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賀培銘: 弦論
(一) 粒子物理:
根據現今普遍被接受的物理理論,宇宙中的物質是由一些所謂的「基本粒子」所組成。例如原子是由電子及原子核所組成,原子核是由質子與中子所組成,而質子與中子又分別是由夸克以不同的方式組成。其中只有電子與夸克被認為是基本粒子,在實驗上並沒有找到任何證據顯示,他們是由更小的粒子所組成。除了電子與夸克,還有其他許多種基本粒子,共同組成宇宙中所有的已知物質。根據現有的理論,基本粒子不但說明了物質的組成,也解釋了物質之間的交互作用。例如電子與電子間之電磁作用力,可以解釋為電子間交換光子所造成的效果。因此,宇宙中一切物理現象的規則,原則上可以化約成描述基本粒子的物理定律。因此,研究最基本的物理定律的領域,一般被稱作「粒子物理」。另一方面,要研究更基本的物理定律時,通常意味著要研究更小尺度下的物理;而根據海森堡的測不准原理,要探測更小尺度 圍內的現象,需要更大的能量。因此,我們需要建造更大的粒子對撞機或加速器來研究更基本的物理定律;而研究最基本的物理定律的領域,也被稱作「高能物理」。
現在普遍被接受的描述基本粒子的理論,稱作「標准模型」。標准模型的數學架構,是所謂的「量子場」,或簡稱「場論」。原則上,數學上可能的量子場論模型有無限多個,可以容許任意多種不同性質的基本粒子,但自然界選擇了標准模型,以及其中所有基本粒子的物理性質,例如電子的質量及電荷等等。高能物理的研究,大致可分為兩類。一類是「現象學」,一類是「場論」。前者是以標准模型為基礎,研究實驗結果與模型間的關係。後者是研究場論的一般性質,並不局限在描述自然現象的模型中。當然,這兩者之間並沒有清楚的界線。
(二) 弦論(string theory):
弦論的出發點是,如果我們有更高精密度的實驗,也許會發現基本粒子其實是條線。這條線或許是一個線段,稱作「開弦」(open string),或是一個回圈,稱作「閉弦」(closed string)。不論如何,弦可以振動,而不同的振動態會在精密度不佳時被誤認為不同的粒子。各個振動態的性質,對應到不同粒子的性質。例如,弦的不同振動能量,會被誤認為不同粒子的質量。
弦論特殊的地方之一,是弦的量子場論可能只有一個。也就是說,當我們考慮弦而非粒子的量子場論時,數學上可能的模型只有一個。(這件事尚未被完全證實,但至今所有已知的弦論都是等價的。)這表示,弦論中所有的物理性質,都是理論本身決定的。如果弦論是對的,電子的質量及電荷等等,都是理論可以告訴我們的。可惜(幸運?)的是,弦論是一個還在被研究發展的理論,我們對它的了解還不足以讓我們可以計算出電子的質量及電荷等等。所以,弦論還不是一個完整的理論,當然也沒有被實驗證實。另一方面,有許多原因,讓研究弦論的人相信,這是一個找尋更基本理論的正確方向。
前一段所述弦論的唯一性,是一個非常重要的特質。如果宇宙萬物都要永遠遵守同一個物理定律,這個物理定律應該是獨特的,而不是任意的。(雖然標准模型或量子場論中還有許多((如電子質量等))參數是「任意的」,但其任意的程度已經比牛頓力學小得多。)一個萬有理論(Theory of Everything, TOE)必須是唯一的,否則它就不是萬有的,因為它不能解釋它為何是這樣而不是那樣。萬有理論中應該沒有任何自由參數;而弦論即滿足此一性質。
弦論的另一個優點是它不需要量子場論所需要的「重整化」。量子場論的計算中,總是出現一些無限大的量。本來一個合理的物理定律不應該預測任何無限大的量,但是我們相信,這些無限大的量之所以出現,是因為量子場論不是最基本的理論,而是精確度較差的等效理論。這樣的認識,告訴我們如何從這些無限大的量中找到有限值的物理量,而其方法,被稱作重整化。反之,一個基本的理論,不應該有無限大的量,也不需要重整化。如果追溯量子場論中出現無限大的原因,則發現與它假設了粒子是不具大小的點有關。弦論中即沒有這種無限大的問題。
可能更重要的一個弦論特質是它自動包含了量子重力場。愛因斯坦的廣義相對論,是重力作用的古典理論,其量子化長久以來是個令人頭痛的問題,也是理論物理裡最主要的問題之一。如果以量子場論為架構來描述傳遞重力的基本粒子「重力子」,會發現計算中將出現的一些無限大並無法用重整化的方法解決。(因此標准模型並不包含對重力的描述。)相反地,一旦假設了弦的存在,便不可避免地在理論上導致了重力作用,原因是弦總是有一個振動態對應到重力子的性質。愛因斯坦的廣義相對論已經可以從弦論中被推導出來。
(參) 歷史:
弦論最早被提出時是想要描述強作用力。當時夸克模型與量子色動力學(编註:英語:Quantum Chromodynamics,簡稱QCD)還未被普遍地接受為描述強作用力的理論。依據現在的認識,介子是夸克與反夸克因強作用力組成的,但在弦論中被描述為一根開弦;弦的兩端即對應到夸克與反夸克,而弦本身則對應到強作用力在兩者之間形成的拉力。弦論因無法解釋許多強作用力的現象,而量子色動力學卻相對地相當成功,因此在弦論的第一次革命之前,有一段時間弦論被大多數的物理學家所遺棄。(下續)
