尹传红：让科学播撒智慧的种子——在阅读中增长知识获得快乐

 

尹传红 《科普时报》总编辑、中国科普作家协会常务副秘书长

点击观看完整视频

点击观看视频专辑

点击浏览课件

今天我以自身的理解或阅读体验谈一谈科学的“理趣”，希望大家从科学中获得一种心智的快乐或享受。科学中蕴含很多趣味，我把它理解为一种理性的趣味，简称“理趣”。

一、科学阅读的人生启迪

我们经常会看到以下三句话：知识改变命运，科技改变生活，思想改变世界，这三句话从微观、中观和宏观层面借助阅读，让我们得以亲近这个世界，亲近科学。

我先讲一个小故事。有一次，我在一个书展上看到一本很贵的书。犹豫了一下，我还是买了，因为书中有一句话打动了我：“当我读到莎士比亚的第一页时，我的一生就都属于他了！”因为我在少年时代也曾经有过同样的心灵震叹。这句话是歌德说的，他后来还讲了一段话：“当我首次读完他的一部作品，我觉得我好像原来是一个先天的盲人，这时一瞬间有一只神奇的手赋予了我双目的视力。我很清楚地体会到我的生活被无限地扩大了，莎士比亚对人性已经从一切方向上、在一切深度和高度上，都发挥得淋漓尽致。对于后起的作家来说，基本上再无可做的事了。”当然，这段话略显夸张，因为歌德本人也是一位有名的影响后世的作家，我们今天也是以敬仰的心情来看待他。

几年前，我看了一部莎士比亚的戏剧《麦克白》，之后曾感慨地写了一篇名为《自我实现的预言》的文章。《麦克白》的情节实际上很简单，讲述了一位屡建奇功的将军，由于受到女巫的诱惑和妻子的鼓动，雄心变成了野心，继而弑君篡位、倒行逆施，最后众叛亲离、自取灭亡的故事。其中贯穿全剧的，是女巫的几个预言：她既预言麦克白将成为某地的领主，随即会登上苏格兰国王的宝座；同时也预言麦克白的对手班柯（被害国王的将军）虽然不能当统治者，但他的孩子将是国王。所以，女巫的预言具有双重效应。

刚开始麦克白很高兴，因为预言成真，他做了一个地方的领主。但是，随后因为这样的预言，慢慢地就有人鼓动他弑君篡位。最后，为了达到目的，他杀了一系列的人。其中有一些细节也值得注意，比如：麦克白的妻子因为帮他设计奸计去杀害阻碍他登基的对手，所以心里发慌，频繁去洗手。最后，他们因为做了太多坏事反过来又被推翻。整个故事就像一个剧评，讲述的就是麦克白在自身欲望的驱使之下，一步步走向自己既定的结局。

麦克白的结局，还让我联想到美国作家爱默生总结的一段话：

一个人的命运便是他的性格所结出的果实。每个人都会表现出其天性里所具有的素质，这种倾向在古老的信念当中早已有了表达：我们为了逃避自己的命运所做的种种努力，结果只会将我们引向自己的命运。

世界上许多事情不会因为我们对它有什么看法而受到影响，但是有些事情却会因为我们对它们持某种看法（包括作出某种预言）而受到影响。这个预言所导致的其所预言的事情发生，那就是社会科学中的“自我应验预言”或“自我实现的预言”。

上图是几个世纪以前的一幅画，描述的是人体受天上星体运动的影响。后来有人将其延伸到生产实践中：如果一个生产者受到重视、赏识，那么其生产积极性以及个人成就欲望也会很高。这也得到了社会心理学的一些证实。所以有人说“成就是夸出来的”，这也有一定的道理。由此可见，莎士比亚的戏剧从生活真实出发，充分地刻画了人性、展示了广阔的社会背景，深刻地反映了时代风貌和社会本质，难怪歌德那么崇拜他！

莎士比亚说过一句著名的话：“全世界是一个巨大的舞台，所有红尘男女均只是演员罢了，上场下场各有其时，每个人一生都扮演着很多角色。”这句话每个人看了都会有所感悟。

 

