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春節(jié)期間，校長智庫特別策劃系列文章，今日作者為成都市教育科學(xué)研究院院長羅清紅。

科學(xué)與教育總是相生相伴的，教育必須建立在科學(xué)的基礎(chǔ)之上，科學(xué)的發(fā)展離不開教育?？茖W(xué)的基本態(tài)度是疑問，基本精神是批判，基本特征是不斷推動社會進(jìn)步，哪怕其他方面都在倒退的時候，科學(xué)卻總是在前進(jìn)，科學(xué)是人類進(jìn)步的第一推動力。科學(xué)教育通過對人在思想、精神、態(tài)度和方法上的熏陶與培育，從而提升人類非生物本能的智慧，豐富人類非與生俱來的靈魂。

科學(xué)的力量，體現(xiàn)在對人類思維方式的不斷探索、不斷修正與不斷否定中，并以想象力和實(shí)證推翻先前觀念，無限逼近世界實(shí)在的新面向，不斷建立宇宙空間的新圖景。

學(xué)者祝智庭認(rèn)為，智慧是一種高階思維能力和復(fù)雜問題解決能力，智慧的精神內(nèi)核是倫理道德和價值認(rèn)同，智慧強(qiáng)調(diào)文化、認(rèn)知、體驗(yàn)、行為的圓融統(tǒng)整。教育智慧是指教師對于教育教學(xué)工作的規(guī)律性把握、創(chuàng)造性駕馭和深刻洞悉、敏銳反應(yīng)以及靈活機(jī)智應(yīng)對的綜合能力。

兩千多年前，孔子去世前呼出來的最后一口氣，會平均地彌散在大氣層中，結(jié)合大氣層的體積，地球上每個人平均會吸入10個分子左右，這是先師圣人的氣息，也是古今一脈的傳承。人類總是對自身感到著迷，研究自己的歷史、心理、哲學(xué)與神明，大部分知識都以人自身為中心，仿佛人類就是宇宙的中心?？茖W(xué)為我們打開了一扇觀察人類世界以外的窗戶，由此帶來了認(rèn)識宇宙世界的新空氣。曾經(jīng)認(rèn)為地球是平的，世界是靜止的，宇宙很小而且從未改變，人類是一個獨(dú)立物種，與其他生物沒有血緣關(guān)系……現(xiàn)在，我們認(rèn)識到了夸克、黑洞、光子、基因、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)以及空間波動的存在……人類像個不斷長大的孩子，發(fā)現(xiàn)世界并非只有4%的臥室，還有臥室之外96%的暗物質(zhì)暗能量，那是我們幾乎一無所知的遼闊世界。為此，蘇格拉底有句名言：我知道自己一無所知。在自然面前，人應(yīng)該永遠(yuǎn)保持謙恭與謙卑，這是智者修煉的基本功。

歐幾里德定義直線外一點(diǎn)有且只有一條平行直線；黎曼則直接從公理上修改，認(rèn)定直線外一點(diǎn)可以作若干條與已知直線平行的直線，結(jié)果形成自洽的黎曼幾何邏輯體系。牛頓經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時間空間不變，愛因斯坦則整體性顛覆牛頓時空觀，同樣構(gòu)建起自洽的理論大廈?？茖W(xué)鼓勵首創(chuàng)精神，沒有做不到，只有想不到，創(chuàng)新總在反叛中：初中老師告訴我們負(fù)數(shù)不能開根，高中老師則告訴我們負(fù)數(shù)可以開根，于是開出了虛數(shù)與復(fù)平面，前不久潘建偉團(tuán)隊(duì)用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了虛數(shù)空間的存在，引起了不少人觀念上的沖突。以數(shù)學(xué)的0為例，小時候考試就怕得0，疫情期間大家都盼著為0，0增長、0感染、0病例，到今天才發(fā)現(xiàn)0有多重解釋。又如0/0型是否有意義？中小學(xué)老師講，此式無意義；大學(xué)老師講，此式有意義，0/0是不定型等于任意數(shù)，這個結(jié)論在有些人看來會有異議，假如有小學(xué)生遇到這樣的困惑，教師該作何引導(dǎo)？0是空，是宇宙未被觀察前真如狀態(tài)的數(shù)字煙、概率云和量子海；0是無，無不是什么都沒有，是什么都會有，宇宙從虛空的狄拉克量子海洋中，踢出正反粒子對，進(jìn)而形成兩個世界，物質(zhì)世界與反物質(zhì)世界，物質(zhì)世界就是宇宙大爆炸無中生有的世界，正負(fù)粒子對撞，則是兩個分裂世界的融合過程。

