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Il professore che dà vita alla fisica
Per oltre quattro decenni al MIT, Walter Lewin ha entusiasmato gli studenti universitari per la fisica. Ora le sue lezioni stanno raggiungendo milioni di studenti in tutto il mondo. 21 febbraio 2012
Negli ultimi quattro minuti, Walter Lewin ha lavorato alla lavagna, deciso a trasmettere un punto, o meglio, una serie di punti piccoli e veloci, così vicini tra loro da sembrare una perforazione. Il 76enne professore emerito di fisica sta dimostrando un fenomeno curioso, anche se l'argomento non sono le leggi di Newton o le equazioni di Maxwell, ma qualcosa di probabilmente più sconcertante.
L'idea è che il gesso non dovrebbe essere troppo corto, Lewin istruisce il suo studente. Devi spingere sulla tavola, e se non spingi troppo forte, salterà. Se vai un po' più veloce, sei a posto.
Lo studente fa un'altra pugnalata letterale alla lavagna, cercando di imitare la rapida traiettoria di punti che Lewin è noto per disegnare apparentemente senza sforzo con un movimento del braccio, producendo un suono simile al piccolo fuoco di una mitragliatrice.
Come disegna queste linee tratteggiate è una domanda che Lewin riceve regolarmente dai fan di tutto il mondo. Ogni anno, quasi due milioni di persone trovano il professore dai capelli ispidi attraverso YouTube, iTunes U e OpenCourseWare del MIT, non solo abbozzando equazioni, ma oscillando da un pendolo, fumando manciate di sigarette alla volta o saltando da una scrivania con un gallone di succo di mela, tutto per dimostrare i principi della fisica.
Guarda i video di Walter Lewin che insegna, disegna linee tratteggiate e tiene la sua ultima conferenza al MIT qui.
Per 43 anni, Lewin ha insegnato fino a 600 studenti a semestre nei tre corsi introduttivi di fisica del MIT—8.01, 8.02 e 8.03—e ha costantemente ricevuto recensioni entusiastiche. Nel 1999 l'Istituto ha iniziato a videoregistrare le 94 lezioni dei tre corsi e nel 2004 OpenCourseWare ha iniziato a pubblicare i video, che potevano essere visualizzati gratuitamente da chiunque avesse una connessione Internet. Le lezioni si sono presto diffuse su YouTube, iTunes U e Academic Earth e nel 2007 il New York Times ha preso il sopravvento sul traffico, definendo il professore di fisica in un articolo in prima pagina come una star del web internazionale.
La posta in arrivo di una star del web
Da quando i suoi video sono stati pubblicati online, Lewin ha ricevuto migliaia di lettere ed e-mail da ammiratori su Internet, incluso Bill Gates, che ha visto le sue lezioni, molte più di una volta. Ho avuto degli ottimi insegnanti quando ero bambino, ma vorrei che ce ne fossero stati di più come Lewin, scrive Gates in una recensione del nuovo libro di Lewin, Per amore della fisica: dalla fine dell'arcobaleno ai confini del tempo: un viaggio attraverso le meraviglie della fisica .
Ogni giorno, nella casella di posta di Lewin arrivano da due a tre dozzine di e-mail, molte di fan con domande relative alla fisica. Molto spesso, le persone scrivono per ringraziarlo per aver cambiato la loro visione della fisica e del mondo. Lewin si impegna a rispondere a tutte le e-mail. Ringrazia i suoi studenti online e restituisce spiegazioni meticolose a domande di fisica, spesso pochi minuti dopo averle ricevute. È veloce nell'offrire suggerimenti per materiali supplementari e una volta ha persino spedito 18 libri di fisica in risposta a una supplica di un ragazzo che proveniva da una famiglia povera e stava lottando con una disabilità uditiva. Il ragazzo aveva guardato i video di Lewin e aveva detto al professore che gli avevano cambiato la vita e che aveva ripescato libri dal cassonetto per aiutarlo nella sua ricerca per diventare un medico. Mi hai fatto amare la fisica, scrisse. Credo che ora ho una possibilità nella vita.
Sul suo personal computer Lewin conserva un archivio speciale di e-mail che hanno avuto per lui un significato particolare nel corso degli anni. Il documento è lungo più di 700 pagine, ma rappresenta solo una piccola fetta, dice, della posta dei fan che ha ricevuto.
