211service.com
Profesor, który ożywia fizykę
Przez ponad cztery dekady w MIT Walter Lewin podniecał studentów fizyką. Teraz jego wykłady docierają do milionów studentów na całym świecie. 21 lutego 2012 r.
Przez ostatnie cztery minuty Walter Lewin pracował przy tablicy, chcąc przekazać punkt, a raczej serię małych, szybkich punktów, tak blisko siebie, że przypominają perforację. 76-letni emerytowany profesor fizyki demonstruje ciekawe zjawisko, chociaż tematem nie są prawa Newtona ani równania Maxwella, ale coś prawdopodobnie bardziej oszałamiającego.
Chodzi o to, aby kreda nie była zbyt krótka, Lewin instruuje swojego ucznia. Musisz naciskać na deskę, a jeśli nie naciskasz zbyt mocno, deska podskoczy. Jeśli jedziesz trochę szybciej, to jesteś w biznesie.
Uczeń ponownie dosłownie dźga w tablicę, próbując naśladować szybką trajektorię kropek, którą Lewin rysuje pozornie bez wysiłku jednym ruchem ręki, wydając dźwięk podobny do niewielkiego ostrzału z karabinu maszynowego.
Sposób, w jaki rysuje te kropkowane linie, to pytanie, które Lewin regularnie otrzymuje od fanów na całym świecie. Każdego roku prawie dwa miliony ludzi znajduje szorstkowłosego profesora za pośrednictwem YouTube, iTunes U i OpenCourseWare MIT — nie tylko szkicuje równania, ale także kołysze się na wahadle, pali garści papierosów na raz lub skacze z biurka z galonem soku jabłkowego, wszystko po to, by udowodnić zasady fizyki.
Zobacz filmy przedstawiające nauczanie Waltera Lewina, rysowanie przerywanych linii i wygłaszanie ostatniego wykładu z MIT tutaj .
Przez 43 lata Lewin uczył aż 600 studentów w semestrze na trzech wprowadzających kursach fizyki MIT — 8.01, 8.02 i 8.03 — i konsekwentnie zbierał entuzjastyczne recenzje. W 1999 roku Instytut zaczął nagrywać 94 wykłady z trzech kursów, aw 2004 OpenCourseWare zaczął publikować filmy, które mógł oglądać bezpłatnie każdy, kto ma dostęp do Internetu. Wykłady wkrótce rozprzestrzeniły się na YouTube, iTunes U i Academic Earth, a w 2007 roku New York Times złapał wiatr w ruchu, przedstawiając profesora fizyki na pierwszej stronie jako międzynarodową gwiazdę Internetu.
Skrzynka odbiorcza z gwiazdą sieci
Odkąd jego filmy pojawiły się w Internecie, Lewin otrzymał tysiące listów i e-maili od wielbicieli z całego Internetu, w tym od Billa Gatesa, który oglądał jego wykłady — wiele więcej niż raz. Miałem kilku świetnych nauczycieli, kiedy byłem dzieckiem, ale żałuję, że nie było więcej takich jak Lewin, Gates pisze w recenzji nowej książki Lewina: Z miłości do fizyki: od końca tęczy do końca czasu — podróż przez cuda fizyki .
Każdego dnia do skrzynki odbiorczej Lewina dociera od dwóch do trzech tuzinów e-maili, wielu od fanów z pytaniami związanymi z fizyką. Najczęściej ludzie piszą, by mu podziękować za zmianę ich poglądów na fizykę — i świat. Lewin stara się odpowiadać na każdy e-mail. Dziękuje swoim uczniom online i udziela drobiazgowych wyjaśnień na pytania z fizyki, często w ciągu kilku minut od ich otrzymania. Szybko oferuje sugestie dotyczące materiałów uzupełniających, a pewnego razu wysłał nawet 18 książek do fizyki w odpowiedzi na prośbę chłopca, który pochodził z biednej rodziny i borykał się z wadą słuchu. Chłopiec obejrzał filmy Lewina i powiedział profesorowi, że zmieniły jego życie i że wyłowił książki ze śmietnika, aby pomóc mu w jego dążeniu do zostania lekarzem. Sprawiłeś, że pokochałem fizykę, napisał. Wierzę, że teraz mam szansę w życiu.
Lewin przechowuje na swoim komputerze osobistym specjalny plik e-maili, które przez lata miały dla niego szczególne znaczenie. Dokument ma ponad 700 stron, ale jak mówi, stanowi tylko mały wycinek listów od fanów, które otrzymał.
