■劉亞偉
“天之初,本奇點(diǎn);古神話,說起源。擲飛矛,詰問先;有假說,試解難……”這是《少兒科普三字經(jīng)》起首的幾句。
上個(gè)世紀(jì)的最后一年,一位書商找到我,問我能否為孩子們寫一本“科普三字經(jīng)”——用傳統(tǒng)蒙書《三字經(jīng)》的形式,不超過兩千個(gè)漢字的容量,把古今中外的科學(xué)發(fā)展史作一概括性的描述。雖然我平時(shí)讀書比較雜,興趣愛好也相對(duì)廣泛些,但對(duì)于科學(xué)門外漢的我,這仍是一件很具挑戰(zhàn)性的工作。硬著頭皮大著膽接下了這個(gè)活,經(jīng)過一年多努力,竟然寫出了一個(gè)初稿。書商拿著這初稿到國家科協(xié),請(qǐng)有關(guān)專家審讀,不料碰了釘子。書商回來跟我說,專家們表達(dá)了大致同樣的疑惑:科學(xué)知識(shí)是非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,要求盡量精確的表達(dá),用傳統(tǒng)三字經(jīng)形式,來表達(dá)這樣的內(nèi)容,合適嗎?
那位書商知難而退了。被扔在了半路上的我,無法如此輕率地對(duì)待自己辛苦勞動(dòng)的成果——這部《少兒科普三字經(jīng)》涉及到人類科學(xué)發(fā)展史上所有具有里程碑意義的重要事件,寫到了100多位科學(xué)家的事跡,知曉其中的每一個(gè)事件,了解其中每一個(gè)人物,最起碼都要讀完一本書;然后把其精髓用十幾個(gè)字概括出來,還要努力達(dá)到“信達(dá)雅”,遇到幾多攔路虎,涉過幾多深水灘,多少回推倒重頭來,多少次苦吟到天明……中間的甘苦只有自己才真正知道,怎么能如此輕言放棄?
我決心自己來完成這件有意義的工作。先后跑了幾家出版社,都是熱臉貼上冷屁股,無奈之下,我給自己做了個(gè)策劃:把《科普三字經(jīng)》初稿推薦給正在上小學(xué)四年級(jí)的女兒的班主任,在他們班上試用,而后以一個(gè)家長的口吻給媒體寫信爆料。
2001年六一兒童節(jié)前,終于引起《北京晚報(bào)》、《北京電視臺(tái)》、《北京青年報(bào)》等媒體的關(guān)注和報(bào)道,出版社果然競(jìng)相上門搶約。2002年7月,《少兒科普三字經(jīng)》正式出版面市,周光召、路甬祥、徐匡迪三位先生欣然為本書題詞;在國家科技館舉辦的新書首發(fā)式上,中國科協(xié)副主席胡啟恒女士握著我的手說:“你做了一件科學(xué)家們想做而做不了的好事,我和我的同事們謝謝你!”
在這件事上,我執(zhí)著的信念和堅(jiān)持下去的信心,來自寫作這部《科普三字經(jīng)》過程中獲得的領(lǐng)悟。書商碰到的那幾位專家,他們的話不是沒有道理,科學(xué)知識(shí)的確需要嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確的表述。用傳統(tǒng)三字經(jīng)的樣式和1000多個(gè)漢字,概括哪怕科學(xué)發(fā)展史上任何一位科學(xué)家所作的貢獻(xiàn),想做到嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確,都是無法實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。更何況人類文明幾千年積累下來的科學(xué)知識(shí)浩如煙海,顯然,普及科學(xué)知識(shí)并不是這本書的任務(wù)。
這本書應(yīng)該告訴孩子們些什么呢?
