干货 | 何万青:追逐早上,重建科学素养【新生论坛回放】

 

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本文系何万青博士5月26日在杭州2050大会“我带佛陀上火星”论坛上演讲的文字整理稿。

何万青,上海交大学工程热物理博士,阿里云高性能计算负责人,YOCSEF荣誉AC。

在演讲中,何万青博士谈到掌握技术并不能使我们免于愚昧,有时正相反。科学素质包括哪些?科学家如何看世界?科学和技术是什么样的关系?何博士指出,在高度信息冗余的现代,如何去了解科学精神和科学思维方式是一件重要的事。

何万青

谢谢大家!我也说说这个事的机缘,我跟贤信、贤度法师认识很早,2014年龙泉寺第一次IT禅修营,我有幸那时候当营员。后来多次上山沟通。刚才贤度法师也说到,我们在座大部分都是从事科技或者是互联网的同学,会有人问读那么多年书,为什么要去当和尚?还有一件事情就是到底花那么多精力在科技上是为什么?每年除夕的时候,龙泉寺都会有跨年的茶话会,今年学诚法师在开示的时候就提到了。通常讲的科技实际是混在一起科学和技术,我今天讲的话题是科学,可能与技术是两码事。科技其实是多数人付出的共业,这个是做什么事?我们对于科学是没有使用手册的,龙泉寺做的事情就是科技为善,就是这样一个理解。

 

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贤信法师很早就说,万青你来讲三体,那是早前我还在英特尔的时候,有比较多的时间,做科普的工作,讲过大概有十几次,在中国科技馆还有一些挺有意思的场合。有意思的是,《三体》在得奖之前,很多家长是不愿意让孩子看科幻,有个家长说,放假了看见孩子躲在屋里看书,最近有本书叫什么体,肯定是坏书,就给收起来了,得奖之后拿来看,突然发现我这把年龄已经没有办法看这么厚的书,三本这么厚。我在不同场合做过些的解读,但这不是我今天来讲的主题,今天我跟大家谈谈科学素养。我相信今天我提到几个问题,每个人都会有,题目实际上加了一个附题,掌握技术不能使我们免于愚昧,有时候恰恰相反,大家可以想一想,为什么?

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狐狸知道很多小事,刺猬知道一件大事

 

我自已就不介绍了,这句话大家看到过没有?“狐狸知道很多小事,刺猬知道一件大事”,这句话来自英国以赛亚·伯林他写的那个《俄国思想家》。其实可以影射到从事科学、技术或者各种专业人员。我们现在信息极度爆炸,各种冲突信息非常多,每天打开微信、头条,实际上你如果没有一个回归本源,自己推导出跟你的价值观,跟你的认识,跟你的世界观得到结论的事情,你是非常confused的。这也是为什么每年去龙泉寺有非常多的年轻人,实际上有一些年轻人,我在第一届就遇到过,他在工作生活中有很多处理不了的问题,他躲开了,跑到山上去,去接近佛法,但是并没有能够因此使得他俗世生活能够更加和谐,所以我们讲这一定有问题。

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实际上有两类科学家或者是专业人员,没有好与坏的区别,一种是我有非常坚定认识世界的价值观和认识论,我坚持这个,但是对于其他的问题,我不太懂,现在由于我们有大量的信息冲过来,很多人成为狐狸类型的,所有事情我都略懂一点,但是要问这个事情我的看法,我很难说清楚。当时以赛亚的分析就是说,陀思妥耶夫斯基是刺猬,托尔斯泰是狐狸,大家可以看这本书分析得非常细。我想说的是,在我们这种高度的信息冗余世界里,我们还是在一定的程度上要成为一个懂得一些大事的人,那我们看看什么是一些大事,了解科学精神和科学思维方式方法是最重要的一件事。

反思科学素质的问题

 

前两天跟中国科普研究院的王大鹏老师有聊过,我们做了很长时间对谈,大概梳理出来五条。目前我们的科学,我们对待科学的态度,我们有哪些问题?

