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出品:SELF格致论道讲坛
导语:作为小学校长和教师,来自中关村二小的李兰瑛在SELF讲坛上这样说,“在我心中,教育就是育人,使孩子成为独立的、有想法、有见解的人。在人字的一撇上,一定承载的是高尚的品格,在一捺上,一定有可持续发展的能力,二者相互作用,孩子们才能自由呼吸,自由成长。” 小学6年,学校扮演着一个怎样的角色?孩子应当如何度过?学校和家庭之间又该怎样配合,和孩子一起填充这6年的人生底色?
---嘉宾介绍---
李兰瑛
北京市海淀区中关村第二小学教学副校长数学特级教师
演讲实录
孩子为什么要去上学?学校到底有哪些价值?孩子在学校能获得哪些家庭以及社会不能给他的东西?这是来自一位校长的发问,它们看似很简单,内涵却非常丰富。
红色、绿色、蓝色是最基本的三原色,用这三原色可以调出丰富的色彩,李兰瑛认为,小学教育也有属于它最基础的三个色调,即健康的身心,自主学习的能力,以及良好的习惯。教育的最终目的是为了把每一个孩子培养成为一个独特的“人”。这“人”的厚重一撇上应该载着高尚的品格, 凝重的一捺上应该载着丰富的智慧,可持续发展的能力。共同的力量促使儿童的生命自由地呼吸、舒展地生长。
父母总是想把自己最好的给孩子,同样也会把期待寄托在孩子身上,希望孩子上好初中、好高中、好大学、有一份非常好的工作,甚至有一些非常成功的一些故事。于是来自父母的压力越来越大,孩子并没有太多的选择和自由。然而多数父母也很少仔细去想,孩子二十年后应该成为一个怎样的人。
李兰瑛接触到这样一个案例:这位妈妈特别希望孩子能上好初中,紧盯着孩子评三好、推优,但孩子体育成绩不好,没有评上,知道这个结果后妈妈非常着急,焦躁不安,给学校打了一遍又一遍电话,见到孩子就是埋怨:“你怎么不好好努力。就一个体育,你怎么还让它影响你评三好!”。于是孩子几天之内不爱说话闷闷不乐,心理又受到影响。作为一个妈妈,如果孩子的体质不好,第一个应该是想想怎么让他多锻炼身体,而不是无谓地埋怨。家长的心态直接影响着孩子的心态,家长的行为直接影响着孩子的成长。
小学六年应当是美好的、宝贵的,学校和家长应当顺应孩子的天性,每个孩子都有不同的成长轨迹和他自己未来的道路。怎么做?健康的身心是从有情趣的玩做起。有情趣地玩才会让孩子有真切的感受,不轻易否定孩子的“异常现象”,也许那就是爱好的火花擦亮的地方。
焦瀚林是中关村二小一名很普通的小学生,但是他酷爱捉虫子,捡石头,是个小自然迷,走到哪儿都把宝贝淘回家。可是在他妈妈眼里,他捡的都是一些破玩意儿。所以趁他不注意的时候,把他捡的那些贝壳就给清理掉了。有一天孩子在学校大柳树下观察跟树干颜色接近的一个蛹,恰巧学校科学老师正好路过,就走过去看了看,他发现孩子非常专注,就鼓励孩子去动物博物馆参观。他的事情在学校传开了,传达室的老爷爷、英语老师都参与到他自然探究的活动中来。他的妈妈知道学校的这些做法之后很惭愧,她转变态度,经常周末带孩子去自然,他还带动了身边的伙伴,结交了很多好朋友。
很多家长把时间用在孩子的陪读上,但家长无法陪孩子一辈子,真正的自主学习不是家长的陪伴,而是要孩子的自悟。
这是李兰瑛接触到的另一个案例。这个孩子的家住在高层,一个星期天他往楼下一看发现停车场的车有的摆成了T字形的,有的斜着摆,各式各样。这引发了他的思考,想要设计一个方案,解决小区的停车难问题,让小区有序停车。于是他得到父母支持,并在网上了解各种车辆的尺寸,通过计算停车面积、位置、角度、安全距离、车辆转弯角度等等,综合运用数学知识,从真实的问题下手,设计出了自己的停车方案。
李兰瑛感叹道:解决生活中的真实问题,学生踏踏实实地去做自己喜欢做的事情,学习的过程就是能力提升的最好过程,创新的意识萌芽也是在这过程中体现的。
我们经常听这样一个观点:良好的习惯从关注细节做起。这个观点不新鲜,但很多家长并没有做到。李兰瑛回忆起她去日本小学考察学习的一段经历,她亲眼看到日本小学生中午吃完饭一粒米不剩,吃饭的餐具全部是高年级的学生带着低年级学生给它收拾好,大家一起做值日,甚至学校所有的卫生间厕所都是学生进行打扫。试问,在国内哪个学校敢让学生去打扫卫生间?哪些家长同意这么做?
中关村二小还组织了一次手机使用情况调查,收到的有效问卷是2035份,发现这样一个现象:父母不支持学生带手机上学的达到了74.66%,但回家后有52.82%的父母多数时间是在看手机。如何关注细节?如何养成习惯?以身作则太重要了。
小学六年人生底色,是孩子一生最基础的色调。健康的身心使孩子首先成为人,自主学习的能力让孩子会学习,良好的习惯让孩子学会做事。先成人再成才,是小学教育最根本的出发点。
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出品:中国科普博览 SELF格致论道讲坛
导语:数学模型能够预测经济走势么?在闫妍眼中,答案是肯定的,她跟随成思危先生从事经济学研究,在多年的研究经历中,找到了数学模型与思想治国之间的重要联系。
---嘉宾介绍---
闫妍
中国科学院大学经管学院MBA中心副主任
著名经济学家成思危先生的学生
演讲实录:
大家好,刚才听了各位老师的演讲,让我受益匪浅,听到了不一样的人生。今天希望以我这十几年的学习和研究经历,跟大家分享一点感受,从模型至上到思想治国。
我是1999年被保送到南开大学金融系,当时觉得学金融、数学很重要,因此读了数学双学位。大学毕业时成为南开大学金融系第一个完成数学双学位的学生。我当时联系的是中国科学院数学与系统科学研究院的副院长,现在的党委书记汪寿阳教授,希望跟汪教授读硕士,汪教授觉得我的情况非常好,正好赶上成思危先生第一年在中国科学院研究生院招收硕博连读生,就把我和另一位同学推荐给了成先生。
我从小到大一直做事比较着急,在大四的时候希望能够提前进入研究状态,因此在2002年10月份大四刚确定保研之后,见到前全国人大副委员长成思危先生,就跟老师征求意见,说我未来读博士期间研究的题目该是什么。成先生当时说了一句话,“未来十年中国房地产会有大的发展,希望你能够从事房地产领域的研究工作。”那么从2002年到2012年正好是中国房地产市场的黄金十年,可以看出成先生对于中国经济、中国房地产市场非常有前瞻性。我一直想研究金融数学、金融工程的领域,老师给我提供了一个新的方向,就是房地产。我做的第一个研究工作就是在我自己兴趣和老师让我做的研究方向里面找了一个结合点,研究住房抵押贷款支持证券MBS的定价。
这两年中国资产证券化发展的速度非常快,我的学生现在找工作特别好,很多券商、金融机构很愿意要他们。但是在2003年的时候,中国还没有住房抵押贷款支持证券,中国第一支住房抵押贷款支持证券推出来是2005年12月份,中国建设银行“建元一号”。什么是住房抵押贷款支持证券?现在北京房价非常高,如果你想买房子,全靠自己家的钱买不起,需要进行贷款,银行手里有很多贷款,将已有的住房抵押贷款打包成资产池,证券化后卖出去,投资人买了这个住房抵押贷款来支持证券,银行获得了融资。这是我研究的第一个问题。
研究过程中,我遇到了一个原来没有想到的问题,我们要预测这个资产池的现金流。但是中国1998年开始进行城镇住房制度改革,1998年到2003年之间,住房抵押贷款的量不大,发生违约的很少。我当时就想如果房价出现大幅度下跌,出现房地产泡沫破灭的话,违约率会大幅度上升。但是这个数据我们根据中国的历史数据推测不出来,所以我给自己选了新的研究题目:中国会不会出现房地产泡沫。大约2003年到2007年我主要研究房地产泡沫的问题,研究了几年之后非常荣幸地迎来了全球历史上最严重的一次房地产泡沫破灭事件,就是2007年到2008年由美国次贷危机导致的全球金融海啸。2008年9月15日雷曼兄弟破产倒闭,标志着金融危机全面爆发。但是我是从2007年8月份开始密切关注这次金融危机,为什么呢?大家看这个指标,这个指标是“泰德利差”,一般来说这个“泰德利差”如果越高,表明市场流动性越差。这条红色的线是美国市场上的“泰德利差”,在2007年8月开始陡然上升,当时很多国家出现了流动性的紧张,从那个时候我开始关注大洋彼岸的次贷危机。到了2008年1月份,一些美国大型金融机构相继披露了他们在2007年遭遇了历史上的最大亏损。我当时没有坚持做MBS定价的的一个原因就是:当房价出现大幅度下降的时候,违约率大幅上升,很多人还不上钱,与次级住房抵押贷款为基础资产的证券化产品,包括很多相关的复杂金融衍生品价值都出现了大幅度下跌,很多金融机构出现亏损。
在2008年1月份的时候,当很多人认为中国股市在奥运会之后会到七千点的时候,我自己,包括建议周围的人把手中的股票都卖掉。为什么呢,这是我们发表一篇英文SCI的论文,全球各个国家的股票市场,最主要的规律就是同涨同跌。比如我们全礼堂的人,大家坐在一列高速行驶的列车上,在这个列车上有人向前走,有人向后走,列车上的运动都是杂乱无章的。然而有人站在火车外面,看到我们所有人的运动趋势是同向的,这就是全球股票市场最主要的规律。我们研究发现,2005年到2010年,每一年50%到75%的趋势,世界30个主要国家的股票市场是同涨同跌的,当美国作为世界主要金融市场发生系统性风险的时候,中国股票市场也在劫难逃,在2007年10月份上证综指达到了历史最高点6124点之后,在2008年一泻千里,最低跌到1664点。
这么多年我做了很多模型,我擅长的就是从数据中挖掘出一些信息来建模型。我招学生,要会计算机编程,数学建模的能力要强。但是这几年跟随我的博士导师和博士后导师做研究的过程中,我也意识到在国家制定经济政策时,在国家的治国理政中,思想是非常重要的,因此有意识做一些将模型和思想结合起来的工作。
这个工作我先介绍一下它的背景:我之前研究过住房保障的问题,调研了很多城市保障房的建设。我们发现一个现象:很多城市都倾向于将廉租房集中在一个社区中建设。什么是廉租房呢,对于社会上收入能力较差,无法通过市场买房或者是租房的人,政府提供租金非常低,比市场价低得多的住房就是廉租房。很多地方政府为了方便建设,把廉租房建在一个社区中。我们调研了欧美的情况发现,如果把低收入家庭聚在一个社区中,长期会出现贫民窟现象,并且在欧美的贫民窟中,通常会有比较高的犯罪率、失业率、失学率以及吸毒等各种不易解决的社会问题。
我参加美国复杂系统科学研究机构——圣塔菲研究所的暑期学校,当时我们这个班有来自于20多个国家40个学生,主要是博士生。当时要求我们在最后提交一个合作项目,不是事先老师给你分好组,告诉你要做什么题目,而是大家自由组合,看谁对你的问题感兴趣,就自由成组。我讲的是中国的保障性住房问题,吸引了几位合作者,其中一位是MIT,美国麻省理工学院研究风能的博士,还有一位是英国曼彻斯特大学天体物理系的博士,还有一位密歇根州立大学建筑学的,他是建筑学和城市规划双硕士学位,还有一位清华大学社会学系的硕士。我们几个人做了这样的工作,最开始大家在这个城市的居住地都是随机分布的,但是每个人都希望到好位置居住,比如这个地方有配套的重点中小学,孩子可以上好的小学;有好的医疗条件,有好的医院;购物比较便利;便利的交通,大家都认为这是好位置,所有人都愿意去这个地方。我们说最牛学区房,什么样的人能买得起这样的房子呢?资金能力比较强的人。设定条件下,最开始大家居住是随机的,经过一定演化规律之后,不同收入的人会选择住在一起,这是经济分割的现象。如果政府的公共住房政策将低收入家庭聚集在一起,会使经济分割现象更加严重。当时我与来自美国和欧洲国家的朋友交流,他们说在美国和英国,都有过治理贫民窟、治理低收入家庭社区的贫困性这样的阶段。现在它们采取的是混合收入社区,但是在一个社区中最低收入家庭和最高收入家庭住在一起也是有问题的。后来我们给中央的建议,在中等价位普通商品房社区和两限房社区中配比一定比例的廉租房,现在很多城市都在实施。
十八届三中全会提出要组建多个国有资本投资公司,这是国企改革的重要工作之一。但是2013年提出来的时候国家并没有明确说国有资本投资公司具体要投资什么领域。我们通过研究,建议国家如果组建国有资本投资公司应该将资金重点投资于科技、军工、医药保健等领域。这篇文章发表在我们国家管理学排名第一的期刊——《管理世界》2015年第6期的第一篇文章,作为本刊专稿发表。这篇文章也给了我很多启示,原来国家一直说金融或者说虚拟经济要服务于实体经济,但是我们这个研究表明,金融不仅要服务于实体经济,金融还可以引领科技创新,引领产业升级,这篇文章得到国家两位领导人的批示,在不到一年的时间里,有两位央企的主要负责人,在写文章和写书的时候引用了我们这篇文章。
事先活动的主办方与我沟通,希望我的演讲能给我们年轻朋友一些启发。我想跟大家分享一下我的恩师成思危先生的一首诗,成先生是去年7月12日辞世的。这是他6月11日80岁生日的时候写的一首诗,被我们视为是成先生自挽联,“畅游人间八十年,狂风暴雨若等闲。雏鹰展翅心高远,老牛奋蹄志弥坚。未因权位抛理想, 敢凭刚直献真言。功成名就应无憾, 含笑扬眉对苍天。”
作为后辈只能说自己会尽力地多思考、多调研、多研究,为中国经济的发展贡献自己的绵薄之力,谢谢大家!
