說明文奧秘二則

孫紹振

科學(xué)精神：對(duì)“眼見為實(shí)”的批判——讀《織女星和牽牛星》

這是一篇科學(xué)普及小品，講的是科學(xué)道理。從科學(xué)的客觀、理性、嚴(yán)密性來說，是不能帶感情的，但這篇文章并不是專業(yè)的科學(xué)論文，而是科學(xué)普及小品，其讀者對(duì)象并不具備嚴(yán)密的科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)。要把嚴(yán)密的科學(xué)知識(shí)傳達(dá)給缺乏科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的讀者，就不能光憑抽象概念的演繹，必須借助感性。感性就是讀者的五官可以感知的，或者說有感性經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。

關(guān)于織女星和牽牛星的距離，關(guān)于銀河系的科學(xué)知識(shí)，都是超越讀者的感性經(jīng)驗(yàn)的。作者的任務(wù)就是要從讀者有限的感性經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，誘導(dǎo)其想象，激發(fā)其興趣，以達(dá)到理解科學(xué)知識(shí)的目的。為此，作者采取了幾種手段。

首先，從牛郎、織女鵲橋相會(huì)的傳說出發(fā)。這個(gè)傳說是不科學(xué)的，為什么要引用？因?yàn)槭歉行缘模x者容易感受，故事的過程和悲劇結(jié)局，容易激起讀者的感情，引起讀者的興趣。這種趣味屬于情趣范疇。如果停留在這個(gè)傳說上，則沒有科學(xué)性可言。作者的匠心在于，激起情趣之后，引出了科學(xué)知識(shí)。這種科學(xué)知識(shí)不但與傳說相反，而且與讀者直接觀感相反。牛郎星和織女星從地球上觀察好像距離并不遙遠(yuǎn)，好像二者真能跨越銀河相聚似的，但是科學(xué)家告訴我們：

這兩顆星永遠(yuǎn)沒有相遇的機(jī)會(huì)。它們和太陽(yáng)一樣，都是恒星?？椗堑墓廨x是太陽(yáng)的50倍，牽牛星的光輝是太陽(yáng)的10倍有余，只因距離我們太遠(yuǎn)了，所以看去只不過是兩顆比較大的星。天文學(xué)家又告訴我們，織女星距離地球26光年，牽牛星距離我們較近，但是也有16光年。

在日常生活中，我們常說“耳聽為虛，眼見為實(shí)”，這幾乎是天經(jīng)地義的常識(shí)，但是科學(xué)與常識(shí)往往相反，或者從理論上說，科學(xué)乃是對(duì)常識(shí)的某種批判。第一，牽牛星與織女星是恒星，相對(duì)來說是不動(dòng)的；第二，二者的距離與目睹的并不遙遠(yuǎn)相反，是非常遙遠(yuǎn)的。這當(dāng)然會(huì)引起讀者的好奇。

其次，引出了“光年”的概念。這個(gè)概念作者先用通俗的科學(xué)語言闡釋，“光年”就是光運(yùn)動(dòng)一年的距離，光的速度是每秒鐘30萬公里。一天能走259.2億公里，一光年就是它的365倍。作者接著從理論上解釋說，這樣遙遠(yuǎn)的空間距離，為什么不用空間概念（如公里）計(jì)算？作者順帶一筆，提示讀者，因?yàn)閿?shù)目太大了，只好用速度最快的光的運(yùn)行時(shí)間來計(jì)算。這本來比較科學(xué)了，讀者也不難理解，但是，畢竟數(shù)量太大了，讀者想象起來還是有難度。于是作者把這種科學(xué)知識(shí)與日常生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來：

這種用時(shí)間來表示距離的方法，在日常生活中其實(shí)也時(shí)常用到。譬如從成都到重慶，有450公里，我們步行的話，每天走60公里，因此我們說從成都到重慶有七天半的路程。

這樣一來，就對(duì)讀者的好奇給予了既科學(xué)又感性的解釋，這種與傳說、與經(jīng)驗(yàn)相反的科學(xué)知識(shí)就變得很好玩、很有趣了。這種趣味，與傳說、與一般文學(xué)作品的情趣不同，它屬于講道理的趣味，叫作理趣，有時(shí)也叫作智趣。