可見，在人類成長的歷史長河中，世界史沒有邊際，有邊際的只是人的思想束縛，凡是認(rèn)為不可能的事變成可能的時候，人類的智慧就往前走了一大步。真正阻止人類進(jìn)步的是人類勇氣的界限。

一個世紀(jì)以來，相對論與量子論在各領(lǐng)域發(fā)揮著積極作用和重大影響。沒有相對論，就沒有GPS精確導(dǎo)航，就沒有中國天宮，沒有馬斯克的星鏈，沒有重力透鏡效應(yīng)下的黑洞照片；沒有量子論，就沒有晶體管、激光、巨磁阻、LED等，就沒有現(xiàn)代科技。是它們徹底改變了現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)、生活與技術(shù)面貌。然而，時至今日，調(diào)查顯示，知曉其科學(xué)原理者廖廖，由此導(dǎo)出的有違生活直覺的科學(xué)結(jié)論，更難成為大眾共識，但這并不影響人們心安理得地享受與傳統(tǒng)觀念沖突的現(xiàn)代科學(xué)理論帶來的巨大福利。然而，作為新時代的教育工作者，我們有責(zé)任和義務(wù)，擁抱科學(xué)，拒絕科盲，努力成為科學(xué)常識的知情者和守護(hù)者。

相對論告訴我們，物體運(yùn)動速度越快，時間越慢，可見，你的時間不等于我的時間；運(yùn)動讓長度變短，可見，你的空間不等于我的空間。運(yùn)動讓時間變慢，讓長度變短，時間和空間會因?yàn)檫\(yùn)動編織成“時空四維”。每個人的運(yùn)動不同，也就意味著每個人的時空尺度不同，從這個意義上講，這個世界上，每個人都擁有自我不同的獨(dú)立時空世界，雖然它們之間的區(qū)別非常小，但這一定是無法提出質(zhì)疑和挑戰(zhàn)的大于零的真實(shí)存在?？梢?，每個人都在自己的時空尺度里獨(dú)自行走一生，每個人必須為自己的行為負(fù)完全責(zé)任，與他人無關(guān)。另一方面，相對論告訴我們，物體的質(zhì)量越小，速度越快，時間越慢。光子靜質(zhì)量為零，從而換取光速前進(jìn)，讓時間停止，光子即時長途奔襲，依然不忘初心，保存光源原初信息；與此相似，人的發(fā)展何嘗不是這樣？有的人思慮太重，計較太多，因“質(zhì)量”太大而進(jìn)步緩慢，有的人則敢于拋棄私心雜念，戒除貪嗔癡，明明德，止于至善，把自己活成一束光，因而青春永駐、精神永存。

量子力學(xué)感覺與我們的生活關(guān)系不大，其實(shí)它已誕生超過100多年。量子是物質(zhì)與能量的最基本單元。在物理學(xué)中，無論是物質(zhì)還是能量，如果我們不斷往下細(xì)分，就會發(fā)現(xiàn)，它有一個最小的不可分的一個單元。就像我們上臺階走樓梯，只有第1、2、3級臺階，而不會有1.5級、2.5級臺階，那是不穩(wěn)定的，也是沒辦法存在的。這種離散的，必須有正整數(shù)的物理學(xué)概念就叫量子。

愚公移山告訴我們，愚公想要到山的另一側(cè)，他要么登上山頂再下山，要么把山鏟平。然而，如果我們把整個尺度縮小到十萬分之一（10的負(fù)5次方米），進(jìn)入到量子力學(xué)主導(dǎo)的世界，愚公就可能直接隧穿過去而無需翻山越嶺，或鏟平山脊。量子力學(xué)發(fā)生在我們?nèi)粘Ｏ嗫臻g以外的世界，它的行為與日常行為不一樣，不代表它是錯的，只是我們不熟悉而已。一個物體非常小，根據(jù)量子力學(xué)，我們就無法確知它的位置，它沒有絕對位置，它會既在這里，又在那里，有時還可同時出現(xiàn)在兩個地方。可見，我們熟悉的經(jīng)典世界與不甚熟悉的量子世界，在物質(zhì)運(yùn)動上存在著非常不一樣的規(guī)律。微觀領(lǐng)域，是允許一個物體同時處于多種狀態(tài)的，這就像一個量子人可以同時既在成都又在北京，就像孫悟空的分身術(shù)，這在宏觀世界里是匪夷所思的，但在微觀世界里，這卻是真實(shí)存在的。

