如何學習编程？ --- 一个物理学家学习Windows编程的感受

作者: 胡锋  来源: 科学网  发布时间: 2012-02-03 15:58

最近学习用Visual C++ 作为平台的Windows 编程，感觉到学习这种编程技术的过程与学习物理的思维差异非常大。最明显的，比如对于物理课本，在学习的时候值得一个字一个词的认真去读，有时候需要读上好几遍。但在学习编程的时候，即使是号称世界级的教科书，也最好是不懂的地方就跳过去，不需要的地方跳过去，不求甚解，以能够动手上机操作为目的。我现在明白了这种差异来自于一个是面对的是自然世界，一个面对的是人工系统。



物理学以理解自然为最高目标，物理课本是经过浓缩的一代代物理学家所得到的知识。阅读大自然并非易事，比如当年英国物理学家焦耳花了二十年的时间，测定了热功当量（Mechanical equivalent of heat）的值 1 cal＝4.186 J 。这件工作确立了热力学第一定律的基础，可是在物理课本中也就几句话。物理课本上的内容是几百年以来的知识的结晶，然后用了精巧的数学把它包裹了起来。在这样层层的包裹下，其实也许核心就是那么一点点，如果真的学懂了，感受很像华罗庚教授所说的“由厚到薄”，厚厚一本书籍变成了少量一些key points。我现在正在教授本科生的大学物理课程，在第一学期，要花掉大约3个月的时间讲授力学，大概物理系的本科生学习力学要花掉一个学期的时间。其实，转过头想一下，力学（不包括狭义相对论）的内容，不就是牛顿三定律吗。当然，在这个基础上，发展出了能量、动量、角动量这些非常重要的概念。但是，平均到每节课，也就那么一点点的核心概念，而其它的就是 “ 越来越多的 x ”。我常劝我的学生认真读课本，而且多读几遍，在课堂上我也会做一下演示实验，并且鼓励他们互相讨论。这一些努力，就是希望他们能够知道哪些知识点是最重要的，哪些是不重要的。

物理学的难懂，也不仅仅是知识经过了浓缩，因为大自然的本性有时候难以琢磨，所以我们只能花费多的时间去“琢磨”。对于我来说，狭义相对论就是这样一个例子。学习的时候，让我有数不清的晚上失眠，在两年前，也亲自教了一遍，但直到现在，这里面的一些概念还是会让我头疼一会儿。

狭义相对论难懂的原因是因为里面的概念违反了直觉，最有名的例子是“同时的相对性”。在日常生活中，几乎无法想象，如果你对你的朋友说“我1年前在重庆爱上了我的女朋友”，另一个在飞船上的家伙大声说“你是一年半前爱上的”，你想你该有多么愤怒。而狭义相对论说这两种说法都对。正是因为违背了直觉，所以当有时思考狭义相对论的问题时，你需要不停的问自己一些愚蠢的问题“这个时间是站台的人的还是火车上人的”。著名物理学家海森堡大概也碰到了这样的麻烦，他说狭义相对论中的物理因为违反直觉而理解起来很费力。

而最近学习的Windows编程的这套系统是人工的系统，是由很多的微软的技术专家堆砌的系统。所以你需要的是了解他们的一些想法。这些想法当然“不邪恶”，但很多时候倒是很繁琐。你需要的是知道他们的一些设计，从而弄懂这个系统如何运作。在这个过程中，常常会碰到一些生僻的名词，这是我劝我的学生要在表述物理问题时尽量避免的，我不会对这些名词像物理学中碰到的一样去努力弄清楚含义，太费事了就跳过去（可能心中也不屑于花太多的时间去弄懂它）。有时候，甚至不懂它的原理，但是会操作了，也就ok了，这对于习惯于物理思维的我来说，确实是一个挑战。

希望能在几个月后，能够用程序画出一些好看的图线来，我的目的也就达到了。


本人的結論： 學編程就是一種極端目標導向的學習過程。
不過，你始終要對該程序有一定了解才能進一步推進吧。就像IPhone APP的MVC、APPDELEGATE的概念，即使你不明白其運作，也無阻你去寫些簡單的APP。但當你要寫更複雜的APP時，總不能不知道這些CONCEPT。所以確立目標時，還要對各細節的了解度有準確拿揑，免得最後太過一知半解，問題積累到無法解決 ； 或者每遇到不明白的名詞就尋根問底，因為以這方式去做同一件事的話，其他人一天完成的作業，你可能要花幾個月才完成得了，這段期間別人可能已涉獵了更多的知識，並且以這些知識去推拷回當初不太了解的名詞。結果你做到的別人也做到，你未接觸的，別人已做了不少。