這篇小品文普及科學(xué)知識(shí)的好處，就是把科學(xué)知識(shí)通俗化、感性化，趣味化、理趣化。

說清楚了光年的概念以后，文章的好處乃是，深入拓展宇宙空間的科學(xué)知識(shí)。

太陽(yáng)光射到地球上才8分18秒，而織女星的光射到地球上要26年。

本來，從直接經(jīng)驗(yàn)來說，太陽(yáng)和織女星都在天上，似乎在一個(gè)平面上，這幾乎是人類共識(shí)。但是，科學(xué)理性以精確的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，對(duì)常識(shí)、對(duì)直接經(jīng)驗(yàn)毫不含糊地加以否定。

在此基礎(chǔ)上，作者從日?？筛械你y河，向難以直接感知的宇宙空間展開。表面上，天上的星星是處在一個(gè)平面上的，實(shí)際上并不是，它們之間的空間距離大得難以想象。太陽(yáng)光射到地球上8分18秒，和織女星、牽牛星已經(jīng)不在一個(gè)平面上了，更有甚者：

幾年前，天文學(xué)家看到一顆星爆裂了，計(jì)算下來，知道這顆星爆裂的時(shí)候在1300年前。

用光速的時(shí)間來計(jì)算立體空間距離，居然這樣大，由此可見，我們直接感覺中的天體充滿了錯(cuò)誤。而科學(xué)的偉大功能之一，就是對(duì)常識(shí)，對(duì)人所共知、天經(jīng)地義的共識(shí)的某種批判。此外，就是對(duì)科學(xué)知識(shí)本身的不斷批判。例如，相對(duì)于行星來說，恒星是靜止的，但是，科學(xué)告訴我們，恒星也是在不斷運(yùn)動(dòng)的：它處在銀河系中，太陽(yáng)和鄰近的恒星都以每秒鐘約220公里的速度在轉(zhuǎn)動(dòng)。按這樣的速度，也得大約2.5億年才轉(zhuǎn)一周。

宇宙的奧秘是無限的，人類的感知太有限了，太不可靠了，因而要批判，就是憑科學(xué)研究，也不一定可靠。這是因?yàn)?，相?duì)于宇宙，銀河系太渺小了；相對(duì)于銀河系，太陽(yáng)系太渺小了；相對(duì)于地球，人類又太渺小了，渺小得好像喜馬拉雅山脈上的一?；覊m。地球形成已經(jīng)數(shù)十億年了，而人類的文明史才幾千年。人類太幼稚了，個(gè)人的生命又太短暫了，短暫得真如李白所說的那樣“白駒過隙”。以這樣的渺小和短暫的生命去探索宇宙的無限，是不可能不犯錯(cuò)誤的。人類之所以能夠生存就是因?yàn)榫哂锌茖W(xué)精神，這種精神的特點(diǎn)就是不斷地探索，不斷地批判自己的錯(cuò)誤，更新自己的知識(shí)。就拿這篇文章來說，雖然是講科學(xué)的，但也有可批判之處。例如，文章最后說“銀河系外面還有很多銀河系”，這就不妥，銀河系以外的天體，并不同于銀河系，至少織女系（仙女系）就不是銀河系。

三個(gè)比喻推動(dòng)的文脈：科學(xué)知識(shí)的展示——讀《珊瑚島》

這是一篇科學(xué)普及小品，講的是大自然的奇觀。從日常經(jīng)驗(yàn)不可直接感知、難以想象這一點(diǎn)上說，它與講銀河天體的《織女星和牽牛星》性質(zhì)一樣，甚至在寫法上，一開頭從古老傳說中“海中仙島”“瓊花玉樹”“瑤池璇宮”講起，與《織女星和牽牛星》以故事作引題的寫法是一樣的，其文脈也是從感性想象導(dǎo)向理性科學(xué)。不過也有不同，《織女星和牽牛星》所在的單元，主要是與劉白羽從大自然景象激起的政治抒情對(duì)比，而《珊瑚島》所在的單元，主要是與南帆、劉亮程的文章對(duì)比。南帆和劉亮程寫小動(dòng)物，立意在人的自信與動(dòng)物的自在對(duì)比，人總以為自己比小動(dòng)物高明，實(shí)際上并不一定比它們高明多少，文章的風(fēng)格是睿智的反諷，而《珊瑚島》則重在科學(xué)的說明。

