省思物理科學教育的真相─學習的本質(14)

省思物理科學教育的真相─學習的本質(14)

更新於 發佈於 閱讀時間約 6 分鐘

作者:陳華夫

在發表了人類智慧真正優於AI人工智慧之處為何?─科技與智慧(30)一文後,有讀者希望我能討論一下,人類的智慧如何學習物理科學的,是否如學習AI人工智慧及圍棋一樣?假如不一樣,什麼才是正確的學習方法?而現行的物理科學教育是否是正確的呢?

近來,赫拉利出版了全球暢銷之的《人類簡史》、《未來簡史》、及《今日簡史》3本書。他在《人類簡史》的251頁說:「在全球70億人口中,有多少人真的瞭解量子力學細胞生物學總體經濟學?」。可見學習科學是世界級的難題,本文將探討學習科學之難處的真相及其克服之道。

加拿大計算機科學家約書亞.班吉歐(Yoshua Bengio)是專精人工神經網絡深度學習,他就說,AI人工智慧的深度學習只能學習到初淺的統計規則,無法學習到抽象的概念,就沒有辦法發展出可以解釋各種規則理論,所以這就是AI人工智慧無法解釋科學理論的關鍵。因為所有的理論,基本是建構在抽象的概念上,例如,物理學的基礎理論:牛頓第一運動定律(Newton's first law of motion):F(力量)= m(質量)x a (加速度)。牛頓使用慣性及「力量」的概念,描述了所有物體的運動,愛因斯坦發展了相對論,正確預測了F(力量)在接近光速動量增加的物體上的作用,也提供了對引力和慣性產生的F(力量)之洞察。並且憑藉對量子力學和可以將粒子加速到接近光速的技術的現代見解,粒子物理學設計了一個標準模型來描述小於原子的粒子之間的F(力量)。

而人類在學習科學時,也面臨理解抽象概念的困難。高中物理教育裡的牛頓力學其實絕大多數的中學生理解的都很膚淺,但足以應付大學入學考試。進了大學及研究所後,電磁學(描述電荷間的F(力量)作用),流體力學量子力學,更是抽象難懂,即使拿到博士學位,也不保證真的理解,正如赫拉利所說的:「在全球70億人口中,有多少人真的瞭解....」。

我在教授電漿物理學在半導體電漿鍍膜電漿蝕刻應用多年後,歸納出學習電磁學的4個天塹(超級瓶頸),並在youtube上做了相對應的4個視頻,其連結附在文後,供諸位參考。我之所以稱為天塹(超級瓶頸),表示很難超越,只有極少數有科學理解天賦的學生,再加上濃厚的興趣,及多年的努力,才能跨越。其養成的過程如同養成能夠詮釋「蕭邦」鋼琴的音樂家的養成一樣。

這就暴露了現行東西方的科學教育的缺陷了,現在的大學教育,教授理工科的學生電磁學流體力學量子力學卻不問學生是否真正有資質能夠理解,我認為是浪費了學生及老師的時間及生命。我認為應該比照「音樂學院」,而設立「物理科學家學院」,以培養一流得科學家,專門招收有科學理解天賦之學生,並以特殊優異的師資,專門培養優質的科學家。而一般大學理工科的學生高深的物理科學課程時,老師要說明理論,學生要追求理解,尤其在研究所入學考試及博士資格考試時,老師和學生都不要浪費時間在考試解題的技巧末節上。

結論:
現在的大學教育不問學生是否真正有資質學習科學,是浪費了學生及老師的時間及生命。應該比照「音樂學院」,而設立「物理科學家學院」培養一流科學家,專門招收有科學天賦之學生,並以專精的師資,專門培養優質的科學家。

請看本文的視頻版:「陳華夫專欄」視頻版之 27─省思物理科學教育的真相─科技與智慧(31)

請看「陳華夫專欄」─學習的本質─系列文章:

