科学童书怎么读？

科学的力量，来自科学知识背后的思维方式和方法论——观察、发现问题、提出假设、实验和分析、验证或者推翻假设。或者一言以蔽之：这种力量的来源，是每一条科学知识背后的，“我们到底是怎么知道的？”

科学童书缺了点什么？

我是个科学家，也是两个可爱女儿的爸爸。我们家老大丫丫今年6岁，大概从她不到两岁开始，和她一起捧起本童书，边读边讨论，是我做的最乐此不疲的事情之一。和很多孩子一样，从她三四岁开始，就开始把“为什么”挂在嘴边，喋喋不休地指着这个那个缠着老爸问问题。而我呢，作为一个科学家奶爸，就顺水推舟地把陪伴她閱读的重点转到了科学童书上，DK儿童百科、拉鲁斯小百科、神奇校车、加里古子的科学绘本……消磨了我们很多床头和灯下的时光。

其实严格说起来，刻意挑这些科学书来一起读，倒不是完全因为我自己的职业。

一方面，我觉得科学可能是回答孩子“为什么”问题最好的入口。在我看来，“为什么”是一个有魔力的问题。在孩子们问出“为什么”这个问题的时候，他们小小脑瓜里一定隐藏着这样的一个预设前提：我相信这个世界的万事万物一定不是乱七八糟胡乱组合的，它们背后一定有各种各样的奇妙联系和神秘道理；而我，想知道这种联系和道理是什么。也就是说，在问出这个问题的一瞬间，我们就知道，我们的宝宝们已经在关注世界万事万物背后的联系和逻辑了。

近代以来，大概再也没有什么比科学能更好解释事物联系和逻辑的方法论了。在我看来，即便是论想象力，论纯粹的美感，论震撼人心的力量，科学讲出来的故事，也远超过文学的故事。比如说吧，在牛顿的万有引力定律之前，再有想象力的神话传说和文学作品也不会设想一个人生活在圆球上、头下脚上也不会掉下去的世界吧？在达尔文的进化论之前，谁能设想人类的远祖居然浑身长毛、长得活像猩猩？在量子力学登堂入室之前，谁又能真的想象和接受一个你可能同时在这儿和那儿，一只猫可能同时又是活的又是死的的世界？

就是带着这样的期待，我和女儿一起阅读和讨论了很多很多本科学童书。但是必须得说，单就这些书本身而言，我不是太满意。倒不是说书的制作有什么问题，实际上很多科学童书的设计对孩子们是很有吸引力的。不管是精美的装帧、有趣的插画，还是专门设置的故事情节（比如《神奇校车》故事里，孩子们坐着校车去探索的设计），都能让我的女儿看得津津有味。但如果剥开这些外壳，我最不满意的地方是，在这些书本里，科学内容是以“点”的形式存在的。换句话说，但从文本里，孩子们看到的是一系列“科学事实”。

当然了，煞费苦心的作者们确确实实把这些散落的点成功地串联了起来——不管是通过百科索引的形式还是虚拟故事的形式——但是这些知识点本身，仍然是散落的。

散落的科学知识点有什么不对吗？说得宽泛一点，我们成年人掌握的科学知识，八大行星绕着太阳转、氢气和氧气点燃会变成水、人和猿猴有着共同的祖先……其实也都是一个一个的知识“点”。让孩子们从小就接触和熟悉这些知识点不是很好的事情吗？

科学为什么重要？

在我看来这个问题的答案，还真的没有那么显而易见。

让我们先后退一步，问自己一个问题：我们学习科学知识，也为自己的孩子做科学启蒙，到底是为了干什么？

当然，在今天不管什么考试，大概都离不开科学方面的题目，这是个很现实的原因。抛开这个不谈，这些知识真的重要吗？

我想一个真正重要的原因是，在过去两三百年的时间里，科学确确实实让我们的世界、我们的生活、我们的世界观产生了翻天覆地的变化。这段历史让我们知道，不懂科学很可能会让我们在今天的世界上茫然无措、无所适从、常怀恐惧。

我们来举一个例子说明这一点：照相机在100多年前被洋人带到中国，但是这个体形巨大的怪东西却着实把中国人吓得不轻。不管是达官贵人还是平头百姓，都怀疑这个能够把人像一丝不苟描绘出来的洋玩意儿不怀好意，甚至“能摄魂”。今天我们当然觉得这个观点很可笑很幼稚，但是放在那个时空里，这种想法其实是非常自然的。