對(duì)此,開始我也不是很自覺,我邊構(gòu)思邊學(xué)習(xí)、摸索、思考,直到有一天突然醒悟:古人云,授人以魚不如授人以漁??茖W(xué)技術(shù)分門別類,千差萬別,其內(nèi)容之豐富需要一個(gè)巨大的圖書館來承載,而引領(lǐng)科學(xué)探索和科學(xué)研究的科學(xué)精神卻是古今中外一以貫之的。
我的思路豁然大開。
在我們的教育中,比學(xué)習(xí)知識(shí)更重要的是培養(yǎng)孩子們獨(dú)立思考的能力,發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力。展示人類對(duì)大自然的探索歷程,讓孩子們從中領(lǐng)悟到——科學(xué)的活力,就在于它具有一種自我改進(jìn)自我糾錯(cuò)的機(jī)制,從而破除對(duì)里程碑式的大人物,對(duì)已有結(jié)論、規(guī)律的迷信,對(duì)“一貫這樣”“本來如此”——敢于說不,使他們從小學(xué)習(xí)和逐步建立一種理性、客觀、寬容、多元的科學(xué)精神,才是這本科普三字經(jīng)應(yīng)承擔(dān)的任務(wù)。
現(xiàn)在回想那段構(gòu)思寫作過程,覺得自己好似在人類科學(xué)發(fā)展史留下來的一座座里程碑間穿行、徜徉:從宇宙的形成、結(jié)構(gòu),生命的出現(xiàn),人類文明最初的曙光,中國古代的四大發(fā)明,巴比倫、古印度、古埃及、古希臘這幾大古文明留下的遺產(chǎn),歐洲文藝復(fù)興,近代科學(xué)革命,第一次工業(yè)革命,電氣化時(shí)代的到來,相對(duì)論的建立,核能的發(fā)現(xiàn),人類基因組的破譯,一直到人類進(jìn)入信息化時(shí)代……
一路上,不時(shí)地與一位位里程碑式的偉大人物相遇:亞里斯多德、阿基米德、歐幾里德、托勒密、達(dá)芬奇、哥白尼、布魯諾、伽利略、開普勒、笛卡爾、波意爾、牛頓、瓦特、焦耳、拉瓦錫、奧托、門捷列夫、萊特兄弟、奧斯特、法拉第、施萊登、孟德爾、麥克斯韋、莫爾斯、貝爾、愛迪生、貝爾德、倫琴、湯姆遜、貝克勒爾、居里夫婦、普朗克、弗萊明、愛因斯坦……
牛頓曾說:“如果說我比別人看得更遠(yuǎn)些,那是因?yàn)槲艺驹诹司奕说募缟稀!?/p>
經(jīng)過對(duì)人類科學(xué)發(fā)展史的這一番梳理,我明白了牛頓這話的深層含義——原來,“站在巨人的肩上”,不僅僅是繼承發(fā)揚(yáng),還有對(duì)前人的不斷質(zhì)疑,對(duì)已有結(jié)論的大膽否定,是人類對(duì)自己的持續(xù)超越。因此所謂繼承,換一個(gè)角度看,就是糾錯(cuò)。
仔細(xì)考察每一科學(xué)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程,我們會(huì)看到,其實(shí)都是人類不懈地求真、求實(shí)、求真知的過程,是人類以每一代每一個(gè)人有限的認(rèn)識(shí)能力,去探究、探知外在的無限存在和客觀規(guī)律的一個(gè)永無止境的過程。在這個(gè)過程中,科學(xué)又總是以后人不斷發(fā)現(xiàn)前人認(rèn)識(shí)中的缺陷、不足、錯(cuò)誤、并予以修正、補(bǔ)充,乃至推翻其中某些錯(cuò)誤結(jié)論而前進(jìn)和發(fā)展的。
比如人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí):17世紀(jì)的科學(xué)巨匠牛頓認(rèn)為光是一群微粒流,這種說法解釋了光的直線傳播性質(zhì)以及反射、折射現(xiàn)象。與牛頓同時(shí)期的荷蘭物理學(xué)家惠更斯則提出波動(dòng)說,認(rèn)為光波和水波相似,是從發(fā)光體發(fā)出的一列列波,光波并不伴有某種物質(zhì)的輸送,這種說法解釋了光交叉通過互不干擾的問題,也能解釋光的反射、折射現(xiàn)象。
