【通识课堂】哲学与物理学视角下的“缸中之脑”、“薛定谔的猫” ——“科幻与想象力”课程“科幻中的思想实验”双师授课

发布日期:2023-12-22    浏览次数:

作为哲学与物理学共同推手的思想实验,以想象力为媒介对不可能的情况进行预测,引导学生走出标准答案的思维方式,消除偏见以及先入之见12月11日下午,“科幻与想象力”课堂上张素英老师与赵云老师从哲学物理学的视角带领学生探讨科幻作品中的思想实验从跨学科的视角明晰原理解读科幻作品背后的思想实验


课堂伊始,张素英老师用刚刚结束的“博雅杯”通识素养大赛的题目导入课堂:在《黑客帝国》中,矩阵的出现让人类意识到自己以往都活在虚幻的电脑程序之中。在《降临》中,女主角对外星人认知世界方式的习得,颠覆了以往用人类视角认知世界的方式。“洞穴寓言”也告诉我们,人有可能只在自己狭窄的目光中认知世界。以有限的方式认知世界,所认识的世界能够被认为是真实的吗?这种认知所获得的知识,能被称为真理吗?


结合学生的小组讨论,张素英老师从《黑客帝国》、洞穴比喻、虚拟仿真三个角度分析哲学家、科幻电影中关于真实的理解。赵云老师从电影《降临》引导学生思考“如果你已经知道了余生的每一刻会如何度过,你会怎么办?”在学生给出答案的同时,张素英继续追问“如果有一天你很幸运的拥有认识真实世界的机会,你选择认识真实世界还是继续待在虚拟的矩阵中?”。为了清晰的解读这个问题,两位老师引出了“缸中之脑”这一思想实验:假设一个大脑被取出并置于一个缸中,通过计算机程序维持其生命活动,并连接到超级复杂的虚拟现实环境中,此时大脑并不知道它所感知的一切都是虚假的。在解读这个思想实验时张素英老师强调,这个思想实验不仅挑战了我们对现实世界的感知方式,也引发了对人工智能、意识、认知等问题的深刻思考。尽管科学技术在不断发展,但我们仍需要保持对科技、对现实的清醒认识,以免陷入无尽的迷思。


接着赵云老师对“薛定谔的猫”进行解读。“薛定谔的猫”:一只猫被放置在一个密闭的房间里,房间里还有一瓶毒药和一个装着放射性原子核的装置。如果这个原子核发生衰变,装置就会启动,释放毒药,导致猫死亡。然而,在未观测的情况下,这个原子核的状态是未知的,因此根据量子力学的叠加原理,我们可以说这只猫既死了又活着,直到有人打开盒子并观测到猫的状态为止。赵云老师解释道:这个实验再次证明了量子力学的奇特性,它让我们对现实世界的理解产生了深刻的改变。在赵云老师讲授的同时,张素英老师以课程的教具“纸盒”,将学生带入情景中思考。紧着赵云老师从概率论引导学生以具体的公式计算猫的状态,即猫活着、死了的概率分别为50%,结合课堂考勤等现实问题将概率问题延伸到具体的生活场景中。


两位老师的讲解引发学生的热烈讨论。一学生提问道“如果‘薛定谔的猫’既死又活,那么我们是否可以认为现实世界中存在多个平行宇宙?”对此,张素英老师以科幻电影“彗星来的那一夜”为例引导学生以“平行世界”为切入口理解现实世界的复杂性。赵云老师补充“尽管我们不能确定平行宇宙的存在,但量子力学的奇特性让我们有理由相信现实世界可能比我们想象的更加复杂和多元。”

课堂最后,张素英老师给大家布置了课后任务,即:“缸中之脑”思想实验目前已经进入试验阶段,请大家搜集资料,介绍本次实验的最新进展。


课后学生们纷纷表示本节课虽然很有挑战,但是真的体会到学了“思考”带来的快乐哲学物理学的角度解读科学前言发展,会为人类认识和理解现实世界带来更多启示和挑战,更能够启发学生思考未来社会的多种可能性。

应对分科教学中知识与现实生活的脱节的现状,通识教学部从跨学科角度以双师同堂的方式真实情境还原完整问题,引导学去思考能多前沿、深度的学术问题,是时代的要求也是通识教育的使命。