AI时代,我们到底要教会孩子们什么?李永乐老师
有家长问我:现在都是AI时代了,任何问题都能从AI上获得解答,那我们到底要教给孩子什么?
在回答这个问题之前,我想先问大家一个问题:一滴水能浮起万吨巨轮吗?
大家也许会感到莫名其妙,一滴水如何能浮起万吨巨轮呢?
这是我在讲阿基米德浮力原理时发生的事。国王要阿基米德测量王冠是否是纯金,阿基米德苦于无法测量出王冠的体积。有一天,阿基米德洗澡时发现洗澡水漫了出来,突然灵光一闪,大叫着尤里卡从浴缸中跑了出来。阿基米德发现了浮力定律:物体受到的浮力等于它排开液体的重力。
因为物体的浮力等于排开液体的重力,而与液体本身重力无关,所以,如果制造一个容器,刚好贴合物体,那么少量的水完全可以浮起重得多的物体。甚至在极端情况下,一滴水也能浮起万吨巨轮。说的深一点,液体的作用仅仅是利用其流动性建立压强分布,一滴水如果被约束在足够紧密贴合的容器与巨轮之间,形成一个极薄但连续的水膜,这层水膜依然能传递静水压强,从而产生巨大的浮力。
可是,当我讲完这个故事的时候,许多人开始反驳我:“这绝不可能!因为一滴水有多少水分子,水分子平摊成一层有多大面积,而这个面积不够涂满万吨巨轮的底部!”如果你问问AI软件,它也许也会给你同样的回答。
究竟谁对谁错呢?
我们都知道:现实中,一滴水不可能浮起万吨巨轮。别说一滴水,就算是一杯水,涂在万吨巨轮底部也会瞬间蒸发,你根本无需计算能涂多大面积。但是,认识到一滴水理论上可以浮起万吨巨轮,才是科学精神的体现。
阿基米德通过理论和实验的研究,发现了浮力定律。在水越来越少、物体越来越大时,依然能够浮起。所以我们推断:当水极少,物体极大时,依然能够浮起来,这就是科学推理法。
科学研究正是抽象出现实中最一般的规律。例如阿基米德发现了杠杆原理,他说说:给我一个支点,我可以翘起地球。伽利略做了一个斜面实验,他说:如果地面无限光滑,小球可以一直运动下去。甚至包括后来的牛顿、爱因斯坦,他们都是使用了科学推理的方法,获得了巨大发现。
知道现实中一滴水无法浮起万吨巨轮的结论,并不能让你有任何收获。但是理解阿基米德浮力原理,了解理想情况下一滴水就能浮起万吨巨轮,却能让你对世界有更深刻的认识。
反过来说,如果不懂科学思维方法,不仅无法理解科学推理的含义,强行把现实套用到模型中,还会犯“在微观层次讨论浮力”、“用一滴水的体积除以直径得到面积”这样物理范畴的错误。
古希腊的阿利斯塔克利通过月相和日食,测量出太阳到地球的距离是月亮到地球距离的19倍,但实际上是400倍,阿里斯塔克的结果错得离谱。但是,阿利斯塔克创造出的测量方法却成为了后人丈量宇宙的基础。在科学探索中,一个正确的思想框架,远比一开始就得到正确的数字更为珍贵。
英国统计学家乔治・博克斯说:所有的模型都是错的,但是有些是有用的。
我想,在人工智能时代,教育传达给孩子们的,不是答案和数据,而是探索科学的过程、科学的精神和科学的方法。在AI时代,这种探索的过程、科学的精神和方法尤其可贵。
我们要通过我们的数学、物理、化学、生物、历史、文学等等学科的教育,让我们的孩子们明白:科学、数学、文学、艺术的发展都是有历史局限性的,但是人类追求和探索的精神永远不变,那就是人类可以通过理性认识世界,追求真理和美。
我们知道:近代科学之父伽利略,推翻了许多亚里士多德的结论,如果你问AI具体的问题,他可能会告诉你:亚里士多德是错的,而伽利略是对的。
但是,当我给孩子讲到这一段时,我特意引用了伽利略评价亚里士多德的话。伽利略说:“如果亚里士多德看到了我今天用望远镜看到的一切,他一定会改变自己的看法。“这句话恰恰说明:伽利略是亚里士多德的精神继承者,他继承了亚里士多德最重要的思想,那就是观察与思考,是抛弃神秘主义,主张人类可以通过理性认识世界,他所走的,正是亚里士多德所指明的、通往真理的道路。所以,伽利略并没有推翻亚里士多德,而是继承和复兴了亚里士多德的思想——那就是伟大的理性主义。
在AI时代,学校应该教给孩子的,也正是这种精神。
爱因斯坦5岁的时候,一样意外的玩具为爱因斯坦打开了新世界的大门,那是爸爸送给他的指南针,长大后回忆起来,爱因斯坦说:“这只指南针以如此确定的方式行动……这种经验给我一个深刻而持久的印象。我想一定有什么东西深深地隐藏在事情后面。”
爱因斯坦在12岁时,他的家庭老师送给他一本几何书,他爱不释手,称之为“神奇的几何小书”。他如痴如醉地读完了这本书,并且自己提出了一种勾股定理的证明方法。正是这本书,让爱因斯坦走进了数学的大门,16年之后,爱因斯坦用几何解释了宇宙,这就是著名的广义相对论。
我现在在做小学数学课和初中物理课,我的课堂上,我会引用大量经典的数学问题,例如芝诺悖论、棋盘和麦子,我会动手做大量经典的物理实验和虚拟实验,目的都是带着孩子们学会各种科学研究的方法,比如归纳法、数形结合、极限法、转化法、科学推理法等等,让学生能够区分事实、推理和观点。在我看来,背诵套路是很低级的学习方法,考试拿高分只是学习的副产品,提升数学思维,培养科学精神,才是我这们课的精华。具有了数学思维和科学精神,无论孩子上了高中、大学,还是未来参加工作,都会受益终生。
■ 诺奖得主安东尼·莱格特的忠告(组图)


