量子理论对教育理论的影响.doc

量子理论对教育理论的影响综观深受科学思维方式影响的教育理论的发展轨迹 ,我们深切地体会到 ,深受牛顿 -笛卡尔世界观 (经典思维方式 )影响的传统教育思想 ,在当今社会已不可避免地走向衰微。与此同时 ,新生的量子教育学对教育理论的影响将与日俱增。本文将尝试从量子理论所揭示的一些核心基本原理中 ,抽象出在现代教育学中具有根本性的和多方面启发性的思想。1 .“波粒二象性”原理启示人们 ,人是以多种状态来生存的 ,因此 ,教育者对学生的看法、态度 ,对学生发展的方向将起到至关重要的作用。物理学家们在 2 0世纪 2 0年代发现了第一个量子悖论 ,即光有种二象性 ,它同时具有粒子和波的特性。以前这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。这是一个令人困惑不解的进展。物理学家的宇宙模型中没有任何东西能够来解释这个悖论。正是这样一个悖论 ,孕育出一个惊人的答案 :光子仅表现科学家们正在证明的那个特性 !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 ,光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 ,甚至可能创造它。我们是宇宙之舞中的积极参与者 ,正是我们的主观性决定了我们所看见的世界。从“人化自然”的立场看 ,世界带有主观性的结论不是不可以接受的。基于“波粒二象性” ,“量子理论”给予了我们第一个启示 ,人在潜力和可能性上具有多样性 ,即在正确引导下 ,人会表现出引导者所期待的特性。这可能是“皮克马利翁效应”的现代科学佐证。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 ,这样一种关于人性假设的悖论可以是并存的 ,关键看你要什么。在积极的假设中 ,按照多元智能理论 ,人是以多种状态来生存的。因此 ,教育者对学生的看法、态度 ,决定了学生发展的方向性。这其实是“皮克马利翁效应”早已说明的问题。所以我们需要正向的东西 ,需要鼓励和积极思维。传统教育学的重要特征之一是消极思维 ,以批评为主 ,似乎这样才能保证标准化和“批量生产”的落实。其实 ,面对多样的而不是单一的可能性 ,正确的、积极的做法应当是挖掘学生的优点、亮点、精彩点 ,使其发扬光大。2 .“测不准原理”告诉我们 ,在任何时候我们都不可能完全了解人的思维与心理的秘密。因此 ,现在普遍存在于教育界带有浓厚的空想主义和独断论色彩的教育万能论是缺乏现代科学依据的。波粒二象性不仅仅提出了一个悖论 ,更得出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1 92 7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 ,现实的真实本性 ,也是内在而不可知的。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示 :我们不可能把孩子完全弄清楚 !脑科学也罢 ,心理科学也罢 ,任何其他科学也罢 ,都不可能完全了解人的思维与心理的秘密。这里有一个打不开的“暗箱”。由此 ,我们也可以从中引出另一个结论 ,即我们也不可能完全操控教学过程和教学结果 !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绝对知识的迷妄 ,但并不导致悲观的结论。对于学生 ,我们只需要在他最优秀的方面做最优秀的引导工作即可。桃李不言 ,下自成蹊。这就如同阳光普照、春风拂地一样自然。在教育问题上 ,正确的态度是在耕耘和收获之间 ,应当允许存在一条并不完全明朗的未知地带。3 .“几率波”理论提示我们 ,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。对于人的发展状态和方向的判断 ,应该更适合采取“趋势模型” ,“几率模型” ,而不是传统的“定量模型”、“确定模型”。在量子物理学中 ,微观粒子的运动状态 ,只能用一个波动的函数来表示 :这个波 ,是按几率变化的。进而言之 ,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有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 ,猫既可能死也可能活 .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示 :对于人的发展状态和方向的判断 ,应该更适合采取“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。好学生突然变成“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 ,是让更多的问题儿童、后进生 ,实现量子跃迁 ,变成优秀学生。4.“超因果联系”理论警示我们 ,教育是有自己的限度的。人所受的影响是无处不在的 ,人的发展所涉及的因果联系复杂到无法测定 ,教育对于一个人的发展永远是不完全的。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。但量子科学揭示出了基本粒子间的相互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 ,即指个几率波能够与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”。包括爱因斯坦等人也无法接受这个结论。他们认为没有什么能比光运动得更快 ,而光仍需要时间来传播。然而 ,非局部的联系立即发生 ,两个作用之间没有时间间隔 ,而不管它们相隔多远。1 964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证明 ,这就是贝尔定理。接着 ,在 1 982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不可见的因果律 ,“量子理论”给予了我们第四个启示 :教育有自己的限度。人所受的影响是无处不在的 ,人的发展所涉及的因果联系复杂到无法测定 ,教育对于一个人的发展永远是不完全的。同时 ,人并不是完全可以被教育的 ,总有教育以外的因素在起作用。5.“能量场”给我们的启示是应该用“场”的视角来理解教育。教育的影响本身就是一种能量场的作用 ,在教育能量场中 ,学生通过潜意识所得到的 ,往往比意识更多、更有效。在教育过程中怎样更加充分地利用被教育者的非理性因素是值得我们去深入探讨的课题。从量子科学中涌现出的最激动人心的概念 ,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。如果说经典物理的核心隐喻是一台机械钟的话 ,那么量子物理的核心隐喻就是这无所不在的“网”。基于能量场的概念 ,“量子理论”给予了我们第五个启示 :应该用“场”的视角来理解教育。教育的影响本身就是一种能量场的作用 ,在教育能量场中 ,学生通过潜意识所得到的 ,往往比意识更多、更有效。对于人的心理结构 ,认知结构 ,也应建立“场”的概念。心理结构和认知结构 ,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和更需要的。6.“全息场”理论的启示是 ,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。对于世界和人的认识是如此 ,对于人的实践性的教育 ,也应该如此。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“好像在池塘中扔下一把小石子时”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。盘子的每一个小碎片都包含了所有的完整信息 ,唯一的区别是小些的