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导语:引力、量子、纠缠……这些词到底是什么意思?黑洞居然也有单身和恋爱的不同状态?怎么做才能穿越时空?来自北京师范大学物理系的张宏宝说:“这个世界太复杂了,物理学家希望找到这样一个原理,把它握在手里,便可以鸟瞰整个世界,因此对这个世界会有安全感,这就是一个物理学家的信仰。”
---嘉宾介绍---
张宏宝
北京师范大学物理系相对论与全息引力研究者
演讲实录:
我今天要告诉大家的是,在基础物理里面最前沿的,是我们对这个世界的认识。要展开这个演讲,我不知道我能够怎样去和诸位有一个很好的互动,但是我将尽我最大的努力,去和大家分享我们基础物理学家在这个领域最新的对世界的认识。
我们知道一件事情是什么,我们知道的一件事情,也许我首先忘记这里的一首诗,我只想说整个物理学是联系在一起的。也许你可以在一粒沙里面,可以看到整个世界,通过一棵花可以看到天堂。而物理学有一件非常非常重要的事情是什么,我希望有一个基本原理,有这样一个原理,我可以有这样的原理握在手里 ,这样我可以鸟瞰整个世界,这样我会非常有安全感。否则这个世界太复杂了,这是一个大千的,这是一个繁华的世界,我想了解它,怎么去了解它?我们物理学家希望有一个第一性的原理,有了这第一性的原理,我原则上是完全可以掌控这个世界的,因此我对这个世界会有一种安全感。
下面进入到整个故事的真正讨论。我们知道其实你也好、我也好,都是在人生中的一个演员,但是我们这样一个演员不能够离开时间和空间,比如说我们要和某一个人约会的话,说我们在哪里?比如在北京在海淀少年宫,我们在这里约会下午三点,我们需要一个时间和空间,其实时间和空间提供我们进行表演的整个一个舞台。你和我,只不过是这个舞台的一个演员而已。而物理学家特别看到的一件事情是什么?我们就能够把这个世界分成两部分,一部分是所谓的时间和空间,我们今天的物理学家把它称之为时空,把它们连在一起叫时空,另外一部分是一些物质,像我,我当然也是一些物质构成的,大家也许听说过原子等等构成的,我们是一些物质,我们就是时空里面的演员。
今天我要讲的一件事情是什么,其实无论是时空也好,还是你和。我也好,都是来自于宇宙的大爆炸。今天很多人都能够知道这样一个事实,我特别想说的一件事情是什么,我们怎么通过大爆炸,一下就产生了很多的物质,时间和空间一下子产生了。对这样一个问题,今天的物理学家有了最新的一些研究进展,我希望借助这非常短的时间 和大家分享这一非常前沿的进展。下面谈这样的问题最终的主题是什么?
我要声明这样一件事情——是因为纠缠。是因为你和我之间一种千丝万缕的纠缠产生出时间和空间,他们通过这样一种方式而产生。另外,最重要的,我还要说一个故事——真爱真的可以创造奇迹。因为物理学、基础物理,它的确可以创造出非常非常美妙的奇迹。 对我来说,我待会儿会告诉大家,它是一个怎样的奇迹。
这里涉及到物理学里面一个教父式的人物爱因斯坦。我首先必须要告诉大家什么是时间,什么是空间,我们今天物理学家对时间和空间的认识到底达到了什么样的一种状态。在牛顿的时候他觉得时间是绝对的。一个人静止在这里,我这么站着,我感受到的时间和一个人运动。比如从这边走,然后再走回来,和我站在这里的人相遇了。两个人如果看一下手表,原来这哥们是10点钟离开的。在他11点回来的时候,我和他对一下我们的手表,发现都是11点。这个时间是绝对的,不依赖于一个人。是这么运动着再走回来?还是我一直静止在这里,这是牛顿对于时间的一种认识。
但是爱因斯坦对时间的看法完全不一样。爱因斯坦说,当你这么走,再回来,你的时间和我站在这里的时间是不一样的。这个人走了一圈再回来,他所用的时间要比我在这里用的时间更短。 想象一下的话,假定我的双胞胎兄弟离开了地球去外面游走了一番然后再回来,可能我这个时候已经变得很老了,但是我那个兄弟却还是一个小孩。这就是相对论给我们带来的时间上的一种非常大的冲击。对爱因斯坦来说,有没有一个绝对的东西,你觉得时间是相对的;有没有一个绝对的东西,有一个绝对的东西这个绝对的东西就不再只是一个时间这样的东西了,而是时间和空间连在一起,我们称之为时空这样的一个东西,这是我想表达的一件事。
但是爱因斯坦不仅仅只是停留在这里。他最终要把这个时间和空间,和引力就是重力统一在一起,最终告诉你引力并不是一种力。牛顿是怎么看这个事情的呢?他觉得大家可能都听说过一件事情,有个质量的物体在这儿,有个质量的物体在那儿,他们之间会有一种吸引力,这个吸引力是万有的,只要你有质量,它们就会有吸引力,这种吸引力就是以这样的一个关系展现在这里。但是爱因斯坦对这件事情的看法和牛顿完全不一样,他的看法是说,假定我站在这里,另外一个人站在那里 ,因为我和他都有质量 ,所以我和他之间有一种吸引力我和他会慢慢的靠近,因为我和你之间有吸引力,所以说原则上会慢慢的靠近。
爱因斯坦说这件事情表现的是这块的时间和空间被弯曲了,被扭曲了。比如我们同学学过初中几何的话,我们知道,两条平行线,一开始平行的线它们永远的不会相交,一直走下去一直走下去,但是这只是平坦的空间,也就是这个空间是平坦的,是欧基米德的空间。但是如果说你给我们一个球,我们知道我们的地球是弯曲的,会发现所有的经线其实是平行的。它们在赤道的时候是平行的,都是和赤道是呈90度的夹角。但是这样的经线走着走着,它们最终在北极的时候汇聚了。这个汇聚根本的原因是什么?因为球面本身是弯曲的。
爱因斯坦说,我和你之间如果没有引力、重力的话,我们这块的时空是平坦的。 因此,我和你只能永远的相望于江湖。一开始我和你是相对静止的,我和你是平行的,我们永远只能够是相望于江湖。但是,因为重力,因为万有引力 ,我和你造成了这块时空的弯曲 ,因为这块时空弯曲了。 一开始尽管我和你是相对静止,但是最终我们会在某一个时刻汇聚在这里。
最终的结论就是说引力表现为时空的一种弯曲,这是爱因斯坦非常充满真知卓见的一个看法。它只是表现为时空的弯曲,一旦有了这样的一个观念,在弯曲的时空里面,有一类非常非常特别的时空, 这个时空我们通常称之为——黑洞。黑洞它会造成特别重要的一件事情。假定我这一块时空是平坦的话,我在这块发一束光过去,你在这块发一束光过去,这两处光会平行的走。但如果是在一个由黑洞造成的弯曲的时空里,你会发现这一块发出来的光线一开始是平行的,慢慢的有的会分开,有的会汇聚,因为黑洞这块引力是如此之强,以至于光怎么发也发不出去 ,这个是爱因斯坦的理论所预言的一个东西。
接下来我要说另外一个事情,黑洞其实有两种黑洞。一种我称之为是单身的黑洞。假定现在我们的太阳还有50亿年的生命,如果说它的质量稍微大一点,它最终会燃烧完,坍缩成一个黑洞,这是一个不可避免的坍缩。坍缩成黑洞之后,里面的光怎么也出不来,这是我们为什么称它为黑洞的根本的原因。我之所以能够看见你,是因为你在那里发的光并不是你发的光所反射的光到达我眼里,但是在黑洞里面的光怎么也出不来,因此我看到那一块是黑的。
现在有一个非常重要的事情,通常比如我说了一个恒星,这个恒星在太阳那里很大很大,在我们物理学家它不过在我们手里,我们觉得有一个恒星在这里。然后它最终会摊缩坍缩,最终会形成Black hole,形成黑洞,这是通常我们称之为是单身的黑洞。但是我们物理学家发现,还有另外一种黑洞,这种黑洞其实是处在恋爱中的黑洞,为什么我称之为这个是处在恋爱中的黑洞?这样的一幅图,这两个黑洞粘在一起了,以一种非常非常光滑的方式,没有任何摩擦的方式,这个婚姻非常的好,这个爱情关系很好,很完美。
接下来我要说的一件事情是关于时空的一个东西。时空,我谈的是时间和空间弯曲的, 弯曲的时间和空间这样一个事情。接下来我要谈一点物质的东西。物质的东西我不能够谈一些经典的东西,我要谈一点量子。这里有一个问题是什么,两个光滑的黑洞之间,其实一开始它们亲吻在一起,然后你会发现随着时间,它们之间慢慢分开,这个中间是什么?这中间是虫洞,也就是随着时间,它们之间的距离越来越远,越来越远,这就是虫洞。
接下来我要说一点量子。量子更奇妙,现在我要谈一点量子力学。什么是量子力学?我这里还有另外一个东西,这是iPhone,这个iPhone是我表哥送我的,他用完了他又升级了,所以把这个iPhone给我。谁都看出这是一个iPhone,但是现在当我进入到量子力学的世界里面,这一款手机就不确定了。我首先把这款手机捂住,有时打开它,它是iPhone,有时打开它,它是小米,有时再打开它,它又是iPhone,有时打开它,它又是小米。就是说在你没有打开之前,你不知道它处在什么状态。就这样的一个东西它处在小米和iPhone叠加的状态,不只是处在iPhone的状态,不只是处在小米的状态,是处在iPhone和小米的叠加的状态。当然,能不能打开它,也许很依赖你的人品。如果你的人品足够好,一摸是iPhone,如果人品差一点的话,一摸,比小米可能还次的一种东西。这就是量子力学。你可以把这两个状态叠加在一起,它依然是一种状态。正是因为这种叠加造成了不确定性。所以说我想声明一件事情,就是我们人其实是量子的。