书籍是一个广阔的世界，我今天讲座的主题是以科学阅读为主，但不限于科学。我们不能仅就科学论科学，科学与社会、经济、文化等息息相关，同时科学本身也是文化的一方面。我特别赞同要提高公众的人文素养和科学素养。我认为，一部好的科普作品往往超越了科学的范畴，在介绍科学知识的同时，能够引发人们对于周边的世界、对于自然包括对于我们自身的思考。

读书既是一种重要的学习和生活方式，又是一种滋养心灵、高贵优雅的人生姿态。如一位学者所言，一个人的精神发育史应该是一个人的阅读史，而一个民族的精神境界在很大程度上也取决于全民族的阅读水平。

有的书，随便翻翻，浅尝辄止，足矣；有的书，经久耐读，愈品愈香，回味悠长。可能多年以后，我们会回想起，在人生中遇到某些困惑、受到某些挫折时，曾经有一本书为我们打开了一扇新的大门。

我大学时代曾经有一段时间不太开心。假期回家以后，我买了一本叫《人人都能成功》的书，书中有一个故事让我看后心情立即好了起来。这个故事中，有一位家长把世界地图撕碎之后，让几个孩子把它们重新组合起来，看谁组合得快。其中一个孩子开始的时候犹豫了一下，最后很快就把世界地图拼了出来。这位家长问这个孩子怎么那么快就拼出来了，小孩说自己发现了一个诀窍，世界地图的背后是一个人像，反过来把人像拼好了，世界地图也就拼好了。作者想通过这个故事说明：一个人的世界是怎么样的，他就是一个什么样的人。这个故事特别触动我，让我醒悟到自己遇到的困难可能与自己的想法出现问题有关。一个人生活中的阴影，很大程度上是自身造成的，因为每个站在阳光下的人都有阴影。所以，我后来遇到事情，包括与同事、朋友产生分歧、矛盾的时候，也经常检讨自己，看是否是自己的问题。我就是通过阅读改变心态和思维方式的典型例子。所以，我们曾经看过的某本书，也许会成为自己人生的坐标和精神的向导。

这幅画是18世纪法国画家弗拉戈纳尔的《读书的少女》，画中的模特是画家妻子的妹妹。这位女士看的是“小说”。在那个时代，巴黎能读数的人还很少，名为“小说”的新流行读物直到18世纪才出现。在此之前，读书指的仍是阅读《圣经》。以拿着书本走路、专心读书等方式炫耀知识水准的高尚，成为当时的一种风尚。

古希腊先哲已开始探求世界是如何从混沌走向有序的答案。其中有一位先哲——泰勒斯，他不像亚里士多德、柏拉图那样有名，但我们一般把他认为是第一个进行哲学思考或具有哲学思维的人。按照柏拉图有点调侃的说法，泰勒斯和他的哲学以不问世事著称。据说有一个女仆曾嘲笑过泰勒斯，说他在观察星星的时候，一直抬头仰望，竟一下子掉到了井里。这说明他急于知道天上的事情，却顾不到背后甚至脚跟前的事情。而柏拉图的弟子亚里士多德则认为，对于失误原因的探寻是泰勒斯开始的。他关心的不是事物，而是事物的本质；他想要探究事物的本质究竟是什么，山岳、动物和植物、风和星辰、人类与其所作所为及其思想等世上形形色色的事物究竟是怎么回事，所有这一切的本质到底是什么。

亚里士多德在其著作《政治学》中也讲了一个故事：人民指责他（泰勒斯）的贫困，认为这就说明了哲学是无用的。据这个故事说，泰勒斯由于精通天象，所以还在冬天的时候就知道来年的橄榄会大丰收；于是，他以自己仅有的一点钱作为押金，租用丘斯和米利都的全部橄榄榨油器。由于当时没人跟他争价，他的租价很低。到了收获的时节，突然间需要许多榨油器，于是他赚了一大笔钱。这样，泰勒斯就向世界证明了，只要哲学家们愿意，就很容易发财致富，但他们的雄心却是属于另外一种。

古希腊历史学家希罗多德在其著作《历史》中则提到这样一个传奇事件：美索不达米亚的两个部族吕底亚人和米堤亚人连续打了五年恶仗，未见胜负。泰勒斯预先知道将会有日食发生，便警告双方说上天反对战争，如果不停战，某一天他们的光明就会被夺走。在双方交战第六年的某一天，忽然间天昏地暗、黑夜骤临。战士们大为惊恐，认定这是上天发出的谴告，于是纷纷抛下武器，停战议和。这次出人意料地消除了一场战争的日食，据考证发生在公元前585年5月28日的午后。看了这段历史我非常惊讶，因为这位距我们两千多年的先哲，已经具有了预言日食的本事。

