科學的力量，來自科學知識背后的思維方式和方法論——觀察、發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、實驗和分析、驗證或者推翻假設?；蛘咭谎砸员沃哼@種力量的來源，是每一條科學知識背后的，“我們到底是怎么知道的？”

科學童書缺了點什么？

我是個科學家，也是兩個可愛女兒的爸爸。我們家老大丫丫今年6歲，大概從她不到兩歲開始，和她一起捧起本童書，邊讀邊討論，是我做的最樂此不疲的事情之一。和很多孩子一樣，從她三四歲開始，就開始把“為什么”掛在嘴邊，喋喋不休地指著這個那個纏著老爸問問題。而我呢，作為一個科學家奶爸，就順水推舟地把陪伴她閱讀的重點轉(zhuǎn)到了科學童書上，DK兒童百科、拉魯斯小百科、神奇校車、加里古子的科學繪本……消磨了我們很多床頭和燈下的時光。

其實嚴格說起來，刻意挑這些科學書來一起讀，倒不是完全因為我自己的職業(yè)。

一方面，我覺得科學可能是回答孩子“為什么”問題最好的入口。在我看來，“為什么”是一個有魔力的問題。在孩子們問出“為什么”這個問題的時候，他們小小腦瓜里一定隱藏著這樣的一個預設前提：我相信這個世界的萬事萬物一定不是亂七八糟胡亂組合的，它們背后一定有各種各樣的奇妙聯(lián)系和神秘道理；而我，想知道這種聯(lián)系和道理是什么。也就是說，在問出這個問題的一瞬間，我們就知道，我們的寶寶們已經(jīng)在關(guān)注世界萬事萬物背后的聯(lián)系和邏輯了。

近代以來，大概再也沒有什么比科學能更好解釋事物聯(lián)系和邏輯的方法論了。在我看來，即便是論想象力，論純粹的美感，論震撼人心的力量，科學講出來的故事，也遠超過文學的故事。比如說吧，在牛頓的萬有引力定律之前，再有想象力的神話傳說和文學作品也不會設想一個人生活在圓球上、頭下腳上也不會掉下去的世界吧？在達爾文的進化論之前，誰能設想人類的遠祖居然渾身長毛、長得活像猩猩？在量子力學登堂入室之前，誰又能真的想象和接受一個你可能同時在這兒和那兒，一只貓可能同時又是活的又是死的的世界？

就是帶著這樣的期待，我和女兒一起閱讀和討論了很多很多本科學童書。但是必須得說，單就這些書本身而言，我不是太滿意。倒不是說書的制作有什么問題，實際上很多科學童書的設計對孩子們是很有吸引力的。不管是精美的裝幀、有趣的插畫，還是專門設置的故事情節(jié)（比如《神奇校車》故事里，孩子們坐著校車去探索的設計），都能讓我的女兒看得津津有味。但如果剝開這些外殼，我最不滿意的地方是，在這些書本里，科學內(nèi)容是以“點”的形式存在的。換句話說，但從文本里，孩子們看到的是一系列“科學事實”。

當然了，煞費苦心的作者們確確實實把這些散落的點成功地串聯(lián)了起來——不管是通過百科索引的形式還是虛擬故事的形式——但是這些知識點本身，仍然是散落的。

散落的科學知識點有什么不對嗎？說得寬泛一點，我們成年人掌握的科學知識，八大行星繞著太陽轉(zhuǎn)、氫氣和氧氣點燃會變成水、人和猿猴有著共同的祖先……其實也都是一個一個的知識“點”。讓孩子們從小就接觸和熟悉這些知識點不是很好的事情嗎？

科學為什么重要？

在我看來這個問題的答案，還真的沒有那么顯而易見。

讓我們先后退一步，問自己一個問題：我們學習科學知識，也為自己的孩子做科學啟蒙，到底是為了干什么？

當然，在今天不管什么考試，大概都離不開科學方面的題目，這是個很現(xiàn)實的原因。拋開這個不談，這些知識真的重要嗎？

我想一個真正重要的原因是，在過去兩三百年的時間里，科學確確實實讓我們的世界、我們的生活、我們的世界觀產(chǎn)生了翻天覆地的變化。這段歷史讓我們知道，不懂科學很可能會讓我們在今天的世界上茫然無措、無所適從、常懷恐懼。

我們來舉一個例子說明這一點：照相機在100多年前被洋人帶到中國，但是這個體形巨大的怪東西卻著實把中國人嚇得不輕。不管是達官貴人還是平頭百姓，都懷疑這個能夠把人像一絲不茍描繪出來的洋玩意兒不懷好意，甚至“能攝魂”。今天我們當然覺得這個觀點很可笑很幼稚，但是放在那個時空里，這種想法其實是非常自然的。