Niektórzy ludzie mają nadzieję, że pewnego dnia spotkają Lewina, a wielu wybiera się na MIT z nadzieją, że spotka go osobiście. Kiedyś przyjął zaproszenie do odwiedzenia wielbiciela w Seattle. Steve Johnson, ówczesny kierownik techniczny floty w Boeingu, zaoferował profesorowi bezpłatną przejażdżkę symulatorem lotu 767 firmy.
Johnson wspomina: Moją ulubioną częścią lotu był moment, w którym krzyczał: „Steven, to niemożliwe! Czuję przyspieszenie, ale wiem, że ten symulator się nie porusza”. Wystarczyło raz wyjaśnić… znak, że był genialnym uczniem.
Podczas gdy Johnson miał rzadką okazję spotkać profesora na swoim domowym terenie, inni widzowie zadowalają się po prostu oglądaniem go w sieci. Pewna 13-letnia dziewczyna z Chennai w Indiach wyraziła odczucia wielu w e-mailu do Lewina w 2006 roku: Nie czuję się „pominięta”, że nie należę do jednej z najlepszych szkół. „Najlepsi” nauczyciele są w moim domu.
Łączenie kropek
Kiedy fani pytają o sekret jego wykropkowanych linii, Lewin po prostu zaprasza ich do swojej klasy na osobistą demonstrację — jedyny pewny sposób na przekazanie wiadomości. W rzeczywistości zapewnia, że może nauczyć tej sztuczki każdego w ciągu pięciu minut lub mniej.
Wracając do swojego biura, odbiera kredę od swojego ucznia.
Czy mogę spróbować i zobaczyć, co robię inaczej? – pyta Lewin. Trzeba to wyczuć w palcach i pozwolić mu jakby zeskoczyć z deski.
Po tym, jak Lewin demonstruje, uczeń niechętnie odbiera kredę. A jeśli nigdy tego nie dostanie? A jeśli kreda odmówi skoku? Ale on naciska, zachęcając ją, by spróbowała ponownie. Po prawie pięciu minutach kreda podskakuje.
Student — ten pisarz — musi przyznać, że pierwszy skok był niemal radosny, jak zastrzyk espresso albo radość. Wysiłek, jaki Lewin włożył w zademonstrowanie i wyjaśnienie, był być może nieproporcjonalny do banalności ćwiczenia, ale dla niego opłacalność – ten elektryczny moment zrozumienia – jest tego wart.
Lewin włożył tę samą energię i wysiłek w nauczanie fizyki, dążąc do zaszczepienia trzeźwego, długotrwałego zrozumienia u swoich uczniów. W swoim ostatnim wykładzie 8.01 często powtarzał im, że chociaż najprawdopodobniej zapomnieliby o trzecim prawie Keplera (miał nadzieję, że nie przed egzaminem końcowym), prawdopodobnie pamiętają, że fizyka może być bardzo ekscytująca i piękna… nauczyłem się go widzieć i doceniać piękno.
Widząc lekcje
Walter H.G. Lewin urodził się 29 stycznia 1936 w Holandii i dorastał w czasie II wojny światowej. W 1940 roku Niemcy przejęły kontrolę nad Holandią i deportowały rzesze obywateli holenderskich do obozów koncentracyjnych. Wielu krewnych Lewina zostało schwytanych i wysłanych do komór gazowych, co nadal trudno mu rozważać. W swojej książce zauważa, że jego ojciec, który był Żydem, musiał stawić czoła rosnącym restrykcjom z rąk nazistów – zabroniono mu korzystania z transportu publicznego, parków publicznych, a nawet ulubionych restauracji. Cmentarz był jednym z nielicznych miejsc, do których mógł uczęszczać. Lewin wspomina, że pewnego dnia jego ojciec po prostu zniknął, aby chronić swoją rodzinę przed dalszą kontrolą ze strony nazistów.
Walter senior wrócił w 1944 roku, a rodzina nadal prowadziła małą szkołę, którą jego rodzice założyli przed wojną. Szkoła oferowała maszynopisanie i stenografowanie, a kiedy był na studiach, Lewin pomagał jako instruktor.
Jednak to sztuka jako pierwsza rozbudziła w nim miłość do nauczania. Wczesne uznanie sztuki przejął od rodziców, którzy posiadali bogatą kolekcję obrazów. (Jednym z jego ulubionych był portret jego ojca, który teraz wisi nad jego kominkiem w Cambridge. To jego okulary, które naprawdę się wyróżniają: grube, czarne, obrysowujące niewidzialne oczy, podążają za tobą po pokoju, podczas gdy jego lewa brew unosi się pytająco nad rama, pisze Lewin w swojej książce. To była cała jego osobowość: przenikliwa.)
