Skip to Content Facebook Feature Image

通識教育應以科學為本

博客文章

通識教育應以科學為本
博客文章

博客文章

通識教育應以科學為本

2021年01月09日 14:27 最後更新:14:37

世界經常出現爭持不下的辯論,然後又會顛覆性的現象,最終答案比撲朔更加迷離。因此我們需要保持開放態度,事關信念和知識是會改變的。

17世紀荷蘭科學家惠更斯(Christiaan Huygens )與英國科學家牛頓(Issac Newton)爭論光的屬性,究竟光是一種波段,還是由微粒子組成的?從此300年以來,光究竟是波還是粒子的爭論一直沒有停止。1905年愛因斯坦提出光電效應,引導大家對光同時存在波和粒子的雙重性質的方向思考,經過不同的實驗之後,讓我們發現了「波粒二象性」的物理現象,惠更斯和牛頓各對了一半,不過,科學已邁出兩位傳統科學家的境界之外,朝向量子的世界研發。

科學教育很重要,這是一門實用的思考方法。(新華社圖片)

科學教育很重要,這是一門實用的思考方法。(新華社圖片)

量子物理最有趣是「雙縫實驗」(double-slit experiment),名稱很嚇人,其實很簡單,在微觀世界下的微粒子包括光,既是波又是粒的同時存在,經過測量才得出它的狀態,通俗的說,只有看到的才是存在,不看時它是隨機性。

打個比喻,未打開骰盅之前,誰也不知裡面的三粒骰開幾多點,除非你是「賭聖」有睇穿骰盅的特異功能,不過,在量子世界未打開骰盅,即使你有特異功能,你見到骰盅內的裡都是不確定狀態,三粒骰究竟開大、開小、圍骰,還是疊骰,都有可能。

以上實驗不是考起周星馳,而是考起牛頓。這位大科學家為現代文明制定了一套思維,就是認定所有事物通過反覆實驗、測量得到所有數據之後,便可以找到規律,掌握了規律便可進行預測和計劃,這是推動工業革命、現代管理的知識框架,行之有效,不過,量子物理的出現,科學的規律被發現為雙重性、不確定性和不可預測性,所謂社會科學今時今日也逐步證實是這樣的。

美國21.1.6「國會風暴」率先在新的一年揭示,民主自由選舉制原來也存在「二象性」,過往表現單一的一面,其實是隨機性,今天我們看到的一面,也是確切的存在。更何況,西方的價值即使崇高,現階段必未通得過實驗的驗證,例如追求的自由、平等、博愛,現在除了自由之外,西方說好的平等、博愛呢?在新冠大流行之下,歐美很多國家維繫不了。以上是不是一個很好的通識課的題目?我覺得不妨從現代自然科學的門徑展開討論,更能舉一反三。

沒有事物是處於「真空」、「封閉」的絕對不變環境,因此,原子的宏觀世界往下探索便發現了量子的微觀世界,科學是「試錯」和「證偽」的過程,明白這個道理,社會才有進步而不是只有口號。




黃秉華

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

往下看更多文章

愛因斯坦和他的指南針

 

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)

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。