泰勒斯能够根据观察和简单的推理来进行推测，而不愿接受任何与众神有关或与自然无关的答案。他依靠地震、日食等异常自然现象，寻求的是普适的、一般性的解释，而不是个别情形，这就播下了西方科学的种子。英国著名哲学家罗素对泰勒斯有一个评价：虽然泰勒斯的科学和哲学思想都很粗糙，但他却能够激发思想与观察。他探索的是一些普遍的、本质的事物，而不是特定的、偶然的事物。因此，从这个意义上说，我们今天所了解的哲学和科学都是从此开始的。

上图两个16世纪时制作的木刻，显示了两千多年前亚里士多德的洞见。今天人们都知道月亮、太阳等天体都是圆的，地球也是圆的，可是我们的先祖却认为“天圆地方”。而亚里士多德只用了一个很简单的现象就论证了地球的形状：发生月食时，地球投在月球面上的阴影总是圆形的，这表明地球是球形的，而不是三角形、方形等其他的形体。

 

由于认识的局限和观测手段的落后，在相当长的一个时期里，人们对于天体不甚了解，甚至还心怀恐惧，总以为天上的星辰是一些具有无上威力的神灵，可以赐福或将祸于人。英文中的“lunatic”（疯的、精神错乱的，狂人、癫狂者）一词，其本意就是“被月亮打击的人”，源于拉丁文“luna”，意指月亮女神。而痴呆的人或者傻瓜、笨蛋之类的，则称作“mooncalf”（字面意思是月亮上的牛犊），因为月亮也与痴想或出神、发呆有关。

所以，甚至在距今不到两千年以前，人们都认为月球上是有人的。1835年的《纽约太阳报》甚至还曾编造假新闻，说科学家观测到月球上有会飞的人。1835年距今不到200年。

对于各种各样的自然现象，也有各种各样的解说。根据我们对于古代科技史的了解，人类较早就有了一些关于天文的简单计算，让我们对时间轮回、对循环等天象有了思考。这也成为时间测量和历法建立最早的一些基础。天文学与跟现实生活非常接近，人们从这些自然的变化当中，逐渐摸索出了一些历法。

大家看到上面这幅画可能会觉得很可笑，这个人的后面是刚刚落成的巴黎天文台。这就是两三百年以前天文学家的形象，他有一点怪异，有一点科学的成分，也有一点像占星者。很多天文学家的第二职业是占星者。到了16世纪哥白尼的时代，哥白尼很认真地研究了天体，推出了《天体运行论》。慢慢地，我们知道了一些天体现象。

另外，当时西方还有一个领域——炼金术，就是把一些普通金属转换成金子。直到18世纪末，拉瓦锡开始撰写《化学基础论》。今天所谓的“化学方程式”等规范术语都是由拉瓦锡建立起来的。他还参与了对空气的研究，对确定氧气等成分也作出了重要贡献。

当时的世界是一个物理的世界、化学的世界，大家认识到，自然可能存在某种规律，但是认识得还很不充分。到了19世纪中期，只有达尔文等少数智者从一些自然现象中发现了某种共性的东西，比如鸟类、脊椎动物，然后慢慢得出了物种起源的理论。

达尔文作为一个科学家，最重要的是其观察能力。他曾说自己能成为一个科学家，最主要的原因是：对于科学的爱好，思索问题的无限耐心，在观察和搜集事实上的勤勉，一种创造力和丰富的常识。达尔文的观点在不到两百年前，还受到了社会的嘲笑，比如当时主流社会的一些媒体刊登了很多漫画，以嘲笑他的进化论。所以达尔文推迟了发表其关于进化论和自然选择的理论，除了小心求证、严谨立论的原因外，还有宗教和家庭方面的顾虑。由于天性温和、羞怯，达尔文不想成为公众议论的焦点，也不想因此给他深爱的人们，特别是夫人，带来痛苦。