Fizyka działa! Walter Lewin przygotowuje publiczność do pokazu, który ma zamiar przeprowadzić na swoim ostatnim wykładzie z fizyki na MIT.
Lewin pamięta, jak miał 15 lat, gdy wygłosił swój pierwszy wykład swoim rówieśnikom z liceum: prezentację o Vincent van Gogh, którą wygłosił na zadanie w klasie. To musiało być straszne, wspomina, bo w tym wieku tylko oglądałem sztukę, nie widziałem sztuki.
Później narysował to rozróżnienie — patrzenie i widzenie — na swoich wykładach z fizyki, zachęcając studentów, aby naprawdę zobaczyli, na przykład, że fizyka wyjaśnia kolejność kolorów tęczy.
Każdy z moich uczniów wie, że czerwony jest na zewnątrz, niebieski jest w środku, a drugi łuk jest odwrócony, mówi Lewin. I za każdym razem, gdy zobaczą tęczę, będą to sprawdzać, bo nauczyłem ich widzieć.
Droga do sali wykładowej
W 1965 Lewin uzyskał doktorat z fizyki jądrowej na Politechnice w Delft, gdzie prowadził zajęcia w dzień i przeprowadzał badania w nocy. Trzymał się bezwzględnie 80 godzin w tygodniu, aby upiec trzy ptaki jednym kamieniem: ucząc przez pięć lat, był w stanie spłacić pożyczki, uniknąć służby w wojsku i ukończyć studia.
Po ukończeniu studiów Lewin otrzymał kluczowe zaproszenie od Bruno Rossiego, pioniera astronomii rentgenowskiej, do przybycia do MIT i pracy w rozwijającej się dziedzinie. Będąc w kampusie, dołączył do zespołu badaczy analizujących dane z balonów meteorologicznych w poszukiwaniu źródeł promieniowania rentgenowskiego — dowodów na istnienie odległych galaktyk. Sześć miesięcy po tym, jak postawił stopę na kampusie, MIT zaoferował Lewinowi posadę na wydziale i jak lubi mówić, nigdy nie wyjechał.
Lewin entuzjastycznie zanurkował w astronomię rentgenowską w Instytucie. W 1972 roku zorganizował wystrzelenie największego na świecie balonu pogodowego w Australii, wysyłając teleskop rentgenowski na wysokość około 45 000 metrów, aby zmierzyć wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie z kosmosu. Wkrótce po dołączeniu do wydziału Lewin wziął również udział w trzech podstawowych kursach z fizyki, prowadząc wykłady dla setek studentów w największej sali wykładowej MIT, 26-100. Ze swoimi rozwianymi włosami i upodobaniem do dużych, kolorowych szpilek był początkowo ciekawostką, a potem odwiecznym ulubieńcem studentów, którzy uczęszczali na wykłady Lewina głównie z powodu jego wyszukanych i pozornie nieszablonowych pokazów.
Na dowolnych zajęciach uczniowie znajdowali profesora balansującego na drabinie, gdy ssał z pięciometrowej słomy, aby zademonstrować ciśnienie hydrostatyczne; lub skakanie po scenie na trójkołowym rowerze napędzanym gaśnicą; lub żartobliwie uderzając ucznia futrem kociej sierści, aby wytworzyć ładunek elektryczny.
Te zajęcia mogły mieć atmosferę swobody i improwizacji, ale Lewin bardzo się starał przygotować każdy wykład. Zadbał o położenie fundamentów i zapewnienie kontekstu, łącząc równania i demonstracje. Każdy wykład odbywał się w tempie przypominającym teatr, łącznie z nagromadzeniem, kulminacją i rozwiązaniem.
Potrafię rozśmieszyć uczniów i sprawić, że będą płakać, mówi. Mogę sprawić, by usiedli na krawędzi siedzeń i przestali oddychać… Mogę doprowadzić do dramatu i napięcia, które jest prawie nie do zniesienia.
Fizyka działa! Walter Lewin pokazuje, że okres wahadła jest niezależny od masy zwisającej z wahadła.
Aby to osiągnąć, Lewin zazwyczaj spędzał od 40 do 50 godzin przygotowując się do każdego wykładu, ćwicząc 50-minutową produkcję dwa lub trzy razy — ostatni rano przed zajęciami. Jego notatki z wykładów, które są przechowywane i dumnie eksponowane w szeregu segregatorów na półkach w jego biurze, ujawniają intensywne dążenie zarówno do precyzji, jak i dramatyzmu.