弦論的第一次革命,指的是少數鍥而不舍地繼續研究弦論的物理學家發現,弦論雖然是一個失敗的強作用力理論,卻可能是統一所有已知交互作用與物質的理論。一根弦描述的不是介子,而可能是所有的基本粒子。這個大膽的猜想的基礎,是根據一項理論上的重大進展,亦即物理學家發現弦論中自動包含了重力理論,而且可以有數學上自洽的量子化。如前所述,重力場論的量子化是一個極其困難、長久以來懸而未決的問題,因此不論弦論是否真能解釋所有的物理現象,單是看它可以解決重力場的量子化問題,就值得理論物理學家努力研究。因此,弦論的第一次革命吸引了許多物理學家投入其研究工作。可惜的是,不多久所有可以解決的問題都被解決了,剩下許多技術上無法克服的問題,似乎過於復雜艱澀,不知如何下手。慢慢地,許多物理學家就又離開了此一領域,直到弦論的第二次革命。
第二次革命指的是弦論的一些觀念上及技術上的躍進。這些進展不但突破了過去弦論研究中所遭遇的瓶頸,甚且對其他物理及數學的領域產生了重要的影響。弦論的大師之一維敦(Witten)甚至得過數學界的最高榮譽Fields Medal。但在此讓我們暫且不提弦論對其他領域的影響,先將注意力集中在弦論本身。這些弦論進展的中心觀念之一,是所謂的「對偶性」。對偶性指的是兩個看似不相同的理論,實際上是等價的。所謂等價,意思是即使兩個理論對實驗本身的物理描述可能完全不同,兩個理論對所有可以測量的值都有相等的預測。第二次革命中發現了許多新的對偶性。它的好處是在一個理論中十分困難的問題,可能等價於其對偶理論中一個簡單的問題。因此過去一些不能解決的問題,突然變得可以解決。除此之外,對偶性還有另一個重要的結果。過去研究弦論的人發現了五種不同的弦論,現在卻發現這些看似不同的弦論,其實互為對偶。換句話說,我們只有一個理論,但它有五種不同的表示方法。這個唯一的理論,現在被稱為M理論。M代表mistery、mother或membrane。從第二次革命至今,弦論一直有持續的快速的進展,無疑地已成為高能物理研究的主流之一。
(四) 現況與展望:
造成第二次革命中對偶性的研究可以突飛猛進的原因之一,是發現了弦論中除了一維的弦之外,還有其他維數的物體。要了解這一點,必須先介紹「孤立子」(soliton)的概念。孤立子最早是在水中被發現。水是由水分子所組成,水分子的振動形成水波。大部分的水波生成之後會慢慢消退,但是某些特殊形狀的水波可以維持不變一段很長的時間,這種水波即所謂的孤立子。曾有人跟隨一個渠道中的孤立子行進數英裡,而孤立子仍幾乎保持不變。場論中,基本粒子的某些特殊集體振動形式也會形成孤立子。孤立子夠小時,看起來也像一個粒子,但是弦論中有許多種不同的孤立子,各有不同的維數。有趣的是,雖然在一個理論中基本粒子和孤立子截然不同,但是某一理論中的孤立子可能對應到其對偶理論的基本粒子,而基本粒子卻對應到孤立子。因此,弦論中一維物體的獨特角色被淡化了,各種不同維數的物體地位平等地存在於弦論之中。
弦論的預測之一,是時空的維數為十維。雖然我們的經驗告訴我們時空只有四維,但理論物理學家已有許多方案可以解釋為何十維的時空看起來可以像是四維的。可能之一,是多出的六維縮得很小,所以沒被觀測到。另一個可能,是我們其實活在一個四維的孤立子上。有趣的是,時空的維數可以是弦論的預測之一;過去從未有過這樣的理論。但另一方面,有另一個弦論的對偶理論,它的時空是十一維的。(這個理論也是M理論的一種表示方式。)這是因為時空的形狀及維度,要看我們如何定義其測量方法才有意義;不同理論中的時空定義不一定恰好相同。
弦論研究的重要成果之一,是計算出某些(特別簡單的)黑洞的亂度。雖然霍金(Hawking)很久以前就預測出黑洞亂度的公式,但因為缺乏一個量子重力理論,無法真的根據亂度的定義直接算出結果。另一個量子重力理論應有的性質-全像原理(也與霍金的黑洞亂度公式有關),最近也在弦論中得到實現。有關於量子重力學的更基本也更有趣的問題是:時空到底是什麼。在弦論中,時空所有的性質都可以從理論中推導出來。在一些假想的情況中,時空的性質可以和我們的經驗大不相同。事實上,在大爆炸初期,時空的性質很可能的確非常不同。根據量子力學,要探測小尺度時空內的現象,必然伴隨著大的能量不確定性,而根據廣義相對論,這會造成時空結構上大的不確定性。結果是,一般經驗中平滑的、由無線多點構成的有關時空的概念,不可能在接近普朗克尺度(約10^(-37) m)時適用。數學上一般的幾何概念對普朗克尺度下的時空並不適用。數學上所謂的「非交換幾何」,是古典幾何的一種推廣,有可能可以用來描述普朗克尺度下的時空。近來在弦論中已經發現一些假想情況中的時空的確可以用非交換幾何來描述。
雖然弦論的研究至今不能告訴我們為何電子是如此重,或計算出任何當今技術可及之實驗結果,但是因為它要解決的問題是如此複雜困難(例如要了解為何宇宙中有這些物質和交互作用、為何時空是四維的等等),而且因為沒有其他任何一個理論在這個目標上的進展可與之比擬,弦論無疑地仍是值得繼續努力研究的方向。[2001/2/3]
作者:賀培銘,台大物理系教授,本文原載:https://web.mit.edu)[上續]
相關:互聯網弦論
樊麗明:對「新文科」之「新」的幾點理解
(樊麗明:山東大學校長、教授)
現在提倡加快推動新文科建設,「新」 從何而起?
