我的女朋友一直致力于让我了解酷炫的文化,她让我迷上了 YouTube 热播节目“TwinsthenewTrend”,也叫“第一次听说”。蒂姆和弗雷德·威廉姆斯是住在印第安纳州加里的双胞胎兄弟,他们对从未听过的歌曲表现出极大的热情。直到我看到这些年轻的黑人男子随着“今夜在空中”和“乔琳”的节奏摇摆时,我才真正开始欣赏菲尔·柯林斯或多莉·帕顿。看蒂姆和弗雷德的节目,感觉就像我也是第一次听到这些老歌一样。这对双胞胎打破了我习以为常的感觉,让我脸上露出了笑容。
这个节目让我想知道:是否存在一个科学版的“第一次听说”?是否有一种方法让我们像第一次接触到大爆炸这样的科学理论时一样兴奋?对我来说,这成了一个复杂的问题。
几十年前,我成为一名科学记者,是因为我发现科学令人兴奋——尤其是纯科学,即理解一切的探索。作为一名英语专业的学生,我只修过几门科学和数学课程,它们并没有让我感到震撼。真正吸引我的是像丹尼尔·丹尼特和道格拉斯·霍夫施塔特的《心灵之眼》、弗里乔夫·卡普拉的《物理学之道》以及杰里米·伯恩斯坦在《纽约客》上发表的科学家简介等受欢迎的作品。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻工作 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
我想向非科学家传达科学家们正在发现的关于宇宙、生命和我们自身的信息。我也想赞美发现者。我钦佩像詹姆斯·格雷克、丹尼斯·奥弗拜、迈克·莱蒙尼克和莎朗·贝格利(安息吧)这样的记者,他们擅长报道物理学、生物学和其他领域的前沿进展,并且文笔优美。《纽约时报》的娜塔莉·安吉尔甚至可以让化学变得性感!
最终,我逐渐偏离了庆祝式的科学写作。我决定,通过批判甚至揭穿科学主张,我可以更好地为读者服务,这些主张往往是夸大、不连贯或错误的。我说服自己,科学需要严厉的、知情的批评,而不是“哇哦”新闻,后者在不熟练的人手中就像是单纯的营销。
问题是,我感觉自己变得厌倦了,失去了最初吸引我进入科学新闻行业的惊奇感。我们都容易习惯,这也许与进化有关。我们的大脑不是为了让我们始终对存在的怪异保持一种目瞪口呆的状态;那将没有太大的适应性。世界偶尔会让我们感到惊奇,但这种感觉可能是一种副产品,是我们感知认知装置的偶然副作用。
是的,自然选择在我们心中注入了好奇心。我们想知道自然是如何运作的,以及如何为我们的目的操纵它,因为这种知识可以帮助我们生存和传播我们的基因。但是我们有一种强烈的倾向,倾向于所谓的工具主义,在这种主义中,一切重要的是完成待办事项清单上的任务,并且尽可能减少认知支出。
理想情况下,教育应该抵消我们对工具主义和习惯的倾向,但是它往往会产生相反的效果。事实上,习惯可以说是 STEM 课程的目标。学生被训练得非常彻底地学习公式和技术,以至于他们可以像机器人一样不假思索地应用它们。
在量子物理学中,这种务实的态度可以用“闭嘴并计算”的命令来概括。(理查德·费曼经常因此受到赞誉,但它起源于大卫·梅明,他当时正对“只计算”的心态感到沮丧。)也就是说,不要担心量子力学的含义。只要好好学习薛定谔方程和其他公式,就足以通过考试,如果足够幸运能够做真正的研究,就可以发明一些有用的东西。
作为我正在进行的量子实验的一部分,我一直在与物理学家和哲学家交谈,试图解决测量问题和其他量子悖论。许多人告诉我,他们痴迷于量子力学的哲学含义,尽管他们的正规教育并没有涉及到这些。
具有讽刺意味的是,教学帮助我克服了习惯。我于 2005 年开始在史蒂文斯理工学院任教,因为我需要钱来补充我的自由职业收入。起初,我感觉在课堂上很尴尬。我一直认为自己是一个业余爱好者,而不是任何领域的专家。我没有博士学位,只有新闻学硕士学位。(当我向一位朋友核历史学家亚历克斯·韦勒斯坦坦白我的不安全感时,他回答说,我们很多教授都患有冒名顶替综合症,但就你而言,这可能是合理的。)
随着时间的推移,我在课堂上放松了。我决定,我的首要责任应该是让自己享受其中。我想,如果我玩得开心,我的学生也更有可能玩得开心。如果他们没有,至少有人会玩得开心。我不再担心我应该教给我的学生什么,而是专注于我关心和写作的主题(这两者是一回事)。幸运的是,我的课程——尤其是新生人文课程,涵盖了从苏格拉底到达尔文的宏大思想——给了我很大的自由。
我发现我喜欢向学生们讲述科学最伟大的成就。我个人最喜欢的是大爆炸理论,它很容易解释。我首先问,“你们有多少人知道宇宙是如何开始的?” 几只试探性的手举了起来。然后我问,“你们有多少人关心宇宙是如何开始的?” 通常,举起的手更少。我大喊,“拜托,你们应该关心!我们都应该关心我们为什么存在!”
