高考作文中蘊含的科學思維與科技力量

2021-01-08 觀點中國

2018年的高考結束了,無論考生還是旁觀者都認為,全國Ⅱ卷的作文難度太大:二戰期間,為了加強對戰機的防護,英美軍方調查了作戰後倖存飛機上彈痕的分布,決定哪裡彈孔多就加強哪裡,然而統計學家亞伯拉罕•沃爾德力排眾議,指出更應該注意彈孔少的部位,因為這些部位受到重創的戰機,很難有機會返航,但這部分數據常被忽略。事實證明,沃爾德是正確的。要求考生結合材料分析進行寫作。

這個作文題目被一些專業人士著實稱道了一番,因為其要考的是邏輯常識,而邏輯常識已經從中學語文教學中消失了30年,也從未在高考語文試題中出現過。

形式邏輯到底是文科還是理科的內容也許有爭論,但是趨於共性的認知是,無論學文學理,都應當學形式邏輯。它的重要性早就由愛因斯坦道出:「西方科學的發展是以兩個偉大成就為基礎的,那就是:希臘哲學家發明的形式邏輯體系,以及(在文藝復興時期)發現通過系統的試驗可能找出因果聯繫。」

英國學者李約瑟在其編著的《中國科學技術史》中提出,儘管中國古代對人類科技發展做出了很多重要貢獻,但為什麼科學和工業革命沒有在近代的中國發生?這個問題在1976年被美國經濟學家肯尼思•博爾丁稱之為「李約瑟難題」。對這個難題的回答有多種答案,但每種答案都離不開一個要素,中國人缺少邏輯思維,也因此難以發展出現代科學和工業革命。

如果學過邏輯常識,不僅能寫好今年全國Ⅱ卷的這篇命題作文,還能寫出體現科學思維的精彩文章。歷史上的這個事件是,美國軍方在統計作戰飛機受損情況時發現,在飛機的各種不同部位的平均彈孔數是不一樣的,其中發動機部位彈孔數最少,為1.11,機身最多,為1.73。按照這個統計結果,當時軍方有人提出是在機身部位加固機身。但是沃爾德認為,彈孔最少的發動機部位才是最需要加強的,因為飛機彈孔的統計只統計了平安返回的戰機,那些被擊落的飛機沒能飛回來,因此不能反映飛機受損的實際情況。

這個情況既與邏輯分析有關,也與統計學有關,稱為「倖存者偏差」,也就是在統計觀察時,缺少被擊落的飛機的數據,因此僅靠倖存飛機身上的彈孔數據來判斷飛機什麼部位最應該被加強,並不科學。實際上,這個問題也能回應2017年法國高考作文題:僅憑觀察是否足以認知?

帶有趨向性的答案是,僅憑觀察不足以認知,因為如果沒有邏輯常識,人們就經常會陷入「倖存者偏差」,造成分析結論和決策的錯誤。

有了邏輯推理,解決問題就有了方向上的正確性,但是,如何解決最後的問題,還需要實際的分析和數理能力。沃爾德以統計學來證明,飛機發動機是最需要加固的地方。既然擊落的飛機無法飛回來,沃爾德又是如何獲得被擊落飛機的數據來計算出發動機部位是最應加固的地方呢?這才是科技解決問題的力量所在。

沃爾德使用了一些建立在真實調查之上的虛擬數據。他調查了某幾次美軍參與轟炸行動的400架飛機,返回的有359架。通過對返航飛機和已知飛機的各部位面積及各部位中彈次數,沃爾德虛擬了幾組數據,得出發動機是最致命部位的結論,只要被擊中一發子彈,就有39%的機率墜毀。這個結論顯然與常識相符,因為發動機受損不能工作了,飛機也只能墜毀。

這個結論的得出,既是大數據的成果,也是虛擬統計的結果,當然,虛擬統計也是建立在實際數據之上的。這為今天人們的科學行為和預測提供了一個堅實的基礎,要根據從形式邏輯衍生的穆勒5法(科學歸納法)和科赫法則(穆勒5法在生物醫學中的應用)等來分析和解決問題,才能避免「倖存者偏差」,獲得最接近真實和客觀規律的結論和答案。

因此我們可以說,高考作文中出現邏輯常識相關的題目是一個好的開始,這對於提高中國學生的科學思維,重視科技力量大有裨益。

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