「新」在何處?何為文科新需求?2017年美國西拉姆學院率先提出「新文科」概念,他們所闡釋的新文科主要是專業重組, 不同專業的學生打破專業課程界限,進行綜合性的跨學科學習。
2018年10月,教育部決定實施「六卓越一拔尖」計劃2.0,中國新文科開始浮出水面。建設新文科就是要立足新時代,回應新需求,促進文科融合,提升時代性,加快中國化、國際化進程,引領人文社會科學新發展,從而服務於社會主義現代化國家建設中「人的現代化」建設目標的實現。
第一,新科技革命與文科的融合化發展。 新科技革命和產業變革是一次全方位的變革,將對人類生產模式、生活方式、價值理念產生深刻的影響。新科技革命已經到來, 並正在改變我們的生產模式和生活方式。隨著新科學的發展,人類創造了很多新知識,帶來了很多技術突破,如人工智能、大數據、區塊鏈、基因工程、虛擬技術、5G技術等,這些不僅與信息學科密切相關,而且與文科聯系很近,對文科產生很大的影響。
這些新科技發展,對新產業、新業態產生了影響,如互聯網+金融、互聯網+營銷、互聯網+教育,在我國新技術推動產業革命,使得業態更新非常快,產生了很多人才的新需求。這就要求我們在實踐中培養出知識更複合、學科更融合、實踐能力更增強的新型人才,同時應催生新專業,更新已有專業。
新科技革命之後,很多簡單勞動趨於被軟件或者機器替代,這給文科人才培養帶來一些新的需求,如新專業、培養方案的調整、新課程的產生和替代。與此同時,文科會發現很多新課題,研究范式也會轉變。文科之新,首先是科技革命帶來的,反逼我們思考新問題,更新方法、拓展學術視野。
第二,歷史新節點與文科新使命。 我們現在所面臨的歷史節點是「五四運動」一百年、新中國成立70周年、改革開放剛剛過去40年。在這樣一個歷史節點上,我們的文化態度是什麼? 大家都認可中國現在已經進入百年來最為重視中國優秀傳統文化的時代。在這樣一個時期,回過頭來看中國優秀傳統文化,我們的文科教育面臨這樣一個問題:如何培養中國優秀傳統文化的傳承者和研究者,如何對優秀文化進行傳播和研究?2013年11月,習近平考察孔子研究院,指出一定要研究孔子和儒家思想。(下續)
2014年9月24日,在紀念孔子誕辰2565年的講話中, 習近平強調要善於把弘揚優秀傳統文化和發展現實文化有機統一,緊密結合,在繼承中發展,在發展中繼承;要努力實現傳統文化的創造性轉化、創新性發展。 無論是創新性發展當中的研究人才、傳承人才,還是創造性轉化當中的文創人才、文旅人才,都是新文科要面臨的任務,都需要考慮文科的新氣象、新要求。
推而廣之,文科發展和文科教育除了培養專業人才以外,還有一個重要使命就是以文化人,即新文科很大的任務是要面向高校所有的學生進行人文教育以及面向社會、面向全民進行基礎教育。 在這個方面有很多具體問題。如,
① 如何著力培養基礎扎實、通古博今、創造力強的中國文化研究人才,以承擔創新性發展職責?
②如何著力培養知識廣博、通曉中外的跨文化研究和傳播人才,以促進多元文化交流交融?
③如何著力培養知識複合、創造力和實踐力強的文化創意人才,以實現創造性轉化?相比而言,中國現在培養文化創意人才的理念先進性與實踐先進性是不夠的,對發展文化產業的支撐力還不夠強。
④如何開展面向全體學生的高質量通識教育, 並進行有效的社會推廣,從而樹牢全民族的文化自信?