Alcune persone sperano di incontrare Lewin un giorno, e molti fanno il viaggio al MIT sperando di incontrarlo di persona. Una volta accettò l'invito a visitare un ammiratore a Seattle. Steve Johnson, allora responsabile tecnico della flotta presso Boeing, ha offerto al professore un giro gratuito sul simulatore di volo 767 della compagnia.
Johnson ricorda: La mia parte preferita del volo è stata quando ha gridato: 'Steven, questo è impossibile! Sento la sensazione di accelerazione, ma so che questo simulatore non si muove.' Tutto quello che dovevo fare era fornire una spiegazione una volta... un segno che era uno studente brillante.
Mentre Johnson ha avuto la rara opportunità di incontrare il professore a casa sua, altri spettatori si accontentano semplicemente di guardarlo sul web. Una ragazza di 13 anni di Chennai, in India, ha espresso il sentimento di molti in un'e-mail a Lewin nel 2006: non mi sento 'esclusa' di non essere in una delle migliori scuole. 'Il migliore' degli insegnanti è a casa mia.
Unire i punti
Quando i fan chiedono il segreto delle sue linee tratteggiate, Lewin li invita semplicemente nella sua classe per una dimostrazione di persona, l'unico modo sicuro per trasmettere il messaggio. In effetti, afferma che può insegnare il trucco a chiunque in cinque minuti o meno.
Tornato nel suo ufficio, recupera il gesso dal suo studente.
Posso provarlo e vedere cosa faccio diversamente? chiede Lewin. Devi sentirlo tra le dita e lasciarlo saltare fuori dal tabellone.
Dopo la dimostrazione di Lewin, lo studente riprende con riluttanza il gesso. E se non lo ricevesse mai? E se il gesso si rifiuta di saltare? Ma lui insiste, incoraggiandola a riprovare. Dopo quasi cinque minuti, il gesso salta.
Lo studente - chi scrive - deve ammettere che il primo salto è stato quasi esaltante, come un caffè espresso, o gioia. Lo sforzo che Lewin ha messo nel dimostrare e spiegare è stato forse sproporzionato rispetto alla banalità dell'esercizio, ma per lui ne vale la pena.
Lewin ha applicato la stessa energia e lo stesso sforzo all'insegnamento della fisica, con l'obiettivo di instillare una comprensione viscerale e duratura nei suoi studenti. Nella sua lezione finale 8.01, ha spesso detto loro che mentre molto probabilmente avrebbero dimenticato la Terza Legge di Keplero (anche se, sperava, non prima dell'esame finale), probabilmente si sarebbero ricordati che la fisica può essere molto eccitante e bella... se solo tu avessi imparato a vederlo e ad apprezzarne la bellezza.
vedere le lezioni
Walter H. G. Lewin è nato il 29 gennaio 1936 nei Paesi Bassi ed è cresciuto tra gli sconvolgimenti della seconda guerra mondiale. Nel 1940, la Germania prese il controllo dei Paesi Bassi e deportò frotte di cittadini olandesi nei campi di concentramento. Molti dei parenti di Lewin furono catturati e mandati alle camere a gas, un fatto che trova ancora difficile da contemplare. Nel suo libro, nota che suo padre, che era ebreo, ha dovuto affrontare crescenti restrizioni per mano dei nazisti: è stato bandito dai trasporti pubblici, dai parchi pubblici e persino dai suoi ristoranti preferiti. Il cimitero era uno dei pochi luoghi che gli era permesso di frequentare. Un giorno, ricorda Lewin, suo padre è semplicemente scomparso, per proteggere la sua famiglia da ulteriori controlli da parte dei nazisti.
Walter Sr. tornò nel 1944 e la famiglia continuò a gestire la piccola scuola che i suoi genitori avevano iniziato prima della guerra. La scuola offriva dattilografia e stenografia, e quando era al college Lewin aiutava come istruttore.
Fu l'arte, tuttavia, che per prima fece scattare il suo amore per l'insegnamento. Ha assorbito un precoce apprezzamento dell'arte dai suoi genitori, che possedevano una vasta collezione di dipinti. (Uno dei suoi preferiti era un ritratto di suo padre che ora è appeso sopra il suo caminetto a Cambridge. Sono i suoi occhiali che spiccano davvero: spessi, neri, che delineano occhi invisibili, ti seguono per la stanza, mentre il suo sopracciglio sinistro si inarca con aria interrogativa la cornice, scrive Lewin nel suo libro. Quella era tutta la sua personalità: penetrante.)
