中大物理系高材生 以求真精神探索世界 (黃靜美智子)

By on June 26, 2019

本文作者為黃靜美智子,為《信報》撰寫專欄「大學道」。

好奇心和求真是推動科學研究的重要態度。楊振一(Frankie)自小培養數學基礎,自高中接觸物理科後,十分欣賞物理學所提倡的求真精神和探索過程。在DSE取得佳績的他,不顧父母反對,立志走上物理研究之路,現於香港中文大學就讀物理(理論物理精研;科研星耀專修範圍)二年級。他直言:「好奇心是驅使科學家堅持研究的動力。我認為每個修讀科學的學生都應該抱着這個心態去鑽研,而且讀物理學教會我抱持自學的態度。」

「我欣賞物理學尋根究底的精神,把客觀現象追溯到其本質,所以我選擇修讀物理。」楊振一(Frankie)在自我介紹時直截了當明言選科志願。他於初中時學習奧林匹克數學,建立扎實數學基礎,繼而在高中選修化學、物理,及數學延伸M2,「當時我發現數學理論能夠解釋客觀世界的現象,認為數理邏輯很有趣,看似客觀的事物背後原來有定律去主宰,因此很想把這個探索的過程延伸開去。」

Frankie於中學已透過閱讀科普讀物,吸收更多知識。是次訪問他準備了美國理論物理學家兼諾貝爾物理學獎得主Richard Feynman的著作The Pleasure of Finding Things Out。「我在中學開始讀Richard Feynman的書,十分欣賞他的求真精神,他對所有事物都抱有好奇心。好奇心正是驅使科學家一直在他的研究範疇內堅持下去的動力。我認為每個讀科學的學生都應抱着這個心態去鑽研。」

楊振一(Frankie)熱愛物理尋根究底的精神,現時於香港中文大學就讀物理系二年級。(吳楚勤攝)

楊振一(Frankie)熱愛物理尋根究底的精神,現時於香港中文大學就讀物理系二年級。(吳楚勤攝)

Frankie於文憑試考獲最佳5科33分的佳績,其中化學、物理,及數學延伸M2學科均為5**。他直言溫書過程中,不用花太多時間心力去操練試卷,最重要是對各種概念有透徹的理解。不過,早已立志投身物理研究的Frankie也曾受到父母的反對。「起初父母都不太鼓勵,他們認為讀科學在香港的前途有限,較難保證高薪厚職,建議我選讀醫學或金融學系。但我希望能夠以興趣為主,期望憑熱情和投入,能夠在物理研究上有出色的表現。」

醉心物理模擬研究

Frankie現在於香港中文大學就讀物理(理論物理精研;科研星耀專修範圍), 為二年級生。他表示中學時對天文的認知仍屬科普層面,在大學一年級選讀天文學課程,覺得很有趣,「天文物理能夠以我們日常生活甚至微觀世界的尺度,推至宏觀角度,闡釋太陽甚至宇宙的尺度,這點十分吸引。」他更曾參加由崇基學院舉辦的天文望遠鏡課程,由天文學教授講解相關理論和知識,繼而利用望遠鏡做簡單的天文觀察,例如不同星座分布的位置,了解觀星背後的物理知識。

訪問期間,Frankie表現內向冷靜,但每當談到物理學時便侃侃而談,「有一科『物理模擬』(Physics Simulations)的課程令我很深刻,是以粒子模型來模擬氣體或物料,從粒子的互動中推出該組物料的『物理量』(Physical Quantity),例如熱容量(Heat Capacity)。」他甚至準備好自己的課程報告,一直翻閱並仔細解釋研究內容,利用粒子模型去研究社會學的人流,「透過粒子模型模擬人在一個有危險的地方內如何有效地逃生,例如在道路的左側發生火災,當人要逃生的時候,我嘗試改變這條路徑的形狀,加入三角形的開放區,看看會否出現擁擠的現象,並從中研究人們逃生的效率如何。」他有條不紊地逐點解說,可見投入和熱誠。問到選題原因,他坦言:「傳統社會學家認為人是很複雜的生物,並無任何定律主宰,但是物理學家利用粒子模型作延伸去理解,原來人和人的互動有其定律去主宰,而不是雜亂無章,這種比喻很有趣。」