第一、科学有用性。中国历来就是一个强调从有用这件事情去看科学的,我们说德先生和赛先生也是因为他有用。但是看科学的发展史,只有一个地方出现过科学就是希腊,这个科学的出现不是因为有用,因为有人非要做一件反日常、反常态的事,非要去研究这个事情,所以我们可以发现科学可以无用,等到有用,一定等到技术发展到一定阶段,遇到解释不了的现象时候,会召唤科学,有可能一辈子从事技术是一个很牛的人,但是你没有科学精神是完全可能的,甚至80%是完全可能的。

第二、科普的力量。这十几年来,我们互联网发展很快,我们有没有科普的力量,当然有官方和科协,还有国家的想法是把科普任务交给科学院,刚才介绍过,我大部分时间,这十几年是支持高性能云计算,大部分都是老师,他们有时候做科普吗?其实科普这件事挺难的,那么多年中国出了一部说的过去的“爆品”科普就是《三体》,还有一个就是民间非盈利组织,早期是科学松鼠会,他想做的事情是希望让年轻人觉得科学是很酷的事情,他也是一种亚文化,接着由于投资的存在,互联网的存在,我用互联网方式来做科普,就像今天这件事情2050是一个民非科普力量,但是这样的事情能改变多少呢,我们扪心想一想?

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第三、根源问题,教育问题非黑即白。我们的教育,我们从初高中开始学物理化学,但是基本上都告诉你这是力学的第二定律,应该是怎么样,你要去质疑,老师会说这个孩子有问题,他是反对质疑的,你也没有办法追本溯源来做这个实验。所以我们经常要谈的事情是说教育问题非黑即白,没有人去告诉我们,科学有一个最重要的特点,任何一个现象只有你要愿意去深挖,你都可以做科研的,我们说的是科学研究,不是科技,这一点我们是缺失蛮多的。

第四、公众参与科学的问题。到目前为止,包括我们说的果壳,包括我们说的民非线下活动,其实更多是提到什么是科学,你每天在微信读到这个蛮有意思的,这个蛮有意思的,或者我们去博物馆,如果你不是因为有用才去的,就已经前进一步,但是另外一个事情他只告诉你什么是科学知识,没有告诉你说科学是哪里来的,怎么样才能得到。

第五、科学崩溃了吗?就是我们讲到有一个报道,最近撤稿的事件,包括之前韩春雨的,这件事本身是好事,正好证明了,告诉我们大家,科学是可以自我净化,要不断否认自己,就是有新的证据出现,所以这些都是我们这个社会面临的问题。

科学家看世界的6个原则

 

回头总结一下,这个是我比较欣赏的一套理论,科学家怎么看这个世界。其实我们每天回头问一下自己,是不是有这六条。

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第一、宇宙和周围所有事情可以理解,你理解不了不要相信各种怪力乱神,不要相信各种非自然的解释,是因为你没有得到足够的信息和足够的科学素养。

第二、科学总是会变,你说科学不靠谱,信仰是靠谱的,宗教是靠谱,因为他不变,但是科学总是变的,离开一定条件就不行。

第三、我们说虽然是变的,但是科学有一个很大的特点,每一个都是建筑在上一个基础之上,除非你颠覆它,所以在一定的条件下总是成立的。

第四、我们刚才提到一个很得要的问题。今天我们谈带着佛陀上火星,是说人类的心灵问题,科学没有办法解决,你可能还是要找一个可以接受的,不管是宗教、哲学、心智模式。 

第五、说明从事科学的还是人,不是一个机器,一定会这么做,一定会有结果,一定有想象力,特别是要有浪漫的一块,或者说有个性的一方,我们后面提到好多人会想起这个人就是费曼,费曼在他60年代做过一系列的演讲,他看到的问题今天完全在我们这个社会里面。 

第六、最后的问题是由于我们自己是人,所以纠正一下自已的偏差是没什么可丢脸的。

 

History of Science? Or of Science & Technology

 