為什么呢？相機這個東西看起來簡單，但是它背后其實代表著歐洲科學從文藝復興起數(shù)百年的成就，至少包括光學（知道光是直線傳播，知道折射定律，知道小孔成像）、生物學（知道人眼睛看到東西是光入射而不是人眼睛發(fā)光，知道晶狀體是塊放大鏡），還有化學（鹵化銀見光分解產(chǎn)生銀顆粒，顯影和定影技術(shù)等）。

把這么多科學成就堆積在一個方盒子里，突然呈現(xiàn)在對現(xiàn)代科學一無所知的中國人面前，他們不覺得驚駭才怪！套用神秘主義和陰謀論的解釋大概反而更順理成章一點。

你看，這就是科學的力量，它給了我們理解今天這個世界的信心和知識基礎(chǔ)。

科學方法論的價值

事情還沒完。

我們繼續(xù)追問：科學這種力量是怎么來的呢？打個比方，一個人死記硬背，記住了相機背后的所有知識點——從光是直線傳播到鹵化銀見光能分解——他/她是不是就能立刻獲得這種信心和知識基礎(chǔ)？

我覺得還是不能。

科學的力量和傳統(tǒng)力量相比，有一個非常深刻的區(qū)別。它的力量不是來自權(quán)威——否則我們引用《圣經(jīng)》說人是上帝創(chuàng)造的，和引用《物種起源》說人是猴子變來的就沒有任何區(qū)別了，無非是兩個觀點不同的權(quán)威在打架而已。再舉個例子，如果我們僅僅記住課本上說的太陽系有幾大行星、名字分別是什么，那這個信息本身是不提供任何力量的，因為它無非是來自一個權(quán)威的某種宣言而已。之所以舉這個例子，也是因為就在幾年前，國際天文聯(lián)合會正式修改了行星的定義，把冥王星踢出了行星的行列，課本上用了好幾十年的“九大行星”正式改成了“八大行星”——你看，僅僅記住一個知識點，還有可能分分鐘就被打臉呢。

科學的力量，也不在于能夠直接指導和干涉人們的生活。我們可以打個極端一點的比方。哪怕就是今天，對于一個農(nóng)民來說，是地球繞著太陽轉(zhuǎn)還是太陽繞著地球轉(zhuǎn)，太陽系有幾顆行星，對于他/她理解季節(jié)、規(guī)劃勞作、預測晴雨年成實際上并沒有什么不同！我們可以想象，今天世界上積累的絕大多數(shù)科學知識，對于一個普通人來是都是難以理解的、沒有實際功用的。打個比方，今天的普通人，世界觀大概仍然是牛頓力學的、經(jīng)典決定論的，他們很難想象光速為什么無法超越，為什么光到了太陽邊上會拐彎，無法理解薛定諤的貓為什么可以又死又活，但是這并不會影響他們的生活和工作。

那科學的力量是怎么來的呢？

我覺得，這種力量來自科學知識背后的思維方式和方法論——觀察、發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、實驗和分析、驗證或者推翻假設。或者一言以蔽之：這種力量的來源，是每一條科學知識背后的“我們到底是怎么知道的”。

太陽系有幾顆行星，靠死記硬背你可以掌握得很好。但是這條知識最重要的力量，是我們怎么知道太陽系有幾顆行星的——通過日復一日地記錄天空每顆星星的位置，我們的祖先發(fā)現(xiàn)了行星運行的規(guī)律；為了解釋這些規(guī)律，假設地球繞太陽轉(zhuǎn)要比反過來容易得多；為什么一開始人們假設地球繞太陽做圓周運動而后來修正成了橢圓軌道；橢圓軌道本身直接提示了萬有引力的存在；萬有引力不光解釋了五大行星的運動還直接讓我們計算出了海王星……

是這些“我們到底是怎么知道的”過程，讓我們逐漸逼近客觀世界的真相，讓我們不光能解釋已知世界，還能對未知世界做出可靠的預測——而這，才是科學的力量源泉。

是這個過程讓我們對科學的方法論有了足夠的信心，讓我們對經(jīng)過科學檢驗的聲明有了足夠的信心。

怎么讀科學童書：我的建議

說到這，我想你應該能明白我的不滿意。大多數(shù)科學童書強調(diào)的是知識本身，讓孩子們學習的是“我們所知道的”，而忽略了“我們到底是怎么知道的”。

當然，我也能理解童書創(chuàng)作者們的苦衷。相比有趣生動的科學知識本身，講述“我們是怎么知道的”是一件吃力不討好的事情。在很多時候，科學發(fā)現(xiàn)的過程枯燥、漫長而又痛苦。而且相比公主王子或者萌萌的動物，科學家們作為故事主角也顯得特別無趣。但是無論如何，科學童書卻丟掉了科學最重要的力量源泉，我覺得這是件特別可惜的事兒。