我们过去有一种说法说,性本善,还是性本恶,这是你在经典的世界里面看人性。对我来说一个物理学家,一个量子的物理学家,我看这个世界我看人性的话,是站在量子上看,也就是说人性其实是量子,不能问本善或者是本恶,是处在善和恶的叠加态,既是天使,也是魔鬼,主要看人品,这就是量子力学。但是我要想把量子力学再推到一个更进一步的一个(状态),这还不够离奇,我要走的更远,我得拿起我的激光笔,还是量子力学的态叠加原理和纠缠的这种微妙的地方。什么叫纠缠?就是我和你,可以相隔千山万水,但是我和你却心有灵犀。你快乐,我便快乐。你伤心,我便伤心。这是爱情的一种状态,这就是纠缠。
假定这个时候你肚子饿了,我也会感到很饿。你觉得你吃多了,我也觉得我吃撑了。这就是距离很远,但是我和你之间是处在叠加的、纠缠的状态,也是量子力学的世界里面可以给你这样的东西,这就是纠缠。接下来我要说的一件事情是什么,我想说,我们整个这个世界是处在非常非常纠缠的一个状态,也就是说我说这件事情是什么,我们看上去这个虚无的真空 什么都没有的这个地方充满了一些纠缠,到处充满,这里突然冒出来一个东西,你肉眼是看不见的。这边突然冒出来一个东西,这边和这边是纠缠在一起的,正是因为纠缠才导致虚空多一种非常光滑的存在。我可以在这里自由的穿行,如果说没有这种纠缠,就没法从这里走到这里。我会处处碰壁,只能站在这里,没法回头。因此真空并不空,它们是纠缠在一起的。
我要说的是,因为纠缠所以相通。如果说这边和这边没有纠缠的话,你会发现,你只能走到那里,突然走不过去了。但是如果纠缠在一起,可以穿过去,因此这里通常有这样的一幅图,这里大概是纠缠的意思。因为纠缠在一起,就是你高兴,我就高兴,你不高兴,我就不高兴,所以导致我和你之间是相通的。特别在这里我要回到这样的一种景象,这是什么样的一种景象呢,现在牛郎和织女,因为王母娘娘,因为恶势力、传统的力量,导致了牛郎和织女不止是相隔万里,是相隔14亿光年,如此之远。有的人也许说,没有关系,我是学过相对论的,学过相对论的话,你可以坐宇宙飞船。尽管我们隔这么远,牛郎和织女只要他们制造出宇宙飞船,它飞得足够快,他们依然可以相见的。但是王母娘娘太坏了,她深刻地知道一件事情,我们的宇宙现在不仅仅是在膨胀,我们的宇宙什么叫做膨胀,就不断的生出来很多新的空间,我们的宇宙在膨胀,不仅仅是在膨胀,而且是以一种加速的方式在膨胀。这意味着什么?假定这边是牛郎,这边是织女,那么就有个问题了,他们一直想飞过来,他们想相遇,但是当他飞到这里来的时候,这中间他们的距离被拉长了。当他走到这里的时候,他们之间的距离又被拉长了,所以他们永远不会相见,所以王母娘娘太坏了,她很懂物理。但是非常遗憾的是,她不懂量子力学。作为一个物理学家看到这样的景象,当然是伸出手来了,因为我们深深知道一件事情,牛郎和织女是真的相爱,他们的定情信物都纠缠在一起,不只是他们纠缠在一起。尽管他们的距离相隔14亿光年或者13亿光年,不管多远对我来说,对于一个量子物理学家来说,这没有关系。请你们分别拿出你们的定情信物,牛郎的定情信物在这儿,织女的定情信物在这儿,让这个定情信物坍缩,坍缩,要求你们把它坍缩成黑洞,如果说这两个黑洞没有纠缠的话,这个黑洞和这个黑洞的距离仍然是13亿光年或者14亿光年。但是非常非常重要的一件事情,因为这两个定情信物原来是纠缠在一起的,所以最终导致这两个黑洞也是纠缠在一起的,因为纠缠所以相通。所以说,特别重要的一件事情,这两个黑洞一旦产生之后,它们就轻轻的吻了一下,它们这个黑洞通过这样的虫洞,在中间打开了一个时空的隧道,这个时空的隧道,是因为他们之间的爱情。因为是真的爱情,真的纠缠在一起 而产生的这种新的时空,这个新的虫洞,完全是因为他们的纠缠而产生的 。如果没有纠缠不可能有这个时空的隧道,这是我特别强调给大家的。
一旦你有这样的一个认识,这个事情就好办了。通常物理学家会有这样的一个景象在这里,景象是什么?这假定是牛郎,英文名字叫Bob,织女叫Alice,他们创造了这样一个黑洞,因为他们是因为这个虫洞连在一起,沿着时间的方向,他们可以纷纷跳到黑洞里面去。他们足够有勇气,通常人跳到黑洞里面去就再也出不来了,可能孤独一生,但是没有关系对他们来说,只要相爱就OK了。他们纷纷跳到黑洞里面去,他们在黑洞里面相拥而抱,也许只抱了1秒钟,但这个已经足够了,对两个真正相爱的人来说足够了。接下来的命运是什么,他们将触摸到这个时空的奇点,也就意味着他们将被这个时空的奇点那一块将被撕的粉身碎骨。这也没有关系,但是对于一个物理学家,看到这样的一个悲剧发生,也是不愿意看到的。我们做另外一个手脚,我说这只是对不转动的黑洞,如果这个黑洞不转动的话,最终的命运结局就是这样的。但是如果说我们让它这个黑洞转起来自转起来,这边的黑洞也转起来,那么最终看到的景象大体是这样的景象。也就是说他们虽然掉到黑洞里面去,他们不会被奇点处撕得粉身碎骨,会穿到另外一个新的宇宙。他们会完全穿到另外一个新的宇宙,这是属于他们的世外桃源。为什么能够做到这一点,我想说,只是因为爱情,所以才会发生这样的奇迹。这是我今天想告诉大家的故事,这是一个真实的故事,是你完全可以做到的故事,不是科幻是硬科学,谢谢!
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导语:“Made in China”,这是一个响遍世界的词汇,然而这个词折射的现实却让我们不得不深思和忧虑。2009年,教育进展国际评估组织对全球21个国家进行的调查显示,中国孩子的计算能力排名世界第一,想象力却排名倒数第一,创造力排名倒数第五;同时,美国几个专业学会评出的影响人类20世纪生活的20项重大发明中,没有一项由中国人发明。中国人天生就缺乏想象力和创造力么?在SELF讲坛上,著名儿童美育专家苏清华与大家一同探讨如何才能从中国制造走向中国创造?
---嘉宾介绍---
苏清华
著名儿童美育专家 中国绘本美育第一人 北京孩子·艺术创始人
《重庆晚报》刊登了这样一篇报道:在世界21个国家中,中国的孩子计算能力排名第一、想象力排名倒数第一、创造力排名倒数第五。中国孩子创造力真的不行?在SELF讲坛,从事多年美术教育的苏清华分享她的观点。
美术教育现象1:模式化教育
在我们国家幼儿园的美术教育里存在这样一种现象:模式化教育。
这是学校美术墙上展示着的孩子的作品,是不是都惊人的相似?这明显是在一个模板下产生的作品,其实它本质上就是同一幅画,只不过是不同的人画出来的。下面这幅图是提升班的作品,也是大同小异。
这些在美术课堂里产生的作品有想象力吗?答案当然是否定的。这些作品没有任何的想象力和创造性,老师先提供了一个模板,把制造的步骤告诉大家,这是“制造”而不是“创造”。如果不给孩子们提供这个模板,他们的作品会是什么样子呢?
有一个孩子创作了这样的一棵树。他说,这种树白天晒太阳,到夜晚的时候会发出奇妙的光,能把夜晚照得亮亮的,要是有这种树的话,就不用再设置路灯了,夜晚的时候又漂亮而且又环保。
这是一个孩子画的柳树,可以看出画中的枝叶都是向下弯的,他把他的观察画了出来。让没有接受过美术教育的大人来画生活中的房子、花、树,他们产生的作品是怎样的呢?下面这幅图是家长们的作品。
你是不是有种哭笑不得的感觉?为什么大家画得都差不多?
小的时候背下来的东西,会根深蒂固地藏在人们的意识深处,很难改变。这就是模式化的美术教育,这种美术教育在很长一段时间内,占据了中国大部分幼儿园的美术课堂——模式化教育抹杀想象力。
美术教育现象2:类同化教育
看到上面这样的场景,很多美术教育工作者就说:我们需要思考,我们要创新,我们要改变,我们要让孩子们有兴趣!于是他们开始尝试一些新的办法。他们把墨滴洒在纸上让孩子们去吹,然后用小手蘸着颜色去画树,于是产生了下面这样的作品,结果还是生产出了一批大同小异的梅花树,我把这种教育现象叫做:类同化教育。
让我们放开想想,如果给你下图这样一团墨汁,你会想到什么?
有的说像蜘蛛,有的说像海胆,有的说像一个大树根,有的说像一个纸破了一个洞。那孩子们又是怎么想象的呢?
