基础教育如何迎接“第二次量子革命”
2025-07-01范琪王梓霖
教育家 2025年23期
从量子通信的加密安全到量子计算的超强算力,随着量子科技领域取得一系列重大突破,量子理论所蕴含的概率性、叠加性和纠缠性等特征,正在重塑人类的认知范式。近年来,量子科学教育逐渐受到国际关注,国内多所中学也开展了相关的先行探索:江苏省锡山高级中学、浙江省东阳中学等学校,通过开发校本课程及建设实验室等方式试点量子相关教学内容。同时,量子科学领域的专家学者通过科普讲座等形式,助力青少年提升科学素养。在量子力学诞生百年之际,基础教育有必要给对该领域怀有志趣的学子提供适恰的支持。
概念澄清与教育价值追问
《教育家》:您认为量子力学和经典力学中体现的思维方式有什么区别?在“第二次量子革命”的背景下,将量子相关内容引入中小学的价值何在?
黄国翔:量子力学发展历经百年,从普朗克、爱因斯坦,到海森堡、薛定谔,科学家们逐步建立起研究微观物质粒子的量子力学理论体系。基于量子理论,人类发明了激光、晶体管、计算机和互联网,推动社会进入信息时代,这一过程被称为“第一次量子革命”。20世纪后期,人们对微观粒子的理解进一步深化,通过实验否定了爱因斯坦等人的定域实在论,量子计算和量子通信等技术应运而生,引发了“第二次量子革命”。
量子力学揭示了微观粒子的量子随机性和不连续性,其反映的思维方式主要体现为不确定性、非连续性、整体性等典型特征,可简称为“概率性思维”,这与经典力学体现的确定性、连续性、定域性的“决定论思维”有很大差别。……
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