第四,全球新格局和文科國際化。 世界正在發生
大的變化、大的調整,全球治理體系和國際秩序的變革正在加速推進,各種力量對比也在發生變化。 以中國重返聯合國為標志,20世紀70年代之後, 中國逐步走向世界舞台的中央。 中國也有自己的主張,提出了一些非常重要的理念, 要做世界和平的建設者、全球發展的貢獻者、國際秩序的維護者。 建設者、貢獻者、維護者的關鍵是人才培養是否跟進。 關於全球治理的人才,現有儲備和供給均不足。 我們急需培養一大批適應全球新格局的高素質國際專業人才,如外交人才、國際經貿人才、涉外法律人才、國際新聞人才、國際專利人才。
楊燦明:從四個維度來看新文科之「新」
(楊燦明:中南財經政法大學校長、教授)
第一,從時間維度來看新文科。 中國有世界唯一五千年綿延不斷的文化與文明,所以,文科一定是建立在文化自信的基礎上的,不斷挖掘凝練中華民族偉大文化價值,這是新文科首先要做到的,也是過去做得不夠的。 我們的文科一定要是知道走過的路,知道現在所處的方位, 並明了下一步前進方向的新文科。
以法學為例,現在提到法學,就言必稱英美法系、大陸法系,我們能否從中國幾千年的歷史沉淀中總結升華出中國自己的法系;一個五千年不斷的文明,如果沒有法,這是不可想象的,如果真的沒有,只能說明法不重要。所以我們一定要從自己的文化文明中來挖掘凝練自己的東西,這是我們新文科建設的第一個任務。
第二,從空間維度來看新文科。 作為負責任的大國,作為世界第二大經濟體,中國正日益走向世界舞台的中央,不但要參與國際化,還要引領國際化。所以我們的文科一定要是既吸收一切人類文明成果、注重文化的多樣性,又不斷產生中國思想、發出中國聲音、提出中國方案的新文科,是站在國際視角、站在世界舞台來進行建設的新文科。
第三,從世界觀、價值觀的維度來看新文科。學科首先是用來教育培養人的,而人的培養與教育首要是人格的塑造、道德的修煉、境界的提升。 所謂立德樹人,首重立德,其中文科的作用至關重要。所以我們的文科必須是首先立足於培養人的獨立人格、高尚情操的新文科,是培養人的社會責任感、歷史使命感,維護人類的尊嚴、保護人類文明的新文科,是更加注重價值層面、而非知識層面的新文科,是回歸於道、而非糾纏於術的新文科。(下續)
第四,從認識論和方法論的維度來看新文科。 萬事萬物都有著密切的聯系,任何學科的建設都要強調寬口徑、厚基礎,我們的文科一定是適應科學技術發展、擁抱科學技術的新文科,實現文科、理科、工科、農科、醫科等不斷交融交叉的新文科,是與互聯網、大數據、人工智能、基因工程等密切聯系的新文科。
另外, 人類的創新活動其實主要是依賴三種知識:默性知識、交叉知識和實踐知識。其中默性知識可能是更重要的,它特別強調悟性和領悟力,在一定程度上似乎更加取決於哲學、 社會科學的教育與修煉。
所以偉大的物理學家愛因斯坦曾非常明確地說,「與其說我是一個物理學家,不如說我是一個哲學家」,即哲學給了他更多的啟迪。這是在今後培養創新人才的時候要特別注意的, 不要一講到創新就是理工科,就是搞項目,就是搞專利轉讓,文科對於創新起到一種啟迪智慧的作用。
馬 驍:關於新文科建設的思考
(馬 驍:西南財經大學黨委副書記、教授)
推動新文科建設的動因也許是為了適應「文科的新要求」和推動「新的文科建設」以最終適應新經濟、新科技發展的要求,但新文科建設的根本目標應是構建中國特色哲學社會科學, 提升中國文化軟實力,即堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,構建中國特色、中國風格、中國氣派的哲學社會科學,或者說人文科學和社會科學。
新文科建設為了實現該目標需要重視一下問題。首先,要堅持從1到N與從0 到1的高度統一,突出原創性。 從1到N說的是傳承綿延與遞進;從0到1說的是原創。 當下以及未來的工作重點是堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,立足中國優秀傳統文化並批判性地借鑑國外優秀文化成果,針對一些本源性的問題做出新的理論概括,提出具有原創性的概念、理論和方法。其次要凸顯對「人」認識的深刻性。
人文社會科學本質上是研究人的行為及其相互關係的科學,「受到人的特性的型塑」, 對人的特性的認識往往成為人文社會科學的基礎。比如「從古典經濟學『經濟人』假說、制度學派的『文化人』假說再到新制度經濟學派的『經濟—文化人』假說的范式轉換,既反映了西方經濟思想的演變歷史,也反映了西方經濟學研究的日趨成熟。」
但在范式轉換過程中,西方經濟學忽略了人性的複雜性和變動性,因此有人認為經濟學范式轉換核心也許在於重新界定理性。最後應體現中華文化的包容性。新文科建設需要放到世界和我國發展大歷史中去看,必須堅持立足中國,融通中外。