當(dāng)相對論與量子論在各自領(lǐng)域混得風(fēng)生水起的時候，五個小BUG卻讓兩者兵戎相見，產(chǎn)生了不可調(diào)和的矛盾沖突：時空筆直與彎曲矛盾、小尺度上不兼容、確定性悖論、超光速問題和信息是否守恒。所幸的是，首位華人菲爾茲獎獲得者丘成桐，以卡拉比-丘成桐六維弦論，瞬間冰釋了相對論與量子論的世紀(jì)恩仇，宇宙因從時空四維提升到十維而分外和諧。

宇宙十維由經(jīng)典世界（時空四維）與微觀世界（卡拉比-丘成桐六維弦，也稱六度空間）共同構(gòu)成。卡-丘空間是10的負(fù)30次方厘米（電子的十萬兆分之一） 。怪事可能發(fā)生，而且必將發(fā)生，微小、隱藏的維度可能就是怪事之一，它可能存在邊緣性的宇宙，一處卷折在宇宙?zhèn)冗呏獾牡赜?，超出我們的感官覺知?？?丘空間最簡單的特性是“緊致性”，就像是被揉起來的紙團(tuán)會往內(nèi)彎曲，但卷縮的方式有非常精確的規(guī)定，一個緊致空間中沒有無窮長或?qū)挼膮^(qū)域，緊致空間可以用有限塊花布縫制成的被子來覆蓋。如果你站在緊致空間的表面上，朝固定方向一路往前走，有可能會走到出發(fā)點(diǎn)?？?丘空間卷曲是如此之小，以至于我們四維世界的居民對此毫無感知，但是它卻無處不在，系附在我們空間的每一點(diǎn)上，只是我們的身體太碩大，無法走到它的空間里面去逛逛而已。但這并不表示我們和這些不可見的六維空間沒有互動，當(dāng)我們四處散步或是甩甩肩膀時，都會經(jīng)過這些隱蔽的空間而不自覺。我們行進(jìn)時，對卡-丘流形的短暫侵?jǐn)_會相互抵消，比起四維領(lǐng)域中的行徑，顯得無足輕重。我們可以把它理解成x軸是四維，y軸是隱藏的六維。每個人都在十維空間中，帶著這樣一個坐標(biāo)軸在行走一生?？?丘空間的出現(xiàn)，客觀上造成了宏觀世界與微觀世界，貝爾不等式在客觀定域的宏觀經(jīng)典世界里嚴(yán)格成立，但在非局域微觀的量子世界里卻不成立，這就證明不存在隱變量，量子世界微觀粒子之間的作用是超距超光速，宇宙間一對微觀糾纏粒子，會糾纏在一起，信息瞬間可達(dá)，宇宙從根本上是一個整體，是不可分割的。這或許回應(yīng)了王陽明龍場悟道“心外無物，萬物一體”的內(nèi)生邏輯。

2700年前印度創(chuàng)造了一個字“梵”，梵就是自然，是大海，是無邊無際的“一”，是高維世界。我們從“梵”里來，生活一圈后，又回到梵里去。在海洋里，我們是一個整體，接著一陣風(fēng)，卷起了一堆浪花泡沫，然后又跌落下去，全都又都回到海洋里去。通達(dá)高維世界，需要排除雜念，練就冥想靜修的功夫，猶如物理學(xué)的超導(dǎo)現(xiàn)象，唯有把環(huán)境溫度降至絕對零度附近，讓萬物歸于靜寂，電流方可以暢通無阻；類似的，人的冥想內(nèi)修達(dá)到寂靜之態(tài)，意識流就可以直達(dá)高維，思如泉涌，享受靈感的激蕩、心流的愉悅。教育需要動的魄力，更需要靜的定力，方能開悟啟智。

