科學(xué)童書怎么讀？

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

科學(xué)童書缺了點(diǎn)什么？

我是個(gè)科學(xué)家，也是兩個(gè)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(gè)那個(gè)纏著老爸問問題。而我呢，作為一個(gè)科學(xué)家奶爸，就順?biāo)浦鄣匕雅惆樗喿x的重點(diǎn)轉(zhuǎn)到了科學(xué)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(xué)繪本……消磨了我們很多床頭和燈下的時(shí)光。

其實(shí)嚴(yán)格說起來，刻意挑這些科學(xué)書來一起讀，倒不是完全因?yàn)槲易约旱穆殬I(yè)。

一方面，我覺得科學(xué)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(gè)有魔力的問題。在孩子們問出“為什么”這個(gè)問題的時(shí)候，他們小小腦瓜里一定隱藏著這樣的一個(gè)預(yù)設(shè)前提：我相信這個(gè)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(gè)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(xué)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(xué)講出來的故事，也遠(yuǎn)超過文學(xué)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(xué)作品也不會(huì)設(shè)想一個(gè)人生活在圓球上、頭下腳上也不會(huì)掉下去的世界吧？在達(dá)爾文的進(jìn)化論之前，誰能設(shè)想人類的遠(yuǎn)祖居然渾身長毛、長得活像猩猩？在量子力學(xué)登堂入室之前，誰又能真的想象和接受一個(gè)你可能同時(shí)在這兒和那兒，一只貓可能同時(shí)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(xué)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(shí)際上很多科學(xué)童書的設(shè)計(jì)對(duì)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(shè)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(shè)計(jì)），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(xué)內(nèi)容是以“點(diǎn)”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(xué)事實(shí)”。

當(dāng)然了，煞費(fèi)苦心的作者們確確實(shí)實(shí)把這些散落的點(diǎn)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(shí)點(diǎn)本身，仍然是散落的。

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

科學(xué)為什么重要？

在我看來這個(gè)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(gè)問題：我們學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，也為自己的孩子做科學(xué)啟蒙，到底是為了干什么？

當(dāng)然，在今天不管什么考試，大概都離不開科學(xué)方面的題目，這是個(gè)很現(xiàn)實(shí)的原因。拋開這個(gè)不談，這些知識(shí)真的重要嗎？

我想一個(gè)真正重要的原因是，在過去兩三百年的時(shí)間里，科學(xué)確確實(shí)實(shí)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(xué)很可能會(huì)讓我們?cè)诮裉斓氖澜缟厦Ｈ粺o措、無所適從、常懷恐懼。

我們來舉一個(gè)例子說明這一點(diǎn)：照相機(jī)在100多年前被洋人帶到中國，但是這個(gè)體形巨大的怪東西卻著實(shí)把中國人嚇得不輕。不管是達(dá)官貴人還是平頭百姓，都懷疑這個(gè)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(dāng)然覺得這個(gè)觀點(diǎn)很可笑很幼稚，但是放在那個(gè)時(shí)空里，這種想法其實(shí)是非常自然的。

為什么呢？相機(jī)這個(gè)東西看起來簡(jiǎn)單，但是它背后其實(shí)代表著歐洲科學(xué)從文藝復(fù)興起數(shù)百年的成就，至少包括光學(xué)（知道光是直線傳播，知道折射定律，知道小孔成像）、生物學(xué)（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(xué)（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(xué)成就堆積在一個(gè)方盒子里，突然呈現(xiàn)在對(duì)現(xiàn)代科學(xué)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(diǎn)。

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

科學(xué)方法論的價(jià)值

事情還沒完。

我們繼續(xù)追問：科學(xué)這種力量是怎么來的呢？打個(gè)比方，一個(gè)人死記硬背，記住了相機(jī)背后的所有知識(shí)點(diǎn)——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(shí)基礎(chǔ)？

我覺得還是不能。

科學(xué)的力量和傳統(tǒng)力量相比，有一個(gè)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(gè)觀點(diǎn)不同的權(quán)威在打架而已。再舉個(gè)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(gè)信息本身是不提供任何力量的，因?yàn)樗鼰o非是來自一個(gè)權(quán)威的某種宣言而已。之所以舉這個(gè)例子，也是因?yàn)榫驮趲啄昵?，國際天文聯(lián)合會(huì)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(gè)知識(shí)點(diǎn)，還有可能分分鐘就被打臉呢。

科學(xué)的力量，也不在于能夠直接指導(dǎo)和干涉人們的生活。我們可以打個(gè)極端一點(diǎn)的比方。哪怕就是今天，對(duì)于一個(gè)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(duì)于他/她理解季節(jié)、規(guī)劃勞作、預(yù)測(cè)晴雨年成實(shí)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(xué)知識(shí)，對(duì)于一個(gè)普通人來是都是難以理解的、沒有實(shí)際功用的。打個(gè)比方，今天的普通人，世界觀大概仍然是牛頓力學(xué)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(huì)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(huì)影響他們的生活和工作。

