说明文奥秘二则

孙绍振

科学精神：对“眼见为实”的批判——读《织女星和牵牛星》

这是一篇科学普及小品，讲的是科学道理。从科学的客观、理性、严密性来说，是不能带感情的，但这篇文章并不是专业的科学论文，而是科学普及小品，其读者对象并不具备严密的科学知识基础。要把严密的科学知识传达给缺乏科学基础知识的读者，就不能光凭抽象概念的演绎，必须借助感性。感性就是读者的五官可以感知的，或者说有感性经验为基础的。

关于织女星和牵牛星的距离，关于银河系的科学知识，都是超越读者的感性经验的。作者的任务就是要从读者有限的感性经验出发，诱导其想象，激发其兴趣，以达到理解科学知识的目的。为此，作者采取了几种手段。

首先，从牛郎、织女鹊桥相会的传说出发。这个传说是不科学的，为什么要引用？因为是感性的，读者容易感受，故事的过程和悲剧结局，容易激起读者的感情，引起读者的兴趣。这种趣味属于情趣范畴。如果停留在这个传说上，则没有科学性可言。作者的匠心在于，激起情趣之后，引出了科学知识。这种科学知识不但与传说相反，而且与读者直接观感相反。牛郎星和织女星从地球上观察好像距离并不遥远，好像二者真能跨越银河相聚似的，但是科学家告诉我们：

这两颗星永远没有相遇的机会。它们和太阳一样，都是恒星。织女星的光辉是太阳的50倍，牵牛星的光辉是太阳的10倍有余，只因距离我们太远了，所以看去只不过是两颗比较大的星。天文学家又告诉我们，织女星距离地球26光年，牵牛星距离我们较近，但是也有16光年。

在日常生活中，我们常说“耳听为虚，眼见为实”，这几乎是天经地义的常识，但是科学与常识往往相反，或者从理论上说，科学乃是对常识的某种批判。第一，牵牛星与织女星是恒星，相对来说是不动的；第二，二者的距离与目睹的并不遥远相反，是非常遥远的。这当然会引起读者的好奇。

其次，引出了“光年”的概念。这个概念作者先用通俗的科学语言阐释，“光年”就是光运动一年的距离，光的速度是每秒钟30万公里。一天能走259.2亿公里，一光年就是它的365倍。作者接着从理论上解释说，这样遥远的空间距离，为什么不用空间概念（如公里）计算？作者顺带一筆，提示读者，因为数目太大了，只好用速度最快的光的运行时间来计算。这本来比较科学了，读者也不难理解，但是，毕竟数量太大了，读者想象起来还是有难度。于是作者把这种科学知识与日常生活经验联系起来：

这种用时间来表示距离的方法，在日常生活中其实也时常用到。譬如从成都到重庆，有450公里，我们步行的话，每天走60公里，因此我们说从成都到重庆有七天半的路程。

这样一来，就对读者的好奇给予了既科学又感性的解释，这种与传说、与经验相反的科学知识就变得很好玩、很有趣了。这种趣味，与传说、与一般文学作品的情趣不同，它属于讲道理的趣味，叫作理趣，有时也叫作智趣。

这篇小品文普及科学知识的好处，就是把科学知识通俗化、感性化，趣味化、理趣化。

说清楚了光年的概念以后，文章的好处乃是，深入拓展宇宙空间的科学知识。

太阳光射到地球上才8分18秒，而织女星的光射到地球上要26年。

本来，从直接经验来说，太阳和织女星都在天上，似乎在一个平面上，这几乎是人类共识。但是，科学理性以精确的统计数字，对常识、对直接经验毫不含糊地加以否定。

在此基础上，作者从日常可感的银河，向难以直接感知的宇宙空间展开。表面上，天上的星星是处在一个平面上的，实际上并不是，它们之间的空间距离大得难以想象。太阳光射到地球上8分18秒，和织女星、牵牛星已经不在一个平面上了，更有甚者：

