褚君浩：智能化時代，我們何以“不被取代”

一次全國科學大會上，中國科學院院士褚君浩現(xiàn)場演示“隱身術(shù)”引發(fā)全網(wǎng)熱議，這是他科普工作的首次大范圍“出圈”。實際上，早在20世紀70年代，當他還是一名中學教師時，就開始向期刊投稿，進行科普傳播。無論是科普、科研還是教學，他總是尤為強調(diào)科學精神的培養(yǎng)。2016年，想倒逼自己學點新東西的褚君浩在大學里開了一門“腦科學與人工智能”課程。此后這些年里，他持續(xù)關(guān)注著智能化時代的技術(shù)態(tài)勢，也有著關(guān)于未來學校、未來教育的思考。

具有科學精神的人，很難被人工智能取代

《教育家》：在智能化時代，該如何理解您所強調(diào)的“科學精神”？

褚君浩：科學精神是一種在實踐和思維中逐漸形成的精神追求，我認為主要包括求實、創(chuàng)新、懷疑和寬容四個方面。求實精神要求我們尊重事實與規(guī)律，創(chuàng)新精神強調(diào)突破慣性思維，懷疑精神推動我們追問“為什么不是那樣”，寬容精神指的是對不同觀點的包容與驗證。

實際上，無論是科研人員做實驗、做培訓，還是工人擰螺絲釘、開機床，在任何工種的實踐和思維過程中，都能孕育科學精神。看似機械重復的工作中也有科學性，他們往往蘊含于“為什么要這樣做？為什么不能那樣做？如何把事情做得更好？”的不斷追問中。比如，德國的工人在擰螺絲釘時，通過反復嘗試和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了“擰3圈再倒半圈”是最有效的方法。這就是我曾提到的“循規(guī)極致”，做任何事情都可以鉆研其規(guī)律，只要做到極致，就是科學精神的體現(xiàn)。

在智能化時代，科學精神的重要性更加凸顯。它是人工智能發(fā)展的基石，也是人類駕馭各種技術(shù)的關(guān)鍵。人工智能技術(shù)的發(fā)展依賴于動態(tài)感知和智慧分析這兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其本身就是在模擬人類智能中的實事求是和理性思考，體現(xiàn)了對科學規(guī)律的探索和應(yīng)用。同時，科學精神是人們將各項日常事務(wù)做得“好一點”的內(nèi)在要求。在生活和工作中，我們?nèi)绻非笞龅谩昂靡稽c”，就必須持續(xù)地對自身的工作進行質(zhì)疑和改進，并對自我及他人持有寬容的態(tài)度，允許更多可能的發(fā)生。

當前，不少人擔憂人工智能會取代人類的許多工作，實際上，若是懷著科學精神來處理各項事務(wù)，我們很難被取代。

《教育家》：您曾提道：“我們每一個人都要學會如何在人工智能時代生活。”科學精神如何促進人類更好地運用人工智能技術(shù)，服務(wù)于我們的生活？

褚君浩：在技術(shù)變革緩慢的時代，人們或許可以依靠傳統(tǒng)的方式開展各項工作，但如今人工智能技術(shù)正在深刻改變著我們的生產(chǎn)和生活方式。科學精神是人類在這一變革中保持主動性和創(chuàng)造力的關(guān)鍵。不同人群對人工智能的應(yīng)用需求不同，擁有科學精神的人不會滿足于對這些AI工具的簡單使用，而會基于相關(guān)大模型提出一些新思路、新機制、新方法。因為擁有科學精神的人往往充滿好奇心和探索欲，能夠以開放、包容的態(tài)度去理解和學習各項新技術(shù)，從而更有效地利用這一工具提升生產(chǎn)效率、改善生活品質(zhì)。

比如在科研領(lǐng)域，擁有科學精神的研究人員能更好地利用人工智能技術(shù)解決復雜問題：在“AI for Science”的研究中，利用人工智能分析海量數(shù)據(jù)，加速新材料的發(fā)現(xiàn)或藥物研發(fā)；在“Science for AI”的研究中，通過科學思維推動人工智能技術(shù)本身的創(chuàng)新。無論從事哪一類研究，求實精神和創(chuàng)新精神都是不可或缺的驅(qū)動力。又如，在教育領(lǐng)域，擁有懷疑和創(chuàng)新精神的師生能夠更好地利用人工智能工具。教師可以通過科學思維設(shè)計個性化的教學方案，利用人工智能分析學生的學習數(shù)據(jù)，提供精準的學習建議；學生在與人工智能互動的過程中能夠主動思考，而非被動接受知識，增強批判性思維和問題解決能力。

可以說，我們正處于智能化引發(fā)的“第四次工業(yè)革命”中，未來勢必會涌現(xiàn)更多新技術(shù)和新變化。擁有科學精神不僅能幫助我們從容應(yīng)對技術(shù)變革帶來的挑戰(zhàn)，還能讓它更好地為我們所用，推動個人的成長和社會的進步。

以“非標準化”的實踐涵育科學精神

《教育家》：智能化代表“第四次工業(yè)革命”，而目前很多教育者仍在采用誕生于第二次工業(yè)革命時期的傳統(tǒng)教學模式。您認為當下的教育者應(yīng)該有什么樣的警醒？