追求透徹理解概念

他認為在大學讀物理的最大挑戰是學習方式,「每次做大學論文時都要研讀很多資料,要求學生主動仔細研究。我覺得讀論文是一個追溯過程,因論文中會延伸出其他概念,涉及更複雜的理論,所以要投放很多時間去摸索整個脈絡。讀物理正正教會我抱持自學的態度去鑽研。」

Frankie在大學一年級暑假於教育出版機構實習,撰寫STEM相關的教材,教導小學生運用Scratch軟件編制基本的電腦動畫,他表示:「我認為不少中小學生對科普興趣不大,因此希望以出版教材的方式,推廣電腦或編程知識。困難的地方不在軟件知識,而是強調內容要循序漸進,從概念最基礎部分開始,逐步教導初學者。」此外,他也擔任中學生義務講者,介紹並利用大學實驗室儀器,以簡單的物理現象做測量,例如解釋伽瑪射線穿透在物料上形成軌跡的理論。「Feynman曾說,如你無法將一個概念解釋給外行人,你就不算真正明白這個概念。這句話很有啟發性,除在學習新知識時,嘗試去解釋清楚,確保自己真正了解才再深入探究,也希望能清晰向其他初學者表達。」

去年暑假,Frankie參加了學系交流團,參觀歐洲核子研究組織(CERN)等大型機構。(受訪者相片)

去年暑假,Frankie參加了學系交流團,參觀歐洲核子研究組織(CERN)等大型機構。(受訪者相片)

每年中大物理系都會由朱明中教授帶領交流團,到歐洲參觀大型物理機構,如世界最大的基礎物理實驗室「歐洲核子研究組織」(CERN)。Frankie去年暑假亦是交流團一員,他說:「我們有機會聽研究人員分享研究心得。以前我認為做物理研究應要樣樣皆精,但原來對技術知識有最深入的理解更為重要。」他自言平時較少拍照,其中一張是參觀愛因斯坦博物館,他說:「這是我和愛因斯坦的合照。」說後不禁靦腆一笑,復道:「愛因斯坦在物理上有很大的突破,例如創立廣義相對論,至今仍然影響科學家的研究。」

Feynman認為,透過科學能學會欣賞世界上每件事物的美麗之處,看見大自然運作的美麗。Frankie今年獲頒「創新科技獎學金」,將於明年1月前往美國加州大學柏克萊分校作為交流生。他提到除常規課程,暑假也會跟從當地教授參與研究,更期望能和更多教授及研究人員合作,參與更大型項目。相信只要抱持好奇心和求真精神,終能看到更多美麗事物。

香港中文大學物理系

香港中文大學物理系

香港中文大學物理系

創立年份:1963年

系主任:許伯銘教授

學系概況: 物理系設於理學院,提供物理理學士課程、物理理學碩士課程、物理哲學碩士博士課程及材料科學與工程學哲學碩士博士課程。

學士課程: 物理系本科課程採用雙軌入學模式,包括理學院的大類收生(JS4601),以及理論物理精研課程(JS4690)。秉持一貫的優良教學與卓越科研傳統,物理系課程設計讓學生能充分掌握物理學的基礎和一籃子包括分析、實驗、數值、研究、溝通等通用技巧,亦能欣賞並了解物理學在當代社會的應用。學系除了提供「入學獎學金」予入學成績優異的理論物理精研課程的學生外,還設立多項暑期研究和實習計劃,並設「本科生研究經驗資助金」給主修物理又符合資格的學生作研究經費。

DSE成績: 以大學聯合招生辦法,申請入讀理論物理精研課程的學生,須具備香港中學文憑考試成績,其中包括四科核心科目及兩科選修科目(其中一科選修課目必須為物理),並達最低入學成績要求:中文科3、英文科3、數學科4、通識科2、物理科4及另一理科相關選修科目3(以數學單元1或2為佳)。本課程的收生分數,以香港中學文憑考試最佳5科成績計算,2018年經聯招入讀課程學生的中位數成績為29分。

面試資料: 物理系每年於5月舉行入學面試。

網址: http://www.phy.cuhk.edu.hk/index.html

撰文:黃靜美智子

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