愛因斯坦的「相對論」考起很多人。這不是科學難懂那麼簡單,而是普遍人缺少想像力,為什麼?想一想,學校有一門訓練想像力的課嗎?父母督促子女備課應試之外,有引導孩子發揮想像力嗎?
愛因斯坦的科學興趣是來自兒時的一枚指南針。(網上圖片)
經常有人問,中美科學技術差距有幾大,我們追得上嗎?大家聽一下大科家的小故事︰愛因斯坦16歲學業不佳被退學而要轉校,但無礙他學不專心但有好奇心的本性,經常想像自己騎在一束光線之上,在宇宙奔流,他心中疑問著︰「如果我用和光同等速度運行的話,我看到光會是什麼樣子?」愛因斯坦對光這種觸不到又有點抽象的東西產生好奇,引導他走向解開自然之謎的科學探索之路。
什麼是「相對論」?牛頓提出的力學法則和萬有引力,認為「時間和空間與其他任何物質都沒有關係」,在這觀點之下,時間和空間被視為「絕對的時間和絕對空間」,不過,愛因斯坦猜想自然不是這樣的,時間和空間不是永遠不變的,它可與其他物資發生關係,從而發生變化,換言之,時間和空間的規律是相對性。愛因斯坦從光不是恆定速度,光的到達存在「同時」與「不同時」的問題上,找出他的突破性的「相對論」。
愛因斯坦名言︰「想像力比知識更重要」,看過以上故事你就明解,因為即使權威如牛頓留下千錘百鍊的知識,還不足以圓滿解釋宇宙的規律,箇中存在太多的未知空間,這樣需要我們以豐富的想像力,好奇心的假設,才得以發現出來,這個迭代更新的過程,名之為科學。牛頓的物理定律,不是已經帶來了工業革命,創造了今天可以探月、潛海的科技成就嗎?是的,如果牛頓的知識不變,文明便止於此,我們沒有今天的智能手機、人工智能和生物科技。
中國跟美國的科學技術還有差距,但我們可以追上來,關鍵只有一點︰中國需要更多科學家。科學家不是來自學校,而是來自孩子的好奇心、想像力。愛因斯坦晚年回憶,他之所以對科學感到興趣,是5歲的時候,父親買給他一枚指南針,大科學家兒時看著指南針被一股神奇力量牽引不停轉動,總是指向同一方向,他說︰「這份體驗到了長大成人之後,依然在腦海中留下深刻印象。」
我不是說,你買給孩子指南針,便可以為社會培養出一名優秀科學家,我想說的是,你從愛因斯坦的故事,明白到怎樣可避免扼殺孩子的科學天份。教育要改進嗎?家長思維要改變嗎?你懂的。
黃秉華
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中國抗疫行,其他地方城市不行,是內地人特別團結一心?政府特別有權力?其實都不是,這是技術問題,執行的決心和巧用了智慧,請不要誤以為中國都是超人。
內地城市出現本土確診,馬上進行翻天覆地的全員檢測。10月11山東青島市發現3宗感染者,5天檢測1000萬人;10月25日新疆喀什發現有感染者,結果4天檢測了當地474萬人。即使超級大型城市北京,6月有疫情,政府也是只花20多天,檢測了1188萬人,成功阻截第二波疫情爆發。
今年10月新疆進行大規模檢測。(新華社圖片)
其實,中國抗疫奇蹟原理不太複雜,我們先來一題IQ題輕鬆一下︰
有10個運載鋼材的貨箱正安排作海關檢查,其中一箱是載滿了特級鋼材,有意蒙混過關。情報顯示,標準鋼材每條重100公斤,特級鋼材每條重110公斤。
主管示意把10個貨箱打開檢驗。是不是每箱都要抽出一條鋼材來秤,一共要秤10次?一位懂數學的關員說︰「不用那麼麻煩,只要秤1次就知那個貨箱是載特級鋼材。」那麼神奇,你想到他用什麼辦法嗎?
說回中國抗疫。《新華網》報導︰「北京疫情用1:5核酸混檢技術,青島疫情使用的是1:10。」據悉,新疆那次是用1:5核酸混檢來完成的。中國流行病學專家吳尊友上月在北京介紹「混檢」的原理,首先指出大規模核酸檢測是科學的,那什麼是1:5?他介紹︰「大規模檢測一般採用1:5混檢,5個人的樣本放在裡面1次檢,如果是陰性就通過,呈陽性再進行一管一管的檢測。」
這種混檢檢測有一個前提,就是當地人群的感染率要很低,吳尊友表示,要在萬分之一以下,如果感染率偏高的話,混檢效果和準確率便遞減,這就是解釋最早提出混檢技術的美國,為什麼目前已難以這使用技術,因為美國前期防疫過於鬆弛,個別城市感染率超過1%,甚至更高。反之,感染率愈低的城市地區,可用更大的比例進行混檢,例如青島可以去到1:10,這樣既快速追蹤到感染源頭,也合乎成本效益。
山東學生在青島大學耐心排隊等待接受核酸採樣。(新華社圖片)
關於前面的IQ題,近似「混檢」原理,解決方案如下︰把貨箱依次編碼1至10,從1號貨箱取出1條鋼材,並記下箱號,2號2條,3號3條,4號4條,5號5條……10號取出10條,最後把以上合共55條鋼材拿去一秤。所有都是標準鋼材的重量是5500公斤,假如秤出是5510公斤,那就是1號箱超重,特級鋼材混在這一箱;假如秤出5520公斤就是2號箱… 如此類推,若秤出5600公斤,那麼就是第10貨箱出事。
核酸混檢有很多技術細節,有關模型還在改良中,這是複雜的醫療衛生專業,以上IQ題只是比喻,不過,知道中國抗疫不是如外人猜度是用「集中營」來全員檢測,也明白抗疫須及早果斷執行,不讓病毒「星火燎原」,是有力阻截第二、第三….第七八波疫情等等,已經有助大家明白事理。關於我們的現況,關於大規模檢測,大家有什麼意見呢?