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《三體》、腦洞及其他:你是如何看待「費米悖論」的?

理科實驗班學生的課前演講,終於有人拋出了一個很酷的話題,並且還給出了一種相當有意思的思考,把我們的「你有一個問題,我有一種思考」的教學探討活動推向了一個小高潮。

拋出問題的是一個典型的理科學霸,他想和大家一起探討一下「費米悖論」。

百度百科是如此解釋「費米悖論」的:

1950年的一天,諾貝爾獎獲得者、物理學家費米在和別人討論飛碟及外星人問題時,突然冒出一句:「他們都在哪兒呢?」這句看似簡單的問話,就是著名的「費米悖論」。

「費米悖論」隱含之意是,理論上講,人類能用100萬年的時間飛往銀河系各個星球,那麼,外星人只要比人類早進化100萬年,現在就應該來到地球了。換言之,「費米悖論」表明了這樣的悖論:A.外星人是存在的——科學推論可以證明,外星人的進化要遠早於人類,他們應該已經來到地球並存在於某處了。B.外星人是不存在的——迄今,人類並未發現任何有關外星人存在的蛛絲馬跡。 闡述的是對地外文明存在性的過高估計和缺少相關證據之間的矛盾。

這個問題可以簡化為一句話:如果外星人確實存在,如果外星球很可能存在高於地球文明的生命體,為什麼我們看不見它們,也找不到他們存在的證據?

關於這個問題,在我本人十分喜愛的一部科幻小說《三體》中給出了這樣的回答:黑暗森林法則!

宇宙就是一座黑暗森林,每個文明都是帶槍的獵人,像幽靈般潛行於林間,輕輕撥開擋路的樹枝,竭力不讓腳步發出一點兒聲音,連呼吸都必須小心翼翼:他必須小心,因為林中到處都有與他一樣潛行的獵人,如果他發現了別的生命,能做的只有一件事:開槍消滅之。在這片森林中,他人就是地獄,就是永恆的威脅,任何暴露自己存在的生命都將很快被消滅,這就是宇宙文明的圖景,這就是對費米悖論的解釋。一旦被發現,能生存下來的是只有一方,或者都不能生存

這個解釋相當酷,但是並不能完全說服我。關於我們為什麼發現不了外星生命和外星文明,你們還有什麼好的解釋嗎?

學生甲:我們沒有見過外星文明,但我們可以以我們地球文明發展的歷程來推測外星文明。我記得愛因斯坦曾經這樣評價過人類的戰爭:「我無法預言第三次世界大戰是什麼樣子,但我可以預言的是,第四次世界大戰來臨的時候,人們一定是使用木棒和石頭在彼此攻擊的。」這位天才物理學家之所以這麼說,是因為他非常清楚,如果人類爆發全球範圍內的核戰爭的話,整個人類的文明就會瞬間歸零。我們將再次回到舊石器時代,從新再來一次。所以,這也許不是地球文明的特例,而是在整個宇宙空間普遍存在的真相。也就是說,我們為什麼沒有見過高端文明存在的證據,那也許是因為,任何一種文明發展到一定階段,都會進入這種內鬥,以至於自我毀滅的階段。所以,我們看不到理論上可以遨遊整個宇宙的外星文明存在的證據。

學生乙:如果假設外星文明確實存在,而且其文明發展水平還遠遠高於我們,那麼,我們沒有找到他們存在的證據,會不會因為「他們」其實就在我們身邊,而我們「看不見」他們呢?

物理學上有個概念叫「維度」:維度,又稱維數,是數學中獨立參數的數目。在物理學和哲學的領域內,指獨立的時空坐標的數目。0維是一個無限小的點,沒有長度。1維是一條無限長的線,只有長度。2維是一個平面,是由長度和寬度(或部分曲線)組成面積。3維是2維加上高度組成體積。4維分為時間上和空間上的4維,人們說的4維經常是指關於物體在時間線上的轉移。(4維準確來說有兩種。1.四維時空,是指三維空間加一維時間。2.四維空間,只指四個維度的空間。)四維運動產生了五維。

第六維是指思想,獨立於常識中的時間與空間之外,第六維與時間性質相似,同是超出物理範疇,但又高於時間的維度。我們這個所處的宇宙無法超脫第六維,只在其中運行。正如計算機的程序一樣,雖然程序的執行結果可能會產生對時空的影響,但程序本身只能在計算機中運行。

既然六維及六維以上的空間都已經超越了物理學範疇,那麼,如果外星文明處於十維甚至十一維的空間中,我們三維世界裡的人又如何能夠「看見」呢?

我們始終找不到外星文明存在的證據,會不會是因為外星文明的「存在」,和我們所說的「存在」根本就不是一回事呢?

