原文作者： 布蘭福德R D 索恩K S譯文作者： 蘇衛(wèi)鋒 樂永康

(1 斯坦福大學(xué)，美國(guó)加利福尼亞 斯坦福 94305；2加州理工學(xué)院，美國(guó)加利福尼亞 帕薩迪納 91125；3復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系， 上海 200433)

衷心感謝AJP 編輯部和兩位作者給予我們授權(quán)，讓我們有機(jī)會(huì)勉力翻譯全文以饗讀者。我們企望已經(jīng)盡量準(zhǔn)確地傳達(dá)原文的意思，至少?zèng)]有曲解。有興趣的讀者可以從網(wǎng)站(https：//aapt.scitation.org/toc/ajp/88/7)下載這篇全開放獲取的評(píng)論，以求更準(zhǔn)確的理解。

在此，譯者感謝在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校攻讀博士的牛曉宇同學(xué)第一時(shí)間向我們推薦了這篇文章，感謝復(fù)旦大學(xué)國(guó)際文化交流學(xué)院的王穎教授就原文中的幾處難點(diǎn)給予我們指導(dǎo)，感謝原作者團(tuán)隊(duì)對(duì)譯文的確認(rèn)和指正。

0 引言

我們社會(huì)面臨的生存危機(jī)：盡管全球性流行病的發(fā)生本不該如此令人吃驚，但聯(lián)邦政府混亂的響應(yīng)和令人扼腕的眾多生命的逝去動(dòng)搖了人們對(duì)美國(guó)職能機(jī)構(gòu)的信心，這還將導(dǎo)致一個(gè)變動(dòng)的國(guó)家和不同以往的世界。除此之外，疫情只是我們面臨的若干潛在生存威脅之一，還包括社會(huì)停擺，糧食和其他資源相關(guān)的沖突和危機(jī)，以及失控的全球變暖。人們對(duì)這些威脅缺乏全面的理解，更不要說采取明智、有效的行動(dòng)來應(yīng)對(duì)它們。這似乎很荒謬，一個(gè)在計(jì)算機(jī)、生物醫(yī)藥、技術(shù)和物理學(xué)的發(fā)展上取得顯著和公開成就的社會(huì)能出現(xiàn)這樣全國(guó)性的挫敗——這些科學(xué)亞文化中的成功似乎與我們當(dāng)前的政治領(lǐng)導(dǎo)階層脫節(jié)了，而對(duì)比例大到令人不安的部分選民，這些成功似乎與他們毫不相關(guān)，甚至是一種威脅。

解決方案的基礎(chǔ)：為什么會(huì)出現(xiàn)這種脫節(jié)?完整的答案遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這篇評(píng)論的范圍。一個(gè)更重要的問題是我們?nèi)绾渭m正這種脫節(jié)? 極化宣傳旨在維護(hù)現(xiàn)狀。我們?nèi)绾卧趪?guó)家層面上預(yù)防極化宣傳所帶來的高糖效應(yīng)，養(yǎng)成更為健康的信息攝入方式，從而達(dá)成明智的選擇和行動(dòng)? 我們(布蘭福德和索恩，即Blandford and Thone，B&T—譯者注)認(rèn)為各種解決方案都需要三個(gè)關(guān)鍵基礎(chǔ)。第一，我們(在美國(guó))需要更多具有批判性思維和有解決問題背景的政治家。第二，我們必須改變美國(guó)文化，以促進(jìn)艱難抉擇所需的廣泛的、理智的、全國(guó)范圍的討論，并且討論的開展是基于事實(shí)和坦率，而不是虛構(gòu)和幻想。第三，我們必須培養(yǎng)一支有經(jīng)驗(yàn)且有能力應(yīng)對(duì)危機(jī)的人才隊(duì)伍?，F(xiàn)在，正是開始建立這些基礎(chǔ)的時(shí)機(jī)，科學(xué)家在此過程中大有可為。用孫子的話來說“亂而取之”。

