当“工程”遇见“科幻”—— 一位工科教授的“想象力”实验
纪阳和他的学生们 受访者供图
“一周之内，不管上课还是自发，能拿出2~3个小时练习、发展自己想象力的同学，请举手。”
课堂上静悄悄的。
“每周没有拿出2~3个小时做想象力练习的同学请举手。”
几乎所有学生的手都在第一时间“唰”地举了起来。
对此，讲台上的北京邮电大学信息与通信工程学院教授纪阳并不吃惊。“或者说，还是有些吃惊的，没想到学生们的手举得那么坚决，我以为有些同学至少会有一些犹豫……”
这是一堂面向大一、大二学生的移动互联网创意与创业课，目的是激发创造力，引导学生理解移动互联网的产品设计与开发过程。然而这堂课结束后，纪阳却给学生们留了一份看似与移动互联网毫无关系的作业——写一篇科幻小说。
一场围绕“想象力”的实验由此开启。几个月后，还是这群学生，却和老师说：“谢谢老师留的作业，能让我在心里看到一缕光。”“我挺想接着写这个故事的。”甚至当老师询问他们对科幻写作社团的愿景时，有学生脱口而出：“为全人类提供持续的前瞻概念探索。”
一次“嘚瑟”的结果
作为一个土生土长的“北邮人”，自2002年博士毕业留校后，纪阳一直没有离开过教学岗位。作为工科老师，如何让学生更好地“学工程”成了他思考的主题。
为此，纪阳做了很多努力。“比如，我们通过一些项目让大一学生可以实际参与产品研发，在锻炼学生动手能力的同时，引发他们对未来的思考，引导他们将工程实践与现实生活联系在一起。”
这些实践取得了不错的效果，但纪阳却总觉得“还缺点什么”。
“这些实践活动的基础还是聚焦于‘做东西’，但工程是需要想象力的，而中国孩子受应试教育影响，往往比较缺乏想象力。”在这方面，纪阳会想一些办法，比如要求学生围绕他们完成的某个工业作品写一篇小作文，讲讲它与日常生活之间可能发生的故事。但即便如此，他依然觉得“不解渴”。
就在纪阳苦苦思索的时候，万里之外的大洋彼岸，发生了一件与工程毫不相干的事情。
2015年8月，当年的全球科幻文学最高奖——“雨果奖”在美国揭晓，中国作家刘慈欣的长篇科幻小说《三体》获得最佳长篇小说奖。此消息震惊了国内文坛，《三体》系列小说迅速火遍全国。
发现身边有越来越多的人在聊《三体》，纪阳第一次捧起了这部小说。随后便陷入“三体”的世界中难以自拔。作为通信工程领域学者，纪阳发现这部小说的很多情节都与通信工程有联系。
“比如，小说中的主人公之一叶文洁以太阳作为放大器发送信号的一幕，在技术上是不可能的；再比如，人类为侦察三体部队入侵实施的‘雪地计划’，有些类似于以点阵形式成像的‘二维码’。”纪阳还发现小说中提出了“宇宙社会学”公理，其理论基础应该是“宇宙信息学”，因为宇宙中每出现一个新文明，都必然会涉及如何与其他文明进行信息交流的问题……
有了这些“读书心得”，老师的本能驱使着纪阳一定要在学生面前“嘚瑟”一下。于是，去年下半年，在一堂关于创新方法与设计思维的课上，纪阳向学生们讲起了他理解的《三体》。
那堂课他讲得很痛快，学生们听得也很痛快。几十分钟过去，当下课铃响起，纪阳第一次给学生们布置了科幻小说的写作题目：想象一个叫蓬莱的岛屿。这个岛一直被认为是仙境，但当你和同伴偶然登岛才发现，这里居住的并不是神仙，而是一群友好、勤奋，同时又拥有各种高科技的人。他们建立的这个“乌托邦”没有环境污染，拥有很好的创新方法和管理模式。那么，在岛上你会看到什么，又会听到什么？
“谢谢老师留的作业”
现在想来，当时的那份作业完全是无心之举，对于学生最终会写成什么样子，纪阳也没抱太大期望。然而等作业交上来后，他“一下子被震撼了”。
“我能明显感觉出孩子们写作业时的状态是‘嗨’的，这一点能从每个人的字里行间透露出来。”纪阳说，在每篇科幻小说的最后，他都会要求学生写一段感悟和体会。很多学生写到这是一次科幻想象的“奇旅”；有些学生在写作时甚至有了一种“心流”的体验，并在其中忘记了时间，“不知不觉，几个小时就过去了……”
“在留言中，有好几名同学说他们很感谢我留了这份作业。这是很少见的。”纪阳对此很欣慰。
为什么学生们会这么喜欢这份作业？北邮国际学院学生吴江泰的一番话颇有代表性：“我觉得这份作业给了我一个窗口，能让我在心里看到一缕光。”
他坦言，虽然刚上大一，但已经被“卷”进了绩点、学分的比拼中，4年后的考研、工作也让他们提前感受到了压力。而这份作业让他们从种种压力中解脱出来，觉得很轻松，尤其是自己的想法还能被别人听到。“这让我有一种存在感。”