墨西哥有10多億只帝王蝶，每年冬天都在同樣的幾棵樹上過冬。它們每年2月就要向北飛，要飛過上萬公里，到美國、加拿大，然后往回飛，10月再回到樹上過冬。動物這樣的遷徙行為并不奇怪，奇怪的是，在這八個月的旅程中，每只帝王蝶個體的平均壽命卻只有短短兩個月，也就是說往返需要經(jīng)過四代帝王蝶的接力賽才可以回到原點(diǎn)。它們沒有GPS，沒有指南針，團(tuán)隊(duì)能順利完成接力賽，說明帝王蝶群體涌現(xiàn)出了共享意識，組成了超個體。某只帝王蝶在某個時間死掉，就像人的細(xì)胞隨時會死掉一樣，人不會因?yàn)槟硞€細(xì)胞死亡而失去個人意識，可見，帝王蝶正是因?yàn)槌瑐€體集群而讓智慧意識永存。

人類因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)有了共享意識，人機(jī)一體的時代，社會也會構(gòu)成一個超個體。技術(shù)的進(jìn)步，這個超個體會更加緊密地聯(lián)系在一起，人機(jī)互動、人人聯(lián)網(wǎng)，也許政治的、種族的、性別的差異都會逐漸減低，也許超個體是人類意識的未來。當(dāng)下AI支持下的個性化學(xué)習(xí)，是社會超個體意識的基礎(chǔ)工程。

在AI支持下，未來的學(xué)習(xí)環(huán)境由個人的興趣與能力決定，按照自己的速度學(xué)習(xí)不同科目。傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境時間是不變量，學(xué)習(xí)成了不確定的變數(shù)；智能設(shè)備支持下的定制化學(xué)習(xí)，時間成為受學(xué)生自我控制的變數(shù)，學(xué)習(xí)成為穩(wěn)妥的常數(shù)。在學(xué)校班級里的深入思考往往不被待見，因?yàn)樾枰R劃一地進(jìn)度均值，正確答案只有一個，因此不鼓勵學(xué)生打破砂鍋問到底，如我在馬路邊撿到一分錢，兩列火車總是相遇問題，生活中很難遇到。事實(shí)上，在生活中孩子知道的比老師還多，年輕人知道的比老年人多，我們是裝著知道，孩子與年輕人是裝著不知道。純粹知識層面，老師不一定比孩子多，因此教育要從“教”向“育”方面轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)課堂老師總是讓學(xué)生在課堂上找正確答案，總是希望從聰明的學(xué)生那里聽到正確答案，未來大部分時間，可能沒有正確答案，沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，我們要一起去尋找答案、創(chuàng)造答案。教育不遵循學(xué)生內(nèi)心的激情，久而久之，就會扼殺孩子們與生俱來的創(chuàng)造本能。

學(xué)習(xí)者是我們的委托人，是我們的顧客。要與他們建立聯(lián)系，就需要主動走進(jìn)他們，而不是期待他們來找我們。教育工作者必須付出更多努力去理解和利用新型學(xué)習(xí)方式，才能獲得學(xué)習(xí)者的青睞，教育工作者必須應(yīng)對各種顛覆性力量，如移動設(shè)備，社交網(wǎng)絡(luò)，基于云的學(xué)習(xí)，各種學(xué)習(xí)APP，創(chuàng)客運(yùn)動，大規(guī)模開放在線課程，游戲?qū)W習(xí)，翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)，個性化學(xué)習(xí)，混合交互式學(xué)習(xí)，流媒體視頻和虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境等等。信息化把教師從重復(fù)性勞動中解放出來，讓教師能夠與學(xué)生進(jìn)行更多更復(fù)雜的人性和情感上的互動。

未來教育就是要訓(xùn)練孩子怎么面對挑戰(zhàn)，把握機(jī)遇不斷學(xué)習(xí)。音樂激發(fā)靈性，舞蹈訓(xùn)練節(jié)奏，繪畫可以體驗(yàn)創(chuàng)意和想象力，在運(yùn)動中學(xué)會包容，明確團(tuán)隊(duì)責(zé)任，面對失敗，挫折，積累敗熵逆商，提高抗打擊能力。未來教育要從純知識性機(jī)械訓(xùn)練，走向從五育并舉，從五育并舉走向深度的五育融合。教師無疑是這場AI技術(shù)賦能下，群體教育智慧的擺渡人。