这是我前两年看到的一张图片，当时我非常震撼。2009年，在达尔文200周年诞辰的时候，一位教士在伦敦的威斯敏斯特教堂向达尔文的墓地献花。从当年的宗教极力反对达尔文理论，到今天的这个典型例子，我们也看到，现代科学或者人类对于认识世界、认识自身取得了飞跃的进步。

下面我们回顾一下现代科学的起源。1609年，当伽利略用望远镜望向深空的时候，他发现月球表面不像我们想的那么光滑。

上图中，下面这张是美国探测器在四十年前拍摄的，上面的是伽利略画的。通过进一步观察思考，伽利略发现了木星的四颗卫星，月球本身不发光，而是由它所接受的阳光照亮的。借助于望远镜，伽利略又发现更广阔的世界，包括土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平运动，以及银河是由无数恒星组成等。这些发现开辟了天文学的新时代。人们争相传诵“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。

与此同时，一个更微观的世界也由列文虎克发现了。正如伽利略在17世纪的早期用望远镜扩大了人类对天空和宇宙世界的认识那样，列文虎克用他的显微镜对准日常物质，展示了另一个人们想不到的维度，从而开辟了一个全新的研究领域，极大地改变了人类对自然的认识。可是就在列文虎克用他的显微镜对准日常物质的同时，发生了一件事情：在瑞典，有一位诗人好心地邀请一名牧师去观察放大镜下的跳蚤，结果这个牧师看到放大镜下的跳蚤的非自然形态时，惊恐万分，认为这个器械就是一种巫术并且告发了那位诗人。这在当时是杀身之祸，但是当时的瑞典女王还是把这位诗人给释放了。所以，我们回过头来看，发生了伽利略、哥白尼的科学革命以后，人们都已经意识到：仅通过一些日常积累的经验和知识来认识世界是不够的，我们还需要借助一些理性的、科学的工具。

伽利略在他科学研究生涯的巅峰时期，致力于设计各种实验来寻找物体运动的规律，并且坚信这个世界是用数学语言来描述的。实验观察与数学思维从此十分紧密地结合在一起，成为真正的科学的方法。按照科学史家的分析，伽利略实际上已经做了很多思想实验，即假想在某种理想情况下，物质、物体的运动会发生什么样的关系。但是他仍然不敢把自己的科学论著观点明确表达出来。所以他假托他人的名义，出版了一本书名为《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》的书。

伽利略自1616年起便因宣扬哥白尼的“日心说”，违背圣经教义，而受到罗马宗教裁判所长达20多年的残酷迫害，晚年双目失明。300多年后，1979年罗马教廷专门为伽利略平反，承认教廷当年对伽利略的迫害是错误的。

 

伽利略死后多年，其遗体被转移到意大利佛罗伦萨的圣十字教堂，出于永久纪念这位科学伟人的考虑，人民将他的右手中指从身体上取下。这根手指目前保留在佛罗伦萨的科学历史博物馆里，它盛放在一个含有圆柱形石膏底座的容器内，附言这样写道：不要小看这根手指，一位伟人正是靠它才度量了苍穹的路径，并且揭示了地上的凡夫俗子们从未见过的宇宙胜景。后来我们在很多书里经常看到，因为伽利略受到迫害，之后几个世纪意大利的物理学都落后了，直到20世纪费米出现并获得诺贝尔奖才挽回了一点局面。

伽利略对于重力和引力问题所做的一系列深入思考及相关研究，对物理学、天文学乃至整个现代科学都产生了难以估量的巨大影响，并且极大地改变了人类认知的历史。伽利略之后，我们就要谈到牛顿了。关于牛顿有很多故事，比如被苹果砸的故事。这个故事发生近60年以后，牛顿才向一个传记作者和仰慕者说出。一般认为这个故事只是一个传说。

关于牛顿被苹果砸中的故事，小朋友尤其是青少年学生一定要正面看待。这种传奇固然生动、有趣，但它凸显的只是灵感、偶然和机遇，而且往往“简化”了科学发现与科学活动的曲折历程，忽略乃至掩盖了做出这些发现的真实历史条件，以及其他探究者所付出的艰辛努力。比如牛顿，我们所看到的他的雕像、塑像都是在沉思、冥想，其实他不仅有天分，而且也非常刻苦。他也确实是站在前人的肩膀上，根据自己的经验积累，一步一步得出了重要的科学发现。