新文科建設的核心應是堅持問題導向、開展跨學科研究。世界本身的復雜性和人類認識能力的有限性導致了學科邊界的形成及其不斷被突破。知識生產者所使用的理論、方法和工具等往往並非單個學科所特有,多學科、跨學科和超學科自然不可避免,這是人類知識生產過程的辯證法。
近現代科學發展史表明,科學上的重大突破乃至新學科的產生,常常是在不同學科彼此交叉和相互滲透的過程中實現的。堅持問題導向、開展跨學科研究也意味著必須創新制度、搭建平台,把其他學科的優秀學者引進來,以突破現有「科學共同體」在本體論、認識論、方法論等方面的局限。
新文科建設的根本是優化課程設置體系、培養復合型人才。 新文科建設必須落實立德樹人根本任務,實施素質教育或者說通識教育, 優化課程設置體系,培養學生的跨學科思維和解決綜合復雜問題的能力。
劉小兵:對新文科的思考和看法
(劉小兵:上海財經大學公共經濟與管理學院院長、教授)
首先對於傳統文科, 我認為現在存在三個問題:
一是傳統文科的劃分越分越細,彼此之間的隔閡越來越大。 二是大家的功利性太強,學科地位高低往往受到畢業生就業情況好壞的影響。三是對文科的實質理解關注度不夠。
根據教育部的學科分類標准,學科劃分為自然科學、農業、醫藥、工程技術、人文社會科學等,專業又分為經濟學、法學、教育學等。學科劃分應該是基於研究問題的差異,不同的學科有不同的研究對象和研究問題。自然科學研究的是自然現象以及各個現象之間的關係,農科、醫科、工程研究的是人跟自然之間的關系,人文社會科學研究的是人與人之間的關係,如果再細分下去,可以說社會科學研究的是人與人之間的關係, 人文科學更多的是研究人與自己之間的關係。
在這個基礎上理解的文科就包含了人與人之間的關係,以及人和自己之間怎麼相處的關係。 因此,文科更多的是研究人和人之間的一種關係、一種情感、一種思想,而不是將人作為一個自然體來研究,所以文科的研究一定要回到以人為本。人有什麼特點?最大的特點就是跟一般的動物不一樣,人是有理性的,人是互相尊重的,人是文明的。
由於傳統文科忽略了文科的本質,太功利,越分越細,各佔自己的山頭,導致文科發展到最後,批判性思維、創新能力、價值關懷和社會文明關注度上出現了問題,人文關懷和人類情感有所缺失。 這可能是現在文科發展當中存在的最大問題。 它不僅在中國出現,也在世界范圍內出現。(下續)
對於新文科建設的目的是什麼?南京大學教育研究院副院長操太聖認為,應讓文科在研究中國實踐的基礎上產生理論,在國際學術界發聲,形成中國學派,同時關注最新的科技發展,采用跨學科思維,讓文科研究跟上時代步伐。
教育部高等教育司司長吳岩也提到,加強新文科建設要把握新時代哲學社會科學發展的新要求,培育新時代中國特色、中國風格、中國氣派的新文化,最後要形成中國學派。
這是在提新文科概念的時候,官方給我留下的很深刻的印象,就是我們的目的性很強,要建立中國學派,要打造新時代下的文科,即我們所稱的新文科,它要在世界上發聲,要在世界上有自己的地位。 對此,我補充幾點意見。
一是新文科的提出與傳統文科的不足似乎沒有直接聯系。新文科建設的目標主要不是解決傳統文科當中存在的一些發展瓶頸,而是要打造一種全新的格局。 在這種情況下,建設新文科,一定注意不能遮蔽,要更加凸顯文科的本質,即以人為本,關注人的發展,關注人的全面發展。
二是新文科新在交叉融合。它包括三個方面的交叉:最大層面是文理層面的交叉,其次是人文科學和社會科學之間的交叉,還有社會科學內部的交叉。 現在能夠做的、 也更容易做的是社會科學內部的交叉,但很多高校可能缺少人文的基礎,就比較難做。 而對於有些高校要搞文理之間的交叉估計也有難度。
三是現在新文科的定位,主要的是教育內容的改革。教育的內容要發生根本性的變化。不是組織形式上的變化。
四是要注意剔除功利性導向。培養人才不能僅僅以市場為導向,要更多以學科科學角度來考慮,不能認為對市場有用的才是學科。但是目前存在特別強調以市場為導向的傾向, 如果畢業生就業率比較低,可能校長會被問責,就業不好的專業學科就撤銷了。 這是在新文科發展過程當中, 可能會產生的新問題,也是我們要避免的舊問題。
杜澤遜·山東大學尼山學堂與國學人才培養
[杜澤遜:山東大學文學院院長、教授]
國家把中國優秀傳統文化提到了很高的高度,認為這是建設新時代社會主義文化所需要的重要的活水源頭。 按照中央的精神,許多高校,如北京大學、復旦大學、南京大學、武漢大學、中國人民大學、南昌大學等都開辦了國學班,雖然名稱不同,掛靠單位不同,但本質上都是要培養國學人才。
尼山是孔子誕生地,山東大學的國學班取名為尼山學堂。 李學勤先生曾說,國學的主流是儒學,儒學的核心是經學,經學就是儒家的經典之學。 我在李先生表述的基礎上加一句話,經學的基礎是小學,所謂小學就是傳統的語言文字之學,學習國學第一件事情是認字。
國學人才應該如何培養?作為一個學科門類,國學在當代學科體系中並沒有設置,可是國家又急需新時代的國學專家,種瓜得瓜、種豆得豆,不培養,如何能夠出現呢!
