我的女朋友一直致力於讓我瞭解酷炫的文化,她讓我迷上了 YouTube 熱播節目“TwinsthenewTrend”,也叫“第一次聽說”。蒂姆和弗雷德·威廉姆斯是住在印第安納州加里的雙胞胎兄弟,他們對從未聽過的歌曲表現出極大的熱情。直到我看到這些年輕的黑人男子隨著“今夜在空中”和“喬琳”的節奏搖擺時,我才真正開始欣賞菲爾·柯林斯或多莉·帕頓。看蒂姆和弗雷德的節目,感覺就像我也是第一次聽到這些老歌一樣。這對雙胞胎打破了我習以為常的感覺,讓我臉上露出了笑容。
這個節目讓我想知道:是否存在一個科學版的“第一次聽說”?是否有一種方法讓我們像第一次接觸到大爆炸這樣的科學理論時一樣興奮?對我來說,這成了一個複雜的問題。
幾十年前,我成為一名科學記者,是因為我發現科學令人興奮——尤其是純科學,即理解一切的探索。作為一名英語專業的學生,我只修過幾門科學和數學課程,它們並沒有讓我感到震撼。真正吸引我的是像丹尼爾·丹尼特和道格拉斯·霍夫施塔特的《心靈之眼》、弗裡喬夫·卡普拉的《物理學之道》以及傑里米·伯恩斯坦在《紐約客》上發表的科學家簡介等受歡迎的作品。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞工作 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
我想向非科學家傳達科學家們正在發現的關於宇宙、生命和我們自身的資訊。我也想讚美發現者。我欽佩像詹姆斯·格雷克、丹尼斯·奧弗拜、邁克·萊蒙尼克和莎朗·貝格利(安息吧)這樣的記者,他們擅長報道物理學、生物學和其他領域的前沿進展,並且文筆優美。《紐約時報》的娜塔莉·安吉爾甚至可以讓化學變得性感!
最終,我逐漸偏離了慶祝式的科學寫作。我決定,透過批判甚至揭穿科學主張,我可以更好地為讀者服務,這些主張往往是誇大、不連貫或錯誤的。我說服自己,科學需要嚴厲的、知情的批評,而不是“哇哦”新聞,後者在不熟練的人手中就像是單純的營銷。
問題是,我感覺自己變得厭倦了,失去了最初吸引我進入科學新聞行業的驚奇感。我們都容易習慣,這也許與進化有關。我們的大腦不是為了讓我們始終對存在的怪異保持一種目瞪口呆的狀態;那將沒有太大的適應性。世界偶爾會讓我們感到驚奇,但這種感覺可能是一種副產品,是我們感知認知裝置的偶然副作用。
是的,自然選擇在我們心中注入了好奇心。我們想知道自然是如何運作的,以及如何為我們的目的操縱它,因為這種知識可以幫助我們生存和傳播我們的基因。但是我們有一種強烈的傾向,傾向於所謂的工具主義,在這種主義中,一切重要的是完成待辦事項清單上的任務,並且儘可能減少認知支出。
理想情況下,教育應該抵消我們對工具主義和習慣的傾向,但是它往往會產生相反的效果。事實上,習慣可以說是 STEM 課程的目標。學生被訓練得非常徹底地學習公式和技術,以至於他們可以像機器人一樣不假思索地應用它們。
在量子物理學中,這種務實的態度可以用“閉嘴並計算”的命令來概括。(理查德·費曼經常因此受到讚譽,但它起源於大衛·梅明,他當時正對“只計算”的心態感到沮喪。)也就是說,不要擔心量子力學的含義。只要好好學習薛定諤方程和其他公式,就足以透過考試,如果足夠幸運能夠做真正的研究,就可以發明一些有用的東西。
作為我正在進行的量子實驗的一部分,我一直在與物理學家和哲學家交談,試圖解決測量問題和其他量子悖論。許多人告訴我,他們痴迷於量子力學的哲學含義,儘管他們的正規教育並沒有涉及到這些。
具有諷刺意味的是,教學幫助我克服了習慣。我於 2005 年開始在史蒂文斯理工學院任教,因為我需要錢來補充我的自由職業收入。起初,我感覺在課堂上很尷尬。我一直認為自己是一個業餘愛好者,而不是任何領域的專家。我沒有博士學位,只有新聞學碩士學位。(當我向一位朋友核歷史學家亞歷克斯·韋勒斯坦坦白我的不安全感時,他回答說,我們很多教授都患有冒名頂替綜合症,但就你而言,這可能是合理的。)
隨著時間的推移,我在課堂上放鬆了。我決定,我的首要責任應該是讓自己享受其中。我想,如果我玩得開心,我的學生也更有可能玩得開心。如果他們沒有,至少有人會玩得開心。我不再擔心我應該教給我的學生什麼,而是專注於我關心和寫作的主題(這兩者是一回事)。幸運的是,我的課程——尤其是新生人文課程,涵蓋了從蘇格拉底到達爾文的宏大思想——給了我很大的自由。
我發現我喜歡向學生們講述科學最偉大的成就。我個人最喜歡的是大爆炸理論,它很容易解釋。我首先問,“你們有多少人知道宇宙是如何開始的?” 幾隻試探性的手舉了起來。然後我問,“你們有多少人關心宇宙是如何開始的?” 通常,舉起的手更少。我大喊,“拜託,你們應該關心!我們都應該關心我們為什麼存在!”