然后我告诉他们关于大爆炸的事,强调这个理论还不到一个世纪,并且基于三个证据:来自星系的光向光谱的红色端移动,这表明星系正在远离我们;在整个宇宙中观察到的氢、氦和其他轻元素的比例,这与理论家对大爆炸中将锻造的元素的预测相符;以及笼罩地球的微弱微波嗡嗡声,这被认为是宇宙大爆炸的余辉。我喜欢一边说“宇宙大爆炸的余辉”一边富有表现力地摆动手指。
我的许多学生是新泽西州长大的工程专业学生,史蒂文斯理工学院就位于那里。我告诉他们,宇宙余辉是 20 世纪 60 年代在新泽西州贝尔实验室的物理学家测试微波接收器时偶然发现的。酷吧?我可能会穿插一个关于特立独行的天体物理学家弗雷德·霍伊尔的故事,他创造了“大爆炸”这个词,但从未接受该理论;以及关于斯蒂芬·霍金,我曾经抱在怀里。(即使是我最糊涂的学生通常也听说过霍金。)
我强调,尽管大爆炸理论告诉我们很多关于我们宇宙起源的信息,但它并没有解释大爆炸最初发生的原因,或者如果有什么东西存在于它之前。科学家们提出了许多理论,其中一些理论说我们的宇宙只是众多宇宙中的一个,就像广阔泡沫海洋中的一个小气泡。但是没有人真正知道为什么我们的宇宙会爆炸成存在,或者为什么它会采取一种允许我们最终出现的形式。
根据我对课堂的理解,我可能会深入研究其他大的谜团,例如生命的起源和身心问题,即我们到底是什么?我们,这些能够思考自己起源的奇怪的猿人,才是最大的谜团,我说。
我的目标不仅仅是让学生对生命的定向泛种论假说感到惊叹,该假说认为外星人可能在这里地球上播下了生命的种子;或者综合信息理论,一种关于物质如何产生思想的猜想;或者分形、混乱、永恒自我复制的宇宙起源的膨胀模型。我的主要目标是让我的学生欣赏这些可疑的理论试图解决的谜团。
如果我幸运的话,我的回报是,一些学生——不是全部,但至少有一些,通常会——振作起来。他们的眼睛会眯起来,他们的眉头会皱起来。他们甚至可能会问我问题。也许他们想了解我对弦理论、多世界假设、模拟假设或他们听说过的其他一些遥远的猜想的想法。
这就是为什么我如此享受这些交流的原因——而且这个结果应该可以推广到课堂之外的对话。与年轻人谈论科学的奥秘和理论可以帮助我重新发现它们,并以全新的视角看待它们。当我写关于弦理论或多世界假设时,我通常会贬低它们,指出它们的不足之处。
但是,当我和学生们谈论这些理论时,我被科学家的胆识、他们狂野的雄心和想象力所征服。如果我幸运的话,我的厌倦感就会消退,有一瞬间,我感觉好像是第一次看到科学、世界和我自己这个可悲而高贵的物种。
进一步阅读和收听:
我在我最近的书《注意:性、死亡和科学》和 《身心问题》中谈到了教学。
我最近在我的播客“身心问题”(隶属于Meaningoflife.tv)中与物理学作家迈克尔·布鲁克斯、乔治·穆瑟、阿曼达·盖弗特和亚当·贝克尔讨论了量子力学。