Na przykład Lewin zaznaczał swoje pisemne notatki w pięciominutowych odstępach i używał dużego zegara na scenie, aby upewnić się, że jest na dobrej drodze. Sporządził też szkice panelu świetlnego w holu, kolorując przyciski, które należy naciskać w poszczególnych punktach wykładu. W ten sposób, jak mówi, nie stracono ani sekundy na logistykę.
Walter był w połowie kredowym gadaniem, w połowie demo i totalnym teatrem, mówi Craig Milanesi, kierownik produkcji wideo w MIT. Był też bardzo precyzyjny i wymagający, jak nauka.
W połowie lat 80. Milanesi wyreżyserował Lewinowi serię wideopomocowych sesji, które profesor stworzył jako uzupełnienie jego kursów z fizyki. Sesje odbywały się co godzinę na kanale kablowym MIT, a studenci gromadzili się w akademikach, aby je oglądać, często tylko dla zabawy. Siedząc przy biurku Lewin szczerze przemawiał do kamery, wzbogacając swoją rozmowę szkicami, demonstracjami i osobistymi historiami. I podobnie jak jego wykłady na żywo, sesje były zaplanowane co do sekundy.
Mógł powiedzieć: „Byłem 30 sekund skończony” lub „Pobiegłem minutę wcześniej” – wspomina Milanesi. Był intensywny, bezpośredni – perfekcjonista.
Wchodzimy w świat
W 1999 roku, dzięki staraniom profesora Richarda Larsona, wydział fizyki pozyskał fundusze na nagrywanie wykładów Lewina na taśmę wideo. Milanesi i filmowiec Tom White byli wśród załogi, która wykonała zadanie w ciągu najbliższych kilku lat.
Mieliśmy świetny rytm, mówi White. Ponieważ Walter był tak przygotowany do swoich wykładów, był po prostu choreografowany jak utwór taneczny.
Kilka lat później, kiedy filmy trafiły na cały świat za pośrednictwem OpenCourseWare, White, którego w niektórych kadrach można zobaczyć, jak obsługuje ręczną kamerę, odczułby dotkliwe efekty sławy Lewina.
Poszedłem na bar micwę, a nauczyciel z Chicago zapytał, co robię, wspomina White. Powiedziałem: „Pracuję w MIT”, a on: „Och, używam tych taśm Waltera Lewina”, a ja na to: „Pracuję nad nimi!”, a on na to: „Kochanie! Pracuje z Walterem Lewinem!”
W rzeczywistości wielu nauczycieli przez lata pisało Lewinowi, aby podziękować mu za jego filmy, których używają lub odwołują się w swoich własnych nauczaniu. Często są używane również w mniej formalnych ustawieniach. Kristen McIntyre '80, starszy inżynier oprogramowania w Apple, wykorzystała je, aby pomóc swojemu nastoletniemu synowi widzieć świat z radością i podziwem naukowca, często wstrzymując film, aby podać bardziej szczegółowe wyjaśnienie lub wzmocnić punkt. „Miło wspominam, że przestałam na przykład wyjaśniać żyroskopy i oboje robiliśmy sobie nawzajem znaki palcami prawej ręki, gdy to przerabialiśmy”, mówi. To naprawdę zrobiło dla niego różnicę na lekcjach fizyki w liceum i na studiach, z których wszystkie otrzymał DO s. Mam dosłownie setki stron diagramów i rozwiązanych problemów, z których wszystkie były katalizowane przez te 8.01 wykłady. Dziś McIntyre przechowuje większość wykładów Lewin na swoim iPadzie. Oglądam je za każdym razem, gdy mam ochotę na naprawdę zabawną wycieczkę z powrotem do 8.01 lub 8.02, mówi.
Fizyka działa! Lewin pali kilka papierosów na raz, aby zademonstrować rozpraszanie Rayleigha, rozpraszanie światła przez cząstki znacznie mniejsze niż długość fali światła. Kiedy wydycha dym nad niespolaryzowane źródło światła, niezwykle drobne cząsteczki rozpraszają światło, sprawiając, że dym wydaje się niebieski.
Nieskrępowany styl Lewina miał również wpływ na jego rówieśników z MIT. Donald Sadoway, popularny wykładowca i profesor chemii materiałów, przypisuje mu pomoc w rozwijaniu własnego stylu nauczania w szkole, która ma tendencję do zapewniania badań, a nie nauczania, na najwyższym poziomie. Z perspektywy Sadowaya wykładowcy na uniwersytetach badawczych mogą czuć, że muszą być poważni, aby być postrzegani jako profesjonaliści – presja, która według niego jest ortogonalna w stosunku do idei ujawniania prawdziwej osobowości jednostki.
