加急见刊

关于简析“量子理论”对我国家庭教育的若干启发

陈建翔  2012-01-12

论文摘要:德国著名科学家、“测不准原理”提出者维纳·海森伯曾经这样说:在人类思想发展史中,最富成果的发展,几乎总是发生在两种不同思维方法的交汇点上。我们可以这么说,正是由于牛顿世界观与量子理论在20世纪的“交会”所引起的思想大碰撞,才有今天我们对21世纪中国家庭教育观念的一系列反思与收获。

论文关键词:家庭教育观念 量子理论 测不准原理 思维方法 科学家 发展史 海森伯 交汇点

近代科学开始于16世纪,到17世纪由牛顿集其大成,形成了全新的“世界体系”的图景。这个世界体系的思想核心,是绝对化、纯客观、精确、机械的数学方法。它逐渐泛化为一种统治西方思想的哲学世界观,我们可以称之为“牛顿世界观”。最后终结牛顿世界观独占鳌头地位的,是爱因斯坦的相对论和由一大批杰出的科学家共同提出、创建的量子理论。特别是量子理论,它作为在经典物理学城堡中产生的“科学爆破”,石破天惊般地带来了一场科学的革命,并进而引发人们关于世界图景的崭新理解。

由于量子理论所涵盖的研究对象和内容,远远超出了物理学一门学科的范围,它实际上已经成为一种带有世界观性质的更普遍的理论和思维方式。

我们认为,量子理论是信息文明的科学基础。在21世纪“以人为本”的信息文明时代,人类思维方式要发生一次根本的变化,要从牛顿世界观转为量子思维方式,才能从根本上适应新时代。

量子理论对我国家庭教育的启发是根本性的、多方面的。为了表达方便,我们采取简单对应的方式,摘其要者作一阐述。

一、“波粒二像性”的启发:我们看待孩子的眼光决定了孩子的成长

物理学家们在20世纪20年代发现了第一个“量子悖论”,即基本粒子有一种二像性,它同时具有粒子和波的特性。以前这一点被认为是不可能的。著名的“狭缝实验”毫无疑问地证明了,光波中的单个光子在一种实验中表现出粒子的特性,而在另外一种实验中则表现出波的特性。换句话说,正是科学家的预期和测量光子的方法,决定了光子是一个粒子还是波。

这就是说,粒子以一个观察者所期望的方式显现。这样,我们再也不是宇宙的客观观察者了。观察的行动改变了被观察的对象。我们是宇宙之舞中的积极参与者。

基于“波粒二象性”,量子理论给予了我们第一个启发:孩子的成长不是一个“纯客观”的自发自在的过程,我们看待孩子的眼光决定了孩子的成长状态。

是性善论,还是性恶论?是“白板论”,还是“种子论”?作为教育前提的关于人性的假设,一直争论不休。用量子理论的“互补”观念来看,这样一种关于人性的“悖论假设”其实是不冲突的,是可以并存的。量子理论认为,在同时存在的可能性中,究竟何种可能性变成现实,关键要看主体主观的倾向性,看主体究竟要什么。如果把这个原理运用在家庭教育上,那么可以说,家长对孩子的看法、态度,决定了孩子发展的方向性。这其实是“皮克马利翁效应”早已说明的问题。所以我们在教育中需要正向的东西,需要更多的鼓励和积极思维。

有些家长在家庭教育中采取的是消极思维,对孩子以批评为主。他们认为“优点不说跑不了,缺点不说改不了”,信奉“给好心,不给好脸”的教育原则。其实,家庭教育也像波粒二象性的“量子选择”一样,积极思维导致积极的可能性,消极思维导致消极的可能性。以批评为主的做法,正好是在孩子发展的若干可能性中选择了最坏的可能性,它将使得孩子越来越失去自信,缺点越来越多。这已经被无数的家教案例所证实。

二、“测不准原理”的启发:我们对孩子的世界。总有认识不到的“未知地带”