研究科学本身最好的办法是研究科学出现和科学发展史,这张图其实可以在网上,有一个是英国的网站,在网上可以花16欧元买到完全清晰版的。名字叫history of science,但是其实应该是history of science and technology,就是我们把科学发现和科学发现本身的过程和科学发现延伸出来的技术混为一谈。我下面加了一些很有意思的,我们可以走一遍。第一个要知道,科学或者科学家的本质是根植于人的内心,每个孩子东摸摸西摸摸,而且他会对对任何反常的事情进行探询,只不进了学校以后,老师按住你说,这个不要去管,那个不要去干,基本上每个人的科学的苗子,进了学校就给按下去了,人的求知欲与好奇心是与生俱来看,有一本书我非常建议大家去读一下,最近出版的《思维简史》,作者是跟斯蒂芬.霍金一起写《大设计》的,叫蒙洛迪诺,这书对我也是一个很大的冲击,就是我们对生、死,对于大的事情有不同的宗教解释,但是我们忘了科学本身也有它的解释,我们可不可以接受一种不带任何心灵慰籍的科学观,去指导这件事情,这本书讲得非常好,一头一尾有呼应,包括他的父亲在集中营里,为了解决一道题,可以拿面包去换。第二件事情如果我们回溯科学的发展,通过考古会发现偏差问题,为了解决生活问题,我们产生了科学,其实并不是这样,人类的思维和由于好奇所趋使,想去解决思想的问题,会脱离生活需求去产生文化,所以科学跟我们说的需求有时候脱节的。接下来两个重要人物,通过观察世界去产生一种解释,最早一个集大成的人物是亚里士多德,但是他有他最大的问题,第一他是观察,比如说观察船过来的时候总是升着桅杆,他告诉说这个地球可能是圆的,但是他不做实验;第二个的话,他有一个最重要的问题,也是我们在座的每一个人,包括我们的父母亲戚朋友根子里都会有的一个残留的思维,叫目的论,任何事情和一个自然现象都有一个目的,会用这个目的去扭曲对观察的解释,比如亚里士多德自己就说,女人的牙齿比男人少多少,其实他是从那个社会男尊女卑来的,但是从来没有想过数数他妻子的牙齿是不是少几颗,所以后来真正突破这个的人是伽利略,伽利略第一件事情做了实验,第二件事情如果实验情况跟他观察不符,纠正自己的观察和假设,第三点真正做到完全脱离现实,他通过一个斜面涂上油,模拟没有摩擦力的情况,因为如果是垂直的话,太快了,当时的测量工具没有办法解释这件事。

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同样的事情发生,后来就是牛顿,我们发现伽利略、牛顿就是化学的拉瓦锡和门捷列夫,也是生物学的列文虎克到达尔文,我们会发现每一个科学会依赖于一个更基础的,化学依赖于物理学,生理学、生物学依赖于化学,社会科学依赖于我们刚才所说生理学,一个一个建在上面的。但是到了牛顿之后,到了爱因斯坦之后,好像没有问题了,突然好像又出问题了,现在我们知道量子计算比较火,又出现各种大家想破脑子想不明白的东西。是因为在这个尺度下,我们观察是没有办法去确认的,测不准的原因核心就在于这么小的尺度下,你用来观察的粒子动量如此之大,已经使得你被观察的对象另外一个粒子完全改变轨道,要么你测不准他的动量,要么你测不准它的位置,你没有任何时间能够同时做,他是科学的本质决定。

We model the Universe

 

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我们谈了这么多以后,我们发现一个很好玩的事情。我刚才写的We model the Universe,是我们做高性能计算常说的一个词,我们想解释这个事件的时候,他是分层的,大概每10亿或者是10的9次方是一个台阶,1-10的9次方是牛顿力学看到的角度,这时候我们所有的汽车,我们高速甚至是音速的飞机都可以解释。再往上就是宇宙三体描述,所有都没有办法做实验,要通过高性能实验做模拟,更小通过10的9次方以下,才是量子力学的天下。更好玩的,我们刚才说佛学,佛学有很有意思的观测角度,你读佛经一会儿说刹那,一会儿说多少劫,一会儿说一劫多少万年。另一方面说我是不存在的,没有自性,有无数的因缘和合,周围有很多事情使这件事情发生,绝对的自由意志是不存在的,他是因为周围决定的。都是因果抉择的,有时候发现我看看佛学,它是触类旁通的,他把3-4个尺度完全放在一起考虑,我们之所以有各种烦恼,或者是跳不出来,因为我们只用一个尺度来看,我只看现在为什么这么倒霉?为什么谁就是针对我的,但是如果我能够跳出来知道,我是在一个因果体系里面,这个事情应该往哪个方向发展,我把自己作为因果的一轮推动,这是我们心灵学习到的,他很像科学,但是科学非常严谨。在这个尺度上的原理你不可以推到那个尺度上去,虽然我们希望物理学,或者说基础科学是可以统治一切的,但是我们的确看到,不同的度规下有不同的一个调整 。

科学 VS 技术:先有鸡还是先有蛋?

