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斩获大奖无数,从没想过科学史还可以这么写


今天,科学已经渗透到了人类生活的每个角落。科学的力量无所不在,在历史上从未产生过如此重大的影响。


从利用互联网获取知识,到繁忙街道的交通管理;从飞越太空的壮举,到无线电通信给人类生活带来的变化;从向疾病进行的科学挑战,到人类寿命延长和克隆技术;从无所不在的教育网络,到庞大的公共卫生计划……科学不再是少数精英在自己的书斋或者私人实验室中的自娱自乐。



在信息爆炸、日新月异的今天,我们比以往任何时代都更需要批判性的思考能力,以及把科学方法和原理用以处理各种复杂问题的实践能力。


科学家作为一个特殊群体,由于他们的方法论特征就是要寻找错误,进行批判性思考,因此他们可能比其他人群更清楚地意识到,错误是多么容易发生!但科学家的精神气质是善于从前人的错误中吸取教训,这就是为什么他们会成为科学家的原因。


科学的思维方法也正是这样一种方法:它倡导怀疑古训,怀疑权威,也倡导超越自我,它不让大自然来欺骗你,也不让他人来欺骗你,更不允许你自己欺骗自己。


美国著名科普作家雷·斯潘根贝格(Ray Spangenburg)和戴安娜·莫泽(Diane Kit Moser)合作撰写的《科学的旅程》一书,以口语化的讲述方式,跌宕起伏的故事情节,揭开被科学辉煌成就遮蔽了的真实历史,把一部在许多人看来枯燥乏味的科学史讲得引人入胜、多姿多彩,是培养创造性思维、批判性思维,进行科学教育前所未有的优秀读本。


这部著作在国内翻译出版后,荣获中国出版政府奖、中华优秀出版物奖、国家图书馆文津图书奖、引进版科技类优秀图书奖、美国纽约公共图书馆“最佳青少年读物”获奖作家代表作等海内外多项大奖,入选年度全行业优秀畅销品种、影响教师的100本图书、年度最值得一读的30本好书,是备受好评的经典科普读物。



科学家是如何工作的?是什么驱使他们渴望获得知识?科学家是如何提出问题的?是如何思考问题的?是如何寻求这些问题的答案的?他们用了哪些方法来寻求这些问题的答案?从哪个环节开始,这种探究变成了科学的探究?……这部著作为你一一作了解答。


纵观全书,我们看到科学家提出的理论,有时正确,有时错误,也看到这些理论如何被后人反复纠正、扩展或者简化,不断完善。这种勇于创新的批判性思维,正是科学最宝贵的“精神”所在。

01

事实和数据的冰冷堆砌?科学是最具人性化的事物!


科学只是事实和统计数据乏味而又琐碎的堆砌吗?科学是一切与人性有关的东西的对立面吗?


NO!雷·斯潘根贝格和戴安娜·莫泽仿佛智者一般坐在冬夜的火炉旁与你促膝而谈,娓娓道来:科学实际上是一种思维方法,一种生动的、不断变化的对世界的看法。科学对人类的自我认识,更理性地加深了人类对自身的关怀。再没有比科学更充满生机、更充满惊奇、或者更人性化的事物了!


哈雷曾经问牛顿,他为什么能够作出这么多发现?牛顿回答,关键在于他从不依赖灵感或运气来给他提供洞察力。他依赖的是全神贯注,对难住他的问题作不懈的思考,决不放松——利用每一个可能机会,从每一个角度进行探索——直到最终有了答案。


牛顿解决问题的名声是如此之大,以至于他即便匿名提供答案,也能被人一眼认出。有一次一位瑞士科学家提出一系列问题公开竞猜,牛顿用了一天时间就解决了,并且匿名递交上去。兴奋的挑战者认为,只有牛顿,不会是别人:“我认得狮子的爪子。”有一次莱布尼兹设计了一个复杂的问题,专门为了难住牛顿,但是牛顿用了一个下午就把这道难题解决了。


艾萨克·牛顿(Isaac Newton,1643年1月4日-1727年3月31日)


然而,牛顿常常吵架,又很小气,这确实是真的——和胡克吵架;和惠更斯吵架;和莱布尼兹吵架,为的是谁先发明了微积分(他们两人几乎同时独立完成);和弗拉姆斯提德吵架,为了谁有权使用皇家天文学家丰富的天文观测记录。他私下里鼓励他的朋友参与争论,给他们提供“炮弹”,在一旁煽风点火,而很少自己出面进行自我辩护。


牛顿的崇拜者常常不满地看到,牛顿的伟大被这些卑下的争吵所玷污,在他们看来,既然一个人已经功成名就,他就应当处处都表现得像一个超人那样。


但也许正是牛顿那种自我主义,既迫使他卷入如此之多直言不讳的争论之中,又驱使他全神贯注作出如此之多的成果,以至今天的我们依然受益匪浅。无论如何,牛顿是人,不是神。仅仅这一事实就应该鼓励我们达到他那样的高度。