但由于波動(dòng)說解釋不了人們最熟悉的光的直進(jìn)和顏色的起源等問題,再加上牛頓在學(xué)術(shù)界久負(fù)盛名,他的擁護(hù)者對(duì)波動(dòng)說橫加指責(zé),把波動(dòng)說壓了下去,而微粒說在光學(xué)界稱雄整個(gè)18世紀(jì)。
進(jìn)入19世紀(jì),波動(dòng)說重新活躍起來,人們通過光的干涉實(shí)驗(yàn)、光的衍射實(shí)驗(yàn)、對(duì)光速值的精確測(cè)定,向微粒說發(fā)起沖擊,一個(gè)個(gè)嶄新的實(shí)驗(yàn)事實(shí),使波動(dòng)說進(jìn)入一個(gè)“英雄時(shí)期”。
正當(dāng)波動(dòng)說歡慶勝利的時(shí)候,意外的事情發(fā)生了:波動(dòng)說認(rèn)為,光是依靠充滿于整個(gè)空間的連續(xù)介質(zhì)——以太做彈性機(jī)械振動(dòng)傳播的。1887年,美國物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷使用當(dāng)時(shí)最精密的儀器,設(shè)計(jì)了一個(gè)精巧的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果證明,地球周圍根本不存在什么機(jī)械以太。沒有以太,光波和電磁波是怎樣傳播的呢?新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)又一次要置波動(dòng)說于死地。后來還是愛因斯坦的光量子說實(shí)現(xiàn)了微粒說和波動(dòng)說的完美結(jié)合,他認(rèn)為光既有波動(dòng)性,又有粒子性,這叫光的波粒二象性,使人們對(duì)光有了更深刻的認(rèn)識(shí)。
又比如在人類對(duì)燃燒的奧秘的探尋中,起初占統(tǒng)治地位的是燃素說,認(rèn)為一切可燃物內(nèi)部都存在著燃素,燃燒的原因在于可燃物放出燃素。后來法國化學(xué)家拉瓦錫通過一系列的金屬燃燒實(shí)驗(yàn),證實(shí)了金屬燃燒時(shí)會(huì)發(fā)生一種氧化還原反應(yīng),據(jù)此,他提出了科學(xué)的氧化燃燒學(xué)說,推翻了燃素說,揭開了燃燒的秘密。
美國哲學(xué)家蒯因說:“我們所謂的知識(shí)或信念整體,從地理和歷史的最偶然的事件到原子物理學(xué)甚至純數(shù)學(xué)和邏輯的最深刻的原理,是一個(gè)人工織造物。”這個(gè)人工織造物——人類全部知識(shí)體系,是人們根據(jù)有限的經(jīng)驗(yàn)對(duì)未知的未來作出的想象?!八皇茄刂吘壨?jīng)驗(yàn)緊密接觸”,而人類的經(jīng)驗(yàn)是相當(dāng)有限的。當(dāng)這個(gè)想象偶爾被驗(yàn)證,我們欣喜莫名,新的知識(shí)誕生了。這讓人記起那個(gè)瞎子摸象的故事,在那個(gè)故事里,甲摸到的是象腿,乙摸到的是耳朵,丙摸到的是鼻子,丁摸到的是肚腹,四個(gè)瞎子合起來,形成了對(duì)大象的完整認(rèn)識(shí)。
但是,倘若四個(gè)人摸到的都是象腿呢?
在科學(xué)探索的路途上,人類就像那四個(gè)摸象的瞎子,而人類面對(duì)的未知世界卻比瞎子們摸的大象不知要大多少,大得無法比擬,復(fù)雜得無從理喻。那么,我們從那么一丁點(diǎn)兒的已知世界中獲得的知識(shí),由這些破碎的知識(shí)拼湊起來的知識(shí)體系還那么可靠嗎?
