本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
我看着一群专注的棕色面孔和栗色长袍,微微一笑。一位名叫索南的年轻僧侣问了一个很好的问题:“如果太空是空的,它怎么会膨胀呢?”
我们现在在印度北部锡金邦首府甘托克山顶上的南迦研究所的一间教室里。这里是一个树木茂盛的保护区,飘扬着祈祷旗帜,远离城镇的喧嚣。到达这里是一段看似无止境的旅程,包括两天内乘坐五次航班,最后驱车六个小时穿过经常被季风雨冲刷和散落着巨石的山路。
我正在一个由达赖喇嘛近20年前发起的项目中进行教学。他知道西藏的寺院传统几个世纪以来都没有改变,他担心他的僧侣们如果不学习数学和科学,就无法为21世纪的世界做好准备。“僧侣的科学”项目开始邀请西方教师来满足这一需求。我已经来印度十年了,作为一名教授,与那些如此谦虚和致力于学习的学生一起工作,这让我感到精神焕发。
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“我们使用星系作为时空的标记,”我告诉索南。“我们理解空的空间的唯一工具是它包含的物体以及光线通过它的方式。”
我对这个答案并不完全满意,但只有八年级数学水平的僧侣无法掌握广义相对论的严谨性。因此,我们使用模型和类比来锚定物理概念。设备很简陋。教室里到处都是气球和电池、回形针和磁铁。
我们从面团中得到了很多启发。每个僧侣都会得到一个高尔夫球大小的面团,必须将其分成地球和月球,然后给它们正确的距离。许多人没有将月球相对于地球做得足够小,而且大多数人将地球和月球放得太近。一些僧侣把月球做得比地球还大,引来了阵阵笑声。
热身完毕后,他们分组制作太阳系的比例模型。每组得到一公斤面团。他们将其分成10个相等的小块。六个组合形成木星,三个组合形成土星。最后一个分成10个小块。两个组合形成天王星,两个组合形成海王星。最后一个分成10个小块。以此类推。剩下的最后一块面团再分成10个,然后再分成10个,僧侣们才能做出水星和冥王星,这两个面团球都比大头针的头还小。
学习是积极主动的。僧侣们完成太阳系制作后,我们将穿过学院的场地,将行星放置在距离教室里一米宽的太阳的适当距离处。然后他们将表演类地行星的运动。当月球匆匆绕地球运行,而地球又绕太阳公转时,又是一片欢乐。几天后,我们将把教室变成太阳系附近的比例模型。然后变成附近星系组成的本星系的比例模型。
有时不需要任何设备。在一个下午的课程中,僧侣们进入冥想状态。我带领他们进行了一次银河系的引导式可视化,然后穿过时间和空间的鸿沟,走向宇宙大爆炸。僧侣们报告他们的体验。当一位名叫丹增的可爱僧侣描述可视化结束后返回地球的经历时,出现了一个令人动容的时刻。他悬停在喜马拉雅山脉上方,俯瞰着他的西藏家园,然后不情愿地回到教室里的身体。
错位是我学生们的主题。他们是无国籍的,许多人注定永远无法见到他们的家人或家园。在早餐时,一位助教卡尔滕描述了他11岁时与一群亲戚从西藏穿越冰原的情景。中国士兵在桥上巡逻,所以他们不得不游过汹涌的河流,小组中有几个人差点丧生。他们在边境附近被尼泊尔士兵抓住并投入监狱。他的哥哥们遭到殴打。
在支付贿赂和经过几个星期的艰苦跋涉后,他们安全到达了印度。锡金是印度东北部的一个手指状地区,东面是布丹,西面是尼泊尔,北面是中国。这是一个风景优美但地缘政治紧张的地方。
回到酒店,我查看笔记并收集第二天课程的材料。我出去吃饭,在甘托克狭窄的街道迷宫中穿梭,躲避坑洼和超速的出租车,并在缠绕的裸露电线下弯腰。在返回的路上,我被倾盆大雨淋湿了。雨水成片落下,水滴凝结成浆果大小的水珠。晚上晚些时候,雨势减弱,末日般的狗出现了,它们的嚎叫使我的耳塞毫无用处。我的床是硬垫覆盖的木板。亚利桑那州的时差是12个小时,我躺着醒着,沉浸在陌生的气味和声音中。
小组中一位名叫肯波的当地资深僧侣将一把把扑克筹码扔到空中。在它们落下后,年轻的僧侣们将它们铺平,使其分布接近随机。桌椅已被推到房间的边缘。每个筹码代表着早期宇宙中的一个星系。在学习了牛顿引力的入门知识后,僧侣们传递着几千个筹码,每个筹码都因其邻居的引力而略微移动。他们蹲在地上,仔细考虑每个筹码和每种情况。他们一遍又一遍地这样做,总共做了七次。这个实验是一个穷人版本的宇宙结构形成的计算机模拟。
在考虑空间时,我们忽略了时间。因此,我将僧侣们分成小组,每个小组都得到一组40张关于宇宙历史事件的图片。它们包括微波背景、最早的星系、地球和月球的形成,到叠层石、蜥蜴和猿等生物事件,再到金字塔的建造、汽车、手机和互联网的发展等文化地标。每个小组都将在教室的地板上制作一条时间线。
教室里变得很吵闹。僧侣们运用他们的辩论技巧,经常毫不留情地批评相邻小组的时间线。空气中充满了叫喊声、笑声和拍手声。当他们向前推进以表达观点时,形成人墙。对于任何老师来说,这种喧闹的活动都是学习的源泉。
随着研讨会的结束,他们学到了很多东西,我也学到了很多。现代宇宙学是一个基于一个世纪的观察结果的复杂建筑,但有趣的是,亚洲传统,例如多个宇宙和无数可居住世界的想法,已经预见到了许多方面。我所说的没有任何与他们的佛教训练不一致的地方。这对于一个生活在西方文化中,科学和宗教经常似乎处于对立地位的人来说是有益的。
研讨会的最后一天是喜庆的。我带上了一个逼真的面具,并带有流畅的德语口音,所以爱因斯坦出现在课堂上,以解决关于引力的未解答问题。我们观看了宇宙学模拟的飞行影片,并吃了爆米花。颁发了证书。西方教师获得了礼物,并被披上了丝绸的仪式围巾。
大自然完成了从无到有的壮举,然后创造了空的空间并用物质和能量填充了它。但我们也在世界屋脊的边缘取得了一个小小的壮举。我们把一个空荡荡的教室填满了光明和学习的简单快乐。