Naprawdę dobrzy wykładowcy na pewnym poziomie to na swój sposób ekscentryczne osobowości, mówi Sadoway. Wykłady Lewina dały mi pewność, że rozwinę moje wykłady, nie będę się cofać, postawić się tam, wiedząc, że Walter robi to samo na swój własny sposób.
Lewin rzadko, jeśli w ogóle, był znany z tego, że się powstrzymywał, zarówno w sali wykładowej, jak i poza nią. Na przykład w słoneczny dzień często zatrzymuje się przy fontannach, aby wskazać przechodniom tęcze. Jestem pewien, że niektórzy z nich myślą, że jestem dziwny, pisze w swojej książce. Ale jeśli o mnie chodzi, dlaczego miałabym być jedyną osobą, która może cieszyć się tak ukrytymi cudami?
Joseph Goldbeck '07, który wziął udział w 8.03 z Lewinem, wspomina inny przykład tego impulsu do edukacji. W 2005 roku udał się do Lewina na imprezie w kampusie Hillela i przedstawił się jako były student. Lewin zapytał, czy Goldbeck ma siatkę dyfrakcyjną – plastikowy slajd, który dzieli światło na różne długości fal, dzięki czemu widoczne są wszystkie kolory wiązki. Goldbeck wygrzebał kratę ze swojego plecaka, gdzie trzymał ją od czasu, gdy chodził na lekcje Lewina. Profesor podniósł ją na chwilę do światła i sięgnął do kieszeni po własną. Powiedział: „Ten nie jest dobry” — wspomina Goldbeck. – Masz mój – najlepszy z całej partii.
Goldbeck nosił kratę Lewina przez lata i często łowił ją, gdy tylko natrafił na ciekawe źródło światła. Myślę, że czuł się lepiej z lepszą kratą, bardziej cieszyłbym się fizyką światła w moim życiu, mówi.
Powyżej 26-100
Chociaż Lewin został emerytem i wycofał się z nauczania w 2009 roku, nadal przychodzi do swojego biura na kampusie dwa razy w tygodniu, aby otwierać pocztę, omawiać badania, czytać literaturę i spotykać wielbicieli, którzy chcą uścisnąć mu dłoń. Otrzymuje regularne prośby o przemawianie na całym świecie, a ostatnio przyjął zaproszenia na wykłady w Korei Południowej, Waszyngtonie i Holandii.
Lewin przyjmuje również zaproszenia do znajomych na Facebooku, choć nie bez własnej prośby. Przez lata prowadził cotygodniowy konkurs artystyczny poza swoim biurem MIT, rzucając uczniom wyzwanie, aby zgadywali, kto i kiedy stworzył określone dzieło. Teraz publikuje od 30 do 50 z ponad 250 prac, które publikował na przestrzeni lat, i prosi potencjalnych znajomych z Facebooka o ich zidentyfikowanie. Test zdało mniej niż 50 osób.
Niedawna wizyta w jego biurze zastała Lewina w trakcie przeprowadzki. Po utrzymywaniu tego samego biura przez ponad 40 lat przeniósł się do mniejszego w korytarzu, pakując wiele obrazów, podręczników i pamiątek, które zgromadził przez lata. Jego segregatory, zawierające notatki z każdego z jego 103 nagranych na wideo wykładów (w tym niektórych, które wygłosił dla dzieci i jednego, który wygłosił na Uniwersytecie w Delft), zostały już przeniesione do nowej przestrzeni.
16 maja 2011 Lewin uczcił wydanie swojej książki, ponownie robiąc notatki, aby wygłosić ostatni wykład w 26-100. Sala była wypełniona ponad swoje możliwości obecnymi i byłymi studentami, wykładowcami i fanami. Dla Lewina ten ostatni wykład – na ponad 800, które wygłosił w sali – był słodko-gorzkim hajem.
Wiesz, że trzymasz je w swoich rękach, mówi. Wiesz, że możesz z nimi zrobić wszystko, co chcesz. Wiesz też w pewnym sensie, że to ostatni raz, kiedy to zrobisz. Wtedy wiesz, że to się kończy. To dla mnie bardzo emocjonalne. Ale piękno jest takie, że co roku oglądają mnie dwa miliony ludzi. A to tylko wzrośnie.