急需的政治轉(zhuǎn)變：我們國(guó)家顯而易見的政治失敗是多方面的。政府本該有的角色——明智地解決問題并培育公平的社會(huì)，現(xiàn)在卻被獲得和保持權(quán)力的目標(biāo)所替代。當(dāng)下，支配華盛頓政治圈的思維模式是由意識(shí)形態(tài)、實(shí)用主義以及與假想敵人作斗爭(zhēng)所驅(qū)使。決策過程，至少是在公眾了解層面，幾乎不會(huì)遵循我們?cè)噲D教給理工科學(xué)生的理性、基于證據(jù)和數(shù)據(jù)的思維。這在一定程度上是由于政客們的背景所決定。來自工程、醫(yī)學(xué)和科學(xué)等解決問題領(lǐng)域的政客太少了。雖然我們都可以很確信地同意：由一群謝爾頓?庫(kù)珀(Sheldon Cooper，《生活大爆炸》中的物理天才，高智商，近乎刻板)統(tǒng)治的世界將會(huì)是人間地獄，但讓更多的工程師、醫(yī)生、科學(xué)家從政將是一個(gè)巨大的改進(jìn)，這不僅僅是因?yàn)樗麄兛梢载暙I(xiàn)自己的專長(zhǎng)，更可借助他們?cè)趹?yīng)對(duì)挑戰(zhàn)時(shí)的理性方法。我們當(dāng)中應(yīng)該有更多的人去參選并贏得選舉。

急需的文化轉(zhuǎn)變：政治文化的缺失實(shí)際上是一個(gè)更深層問題的征兆。在美國(guó)，很少有人能夠理解我們今天面臨的困難選擇，很少有人有能力理性地認(rèn)真思考這些選擇，甚至很少有人嘗試這樣去做。我們不應(yīng)該馬上把這歸咎于懶惰或道德敗壞；我們的世界真的已經(jīng)變得很復(fù)雜。特斯拉Model T 車型的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單而直接；而Model S車型的控制系統(tǒng)則是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算奇跡。那些有能力處理當(dāng)今復(fù)雜問題的人與社會(huì)其他成員之間的分裂速度可能不比更廣為認(rèn)知的貧富鴻溝慢。此外，大多數(shù)專家在相互分離彼此孤立的研究領(lǐng)域堪稱權(quán)威，卻無法解析超出其專業(yè)范圍的問題。今天，普通的物理學(xué)家對(duì)基本的生物學(xué)和大氣化學(xué)還有多少真正的理解? 更不用說那些沒有接受過科學(xué)教育的公民了。這樣的狀況必須改變。

急需的教育轉(zhuǎn)變：今天不是我們美國(guó)人第一次面臨這樣的挑戰(zhàn)。1957年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星。盡管完整的背景和響應(yīng)更加微妙，但不可否認(rèn)，由來自衛(wèi)星的蜂鳴信號(hào)引起的社會(huì)警報(bào)幫助啟動(dòng)了美國(guó)科學(xué)教育的重大變革，美國(guó)社會(huì)從中受益匪淺。當(dāng)今世界已大不相同，其威脅更加真實(shí)和深刻，但類似的變革必須而且可以再次發(fā)生。

雖然現(xiàn)在不可能知道后疫情時(shí)代我們將面臨的挑戰(zhàn)的規(guī)模和性質(zhì)，但我們(B&T)相信如下三件事勢(shì)在必行：改革政府，重建經(jīng)濟(jì)，讓社會(huì)更加公平?？茖W(xué)在這三個(gè)過程中都將扮演關(guān)鍵的角色，當(dāng)然，人文學(xué)科(尤其是倫理學(xué))也是如此。

1 我們需要做什么

1.1 科學(xué)和科學(xué)教育

首先，我們科學(xué)家現(xiàn)在就必須開始認(rèn)真考慮在后疫情時(shí)代重建我們的國(guó)家和社會(huì)。我們(B&T)相信：只要明智地加以利用并注意其適應(yīng)性和矯正性，科學(xué)(包括工程、信息技術(shù)和醫(yī)學(xué))一定會(huì)在這一重建中發(fā)揮突出作用——不是明確地本著“科學(xué)家們說……”的方式，而是作為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)隱含在由敬業(yè)的公務(wù)員執(zhí)行的公共政策中。