褚君浩：人工智能對教育的沖擊可以從三個方面來看。對教師而言，主要是教學方法的沖擊。任何體現(xiàn)重復性、需要大量數(shù)據(jù)積淀的工作，都可能被人工智能取代。比如，在學生可以隨時隨地使用人工智能開展精準、個性化的學習時，教師的角色該如何定位？這是教育者需要思考的問題。對學生而言，主要是學習方法的沖擊。在信息爆炸的時代，學生的知識來源多元化，時間趨于碎片化。傳統(tǒng)的課堂講授方式難以滿足他們的個性化需求。人工智能為學習提供了新的可能性。例如，學生可以通過AI工具實現(xiàn)個性化學習，但這也要求他們具備更強的自主學習能力和信息辨別能力。對學校而言，主要是教育體制的沖擊。許多職業(yè)可能會隨著技術(shù)進步而消失，學校當前的專業(yè)設(shè)置是否能適應(yīng)未來的需求？我們曾在一些大學進行過全校范圍的討論，得出的共識是：學校的價值不僅在于傳授知識或培養(yǎng)能力，更在于塑造學生的價值觀。教育的目標應(yīng)更為注重培養(yǎng)具有健全人格、創(chuàng)新思維、全球視野和社會責任感的新一代人才。

標準化教育重視知識傳授，智能化時代則更需培養(yǎng)學生解決問題的能力。教育者要從三個方面突破：一是強化實踐，如更多地讓學生通過實驗驗證假設(shè)；二是鼓勵跨學科思維，如將物理大數(shù)據(jù)分析與AI模型相結(jié)合；三是注重“隱性評價”，不以分數(shù)為唯一標準，而是重視學生的探究熱情與創(chuàng)新韌性。

《教育家》：人工智能技術(shù)的教育應(yīng)用對學生科學精神的培養(yǎng)意味著什么？教育者應(yīng)如何涵育學生的科學精神？

褚君浩：人工智能技術(shù)的發(fā)展對于科學精神的培養(yǎng)既是機遇，也是挑戰(zhàn)。機遇在于，人工智能可以提供個性化的學習資源，激發(fā)學生的好奇心和探索欲，例如通過虛擬實驗和智能問答系統(tǒng)幫助他們理解復雜的科學概念。挑戰(zhàn)在于，過度依賴人工智能可能導致學生缺乏獨立思考能力，甚至出現(xiàn)學術(shù)造假等問題。人工智能生成的信息未必完全準確，學生如果缺乏足夠的辨別能力，可能會被誤導。

為應(yīng)對技術(shù)的挑戰(zhàn)，教育者應(yīng)培養(yǎng)學生的人機協(xié)作思維，讓他們既善用技術(shù)工具，又保有質(zhì)疑、聯(lián)想和跨學科整合的能力。一方面，要引導學生明確地認識到，AI只是輔助工具，而非替代思考的手段。自己應(yīng)具有實證精神，通過各種實踐手段驗證它們生成的內(nèi)容。另一方面，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生的批判性思維，幫助他們形成獨立判斷的能力。在這個過程中，科學精神的核心——求實、創(chuàng)新和懷疑，依然是不可替代的。只有通過不斷地實踐和反思，學生才能真正駕馭AI，使其服務(wù)于自己的學習目標。

科學精神作為一種內(nèi)在的個體追求，通過具體的行為和實踐得以體現(xiàn)，教育者可以在日常生活中有意識地引導。比如目前刷題仍是中小學生常見的學習方式，同樣是做題，如果學生能通過解題掌握知識的內(nèi)涵、思考調(diào)用知識的方式，而非單純追求題目的數(shù)量，效果會更好。做完題后，還應(yīng)總結(jié)和反思，分析解題中的“得失”并嘗試不同的方法。這種開放的心態(tài)和探究精神，正是科學精神的具體體現(xiàn)。實際上，學生不同的學習效率的背后，也反映了他們思維方式的差異。此外，科學精神的培養(yǎng)要使學生具備堅毅的態(tài)度，教師應(yīng)鼓勵他們向身邊的人學習，通過持續(xù)地學習和實踐，吸收、內(nèi)化優(yōu)秀的思想和方法。

在基礎(chǔ)教育階段，點燃科學精神的火把

《教育家》：您曾有過十余年在中學從教的經(jīng)歷，您認為基礎(chǔ)教育階段的教師在實踐中應(yīng)該秉持什么樣的原則，才能更好地培養(yǎng)學生的科學精神和創(chuàng)新能力？

褚君浩：我當初教的是物理，那時叫“工業(yè)基礎(chǔ)”。為了讓學生更好地將理論聯(lián)系實際，我從周邊的農(nóng)村借了一臺手扶拖拉機開到學校，用它來給學生們上課。手扶拖拉機的設(shè)計中包含了杠桿原理，開動時涉及摩擦力等運動學知識，氣缸的運作則涉及熱力學規(guī)律。當時學生們很興奮，學得也很認真，一些學生還嘗試開了開那臺拖拉機。我不敢說那時教學中有多少科學精神的培養(yǎng)，不過我相信，基礎(chǔ)教育階段是學生認知能力、學習興趣和科學思維形成的關(guān)鍵期，教師的引導一定是至關(guān)重要的。在實踐中，教師們或許可以秉持以下原則——