也許,比知識(shí)體系更重要更可靠的是人類建立在科學(xué)精神基礎(chǔ)上的洞察力。
人們每天醒來,首先需要確認(rèn)的是:我是誰?緊接著的第二個(gè)問題是:我在哪里?人就是這樣“一個(gè)在他生存的每時(shí)每刻都必須查問和審視他的生存狀態(tài)的存在物”(恩斯特·卡西爾《人論》)。而回答這兩個(gè)問題,需要憑借我們的記憶。里程碑,作為人類的群體性記憶的標(biāo)識(shí),就是這樣一種輔助人類記憶,確認(rèn)自己存在狀態(tài)的符號(hào)。
《西游記》里有一個(gè)故事,說孫猴子被如來佛抓在手心里之后,翻了一個(gè)筋頭云,落地之后眼前有一座五指山,心說,我要留下個(gè)記號(hào),免得日后他們不承認(rèn)我到過此地。就在山下撒了一泡尿,并寫到:老孫到此一游。
作為人類建立的一種符號(hào)性標(biāo)志,最初的里程碑也許可以追溯到人類從山林走向開闊的平原時(shí),沿路留下的一些識(shí)別標(biāo)志,表示我曾來過這里,或者主張對(duì)此地域內(nèi)的權(quán)利,就像孫悟空在如來佛手指頭下撒的那泡尿,或是山林中的野獸用氣味作的標(biāo)識(shí)。
在人類出現(xiàn)之前,地球和宇宙早就存在了。孤獨(dú)的人類,在浩茫無際的宇宙中摸索探索,一路走來,篳路藍(lán)縷,以啟洪荒。一邊通過文字、石刻、建筑、以及各種技術(shù)的發(fā)明和器物的創(chuàng)造,在廣袤的大地上到處留下自己的痕跡。
雖然科學(xué)的發(fā)展大大拓展了人類的認(rèn)知能力,尤其是近二百多年來,人類在迅速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)的支持下,甚至已經(jīng)具備了局部改變地球面貌的能力。但即便如此,人類已知的領(lǐng)域相對(duì)于大自然的神秘,仍然猶如海上的冰山,我們所能看到的只能是它的一角。然而也正是關(guān)于這一角的知識(shí),成了我們對(duì)于水下不可見部分想象和揣摩的憑借和根據(jù)。
人類所掌握的知識(shí)是很局限的,大自然對(duì)于人類是不可思議的,生命是不可思議的,我們自己也是如此。大自然是人類永遠(yuǎn)的老師。我們能看到和發(fā)現(xiàn)的只不過是些皮毛,我們是緣槐夸大國的螞蟻,是井底之蛙,是自大的夜郎人。
可以說,科學(xué)探索和研究,是人類耗費(fèi)最多精力進(jìn)行的一種智力游戲,一代代人前赴后繼,樂此不疲。當(dāng)初所有最深刻的鼓舞人心的發(fā)現(xiàn),最后都變成了再普通不過的常識(shí),變成我們的生活方式,變成我們自身。每一次發(fā)現(xiàn)都是一次解放,是人類自由王國的一次拓展,活動(dòng)空間的一次拓展,都值得用里程碑的形式留下紀(jì)念。
人的世界是一個(gè)意義環(huán)境,里程就是其中的意義之一。里程碑,作為人類樹立起來的一種紀(jì)念標(biāo)志,是人類的一種自我鼓勵(lì)、自我期許和自我肯定,是人類對(duì)所處世界的一種形象化的把握方式。它不僅通向過去,是一個(gè)回顧和總結(jié);同時(shí)還指向未來,包含著對(duì)明天的想象。它們代表著人類的知識(shí)體系,作為整體,它運(yùn)作良好,能夠有效地指導(dǎo)我們的行為,并且相信富有成效的探索道路保持開放。如果某一次偶然的經(jīng)驗(yàn)同原來的知識(shí)發(fā)生沖突,就會(huì)引起知識(shí)體系內(nèi)部的調(diào)整。因此,切不可對(duì)其神化固化,定于一尊。在科學(xué)發(fā)展史上,這種調(diào)整和改動(dòng)每時(shí)每刻都在發(fā)生。
時(shí)間會(huì)改變?nèi)祟愃J(rèn)識(shí)的所有事物的位置,包括人類所樹立的里程碑的位置。如果我們把眼光放得長遠(yuǎn)一些,就會(huì)看到,原來的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明,原先的激勵(lì)和開放,會(huì)漸漸變成束縛和局限,直到下一次發(fā)現(xiàn)把這種束縛和局限打破。一句話,人類的知識(shí)沒有永恒不變的基礎(chǔ)。