几年前，天文学家看到一颗星爆裂了，计算下来，知道这颗星爆裂的时候在1300年前。

用光速的时间来计算立体空间距离，居然这样大，由此可见，我们直接感觉中的天体充满了错误。而科学的伟大功能之一，就是对常识，对人所共知、天经地义的共识的某种批判。此外，就是对科学知识本身的不断批判。例如，相对于行星来说，恒星是静止的，但是，科学告诉我们，恒星也是在不断运动的：它处在银河系中，太阳和邻近的恒星都以每秒钟约220公里的速度在转动。按这样的速度，也得大约2.5亿年才转一周。

宇宙的奥秘是无限的，人类的感知太有限了，太不可靠了，因而要批判，就是凭科学研究，也不一定可靠。这是因为，相对于宇宙，银河系太渺小了；相对于银河系，太阳系太渺小了；相对于地球，人类又太渺小了，渺小得好像喜马拉雅山脉上的一粒灰尘。地球形成已经数十亿年了，而人类的文明史才几千年。人类太幼稚了，个人的生命又太短暂了，短暂得真如李白所说的那样“白驹过隙”。以这样的渺小和短暂的生命去探索宇宙的无限，是不可能不犯错误的。人类之所以能够生存就是因为具有科学精神，这种精神的特点就是不断地探索，不断地批判自己的错误，更新自己的知识。就拿这篇文章来说，虽然是讲科学的，但也有可批判之处。例如，文章最后说“银河系外面还有很多银河系”，这就不妥，银河系以外的天体，并不同于银河系，至少织女系（仙女系）就不是银河系。

三个比喻推动的文脉：科学知识的展示——读《珊瑚岛》

这是一篇科学普及小品，讲的是大自然的奇观。从日常经验不可直接感知、难以想象这一点上说，它与讲银河天体的《织女星和牵牛星》性质一样，甚至在写法上，一开头从古老传说中“海中仙岛”“琼花玉树”“瑶池璇宫”讲起，与《织女星和牵牛星》以故事作引题的写法是一样的，其文脉也是从感性想象导向理性科学。不过也有不同，《织女星和牵牛星》所在的单元，主要是与刘白羽从大自然景象激起的政治抒情对比，而《珊瑚岛》所在的单元，主要是与南帆、刘亮程的文章对比。南帆和刘亮程写小动物，立意在人的自信与动物的自在对比，人总以为自己比小动物高明，实际上并不一定比它们高明多少，文章的风格是睿智的反讽，而《珊瑚岛》则重在科学的说明。

但是在构思上，《织女星和牵牛星》和《珊瑚岛》的思路有相近之处，那就是大小强烈对比。《织女星和牵牛星》突出的是宇宙天体之大，仰首可见的小小的星星，与地球以及它们间的距离大到不能以空间单位计算，而只能以光速的时间来表示。《珊瑚岛》则是突出珊瑚虫之微。每一珊瑚虫所住只是一个小孔，每一珊瑚虫诞生，就增加一个小孔，这看来是微不足道的，但时间是个伟大的建筑师，小孔之微可积累为岛，这被作者称为“造岛工程”。

光是这样写科学道理，就不能算科普小品，因为比较抽象，没有形象语言，读者比较难以感觉，也难以产生阅读兴趣。作者采取的策略是，首先以强烈的反差引起读者的惊异，如此小孔居然积累起来成为岛，成为国家：作者早就有交代，不但我国南海有众多珊瑚岛，而且马尔代夫就是由一万二千多个珊瑚岛和珊瑚礁组成的，澳大利亚的珊瑚礁更是绵延二千多公里。如此悬殊的对比，当然有趣，如果光是这样神奇，还只是现象，并没有多少科学内容。

作者接着指出构成珊瑚岛的并不是珊瑚虫，而是珊瑚虫分泌出的石灰质。科学是讲究概念的准确的，文章的科学精神，就在于严格地区分了珊瑚虫与珊瑚岛。珊瑚岛不是珊瑚虫，珊瑚是生物，而珊瑚岛则是非生物。作为科学小品，光是准确还不够，还要生动，因而作者用了一个很形象的比喻：把石灰质的小孔，说成是珊瑚虫的“公寓”。

