亚太政策倡议研究所（ASAP）专栏｜张博宇

教育局今年8月就高中生物、化学及物理三科的更新课程向中学发出咨询稿，其中物理科首度建议加入“量子物理学”和“狭义相对论”。这两个名词相信大家并不陌生，但若要说出背后的概念，大多数人只会觉得深奥难懂，与日常生活相距甚远，更像是物理学家才需要接触的内容。因此消息一出，不少人的第一反应或许是，这些高深理论，中学生真的学得明白吗？即使学得明白，这些理论对学生日后的生活及工作又有甚么用？

时间与空间都是相对的抽象概念

“狭义相对论”与“量子物理学”所描述的现象，远离日常生活经验，甚至有违一般直觉。以狭义相对论为例，我们一般的认知是速度是可以相加，在时速为100公里的列车上，向列车行驶方向抛出一个时速为20公里的皮球，那么皮球相对于站在路轨旁的行人而言，应当是以120公里每小时的速度行驶而过。但狭义相对论所说的便是光并不跟从这个“速度可以叠加”的一般常识。光在真空中的速度对所有观察者而言是绝对的，是不变的，无论观察者的速度为何，是正在接近光源或者远离光源，所能够测量到的光速都是相等的。

假设在以接近光速行驶的太空舱内，向同样的行驶方向发射一颗接近光速飞行的子弹，子弹相对于地面的速度仍然大约只是接近光速，而非相加后的接近两倍光速。无论速度如何叠加，结果只会愈来愈接近光速，却永远无法超越。爱因斯坦以“光速不变”为前提，推论出时间与空间并非绝对，而是相对的。只要一个物体移动的速度足够快，尤其是接近光速时，这个物体所经历的时间会变慢，而空间距离也会相对收缩。

因此，太空旅行者数十年后归来仍然容貌年轻，这种科幻小说里时常出现的桥段其实并不是天方夜谭。试想像当一个人以99.99%光速飞向100光年外的星球，从地球上的人看来，这样旅程需要100年，但对这位太空旅行者而言，时间只过了约1.4年。而当速度不断趋近于光速，那么对于这位旅行者而言，时间和距离便越接近零。

脱离直觉的学习带来了什么？

由“光速不变”推论出“时间与空间是相对的”，需要的是极强的演算及逻辑推理能力，当中涉及的都是抽象的理论和一环扣一环严谨的逻辑推论。学习这类科学内容时，学生无法从日常生活中找到类似的现象，那么也就无法依据日常经验乃至直觉展开学习。从来没有人体验过接近光速的旅程，日常生活的时间及空间感觉上是绝对的。当直觉和类比都派不上用场，剩下的便只有逻辑。

笔者过往修读A-Level，选修纯数、应用数学及物理。印象最深的是纯数几乎不涉及数字，就只有平日生活不会见到的符号，完全想像不到实际用途。而在应用数学及物理中，最深印象是要计算导弹追截战斗机所需的时间，当时完全不明白学习这些内容的目的，毕竟我不会想像自己会从事军事相关的工作。同样地，当初学习过的那些高深数学与科学知识，那些为了取得成绩而不断完成的艰深题目，除了部分统计学内容偶尔有用，绝大部分在如今的工作中都派不上用场。

那么，当初的学习是否完全没用？笔者并不这样认为。确实，在往后的工作经历中我并没有拦截过导弹，分析工作会涉及数字，不是只有符号。但当初在解这些题目的过程中，所需要用到的分析能力、逻辑推演、以及最后验算等等步骤，在如今的工作中逐渐变成拆解问题、推论出解决方案的解难能力。虽然从表面来看，这些能力与过往的学习内容并不直接相关，但正是过去的那些解题及逻辑推理训练，帮助了自己在如今的工作中应对困难并解决了一个又一个的难题。可以说，不管是过去的学习还是如今的工作，其实都是在解题，只是题目不同，但“解”这个过程一直存在。

世界经济论坛的《2025年未来就业报告》访问了全球逾千家企业，发现“分析思维”（Analytical thinking）连续多年位列雇主最重视的核心技能，约七成企业视之为必要能力。但是这种思维不是与生俱来的，而培养这种思维的关键，或许就是靠学生时期解答的一个又一个难题。

忘记公式之后，剩下什么？

学生日后能把“量子物理学”和“狭义相对论”实际应用于工作或生活的机会微乎其微。然而，解答艰深抽象的数学或科学问题，靠的不是直觉，“我觉得”、“我认为”等主观论述在此毫无立足之地，剩下的只有最“硬核”的逻辑推理能力，而这种能力是未来解难能力的基础。

相传爱因斯坦说过，“教育就是当一个人把在学校所学的全部忘光之后，剩下的东西”。这句话的确切出处未明，但道理简单易懂。无论学生时代学过多少高深的数学及科学知识，只要日后的生活和工作用不上，这些知识终会随时间慢慢淡忘。但遗忘并不代表这些知识，以及过去埋首操练题目的时间毫无价值。因为在这个过程中慢慢累积的演算及逻辑推理能力，是不会随知识淡忘而消失。这些才是科学真正带给学生的财富与价值。

因此，当我们讨论应教导学生甚么内容时，除了关注知识本身的难度或应用场景，更值得留意的是，这些知识能否为学生带来超越知识本身的收获。光速不变，是爱因斯坦整套理论的起点。而教育也有它的“不变”，课本内容会更新，公式会被遗忘，就连如今被广为接受的理论可能都有被推翻的一天，但学会如何思考，这份收获不会随时间褪色。

作者张博宇是亚太政策倡议研究所ASAP研究总监。

亚太政策倡议研究所（Asia-Pacific Society for Advocacy and Policy, ASAP）结合严谨精辟的公共政策研究及积极倡议策略，将实证研究转化为政策推动力。

文章仅属作者意见，不代表香港01立场。

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