作为纪阳的研究生，北邮教育技术研究所学生孔江丽是这些作品初审的“负责人”。在阅读这些小说时，她发现有些学生会表达出一种“失落”的情绪。“他们忽然发现，原来自己可以想象的内容有那么多，但是限于写作能力，作品中根本没有表达出来。”
纪阳也注意到了这种现象，对于有这种感受的学生，他会毫不犹豫地给出满分。“这是好事，说明他们真的在想象，而且是很认真地想象。”
凭着这份想象，学生们将一段段或美好、或惊险、或奇幻的旅行付诸文字，纪阳也领略了他们想象出的形形色色的“乌托邦”。
他忽然意识到：这不就是锻炼学生想象力的最好方式吗？
“大工程观”的落地途径
有了初次尝试，纪阳陆续在他参与的其他课程中给学生布置“写科幻小说”的作业。小说主题也从构建一个“蓬莱岛”，扩展到拯救人工智能危机、续写《三体》故事……同时，作业的要求更具体了——作为工科生，学生们所进行的幻想必须基于工程思考，纪阳将其称为“工程科幻”。
“工程科幻的创作相当于一次工程化的构造模拟。”他解释说，从某个初始条件和局部开始，进行层层的工程推进，将科技创新的不同部分相整合，并将这种创新与社会、文化、思想等时代环境融合，最终产生情感或思考方面的共鸣。
最初，纪阳只是在自己的课上进行小范围实践，但当学生上交的作品越来越多、奇思妙想越来越丰富的时候，纪阳“有点受不了了”。“必须得整出点儿东西来，不然对不起这些孩子们。”
他决定将其中的优秀作品结集成册，并为工程科幻的实践寻找一些理论依据。以此为基础，他还希望进行一些广度和深度上的扩展，让这种探索得以延续。
经过一番调研，他真的有所收获。
纪阳发现，在某些优秀科幻小说或科幻电影中，工程思维原本就占据着非常重要的位置。著名科幻作家吴岩在评价两院院士潘家铮的科幻小说时，就曾直言其核心特点是“熟悉工程技术的基本思维形态，明白工程谋划过程中的初始点和结果点之间有着步骤细致的层层递进关系。恰恰是这种工程化的思考，给科幻小说中的想象技术真实性提供了帮助”。
工程思维能成就科幻小说创作，反之，后者也能给工科生的培养带来益处。
中国工程院院士、华中科技大学原校长李培根曾在多个场合呼吁，要培养工科生的“大工程观”，即卓越的工程师应具备复杂、宏大的工程视野，从多学科视角，以及社会文化、工程组织与人文情怀等多角度审视工程问题。现实中，哪怕一个小产品都可能涉及多个学科。因此，“新工科”要帮助学生建立多学科交叉的意识，养成在多学科空间观察、思考问题的习惯。
在一篇文章中，李培根直言，采用课堂灌输的方式进行大工程观培养是不可取的。学生需要借助实践形成真实的大工程体验。他给出了三种可选途径，一是将学生引入三峡工程等巨型工程项目中，这自然是最好的途径，但对本科生来说，这种机会少之又少；二是将学生引入到对小产品真刀真枪的开发中，这也能建立大工程体验，但这种机会往往属于高年级学生。
“李院士提到的第三种途径便是借助于想象。但这种途径究竟该如何落地，他并没有明确说明。”纪阳思考，是否可以将科幻创作引入工程教育，使之成为一种激发学生想象力、提升学生工程兴趣和工程思维水平的教学方法呢？
至少从他的教改实验情况看，这样的尝试是有趣的，也是可行的，并且可能是颇具潜力的。在这点上，纪阳觉得和这位素未谋面的“根叔”，在思想上产生了深刻的共鸣。
不久后，他和同事探讨，在全院必修课“信息与通信工程专业导论”上，开展一次面向全院同学的“工程科幻”教改实验。
“我挺想接着写这个故事”
相对于纪阳对“工程科幻”的深思熟虑，学生们的想法要简单得多。
初次听到老师布置一份“写小说”的作业时，吴江泰的第一反应是开心。虽然他现在身处工科类高校，但此前所在的中学人文气息浓厚。“我感觉进行科幻创作时，除了理工科思考外，还有一种浪漫萦绕心头，这种结合让我特别舒服。”
吴江泰构思小说花了几天时间，但真正动笔时，仅用两个多小时就写完了。对于最后的成品，他笑称自己就属于颇有“失落感”的学生：“我有很多好的想法，但最后没有表达出来。”
饶君格是另一名在写完小说后“心有不甘”的学生。
在小说中，饶君格构想了一个正、邪人工智能之间斗争的故事。代表正义的人工智能“智脑”最终统一了人类意识，并引导人们摈弃了自私观念，人类道德意识达到了空前的高度。但也正因如此，人类走向了灭亡，因为这些“道德高尚”的人开始拒绝食用被他们视为“平等”的各种食物，“我们没有资格食用它们，除非……他口头上答应成为你的食物……”