还有一个例子。据说瓦特因为小时候看到他奶奶烧水，水开了以后把盖子掀翻了，由此联想而发明了蒸汽机。实际上这个传说绝对是不真实的，瓦特并没有发明蒸汽机，而只是改造了蒸汽机。在他出生的时候，蒸汽机已经发明57年了，但他在蒸汽机方面也确实作出了很大贡献，他改造蒸汽机后得到了好几个专利，从某种程度上，他也创造了新的蒸汽机，大大地推动了英国工业革命。

上图是18世纪的人们正在观看空气泵的实验，反映了人们对科学的好奇心理。

二、发掘科学的“理趣”——从科学中获得心智的享受

科学很有意思，怎么有意思呢？这里我引用1965年诺贝尔奖获得者费曼的观点。费曼不能同意他的一位艺术家朋友对于花的观点。那位艺术家朋友说：“你看，作为艺术家，我用欣赏的眼光看出一朵花儿有多美，可是你们科学家，用分析的方法把花儿剖析开来看，就把它弄得索然无味了。”就此，费曼评论道，尽管他的审美眼光可能没那位艺术家那么精致，但一朵花儿的美他还是能够欣赏的。“与此同时，我从这朵花儿中所见到的东西，却比他要多得多。我能想象到其中的细胞，哪些细胞里面复杂的运动也自有一种美。不光在厘米的尺度上有美，在更小的尺度上或者内部结构上，也同样有美。”然后他又引申开来，他说为什么花能够吸引昆虫来授粉进而化出了色彩，这本身就是很有意思的事情——它意味着昆虫能够看到色彩。这又引出另一个问题：这些较为低等的生命形式也有美感吗？颜色为什么会引起美感呢？所有这些有趣的问题，表明科学知识只会增加你对花的兴味、神秘感，甚至敬畏。

在一次演讲中， 费曼谈到科学的另一价值是趣味，也叫作心智的享受（我把它概括为“理趣”）。这种享受，有人通过读科学、学科学得到，也有人从研究科学中得到。这一点很重要，也是那些告诉我们要考虑科学对社会影响的人们所忽视的。费曼有一本书叫《发现的乐趣》，书中讲了很多对科学的认识。他说，倘若社会的目标就是要人们能够享受自己所做的事情，那么，科学带来的享受就会像别的事情一样重要。如果以负责任的态度运用科学，科学就不仅有趣，而且对人类社会的未来会有不可估量的价值。

我曾经写过一篇文章，题目叫《发掘理趣的科学阅读》，在文章开头我写了几句话：“科学”：实用的，进步的，有趣的，快乐的，艰涩的，可怕的，邪恶的……当今社会已经基本形成共识：科学撒播智慧的种子，科学关乎我们的未来，它给我们提供了一个观察和认识世界的重要方式。具体说到科学阅读，我想大体可有消遣性、实用性和思考性三种。

我小时候最早看的一本科普书是《看云识天气》。相比“白云朵朵”，我们一般都觉得“乌云滚滚”肯定不是什么好词。我在南方长大，我注意到蜻蜓低飞的时候肯定要下大雨，这是我们自己观察也能总结得出来的。11岁的时候，母亲给我买了一本书，叫作《你们知道我是谁》，它以一种科学诗的名义来描述我们身边的故事，比如前面做了很多铺垫，描述某个事物是什么样的形态：“我来自遥远的天边，当冰雪融化的时候，我来了，我带来了温暖的阳光”，但是诗人并不说出“我”究竟是谁，而是到最后才告诉我们：“我是那一年的开始，我是新生力量的源泉，我是春天”。这首小诗是我读的第一首科学诗，是高士其先生写的，我觉得它也表达了我们对世界的一种认识。在现代生活中，我们的精神生活被物质挤压，人们的精神生活越来越“水土流失”，对自己人生价值取向也经常感到迷茫，所以我们不一定人都要成为诗人，但生活一定要有诗意。生活不一定都是物质的，也有精神的；不一定是科学的，也有人文的。