那科學(xué)的力量是怎么來的呢？

我覺得，這種力量來自科學(xué)知識(shí)背后的思維方式和方法論——觀察、發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)和分析、驗(yàn)證或者推翻假設(shè)。或者一言以蔽之：這種力量的來源，是每一條科學(xué)知識(shí)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(shí)最重要的力量，是我們?cè)趺粗捞栂涤袔最w行星的——通過日復(fù)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(yùn)行的規(guī)律；為了解釋這些規(guī)律，假設(shè)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(shè)地球繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)還直接讓我們計(jì)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(duì)未知世界做出可靠的預(yù)測(cè)——而這，才是科學(xué)的力量源泉。

是這個(gè)過程讓我們對(duì)科學(xué)的方法論有了足夠的信心，讓我們對(duì)經(jīng)過科學(xué)檢驗(yàn)的聲明有了足夠的信心。

怎么讀科學(xué)童書：我的建議

說到這，我想你應(yīng)該能明白我的不滿意。大多數(shù)科學(xué)童書強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)本身，讓孩子們學(xué)習(xí)的是“我們所知道的”，而忽略了“我們到底是怎么知道的”。

當(dāng)然，我也能理解童書創(chuàng)作者們的苦衷。相比有趣生動(dòng)的科學(xué)知識(shí)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(shí)候，科學(xué)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(dòng)物，科學(xué)家們作為故事主角也顯得特別無趣。但是無論如何，科學(xué)童書卻丟掉了科學(xué)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(shí)“點(diǎn)”作為閱讀和討論的基礎(chǔ)，從這些點(diǎn)發(fā)散開來，我想就又不一樣了，我們完全可以在閱讀的時(shí)候，自己用散落的知識(shí)點(diǎn)，串出一個(gè)鮮活的科學(xué)世界來！

第一條線，當(dāng)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(huì)給女兒講講天文學(xué)家的故事，他們?cè)趺丛谝雇碛涗浢恳活w星星的位置；他們?cè)趺从涗浿涗浿桶l(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?cè)趺窗l(fā)明了望遠(yuǎn)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(gè)小故事代表的就是人類如何利用科學(xué)的邏輯和方法論，又獲得了一點(diǎn)關(guān)于真實(shí)世界的知識(shí)的過程。這些故事有時(shí)間、地點(diǎn)、人物、情節(jié)（當(dāng)然，必須得承認(rèn)，很多時(shí)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(diǎn)：“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(yàn)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?cè)谀膬海覀兛梢栽谀X海里造一艘飛船，飛得越來越高，越來越遠(yuǎn)。我們能看到藍(lán)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(gè)星球在繞著地球旋轉(zhuǎn)，沒錯(cuò)那就是月亮；如果我們飛到很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方看太陽，隱隱約約確實(shí)能看見地球在慢慢繞著太陽轉(zhuǎn)，要是快進(jìn)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(gè)小小的細(xì)菌，看看自己在水里面是怎么游泳的……

我們還經(jīng)常會(huì)編織出更“科幻”的第三條線：What If（如果……會(huì)怎么樣？）比如說吧，我們會(huì)一起想象，要是太陽突然消失了，地球會(huì)怎么樣？還能不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，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(huì)怎么樣，我們的身體會(huì)怎么樣？如果我們的胃像牛的一樣也有好幾個(gè)呢？如果我們沒有發(fā)明飛機(jī)，人們的生活會(huì)發(fā)生什么變化？如果飛機(jī)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(huì)沉浸在自己創(chuàng)造的世界里樂此不疲。而實(shí)際上，What If問題的背后，也仍然是科學(xué)的邏輯和方法論在起作用——我們只有知道了真實(shí)世界為什么是這個(gè)樣子，我們才能想象出What If那個(gè)世界的神奇場(chǎng)景。

我推薦的書中有一本《如果把銀河系裝進(jìn)盤子里》就是很好的例子。其實(shí)，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(jìn)100個(gè)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?wù)?，本身就是在追逐新知識(shí)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(huì)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(dāng)然沒錯(cuò)，實(shí)際上我自己也做不到把每本科學(xué)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(gè)話題每本書都能讓女兒興致勃勃。但是我也同時(shí)覺得，好的科學(xué)童書提供了一個(gè)非常珍貴的入口，借由書中提供的散落的科學(xué)知識(shí)寶石，再誘導(dǎo)下我們的科學(xué)思維，開動(dòng)出我們的想象力，還真的可能穿針引線、編織出一個(gè)熠熠生光的地圖來，帶著我們走向一個(gè)特別美、特別震撼人心的科學(xué)世界。如果每次總是停在搜尋一顆顆寶石本身，是不是有點(diǎn)可惜？

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