積極的認可，激發(fā)學生的好奇心和內(nèi)生動力。我上小學時功課一直不好，初二突然對數(shù)學產(chǎn)生了興趣，理工科成績才突飛猛進。升初三那年，我轉(zhuǎn)學到另一所學校。聽同學說，在我來之前，班主任曾在班上公開表揚了我，這讓我感到非常自豪。可以說，這是我人生中一個非常重要的節(jié)點，老師的表揚極大地激發(fā)了我向上的熱情，自此之后，我越發(fā)積極地投入學習。而現(xiàn)在不少學生只是在師長的要求下才去學習，這顯然很難持久。此外，教師可以通過有趣的案例或設(shè)計“問題鏈”等方式使教學更具吸引力，比如從“太陽光有幾種顏色”的簡單提問出發(fā)，引導他們思考紅外線探測原理，再延伸至對氣象衛(wèi)星應(yīng)用的思考。這種層層遞進的方式有利于學生不斷追問“為什么”，進而培養(yǎng)他們的探究精神。

注重實踐，讓學生通過動手實踐理解科學原理。如引導學生制作科技作品或參與科研項目，當他們看到紅外成像揭示蘋果內(nèi)部腐爛時，更容易理解“不可見數(shù)據(jù)”的價值；與機器人真實互動時，能更好地體會“感知—分析—反應(yīng)”的智能邏輯。實踐是連接現(xiàn)象與規(guī)律的橋梁，這類體驗比課本更直觀，他們也更容易產(chǎn)生對“為什么”的自發(fā)追問。

減少標準答案的束縛，鼓勵獨立思考。鼓勵學生大膽提出自己的見解，并通過邏輯推理驗證其正確性。在這一過程中，要允許他們提出“荒誕”的假設(shè)并嘗試驗證，因為即使失敗了，他們也有可能從實踐中提煉出科學的方法，增強創(chuàng)新能力。

引導學生樹立遠大志向，將個人興趣與國家需求相結(jié)合。基礎(chǔ)教育階段是學生價值觀和志向形成的關(guān)鍵時期，教師應(yīng)激勵學生融入時代潮流，將個人興趣與國家需求相結(jié)合，促使他們?yōu)榭萍歼M步貢獻力量。

《教育家》：您長期從事科普工作，主編“科學起跑線”叢書并入駐各大網(wǎng)絡(luò)平臺。您認為科普閱讀對于培養(yǎng)科學精神、促進科學發(fā)展發(fā)揮著什么樣的作用？

褚君浩：科普閱讀對培養(yǎng)青少年科學精神的作用非常重要，這一點我深有體會。小時候，家里的書架上有很多天文學和氣象學的書籍，以及《科學畫報》《科學大眾》等雜志。雖然當時年紀小，有些專業(yè)名詞看不懂，但這些書激發(fā)了我對科學的好奇心。初二之后，我開始閱讀數(shù)學類書籍，逐漸對那個神秘而無窮的世界產(chǎn)生了濃厚的興趣。閱讀科普書籍不僅讓我學到了知識，還讓我學會了思考，提出了許多問題，這種思考進一步加深了我的探究興趣。

科普工作對科學家本身和公眾都有重要意義。對科學家來說，做好科普工作是一種能力的體現(xiàn)。比如，在學術(shù)交流中，我們要用通俗易懂的語言向非同行介紹自己的研究，這有助于促進學科交叉與合作。記得一次在上海浦江學科交叉論壇上，我作了關(guān)于紅外技術(shù)的科普報告，生命科學領(lǐng)域的一位研究員作了生命科學的報告。我們互相聽懂了對方的內(nèi)容，后來還合作申請了“863項目”。可以說，這是科普帶來的直接影響。對公眾來說，科普能幫助他們理解科學，提高科學素養(yǎng)。在擔任全國人大代表期間，我曾提出過許多關(guān)于太陽能技術(shù)發(fā)展的議案。受益于此前的科普工作，這些議案因具有科普的視角，指向公民科學素質(zhì)的提高，更容易被理解和采納。

科普不僅僅是知識的傳播，更是科學精神的弘揚。通過閱讀，青少年可以了解科學家們奮斗的故事，感受科學技術(shù)對社會進步和生產(chǎn)力發(fā)展的推動作用。這種潛移默化的影響，往往能激發(fā)他們對科學的興趣，甚至為他們未來的職業(yè)選擇指明方向。此外，科普教育不僅有利于科學知識的傳播，更有利于科學思維的培養(yǎng)。因為科普閱讀，青少年更有可能通過透視日常生活現(xiàn)象、天地自然規(guī)律以及前沿科學技術(shù)，掌握科學知識，產(chǎn)生探究興趣，養(yǎng)成科學思考的習慣。這種習慣將伴隨他們一生，成為他們應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的重要能力。