前方"高能"!天体物理学家的科学人文课

制胜关键在好奇心和想象力(书里书外) 张双南《人民日报》(20260327第20版:副刊) 　　哲学家说，世界上没有两片完全相同的树叶。可这个道理并不适用于微观世界。 　　物理学有一个基本前提——粒子全同性：宇宙中所有质子都一样，所有电子都一样，所有中子也都一样。没有哪个电子与众不同到值得人们去收藏，它们比乐高积木更完美一致，完全可以相互替换。喜马拉雅山上一块石头中的电子和太平洋深处一滴海水中的电子，毫无区别。于是，统一带来了简洁，简洁构建了规律，规律使得这个世界拥有可预测性。 　　然而，如果宏观世界的人也像电子、质子那样完全相同，那么世界也许会很整齐，却不会产生真正的创造力，更不会有今天的一切。因为科学的发展、文明的演进，恰恰是建立在“人与人并不一样”之上。有人更善于执行，有人更习惯思考，有人擅长歌舞，有人喜欢科研……美好的世界就是在丰富性里生长出来的。 　　从某种意义上说，微观世界的稳定性，依赖于粒子的全同性；而宏观世界，尤其是人类社会的活力，则依赖于多样与协作。 　　如今，进入AI时代，在大模型面前，不管你是学界专家，还是普通网友，在知识上似乎都被“拉平”了，也有人担忧，人类的多样化是否正在消解？ 　　AI当然会改变很多东西，但它并不会真正抹平人与人之间最深层的差异。我觉得其中最重要的，便是好奇心和想象力。 　　好奇心，科学探索的原生和持久动力 　　刘慈欣在科幻小说《朝闻道》里写过一个很有意思的情节：外星文明判断地球文明突破了“警戒阈值”，并不是在工业革命或者其他科技爆发的节点，而是在第一个原始人开始仰望星空的时候。人类真正伟大的地方，不在于我们已经知道了什么，而在于人类总会忍不住去问那些还不知道的东西到底是什么。 　　科学史上，很多重要发现，起点都不是宏大的计划，而是人们多看了一眼，多问了一句，多想了一层。 　　在伦琴之前，并不是没有人接触过类似的实验装置，也不是没有人看到那些奇怪的现象。只有伦琴停下来思考：既然光已经被挡住了，那到底是什么让荧光屏发亮了呢？这才有了X光的发现和应用。牛顿观察到苹果坠落，这本来司空见惯，却引发他深入思考：苹果为何垂直落向地面？月球为何不会落向地面？后来牛顿通过严密的数学推导，提出了万有引力定律，为工业革命奠定了基础。 　　推动一系列科学革命发生的，往往不是既有知识的简单累积，而是对既有认识的质疑。很多关键性进展最初都来自一些看似“多余”的追问：为什么会这样？有没有别的可能？这些问题未必立刻有答案，却把研究一步步推向更深处。换句话说，好奇心是科学的起点。 　　好奇心的本质，是对未知保持张力，是对未知进行解释的冲动。正如爱因斯坦曾说：“我没有特殊的才能，我只是充满好奇心。”这种非功利、纯粹的好奇，使科学探索超越现实束缚与功利动机，成为文明演进的持久动力。 　　今天，获得答案越来越容易，如果人们失去了好奇心，就很可能满足于现成答案，满足于标准路径，满足于别人已经给出的解释。而真正新的问题，真正重要的发现，肯定不会诞生在这种满足里。 　　想象力，突破认知边界的关键一跃 　　好奇心是在问“为什么是这样”，想象力则在追问“为什么不能是那样”。如果说好奇心提出问题，想象力则为回答问题提供蓝图。 　　科学并不是被动地等待现实自己开口。面对同样的事实，真正拉开人与人距离的，是有人能够在现有经验之外，再往前跨出一步，在头脑中构造出一种新的可能。没有这一步，很多科学史上的突破根本不会发生。 　　伽利略以思想实验突破亚里士多德物理学的长期束缚。自由落体思想实验，成为广义相对论等效原理的思想雏形；斜坡滚球的思想实验，则揭示了惯性运动的基本规律，为牛顿第一定律奠定基础。他不是靠“看见了什么新现象”才前进了一步，而是靠想象力，在头脑中先搭出一个情境，再用逻辑把旧观念逼到矛盾之中。 　　科学的想象力，很多时候就是这样工作的。它不是脱离现实的幻想，而是在现实还没有直接展开之前，先在思想中开辟一条路。这种以想象构建理想场景进行严谨的逻辑推演，成为现代科学研究的重要范式。 　　爱因斯坦16岁时反复想过一个问题：如果我追着一束光一起跑，会看到什么？按经典物理学，这束光在他眼里似乎应该“静止”下来；可麦克斯韦方程又不允许出现这种情况。这便是他提出狭义相对论的起点。1907年，爱因斯坦又拓展了他的想象力：一个人在密闭房间里，究竟怎么区分自己是站在地球上，还是在太空中被加速“往上推”？这便是等效性原理的引子，成为广义相对论的关键入口。 　　想象力在科学发展中的作用，不是让科学“更浪漫一点”，而是让科学能够真正跨过旧框架的边界。 　　科技竞争不仅是成果之争，更是土壤之争 　　AI时代，对以统一化、标准化为特征的工业时代教育模式提出了挑战。 　　工业时代教育模式起源于19世纪下半叶，它将教育过程设计为类似工厂的标准化生产流程，强调知识的单元化、标准化传递，倾向于把差异看成“噪声”，把个性看成“问题”，把不按标准路径成长看成“需要纠正的对象”。 　　这样的教育体系有助于提高效率，也在无形中压缩了提问和试探的空间。学生惯于寻找标准答案，不愿意追问问题本身是否成立。长此以往，好奇心与想象力得不到充分发育，一定程度上削弱了创新创造的潜力。 　　人类社会中，差异和协作才是常态。不同背景、不同经验、不同兴趣之间的碰撞，更容易产生新的想法。人工智能可以在既有数据中寻找最优解，但真正改变问题本身的，往往还是那些不完全按既有路径思考和探索的人。 　　我更倾向于把教育理解为提供条件，而非规定路径。有些学生擅长抽象思考，有些对实际问题更敏感；有人喜欢跨领域联想，也有人适合在一个方向上深耕。这些差异，本身就是未来创新的重要来源。我们不必用单一尺度去衡量人才，而是要为个性化、多样化成长提供空间，保护每个人不同的禀赋、才华与原创思维。 　　从更长的时间尺度来看，一个国家的科技潜力，既取决于当下的技术水平，也取决于是否为好奇心和想象力提供了持续生长的空间。人工智能可以提高效率，但难以替代人类提出新问题、开辟新方向的能力。如何在提升体系效率的同时，留出更多探索余地，是摆在当今教育面前的一项课题。 　　归根结底，科技竞争不仅是成果之争，更是土壤之争。让不同禀赋的人各展其长，让探索精神得到更多尊重与弘扬，将在更深层次上拓展创新的边界与发展的天地。 　　（作者为中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任、粒子天体物理重点实验室主任，“慧眼”天文卫星首席科学家）