但是，如果把童書提供的知識“點”作為閱讀和討論的基礎(chǔ)，從這些點發(fā)散開來，我想就又不一樣了，我們完全可以在閱讀的時候，自己用散落的知識點，串出一個鮮活的科學世界來！

第一條線，當然就是“我們到底是怎么知道的”。比如說吧，如果童書里提到太陽系的行星，我經(jīng)常會給女兒講講天文學家的故事，他們怎么在夜晚記錄每一顆星星的位置；他們怎么記錄著記錄著就發(fā)現(xiàn)有五顆很調(diào)皮搗蛋的星星經(jīng)常改變位置，所以叫它們“行星”；他們怎么發(fā)明了望遠鏡能看到更多星星，然后又是怎么發(fā)現(xiàn)了天王星和海王星……每一個小故事代表的就是人類如何利用科學的邏輯和方法論，又獲得了一點關(guān)于真實世界的知識的過程。這些故事有時間、地點、人物、情節(jié)（當然，必須得承認，很多時候我也得提前谷歌那么一陣子），女兒聽起來津津有味，而且還經(jīng)常有更新的問題冒出來難倒我。

第二條線就更幻想一點：“我們自己能怎么知道?！边€是拿行星做例子吧，如果今天我們父女倆希望自己去驗證一下太陽系里是不是行星繞著太陽轉(zhuǎn)，到底有多少行星，它們在哪兒，我們可以在腦海里造一艘飛船，飛得越來越高，越來越遠。我們能看到藍色的地球在我們腳下，而我們的城市云霧覆蓋，正在下著小雨；我們能看到圓圓的有個星球在繞著地球旋轉(zhuǎn)，沒錯那就是月亮；如果我們飛到很遠很遠的地方看太陽，隱隱約約確實能看見地球在慢慢繞著太陽轉(zhuǎn)，要是快進播放，還能看到它旋轉(zhuǎn)的軌道是圓形的！我們還能把自己縮小，去身體里看看食物怎么被消化；還能變成一個小小的細菌，看看自己在水里面是怎么游泳的……

我們還經(jīng)常會編織出更“科幻”的第三條線：What If（如果……會怎么樣？）比如說吧，我們會一起想象，要是太陽突然消失了，地球會怎么樣？還能不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動，還能不能看到白天和黑夜？如果太陽突然變大，變成現(xiàn)在的100倍呢？如果我們身體里的胃消失了，我們吃下去的食物會怎么樣，我們的身體會怎么樣？如果我們的胃像牛的一樣也有好幾個呢？如果我們沒有發(fā)明飛機，人們的生活會發(fā)生什么變化？如果飛機飛得比現(xiàn)在快100倍呢？在這些問題的討論里，我和女兒經(jīng)常會沉浸在自己創(chuàng)造的世界里樂此不疲。而實際上，What If問題的背后，也仍然是科學的邏輯和方法論在起作用——我們只有知道了真實世界為什么是這個樣子，我們才能想象出What If那個世界的神奇場景。

我推薦的書中有一本《如果把銀河系裝進盤子里》就是很好的例子。其實，光看題目就能猜出來這本童書把“What If”的思路推廣到了極致：如果地球的生命被壓縮成一年，那人類的生命一共有多長？如果把地球上的水裝進100個杯子里，我們能喝的水能有幾杯？如果銀河系變成一只盤子，宇宙里的盤子堆起來能堆多高？這些問題的談論，本身就是在追逐新知識和新想法的過程：原來相比地球的一生，我們?nèi)祟愂沁@么年輕和渺小；原來宇宙中居然有這么多我們可以幻想和向往的地方！

你也許會覺得，這么讀童書是不是也太累了！明明和孩子們一起看看圖畫、講講書里的故事他們已經(jīng)很開心了嘛。這當然沒錯，實際上我自己也做不到把每本科學童書都這么掰開了揉碎了和女兒一起探討，而且也肯定不是每個話題每本書都能讓女兒興致勃勃。但是我也同時覺得，好的科學童書提供了一個非常珍貴的入口，借由書中提供的散落的科學知識寶石，再誘導下我們的科學思維，開動出我們的想象力，還真的可能穿針引線、編織出一個熠熠生光的地圖來，帶著我們走向一個特別美、特別震撼人心的科學世界。如果每次總是停在搜尋一顆顆寶石本身，是不是有點可惜？

〔王立銘，神經(jīng)生物學家，科普寫作者。浙江大學生命科學研究院教授、博士生導師。北京大學本科畢業(yè)，美國加州理工學院博士，“最佳論文獎”獲得者，國家“青年千人計劃”入選者（2014年），香港求是基金會“杰出青年學者獎”獲得者（2015年）。著有大眾暢銷科學讀物《吃貨的生物學修養(yǎng)：脂肪、糖和代謝病的科學傳奇》（此書獲得2016年文津圖書獎，入圍2016年“中國好書”）、《上帝的手術(shù)刀：基因編輯簡史》〕