比如人類對(duì)宇宙起源及結(jié)構(gòu)的探索。古希臘天文學(xué)家托勒密在公元二世紀(jì)提出的“地心說”被公認(rèn)為天文學(xué)的第一座里程碑,他認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的,月亮、太陽以及其他所有的行星都圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這種學(xué)說曾給人類的活動(dòng)以很大幫助,不僅引領(lǐng)人們對(duì)行星、星座、月食、日食的模式作了細(xì)致的研究,還把天文知識(shí)運(yùn)用到航海實(shí)踐中。由于“地心說”與西方宗教神學(xué)對(duì)宇宙的解釋很接近,因此在此后的1400多年中被當(dāng)作不可改變的絕對(duì)真理。
一直到16世紀(jì),才有波蘭天文學(xué)家哥白尼對(duì)“地心說”提出質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。認(rèn)為太陽才是宇宙的中心,地球和其他星球圍繞太陽作勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球本身也有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
后來,隨著望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明,人類的目光進(jìn)入宇宙深處200億光年的地方,發(fā)現(xiàn)宇宙中有許多星系,每個(gè)星系都是由幾十億至幾千億顆恒星和氣體、塵埃構(gòu)成的,占據(jù)幾千光年至幾十萬光年空間的天體系統(tǒng)。太陽系所在的銀河系就是這樣一個(gè)普通的星系。這時(shí),一度被當(dāng)作真理,布魯諾甚至為之付出生命代價(jià)的“日心說”又成為昨日黃花。
對(duì)這個(gè)探索過程,我在《少兒科普三字經(jīng)》中是這樣概括的:
托勒密,地心論,繞地球,天體運(yùn)。
哥白尼,說日心;布魯諾,被火焚。
開普勒,三定律,天體行,有法紀(jì)。
星云說,自康德,微粒聚,天體合。
哈勃氏,見虹移,天膨脹,方有據(jù)。
伽莫夫,新模型,大爆炸,宇宙生。
宇宙到底有多大,人類憑借現(xiàn)在的科學(xué)手段還不能回答這個(gè)問題。人類在一定階段所認(rèn)識(shí)的宇宙總是局部的、有限的、相對(duì)的。并且人類被限制在宇宙之中,無法站到宇宙外面,從一個(gè)沒有任何偏見的視角,來刻畫宇宙的真實(shí)面目。
康德曾把牛頓的空間觀和歐氏幾何當(dāng)作科學(xué)研究一個(gè)永恒不變的起點(diǎn),但是愛因斯坦的相對(duì)論卻反駁了歐氏幾何和牛頓的空間觀。
我們不是公正無私的絕對(duì)觀察者,我們只是地球上一群時(shí)刻面臨生存挑戰(zhàn)的卑微生物。就像面對(duì)無邊無際的浩茫宇宙,人類的望遠(yuǎn)鏡永遠(yuǎn)望不到宇宙的邊緣一樣,里程碑及其所代表的知識(shí)體系,只是幫助我們有效探索的工具,而不是絕對(duì)真理。
科學(xué)總是充滿疑問,容易變動(dòng)。即使科學(xué)知識(shí)體系中那些最為核心的部分,在庫恩的“范式轉(zhuǎn)變”發(fā)生時(shí)也會(huì)被推翻。那些希望我們擁有固定不變的特殊支撐點(diǎn),以獲取真理的想法,不過是人類早期絕對(duì)主義思維模式的殘留而已。
也許可以這樣說,在人類知識(shí)領(lǐng)域里,不存在絕對(duì)正確的東西,如果有人宣稱他掌握了放之四海而皆準(zhǔn)的永恒真理,或者號(hào)稱自己永遠(yuǎn)正確,那么他如果不是一個(gè)瘋子,就是一個(gè)騙子。
如果有人非要尋找一些不變的事物,也許信仰比科學(xué)更適合作為基礎(chǔ)。