在20世纪的爱因斯坦之前,没有人能够成功地解决牛顿物理学留下的许多问题。


爱因斯坦在牛顿《光学》重出的一个版本的前言里写道:“对于他,自然界是一本打开的书,一本他读起来毫不费力的书。他用使经验材料变得井然有序的概念,仿佛就是从经验本身,从那些精致的实验中自动涌现出来的那样,他摆弄那些实验,就像摆弄玩具,并且还以无比的细致入微描述了这些实验。他集实验家、理论家、工匠尤其是讲解能手于一身。我们眼前的他,坚强,有信心,而又孤独:创造的乐趣和细致精密体现在每一个词句和每一幅插图之中。”

02

“野史”编织进科学史?科学旅程中鲜为人知的“歪门邪道”!


科学的殿堂中,我们看到的往往是辉煌的成功者,仰慕所谓的圣者。然而,在科学的历史发展过程中,从来不乏旁门左道甚至歪门邪道,有辉煌背后的失败者,还有凡人,甚至有小人和骗子。


迷信和神秘主义在18世纪的生活中依然流行。民间故事、民间医药、神话和巫术仍然支配着农民和乡村穷人的思想。吹牛者、骗子和庸医在熙熙攘攘的街道穿梭叫卖。在贵族和社会名流的官邸、宫殿和豪华的住宅里,财富与厌倦同步增长,这就催生了对新奇与古怪之物的追求。


牛顿带来的新世界观使人们感到不安。人们拒绝接受一个机械论的宇宙——仅受刻板的物理规律所控制。许多人仍然紧紧依附于教会,只是信心不如以前了。还有许多人转向追求过去所谓的安逸———寻找心理上的安全保护网,尽管它严厉苛刻但有着可以信赖的规则和仪式。


伏尔泰、狄德罗和富兰克林的时代也是卡里奥斯特、史威登保和梅斯梅尔的时代。这是一个科学和理性的思想家和占卜者鱼龙混杂的年代


正当史威登保和梅斯梅尔以科学家的生涯开始,又以神秘家的身份死去时,卡里奥斯特和其他骗子,例如所谓的圣日尔曼,从不夸口说自己是在作科学思考。卡里奥斯特和他的同事们既不鼓吹理性,也不是诚实的宗教徒,他们迷惑追随者的心灵,从轻信的公众那里骗取钱财,以填满自己的腰包。


卡里奥斯特可能是1743年出生于意大利的巴勒莫,人们相信他原来的名字是巴尔桑罗,历史学家称他是那个时代的“大骗子”。他周游欧洲各国首都,几乎涉猎过所有的神秘伎俩。他自称能从坟墓里召唤古埃及死人,变金属为黄金,预见未来,治愈病人,发现秘密宝藏,并且就像他的同代人,神秘的圣日尔曼一样,也许能长生不老——或者至少能活三四百年。


不用说,他愿意把最后一项特异功能与他那些有钱有势的追随者分享。当然,价格不菲。然而,价钱对于那些人来说不在话下,于是,由卡里奥斯特自己调制的奇异的长生不老药,也就成了权贵们华丽客厅里的享用品。卡里奥斯特不当街头的小贩,他定期在皇家宫廷里做骗人的买卖。有讽刺意味的是,他的垮台与一场声名狼藉的欺骗游戏有关,其间涉及法国王后的一串项链——终于导致他被捕入狱。


炼金术士(The Alchemist,Thomas Wijck,1640-1677, Rijksmuseum)


卡里奥斯特的同代人,圣日尔曼伯爵的知名度要低些。和卡里奥斯特一样,他也总是以欧洲富人和精英分子为目标。他的许多追随者相信他已经有好几百岁,圣日尔曼从来也不否定这类谣传。有一次,有人问他的随从,圣日尔曼是不是真的700岁了,随从回答不知道,因为他自己跟随圣日尔曼只有200年。


和卡里奥斯特一样,圣日尔曼也推出自己的魔幻长生不老药,宣称有治疗和通灵的能力。许多人说他确实发现过“哲人石”,这是炼金术士追求的基本目标。他们相信这种石头不仅可以变金属为黄金,而且可以给人类以力量、智慧和长寿。


18世纪许多人都忙于探求令人满意的精神系统——不管是宗教的、神秘的还是隐讳的——希望能超越令人沮丧的牛顿机械论宇宙。正当许多哲人、科学家和知识分子满足于对宗教采取自然神论者的姿态时,其他人仍然感到不满,于是去寻求他们所希望的所谓在生命和宇宙之间更深也更紧密的联系。

03

妇女能顶半边天,光彩夺目的女性科学家怎么可以被忽视


20世纪前半叶在许多方面值得庆贺———相对论的辉煌、量子物理学和初步认识原子结构等奇迹,遗传学和战胜疾病方面取得的进展以及远古人科动物化石的发现。但是,有一个值得庆贺的领域却往往被忽视了:妇女首次以不断增长的数目进入科学舞台。  