La fisica funziona! Walter Lewin prepara il suo pubblico per una dimostrazione che sta per eseguire nella sua ultima lezione di fisica al MIT.
Lewin ricorda di aver tenuto la sua prima lezione, ai suoi coetanei del liceo, quando aveva 15 anni: una presentazione su Vincent van Gogh che tenne per un compito in classe. Deve essere stato terribile, ricorda, perché a quell'età guardavo solo l'arte, non vedevo l'arte.
In seguito avrebbe tracciato questa distinzione - guardare contro vedere - nelle sue lezioni di fisica, esortando gli studenti a vedere veramente, ad esempio, che la fisica spiega l'ordine dei colori in un arcobaleno.
Ogni mio studente sa che il rosso è all'esterno e il blu all'interno e che l'arco secondario è invertito, dice Lewin. E ogni volta che vedranno un arcobaleno, lo controlleranno, perché ho insegnato loro a vedere.
La strada per l'aula magna
Nel 1965, Lewin conseguì un dottorato di ricerca in fisica nucleare presso la Delft University of Technology, dove insegnava di giorno e svolgeva ricerche di notte. Ha mantenuto un programma implacabile di 80 ore alla settimana per prendere tre piccioni con una fava: insegnando per cinque anni, è stato in grado di rimborsare i suoi prestiti, evitare di servire nell'esercito e completare la sua laurea.
Dopo la laurea, Lewin ha ricevuto un invito fondamentale da Bruno Rossi, un pioniere dell'astronomia a raggi X, per venire al MIT e lavorare nel campo emergente. Una volta al campus, si è unito a un team di ricercatori che analizzavano i dati dei palloni meteorologici alla ricerca di sorgenti di raggi X, prove di galassie lontane. Sei mesi dopo aver messo piede nel campus, il MIT offrì a Lewin un posto in facoltà e, come ama dire, non se ne andò mai.
Lewin si è immerso con entusiasmo nell'astronomia a raggi X presso l'Istituto. Nel 1972 ha orchestrato il lancio del pallone meteorologico più grande del mondo in Australia, inviando un telescopio a raggi X a un'altitudine di circa 45.000 metri per misurare i raggi X ad alta energia dallo spazio. Poco dopo essersi unito alla facoltà, Lewin ha anche frequentato i tre corsi principali di fisica, tenendo conferenze a centinaia di studenti universitari nella più grande aula magna del MIT, 26-100. Con i suoi capelli svolazzanti e la propensione per le spille grandi e colorate, era prima una curiosità e poi un favorito perenne tra gli studenti universitari, che frequentavano le lezioni di Lewin soprattutto per le sue dimostrazioni elaborate e apparentemente improvvisate.
In ogni classe, gli studenti hanno trovato il professore in equilibrio su una scala mentre succhiava da una cannuccia lunga cinque metri per dimostrare la pressione idrostatica; o sfrecciare sul palco su un triciclo alimentato da un estintore; o colpire scherzosamente uno studente con una pelliccia di gatto per creare una carica elettrica.
Queste lezioni possono aver avuto un'aria di agio e improvvisazione, ma Lewin si è dato molto da fare nell'assemblare ogni lezione. Ha fatto in modo di gettare le basi e fornire un contesto, combinando equazioni e dimostrazioni. Ogni lezione è stata scandita in un modo che ricorda il teatro, completa di accumulo, climax e dénouement.
Posso far ridere gli studenti e posso farli piangere, dice. Posso farli sedere sul bordo dei loro sedili, e posso farli smettere di respirare... posso costruire un dramma e una tensione che è quasi insopportabile.
La fisica funziona! Walter Lewin dimostra che il periodo di un pendolo è indipendente dalla massa che pende dal pendolo.
Per raggiungere questo obiettivo, Lewin in genere impiegava dalle 40 alle 50 ore a prepararsi per ogni lezione, provando la produzione di 50 minuti due o tre volte, l'ultima la mattina della lezione. Le sue dispense, che sono conservate ed esposte con orgoglio in una serie di raccoglitori sugli scaffali del suo ufficio, rivelano un'intensa spinta sia alla precisione che al dramma.
