2023年5月19日下午,汕头大学淑德书院举办了学科大讲堂,邀请到了汕头大学执行校长王泉教授讲解科学的秘密,一场关于科学的漫谈如约而至。

整场讲座,王泉校长以洞穴理论为始,以洞穴启示为终,将一个个生动的科学故事串联,首尾相顾,环环相扣,谈笑风生间揭示了科学的奥妙。
讲座伊始,王泉校长以柏拉图的洞穴理论为引,巧妙地隐喻真实世界的未知性,由此阐述了科学价值目的、科学发展简史、科学是否确定、我们应持何种态度等四部分内容,深入浅出,耐人寻味。

科学价值目的
什么知识最有价值?一致的答案就是科学——这是著名教育学家斯宾塞的感慨。然而科学的价值究竟为何?开篇,王泉校长分享了他关于科学价值的见解。
其一,科学为人类带来指导和技术的应用价值。例如,平面几何最初是从丈量土地发展而来,三角形、四边形、圆、点线面等图形都是人们在早期实践活动中模仿自然要素而成,为人类生产生活需要而服务。
其二,科学为人类提供智慧和思辨的文化价值。科学具有暂时性,事实上的科学不能用简单的应用价值来衡量。众所周知,无论在纸上画出怎样形状各异的三角形,它们的内角和总是180度。然而这被我们奉为圭臬的“真理”就一定是对的吗?是,也不是,因为它在欧式几何内是真理,而在非欧几何中则会变成谬误。
为了更清晰地向大家解释这一问题,王泉校长以地球为例,先抛出了赤道与经线的夹角之问,接着引导大家思考球面三角形的内角和,最终得出其数值大于180度的结论,这便是非欧几何的智慧。类似地,过直线外一点不是只能做一条平行线、物体质量可以改变、速度与位置不能同时确定等论断都是在前人基础之上的思辨,丰富了人类的知识宝库与文化源泉。

其三,科学为人类创造自由和探索的精神价值。王泉校长引用费曼的话语告诉我们,伟大的进展都源于思想的自由,科学家的责任应是宣扬思想自由的价值,教育人们欢迎它、讨论它,同时应毫不妥协地坚定拥有它,这是对未来千秋万代所应负的责任。
此外,王泉校长还向我们分享了帕斯卡关于真理研究的三个目的,指明了科学研究需要求知、实证、反思的三个过程:
“当我们探索时,就要发现到真理;当我们找到时,就要证明真理;当我们审查时,就要把它同谬误区别开来。”
科学发展简史
而后,王泉校长梳理了从古至今的中外科学发展史。古今中外,人们不断在创新中探索科学,翻开科学发展史的漫长书卷,我们可以看到无数科坛巨匠树立起的座座里程碑。
从希腊先贤到原始儒家,科学的萌芽开始生发;从伽利略、开普勒到牛顿,近代科学的建立使科学的本质不再神秘。
王泉校长通过对各位科学家生平及科学发现过程的叙述,阐释了每一次重要的科技进步在人类文明发展链条上的意义和价值,演讲过程简洁而不乏激情,生动地展现了人类在认识自然的过程中,自身宇宙观和世界观不断深化的路径。

科学是否确定
随后,王泉校长深刻探讨了科学的不确定性,提出了三大科学未解之谜。
其一,四大力同一场,这是爱因斯坦的梦想。自从科学诞生之日起,科学家们就一直走在统一的道路上。目前,牛顿统一了天上地下的物体运动规律;麦克斯韦统一了电与磁;爱因斯坦统一了时间和空间、质量和能量;杨振宁统一了电磁力与弱核力。在此基础上,爱因斯坦试图建立统一场论,把强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、万有引力统一起来,这是他的终极梦想,也是他至今无法攻克的难题。
其二,宇宙起源物理说,世界从哪里来又会往哪里去?纵观我们生存其中的太阳系,从最初的地心说到哥白尼的日心说,再到开普勒三大定律,我们对于太阳系的认识从运动中心论发展成为坐标体系问题,可这仍然不是结局。
目前已有研究发现,水星轨道的形状发生了重大改变,由于水星与其他行星之间存在引力,这种变化可能会影响其他行星的正常运行。例如,火星可能会从太阳系中弹出,或者撞向地球;金星和地球可能在缓慢的宇宙舞蹈中交换轨道几次,然后最终相撞。也许,太阳系并不像人们曾经想象的那么稳定。
其三,微观与宏观世界的各种不确定性。王泉校长依次讲解了海森堡问题、庞加莱三体问题、洛伦兹蝴蝶效应、希尔伯特定理等内容,这些问题都在一定程度上验证了哥德尔不完备定理——任何一个形式系统都包括了简单的初等数论描述,而且是自洽的,它必定包含某些系统内所允许的方法既不能证真也不能证伪的命题。

我们的态度
科学从来不是一成不变的信仰,探索未知似乎是我们人类与生俱来的原动力。
科学是暂时的、不确定的,需要人类不断提高理性的判断力和实验观察能力。那我们应该以何种态度去对待科学呢?在讲座的最后一篇,王泉校长基于教育与学习的双重视角给出了答案。
一方面,他引用费希特关于教育的看法指出:教育者应该努力唤醒学生的力量,培养他们的自我性与主动性,以及抽象的归纳力与理解力,引导他们的自我发展之路,帮助他们摒除僵化思想,以使他们在目前还无法预料的未来局势中,自我做出有意义的选择。
另一方面,学习者应该不断学习,培养终身学习的能力,改变自己的认知习惯,尝试了解事物精髓,树立科学无权威及批判精神,对自由探索精神的真正价值重新认识,不断与伟大的灵魂和思想对话。
同时,他还推荐了两本导读书籍——贝尔《伟大的数学家》和克莱因《西方文化中的数学》,帮助大家更好地打开科学之门,探索科学之妙。

最后,王泉校长重申,新世纪的我们更要走出身体与精神的双重洞穴,并以他最喜欢的一句康德的名言结尾以勉励大家认识自己,自由地追寻科学的诗与远方:
“有两种东西,我对它们的思考越是深沉和持久,他们在我心灵中唤起的赞叹和敬畏就会越来越历久弥新,一是我们头顶浩瀚灿烂的星空,一是我们心中崇高的的道德法则。他们向我印证,真理在我头顶,亦在我心中。”