其次，作為科學(xué)教育者，我們必須在全國(guó)范圍內(nèi)建立一個(gè)應(yīng)急計(jì)劃(就像后人造衛(wèi)星時(shí)代那樣)，讓受過科學(xué)教育的公民融入社會(huì)，這些公民對(duì)自己周圍的世界充滿好奇心，他們理解批判性思維的本質(zhì)和力量；他們學(xué)會(huì)了如何探求真理并對(duì)沒有事實(shí)根據(jù)的主張持懷疑態(tài)度；他們已經(jīng)知道：證偽是很容易的過程；他們懂得我們中間最聰明的人往往是那些在尋求真理或至少是更深刻理解的過程中犯錯(cuò)最多最快的人；他們也因此擁有了從政治宣傳和美好愿望中分辨出可靠信息的方法。我們必須以謙卑的態(tài)度來著手此事，而不是過于頻繁的傲慢。我們認(rèn)為，這種傲慢或可察覺的傲慢是導(dǎo)致了美國(guó)社會(huì)中的很大一部分人轉(zhuǎn)向反對(duì)科學(xué)和理性思維，從而盲從政治宣傳和美好愿望的主要原因。

我們持樂觀態(tài)度的最強(qiáng)烈理由之一在于如此多的年輕人對(duì)當(dāng)今的挑戰(zhàn)做出成熟且具有建設(shè)性的反應(yīng)。許多學(xué)生正思慮著可怕的未來，并要求他們似乎滿足于現(xiàn)狀的長(zhǎng)輩們做出改變，我們應(yīng)該支持他們。我們的一些學(xué)生將成為政府、商業(yè)、技術(shù)和更廣泛社會(huì)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者和決策者。我們必須確保他們理解科學(xué)的力量和科學(xué)方法，并在必要時(shí)本能地向科學(xué)尋求指導(dǎo)。我們必須對(duì)新一代有科學(xué)素養(yǎng)的領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)行寬廣的教育。他們必須看到科學(xué)在各種領(lǐng)域和應(yīng)用中發(fā)揮著作用：純科學(xué)，應(yīng)用科學(xué)，關(guān)于天氣、海浪和地震的日常世界中的科學(xué)，以及工程和技術(shù)中的科學(xué)，使他們本能地理解科學(xué)力量的廣度。

1.2 科學(xué)教育的擴(kuò)大和改造

上文提議的各級(jí)科學(xué)教育規(guī)模的擴(kuò)大要求國(guó)內(nèi)科學(xué)教師數(shù)量有大幅增加。重要的是，大學(xué)課程應(yīng)該相應(yīng)地改變，以響應(yīng)對(duì)這些新教師的需要。作為科學(xué)教育工作者，我們有許多機(jī)會(huì)，創(chuàng)造性地與工業(yè)界、與科學(xué)家和其他國(guó)家的教育工作者，以及教育類院校建立伙伴關(guān)系。

這種擴(kuò)張要能成功實(shí)現(xiàn)，我們，科學(xué)家和科學(xué)教育工作者，必須作為一個(gè)有統(tǒng)一目標(biāo)的專業(yè)共同體一起努力。

(防控疫情所需的)隔離措施僅有的幾個(gè)好處之一是：家長(zhǎng)們(其中包含科學(xué)家)充分認(rèn)識(shí)了學(xué)校教師工作的重要性。許多大學(xué)層面的科學(xué)教育工作者和研究科學(xué)家，他們總是采取一種分層次教學(xué)的模式，還試圖規(guī)定(大學(xué)之前的教育)應(yīng)該教些什么，以及該如何去實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在，他們明白了。高中和社區(qū)大學(xué)的科學(xué)教師所做的工作應(yīng)該在公眾層面得到更高的認(rèn)可，并被視為與研究科學(xué)家屬于同一職業(yè)。他們應(yīng)該和那些發(fā)現(xiàn)新的基本粒子、發(fā)展了新型的激光器和開發(fā)新課程的人一樣屬于同一個(gè)團(tuán)體。當(dāng)我們都在這個(gè)不斷變化的世界中為教育內(nèi)容和成效評(píng)估、輻射推廣和專業(yè)發(fā)展而努力時(shí)，他們的觀點(diǎn)至關(guān)重要。我們，研究引領(lǐng)者，可以通過聽取高中教師的意見學(xué)到很多。我們既要開展輻射推廣實(shí)踐，更需要通過多方接觸(了解實(shí)際情況)。

