最近经常做实验,发现许多人做实验就像烧菜,菜谱上怎么说,他就怎么做,而完全不知道背后的原理,实验做完往往结果出来了,但却不知道这个结果有什么用。

我查了一下维基百科:

实验,区别于试验,实验是在科学研究中用来检验某种假设(hypotheses)或者验证某种已经存在的理论而进行的操作。通常实验最终以实验报告的形式发表。(而试验指的是在已知某种事物的时候,为了了解它的性能或者结果而进行的试用操作。)在拉丁文中 experientia 原意指试验,尝试,进而指经验。

我记得我第一次做实验是在小学的自然常识的课上,当时老师让我用酒精灯烧一个盛满了水的纸盒子,实验前我凭借直觉认为纸只要一遇到火立马就会着,这种直觉来自于我和表哥曾经一起在屋中烧餐巾纸的经验(危险行为,请勿模仿),但是我还是想希望动手试一试(尝试),结果实验的结果是我的猜想彻底崩溃,纸根本没有烧起来(试验)。虽然很多年以后我才知道纸没有着火的真实原因是纸的燃点比水的沸点高,而水沸腾时会吸收大量热量……但这个实验当时给我的打击之大,几乎改变了我整个的世界观,我第一次发现经验和现实可以是如此不同,从此心灰意冷,走上了一条不归的道路。

第二次印象比较深刻的实验发生在高中,当时在数学课上听说了“大数定律”(一开始听成了大树定律,以为是大树底下好乘凉的定律),抛一个密度均匀的硬币出现正面和反面的概率应该相等,看上去是一件想当然的事情。但我和同桌还是决定动手试一试,当然没有真的找个硬币来丢个几千次,而是用 Casio 计算器的随机生成器模拟,结果是什么我现在已经忘了,最后我们发现“足够大”其实是“无穷大”的意思,估计没等频率趋于概率,我们就先趋于死亡了。当时还有个人骗我说有个叫随机函数的东西,我非但相信了,还花了很多时间去想那个函数长啥样子,可见当时的天真。过了好些年我才知道计算机中所谓的随机其实都是伪随机。还有一次生物老师让我们从家里带几根鱼骨头来烧,第二天一哥们掏出一整条鱼骨头,从颜色上看昨天应该是红烧的,放到火上一烤,满屋子的香……至于其他的物理实验、化学实验我都一个也记不住了,因为没有一个是我自己想做的。

事实上我们在做实验的时候,除了继承了实验的重复性,其他都和实验本身完全没有关系,首先我们的动机就不对,我们一不是要去验证什么,二不知道实验背后真正的原理和思想。所以有的时候我就很难分清楚到底是我们在做实验,还是实验在做我们。从教育学的角度看重复去做那些经典的实验是有必要的,可以加深我们对一个公式的理解,但前提是我们在做实验前充分了解实验的背景,并且知道设计实验的人为什么要去做这个实验,也就是“他到底想干什么?”,比如伽利略从比萨斜塔上扔下两个小球(也有人说伽利略没有做过这个实验)肯定不是想证明高空抛物的危险性。另外就是要先看懂假说的理论推导,这样才能彻底地了解实验中的每个步骤究竟是在干什么,做实验和做模型不一样,不是看着说明书把东西搭出来就管用的。

拿个例子来说大一的时候我们做过许多物理实验,其中不少实验都得过诺贝尔物理学奖,但这些实验之所以能获奖并不是因为做实验的人的动作多么规范,更加不是因为他们的实验结果比较“漂亮”,而是因为他们从无到有设计出整个实验和实验用的仪器,并且藉此证明了自己观点,而这些东西恰恰是实验课上学不来的。我就记得当时有一哥们特牛逼,实验前一天就把实验数据伪造好了,第二天到实验桌上摆个 pose 就行了。

如果我们每个人接受教育的目标就是成为一颗颗规格化的螺丝钉,那的确只要知道 how 就行了,比如顺时针拧还是逆时针拧,而不必知道为什么要往这个方向拧的原因(why),比如往相反方向拧就拧不动了。我在做每一件事情的时候都希望知道原因,即为什么要去做这件事?如果不做行不行?如果不行,那是为什么?如果我们觉得事情的动机本身是有问题的,那还可以选择不做(但是很多人没有意识到这点),因为这是我们的权利。BT 之父 Bram Cohen 曾经在一次考试中只做了一道题就交卷了,拒绝做剩余 49 道题的原因是它们仅仅是第 1 题的变形。来路不明的东西我们都知道不可以拿,为什么偏偏碰到知识时就例外了呢?

所以说我们的教育很多时候非但没有任何好处,而且还有很多坏处,第一教育告诉我们什么是不可能,第二,傻瓜式的模式让我们人也变傻瓜。高中时我就和语文老师在背与不背课文这个问题上存在很大分歧,当时我十分希望她能告诉我一个适当的理由,这样我就可以去安心地背书了,可惜她没有说服我,显然考试有默写题不能成为一个“正常”的理由。到今天我在写作时偶尔引用某个古人的观点,并非我刻意去背诵了他的话,而是因为他的观点确实引过了我的共鸣,以至于我下一次在碰到相同的话题,潜意识就帮我回忆了出来。



Published

03 December 2010

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