「思考是有意識的系列回憶」理論開啟了思想史革命─學習的本質(1)
什麼是「思考」?如何「洞識」?何謂「思想家」?─學習的本質(2)
什麼是「記憶」?如何「記憶」?「記憶」的本質?─學習的本質(3)
學習的真相與反思─學習的本質(4)
「施捨」就是人生的「現代開悟」─學習的本質(5)
談「恐懼」─學習的本質(6)
探究華人的「罪惡感」?─學習的本質(7)
你孤獨了嗎?─學習的本質(8)
人腦如何創新思考?─學習的本質(9)
「現代開悟」的本質及釋義─學習的本質(10)
你「現代開悟」了嗎?─學習的本質(11)
人工智慧的「強化學習」與人類學習的優劣─學習的本質(12)
伽馬波(40赫茲)、記憶、失智症、及音樂治療(2023年版)─學習的本質(13)省思物理科學教育的真相─學習的本質(14)
類智慧真正優於AI電腦圍棋之處為何?─學習的本質(15)細述我親歷40年的學習之旅─學習的本質(16)
AI幫助人們改善記憶、思考能力─適用於年輕與銀髮人─學習的本質(17)
AI徹底改變大學理工教育的面貌─學習的本質(18)
AI模擬人類學習真能比人類更創新嗎?─學習的本質(19)
AI深度學習與《易經》的學習真有差異嗎?─學習的本質(20)
AI之ChatGPT的繪畫審美能力賞析─學習的本質(21)
請看懂智慧的本質:GPT-4的「人工通用智能」(AGI)落後人類有多遠?─學習的本質(22)
臺灣許皓鋐圍棋亞運金牌在學習圍棋上的意義─學習的本質(23)
論才華、機運、及成功─學習的本質(24)
DeepSeek影像生成之有「氣質」、「貴氣」的中國女士─學習的本質(25)

科學方法學物理與人工智慧(15/40)─學習電磁學的第一天塹(超級瓶頸)curl(即▽ x)的克服

科學方法學物理與人工智慧(16/40)─學習電磁學的第二天塹「Stokes定理」的克服

科學方法學物理與人工智慧(17/40)─學習電磁學的第三天塹「光波方程式」的克服

科學方法學物理與人工智慧(18/40)─學習電磁學的第四天塹「歐拉(Euler)公式」的克服

什麼是「記憶」?如何「記憶」?「記憶」的本質?─開悟的本質(3)

什麼是「思考」?如何「洞識」?何謂「思想家」?─開悟的本質(2)