Ad esempio, Lewin ha segnato le sue note scritte a intervalli di cinque minuti e ha usato un grande orologio sul palco per assicurarsi di essere sulla buona strada. Fece anche schizzi del pannello luminoso nella sala, colorando i pulsanti da premere in punti particolari durante la lezione. In questo modo, dice, non è stato perso un secondo per la logistica.
Walter era metà chiacchiere, metà demo e teatro totale, afferma Craig Milanesi, direttore di produzione video al MIT. Era anche molto preciso ed esigente, come la scienza.
A metà degli anni '80, Milanesi ha diretto Lewin in una serie di sessioni di video aiuto, che il professore ha realizzato come supplemento ai suoi corsi di fisica. Le sessioni si svolgevano ogni ora sul canale via cavo del MIT e gli studenti si riunivano nei dormitori per guardare, spesso solo per divertimento. Seduto a una scrivania, Lewin parlava candidamente alla telecamera, costellando il suo discorso di schizzi, dimostrazioni e storie personali. E proprio come le sue lezioni dal vivo, le sessioni erano cronometrate al secondo.
Potrebbe dirti: 'Ho superato di 30 secondi' o 'Ho corso un minuto in anticipo', ricorda Milanesi. Era intenso, diretto, un perfezionista.
Diventare globale
Nel 1999, grazie agli sforzi del professor Richard Larson, il dipartimento di fisica ha ottenuto finanziamenti per registrare le lezioni di Lewin. Milanesi e il videografo Tom White erano tra la troupe che ha completato l'attività nei prossimi anni.
Avevamo un ottimo ritmo, dice White. Poiché Walter era così preparato con le sue lezioni, era semplicemente coreografato come un pezzo di danza.
Diversi anni dopo, quando i video sono diventati globali attraverso OpenCourseWare, White, che può essere visto utilizzare la fotocamera portatile in alcuni fotogrammi, avrebbe sentito gli effetti a catena della fama di Lewin.
Sono andato a un bar mitzvah e un insegnante di Chicago mi ha chiesto cosa facevo, ricorda White. Ho detto: 'Lavoro al MIT' e lui ha detto: 'Oh, uso questi nastri di Walter Lewin' e ho detto 'Ci lavoro su quelli!' e lui ha detto: 'Tesoro! Lavora con Walter Lewin!'
In effetti, molti insegnanti hanno scritto a Lewin nel corso degli anni per ringraziarlo dei suoi video, che usano o a cui fanno riferimento nel proprio insegnamento. Sono spesso usati anche in contesti meno formali. Kristen McIntyre '80, un ingegnere informatico senior di Apple, li ha usati per aiutare suo figlio adolescente a vedere il mondo con la gioia e la meraviglia di uno scienziato, spesso mettendo in pausa il video per dare una spiegazione più dettagliata o per rafforzare un punto. Ho bei ricordi di quando mi fermavo, per esempio, a spiegare i giroscopi, e mentre ci lavoravamo entrambi ci facevamo segni con le dita della mano destra mentre ci lavoravamo, dice. Ha fatto davvero la differenza per lui nelle sue lezioni di fisica al liceo e all'università, in tutte le quali ha ricevuto A S. Ho letteralmente centinaia di pagine di diagrammi e problemi lavorati, tutti catalizzati da quelle lezioni 8.01. Oggi, McIntyre tiene la maggior parte delle lezioni di Lewin sul suo iPad. Li guardo ogni volta che sono dell'umore giusto per una gita davvero divertente a 8.01 o 8.02, dice.
La fisica funziona! Lewin fuma diverse sigarette alla volta per dimostrare la diffusione di Rayleigh, la diffusione della luce da parte di particelle molto più piccole della lunghezza d'onda della luce. Quando esala fumo su una fonte di luce non polarizzata, le particelle estremamente fini disperdono la luce, facendo apparire il fumo blu.
Lo stile disinibito di Lewin ha avuto un impatto anche sui suoi colleghi del MIT. Donald Sadoway, un famoso docente e professore di chimica dei materiali, gli attribuisce il merito di aver contribuito a sviluppare il proprio stile di insegnamento in una scuola che tende a dare il massimo alla ricerca, non all'insegnamento. Dal punto di vista di Sadoway, i docenti delle università di ricerca possono sentire di dover essere seri per essere percepiti come professionisti, una pressione che, secondo lui, è ortogonale all'idea di rivelare la vera personalità dell'individuo.
