学生做“一根弦”实验还发了论文

    “为什么乐音与和弦听起来这么和谐？因为都是有周期的声音！ 大家请听——”

    今年3月初哈工大物理学院教授李俊庆“乐音探究”大学物理实验课，又一次面向大一学生开课，与传统的物理课堂不同，在哈工大二校区理化楼的这间实验室里吉他、小提琴、电子琴……乐器比实验器材的种类还要丰富。

    在李俊庆的课堂上，学生们有人坐在电子琴前，有人抱着吉他，还有人时不时按动着电子琴键，这些节奏便以物理的形式，显现在示波器的显示屏上。

    借助音乐灵感，有人还发了学术论文

    李俊庆不仅面向物理专业学生开设大学物理实验课，还分别面向全校低年级和高年级学生开设了两门音乐物理通识课，很多从没玩过乐器的学生结课后便“拾起”吉他或口琴等简单乐器，从头学起。

    之所以要开这两门课，李俊庆表示，现在跟高中不一样了，大家可以尽情地选择自己的研究方向，也有时间培养自己的爱好，希望学生一进入大学就能感受到焕然一新的风貌，一种自由、创新、探索的风貌。

    “一根弦”如何演奏乐曲？ 理论上一根琴弦只有一个主音，实际上在振动中还会产生丰富的泛音，这启发了2020级学生魏于恺的思考，“只捕捉一根琴弦上的泛音，能不能用来演奏整首乐曲？”

    魏于恺带着创新点子和初步研究找到了李俊庆，他们巧妙地利用乐音谐波泛音成分间整数比关系，借助安培力激发弦的受迫振动，仅用一根琴弦就非接触式地实现了演奏《欢乐颂》等名曲。

    2024年这一研究成果发表于《美国物理学杂志》 （American Jour-nal of Physics） 并被选为当期封面论文，以专栏推荐的形式配以推荐语发表在Scilight期刊。

    2022年，几名学生以乐音振动显示盘，将特定的乐音转换为独特的图案，琴弦振动，图案显现物理的奇妙，尽显于视听之间。实验《以乐音描绘美丽画卷》，获得全国大学生物理实验竞赛一等奖。

    跟学生一起做“一根弦”实验，为李俊庆打磨“乐音探究”带来了很大启发，他将其中的思考融入课堂，李俊庆希望“音乐+物理”也能够成为一根拨动学生创新思维的琴弦。

    “音乐总能激发最原始的创新灵感”

    “我从来没进科班学过乐器，小时候站在街边看人家拉二胡，上班后不久就买了吉他自学”，从事光电物理研究的李俊庆如今闲下来在办公室里，也常常装上弱音器拉一曲小提琴自娱，打造“音乐物理课”在国内没有成熟先例，李俊庆便翻阅国内外前沿论文，设计课程大纲，不仅研究先进的教学方法，他还回到中国传统礼乐文化、科技发展史和校史中深挖，寻找教学灵感和教学素材。

    如今，李俊庆多次受邀在国内外分享经验，相关教育理念走在前沿。

    说起科学与音乐，李俊庆表示：爱因斯坦是造诣很高的小提琴家，物理学家费曼常赴世界各地音乐演出，袁隆平自学小提琴，把这比作最能触及灵魂深处的声音，国家科学技术奖获得者刘永坦院士偏爱交响乐……

    “我认为人不但要有科学技术，而且还有文化、艺术跟音乐，音乐总能激发最原始的创新灵感”，李俊庆说。

    来源：中国青年报