我们要提升全民的人文素养和科学素养。科学素养很重要，人文素养也同样很重要。人文素养是贯穿在阅读上的，比如王维的诗《使至塞上》，我其实背不下来整首诗，但是却记得其中两句：“大漠孤烟直，长河落日圆”。后来我就在想，为什么这首诗我就记住这两句？当然，一部分原因是它是名句，经常被人引用。另一部分原因是从文学艺术的手法上看，“大漠”“孤烟”“长河”“落日”等地理特征不仅极具典型地概括了塞上特有的自然景观，而且这些景物的选择符合人们的审美习惯，符合美学的规律。“大漠”“落日”符合“面”（圆与方）的道理，“孤烟”“长河”符合“线”（直与曲）的道理。所以，全诗的画面，是有“面”“线”的基本元素构成的“面”与“线”相交、相切、相离的复杂关系。这里，已经有了很丰富的数学美。从这个意义上说，将王维这首著名的诗称为中国古代的科普诗或者科学诗，也是不无道理的。

德国哲学家康德说过：“这世界上唯有两样东西能让我们的心灵感到深深的震撼，一是我们头顶上的灿烂星空，一是我们内心崇高的道德法则！”

上图是一幅夸张的银河系艺术画。我小时候经常在想：月亮上到底有什么？宇宙的空间究竟有多大？天边之外又是什么？这一切的一切有没有个尽头？

这幅漫画表现的是四五百年前一个西方术士在思考天空之外到底有没有天。其实这就是古今中外我们都在探索的问题，现在也把它看作是人生哲学或科学的一个基本问题。

我还感到好奇并且想知道的是：人是从哪儿来的？死后又会到哪儿去？真的有灵魂和天堂吗？这就让人想起莎剧里一句著名的话：“生还是死，这是一个问题。”其实这些都是人类最基本的问题，我当时思考这些问题是因为我挚爱的奶奶去世了，我特别希望能够再看到她。我当时也读了很多科幻小说，受到这些作品的影响，觉得时间机器能够回到过去。

 

人类世界有很多奇妙的东西，可能是我们的智力和想象力所不能及的。科技改变生活，许多我们过去的想象，包括想象性阅读，激励了一代又一代的科技工作者去创造。如今我已经回忆不起，到底是什么触动了少年时代的我去思考那些问题，产生那样的想法。许多年后，见到年龄相近的同行和科幻作家，聊起这年幼的往事，获知他小时候闲坐长江边愣神，常常也在思考诸如此类的“大”问题，我们心领神会，相视一笑。后来我写了一本书，把我少年时代的很多困惑梳理了一遍。

我上小学的时候还有一个困惑：为什么要把平角定为180度，而不是100度或200度？当时老师的回答是：这是早就定下来的数学规则。但是这个答案并不能令我满意，但至今也没有人告诉我到底怎么回事。后来我在一本科普书上看到一个故事，说古巴比伦人非常崇拜太阳，他们看到太阳每天东升西落，在天空中走过一个半圆弧。这半圆弧的弧长正好相当于180个太阳（当然是视觉中的太阳）的累加，于是他们就把平角定位180度，而整圆就是360度。我忘记是在哪本书上看到的这个故事，但是这个故事对我的影响却非常大，因为我觉得自己好像我发现了一个老师也不知道的东西，这是我通过课外阅读看到的。

我们知道，数学发展很多都来自现实生活中的运用，比如下图，有一种典型的三角测量的意味。

古代的先人很聪明，他们没有直接去丈量金字塔的高度，而是竖一个竹竿，竹竿有一个影子，利用相似三角形的关系测出高度。所以，有些人小学可能就知道有这样的一种方法能够测出金字塔的高度。

这里我为大家介绍一位两千多年前的智者，他叫埃拉托色尼，是古希腊数学家、地理学家、天文学家。

公元前2世纪的埃及南部，有一个叫赛印尼的城市，它今天叫阿斯旺，是著名的阿斯旺大坝的所在地。在赛印尼，有一口很有名的深井。埃拉托色尼发现，在夏至日的正午时分，太阳光恰好可以直射井底；而与此同时，在距离赛印尼正北约5000希腊里的亚历山大港，太阳光线与地面垂直线有夹角。所以他就在想，难道太阳照到地球的光线是不平行的吗？他隐隐约约知道，也许地球是圆形的。所以才产生上面这幅示意图。后来，埃拉托色尼做了一件在当时让人震惊的事——测量出地球的周长。他当时得出地球的周长是40000公里，与现代科技测出的40200公里只相差200公里。