由此，这名大一学生提出了一个颇有哲理的问题——高度的道德感真的好吗？
“我挺想接着写这个故事的。”她说。
这篇小说给孔江丽留下了深刻印象：“你不觉得这个故事背后，有一些涉及社会心理学及工程伦理学方面的思考吗？”
平时，孔江丽也曾听纪阳提到过对学生缺乏大工程观的担心，以及他希望以此提升学生这方面能力的打算。然而，当她看到这些学生的习作后，才真正理解了老师的那些话。
有此感受的还有北邮本科生柯家寶。作为纪阳的学生助教，柯家寶与孔江丽一起负责参与了后续工程科幻创作作品集的阅读修订工作。阅读了几百篇小说后，她感慨道：“作为工科生，开始我对纪老师的这份‘作业’觉得很新奇，但深入到学弟学妹们的作品中后，我很惊讶，因为确实很多作品都和现在最新的技术有关系，而且他们还进行了拓展和运演，现在我觉得这份‘作业’的确有助于他们的创新思维以及工程思维发展。”
“以前会，现在不会了”
目前，纪阳已经收集了几百篇学生们提交的科幻作品。对于这些“作业”，如何打分成了一个问题。为此，他专门设计了一个“5I”模型，引导同学们自我评价，实现自我引导。
所谓5I模型，包括了想象力的激发（Imagination）、跨学科知识的综合能力（Integration）、情感的激发（Inmost）、洞察力（Insight）和创新的启发（Innovation）等5个维度。
“我们结合学生针对5I模型的自评估、感悟和学生作品情况进行综合评分。在这一体系中，学生文笔如何并不重要，我们更关注的是学生的成长体验。”纪阳说。
事实上，整理作品集和寻求理论支撑并不是纪阳最希望完成的。他更期待建立一个专门从事科幻创作的学生社团，这个社团被他命名为“更多想象空间”。
“更多想象空间”此前早已有之。该社团成立于2015年，最初用于组织学生进行创客活动。但随着相关活动演变为课程，原有的社团慢慢“没落”。
作为这个社团“创始人”，纪阳一直希望能将其复活。开始时，他的想法是搞读书社团。为此，他与学校图书馆合作，在馆内划出专门区域，并花20万元购进各种领域的图书，供学生阅读。
然而从目前的情况看，阅读尝试的效果不理想。“现在愿意投入时间真正读书的同学太少了。”
“工程科幻与更多想象空间感觉非常搭。同学们似乎更喜欢亲自动手写一些有创意的文字。如果有一个社团，就会有爱好者持续推动这件事。”纪阳由此有了将“更多想象空间”打造成科幻社团的打算。
招募爱好者时，纪阳向前来报名的学生一一询问对于“更多想象空间”的愿景。一名学生脱口而出：“为全人类提供持续的前瞻概念探索。”
这句话让纪阳很震撼：“你能想象，这是出自一名大一学生的口吗？当很多人只想通过社团混资历、挣学分的时候，他告诉你，要为全人类做一些事情！”
在纪阳整理的学生作品集封面，这句话被原封不动地写在了上面。
说出这句话的学生名叫张乐驰。谈及为什么要这样说，他说：“如同《三体》中的智子一样，如果有一个工程可以无限复杂，同时又简略到极致的话，它应该很容易为全人类作出贡献，这样的工程应该是我们所追求的。”
提到《三体》，纪阳说他曾做过最“疯狂”的一件事，是在课堂上大声朗读小说中歌者文明吟诵的那首诗歌：“我看到了我的爱恋，我飞到她的身边，我捧出给她的礼物，那是一小块凝固的时间……”
“联想到刘慈欣本人就是一名工程师，我觉得这背后蕴含着一种工业浪漫气质，这种气质我们太需要了。工程师不能整天低着头写程序、编代码，而是需要抬起头，看看天空，乃至宇宙。”纪阳说，虽然《三体》中人类将太阳作为放大器，将信号传遍宇宙的情节，不符合科学原理，但他依然会原谅这种“不科学”。
“因为我被这背后的美感震撼到了！当我们整天在手中摆弄的三极管、示波器被放大到一颗恒星的尺度，这种想象力有多少工程人才能够具备？而当想象力被推到极致时，不就是一种‘浪漫’吗？”他说。
如今，在这群喊出“为全人类提供持续的前瞻概念探索”的学生身上，纪阳又看到了这种“浪漫”。“我们要向全国、向全人类传播这样的工程想象力教育，这何尝不是另一种‘工业浪漫’呢？”
就在完成那篇小说后不久，张乐驰参加了北邮校方组织的科创活动“雏雁计划”。身为大一新生的他需要与同学组队，完成一些科研项目的开发。
他们选择的题目是“人体元宇宙入口”。
“我们把目光投向未来可能实现的元宇宙场景，然后以此为想象进行基于当前技术的实践。”张乐驰说。当被问及这个主题对于他们来说会不会太过宏大时，他笑了：“以前会，现在不会了。”