但是在構(gòu)思上，《織女星和牽牛星》和《珊瑚島》的思路有相近之處，那就是大小強(qiáng)烈對(duì)比?！犊椗呛蜖颗Ｐ恰吠怀龅氖怯钪嫣祗w之大，仰首可見的小小的星星，與地球以及它們間的距離大到不能以空間單位計(jì)算，而只能以光速的時(shí)間來表示?！渡汉鲘u》則是突出珊瑚蟲之微。每一珊瑚蟲所住只是一個(gè)小孔，每一珊瑚蟲誕生，就增加一個(gè)小孔，這看來是微不足道的，但時(shí)間是個(gè)偉大的建筑師，小孔之微可積累為島，這被作者稱為“造島工程”。

光是這樣寫科學(xué)道理，就不能算科普小品，因?yàn)楸容^抽象，沒有形象語言，讀者比較難以感覺，也難以產(chǎn)生閱讀興趣。作者采取的策略是，首先以強(qiáng)烈的反差引起讀者的驚異，如此小孔居然積累起來成為島，成為國(guó)家：作者早就有交代，不但我國(guó)南海有眾多珊瑚島，而且馬爾代夫就是由一萬二千多個(gè)珊瑚島和珊瑚礁組成的，澳大利亞的珊瑚礁更是綿延二千多公里。如此懸殊的對(duì)比，當(dāng)然有趣，如果光是這樣神奇，還只是現(xiàn)象，并沒有多少科學(xué)內(nèi)容。

作者接著指出構(gòu)成珊瑚島的并不是珊瑚蟲，而是珊瑚蟲分泌出的石灰質(zhì)。科學(xué)是講究概念的準(zhǔn)確的，文章的科學(xué)精神，就在于嚴(yán)格地區(qū)分了珊瑚蟲與珊瑚島。珊瑚島不是珊瑚蟲，珊瑚是生物，而珊瑚島則是非生物。作為科學(xué)小品，光是準(zhǔn)確還不夠，還要生動(dòng)，因而作者用了一個(gè)很形象的比喻：把石灰質(zhì)的小孔，說成是珊瑚蟲的“公寓”。

這個(gè)比喻的好處除了生動(dòng)之外，還有一個(gè)功能，那就是作為珊瑚蟲之微向珊瑚島之大的過渡。小孔到大島之間的反差太大了，公寓的比喻縮小了反差，循著想象相近性的規(guī)律，在難以想象的兩端搭起了不著痕跡的橋梁。

巨大和微小驚人的反差自然過渡了，如果是文學(xué)性的散文，這就足夠了，但文章是科學(xué)小品，主要內(nèi)容應(yīng)該表達(dá)珊瑚蟲的科學(xué)知識(shí)。反差和過渡的自然，只是提示珊瑚蟲與珊瑚島在形態(tài)上的關(guān)系?！耙磺械谋扔鞫际酋俗愕摹?，因?yàn)楸扔鞯臉?gòu)成乃是兩個(gè)不同事物之間的一點(diǎn)相通，暫時(shí)不顧全面，不顧其不同（如小孔之于公寓之不同）。對(duì)于科學(xué)來說，最多只能在一個(gè)方面起說明作用，而不能全面說明，更不要說論證了。這是比喻的局限性。