1.3 改造物理教育

作為物理學(xué)家，我們應(yīng)該問自己，我們?cè)撊绾卧诳茖W(xué)教育改革中發(fā)揮自己的作用。

在小學(xué)和初中，我們的首要目標(biāo)應(yīng)該是盡可能巧妙地傳播科學(xué)有怎樣的功能；科學(xué)既不是魔法也不是宗教，相反，用托馬斯·赫胥黎的話來說“科學(xué)不過是訓(xùn)練有素、組織化了的常識(shí)”。我們不能只把這些傳輸給學(xué)生，還要通過他們，傳輸給他們的父母和祖父母。

在高中和本科初始階段的教學(xué)中，我們物理教育者需要教授科學(xué)的廣泛統(tǒng)一性和科學(xué)的功能。我們必須更好地將物理與數(shù)學(xué)和工程、生物和化學(xué)、醫(yī)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)整合起來。不過，我們都不能失去對(duì)物理學(xué)和其成為一門獨(dú)特學(xué)科的關(guān)鍵的理解：保持基本原理和實(shí)際應(yīng)用之間的緊密聯(lián)系。如果能對(duì)基本原理理解得越深刻，那么就越不需要去記憶其實(shí)際應(yīng)用，也就越容易為一個(gè)新的領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)。這是一種與例如機(jī)器學(xué)習(xí)中實(shí)踐的非常不同的方法論，我們認(rèn)為，這一點(diǎn)在今天仍一如既往地重要。學(xué)習(xí)物理應(yīng)該堅(jiān)持終身學(xué)習(xí)，就如學(xué)習(xí)一門外語一樣，而不是為了應(yīng)付一系列的小測(cè)驗(yàn)和考試，考完后就放一邊了。學(xué)習(xí)一門新語言時(shí)，越早開始越有益。我們也應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生們思考：在這個(gè)變化的世界中，物理學(xué)對(duì)他們意味著什么，如果他們得出與我們不同的結(jié)論，我們應(yīng)該感到高興，而不是驚訝。

我們必須大幅度地拓展物理教育。其中一個(gè)原因是讓我們的畢業(yè)生，作為能理解科學(xué)的社區(qū)成員，有效地為后疫情時(shí)代的社會(huì)重建作出貢獻(xiàn)。此外，我們目前狹窄的物理課程體系讓我們的大多數(shù)學(xué)生沒有為應(yīng)對(duì)大學(xué)畢業(yè)后的生活和工作做好充分的準(zhǔn)備。很自然，物理學(xué)專業(yè)的本科生和剛開始讀研的學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的職業(yè)生涯局限在一條狹窄而筆直的通道上。然而，作為教育工作者，我們知道，他們的道路將是漫長(zhǎng)而曲折的，他們中的大多數(shù)人將從事與他們最初的目標(biāo)差別很大的工作。他們需要接觸更寬廣的物理學(xué)內(nèi)容，以便在新的方向上能作出明智的選擇和重大貢獻(xiàn)。即使是對(duì)那些堅(jiān)持自己年輕時(shí)目標(biāo)的少數(shù)人來說，進(jìn)步往往產(chǎn)生在與其他領(lǐng)域的交叉中，因此，及早關(guān)注更寬闊的領(lǐng)域可以帶來豐厚的回報(bào)。

在大學(xué)高年級(jí)和研究生階段，物理學(xué)幾乎是科學(xué)、技術(shù)、金融和商業(yè)各個(gè)領(lǐng)域職業(yè)生涯的絕佳起點(diǎn)。相應(yīng)地，對(duì)比物理學(xué)家能夠作出實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)的問題范圍，我們現(xiàn)在授予的物理學(xué)學(xué)士及以上學(xué)位的數(shù)量實(shí)在是太少了。如果我們推行更寬廣的教育，專業(yè)數(shù)量的快速、大幅增長(zhǎng)將由需求推動(dòng)。我們將吸引越來越多能與其他學(xué)科建立聯(lián)系的學(xué)生，并為社會(huì)注入更多懂科學(xué)的公民?？纯从?jì)算機(jī)科學(xué)，這種快速增長(zhǎng)是可以實(shí)現(xiàn)的。

