士,但這本書可以讓他對物理學更有興趣。


相對於ABC,這套書的重點,三本量子科學繪本:量子物理學、量子信息學和量子糾纏學,其實反而更簡單一些,因為每本其實只涉及到幾個具體的物理學概念。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



量子物理學這本書最開始講解了原子的構成:質子、中子、電子,這部分大家比較明白。後面一部分則涉及到了量子的基本概念。這其實是量子科學和我們實際生活中默認的宏觀概念最大的差別:不連續性。我們在日常生活中,認為一切都是連續的,能量或者其他物理概念的增加減少都可以畫出一條連續的曲線出來。


但實際上並非如此:就跟物質細分到基本粒子就分不下去了一樣,能量也是有基本單位,它的增長減少就像上下台階,一階就是一階,不存在你上半個台階或者1/3個的情況。這個台階就是「量子」。就像繪本中所畫的:電子在圍繞原子核旋轉的時候,軌道是規定的,不會像我們甩繩子一樣長短隨意。電子在這些固定的軌道中躍遷,就會對應吸收或者釋放能量,既然軌道是固定的,那麼對應吸收釋放的能量也就是那麼幾個數值,這就是量子理論。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



量子信息學是目前很流行的一個學科,將量子物理學應用到信息學的場景中。這個繪本的目的在於告訴我們量子科學的發展方向:將宏觀和微觀結合起來,比如用微觀的量子技術來儲存宏觀的信息,一個分子就可以存儲全世界所有手機裡面的資訊。


但對於父母和孩子來說,這套繪本理解上的難度其實是在於「次方」這個概念。我們用一個量子位來儲存2個數,一個擁有100個量子位的分子,可以存儲多少呢?不是2*100=200個,而是2的100次方2^100,大概1後面30個零。大概是宇宙中恆星數量的一億倍。


這個時候可以講一下古老語言中那個在國際象棋棋牌上按照1、2、4、8、16這樣放米粒,放滿整個棋盤的米可以讓全人類吃撐死的故事。或者拿手頭的玩具讓他理解次方的概念。就算他以後當不了物理學家或者數學家,起碼要理解愛因斯坦的那句話「全宇宙最偉大的力量是複利」,不要跑去借高利貸就好。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



量子糾纏學則涉及到最神秘的量子知識,如果用宏觀的概念來解釋,就是心靈感應了。兩個明明在空間上沒有聯繫的粒子,卻可以通過糾纏現象實現聯繫,也就是我們夢想中的「超距感應」。愛因斯坦老爺爺曾經用這個作為證據來攻擊量子理論,但後來的研究卻證明這種糾纏是真的存在的。


這個繪本可能是6本中最話癆和糾結的一本,但它的核心是在表述,如何理解兩個在不同地方的「糾纏」粒子是可以聯繫在一起的,就像被放入兩個箱子的同色球。這也是最經典的理解量子糾纏的方法。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



【網路上關於這套書的評價】


在開始講給寶寶的量子物理這本書之前,先來給大家看一下亞馬遜上關於這本書的評價,最主要的是讓大家先消除一點點對量子物理的恐懼。

《寶寶的量子物理學》我們應該如何講給孩子聽?



這本書非常棒!這本書用了非常簡單的方式傳授了關於物理的一些最基本的概念,使得孩子都可以理解。我們家兩歲的娃經常讓我讀給他們來聽,會時常說起她的那個有能量的球,以及組成原子。當你聽到孩子說「請讀量子物理給我聽吧」,你就會覺得值了!


孩子兩歲四個月,已經可以說原子這個詞了。請看上面的標題,我強烈推薦這本書,非常的簡單。孩子都可以理解。關鍵就是要花時間在你的孩子身上。教育對孩子的生活至關重要,最好從小的時候開始。(看來美國也講究從娃娃抓起啊)


這本書簡單明了地闡述了概念,是的孩子也可以接近的。這個繪本雖然是講量子物理,但是還是停留在最簡單的物理概念層面你不用擔心這個會成為那些個直升機父母的工具,是的孩子的童年失去樂趣。這就是一本圖畫書,有著簡單的圖片,難度和「Good Night Moon」差不多。為什麼不早一點培養孩子對科學的熱愛呢?


量子理論是現代物理的基礎之一,也是未來新科學技術發展的最重要方向。計算機科學技術可能是我們這代人和上代人在生活方式和觀念上最大的差別來源,那麼我們的下一代會用什麼技術把我們甩開呢?量子科技是候選項之一。是否能更好的理解微觀世界的特性,也許是我們的孩子是否能更適應未來科技進步的關鍵。


因此,除了趣味和扎克伯格的相片外,讓寶寶更「親近」物理學,才是我們推薦這套繪本給大家的最重要原因。


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