演講者如是說:我今天之所以提出這麼一個問題,除了我本人對它感興趣以外,我還想借這個問題跟大家說明一個道理:

我們是理科實驗班的學生,我們學習物理化學生物數學的目的,不應該僅僅限於我們自己擅長於這些學科的競賽或者考試。目前,我發現班上有相當一部分同學,習慣性的把學習等同於刷題、等同於機械訓練,日復一日、年復一年地埋頭題海。根本不關心身邊的人,也不在意周邊的事,似乎刷題學習就是高中生活的全部。這樣的學習是很片面的,也是相當有害的。

我們今天一起討論「費米悖論」,我是想向大家展示一下,學習物理除了可以拿來解題以外,還有更好玩、更有意思的領域等待我們去探索。所以,希望班上那些只顧埋頭刷題提分的同學,每天都能拿出哪怕一個大課間的時間給自己開開腦洞,思考一些類似的問題,從而來提高我們思考問題、分析問題的能力。這筆多做一套卷子有趣得多,也有意義得多。

我希望各位在腳踏實地的同時,別忘了時不時的抬起頭來,仰望星空!

【教師指導】

今天的問題問的特別好,對於問題的延伸和分析更有意思,總之,今天演講的同學帶著大家體驗了一次愉快的「開腦洞之旅」

我本人也特別喜歡,甚至於有些迷戀《三體》這部科幻小說。這是一部我認為初二年段到高一年段的中學生必讀的小說。當然,因為《三體》的作者和各位一樣,都是理工直男,所以在敘事和駕馭複雜矛盾的技巧上有些不足。以至於,如果你直接閱讀《三體》這部小說,你會看不太明白。但如果你堅持看完前半部,並且跟上了劉慈欣的思路以後,你會被後面排山倒海的腦洞思維深深地震撼。

前幾天網路上一直都有人在報道和評論「大潤發」被「阿里」收購的案例。「大潤發」創始人的一句:我戰勝了所有對手,卻敗給了時代。引發了很多人的思考,人們普遍引用《三體》結尾中那場終結整個銀河系的「降維打擊」來形容這場商戰。「大潤發」的超市零售業可謂楷模,它的運營模式、它的管理模式、它的用戶體驗都被努力做到了最好。它曾經投資20億涉獵「飛牛網」想要與電商一決高下。但最終「大潤發」的黯然離場,正驗證了《三體》中那句很現實的話:「我毀滅你,與你無關!」

低緯度的人,面對來自高緯度的壓力,正如傳統零售業,面對來自電商時代的壓力一樣。不是你任勞任怨把一切努力做到最好,就能有勝出的可能性的。就像《三體》中,人類傾盡三百年的事件,無所不用其極地為那場終極大戰做著各種各樣的準備。卻最終在高緯度文明所發出的一張紙片下,灰飛煙滅。那是一種悲壯,也是一種無奈,但更多的是,給個腦洞引發我們對現實的思考。

很不幸的是,我們所共同面對的高考,正在演化成一場「降維打擊」!

傳統教育中的埋頭苦幹、多讀多練、加班加點以及各種精細化管理,在由高校老師主持的全國卷高考的碾壓下,正在一點點被瓦解。高校需求的是有思維能力、有分析和閱讀能力的人,但我們的高中教育,正在不厭其煩地批量生產著有解題能力的人。面對更高維度的碾壓,我們卻總是習慣性地在更低維度上尋求解決辦法。比如周六上課不夠的話,周日也拿來上課;再比如早讀時間不夠的話,我們可以晚讀,甚至可以中午讀;又比如說,每個月一次月考效果不明顯的話,我們可以每周一次周考,在不行日日考也可以考慮......任何低緯度的瞎折騰,不但不利於最終成績的提高,反而會損傷學生原本就脆弱的學習積極性,徹底淪落為不會思考問題,只知道做題的工具。

前不久聆聽了一位省級專家的高考指導講座,那位勤勉刻苦的語文老師在講座上用了半個小時的時間大談高三語文複習回歸課文的重要性,接著又用了近一個小時的時間大談提高學生書寫能力對於高考的重要性。我一邊聽,一邊瞠目結舌。。。。。。

我當然不否認教好課本很重要,也不反對寫好漢字很重要,但是如果面對即將到來的高考,我們還只是在這兩個問題上下功夫,而忽略了全國高考中真正要命的問題:學生無法精準理解試卷中的文章,更不知道該用怎樣的思維方法去組織答案,去形成文章這樣更高維度的問題。福建的高考成績接著墊底,恐怕不會有太多懸念了吧。

竊以為,福建高考失利的很大原因是:以前福建卷的命題,是有很多中學老師參與的,所以形成一套封閉的教學體系。如今的全國卷高考,是由高校教授全權負責,中學老師完全不能插手的。面對這樣的高考,我們卻總在以往的經驗中打轉,力圖把以往成功的經驗一次次地推向極致,而忽略了從更高維度入手去解決問題。

這就好像兩千多年前寓言故事裡的那個傻瓜,在船上刻了記號卻找不到落水的寶劍。反思問題的時候,卻說是因為記號刻得不夠精準,也不夠深,下次要精準深刻地做好記號一樣讓人哭笑不得!


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