一个十岁的孩子,把它改画成了一只叼着祥云的圣鸟。另外一个人他拿到了这个墨团之后,他转了转,有新的想法了,他把它画成了一个豪猪。这样的课程,我在不同年龄的孩子中间,做了不同的实验。
这个墨团大家觉得像什么?
有一个两岁的小朋友,他说妈妈带他到动物园去,他发现有一种鸟总是一个脚站立的,于是他就把这个鸟画了出来,他加上嘴巴眼睛,把它变成了一只怪鸟。改变教学理念和方法,我们发现:其实孩子们都是很有想象力的。
美术教育现象3:照抄实物
我做过一个实验,让美术专业大学本科生在没有任何参照的情况下随手画一匹马。大家看,这是我在多次试验中收集来的美术专业大学生们画的马。
那么,我们需要思索一个问题,学了很多年美术的美术专业毕业生,他们在没有任何参照的情况下画的马竟然是这样的(当然了也有极少数画得好的),问题出在哪里?
很多孩子为了考进心仪的美术学院,花了很多年的时间接受强化的训练,他们接受的教育是这样的——画石膏、画静物、画石膏头像、画人头像,不管是素描还是色彩都是这样,到大学之后,很长时间也接受这样的教育。我把它称之为照抄实物的教育方式。
他们总是在看眼前看到的东西,总是在画眼前看到的,如果把眼前看到的东西拿走,没有参照物品的时候,他们画的马就是刚才的样子,照抄实物的教育方法,依然不能激发出孩子的想象力。
那么怎么才能让孩子画眼前的东西的同时,画出自己脑子里所想的东西呢?
我做了一些实验,拿了一把壶放在那里。一个孩子他说,这是一个大怪物,它太厉害了,它吞进了一艘轮船,又吞了一辆大巴车,它嘴里喷出毒气,联合国国防部觉得必须制裁它了,于是在地面派出坦克,空中派出飞机。你发现了吗,还有一个特派员从飞机上潜下来,打算从后面去袭击它。
那我只是把一个茄子摆在孩子面前,孩子把它想象成一个很强壮的大力士。
我把一个颜料罐放在孩子面前,孩子说,这是星球大战里面的一个场景,于是他不但画了这个颜料罐,还画了好多星球大战的场景。
所以,我想,我们应该反思这样一个问题:中国孩子真的缺乏想象力吗?
每个人都是拥有想象力的,只是需要在教育的方法和观念上进行改变,打开想象力不仅仅是改变形式,根本是要改变教育的观念。
二十世纪对人类影响最大的二十项发明中,没有一项是中国人的发明。想象力总是和发明创造有关,没有想象力就没有发明创造,人类一切的发展都和想象力紧密相关。我们的孩子从小学、初中、高中、到大学,学了很多年的英语,但是见到外国朋友还是张不开嘴;很多的孩子为了标准答案强制记忆,不再思索;很多学生为了考上心仪的学校,长时间地接受强化训练……这些都是教育存在的现象,都是教育产生的问题。
中国是一个拥有着四大发明的创造大国的历史,但在新世纪,中国创造却远远落后于西方国家,这是我们需要思索的问题。我觉得教育者需要思考怎样才能让教育创新,不断激发孩子想象力和好奇心,让他们有更多的创造力。
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出品:中国科普博览 SELF格致论道讲坛
导语:为什么吃了这么多药我的病还不好,我们还处于“万人一药”的传统用药阶段。如何“因地制宜”地对病灶进行精准打击?这需要高性能计算对海量生命数据进行计算与分析得到能精准治疗的策略。
---嘉宾介绍---
牛北方
中国科学院计算机网络信息中心高性能计算技术与应用发展部副主任
演讲实录:
大家知道人体带有3.7乘以10的13次方这么多个细胞,除了这些细胞还有细菌就是说我们人体的微环境。大家知道人体各种各样器官的细胞包括从各种组织的比如说肌肉的细胞,骨髓的细胞,肺,每一个组织它的细胞的种类和细胞的profile(外形)都是不同的。除了这些细胞还有我们人体的微环境。大家知道有些人他吃很多但是他始终不胖,但是有些人他喝点水也要胖,这就是我们人体微环境的一些东西。其实大家可别小瞧这个细菌,因为人体微环境的细菌可能它的种类和它细胞的数目比我们人体的细胞种类还要多,你会看到这个HMP的项目,美国除了开展人体的肿瘤基因组研究之外,它还开展了人体环境的研究,也就是研究人体各个组织的各个部位的微环境的组学研究。
介绍一下人类基因组,大家知道可能大家在各种各样的场合都听说过这样的事情,就是说人类基因组大概有3个G的这样的数据量,也就是说由ACGT四个字符组成的这一个长长的字符串,这个字符串的容量大概是3个G。大家可别小瞧这3个G,因为这3个G的数据是全世界的人努力花了十年的时间,花了多少钱呢?花了3个G的美元,也就是每一个碱基每一个字符就花了一个美元,全世界的科学家一起努力到两千零几年的时候完成了人类基因组的破译。这么多的数据量大家可能没有一个概念,下面我们举一个例子来说明一下,这些数据量在我们生命当中到底是有多少。
随着我国开展精准医学计划、开展万人基因组数据的万人基因组的研究我们大概有这样的一个比喻,大家可以看到在屏幕上边也就是说一万人的基因组,大概是1个PB的数据,如果我们把这些数据,就是ACGT这样的字符串把它打印成新华字典的话大家一般都用这个来比喻大概有6.67亿本这样的新华字典能够全部打满这样的ACGT的字符,6.67亿本的新华字典如果我们铺满一个楼的话大概我们一般都用这个数据产生单位也就是咱们中科院的基因组研究所那个大楼来比喻的话,如果把这些新华字典全部排满整个楼的话大概需要5.68个这样的楼才盛得下这么大的数据。
大家可能有问题问了这么大的数据对我们的医疗有什么意义呢?我们到底是怎么从这些数据里面来解析,怎么来找到我们的致病基因呢,这就是我们高性能计算所需要干的事情,在介绍这个高性计算来解决这样的问题之前呢。我首先介绍一下我们医疗的状况,可能每个人都去过医院,我们去医院看病可能现在的状态就是千人一刀,万人一药的情况,比如你去看病感冒我们可能就只有一种药,或者说几种药来治大家都用这样的药。是不是准的呢?特别是复杂性疾病,比如说简单的病可能我们抗生素,比如说这个感冒药都可以解决问题,但是对于复杂性疾病呢,我们用药的情况到底是一个什么样的情况呢?
大家会看到这样的一篇文章,题目叫做不精准的医学,这个是Nature发表的一篇文章,介绍我们现在的医疗的,传统的医疗用药的现状,你会看到这里面有十种药,那么这里面,蓝色的表明是吃了有效果的,红色的表明是吃了这种药没有效果的,大家会看到这十种药里边,第一种药你会看到有五个人,四个人吃了是没有效的,只有一个人吃了是有效果的,这一种药还是可以接受的,你会看到第二种药大概是有25个人吃这样的一种药,但是只有一个人是有效果的,说明我们的现在的传统用药物的状况是非常不精准的,也就是说我们要怎么才通过我们的数据分析才达到这个数据精准的状况呢,这个状况我觉得已经存在了很多年,已经非常的严重。
在2015年1月大家知道奥巴马总统提出了这个精准医学的计划,你会看到他旁边有一个双螺旋的模型,他呼吁国会去投入2.15亿美元 来开展精准医学的计划,也就是说我们要做到精准用药。我们要做到精准的治疗大家会看到有一个小女孩,奥巴马总统大家可能都比较熟悉但是大家是否知道这个小女孩,他为什么要把这个小女孩拉到这个讲台上去呼吁国会来投入这2.15亿美元来开展精准医学计划呢,这个小女孩呢她叫Elana Simon她在高中的时候得了纤维板层的肝细胞癌这样的一种复杂性疾病,也就是我们现在说的癌症肿瘤这样的病,这个小女孩她得了这个病以后没有什么很好的方法来治疗,所以说这个小女孩就立志要研究她本身得的这样一种肿瘤,她考上了哈佛大学医学院,在哈佛大学医学院的时候就开始对她这种肿瘤进行研究,她找到一个非常有用的这样的一个靶点就是gene fusion,什么是gene fusion呢?就是两个基因它融合在一块儿了,是她得纤维板层的肝细胞癌一个非常重要的因素,所以说奥巴马总统会把这个Elana Simon拉到这个讲台上呼吁国会来投入这些钱进行精准医学的研究。
精准用药的现状到底是什么样子的呢?举一个简单点的例子你会看到这里边有一种药就是镇痛药,非常常用的镇痛药你会看到有一种基因变异的话,它会对对这个药有效,但是如果没有这种基因变异的话对这种药是没有效果的,也有一种情况可以这么来说就是说这种药它适合A不适合B,适合欧洲人但是不适合亚洲人,我们知道我们很多药由于我们技术水平的限制和研究水平的限制,很多药都是从美国或者是欧洲这些大的制药公司来出产的,所以说这是精准用药的不准确的现状另外一种就是我们精准治疗。
大家知道肿瘤,可能一听肿瘤大家都比较恐惧现在治疗肿瘤的手段也是很有限的。大家知道化疗,常规的化疗如果你去就诊,如果某一个人他得了肿瘤,如果不做精准的话很可能就是说进行常规的化疗,这个时候就会很容易出现耐药,但是如果我们经过数据分析来得到这样的肿瘤的情况到底是什么样子的,然后采取一种精准的化疗手段你会看到下面它就对化疗是敏感的。
举两个例子就简单来介绍一下通过我们精准医学通过数据分析,通过计算我们能得到一个精准治疗的一个策略,这就说到我们精准医疗需要高性能计算来支持你会看到这么大的数据量,一万人的数据大概是一百个PB的数据量,大概是需要十万台的PC,就是我们平常用的PC机的存储能力然后包括各种各样的数据,有组学数据,有影像学的数据,有暴露组各种各样的数据,但是除了数据存储需要我们高性能计算来支持以外我们同样知道我们得到这些数据存在那里没有用的,我们要解析,要找到我们的致病基因,也就是今天我要演讲的题目,我们怎么做?
大家会看到这样一个比较简单的例子就是我们进行基因组测序的第一步,现在我们还没有能力把整个人体的基因组一下给读出来,一长串 3个G的字符,那么我们怎么做呢,我们只能读出很短的一段,比如说一百到两百这样的字符,那么面临着这样的一个首要的计算问题就是我们怎么把这些数据给它拼装起来,把它连成一条长串三个GB的字符串,所以这样的问题如果用人工,大家经常用这样一个非常搞笑的图片来表示就是说一堆人对着一堆的数据,那么怎么办所以说这个问题如果用人工的话是解决不了的,如果采用个人电脑的话大概需要几百年的时间,用高性能计算机解决这样的问题我们可能只需要几分钟的时间,这就是说明这个精准医学的研究,特别是基因的研究就是如何来找到我们的致病基因呢,是需要高性能计算来参与的,离开高性能计算我们是解决不了这样的问题的,特别是现在的数据爆炸的时代。
举两个简单的图片来说明高性能计算很简单也就是说高性能,我们平常用的PC机可能一个CPU来解决这样的问题,但是高性能并行机,它是有多台CPU,即上万个CPU来解决这样的问题,所以时间非常快,这样的话这个任务就面临了一个最基本的问题,就是如何把这个任务来分解的问题,就是说我们用高性能并行机,这么多CPU怎么来一块儿来做这个事儿。我们怎么把这个任务来分解,这个里面你会看到有四块,我们把这个任务分成了四块但是另外一个片子呢我们要把这个任务分成多片比如几百万核的话,这样的话才会做到刚才我讲的能够几分钟把这个基因的数据给解析出来,找到我们的致病基因,我会给大家介绍两个例子也就是说大家可能比较疑惑,就是精准医学从数据分析的手段到底是如何做的,怎么来找到这个肿瘤的致病基因,比如说靶点它的过程是什么样子的?