 

这是我来之前,我用了一天时间准备,还好我自己有一个公众号,我在里面写了大概85篇文章,里面有一些关于科技。有一本书叫《技术的本质》,这里面第一次提出来,技术跟科学的不同,其实有一点非常有启发,就是说,我们认为科学先行再有技术,但是我们现在发现在这30年里,其实各位不用学什么科学,这些技术就够我们做一辈子,你会发现技术本身有自己的道路,技术本身是自包涵的,所有技术是上一代技术的组合,而这个组合本身也需要你创新。第二个据说每个组件也是缩微的技术,如果这两条能够满足一切你所需要的,科学不需要有大的驱动力去做跃迁,只有当你的技术没有办法解决某种现象的时候,才会出现这个东西。

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他里面有一个很著名的例子,波音747的开发,波音747本身要解决一个问题,就是航空发动机入口空气的质量和内燃机喷出去的速度比值和整个体积对比,在航空动力学原理出来的时候,我们的技术本身并没有达到说我们的钢的质量能够支持这儿大的引擎。所以当时我记得在历史上,在波音公司停机坪上停了几辆飞机,引擎发动机器没有挂上去,因为没有办法,一个肋片夹着,但是这个程度是做不到的,所以大的工程都是技术的积累做到以后,包括我们前面说到生物学一开始是类似于观察科学,他是靠你去磨显微镜片,显微镜能达到的最大程度,告诉你在水里面有这么小的小虫子,他看不到病菌,所以技术是一个阻碍。我们讲我是一个科技人员,你的科研素质或者科技动素质怎么样是完全没有关系的。

科学发现的机缘

 

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这是我去年蛮重要的发现,其实Richard Roberts,他是93年诺奖得主,也是一个著名事件的发起人,就是我们现在经常谈到的一个反基因、转基因的问题,这也是个科学素质的试金石,我们听来听去,有没有回到科学思维的本身,第一这个事情的概念是什么,第二个科学共同体是怎么看的,第三个这些科学共同体的人哪些真正对转基因的认识是靠谱的。当时他发起过一个反对绿色革命组织,反转基因活动,100多个人的反对绿色和平组织反转行为的签名是他推动的。那个事情其实就是因为人类在转基因的培育过程当中,投入非常大,而绿色和平组织对转基因成果的破坏,使得到的成果不成正比。第二个事情是科学共同体认为不能说完全安全,但是在我们培育的品种上面,至少不比已有的,或者是自然杂交更危险。所以这里面采访最有意思的事情就是关于随机性,比较有意思就是提到,当我们的人非要让我去问关于中药的问题。他说这不是中医问题,而是传统医学里面大概有40%以上的药是不用起任何作用,是自愈性疾病,目前的科学研究不存在禁区,但是目前研究觉得这种药物方式(中医)并没有什么可取之处。

我后面写过一系列的文章,我特别想提一个要点,我们其实可以完全借助于你所学习的科学本身去指导我们的生活。我们说的能量守衡定律说明,这个世界上所有的东西都在那里,你要做的是怎么把这个精力放在这里面,因为自然讨厌真空,你闲下来就要去选择,你要么积极休息,你要么积极工作,不要做两面不靠的东西。费曼做过很多报告,这个报告跟我们话题很像,第一个,现在理论体系已经很完整,但是人们还是求助于迷信,你还去看星相,你还去看星座,你还会买一个磁疗仪这个事情来做,第二个是科学知识本身没有使用说明书。今天使用说明书最需要哪个学科?就是生命科学,关于基因编辑,也包括人工智能,因为实际背后是人在决策,算法背后也是人决策,我们现在面临很多问题,仍然还是在上个世纪五六十年代的问题。

刚才说到《三体》的事情就随便说一下,很好玩的是,因为我觉得读科幻小说有三个维度,第一个维度是一定让你重读物理课本,重新拿起霍金那本书读,才了解这个硬科幻里面有多少槽点是不对。第二个一部好的科幻小说还要看人性的部分,每个作者不一样,象大刘的文笔不怎么样,但是他的想象力,他涉及文革,写成编年体的样子,第三个问题就是回到里面关于人本身,每个人所处的位置仍然是网络状,必须做出这样的选择,后来我去看了一下娘子关电厂的事情。

从“卓老板聊科技”到“卓克.科学思维课”

 