我们都非常熟悉曹冲称象的故事，也同样熟悉阿基米德丈量皇冠成分的故事。但是我们没有想过一个问题：曹冲具备较强的联想能力和抽象能力，但是这仅仅是解决了大象有多重这个问题。当然，我们不能苛求一个孩子会将这件事从理论升华、提高，总结出一些规律性的东西。所以，我们的先人没有总结或进一步论述这件事的记录，研究问题仍然是就事论事，凭经验办事，凭直觉认识事物。当然，古代的社会制度也不鼓励理论升华。而阿基米德不但具有联想能力、逻辑判断能力、抽象能力，还具有理论升华能力。实际上，前三个能力我们的小曹冲也有，但我们的先人在“曹冲称象”这件事以及众多的技术发明上，过多地表现为停留在直接经验或顿悟上。

前面几个例子都体现了我们在观察事物、借助科学技术手段做工作的时候，某种思维方式的变化。

我对巨大的数字第一次产生深刻印象就是国际象棋发明的故事。在古印度有一个国王悬赏发明好玩的游戏的人，一个术士发明了一种棋，就是现在所说的国际象棋。国王很高兴，要奖赏他。这个人很聪明，故意给国王出了一个难题，说要国王给他一些米作为奖励。于是他拿出一个国际象棋的棋盘，告诉国王：只要在第一个格子里放一粒米，第二个格子放2粒米，第三个格子放4粒米，第四个格子放8粒米，第五个格子放16粒米……直到64个格子放满为止。国王不知有诈，答应了。可是执行者计算之后，一下就晕头了。因为这是一个天文数字，按照当时的生产力，全世界要生产2000年才能满足这个人的要求。

面对这个情况，国王也不能食言，怎么办呢？有一个谋士出了一个主意，化解了危机，就是让术士自己数米粒放在棋盘上，不能有一粒误差，即按照他所要求的数目，第一个格子放1粒米，第二个格子放2粒，第三个格子放4粒……直到64格放满为止。如果一秒钟能数2粒，一分钟能数120粒，一小时也只能数7200粒，每天数上10小时，也只能拿到72000粒米。全部数清国王赏赐给他的麦子，要2000多亿年。

这个故事可能是编造的，但是它让我们从小对数字有了一个概念，对思维有很好的启发作用。

“数学王子”高斯的故事也是大家比较熟悉的。1784年，7岁的高斯进入德国一所普通学校读书。10岁那年，他开始上算术课。据记载，老师兴许是对孩子们淘气不满，就出了一道看似简单，但算起了十分烦琐的题让大家做：求1+2+3+……+100=？老师没想到，高斯很快就得出了答案，而且完全正确。原来高斯走了一个“捷径”，他注意到两个首尾数字相加的结果是一样的，共有50对数，所以答案就是50乘以101等于5050。

事物有千变万化的形式和多种多样的属性。好奇心让我们提出问题，使我们试图把这种多样性，理解为或许是比较少的基元事物和作用力，以无穷多种方式组合而引起的。我们通过了解万物的特征，例如沙粒和岩石的成分是否一样，作出科学分析。

我们可以把组成这个“世界”的运动事物的复杂组合，想象成一盘巨大的棋局，而我们是这局棋的观众。我们不知道下棋的规则，但是我们可以观看，并从中看出几条规则来。这些规则就是我们所说的基础物理学。

1979年春，我读到叶永烈老师写的《小灵通漫游未来》，心潮澎湃，对未来充满期待，同时也对科幻小说产生了浓厚的兴趣。小说中，各种高科技发明琳琅满目，比如原子能做动力的气垫船、电视手表、靠气流推进的无论飘行车、相当于信用卡的银行的自动管理、无土栽培、人造大米等，很多在今天也已经实现。

歌德曾经说过，“当我读到莎士比亚的第一页时，我的一生就都属于他了。”我在少年时代第一次读到阿莫西夫作品时，也有这样“惊艳”的感觉。之后，我又阅读了很多阿莫西夫的其他作品，比如《科技名词探源》《我，机器人》《奇妙的航程》等。有一天，我得知阿西莫夫的科普名著《科学导游》已有译本问世，便在那天下午兴冲冲地跑遍全城的书店搜寻，结果一无所获。在随后的近半年时间里，我几乎每周都要到书店去打听。