我們(B&T)列舉幾個(gè)學(xué)科作為例子，這些學(xué)科可以是與當(dāng)前的挑戰(zhàn)相關(guān)的更寬廣的課程體系的一部分。今天，最重要的是基礎(chǔ)病毒學(xué)(以病毒物理學(xué)為主體)和流行病學(xué)(采用統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的方法)。緊隨其后的是氣候變化和能源生產(chǎn)/分配/消費(fèi)等緊密關(guān)聯(lián)的學(xué)科。然后就是那些在美國(guó)大學(xué)物理課程中已基本消失，但其在當(dāng)今社會(huì)的重要性卻迅速上升的學(xué)科：光學(xué)技術(shù)——尤其是非線性光學(xué)目前在通信和信息處理中占據(jù)著主導(dǎo)地位。統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是大量現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)的核心基礎(chǔ)，與之密切相關(guān)的統(tǒng)計(jì)原理是經(jīng)濟(jì)學(xué)和金融學(xué)的基礎(chǔ)。自然世界在很大程度上是由流體構(gòu)成：大氣、海洋、地球內(nèi)核，包括人類在內(nèi)的生物主體當(dāng)然也在列。技術(shù)中也包含很多流體：空氣動(dòng)力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)、核反應(yīng)堆等等。理解和控制自然世界和技術(shù)之間復(fù)雜的相互作用將極大地影響我們的未來。等離子體物理學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域是受控核聚變和日地關(guān)系的核心。兩者對(duì)人類的長(zhǎng)期生存可能都至關(guān)重要的。

合作是我們對(duì)后疫情時(shí)代物理教育愿景的另一個(gè)重要方面。歷史上偉大物理學(xué)家的高度個(gè)體化的貢獻(xiàn)在今天是比較罕見的。大多數(shù)物理學(xué)家以小組形式受聘，其中許多小組規(guī)模龐大，需要睿智地組織和管理。我們?cè)诮淌谖锢頃r(shí)必須更清醒地認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。與此同時(shí)，我們和我們的學(xué)生應(yīng)該認(rèn)識(shí)到：如果組織結(jié)構(gòu)圖和群體思維主導(dǎo)了合作過程，我們會(huì)失去什么。

2 結(jié)論

改善物理學(xué)家與社會(huì)的關(guān)系：我們結(jié)合物理學(xué)家與我們所生活的社會(huì)之間緊密關(guān)聯(lián)的三方面關(guān)系來給出結(jié)論。

首先是溝通。在過去的20年里，我們?cè)谙蚱胀癖娊忉尶茖W(xué)和技術(shù)的進(jìn)步方面變得更加高效，這對(duì)我們中的許多人，特別是我們的年輕同事來說，已經(jīng)成為工作成就感的一個(gè)來源。那些已經(jīng)有一些科學(xué)背景的同胞對(duì)我們所傳遞的信息展現(xiàn)了很高的興趣并有非常好的理解程度，但我們所觸及的人數(shù)在總?cè)丝谥兴急壤圆粔?。要?shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們需要更多的人來參與奉獻(xiàn)，嘗試新的方法，并認(rèn)識(shí)到溝通是雙向的過程。在推廣和輻射外，我們中還必須有更多的人參與到將我們的同胞建成共同體的過程中來，將我們基于科學(xué)的思維方式融入其中。

其次是多樣性。在物理學(xué)領(lǐng)域，我們?nèi)匀粵]有公平而有力地讓婦女和少數(shù)民族參與在其中。除了確保公平之外，如果我們想把科學(xué)信息傳播給社會(huì)中的所有人，擁有來自各種背景的同事是至關(guān)重要的；不同背景的人可以帶來新的觀點(diǎn)，并為解決問題提供新的方向。催生多樣性最有效的場(chǎng)合是中學(xué)。

最后，物理學(xué)，在默認(rèn)情況下就是一項(xiàng)國(guó)際事務(wù)，是全球人類文化的一部分。從以歐洲核子研究所(CERN)為代表的穩(wěn)定的超大結(jié)構(gòu)，到個(gè)人間跨國(guó)合作的微妙關(guān)系，我們的實(shí)踐優(yōu)于那些在當(dāng)下被挑撥的，必須以明智方法打擊的沙文主義和民族主義，且與它們格格不入。

將這些政治、文化和教育上的轉(zhuǎn)變提上日程并非易事，但這個(gè)需求是巨大的，機(jī)會(huì)是實(shí)實(shí)在在的，我們必須從今天就開始。這樣做，也是對(duì)所有在疫情中逝去的生命的祭奠。