传统上,妇女一般都不受科学训练,或者没有资格接受训练,由此给科学带来的损失不可估量,尤其是科学革命以来的几个世纪里。 


在20世纪初期,开始有了妇女出现在科学中的范例,有一些妇女做得非常出色。这些19世纪出生,20世纪初接受教育的妇女往往面临诺埃特曾遭遇的情形。其他人,例如马尔特伯(Margaret Maltby,1853-1946)则从开风气之先的大学及其弹性的校规里找到了出路。


玛丽·斯可罗多夫斯卡对于科学的雄心远远超过其他妇女,她和一位已经在科学界享有盛誉的著名科学家结婚。她以其聪明才智、坚韧不拔、努力勤奋以及对自己的工作在物理学中之地位的洞察和理解,赢得了人们的尊敬。 


1895年7月26日,斯可罗多夫斯卡和皮埃尔·居里结婚,两年后,他们有了第一个女儿伊伦,后来也成为一名科学家,并且也是一位诺贝尔奖获奖者。1897年,玛丽开始以沥青铀矿作为实验对象,检验矿石中的元素并试图发现贝克勒尔报告的辉光从何而来。皮埃尔与她一起工作,两人发现,不是一种元素,而是两种元素与此有关。因此皮埃尔和玛丽在1903年与贝克勒尔分享诺贝尔物理学奖。


玛丽·居里(Marie Curie,1867年11月7日-1934年7月4日)


当皮埃尔1906年不幸去世时,他在索邦神学院的教学岗位转给了玛丽——这并不是皮埃尔的正式教授职务,尽管她的地位是诺贝尔奖获奖者——只是一个教学岗位,不过无论如何,在索邦神学院,这还是第一次把教学岗位交给一位妇女。然而,由于她是妇女,她在法国科学院院士竞选中落选。法国科学院从1666年建立以来,从未接纳过任何一位妇女,直到1962年。1911年,玛丽·居里成为唯一两次获得诺贝尔奖的人。这位身材矮小的波兰物理学家在任何意义和任何时代里都是真正的巨人。


也许没有其他女性科学家像玛丽·居里和她的一家那样,获得如此之高的尊敬和名声。她的科学生涯开始于她所从事的物理学领域突然间备受关注的年代,而她本人的坚强性格和非凡才能反过来又为该学科增添了更多的魅力和来自公众的敬畏。 


但是其他妇女,特别是近年来的妇女,在从事科学的同时,都已经有了家庭负担。1906年出生的戈佩特(Maria Goeppert,1906-1972),可以算是名副其实的第二代。戈佩特来自一个科学世家———尽管她出生的德国反对妇女进入大学,但她父亲还是鼓励她学习,并且希望她进入大学。戈佩特在科学家的圈子里长大,成为一名科学家似乎是顺理成章的事情。


和玛丽·居里一样,她也嫁给了一位科学家,是美国人,名叫乔·梅耶(Joe Mayer),受洛克菲勒奖学金的资助而来到德国。后来他们在美国定居,她希望在一所更宽松的美国大学里找到一个教学岗位。然而,她的领域——量子物理学——在美国不怎么出名,再加上其他排挤因素,使得她的求职之路困难重重。不过,她还是找到了一个薪水微薄的研究助理的工作。她成功地把量子力学运用于物理化学中,从而作出了突破性的贡献,在这一课题上发表了好几篇重要论文。 


戈佩特梅耶在1933年有了第一个孩子,这一年也是犹太科学家从德国大批离去的开始。由于她所从事的领域里第一流的科学家大多来到美国,结果使她有机会向这些科学家请教。物理学家泰勒(Edward Teller,1908-2003)邀请她一起工作,因为她擅长数学,在这个领域里作出过重要贡献。


1963年,戈佩特梅耶荣获诺贝尔物理学奖。在一次采访中她说道:“如果你爱科学,你真正需要的就是继续工作。诺贝尔奖会使你激动,但是它决不会改变什么。”


当妇女选择科学作为职业时仍然面临特殊的挑战,但是,要达到事业和家庭的平衡并不只有一条道路。在21 世纪初,科学界中妇女数目正在增长。有一个促进妇女投入科学的网站不再开列1975年以后的女性科学家名单,理由是人数太多了。这场战斗也许已经接近胜利。


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2位幸运读者将获赠图书一本

科学的旅程

作者: [美] 雷·斯潘根贝格/[美] 黛安娜·莫泽著  

郭奕玲/陈蓉霞/沈慧君 译

培养“创造性思维” “批判性思维”,进行科学教育的前所未有的好教材。曾荣获中国出版政府奖、中华优秀出版物奖、国家图书馆文津图书奖、引进版科技类优秀图书奖、美国纽约公共图书馆“最佳青少年读物”获奖作家代表作等海内外多项大奖,入选年度全行业优秀畅销品种、影响教师的100本图书、年度最值得一读的30本好书。

-End-

观点资料来源:《科学的旅程》

转载及合作请发邮件:scb01@pup.cn

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