然後我告訴他們關於大爆炸的事,強調這個理論還不到一個世紀,並且基於三個證據:來自星系的光向光譜的紅色端移動,這表明星系正在遠離我們;在整個宇宙中觀察到的氫、氦和其他輕元素的比例,這與理論家對大爆炸中將鍛造的元素的預測相符;以及籠罩地球的微弱微波嗡嗡聲,這被認為是宇宙大爆炸的餘輝。我喜歡一邊說“宇宙大爆炸的餘輝”一邊富有表現力地擺動手指。
我的許多學生是新澤西州長大的工程專業學生,史蒂文斯理工學院就位於那裡。我告訴他們,宇宙餘輝是 20 世紀 60 年代在新澤西州貝爾實驗室的物理學家測試微波接收器時偶然發現的。酷吧?我可能會穿插一個關於特立獨行的天體物理學家弗雷德·霍伊爾的故事,他創造了“大爆炸”這個詞,但從未接受該理論;以及關於斯蒂芬·霍金,我曾經抱在懷裡。(即使是我最糊塗的學生通常也聽說過霍金。)
我強調,儘管大爆炸理論告訴我們很多關於我們宇宙起源的資訊,但它並沒有解釋大爆炸最初發生的原因,或者如果有什麼東西存在於它之前。科學家們提出了許多理論,其中一些理論說我們的宇宙只是眾多宇宙中的一個,就像廣闊泡沫海洋中的一個小氣泡。但是沒有人真正知道為什麼我們的宇宙會爆炸成存在,或者為什麼它會採取一種允許我們最終出現的形式。
根據我對課堂的理解,我可能會深入研究其他大的謎團,例如生命的起源和身心問題,即我們到底是什麼?我們,這些能夠思考自己起源的奇怪的猿人,才是最大的謎團,我說。
我的目標不僅僅是讓學生對生命的定向泛種論假說感到驚歎,該假說認為外星人可能在這裡地球上播下了生命的種子;或者綜合資訊理論,一種關於物質如何產生思想的猜想;或者分形、混亂、永恆自我複製的宇宙起源的膨脹模型。我的主要目標是讓我的學生欣賞這些可疑的理論試圖解決的謎團。
如果我幸運的話,我的回報是,一些學生——不是全部,但至少有一些,通常會——振作起來。他們的眼睛會眯起來,他們的眉頭會皺起來。他們甚至可能會問我問題。也許他們想了解我對弦理論、多世界假設、模擬假設或他們聽說過的其他一些遙遠的猜想的想法。
這就是為什麼我如此享受這些交流的原因——而且這個結果應該可以推廣到課堂之外的對話。與年輕人談論科學的奧秘和理論可以幫助我重新發現它們,並以全新的視角看待它們。當我寫關於弦理論或多世界假設時,我通常會貶低它們,指出它們的不足之處。
但是,當我和學生們談論這些理論時,我被科學家的膽識、他們狂野的雄心和想象力所征服。如果我幸運的話,我的厭倦感就會消退,有一瞬間,我感覺好像是第一次看到科學、世界和我自己這個可悲而高貴的物種。
進一步閱讀和收聽:
我在我最近的書《注意:性、死亡和科學》和 《身心問題》中談到了教學。
我最近在我的播客“身心問題”(隸屬於Meaningoflife.tv)中與物理學作家邁克爾·布魯克斯、喬治·穆瑟、阿曼達·蓋弗特和亞當·貝克爾討論了量子力學。