波粒二象性不仅仅提出了一个悖论,更造成了一个甚至让许多物理学家无法接受的结论:我们不可能完全知道在量子事件中所发生的事情。在牛顿力学中,对于一个运动的物体,我们能够同时准确地测定它的动量和位置。但是在量子世界中,这是不可能的!对于微观粒子,它的动量和位置我们不可能同时准确地测量到。我们可以知道一个粒子在哪里,但是无法知道它运动有多快;或者知道它运动有多快,而不知道它的位置。这就是维纳·海森伯格1927年提出的“测不准原理”。

从本质上讲,海森伯格的测不准原理已经断言了科学再不可能是确定的和绝对的;我们只能在一个特定的、相对的意义上掌握自然的奥秘。

基于测不准原理,量子理论给予了我们第二个启发:我们对孩子的世界总有认识不到的“未知地带”,换言之,我们永远不可能把孩子完全详尽地弄清楚!脑科学也罢,心理科学也罢,任何其它科学也罢,都不可能完全了解教育对象的思维与心理的秘密。这里有一个永远不可尽知的“暗箱”。由此,我们还可以引申出另一个结论,即我们也永远不可能完全操控对孩子的教育过程和教育结果!

其实,教育万能论和像程序教学那样的机械因果论的破产,只是提醒我们摆脱对教育绝对性的迷妄,但并不导致悲观的结论。对于孩子,我们只需要在他最优秀的方面做最适当的引导工作即可,而不要想在所有的方面都能穷尽我们的努力,不要想把教育的作用百分百地进入孩子的内心世界。在耕耘和收获之间,应当允许存在一条并不完全明朗的未知地带。

三、“几率波”的启发:对于孩子发展状态的判断,更适合采取“趋势模型”

在量子理论中,微观粒子的状态,只能用一个波动的函数来表示;这个波,是按几率变化的。进言之,对一切量子事件所能肯定的,只是它以什么几率出现。通俗点讲,我们只能说明事物的“存在趋势”是怎样的。这种趋势,科学家们称为“几率波”(或者“波函数”)。几率波的一个特性是,它们直到被测量时才存在。观察它们的动作本身才使得它们显现出来。在被测量之前,所有的几率都仍然存在。但是,就在它们被测量(观察)的那一刻,一个结果显现了,而其他的可能的几率波“崩塌”了。

欧文·薛定锷用他著名的假想实验——“薛定锷的猫”来解释这个问题。一个猫放在一个封闭的盒子中。盒子里有一套机械,它将基于随机的事件设定来控制毒气体的释放与否——谁也无法提前知道是否释放气体。这一刻过去了,猫是死是活呢,命运是未知的。按照量子物理学,两个结果的几率波同时存在。猫既死了也活了。直到一个观察者打开盒子时,这些可能性才显现。波函数中的一个形成了,另一个“崩塌”了。

基于“薛定锷的猫”,量子理论给予了我们第三个启发:对于孩子的发展状态和方向的判断,更适合采取“趋势模型”、“几率模型”,而不是“定量模型”、“确定模型”。

人的状态不像机械那样确定,也存在一个几率波的问题。变化是随时可能发生的。好孩子突然变成坏学生,“差生”又突然变成优等生,这都是完全可能的。我们要做的工作,是让更多的有问题的儿童、差生、后进生,实现量子跃迁,变成好孩子。 四、“超因果联系”的启发:教育的作用,总是有限和不完全的

我们以往所理解的因果联系都是很直观的,因果直接对应,甚至一一对应。但量子理论揭示出了基本粒子间的因果联系可以是超系统、超时空的。用物理学家的术语,叫“非局部的”。所谓非局部的,是指一个几率波能够和宇宙中的任何其他部分联系而发生。这也被称作“远距离作用”、“超因果联系”。