大家会看到这个片子里面,一个人的肺上面这个蓝色的组织是正常的肺组织,那个红色的就是在肺表面找到一个肺肿瘤的组织,那么我们如何做的呢,这个里边的女老师就是我在美国的时候我的研究所的领导,她是世界上第一个发明这种方法去找到肿瘤致病基因的这样的一个人,也是全世界很有名的一个计算基因组学的专家。她发明的这种方法就是把肿瘤组织提取出来,然后把正常的组织提取出来进行基因组测序,你会看到那个蓝色的和那个红色的经过这两套数据测出来以后,这就是我们高性能计算领域计算科学家所要解决的问题,就是说我们要比对这两套数据,这两套数据经过比对以后你会发现在正常的肺组织里边,我们没有发现这些变异位点,但是在肿瘤组织里边我们发现了变异位点,然后这个位点经过我们的生物学知识,我们找到这些位点以后根据这些位点来进行一个处方,比如我们找到RB1这样的一个基因,然后我们根据这个基因得到一个处方也就Rx,这是整套利用数据分析计算手段来解决这样的一个肿瘤治疗的问题。
下面我讲一下我亲身经历的一个例子,大家会看到这个上面有我的一张照片,旁边的是Dr.Lucas博士也是我的同事,这个人他在未成年的时候得了白血病也就是我们平常说的血癌,在我国的儿童里边发病率也是非常高的,他未成年的时候他幸好还有一个弟弟因为美国是不限制生多少个孩子的,他有个弟弟在他未成年的时候给他做了骨髓移植从医学上来讲就是说他缓解了,什么叫缓解就是说他好了,暂时没有病,但是他在工作的时候也在和我当同事的时候在华盛顿大学基因组研究所当同事的时候,他的白血病复发,大家知道成人的白血病复发的话基本上就是要死掉的也就是说成活率非常低,这个时候正赶上我们进行基因组就是精准医学用计算技术来解决这个问题,进行研究非常火的时候,我们的研究所里一个顶级的一个血癌的基因组学顶级专家你会看到中间那个老先生就是我们基因组所的另外一个领导,他是美国进行白血病血癌研究的基因组研究的顶尖人物,当时Lucas已经非常严重了他说我们为何不试一试就是用我们的计算技术用我们的研究所整体的人力去试一下是不是可以找到可以救他的命的(方法),我们就进行(研究)对Dr.Lucas博士进行三套数据的测序,第一套测序就是全基因组的测序进行全基因组测序以后,我们没有找到什么任何有意义的靶点然后又对Dr.Lucas进行转录组的测序,这两个测序到底是什么意思?进行这两套测序数据分析以后我们也没有找到任何有意思的靶点,就是说对他个人有特异的这个靶点,我们大家都很沮丧,之后就对Dr.Lucas进行表达组的测序的时候,我们找到了一个利用我们的计算技术数据分析技术所有的机器都在运转,大概花了一个多星期的时间我们找到了一个FLT3的基因,这个基因的表达和其他基因的表达差距非常大,你会看到在这个上面其他基因的表达都是非常平缓的FLT3基因的表达是非常高的,我们把这个信号输入我们自己的开发的一套计算系统也是DGIdb的选药,筛药和治疗方案的一个自动化的系统,我们找到了一种药,大家会看到底下的那个药叫索坦(Sutent)在国内已经上市,但是当时在FDA在进行临床实验还没有上市,我记得我们全基因组研究所的人捐款向FDA申请走绿色通道把这种药买回来,给Dr.Lucas吃完以后就奇迹发生了,真的他的发烧什么都没有了然后他就好了,这个例子也登到了华盛顿邮报已经五年了,他现在还是好好的他现在带着实验室学生做研究,同时他也在满世界跑,去讲他这样的一个例子。
另外一个例子就是免疫疗法,就是现在非常火的肿瘤免疫治疗。什么是免疫治疗呢?就是说我们要把癌细胞给吃掉我们把自身的免疫系统给加强,把这个癌细胞吃掉,我就介绍另外一个例子也就是美国总统卡特他得了黑色素瘤,晚期的黑色素瘤比较危险的是这个晚期的黑色素瘤的转移已经到他的脑部 ,因为美国的免疫治疗是走在咱们全世界的前列的,他就对卡特进行免疫疗法进行各种各样的治疗,现在它转移到脑部的这个肿瘤已经完全没有了,其实免疫疗法也是需要高性能计算来支持的,现在有两种方法:一种方法就是说我们把肿瘤病人的免疫细胞,把它拿出来进行体外培养,很简单地说就是我要选一种特种部队选一个身体素质非常好的的细胞把它集中在一起进行体外培养,培养完再把这种免疫细胞输入到病人体内,然后对癌细胞进行攻击,另外一个我们要研究这个药,也就是世界各大药厂比如辉瑞、葛兰素史克这些都有自己的PD1这种抑制剂去切断免疫细胞和肿瘤细胞之间的连接,而阻止它的功能也就是说去攻击癌细胞,上面是讲了一些我们从基因的角度、从靶向治疗的角度这个高性能计算是如何应用的下面我介绍一下我们高性能计算在其他领域的应用。 比如说高性能计算,在天气预报领域也得到很好的应用,比如说画天气网格,网格画的越小就是说参与计算的CPU的个数越高,我们计算的速度越快,我们想得到下面一小时甚至几分钟的这样的天气的情况,然后另外一个应用就是核武器的数值模拟,大家知道这个核武器我们现在是不能实际上去爆炸的,就需要我们用高性能计算,用很多个大的计算能量去模拟核武器的爆炸然后提升我国的国防实力,另外一个就是我们的航天领域大家知道我们这个大飞机我们国内的飞机的水平特别是发动机的水平还是比较落后,所以说我们就现在利用高性能计算去辅助飞机进行外形、材料、噪声、控制方面的设计;另外一个就是我们现在我想大家可能很多人都坐过高铁,它运行的过程当中,它的湍流是什么样的形状呢,大家知道它跑三百公里,它每增加十公里的时候,它的造成的湍流对周围湍流的影响对运行安全的本身的影响,它不是线性的,就是它每增加一公里可能它的危险系数就会非常非常的高,所以说我们也利用高性能计算来进行数字模拟它的湍流的情况,另外一个就是高性能并行机本身的研究,你会看到这三个机器都是美国的机器,你会看到漂亮的布线,漂亮的刀片还会看到布满全身的水管,大家可能对高性能并行机为什么要插满水管(很疑惑),我们平时用的个人电脑和笔记本你会看到它的风扇在呜呜的运转在散热 那么我们的高性能并行机,不仅需要这样的风扇我们还需要一些水冷,也就是说我们把凉水遍布到全身进行水冷。
那么最后给大家讲一下我们这个极富我们民族自豪感的事情也就是神威太湖之光,就是全球最快的超级计算机是咱们国家的也就是说现在全世界(最快的),我们国家是自主产权,原来我们的高性能并行机核心CPU肯定是用的是国外的,但是现在我们从内部的核心CPU到系统架构到整个网络的设计都是我们国家自主创新生产的,并且我们的计算速度在全世界都是排名第一的好,我今天的报告就到这里吧,希望我们的高性能计算能让我们走得更远,从各个行业,不仅从医疗行业,从咱们的各个国民经济的各个行业主战场发挥我们更大的作用。谢谢大家!
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出品:中国科普博览 SELF格致论道讲坛
【前情提要】2016年4月,全国印发《中国公民科学素质基准》明确将“阴阳五行、天人合一”作为其132个基准点之一。消息一出,网友迅速分成立场鲜明的两派,并在从此之后就展开了一场旷日持久的互怼。上个月25日,阴阳五行之争在SELF讲坛-煮酒论道的舞台重燃战火,来自中科院人文学院的正方辩友孙小淳教授和反方中科院高能物理所的张双南研究员当面进行激辩,强势开撕,辩论主持由清华大学人文学院教授吴国盛担当,反响十分热烈!
正方:中国科学院大学人文学院教授孙小淳,认为阴阳五行应该入《准》。
反方:中国科学院高能物理所研究员张双南,认为阴阳五行和科学半点关系都不应该有。
主持:清华大学人文学院教授吴国盛,从事历史研究,支持科学真理。
上篇双方表明了自己的观点过后,进入了令人激动的互撕“质辩”环节~
有“吾爱朋友,吾也爱真理”的铺垫,科学家们怼起来也是不留情面了!张双南一出手就搬出了一尊大佛砸了出去——“我想替杨振宁先生问一个问题。”现场看热闹群众一下子就嗨了!张教授继续说到:“正是易经使得中国没有产生现代科学,这里面的关键就是天人合一。从古希腊的科学开始人和自然逐渐区分开来,否则就没有办法得到独立的科学规律,这是现代科学,把人的因素剔除出来。小淳能否对杨先生的观点进行批判。”
姜还是老的辣!这是给你一个圈套让你往下跳啊!面对张双南的“套路”,孙小淳虽猝不及防,但很快见招拆招,“我们人生在宇宙当中,宇宙生人,人是宇宙的一部分,想隔离是隔离不开的。康德在讲科学的时候也强调,人和人主观是客观,是不能分割的,必须要有一个鲜艳的所有时空观,然后和客观的东西做成一个综合。这才能达到一个科学的认识。至于李约瑟难题,认识现代科学当然要了解希腊精神,辩论是希腊最大的特点,但是中国古代不需要辩论,皇帝领导拍板,下面的人同意就可以,在这种情况下谈什么逻辑。学问发展不了是综合的原因,不是天生中国人就产生不了近代科学。”
第一轮犀利对答结束之后,孙小淳马上趁机“报复”,直指对方推崇的西方古代科学发展道路,“实验数学是古代希腊理由的,但这是不是一个逻辑的必然,是不是一个历史的必然,如果是历史的必然,为什么在希腊没有产生牛顿,开普勒,而是在一个英国产生?”
面对这样的交锋,小编的内心有些慌乱了……
就在大家都以为一旁观战许久的主持人吴国盛要来“拉架”的时候,吴老却出乎所有人的预料开始“和稀泥”:“孙老师强调一种广义的科学概念,不光指现代科学,也包括历史上成功存活过的思维方式。张老师是科学家,一直强调一种狭义的科学,你能同意我的说法吗?”