avatar-img
陳華夫hwafuchen的沙龍
481會員
250內容數
思想家─理解、解釋、預測世界。發表:9篇「深度政經分析」、6篇「現代開悟之洞識」、10篇「學習的本質」、13篇「美中關係」、4篇「驀然回首」、21篇「文學與藝術」、36篇「科技與智慧」、9篇「圍棋的本質」、40篇「美中經濟」、28篇「美股的本質」、12篇「美聯儲的本質」、12篇「貨幣及美元的本質」,共201篇。
留言
avatar-img
留言分享你的想法!
作者:陳華夫 AI人工智慧不如人類智慧的地方有三點:(1)它的「演算法」(algorithm)只能建構規則,而人類卻可建構解釋規則的理論。(2)它無法處理兩三個地方的「聯立」利益,這需要長遠的「大局觀」。(3)它無法吸取失敗的教訓,反敗為勝。(4)電腦圍棋有打劫的盲點。
作者:陳華夫 正確的戰勝AI電腦圍棋「Katrain 9段」的秘訣是適當的使用「圍棋計算機」的建議。在與AI電腦圍棋對弈,使用「圍棋計算機」是合理的,不僅不算抄襲,更能增進圍棋棋力。我計畫改進目前世界上最強的開源電腦圍棋軟體之「Katrain 9段」,成為超級「Katrain 9段」。
「ZenGo 7」不鑽研棋理,一直使用騙著,欺負對手,棋力不得長進。對手棋力增加,而識破騙著,就挨打認輸,實在是不可取的「魯蛇」(loser,失敗者)的人生哲學,希望天下的圍棋棋手引以為戒。我計畫改進目前世界上最強的開源電腦圍棋軟體之「Katrain 9段」,成為超級「Katrain 9段」。
作者:陳華夫 我在嚴肅的影評中,描寫這段連初級導演都不會犯的反高潮認兒子戲碼,是在肯定王小帥導演求新求變的精神,史诗級的電影殿堂裡的聖杯,曼·羅蘭說:「當你知道世界上受苦的不是只有你,你會減少痛苦,也會在絕望中燃起希望。」展示人生的痛苦是藝術及電影之使命,解決人生的痛苦則在每一個人的覺悟。
作者:陳華夫 大循環為主體政策下,共同富裕是著眼在分「北交所」打造中國版「納斯達克」,可直接輔導高科技中小企業IPO上市,而壯大上市股票市場,提升直接融資對間接融資的比例,緩解融資困難。對內可掃除反壟斷整頓所衍生之國進民退疑慮,對外則宣示金融開放政策不變,重拾華爾街的跨國投資銀行繼續投資中國的信心。
作者:陳華夫 電視劇裡氾濫的娘炮及小鮮肉現象,只是反映了中國文化裡,大型或小型慈禧太后的虎媽所對照之陰柔撒嬌的巨嬰現象,體現在電視劇的戲碼裡,就是弱男人沉迷打電動,動輒撒嬌、醉酒嘔吐,女強人則百般安撫小鮮肉,運籌帷幄,收拾殘局。娘炮小鮮肉的戲碼踩到官方「堅決杜絕『娘炮』等畸形審美」的紅線。
作者:陳華夫 AI人工智慧不如人類智慧的地方有三點:(1)它的「演算法」(algorithm)只能建構規則,而人類卻可建構解釋規則的理論。(2)它無法處理兩三個地方的「聯立」利益,這需要長遠的「大局觀」。(3)它無法吸取失敗的教訓,反敗為勝。(4)電腦圍棋有打劫的盲點。
作者:陳華夫 正確的戰勝AI電腦圍棋「Katrain 9段」的秘訣是適當的使用「圍棋計算機」的建議。在與AI電腦圍棋對弈,使用「圍棋計算機」是合理的,不僅不算抄襲,更能增進圍棋棋力。我計畫改進目前世界上最強的開源電腦圍棋軟體之「Katrain 9段」,成為超級「Katrain 9段」。
「ZenGo 7」不鑽研棋理,一直使用騙著,欺負對手,棋力不得長進。對手棋力增加,而識破騙著,就挨打認輸,實在是不可取的「魯蛇」(loser,失敗者)的人生哲學,希望天下的圍棋棋手引以為戒。我計畫改進目前世界上最強的開源電腦圍棋軟體之「Katrain 9段」,成為超級「Katrain 9段」。
作者:陳華夫 我在嚴肅的影評中,描寫這段連初級導演都不會犯的反高潮認兒子戲碼,是在肯定王小帥導演求新求變的精神,史诗級的電影殿堂裡的聖杯,曼·羅蘭說:「當你知道世界上受苦的不是只有你,你會減少痛苦,也會在絕望中燃起希望。」展示人生的痛苦是藝術及電影之使命,解決人生的痛苦則在每一個人的覺悟。
作者:陳華夫 大循環為主體政策下,共同富裕是著眼在分「北交所」打造中國版「納斯達克」,可直接輔導高科技中小企業IPO上市,而壯大上市股票市場,提升直接融資對間接融資的比例,緩解融資困難。對內可掃除反壟斷整頓所衍生之國進民退疑慮,對外則宣示金融開放政策不變,重拾華爾街的跨國投資銀行繼續投資中國的信心。
作者:陳華夫 電視劇裡氾濫的娘炮及小鮮肉現象,只是反映了中國文化裡,大型或小型慈禧太后的虎媽所對照之陰柔撒嬌的巨嬰現象,體現在電視劇的戲碼裡,就是弱男人沉迷打電動,動輒撒嬌、醉酒嘔吐,女強人則百般安撫小鮮肉,運籌帷幄,收拾殘局。娘炮小鮮肉的戲碼踩到官方「堅決杜絕『娘炮』等畸形審美」的紅線。