相对论

相对论前传(1):序章(上)

2018-06-14  本文已影响1人  长尾科技

这两天我在想一个问题:我接下来要以什么样的形式来写后面的文章

我翻了一下最近我写的相对论相关的文章,从2018年5月13日写的第一篇

《如何彻底搞懂狭义相对论里的“光速不变”?》

开始算起,到现在刚好差不多一个月,文章数量也不多不少刚好20篇。这20篇文章大致可以分为三大类:通俗介绍相对论理论的、以相对论为例子介绍西方科学方法论和范式的以及以此为根据讲中国的科学教育的

介绍相对论基本理论的有很多人在写,网上也有很多的资料,我继续写这个主要是想在这些话题的深度广度上做一些拓展,并且用尽量通俗幽默亲民的语言将它表达出来。我一直觉得如果讲一个问题非得要用到那么多专业高深的术语(专业的学术讨论除外),那多半是自己没完全搞明白,如果自己真的搞懂了,那么一定可以用简单通俗的语言把它向其他人说清楚

我选择用极通俗的语言讲相对论,一方面是为了让大家容易接受,另一方面也是逼自己彻底把这些问题弄懂,你丢一堆高深的专业术语出去,别人看不懂有问题也没法反驳不好反驳,但是如果你使用的语言极其简单,所有人都能看懂,那么你的文章里出现了一点漏洞都随时可能被读者揪出来,而且读者如果提出关于文章的问题你回答不了,那也尴尬了。有这样的心里预警,你就不敢乱下笔写文章了~

介绍相对论的基本内容是众多科普都在干的事,区别只在于介绍的深度广度和文笔。但是后面两个东西,也就是讲西方科学范式方法论和中国科学教育的问题的,写的人就比较少了。

科学范式之美

讲西方科学范式和方法论的我极少看到这种内容,即便有也不在什么重要的地位。古时候中国就更加讲究科学技术的应用而不是科学理论本身,所以近代科学诞生在西方也无可厚非,但是到了现在,我们的口口声声说高举科学的大旗,但是依然只注重科学理论的应用,而不是科学本身。我们中国式家庭从小就喜欢讲这个是有用的,那个是没用的,这个内容考试会考高考会加分所以学是有用的,那个东西不考是没用的,这种根深蒂固的实用主义思维是科学的大敌

真正的科学大师基本上都是理想主义者,他们喜欢科学就是喜欢科学本身,而不是它是不是有用,是不是实用。这个就跟谈恋爱似的,热恋中的人喜欢你就是喜欢你,不是因为这样做有什么好处,有什么实用,就是因为纯喜欢。为什么我们说热恋中的人都像“疯子”?因为“正常人”会从根深蒂固的实用主义出发,我做一件事一定能得到一些有用的回报,这才是理性,这才是正常。而热恋中的人为彼此付出完全不计回报,这太不实用了,所以就是“疯子”。

好了,从恋爱再回到科学中来,我想大家也看明白了:这种热恋中完全不计回报,不以实用主义为导向的“疯子”精神才是科学里最需要的。一个科学大师必定是把科学当做恋人来看待才可能成为大师,那么问题来了:科学何以如此

科学凭什么有能力这么让一个人为之着迷?恋爱中对异性的迷恋可以说是大自然写进基因里去了(那些对异性没有感觉的物种早就在自然选择中被大自然淘汰灭绝了~),那科学呢?它美在哪里,凭什么让人对它着迷?

就凭小时候的科学家梦想?就凭从小到大做的那些习题?就凭我能从这些理论里算出一些实用的东西?就凭掌握了这些东西就可以给我找到一份不错的工作?

好像都可以勉强解释,但是又好像差了点啥。其实,科学最美的地方,也是它让无数科学大师为之着迷的地方,不是它的实用性,而正是它本身。这也是我为什么一定要花大力气给大家介绍科学的范式,科学的方法论,科学的研究方法的原因。如果不能清楚的知道这些,想真的爱上科学是非常困难的。

从一些简单的显而易见的事实出发,通过思想一步步的推理就能够得到一些看起来非常不直观但是却准确无误的结论,从一些看似毫不相关的物理现象里能发现他们背后隐藏的规律,通过更高层的思考把毫不相关的两个领域统一在一起,这种美,用爱因斯坦的话说,是“非常壮观”的

如果我们想让我们的学生,让自己的孩子发自内心的对科学产生兴趣,不要告诉他们这些东西多么实用,能做什么做什么,而是要尽量向他们展示这种科学“壮观”的美,这也是我要着重写这些内容的原因。

科学教育的问题

为什么会出现上面的那种问题?为什么我们理解的科学跟别人有那么大的差异?为什么我们很少有人感觉科学很美的?

这当然就是我们的科学教育出现了严重的问题。教育这个问题很宽泛,谈这个问题的也很多,但是更多谈的是教育制度上的问题。这些问题大家都看在眼里,真的有心要解决道路其实也都是明摆在那里的,不提百年前蔡元培梅贻琦的教育改革,80年代(1981-1988年)刘道玉在武汉大学进行的轰轰烈烈的改革其实已经把大部分问题解决的差不多了,一时间武汉大学成了全国学子心里的求学圣地,甚至不少清华北大的学生要求转学到空气清新的武大。小米的创始人雷军的高考分数其实是过了清华北大的分数线的,但是他还是去了武大,可见当时武大在人们心中的地位。但是,刘道玉校长在改革效果卓著,在深受学生和教授爱戴的时候突然就被免职了,为什么呢?我想大家都懂的。然后武大大学就一脚急刹车又回到了解放前。

所以,在大的教育制度上这种事我不想提,起码不想多提,因为道理人家都懂,但是出于各种利益势力的关系,它就是做不想做,这就好比你永远叫不醒一个装睡的人。既然怎么说都是白说那就干脆少说不说,所以我想把重点放到科学教育这个点上来。我不说你的教育制度,我不触及利益和灵魂,你还是打算让学生们把数学物理这些自然科学学好的吧?那我告诉你现在的那些方法是不对的,通过那种办法是没办法让学生去喜欢上科学的,相反,只会让他们越来越讨厌科学

如何引导学生去发现科学的那种“壮观”的美,这就成了我的文章的一个重要主题。而这些关于科学教育和科学范式的文字,就深深的印上了长尾独特的印记,我后面的文章会依然保持这些特色。

这个序章上总结了一下我之前的文章和风格,后面我再来谈谈接下来的计划~

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