感觉如果没有最后一章也许更好，是理解天文、科学的极好的科普书，超过百分之九十的讲述类似内容的书。作者对天文、对科学理解深刻，讲述的逻辑极为清晰，也很能切中读者（最起码是我自己）想问又难以表达清楚的疑惑点和疑惑面，感觉很有收获。但是，最后一章讲得感觉牵强，也许是我不懂，也许是想把这种主观的东西解释成客观的结果太难。

看完这本书，我明白了为什么好评率是80+，而不是90+，正如书中所言，当一个科学家将美术生讲座的时候，将自己的研究是吸引人的，但是讲美就不行了。看书到底是求同，还是获得差异？求同体现的是一种情绪上的共鸣价值，而获得差异是增加没有的体验，增长知识，开阔眼界。 最后的后记在AI时代，作者提出了独立思考和批判精神，加上融会贯通科学和人文，可以在在AI时代更好的树立自己。我基本上认可这个观点，科技改变世界，人文美好生活。

这是一本科学史，比较粗略地介绍了不少关于天体物理前置及周边的理论。在我看来，这本在讲理论方面甚至没有曹天元讲得清楚。整体感觉寡淡无味，有一点背景知识的读者觉得讲得没内容，没背景的不免觉得枯燥难懂。全书无注释无参考文献，你就想吧。。 不少内容关于自己研究的课题，关于自己的生平，感觉在刷存在感。几乎每逢说到什么场合遇到了什么很厉害的科学家都得专门说明一下是比较高端的场合。是的，我承认作者的学术成就应该挺高的，只是这么不停重复难免像作者最后一章中说的“审美疲劳”了。 实话说，看这个写作风格我以为是一位女士，没查的时候几次觉得名字像男的，但写作太碎了，情感表达欲望很强。尤其最后的美学那部分，不要也罢。 这一本书总共250页，作者用了60页讲美学，而且在我这种本就对“美”很一般的人看来，有哗众取宠的意味。作者给“美”下定义为“无缺陷且不常见”，名之曰美学两大要素。就这，作者说在讲座问听众朱光潜和李泽厚的美学理论竟然没有一个人能说出来，然后说自己的审美观肯定大家都记得。行，确实，我确实是记住了且不认同，因为在我看来挺奇葩。 总体来说，本书我不太喜欢，虽然豆瓣8.4分，微读也有80%+。。。

前半部分的科普虽然写得比较流畅浅显，但是新意欠缺，对费曼悖论的武断结论更是让人难以接受；不过，本书的价值更多在于下半部分，尤其是关于美学的论述，确有真知灼见，总体来看，是值得推荐的好书。

张双南的科普兼具硬核与温度，从宇宙黑洞到科学精神，把天体物理的浪漫与理性娓娓道来，让普通人也能读懂宇宙与科学的魅力。

作者是高能物理研究所粒子天体物理中心主任，但同类型的书太多，这本写的也没多少信息量且不够流畅，特别是最后一章突然讲起美学简直有点想笑…

看了这本书，对于作者的学术趣味和学术观点基本可以了然，特别是下篇内容更加凸显了这一点。 同时，看了这本书，也越发让人相信，科学理论是不断逼近客观事物本质和规律的“主观但却理性的猜测”，真正的科学理论和科学家从不自封正确，而是乐于让自己和自己的理论接受证实和证伪

放眼视高能，破除太空垒；高能破觚睿。

前半本差强人意，没有什么特别新的东西，但能把耳熟能详的知识系统地、通俗地介绍下来，也是殊为不易。后半本稍有些新的见解与结论，对“美”的两要素的分析着实能打开新的视野，是很值得一读且值得研究一番的。