少年时代那段心有所寄、热切期盼的美好时光，令我终生难忘。这也是很典型的通过阅读改变人生。阿西莫夫成了我的科学偶像和指路明灯。我的人生理想就此确立，心里感到十分亮堂。将近30年后，我成了阿西莫夫两部作品中译本的特约编辑和校译。中国台湾2001年出版的阿西莫夫科学随笔集译本的封底，印有这样几行宣传文字：从阿西莫夫身上，我们学到以乐观开放的心态来面对日新月异的社会发展。如果我们小时候度的科学课本也能写得像阿西莫夫的文章一样，今天或许就不会有“科学盲”或“科学恐惧症”的问题了。一本书，如果既写得有内涵，又写得有吸引力，那么它的读者也会从中受益良多，就像我们通《昆虫记》对自然界有所了解一样。《所罗门的指环》的作者康拉德•洛伦茨，因对动物在自然环境中行为模式的研究，而在个体和社会行为的构成和激发方面作出了重大贡献，获得了1973年诺贝尔生理学或医学奖。他早年曾勉强依从父亲要求去读医科，但是最终还是拿到了动物学博士学位。他的父亲后来写道：“康拉德……更喜欢鸟类学而非医学实践。对于他的选择，我并未过于热心，而且当我提到，了解苍鹭是否像它们被认为的那样愚蠢并无很大的价值时，却深深激怒了我的儿子。”

根据对动物的观察所见，康拉德•洛伦茨逐渐形成一种理论：在动物出生后某段时间内会发生“印刻”现象，刚孵出的雏鸭、雏鸡等禽类的印刻现象，只能在一天之内发生，超过30小时就不会产生刻印现象了。为此他提出了行为关键期的概念。其实，任何一种生物都有这个窗口期，刚出生的小动物一般是30个小时之内，狗大概是1-3天，人是1-3岁。在这个窗口期，它（他）跟谁最亲近，就会潜意识地将其视为第一亲人或者父母。

 

三、科学给我们带来的困惑

当我们读到《寂静的春天》这样的书时，会知道关注周围的环境。动物、植物这些我们觉得不起眼的事物，只要其中一个环节出现问题，或许就会带来一系列的连带反应。因此，我们也要思考，科技除了给我们带来好处、便利，是否也会让我们感到困惑。在电影《化身博士》中，亨利·杰基尔喝了一种试验用的药剂，在晚上化身成邪恶的海德先生四处作恶，他终日徘徊在善恶之间，其内心属灵的内疚和犯罪的快感不断冲突，令他饱受折磨。这种貌似荒诞无稽的故事，其实蕴含了最深刻的人性命题。当然，我们更多的是从“硬科幻”，如凡尔纳的《80天环游地球》《神秘岛》《气球上的五星期》《海底两万里》等的阅读中，受到很大的激励。包括现在的好多孩子，都非常熟悉凡尔纳的作品，尽管其中的一些科学知识已经过时了，但是其中的科学精神、探索欲望一直没有改变。又如威尔斯的小说《隐身人》《大战火星人》，讲了很多都离奇的故事，其中也有很深的寓意。一些幻想小说，也能告诉我们一些人生哲理。

液态火箭发明者罗伯特·戈达德也是受科幻小说的影响，从而喜欢上了太空探索的科学，最后发明了液态火箭。1961年，在第一枚液态推进剂火箭于马萨诸塞州的欧本试飞成功的35年后，罗伯特·戈达德空间飞行中心落成。他有一句很著名的话：“昨天的梦想就是今天的希望、明天的现实。”科普创作是播种科学的事业，要把青少年作为服务的第一对象，让孩子们的目光看到人类进步的最前沿，树立追求科学、追求进步的志向。展开想象的翅膀，赞赏创意，贴近生活，善于质疑，鼓励、触发、启发青少年的想象力，点燃中华民族的科学梦想。

（根据宣讲家网报告整理编辑，

未经许可，不得印刷、出版，违者追究法律责任）

责任编辑：叶其英

文章来源：http://www.71.cn/2020/0728/1094749.shtml