高端的國學人才斷檔是我們繼承與創新中華優秀傳統文化工作中的危機,應該提到議事日程上來。山東大學和其他高校在多年前創辦國學班有深刻的現實原因。
2012年山東大學尼山學堂在學校直接主持下成立, 尼山學堂依托於儒學高等研究院,在制訂培養方案時,第一個任務是制訂課程體系,參考其他學校的開課,經過反覆研究,學堂制訂了一個很完善的開課體系,其中原典導讀有《周易》《尚書》《四書》《說文解字》《老子》《莊子》等必修課,通論課有音韻學、中國史學簡史等。
第二個任務是請高水平教師,從全校中文歷史哲學各學院以及儒學高等研究院,或者其他高校共聘請了49位教師。 第三個任務是把真正愛好國學、有一定基礎的學生招進來。 山東大學的辦法是在大一學年下學期招收, 即轉專業的時間,全校文理工醫在讀學生都可以來考;武漢大學最初是在高考環節進行招生,高考招來的學生不穩定,到班上以後,發現他們對國學的理解偏差非常大,之後武漢大學也采取了從大一下學期招一部分學生的辦法。
以上三個方面可以說是開得好課程, 請得好老師,招得好學生,第四個任務就是培養,要培養國學基礎深厚、學術創新能力強、思想品德高尚的人才。其中「基礎深厚」,可以在開課和聘請教師方面解決;在「創新性」培養上。
我們認為創新型與知識型兩種國學家,前者善於著述,且能得到公認、能夠傳世,而後者會背五經四書、熟知相關內容。 創新型人才必須是知識性的,否則就會輕率著述,譁眾取寵,經不起時代的考驗,這是我們建設社會主義新文化所不需要的人才。
尼山學堂充分重視基礎教育,同時制訂了創新培養方案,如論文報告會制度。每年一次論文報告會,每人都要參加,先上報題目,根據題目在全校和其他高校找教授一對一指導。 開報告會時,有8個教授負責評議打分,這個分數佔畢業總成績的10%,權重非常大。
國學班的學生不一定「之乎者也」,培養人才必須要因材施教,必須考慮到學生情況;同時如果沒有高水平教師指導,學生也很難成長起來。培養國學人才,無法只依托於一個學院,需要破除障礙,打通文史哲,跨學科、跨學院、跨學校請教師。
只有這樣,才能辦好國學班,培養出大批優秀人才。
(新文科建設的內涵與發展路徑(筆談);2019 年第10 期,中國高教研究)
多元智能理論+家庭文化價值
Howard Gardner「多元智能理論」能量大的地方,在于他的研究显示,每個孩子一定擁有1、2種相對優勢的智能。
我们需要一种学习体验,例如游戏,帮助父母和孩子一起发现孩子的天賦,这个经验成为家中的一笔“家庭文化資產”。(陈明发博士 9.7.2024)
華語流行歌曲互文性研究的「跨樂」范式
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生產地方符號(惠安美女)
十位中國院士談如何選專業
2024年高考成績出爐後,志願填報即將開始。俗話說,七分考,三分報。怎麼選擇專業?這些專業有何前景?做決定時該考慮哪些因素?本報特邀請十位院士,回答考生及家長關心的相關問題。
小學科、大視野
中國工程院院士、西安電子科技大學教授段寶岩:
電子機械工程是個小學科,但是小學科、大視野。在科技飛速發展的今天,看似小眾的電子機械工程領域,實則蘊藏著無限的潛力和廣闊的視野。
隨著技術的不斷進步,電子設備在高頻、高增益、高集成度以及快速響應等方面的需求急劇上升,而電子機械工程正是推動這些性能指標實現質的飛躍的核心力量。
電子機械工程並非傳統機械工程的簡單延伸,其知識體系更為廣泛和深入。它融合了力學、機械原理、數字電子技術、電磁學以及微波技術等多個學科領域。近年來,這一領域更是從簡單的學科混合向深度融合轉變,通過系統的學科群和課程群構建,實現了知識體系的深度整合。
電子機械工程既有深度,又有廣度,這個專業的學生既能打下深厚的理論基礎,又能獲得廣闊的實踐視野,畢業後是做總工程師的「料子」。
數學是一把鑰匙
中國科學院院士、北京航空航天大學人工智能研究院院長鄭志明:
如果你還在為選擇什麼專業而迷茫,不妨考慮下數學。數學有著獨特的轉移性,它像是一把鑰匙,能為你打開多個領域的大門。如果你在學習過程中發現對其他領域產生了興趣,數學的背景能讓你輕鬆轉型,實現多元發展。
數學,不僅是學科內部的發展,更在於它與其他領域的交互與融合。這種交叉不僅能推動數學本身的進步,更能為其他領域注入新的活力。當然,真正的交叉研究並非一蹴而就,它需要我們深入理解技術層面和工程層面的知識,實現從理想到現實的跨越。
科研工作,尤其是基礎科學研究,往往需要長時間的探索和試錯。這是一個充滿挑戰的過程,但正是這樣的過程,才能推動科學的進步。我希望有更多的年輕人能夠投身於這樣的研究中,耐得住寂寞、經得起挑戰,共同推動科學的發展。
打好基礎是關鍵
中國科學院外籍院士、中國科學院北京納米能源與系統研究所所長王中林:
學生們常問我該學什麼,我總是說,先把基礎打好,尤其是數學和物理。在工作中持續學習,才能在科研「馬拉松」中穩步前行。
原創的科研想法,都基於對基礎科學的深刻理解。我學物理出身,但物理只是我科研生涯的起點。在博士後階段,我接觸了材料科學,隨後又在機械、電子、醫療和化學等多個領域學習。這種跨學科的學習經歷,讓我能夠創造出新的科研天地。
年輕學子無需恐慌,人工智能雖然強大,但它無法替代人類原創思想和科學探索。只有我們打好基礎,保持開闊思路,才能在科研領域找到屬於自己的空間。