1964年,物理学家约翰·贝尔给出了这些非局部相关联系的一个数学的证明,这就是贝尔定理。接着,在1982年,由法国物理学家设计完成了一个实验,证明了基本粒子确实受空间和时间中存在的不可见联系的影响。通过这个结论,已经被侵蚀的牛顿——笛卡尔的确定因果论最终崩塌了。

基于“贝尔定理”——非局部的超因果联系,量子理论给予了我们第四个启发:教育的作用,总有自己的限度,总是不完全的。孩子所受的影响是无处不在的,而孩子的发展所涉及的因果联系也是复杂到无法测定。因此,教育对于孩子的发展永远是不完全的。换句话说,孩子并不是完全可以按照家长的意愿被教育成某种预定结果的,总有教育以外的因素在起作用。

五、“能量场”的启发:应该用“场”的视角来理解家庭教育

从量子理论中涌现出的最激动人心的概念之一,就是“能量场”。

按照量子场理论,在原子尺度上场无处不在。这不是我们想象中的可视的“实体”,它们是基本粒子的相互作用。这正像磁铁的场不可见,但它能使铁屑产生图案。基本粒子跳着永恒之舞。它们互相碰撞,吸收能量,并以光子的形式释放能量。粒子同时发出和重新吸收这些光子,也吸收其他粒子的光子。这些相互作用让粒子或者相互吸引,或者互相排斥,构筑起一张统一的原子关系的网,连接着整个宇宙。如果说经典物理学的核心隐喻是一台机械钟的话,那么量子物理学的核心隐喻就是这无所不在的蛛网。

基于能量场的概念,量子爆破给予了我们第五个启发:应该用“场”的视角来理解家庭教育。家庭教育的影响本身就是一种能量场的作用,在家庭教育能量场中,孩子通过潜意识所得到的、所感受到,往往比经由说教而意识到的更多、更有效。

对于孩子的心理结构、认知结构,也应建立“场”的概念。心理结构、认知结构,都不是实体,而是一个“场”,一个随时生成、运动、变化的场,一个包含内在次序和空白的场。从心理场、认知场的量子跃迁角度看,有价值的问题比起确定的知识反而是更有利、更需要的。

六、“全息场”的启发:对孩子心灵“内在秩序”的认识是没有穷尽的

一个杰出的物理学家戴维·玻姆把场看作宇宙之海中的漩涡。他提出了“全息场”来解释量子事件的非局部关联。他把不可见的隐藏的现实称作内含或者“折叠”的秩序,而把外部实在称为引申或者“伸展”的秩序。在他看来,正是我们的“感知透镜”在不断地变化,才有折叠的秩序中不同的侧面不断地在我们面前伸展开。

全息图是使用激光在一个全息盘上创建干涉图式而产生的。盘本身并没有可分辨的图像,只是“好像在池塘中扔了一把小石子时”出现的一串同心圆圈罢了。全息图只有当一束激光穿过它时才形成。就像我们的“感知透镜”所到之处,才生成了折叠秩序的某一个伸展的片段。全息盘有一个重要的属性,如果破成两片,每一片都仍然能复现整个原始图像!不仅如此,不管一个碎片有多小,盘的每一部分都包含这个图像。片子的每一个小碎片都包含了所有的完整信息,唯一的区别是小一些的碎片更模糊和不那么明确。

基于全息场理论,量子理论给予了我们第六个启发:对孩子心灵“内在秩序”的认识是没有穷尽的。就像“盲人摸象”这个古老的成语所揭示的那样,面对外部世界和人的内在世界那“折叠”的内涵的秩序,我们在根本上是“盲”的——无法知道大象的完全的实在,而只能有关于它们的直觉的有限的经验。我们通过思想这个“透镜”使得宇宙的某些侧面显现出来,但它并不自动伸展开来,也永远不会完全伸展开来。这是一种宿命,却是积极的、我们乐于接受的“宿命”。否则,世界和人,就太无趣了,生活就到头了。对于世界和人的认识是如此,对于帮助孩子健康成长的实践性极强的家庭教育,我们也应作如是观。

下载