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【看点】2020年各项诺奖得主前段时间已经全部揭晓。笔者注意到，其中物理学奖得主之一的罗杰·彭罗斯，可谓是“非典型学霸”。虽然出生于学霸世家，但他却曾因数学太差而被老师降级。罗杰·彭罗斯是怎么从一个“差生”晋级到诺奖得主的？他身上又有哪些我们孩子能学习的特质呢？快随笔者一起，解密罗杰·彭罗斯的“诺奖密码”。

在了解和梳理了彭罗斯的人生经历后，笔者发掘出了几个重要的因素：环境熏陶、独立思考、兴趣与热情、跨专业思维。

不论是在求学时，还是在研究中，这些品质都给彭罗斯带来了极大的裨益，也启发着教育路上的每个人。

03 兴趣与热情，引领学术之路

独立思考能力，是彭罗斯在学术路上披荆斩棘的锋利武器，但要持久地坚持下去，还需要源源不断的动力，彭罗斯的动力来源正是他对于学术的兴趣与热情。

在这个学术大家族里，这种对于研究的持久兴趣似乎也是“遗传”的。

罗杰·彭罗斯回忆起自己的父亲莱昂内尔时，印象最深的便是父亲没有工作与娱乐的界限。这不是说他的父亲是个工作狂，而是说父亲经常运用自己的专业学识，将工作的一部分赋予到娱乐的事物上。

莱昂内尔有一间小棚屋，屋前有一个脚踏锯。他就在这里将木材切割组装，亲手为自己的孩子，甚至孙辈们制作拼图和玩具这些小东西。

罗杰·彭罗斯提到，父亲曾制作了12块不同的木楔，然后给出组合规则，这让孩子们可以用各种复杂的方式把这些木楔组合起来。

若没有对于数学、物理等科学的热情，绝无可能达到父亲这样的程度。

而父亲对待工作和生活的这种态度，也深深地影响了罗杰·彭罗斯，他在学习和研究的过程中，也以兴趣为选择的基础。

“对物理学家来说，我是数学家；对于数学家来说，我是物理学家。”对于自己跨专业的身份，彭罗斯这样定义。

不过，其实在最开始，彭罗斯还坚定地选择要学习和研究数学。当他还是剑桥数学系研究生时，就和宇宙学家丹尼斯(Dennis W. Sciama)成为了好友，还从丹尼斯那里学到了很多物理知识。

丹尼斯本人，是二战后推动英国物理学发展的重要人物，而他指导的博士生中就有大名鼎鼎的霍金。

对于彭罗斯，丹尼斯一直希望这个后辈兼朋友能够对物理产生兴趣，甚至希望他从数学专业改换到物理专业去。

面对好友的建议，彭罗斯并没有立刻行动，因为他还被数学的吸引力深深地牵引着。用他自己的话说：还有很多知识他还没有学，还有很多问题等待他去解决。

彭罗斯(右)与霍金

一直到1964年，丹尼斯的愿望终于实现了。

当时，33岁的彭罗斯从美国返回到英国，成为伦敦大学伯贝克学院的准教授，也终于对物理产生了极大的兴趣。而他这一转变，也将自己此前在数学领域积累的经验带入了物理界。

2017年诺贝尔物理学奖得主基普·S·索恩评价道：“罗杰·彭罗斯，革新了我们用来分析时空特性的数学工具。”