在科研的道路上,我們會面臨許多選擇和挑戰,但最重要的是保持對科學的熱愛和好奇,堅定方向,敢闖敢幹。不要害怕失敗,因為失敗是成功的墊腳石。同時,我們也要關注國家所需,將科研成果轉化為實際產品,造福廣大老百姓。
人生就像一場馬拉松,面臨多次選擇,只要我們堅定方向,就能夠一步步走向自己期待的目標。沒有什麼是最好的選擇,只有通過自己的努力才能贏得成功。
通信專業的邊界正在不斷擴展
中國工程院院士、光纖傳送網與寬帶信息網專家鄔賀銓:
在通信領域,我們正見證著一場前所未有的變革。通信專業的邊界正在不斷擴展,從單純的通信連接,到如今的通感融合(下圖)、通算融合,乃至天地融合,通信的內涵與外延都在發生著深刻的變化。
這一變革的背後,是人工智能技術的迅猛發展。在人工智能的加持下,通信行業正迎來新的增長點,也為青年學子提供了廣闊的學習和發展空間。
面對這一變革,青年學子應積極擁抱新技術,不斷學習新知識。在選擇專業時,關注那些具有前瞻性和交叉性的學科領域。同時,我們也需要培育更多的創新思維。在人工智能時代,機器可以執行我們的指令,但創意卻源自人類。青年學子應發揮想像力,提出新的問題和解決方案,推動行業持續創新。
此外,我鼓勵青年學子不要局限於專業學習,更要拓寬視野,涉獵多領域。人工智能正應用於各行各業,了解不同行業的需求和痛點,將有助於我們更好地運用技術解決實際問題。(原題:十位院士談如何選專業;本文得到中國科協「科普中國·科學報國正當時」項目支持;2024-06-16 来源:光明日報;記者陳鵬光明網記者宋雅娟、蔡琳、武玥彤、戰釗、肖春芳、涂子怡、李欣哲、張夢凡)(下續)
醫路漫漫,雖苦猶甜
中國工程院院士,北京大學常務副校長、醫學部主任喬傑:
大家常常笑稱,醫學生太苦了。但回過頭來再看那些辛苦的時刻,都是生命過程中的一個又一個「加油站」。
在與醫學打交道的幾十年裡,我更加明白它的價值不僅在於個人的成長,更在於能夠為社會和他人帶來實實在在的幫助,在於探索生命的奧秘。
回首往昔,我也曾有過畏難的時候。醫學的知識浩如煙海,需要背誦和記憶的內容數不勝數。但漸漸地,我發現正是這些知識的積累,讓我在醫學的道路上面對科學難題時更加從容。
學習醫學相關專業大有可為。北京大學醫學部擁有基礎醫學院、公共衛生學院、藥學院等多個學院。北大臨床醫學高等研究院也剛剛成立不久,它涵蓋了醫學的各個領域。各個附屬醫院也在多個學科上取得了卓越成就,在基礎研究和臨床實踐上都走在國際前列。無論你是喜歡做科學研究,還是喜歡管理,又或是想成為一名醫生,為每一位病人服務,都有廣闊的未來和前景。
對於年輕學子,我想說,醫路漫漫,選擇醫學是一個充滿挑戰但也充滿機遇的決定。希望學子們能夠把對醫學的熱愛融入國家發展的大環境中,產生更多的價值。
古生物學,很「熱」
中國科學院院士、西北大學地質系教授舒德干:
從小我就對大自然充滿了無盡的好奇,喜歡探尋生命的奧秘,對於孟德爾的豌豆雜交實驗和達爾文的進化論十分著迷。也正因如此,我決定選擇古生物學作為我的未來研究方向。
有人說,古生物學是「冷板凳」,但我相信,任何對生命起源和演化的探索都是熾熱的。恐龍為何會滅絕?人類又是如何演化的?這些問題的答案都推動著人類對自身的認知。古生物學不僅揭示了地球生命的過去,更為我們理解現在、預測未來提供了寶貴的基礎。
獻身科學需要好奇心、勇氣和毅力。如今,人們對生命起源的關注度不斷提高,古生物學正逐漸走進大眾的視野,希望學子們可以點亮古生物學前路的星星之火。
地學天地廣闊
中國科學院院士、中國科學院青藏高原研究所研究員方小敏:
我時常會回想起自己與地質學的奇妙緣分。初入大學時,我原本懷揣著學醫的夢想,卻誤打誤撞地踏入了地質學的世界。那時的我,對地質知之甚少,甚至有些抵觸,因為地質工作的艱辛和不確定性讓我心生畏懼。
然而,隨著學習的深入,我逐漸感受到了地學的魅力。研究生階段,我選擇在母校蘭州大學攻讀自然地理學專業,我發現地學不僅僅是一門學科,更是一片廣闊的天地,地學相關的研究成果影響著人類的現在和未來。
能源、農業、科技等是國家社會經濟發展的命脈,均與地學密切相關。比如,它可以為新能源選址做好科技支撐,為農業提質增效。同時,地學也是在和過去對話,它可以從地球滄桑巨變留下的歷史痕跡裡,找尋一絲又一絲線索,從而搭建模型預測未來,以應對可能發生的氣候變化。
從事地學研究並不需要具備哪些特殊素質,只要你熱愛大自然,熱愛腳下這片土地,熱愛我們賴以生存的地球,你就會產生對地學的興趣,而當你把興趣與國家的需求有效結合,人生也將會非常幸福。希望有志青年可以在這一領域發揮重要作用。
尋求技術背後之「道」
中國科學院院士、中國科學院上海技術物理研究所研究員褚君浩:
物理和數學作為現代技術的「源代碼」,其重要性不言而喻,它們相互關聯,為科技發展奠定基礎。物理學在探索自然世界的過程中,揭示了許多規律和現象。然而,僅發現這些規律和現象並不夠,我們更要將這些發現定量化。定量化的關鍵在於數據的收集與分析,數學為我們提供了理解、表達和應用物理定律的精確工具。
在人工智能快速發展的時代,人機共進成為趨勢,但我們應尋求技術背後的「道」,掌握其深層次原理。因此,要鼓勵學子築牢基礎並培養創新能力,成為社會的有用之才。