为什么呢？相机这个东西看起来简单，但是它背后其实代表着欧洲科学从文艺复兴起数百年的成就，至少包括光学（知道光是直线传播，知道折射定律，知道小孔成像）、生物学（知道人眼睛看到东西是光入射而不是人眼睛发光，知道晶状体是块放大镜），还有化学（卤化银见光分解产生银颗粒，显影和定影技术等）。

把这么多科学成就堆积在一个方盒子里，突然呈现在对现代科学一无所知的中国人面前，他们不觉得惊骇才怪！套用神秘主义和阴谋论的解释大概反而更顺理成章一点。

你看，这就是科学的力量，它给了我们理解今天这个世界的信心和知识基础。

科学方法论的价值

事情还没完。

我们继续追问：科学这种力量是怎么来的呢？打个比方，一个人死记硬背，记住了相机背后的所有知识点——从光是直线传播到卤化银见光能分解——他/她是不是就能立刻获得这种信心和知识基础？

我觉得还是不能。

科学的力量和传统力量相比，有一个非常深刻的区别。它的力量不是来自权威——否则我们引用《圣经》说人是上帝创造的，和引用《物种起源》说人是猴子变来的就没有任何区别了，无非是两个观点不同的权威在打架而已。再举个例子，如果我们仅仅记住课本上说的太阳系有几大行星、名字分别是什么，那这个信息本身是不提供任何力量的，因为它无非是来自一个权威的某种宣言而已。之所以举这个例子，也是因为就在几年前，国际天文联合会正式修改了行星的定义，把冥王星踢出了行星的行列，课本上用了好几十年的“九大行星”正式改成了“八大行星”——你看，仅仅记住一个知识点，还有可能分分钟就被打脸呢。

科学的力量，也不在于能够直接指导和干涉人们的生活。我们可以打个极端一点的比方。哪怕就是今天，对于一个农民来说，是地球绕着太阳转还是太阳绕着地球转，太阳系有几颗行星，对于他/她理解季节、规划劳作、预测晴雨年成实际上并没有什么不同！我们可以想象，今天世界上积累的绝大多数科学知识，对于一个普通人来是都是难以理解的、没有实际功用的。打个比方，今天的普通人，世界观大概仍然是牛顿力学的、经典决定论的，他们很难想象光速为什么无法超越，为什么光到了太阳边上会拐弯，无法理解薛定谔的猫为什么可以又死又活，但是这并不会影响他们的生活和工作。

那科学的力量是怎么来的呢？

我觉得，这种力量来自科学知识背后的思维方式和方法论——观察、发现问题、提出假设、实验和分析、验证或者推翻假设。或者一言以蔽之：这种力量的来源，是每一条科学知识背后的“我们到底是怎么知道的”。

太阳系有几颗行星，靠死记硬背你可以掌握得很好。但是这条知识最重要的力量，是我们怎么知道太阳系有几颗行星的——通过日复一日地记录天空每颗星星的位置，我们的祖先发现了行星运行的规律；为了解释这些规律，假设地球绕太阳转要比反过来容易得多；为什么一开始人们假设地球绕太阳做圆周运动而后来修正成了椭圆轨道；椭圆轨道本身直接提示了万有引力的存在；万有引力不光解释了五大行星的运动还直接让我们计算出了海王星……

是这些“我们到底是怎么知道的”过程，让我们逐渐逼近客观世界的真相，让我们不光能解释已知世界，还能对未知世界做出可靠的预测——而这，才是科学的力量源泉。

是这个过程让我们对科学的方法论有了足够的信心，让我们对经过科学检验的声明有了足够的信心。

怎么读科学童书：我的建议

说到这，我想你应该能明白我的不满意。大多数科学童书强调的是知识本身，让孩子们学习的是“我们所知道的”，而忽略了“我们到底是怎么知道的”。

当然，我也能理解童书创作者们的苦衷。相比有趣生动的科学知识本身，讲述“我们是怎么知道的”是一件吃力不讨好的事情。在很多时候，科学发现的过程枯燥、漫长而又痛苦。而且相比公主王子或者萌萌的动物，科学家们作为故事主角也显得特别无趣。但是无论如何，科学童书却丢掉了科学最重要的力量源泉，我觉得这是件特别可惜的事儿。