这个比喻的好处除了生动之外，还有一个功能，那就是作为珊瑚虫之微向珊瑚岛之大的过渡。小孔到大岛之间的反差太大了，公寓的比喻缩小了反差，循着想象相近性的规律，在难以想象的两端搭起了不着痕迹的桥梁。

巨大和微小惊人的反差自然过渡了，如果是文学性的散文，这就足够了，但文章是科学小品，主要内容应该表达珊瑚虫的科学知识。反差和过渡的自然，只是提示珊瑚虫与珊瑚岛在形态上的关系。“一切的比喻都是跛足的”，因为比喻的构成乃是兩个不同事物之间的一点相通，暂时不顾全面，不顾其不同（如小孔之于公寓之不同）。对于科学来说，最多只能在一个方面起说明作用，而不能全面说明，更不要说论证了。这是比喻的局限性。

使用公寓的比喻时，作者强调了“万丈高楼平地起”，只突出了珊瑚树向上生长的高度，但珊瑚岛的特点，却是其是平面的。因而，对比喻还要加以阐释。接着作者指出珊瑚虫的“造岛工程”不是堆积式的，而是分为两个阶段，先是长高，分出枝桠，达到海面以后，就不再长高，而是“沿水平方向”伸展。这样的陈述，与公寓是矛盾的，因为公寓不会向水平方向伸展。为了弥补这个比喻的不足，获得读者的信任和形象的感知，作者又用了一个比喻——“蘑菇”，其特点不是向高度堆积，而是向“四面铺开”。这样，小孔之点和岛之面的矛盾就淡化了，读者的想象也自然地从点转化为面。

两个比喻解决了点与面的矛盾，但是，似乎还不够严密。为什么呢？还有科学的知识是两个比喻所不能表达的，作者只能直接说明。

珊瑚虫“公寓”的特点是固定，其获得食物有如“守株待兔”，本来可能有生命绝灭的危机，但是，没有。这是因为“公寓”之间，有管子连接。任何珊瑚虫获得食物，其他的珊瑚虫通过这个管子都可共享，因而得以不断生存繁殖。

然而，有了两个比喻，又有了直接的说明，还是不够严密。“蘑菇”只能显示向四面展开，只是在海面上，而海面下支撑“蘑菇”的，仍然是枝干。光凭枝干支撑起一座岛，而不致垮塌，是不可想象的。

要说明更复杂的科学知识，是个难题，作者不得不再借助“森林”的比喻来进一步展开科学论述。

珊瑚向上生长不是单枝，而是分枝，呈“森林”状。森林枝干虽然密，仍然有空隙，这种空隙成了其他海洋生物栖息之所。“生物在死亡后也留下许多石灰质的硬壳、骨骼之类的碎屑，它们填充在密林的空隙中。”这样空隙就转化为实体了。

由此作者顺理成章地得出了结论：

不断新生出来的珊瑚虫又分泌出许多石灰质，把这些东西胶合起来，逐渐形成结实的礁石、岛屿。

这个结论的得出，归功于“森林”这个比喻对前面两个比喻的补充，从文章的写作来说，乃是对文脉的推进。

可以说，如果没有公寓、蘑菇、森林这三个比喻，直接把珊瑚岛的知识写出来，那就完全是抽象的，不能算是科普小品。有了这三个比喻，珊瑚造岛的知识不但有序地展开，而且形象起来。这是科普文章的基本写法之一。

从某种意义说，文章到这里，生动通俗地表达科普知识的任务已经完成。但是，文章最后又加上一段：

珊瑚虫形成的速度并不慢，在我国的西沙群岛上，曾观测到每年增长三毫米的纪录。

从文章的内容来说，可有可无；从文章的结构来说，道理已经讲清楚了，形象贯通了，文脉也流畅了。但是，为什么这一段读来不但不显得多余，反而颇为令人心动呢？因为全文都是说明和比喻，没有实证。作为科学知识，应该是建立在实证基础上的，科普文章，因为是通俗性的，可以没有实证，但是有了，则更增色。这最后一段，虽然很短，但有统计数字，可以说是在形象之上的点睛之笔，使文章更具科学理性。