张双南教授也是“毫不领情”,说出了本场一大金句:“我不认为我是狭义的科学观,我是正确的科学观。”然后补充道,“小淳教授讲我们古代的辉煌思想、技术非常值得骄傲,可以算科学,凡是好的东西,合理的东西都是科学。科学取决于如何用。它可以变得合理,也可以变得不合理,科学可以造出原子弹毁灭人类,也可以产生好的技术让生活变得幸福健康。科学本身是中性的,但阴阳五行归到科学里面不应该,我们应该正确的认识什么是科学。”
面对如此答案,吴国盛毫不客气地对张双南做出评价“科学家就是‘轴’,我们做历史的人就要宽容很多。(全场爆笑!)历史出于流变之中,今天是科学明天就未必了,今天是正确的,明天就未必了。理论可以变迁,方法不变,科学方法是从亚里士多德,牛顿一以贯之对吧。”
辩论已经进行到水深火热之时,现场和网络上的小伙伴们也坐不住,纷纷表示要加入这场热战,场面一度失去控制!见证了科学家怼天怼地怼同行怼观众的全过程,小编感觉整个人都升华了!
吃瓜群众1号问:张老师,量子纠缠超越了时空,按照你的逻辑它还是科学吗?
张双南:“如果潘建伟老师看到我说不是,肯定会把我掐死。如果量子力学理论是基于实验,是基于我刚才讲的科学方法,逻辑化、定量化、实证化建立起来的,那是一套科学理论。爱因斯坦说你这是一套科学理论,那么如果按照你这个理论,如果是自洽的话,那么就会出来有量子纠缠这样的诡异的现象。他说这样的现象违反侠义相对论没法理解,那个也是科学,这个也是科学。如果你的科学和我的科学对不上,他并不是说量子力学不是科学,只是说量子这些可能还有问题需要修改,但是实验证明,量子纠缠现象是成立的,所以在这个方面,爱因斯坦质疑量子力学没有成功,所以在这个我刚才讲的科学的这个3个要素,它的规律,它的目的,它的精神,它的方法上面量子力学完全的符合,所以它是科学。但是我们不理解量子纠缠背后的道理是什么,为什么有量子纠缠,所以量子力学还需要发展。”
吃瓜群众2号问:孙老师,阴阳五行是一种宇宙观,那我的理解来说我觉得更像是像佛教,道教,包括基督教这种是一种宇宙观,那我觉得它们更像。按照您说的这种宇宙观,基督教它是科学吗?(嗯?这位同学你可以啊~)
孙小淳:“对世界观和宇宙观的用法上,我讲的是广义的世界观。那种演化关系指事物之间的联系,我们构造认识世界的图示。当我们把阴阳五行跟比如跟五脏,五位,五星,音律联系起来的时候它构造了这么一个cosmology,它所有的知识认识它是用这种语言去表达的,是用这种经验去发展,从这个意义上来说,我讲的这个宇宙观不是指的这个,宗教的某种信仰也好,也不是这种狭义的这个天地大小的这个关系,所以我们的认识是离不开这样的世界观。”
看到这儿,我们的线上网友也坐不住了,在直播间刷屏提问:“张老师啊,现在我们要搞中华民族伟大复兴,很多人朝野上下都呼唤要回归传统,您对我们传统这么不客气,这怎么弄?”
张双南把矛头一转——“我想我和小淳的意见在这个问题上是一致的。”
孙小淳教授也不慌,淡定说道:“今天这个辩论同民族复兴是两码事,我同意写进去的原因,不是说因为它是中国的就一定把它写进来好象我们这个民族就复兴了。我们真正的复兴一定要是传统和现代的结合而且是完美的结合,这就是说我们要吸取各方面的知识,现代的,过去的,近代科学的发生本来就是多民族融汇的东西。现在西方人也在中国的文明中汲取一些科学发展,也汲取一些启发。”
张双南教授依然很强势:“我不愿意,或者说坚决反对把它写进去。当然和爱国没有关系,和中华民族的复兴没有任何的关系,反而我觉得不写进去,对我们中华民族的复兴是大有好处,写进去影响我们来学习真正的科学,影响我们学习正确的思维方式。如果说我们要想得到更好的思维方式,我们要我们有更好的科学素质,所以这个公民素质基准,科学素质基本是干什么的,希望大家有更好的科学素质,那么我们有更好的办法让大家学习好的思维方法,而不是来学习阴阳五行,它有一些好的东西,但不是我们今天的最好的选择,所以,我认为放进去对我们中华民族的复兴大计百害而无一利。”
辩论进行到这个程度,双方的睿智对决妙语连珠,让坚决支持真理的吴国盛教授遇到了人生中最严重的一次头脑分裂,而现场观众和网友们,折服于孙小淳教授的逻辑,又沉醉于张双南教授的魅力,更是纠结无比,看完全过程的你立场还坚定吗?如果有些动摇的话,不妨再来回味一遍吧~
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正方:中国科学院大学人文学院教授孙小淳,认为阴阳五行应该入《准》。
反方:中国科学院高能物理所研究员张双南,认为阴阳五行和科学半点关系都不应该有。
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先来听听正反双方各自立论,目测江湖上已经很久没有出现信息量这么大、过招这么狠、又让人无可自拔听下去的辩论了…小编大胆猜测,此处会有大量墙头草出现。
正方英雄孙小淳观点可以简单总结为:传播科学并不应该只传播正确的知识,我们要用发展的眼光看过去的思想和观点。孙老师指出,阴阳五行是一种概念,可能被误用,但本身并不是封建迷信。它与现代科学相比起来可能很不科学,但它在历史上的确发挥了很大的作用。科普不仅要传播科学知识,更要让人们学会思考、批判、比较。阴阳五行学说是科学的历史,应该和西方地心说、日心说等学说一样得到公平对待,让其“入准”。
反方英雄张双南并没有立刻接招。在陈述观点前,他首先表示,“君子和而不同”,作为孙小淳和吴国盛两位教授的好朋友,他们相互之间的友谊是绝对坚固的,并现场合影存照,以示忠贞。
但是,“吾爱朋友,吾也爱真理”!他指出,同西方古代不同,中国古代的哲学文化体系是缺乏科学因素的。两小儿辩日、杞人忧天这样的故事告诉我们,太阳离我们有多远,天为什么不会塌下来这样的科学问题在中国古代得不到正确严肃的对待。中国古代的四大发明是伟大的技术但不是科学。阴阳五行不是科学,没有产生科学,也不会产生科学,因为中国传统文化和思想里面没有科学的元素。阴阳五行不应该放到《中国公民科学素养基准》里面,应该放到《中国公民传统文化素养基准》里面。
最精彩的“互撕”质辩、观点之争,请收听我们马上放送的下期~
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导语:从医学发展的大方向上看,是应该力求全歼所有病原体,还是应该努力实现病毒的温和化?应该沿哪条路走?换种说法,我们是应该像中国这样竭尽全力地扑灭每一次森林火灾,还是应该像美国那样,放任大自然用间断的火灾烧去枯枝落叶?聆听科幻大师王晋康带给我们不一样的观点……
---嘉宾介绍---
王晋康
科幻作家,连续十届中国科幻银河奖获得者。
中国作家协会会员,中国科普作家协会会员兼科学文艺委员会委员,世界华人科幻协会副会长,中国民主同盟南阳市委副主委。
今天我要谈一种比较激进的观点,它不一定是对的,但肯定是值得思考的,那就是:
人类该对病原体赶尽杀绝吗?
人类整个进化史都与传染病和病原体相伴相随。病原体有几大类:病毒、病菌、立克氏次体和真菌。今天主要说病毒。病毒中最凶恶者之一是天花,英国史学家马考莱说它是“死神的忠实帮凶”,它在地球上肆虐了两千多年,造成数千万人的死亡。免疫之父琴纳1796年发明牛痘接种,人类经过180年努力,终于在1977年消灭了天花。这是人类医学彪炳史册的伟大成就!还有脊髓灰质炎也就是小儿麻痹症病毒,现在已经基本消灭。这俩坏蛋之所以率先被消灭是因为其特殊性——遗传稳定,这样就容易用疫苗对付它;它们只以人类为宿主,病人没了它也就绝种了。虽然有这样的特殊性,但随着科学的进步,相信其它类的病原体也会一个一个地被全歼。那时的人类成了天堂的诸神,彻底告别传染病,连感冒也不会得——天哪,这个前景太美了!1969年美国卫生总监洋洋自得地说:人类已经到了“可以把传染病学收起来的时候了”。大概十年前,一位国内著名医学专家还在央视节目中描绘这种光明的前景。可惜,它只能是孩童级别的幻想。不管科学多么昌明,人类不可能全歼所有病原体。一位联合国防治艾滋病的首席科学家说过:人类对病毒不可能取得全胜,因为病毒的变异速度很快,一个月可以完成突变,这样原来的疫苗就不管用了,而新疫苗研制最快也得两年。这个结论是正确的但理由很不充分。技术总是进步的嘛,疫苗研制会逐渐加快嘛。实际上,病原体不能全歼绝不是因为这种肤浅的技术原因,而是基于大自然的深层机理。大自然憎恶清一色,不会让任何生物成为绝对的胜者。这个机理也很简单,因为只要某种生物成了清一色,也就为它的对立面创造了条件。比如人类。人类已经极端昌盛,但这就逼得人类不得不集中居住,不得不发展交通,也就加快了病原体的传播和进化,不得不靠医药来控制疾病,但这又使病原体加快抗药性进化。这个过程永远不会结束,人类和病原体这对冤家将互相争斗,不离不弃,直到世界末日。
请大家记住这句话:不管科学如何昌明,疾病,包括传染病,永远是人类不可豁免的痛苦。
但至少天花是全歼了,说不定今天我能在讲坛上胡说八道,能够子孙繁衍,就沾了这个光。但我仍想“忘恩负义”地问一声:
人类应该对病原体(包括天花这样的凶恶病毒)赶尽杀绝吗?
泛人权主义者认为,世上所有生物都有生存的权利。但我还达不到这种境界,我提出这个问题只是狭隘地基于人类的利益。我说不该对病原体赶尽杀绝有三个理由:
理由之一:病毒真空危险。
人类的免疫力是亿万年进化缔造的精品,非常宝贵。某种传染病肆虐时,虽然个体的死亡不可避免,但群体中总会慢慢产生针对这种病原体的特异免疫力。典型的例子就是天花。汉族人接触天花是从公元317年开始的,东晋的葛洪在《肘后应急方》中记载,是东晋元帝建武年间,在南阳(我的家乡啊),因为和外国军队作战而使天花在中国人中传播。经过1000多年的磨难,到清朝时汉族人抵抗天花的能力就明显高于刚进关的满人,以至满清皇室把“小时候得过天花”当成挑选太子的重要因素。康熙就是因此当上太子,成就一代明君。但天花病毒的全歼会造成危险的真空,使人类对它的特异免疫力随之消亡。这样,一旦因某种原因造成病毒复活,就会酿成滔天大祸。比如,万一因温室效应导致南极冰帽融化,释放出古病毒?比如前不久,美国一个实验室里偶然发现了20年前的天花病毒样本,幸亏它是密封在玻璃瓶内,没有造成灾难——但如果玻璃瓶被无意中打碎呢?这次劫难我们幸运地逃过去了,下一次呢?甚至不排除病原体重新进化出来的可能,因为病原体,尤其是病毒,基因结构非常简单。天花灭绝之后,已经发现了一种非常类似的“白痘”。
研究“临界状态”的科学家马克?布查纳说,当一个系统内的应力积聚到临界点,任何一个小的扰动都能引起稳定态的崩溃,临界态的崩溃是必然的,但究竟是什么样的微扰能引起崩溃,以及什么时候崩溃,沿着什么方向崩溃,则理论上也不可知。所以美国20年前对森林火灾的政策已经彻底改变,不再着意防范森林火灾,因为你防得越好,落叶枯枝越是堆积得多,最终会形成临界状态,来一场超级大火。倒不如维持自然界的原状态,即以天然的间断的火灾来烧去枯枝落叶,总损失还小一些。天花全歼之后也形成了临界态,它是本质不安全的,防范成本太高甚至不可防范。一两种病毒的真空还好说,如果明天的科学真的能全歼50种、100种病原体,那时的防范成本又该有多高?