后面建议大家比较好的科普,我最喜欢的有两个,第一个还是卓克,大家可以去《得到》看,重要不是学知识,重要的是这个科学的推导过程体现什么样的科学思维。你可以看到很多养生的东西,各种养生的理论、器械、药材。但是实际上人的生命上限是什么决定?真的是物质就已经决定死的,这里面很多看的关于分形结果,人的血管是一个分形结构,这里面提到的分形很有意思,就是说人的体重,所说的体重是指质量和有效细胞数,人的寿命与人的有效细胞数四分之一相关,所有的生命,越大活的越长,里面最重的一件事情你的供血系统,他是一个二维的,当线段无限的切分,他的维度可以从1到2,他就是平面。大家喜欢读这个的时候,可以想像,我们看科幻电影的时候,最喜欢读的时四维、五维,你可以发现人也是很可怜的生物,你没有办法想象四维以上。

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一只一维的虫子在一条线上面只可以看到前和后,左和右是鬼打墙。一只平面的虫子,你把纸折一下,可以往前可以往后,但是东南西北都可以,到边上又是鬼打墙,没有办法突破自己的维度,人也是一样的。所以我们想承认科学本身给的结论,还可以导致一个结果,这个宇宙都是按照结论这个运行的,所以我觉得没有宗教,你也可以坦然接受,你也是融入万物。

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这里面有几个数,实际上第一方面还是有很长的路来走,我希望更多的同学加入这当中,可能通过产品的方式会买一个很有意思的产品,也可以通过写作的方式。最重要的是通过这个去学会科学的思维,而不是我掌握一门知识,这个知识是没有完的。所以2015年全民公民素质调查是6.26,但是这个数也不是很准,2020年不知道会怎么样。当时公民科学素质还有一个争论,就是把阴阳五行写进去,中科院高能物理所的张双南研究员,当时有一个很大的争论,说明本身科学素质定义者,其实也没有太多的科学素养。我们知道美国有一个杂志叫《科学美国人》,已经非常多年,现在美国很多智库组织和大学都有这门课叫做科学素养课,他分成好几门,你必须先学哪些基础知识,再学什么样的逻辑和推理,所以这是必须回头训练的东西。

我刚刚其实提到,大家可以看一下,我听了两三年,关于专门讲科学思维的节目,我觉得他有一个很重要的结论。第一个我比较喜欢世界观被科学构建,而且可能是最稳固的世界观,因为你没办办去突破物理规律、特理定律,所以你如果把世界观建立在科学基础之上,你如果心灵有需要再找一个心灵的观念,最好的世界观是基于科学的。这个世界观好处是要经受不断被摧毁再重建。我看过一个youtube上费曼的演讲,他自己举的例子,说当时那个时代民众认识是不对的,因为我们有一个宇称守恒定律,过了不到10年,新的诺贝尔奖推翻了费曼当时说的宇称守恒,证明科学是不断更新和革命自己,所以我觉得这是很有意思的事情。

幂律是人最难察觉的

 

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最后我想说,我们现在所处的时代就是一个幂律的时代,我们今天所面临的互联网环境,经济的环境,国际贸易的环境,实际上已经到了这个上升期,如果大家感兴趣可以查一下所有人类有相关性的行为,都是幂律的。我做这个的选择是跟我上一个选择相关,这种情况下成为群体的时候,它就是幂律的,包括像银行的福利或者一本书里面,大家可以发现,莎士比亚的作品最常用的词,出现的频率跟个数是A乘B的α方常数,这个事情经常出现在各个自然现象里面。对于我们来说,意味着你如果不去清晰的认识,你可能被远远抛在后面,但是也有可能被颠覆。

 

结尾

 

最后我觉得2050云栖会非常酷,因为是年轻人,我也非常喜欢这张图,Life begins at the end of comfort zone,你不断挑战,回头去看,我在生活当中,在我家的厨房里,我和父母讨论一个电视上的保健品的时候,我有没有挑战自己的舒适区,我是不是天然就接受这些东西,我会发现我们每天都会做这些很蠢的决定,虽然并不会干扰你的生活,但是你的科学素养永远停留在一个非常low的位置,我们要认识到这一点,谢谢大家。(完)

 

注:有关2050大会及“我带佛陀上火星”论坛更多详情,参见《给青年一个机会,见到我们从未分别——2050大会参会小记》

 

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