使用公寓的比喻時(shí)，作者強(qiáng)調(diào)了“萬丈高樓平地起”，只突出了珊瑚樹向上生長(zhǎng)的高度，但珊瑚島的特點(diǎn)，卻是其是平面的。因而，對(duì)比喻還要加以闡釋。接著作者指出珊瑚蟲的“造島工程”不是堆積式的，而是分為兩個(gè)階段，先是長(zhǎng)高，分出枝椏，達(dá)到海面以后，就不再長(zhǎng)高，而是“沿水平方向”伸展。這樣的陳述，與公寓是矛盾的，因?yàn)楣⒉粫?huì)向水平方向伸展。為了彌補(bǔ)這個(gè)比喻的不足，獲得讀者的信任和形象的感知，作者又用了一個(gè)比喻——“蘑菇”，其特點(diǎn)不是向高度堆積，而是向“四面鋪開”。這樣，小孔之點(diǎn)和島之面的矛盾就淡化了，讀者的想象也自然地從點(diǎn)轉(zhuǎn)化為面。

兩個(gè)比喻解決了點(diǎn)與面的矛盾，但是，似乎還不夠嚴(yán)密。為什么呢？還有科學(xué)的知識(shí)是兩個(gè)比喻所不能表達(dá)的，作者只能直接說明。

珊瑚蟲“公寓”的特點(diǎn)是固定，其獲得食物有如“守株待兔”，本來可能有生命絕滅的危機(jī)，但是，沒有。這是因?yàn)椤肮ⅰ敝g，有管子連接。任何珊瑚蟲獲得食物，其他的珊瑚蟲通過這個(gè)管子都可共享，因而得以不斷生存繁殖。

然而，有了兩個(gè)比喻，又有了直接的說明，還是不夠嚴(yán)密。“蘑菇”只能顯示向四面展開，只是在海面上，而海面下支撐“蘑菇”的，仍然是枝干。光憑枝干支撐起一座島，而不致垮塌，是不可想象的。

要說明更復(fù)雜的科學(xué)知識(shí)，是個(gè)難題，作者不得不再借助“森林”的比喻來進(jìn)一步展開科學(xué)論述。

珊瑚向上生長(zhǎng)不是單枝，而是分枝，呈“森林”狀。森林枝干雖然密，仍然有空隙，這種空隙成了其他海洋生物棲息之所?！吧镌谒劳龊笠擦粝略S多石灰質(zhì)的硬殼、骨骼之類的碎屑，它們填充在密林的空隙中?！边@樣空隙就轉(zhuǎn)化為實(shí)體了。

由此作者順理成章地得出了結(jié)論：

不斷新生出來的珊瑚蟲又分泌出許多石灰質(zhì)，把這些東西膠合起來，逐漸形成結(jié)實(shí)的礁石、島嶼。

這個(gè)結(jié)論的得出，歸功于“森林”這個(gè)比喻對(duì)前面兩個(gè)比喻的補(bǔ)充，從文章的寫作來說，乃是對(duì)文脈的推進(jìn)。

可以說，如果沒有公寓、蘑菇、森林這三個(gè)比喻，直接把珊瑚島的知識(shí)寫出來，那就完全是抽象的，不能算是科普小品。有了這三個(gè)比喻，珊瑚造島的知識(shí)不但有序地展開，而且形象起來。這是科普文章的基本寫法之一。

從某種意義說，文章到這里，生動(dòng)通俗地表達(dá)科普知識(shí)的任務(wù)已經(jīng)完成。但是，文章最后又加上一段：

珊瑚蟲形成的速度并不慢，在我國(guó)的西沙群島上，曾觀測(cè)到每年增長(zhǎng)三毫米的紀(jì)錄。

從文章的內(nèi)容來說，可有可無；從文章的結(jié)構(gòu)來說，道理已經(jīng)講清楚了，形象貫通了，文脈也流暢了。但是，為什么這一段讀來不但不顯得多余，反而頗為令人心動(dòng)呢？因?yàn)槿亩际钦f明和比喻，沒有實(shí)證。作為科學(xué)知識(shí)，應(yīng)該是建立在實(shí)證基礎(chǔ)上的，科普文章，因?yàn)槭峭ㄋ仔缘?，可以沒有實(shí)證，但是有了，則更增色。這最后一段，雖然很短，但有統(tǒng)計(jì)數(shù)字，可以說是在形象之上的點(diǎn)睛之筆，使文章更具科學(xué)理性。