兴趣是最好的老师，也正是因为对于科学怀有兴趣与热情，彭罗斯才能不断前进。

彭罗斯

儿童心理学家皮亚杰认为：智力活动必须由一种情感性质的力量所激发，一个人从来不想学习自己不感兴趣的东西。

成年人如此，孩子更是如此。想要孩子自发地、主动地学习，最好的办法就是遵从他们的兴趣，或是激发起他们的学习动机。

皮亚杰认为：

教师只是儿童学习的促进者，要尊重儿童的学习愿望，不能强加给学生；

教师的作用是间接的，教师不是直接把某种现成的知识转交给儿童，而是介绍问题和对策，让儿童自己主动地自发学习。

04 跨专业的思考，为学术研究带来新的启发

除了这些兢兢业业的品质，罗杰·彭罗斯还与艺术有不解之缘。艺术与数学，不仅是感性和理性的交织，也为彭罗斯带来了新的思路。

说到艺术，家学渊源这一条在罗杰·彭罗斯这里仍然适用。

爷爷詹姆斯 · 多伊尔 · 彭罗斯（J. Doyle Penrose）是一位爱尔兰画家，尤其擅长人物肖像画。

叔叔罗兰·彭罗斯（Roland Penrose）就是一位杰出的艺术家，在超现实主义领域颇有名望，与毕加索也是好友。

他生前收藏了许多毕加索的作品，故居现在已经成为一所博物馆。

父亲莱昂内尔·彭罗斯虽然没有在艺术领域成为大家，但是也保留着作画的习惯。

一战期间，莱昂内尔在法国公益救护队( Friends’ Ambulance Unit)效力，期间他还用速写的方式书写自己的日记，记录生活。

1918年莱昂内尔·彭罗斯日记中的急救火车画像

此外，对罗杰·彭罗斯产生了重大影响的艺术家，还有荷兰版画家埃舍尔。埃尔舍虽然没有接受过数学方面的系统教育，但他的画作中体现出了许多对数学直观的理解。

1954年，国际数学家大会在阿姆斯特丹举行。期间，阿姆斯特丹市立博物馆展出了埃舍尔的作品。

在一众数学家中，埃舍尔的画作引起了罗杰·彭罗斯的注意。此前，彭罗斯从没听说过埃舍尔，但名为《楼梯之屋》（House of Stairs）的画作让彭罗斯深受触动。

或许是画作中蜿蜒的楼梯，以及错综复杂的房间结构，激发了彭罗斯的兴趣。在参观完画展之后，彭罗斯也跃跃欲试，想尝试一些不可能的事。

最终，罗杰·彭罗斯和自己的父亲一起合作，创作出了“彭罗斯三角”与“彭罗斯楼梯”，探究了视觉错觉上的一种特殊类型，并在1958年2月份的《英国心理学月刊》（British Journal of Psychology）上发表论文。

相关论文

罗杰·彭罗斯和艺术的渊源并没有到此为止。

在20世纪70年代，彭罗斯又发明了两种瓷砖图形，具有极高的实用美学价值，改变了装潢艺术。

他从数学的角度，设计出了特别样式的瓷砖，让这些瓷砖能够没有缝隙地拼合在一起，同时还能组成不重复的拼贴组合，在视觉上具有很高的艺术感。

而他这项研究也无心插柳柳成荫，给现代晶体学探讨的“准晶体”提供了思路。2011年，以色列科学家丹尼尔·舍特曼就因发现准晶体而获得诺贝尔化学奖。

特别样式的瓷砖

随着STEM教学兴起，跨学科能力成为了教育中一股不可忽视的潮流。除了多多接触不同媒介，彭罗斯的跨学科思考能力，更多地体现在他能够找到不同领域和问题之间的共性，从而实现知识的迁移运用。

就像他的着名科普书籍《皇帝新脑》一样，在很多人看来，他用量子力学来解释人脑的运作，是天马行空和脑洞大开。

但他这个想法，实则起源于一堂他没有听懂的量子力学课。

“这个问题从此一直困扰着我，我也确实形成了这样的想法：我们对世界的认识还有巨大的缺口，具体来说是在量子力学中，而且有可能跟我们在意识和思考时发生的过程有一些关联。”

芬兰的“基于现象的学习”正是跨学科学习的代表方法。它要求学生在数周的时间里，来解决一个现实生活中的课题。

在此过程中，学生不仅需要学习多个学科的知识，还需要将知识运用于自己的课题；不仅有自我探究，还有小组合作。

比如：

学生在研究“可持续发展”时会用物理、化学、地理和统计的知识来研究全球变暖对于南极的影响；

“联合国”这个话题，则涵盖地理、 历史、语言、宗教、政治、经济等多个领域。

要实现迁移学习，无疑要打破各个学科之间的隔阂，跳出用单一思维解决问题的习惯。简单来说，一需要有强大的知识基础，二需要有创新的视角。

在日常生活中，就是既要有各学科的知识，也要积极与他人交流，开拓思路。

诺贝尔奖对于科学家们来说，并不是唯一的肯定，但罗杰·彭罗斯在89岁高龄时获得诺贝尔物理学奖，也算不上意外，他一生的积淀已经足以让他在学术领域留下丰碑。

不是所有人都能获得诺贝尔奖，教育也不是要把所有人都培养成科学家。但从这位优秀的科学家身上，笔者仍然看到了许多值得学习的品质。

显赫的家族或许让他的起点比别人更高，但若没有对科学的无穷热情，没有独立思考带来的坚持，没有联系异同的跨学科思维，罗杰·彭罗斯也不会成为今天的他。

而这些品质，放在不同的人身上，相信也能成就百态人生。

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