I docenti veramente bravi a un certo livello sono personalità eccentriche a modo loro, dice Sadoway. Le lezioni di Lewin mi hanno dato la sicurezza di sviluppare la mia lezione, di non tirarmi indietro, di mettermi in gioco, sapendo che Walter sta facendo la stessa cosa a modo suo.
Raramente, se non mai, Lewin si è trattenuto, dentro o fuori dall'aula magna. Ad esempio, si ferma spesso alle fontane in una giornata di sole per indicare arcobaleni ai passanti. Sono sicuro che alcuni di loro pensano che io sia strano, scrive nel suo libro. Ma per quanto mi riguarda, perché dovrei essere l'unico a godere di tali meraviglie nascoste?
Joseph Goldbeck '07, che ha preso 8,03 con Lewin, ricorda un altro esempio di questo impulso all'educazione. Nel 2005, è andato a trovare Lewin a un evento del campus di Hillel e si è presentato come un ex studente. Lewin ha chiesto se Goldbeck avesse un reticolo di diffrazione, uno scivolo di plastica che divide la luce in varie lunghezze d'onda, rendendo visibili tutti i colori in un raggio. Goldbeck estrasse una grata dal suo zaino, dove l'aveva tenuta da quando aveva frequentato la lezione di Lewin. Il professore lo sollevò per un momento alla luce e frugò in tasca per prendere il suo. Ha detto: 'Questo non va bene', ricorda Goldbeck. 'Ecco, prendi il mio: è il migliore del lotto.'
Goldbeck ha portato la grata di Lewin per anni e spesso la ripescava ogni volta che si imbatteva in una fonte di luce interessante. Penso che si sia sentito con un reticolo migliore, mi godrei di più la fisica della luce nella mia vita, dice.
Oltre 26-100
Sebbene Lewin sia diventato emerito e si sia ritirato dall'insegnamento nel 2009, viene ancora nel suo ufficio nel campus due volte alla settimana per aprire la posta, discutere di ricerche, leggere letteratura e incontrare ammiratori che vogliono stringergli la mano. Riceve regolarmente richieste di parlare in tutto il mondo e ha recentemente accettato inviti a tenere conferenze in Corea del Sud, Washington, DC e Paesi Bassi.
Lewin accetta anche richieste di amicizia su Facebook, anche se non senza averne fatto richiesta per conto suo. Per anni ha tenuto un concorso artistico settimanale fuori dal suo ufficio del MIT, sfidando gli studenti a indovinare chi aveva creato un determinato lavoro e quando. Ora pubblica da 30 a 50 degli oltre 250 lavori che ha presentato nel corso degli anni e chiede ai potenziali amici di Facebook di identificarli. Meno di 50 persone hanno superato il test.
Una recente visita al suo ufficio ha trovato Lewin nel bel mezzo di un trasloco. Dopo aver mantenuto lo stesso ufficio per più di 40 anni, si è trasferito in uno più piccolo in fondo al corridoio, impacchettando i numerosi dipinti, libri di testo e ricordi che ha accumulato nel corso degli anni. I suoi raccoglitori, contenenti gli appunti di ognuna delle sue 103 lezioni videoregistrate (comprese alcune che ha tenuto per i bambini e una tenuta all'Università di Delft), erano già stati spostati nel nuovo spazio.
Il 16 maggio 2011, Lewin ha celebrato l'uscita del suo libro tirando fuori ancora una volta i suoi appunti per tenere un'ultima conferenza nel 26-100. La sala era piena oltre la sua capacità di studenti, docenti e fan attuali ed ex. Per Lewin, quell'ultima conferenza, di oltre 800 che ha tenuto in sala, è stata un'esperienza agrodolce.
Sai che li hai nelle tue mani, dice. Sai che potresti fare con loro tutto ciò che volevi. Sai anche che in un certo senso è l'ultima volta che lo farai. Allora sai che sta per finire. È molto emozionante per me. Ma il bello è che due milioni di persone mi guardano ogni anno. E questo non farà che aumentare.