但是，如果把童书提供的知识“点”作为阅读和讨论的基础，从这些点发散开来，我想就又不一样了，我们完全可以在阅读的时候，自己用散落的知识点，串出一个鲜活的科学世界来！

第一条线，当然就是“我们到底是怎么知道的”。比如说吧，如果童书里提到太阳系的行星，我经常会给女儿讲讲天文学家的故事，他们怎么在夜晚记录每一颗星星的位置；他们怎么记录着记录着就发现有五颗很调皮捣蛋的星星经常改变位置，所以叫它们“行星”；他们怎么发明了望远镜能看到更多星星，然后又是怎么发现了天王星和海王星……每一个小故事代表的就是人類如何利用科学的逻辑和方法论，又获得了一点关于真实世界的知识的过程。这些故事有时间、地点、人物、情节（当然，必须得承认，很多时候我也得提前谷歌那么一阵子），女儿听起来津津有味，而且还经常有更新的问题冒出来难倒我。

第二条线就更幻想一点：“我们自己能怎么知道。”还是拿行星做例子吧，如果今天我们父女俩希望自己去验证一下太阳系里是不是行星绕着太阳转，到底有多少行星，它们在哪儿，我们可以在脑海里造一艘飞船，飞得越来越高，越来越远。我们能看到蓝色的地球在我们脚下，而我们的城市云雾覆盖，正在下着小雨；我们能看到圆圆的有个星球在绕着地球旋转，没错那就是月亮；如果我们飞到很远很远的地方看太阳，隐隐约约确实能看见地球在慢慢绕着太阳转，要是快进播放，还能看到它旋转的轨道是圆形的！我们还能把自己缩小，去身体里看看食物怎么被消化；还能变成一个小小的细菌，看看自己在水里面是怎么游泳的……

我们还经常会编织出更“科幻”的第三条线：What If（如果……会怎么样？）比如说吧，我们会一起想象，要是太阳突然消失了，地球会怎么样？还能不能继续转动，还能不能看到白天和黑夜？如果太阳突然变大，变成现在的100倍呢？如果我们身体里的胃消失了，我们吃下去的食物会怎么样，我们的身体会怎么样？如果我们的胃像牛的一样也有好几个呢？如果我们没有发明飞机，人们的生活会发生什么变化？如果飞机飞得比现在快100倍呢？在这些问题的讨论里，我和女儿经常会沉浸在自己创造的世界里乐此不疲。而实际上，What If问题的背后，也仍然是科学的逻辑和方法论在起作用——我们只有知道了真实世界为什么是这个样子，我们才能想象出What If那个世界的神奇场景。

我推荐的书中有一本《如果把银河系装进盘子里》就是很好的例子。其实，光看题目就能猜出来这本童书把“What If”的思路推广到了极致：如果地球的生命被压缩成一年，那人类的生命一共有多长？如果把地球上的水装进100个杯子里，我们能喝的水能有几杯？如果银河系变成一只盘子，宇宙里的盘子堆起来能堆多高？这些问题的谈论，本身就是在追逐新知识和新想法的过程：原来相比地球的一生，我们人类是这么年轻和渺小；原来宇宙中居然有这么多我们可以幻想和向往的地方！

你也许会觉得，这么读童书是不是也太累了！明明和孩子们一起看看图画、讲讲书里的故事他们已经很开心了嘛。这当然没错，实际上我自己也做不到把每本科学童书都这么掰开了揉碎了和女儿一起探讨，而且也肯定不是每个话题每本书都能让女儿兴致勃勃。但是我也同时觉得，好的科学童书提供了一个非常珍贵的入口，借由书中提供的散落的科学知识宝石，再诱导下我们的科学思维，开动出我们的想象力，还真的可能穿针引线、编织出一个熠熠生光的地图来，带着我们走向一个特别美、特别震撼人心的科学世界。如果每次总是停在搜寻一颗颗宝石本身，是不是有点可惜？

〔王立铭，神经生物学家，科普写作者。浙江大学生命科学研究院教授、博士生导师。北京大学本科毕业，美国加州理工学院博士，“最佳论文奖”获得者，国家“青年千人计划”入选者（2014年），香港求是基金会“杰出青年学者奖”获得者（2015年）。著有大众畅销科学读物《吃货的生物学修养：脂肪、糖和代谢病的科学传奇》（此书获得2016年文津图书奖，入围2016年“中国好书”）、《上帝的手术刀：基因编辑简史》〕