在選擇專業時,要根據自己的興趣和傾向來選擇方向,兼顧個人興趣和社會需求,興趣可以引領我們投入熱情,而社會需求則像帆一樣,為職業發展提供動力和方向。
將個人發展與國家戰略需求相結合
中國科學院院士、西安電子科技大學微電子學院教授郝躍:
微電子學是信息領域的重要基礎學科,微電子技術就是利用微細加工方法實現電子信息系統的微型化。集成電路芯片就是微電子技術的直接產物,對信息化社會的發展起到了重要的推動作用。
對於青年學子的成長,我始終強調興趣的重要性。我自己的成長經歷就是最好的例證。年少時,我便對無線電充滿熱情,自己動手裝配收音機、電視機,這種強烈的興趣引領我走進了半導體物理器件的研究領域。所以,青年學子們不要在題海中迷失方向,而是要發掘並培養自己的興趣,找到真正熱愛的細分領域。
此外,青年學子還應具備扎實的知識基礎、敢於創新的勇氣和勇於實踐的精神。在面對科研或產業挑戰時,不妨問自己四個問題:研究的重要性在哪裡?難點是什麼?有何解決辦法?解決難題後會產生怎樣的效益?這四個問題,有助於我們更清晰地定位研究方向,找到突破口。
每個人的發展都與國家的命運緊密相連,希望青年學子將個人發展與國家戰略需求相結合。
(原題:十位院士談如何選專業;本文得到中國科協「科普中國·科學報國正當時」項目支持;2024-06-16 来源:光明日報;記者陳鵬光明網記者宋雅娟、蔡琳、武玥彤、戰釗、肖春芳、涂子怡、李欣哲、張夢凡)
錢學森「錢學森之問」與「錢學森之痛」
卓越的、偉大的科學家錢學森教授的離去,引起了全國人民深深的悲痛。錢老臨終前曾經多次提出一個問題:「為什麼我們的學校裡就培養不出傑出人才來?!」——言之諄諄,意之殷殷,正在引起國人的震驚與深思。
錢老之問,看來是臨終前才向人們提出的。實際上,細讀錢老遺著後便知,這個問題在他自己的思想中早已提出,並且已經思考、醞釀了多年,甚至是憂思終生。而且,他自己也曾經探究到了一些可行的方略與答案,希望能夠付諸實施,為中華民族之振興與崛起做出自己的貢獻。
上世紀八十年代,錢老已是古稀高齡。他在辛勤地忙碌於軍工、航天工作之餘,又擠出時間,撰寫大量文章和書信,強烈呼籲要開展思維科學研究,加強思維科學教育。
他認為:「我們要從迎接新技術革命,或迎接人類社會第五次產業革命的角度來認識這個問題。所以,我覺得研究思維科學確實是當務之急。」「思維科學的研究將孕育著一場新的科學革命,(它會)把人的知識、智力提高到前所未有的高度,這肯定又將是一場技術革命。」(錢學森:《關於思維科學》第129-163頁)。
經過錢老艱辛地啟蒙、宣講、組織與動員,到了八十年代末期,我們全國已經形成了一個思維科學研究者的隊伍,出現了幾個專業研究機構和刊物,有許多高等院校增設了思維科學教研室和相關課程,各大報刊經常地刊發一些思維科學研究成果,出版了一批思維科學專著。由錢老親手主編的《關於思維科學》一書也在那一時期出版了。全國上下及大、中、小學裡湧現出了一個學習、研究思維科學和創新教育的高潮。各地的師生們以及畢業生們的思想異常活躍、開放,科技創新如雨後春筍,呈現出一派可喜景象。與此同時,由錢老所倡導的關於人體科學的研究也取得了長足進展。
令人十分痛心的是,到了上世紀九十年代,極少數人在氣功、人體特異功能的研究方面出現了一些偏激、狂熱、庸俗化的情況,後來又冒出來一個心懷叵測的、惡毒的「法輪功」。於是,兩、三個極左人士便在批判這類極端現象時,把錢老辛勤倡導的思維科學與人體科學也一股腦地歸並到「偽科學」的名下,將其掃地出門了。自此之後,在全國大、中學校裡和社會上,再也聽不到這樣兩個名稱了。甚至於錢老本人也曾經在精神上受到了一些不正當的沖擊。
錢老為國人、為民族,憂思多年,嘔心瀝血,精心培育,剛剛扶植起來的思維科學與人體科學,在一夜之間被無端砍掉,並被誣之為「偽科學」,這可能是他一生中最最難以接受的、最最難以忘卻的心中之痛……。還有許許多多忠誠的中國人、愛國華人,凡對這段史實略有所知的人,無不為此而痛。
當然,錢老是無私的,他無所求,無所得,無所失,無一己之痛。他只是為自己摯愛終生的國家、民族而痛,為現在和未來的萬千學子而痛,為中華民族的億萬子孫們而痛。「錢學森之問」正是由「錢學森之痛」引發而生的。
回顧歷史,古今中外常常有許多正確的、先進的思想、理論、見解、意見不能夠在當代被理解,被接受,甚至被斥之為異端,而在許多年後才被人們認識和接受下來。錢老關於思維科學、人體科學的研究、開創與論述,一定會在不遠的將來被人們所認識和接受的。
言及此,我不能不提起我們溫家寶總理近幾年來關於思維問題的意見。2006年,溫總理在《同文學藝術家談心》中講道:「我一直要求自己用心思考,用心講話,用心做事,用心寫文章」。2007年,他在與上海同濟大學學生講話時又講道:「學生們在學習期間,知識要廣博,但是,必須善於獨立的思考和創新的思維」。後來,他又多次提出要「用心思考」、要「學會思考」這樣的意見。他所說的「用心思考」、「獨立思考」與「學會思考」,當然不是去冥思苦想,而是要學會科學地思考。——總理之所言與錢老之所論,真的是所見略同。(作者系天津社會科學院研究員;作者王南,系天津社會科學院研究員;出處《思維科學通訊》 2010年1期 )
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