天花被全歼了,亿万人因之受益。虽然有病毒真空的问题,那咱们就防范呗,不会有哪个傻帽会提议让天花复活。但之后呢?人类尝到这个甜头后,是否会沿着这条路走下去,对所有病原体务求全歼?眼下没有这个势头,那不是因为不想干,而是眼下的科学水平还做不到。那么,如果明天的医学手段确实能全歼病原体,人类该不该做?
我的理由之二:万物相生相克。
这个观念对中国人来说一点也不陌生,老祖宗说了三千年了。生物系统是一个极其复杂的天网,各种生物互相影响,牵一发而动全身。病原体之间当然也有相互的作用,比如已知的有:艾滋病毒可能使C型肝炎病毒致病性加强;它与人类第八型疱疹病毒有互相活化的作用;而B型和C型肝炎病毒之间互相抑制;人类肠道中健康菌群对致病菌群有克制作用。等等,举不胜举。尤其是,科学家发现,某些天花幸存者能抗艾滋病,因为艾滋病毒是先破坏免疫系统血球表层的“化学激活感应细胞”蛋白质,再借以进入免疫系统。1997年发现某些人体内没有这种蛋白质,因而艾滋病毒无法入侵。至于为啥有这种遗传突变,很可能是天花病造成的。
以上例子有些是确论,有些是不太确凿的推测。但不管怎样,病原体之间存在相生相克作用,这一点完全不用怀疑。相信随着科学(医学)的进步,这些作用会被更多地揭示出来。那么我就要提一个别人没提过的问题:对某种病原体的全歼会不会打乱微生物世界原来的平衡?这些年不少怪病毒相继出世,汉塔、埃博拉、艾滋、H5N1禽流感、SARS,等等。究其原因,主要是文明的发展使许多封闭地域特别是非洲的封闭地域被打开,现代交通又使病毒易于传播。但会不会还有另一个因素,即医学对某病毒种群的抑制打乱了自然界中病毒的平衡?艾滋等病毒之所以难以制服是因为其遗传机制不稳定,常常出现遗传错误,这本是一个劣势,对它们的繁衍是不利的,但天花等遗传稳定的病毒被消灭或抑制后,它们才得以脱颖而出。
这些质疑可能合理,也可能只是“轻狂的猜想”——但要说一句,在科学发展过程中,轻狂的猜想也是非常宝贵的,不可或缺的。它们中有一些会发展为合理的假说或理论。依我看来,至少有一点是肯定的:今后医学科学家们再要全歼某种病原体时,不能只盯着它本身,而要把它放到“生物天网”中去考虑,尤其要考虑它的全歼对原有稳定态的影响。医学家中不光需要能在具体战役中打胜仗的战将,更需要通筹全局的战略家。不光要许世友,更需要粟裕。
我说的理由之三:生物多样性。
任何一种生物基因都是精品,都经过了大自然亿万年最残酷的淘汰,因而具有内在的价值。比如鲨鱼不易感染、青蛙会冬眠、金蛛能制造高强度的蛛丝、跳蚤能制造极高弹性的蛋白,等等。今天的人类已经认识到要保护生物多样性,那么是否该包括病原体?后者同样可能是宝贝,比如:一些致病病毒能用于医学治疗,即用病毒携带某种病人缺少的基因进入病人细胞核,可以治疗遗传疾病比如胡夫综合症,这叫病毒转录法。这还只是今天的用处,对于明天的科学,各种生物包括病原体的基因也许更加宝贵,“全歼病原体”则是把孩子随洗澡水一块儿泼出去了。
人类曾对残害人类的虎豹豺狼赶尽杀绝,对“打虎英雄”深情讴歌,现在这已经成了过时的观念。有一则著名的相声:一二三四五,上山打老虎——过时了。应该是一二三四五,上山找老虎。老虎找不到,只有小松鼠。会不会有一天,孩子们会唱:一二三四五,上山找病毒。病毒找不到,眼泪扑簌簌?
今天人类把野生动物保护在自然保护区内,明天会不会保护病原体呢?当然,病原体无法圈在保护区内,恐怕只能用另外的办法,那就是:让凶恶病原体温和化,并使其继续生存在自然界中。
从进化的宏观看,病原体它也不希望对人类赶尽杀绝呀,因为那样也就隔断了自身的传播途径,两败俱伤。而病毒的温和化是敌我双赢,应该是更好的趋势。比如感冒病毒曾对澳洲土人非常致命,现在已经温和化了。比如艾滋病毒,实际长期存在于非洲土著人中,发病率一直稳定在0.8%以内,是相对温和的。只是在出现大批所谓“自由妇女”、大量的卖淫之后,它才变成世纪瘟疫。虽然它至今基本仍是不治之症,但据在白色人种中的统计,有3%白种人对它完全免疫(我没见到其它人种的统计资料,肯定也有),所以,如果医学手段不奏效而不得不依靠自然淘汰的话,请放心,人类也不会灭绝,有免疫力种群会迅速扩大,重新让艾滋病毒变得温和。
当然,现代医学和人道主义不会允许这种情况出现,不会使用死亡之筛来强化人类群体免疫力,这是社会达尔文主义的观点。而我说的凶恶病毒的温和化应该是可行的。如果能以病原体的温和种群抑制凶恶种群,同时以温和种群的长期存在使人类保持必要的免疫应答,应该是比较稳妥比较经济的办法。其实已经有一个“无心插柳柳成荫”的例子,只是好像未被医学界重视。在消灭小儿麻痹症时,由于大量使用脊髓灰质炎病毒活疫苗,它们就是“温和化的病毒”,经病人的排泄,现在已经广泛散布到自然界中,成了该病毒的优势种群。
我前面说过,自然界的天网非常复杂,祸福相依。这种技术能否成功要取决于很多难以预测的因素,包括:同种病原体之间,温和的相对凶恶的是不是有生存优势?否则这个方法就行不通。不过一般是这样的,科学家已经发现,抗药性强的病菌活不过普通病菌,因为它把一些资源用到抗药性上了。在广泛使用抗生素的环境中,抗药性强的病菌会成为优势种群,但一旦抗生素消失,普通病菌会卷土重来。还有,如果让温和病原体在自然界长期存在,是否会“突变”为凶恶病原体?也是可能的,就看哪种更具生存优势。等等。所以“病原体温和化”目前只是一个轻狂的猜想,即使它将来真的实现,要想实用化也不是一个世纪能做到的。尽管这样,我觉得提前提出以下的问题还是有价值的,那就是:
从医学发展的大方向上看,是应该力求全歼所有病原体,还是应该努力实现病毒的温和化?应该沿哪条路走?换种说法,我们是应该像中国这样竭尽全力地扑灭每一次森林火灾,还是应该像美国那样,放任大自然用间断的火灾烧去枯枝落叶?我们是应该在医学上建长城或马其诺防线,还是像卫青霍去病那样主动进攻?在这个十字路口,我们最好停住步子,抬头观望一下,免得走错了路,以致越走越远。我们在努力发展医学时,应该时刻不忘医学的局限性。
不光医学,整个科学都是这样。有句老话:崇尚科学,敬畏自然,说得非常好。我是这句话的信徒,希望大家也能刻在心里,相信你们会受益终生。
谢谢。
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出品:中国科普博览 SELF格致论道讲坛
导语:“看天下美景、追可爱动物、探神奇风情……就是我的天职”。刘莹毕业于北京师范大学地理系,对博物学有着天然的热爱,作为《中国国家地理》青春版——《博物》杂志的内容总监,刘莹活跃于科学传播第一线,在工作之余,曾参与英国科学家在亚马逊丛林的科研工作,游历、考察过南美洲、南极洲等地,出版了《自然之美》、《南美洲》等著作,还创办了“博物课堂”系列活动。
---嘉宾介绍---
刘莹
《博物》杂志的内容总监
演讲实录:
其实科普是无处不在的,我们现在很多人觉得科普好像都讲给小朋友听的,成年人可能感觉每天我工作很累了,我不需要学知识了,其实科普无处不在的。
比如我现在放的这两组花。现在春暖花开了,这两种花都在开放,这是北京特别常见的两种花,左边叫棣棠,它在中国古代也叫棠棣,这种花是咱们中国原产的花卉,在诗经里面就有:“常棣之华,鄂不韡韡。凡今之人,莫如兄弟。”讲的是兄弟之间的感情,我们下次看到这种花,就能想到这是我国原产的植物,两千多年前就有诗歌传诵它。
右边这种花也非常常见,花期特别长,现在开始开了。我们看到一种植物或者是动物的时候,经常会想:能吃吗?好吃吗?怎么吃?右边这种花叫黄刺玫,这种花本身是不能吃的,能提取精油,结的果子可以吃,但不是特别好吃,可以用来做果酱。我们经常说知识就是力量,其实我工作中更多的感觉是:知识就是乐趣,因为科普工作中你能发现好多乐趣,除了吟诗,除了告诉大家怎么做果酱之外,还有非常多有意思的地方。
对于我来讲,我自己最感兴趣工作的就是跟科学家同行,去参加他们科考。
这张照片不是发大水,这是我跟两位巴西科学家在亚马逊地区参加他们的科考工作。
我从小喜欢动物,植物,看过很多野生动物纪录片,一提到亚马逊,就想起到处都是野生动物,美洲虎、大鳄鱼什么的。但是实际真正到了亚马逊丛林参与了科学家考察工作,我才发现亚马逊丛林跟我想象中有些一样,有些地方则非常不同。比如我们刚才说了,亚马逊丛林有好多猛兽,实际上在丛林里面看到这种野生动物的概率不是特别高,尤其是大型猛兽,它们一般藏在丛林深处,能见到它们机会不多。
但是亚马逊丛林又跟我们日常生活中感受非常不一样。比如,为什么这张照片大家看像发大水?亚马逊河有一个特点,叫水淹森林。大家知道河流有丰水期,有枯水期,咱们中国大部分时间夏天雨水特别多,是丰水期。
亚马逊河因为处于热带地区,一年四季都比较炎热,但是它分为旱季和雨季。一到雨季水涨的很高,旱季的时候水位落的很低,旱季和雨季最大的水位可以相差20米。大家想想我们这个教室是5层,如果在枯水期的时候,河流在外面广场地面那么高,到了丰水期,水量涨到5层楼这么高。
我拍这张照片是雨季的时候,我去的这个地区,是巴西保的一个护区,那个地方水位差没有那么高,有5米左右。我们每天工作就是划着小船到森林里面去,跟科学家一起研究这里面一种猴子。这种猴子在树林里生活,可以在树上移动,从一只树枝跳到另外树枝。树枝下面就是水面,这个水面对它来讲更安全,因为地面的猛兽没法爬上树袭击它,它们愿意在水淹的丛林上面活动。
大家看看我们日常工作,在这个照片里面,后面拿着相机的科学家,叫做布鲁娜,是一个巴西女科学家,我就是跟她一起考察的。前面这个人是当地村民,他来负责我们一些日常生活,帮我们划小船,我们日常就是划着这个小船到森林里面找那种猴子。
我们去的时候是丰水期。水面非常平静,非常漂亮,倒映着蓝天。我刚才说了水会涨起来5米多,所以有的时候水下能看到树丛,因为5米已经挺高的,两三层楼高,所以在划船的时候经常发现自己在树林上面划。水下是树梢,树枝,有的时候树叶很大,你还能看到小鱼在叶片上休息,所以那种感觉特别神奇,尤其像这种风平浪静的时候,划着小船,船底是树林、树枝,有时候树枝还会刮到船底发出“唰唰”的响声,你会发现小鱼就在你的脚下游泳,给人感觉很梦幻,感觉在半空中悬浮,像在天空之境一样,非常非常有意思。
如果深入到森林里面是什么样子呢?有时候我们会深入到森林里,非常深的地方,好几公里远。到树林深处,水几乎不流动,颜色非常深,看不到水里,能见度很低——因为河水溶解了腐殖质,是不透明的。
有的时候能碰到一些非常意想不到的东西。有一次我们到森林深处的时候,非常安静,只有偶尔有鸟鸣,突然听到“噗噗”声音,大家猜猜这是什么东西?这是亚马逊河豚的呼吸声,亚马逊河豚是哺乳动物,需要到水面上呼吸,我们知道鲸鱼到海面上呼吸,喷出水柱,亚马逊河豚也是,但是它体积比较小,没有喷出水柱,但是能够听到这种声音。
在树林之间穿行,有的时候树枝很密集,需要前面有人拿着砍刀劈开我们才能行进。
在特别深的地方,我们发现亚河豚一直尾随我们。我们的小船在前面走,它一直追着我们。我们当时考察队有两个科学家,一位研究猴子,另外一位研究海豚类的。我问他,为什么亚河豚会到森林这么深的地方来?他说亚河豚是好奇心非常强的动物,它在森林里面看到奇怪的小船,属于异类,它也想看看这到底是什么。也许有人不相信,但确实这样的。
我们把船停下来,“梆梆梆”地敲船帮,这只亚河豚会游过来,它发出的声音越来越近,它离我们近了以后不发出声音了,水透明度很差,所以我们看不到它,可是我们可以看到气泡,围着我们的小船有一圈气泡,所以可以知道它围着我们的小船绕了一圈——它其实就是过来看看到底怎么回事,感觉非常有意思。
在开阔水面,我们也遇到过亚河豚,它们两三只一群,在一起捕猎,它们在水里非常高兴的游泳。它们体颜色比较浅,有的是浅灰色,有的是发粉的颜色,但是在河水里面看起来金黄色的,能看到它们金黄色的身影,真的有一种神话的感觉。亚马逊当地土著人也有这种传说,它们认为亚河豚在月圆之夜会变成美男子上岸,找年轻姑娘谈恋爱。如果有女孩生了一个孩子找不到父亲,他们就说是亚河豚的孩子。
这也是想改变一下大家对科学家的刻板印象,这位我一起考察的科学家,我们很多人觉得一说到科学家,就想到是很严肃的形象。实际科学家也是人,而且他们也有很多生活情趣,而且我认识的科学家,很多都是非常享受野外考察生活的,这是我们考察途中,去往森林考察的时候,布鲁娜换上泳装,晒晒太阳,我们看到下面就是水面,倒映着蓝天,非常非常的美。
除了跟科学家一起工作以外,我作为科普工作者,还有很多见证自然奇趣的地方。
比如这个是一座火山,活火山。
我本身学地理的,对自然地理风貌非常有兴趣。我们中国虽然有火山,都不是太活跃。我曾有机会到智利亲自接近一座活火山。智利普岗有一座火山,大概2800多米,不是特别高,它是一座活火山,现在处于相对稳定的地方。虽然是活火山,但没有危险,所以它开发旅游。
我当时犹豫了一下,还是决定要爬一下爬。这张是我登山的过程,非常非常痛苦的,因为我属于体力不是特别好的,尤其还是在雪地上面走,大概爬了四五个小时。爬的时候,会有一种错觉,你觉得自己在大平原上走,因为你在这个地方都是平的,所以会有点失去参照物的感觉,会觉得自己走在一个大平原上,但是实际上是在爬坡。
最后我终于爬到火山口,我非常想知道一个活火山的火山口是什么样子。这是火山口的照片,下面还有一点雪,但是因为火山冒起来热气,所以火山口边缘地方雪比较少的,而且火山冒出来的灰有点黑点。我走到火山口边上,往里看,因为这个火山口面积非常巨大的,不可能像站在楼的边缘看到下面什么样,只能看到这个什么样,大家能看到吗,远处还有几个人走。
我看的时候突然就出现了一个情况,什么情况呢?火山突然冒出了一股热气,这个热气不像是说我们所想象的冒浓浓黑烟,有一点烟,但是还是透明的,能感觉到它的温度,能闻到它的气味,突然一下感觉被这种热气包围了,非常的呛,如果你把封了一宿的炉子打开,然后把头扎进去,就是那种感觉。
一下被热气包围,而且非常呛,我当时感觉没有氧气,这种感觉特别奇怪,因为你能够呼吸,但是你吸进去都是热的,充满煤烟味的这种毒气,使劲吸气,咳嗽,可是你咳嗽了以后你觉得完全窒息了,没有氧气又使劲吸,简直是恶性循环,当时我拼命的咳嗽,被我们的导游发现,他一把把我拉过来,因为这非常危险的。
火山除了岩浆流出来,它的毒气也是火山非常大的危害之一,火山造成死亡事件里面,除了被岩浆摧毁外,有很多人被毒气熏死的。它的毒气里面,含有一氧化碳等等,因为面积非常大,你无处躲,无处藏,你吸进去都是毒气,一点氧气没有,那个过程非常非常的痛苦,当然这个痛苦过程我也会写进文章里,告诉大家。如果大家对火山有兴趣,可以亲自体验一下,因为只有自己体验了,你才知道这到底是一种什么样的感觉。
这也是我们参与见证的自然天象现象,是2009年发生的日全食。今年3月份也发生了日全食,但是在印尼才能看到。
日食对于很多人来讲不会特别关注。因为在我们北京基本都是日偏食,太阳挡住一点,所以影响不大,但是真正的日全食是不一样的。左边这张就是我们拍的日全食的照片,这是湖北荆州,当时天色一下暗了下来。明显天空变得很暗,然后天上看到星星,温度一下明显感觉到降低。
最有意思的是,大家可以看看右边的照片,如果我不解释,大家可能会觉得这是普通的光影照片,这个光影,平常我们看到地上树的光斑都是小圆斑,但是这张照片全都是月亮型的小斑,为什么会是月亮型的?这是发生日全食的时候,太阳露出一点发生的现象。我们大家学过小孔成像的原理。太阳被月亮挡住,稍微透出一点时,太阳就像一个月牙形状,透过树叶的空隙,变成了一个小孔,它照在地上就变成了小孔成像,我们看到月亮光斑其实就是当时太阳的样子,所以非常有意思。如果有机会,大家看日全食的时候可以注意一下。
说了很多,有人就会问,怎么样才能成为一个科普工作者?像前面两位是科学家,她们可以做科普工作者,不是科学家怎么走向科普工作岗位呢?
我应该从高中说起。我不是从小特别有明确志向的人,高三时候面临高考报什么专业,当时我父亲想让我学图书馆专业,母亲想让我学会计,是希望以后工作能够老老实实、踏踏实实地在办公室里,觉得文职工作更适合女孩子。
我是属于从小很乖乖的,学习不错,但是心里很向往野外,从小喜欢看动物世界,所以我偷偷填报了地理系,后来就读于北师大地理系,学了四年。地理系的知识面非常广,是一个很基础的学科,学的知识面很广,对口工作非常少,大学毕业到大四的时候我也没有想好做什么工作,我同学里很多当了地理老师。
当时在图书馆看《地理知识》杂志,我觉得里面介绍的非常好,是中科院地理所办的杂志,我就翻了《地理知识》上面编辑部的电话,非常荣幸地进入了《地理知识》编辑部。当我在那里实习的时候,正好赶上《地理知识》改版,可能大家不太清楚,但是我说了改完的名字,大家就知道了——《中国国家地理》。我在中国国家地理工作了几年之后,赶上我们杂志要创刊《博物》,是作为《中国国家地理》青春版,是专门给年轻人看的科普杂志,我调到了《博物》工作,现在在《博物》工作十几年了,感触非常多,也有很多有意思的故事。
就在上周,我接到了一个电话,有一个读者问我一件事儿,说:“我在你们杂志上有一期看到“宝石自己造”,讲的是说你亲自去一个小山村里,挖宝石,自己打磨”。他说觉得那期杂志特别有意思,想问问我说具体位置在哪儿,说到底在河北哪个村子,能不能挖到宝石,能自己挖吗?我发现那个杂志2006年的,今年是2016年,这已经是十年前的杂志了。我当时真的很震惊,没想到那个时候做的一个内容,到现在还有读者记住,而且他说他孩子挺小的,他想带孩子去玩。我想也许十年前的时候他的孩子不知道有没有出生,因为很多杂志大家都是看了以后就抛弃了,我们这个杂志能够影响这么长时间还有人记得,我非常感动的。
还有一个,现在这个是我们博物杂志官方微博,我们微博叫做微博杂志,风格非常有意思。我们这个运营微博的同事,他小的时候就是我们《博物》的读者,他当时上中学,很喜欢昆虫,喜欢动物,当时跟我们杂志编辑有过一些交往,我们经常聊,当时觉得是一个小孩,是一个初中生,到了大学毕业,他来负责我们的微博运营,当时他接手的时候我们微博粉丝量两万多,现在三百多万。
今天我跟大家分享的事情就是这些,我非常喜欢我自己的科普工作,然后也希望大家,尤其现在的学生,如果你们对科学有兴趣,还没有特别立志做科学家的话,非常欢迎你们进入科普行业。谢谢大家!
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--SELF讲坛出品---
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---嘉宾介绍---
赵健宏
海归出身的理工科硕士,资深摄影师,拍摄了国内第一个同性恋婚礼。
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