如何開啟科學思維

苗德歲 傅婷婷

不去扼殺就是一種啟發(fā)

1978年，徐遲的報告文學《哥德巴赫猜想》發(fā)表，很多年輕人受到影響，紛紛要學科學，我就是這批年輕人之一。我學的進化生物學古生物專業(yè)介于文科和理科之間，需要有想象力去用語言描述遠古生物。魯迅說“兵家兒早識刀槍”，我父親對古典文學很感興趣，在他的潛移默化下，我小時候背誦了很多古典文學作品?？梢哉f，小時候的大量閱讀為我學好這門學科打下了很好的基礎。

兒童的模仿能力很強，家長做什么，兒童就會跟著做什么。如果父母愛讀書，即使不要求孩子看，孩子也會受到影響抓本書來看，因為他有探求的好奇。很多家長自己不愛讀書，而是打游戲、玩手機、看電視，那么孩子也會這么做。讀書是啟發(fā)孩子好奇心的關鍵，父母的潛移默化影響很重要。

如果做不到這一點怎么辦？至少有一點可以做：讓孩子比較容易得到看書的機會。即使父母不讀書，也可以有意識地給孩子買各種各樣的書，讓他有好奇心時，抓起一本書就可以看了。

人們常常會問：如何激發(fā)孩子的好奇心？事實上，兒童生來就有好奇心，對周圍的事物觀察相當敏銳，因此會問無數個為什么。我在堪薩斯大學自然歷史博物館工作，這里經常會有中小學生來參觀，我發(fā)現很多孩子會對古生物恐龍感興趣，他們的興趣很可能是在看關于恐龍的童書或者電影《侏羅紀公園》中慢慢產生的。跟這些孩子互動時，我發(fā)現有的孩子在一些細微方面的觀察甚至比我更敏銳。

我認為，比起激發(fā)孩子的好奇心，我們更應該做的是因勢利導，讓孩子的好奇心持續(xù)下去。“哥德巴赫猜想”被提出來之后，成為幾百年都沒有解決的問題，但提出這一點是很了不起的。在科學研究中，發(fā)現問題比解決問題更重要?，F實生活中，我們的一些表達習慣常常在不自覺中一下子扼殺了孩子的好奇心。比如，孩子在沒有一般的基礎知識時，可能提不出來很復雜的問題，但他會對世界產生好奇，提出一些大人看起來很可笑的問題。事實上仔細想一想并非那么可笑，只不過大人自以為是，認為司空見慣不需要解釋，實際上很多問題也許并沒有解決。也許大人根本就不愿意承認不懂，潛意識里不愿意破壞自己的權威。

對于孩子提出的“為什么”，如果我們也不是很明白，該怎么回答呢？很多家長會告訴孩子，這個問題已經有了定論，你不需要去懷疑。比如回答說“這個東西就是這樣的嘛，大家都這么認為，你也知道就好了”，或者回答說“瞎問這些事情干什么”。如果這樣回答，孩子對這個問題的好奇心小火苗就一下子被澆滅了。正確的做法是，我們可以去找相關的書籍，引導孩子發(fā)現答案?；蛘吖膭钏约阂院笕ヌ剿鳎嬖V他“這是個好問題”，“這是個有趣的問題，但是我不太了解，你可以想辦法去找出答案”，這樣，即使無法一下子得到答案，這個疑惑也會一直存在于孩子的腦海中，有機會他就會思考和探求。

苗德歲

科學思維啟蒙的關鍵是“質疑”

當孩子有了一定的基礎知識，不再是一張白紙的時候，就會產生質疑。

什么是科學思維？我認為，關鍵就是“質疑”，不是遇到什么就只會說“對對對”，不是看到書上寫什么，老師講什么，就都去相信。要對這種質疑進行解答，需要觀察和推理。

達爾文的觀察能力就是在父親的培養(yǎng)下建立起來的。達爾文的父親是一名醫(yī)生，一米九幾，300多磅，有時去病人家里看病，病人在樓上，樓梯的板子不太結實，他會讓達爾文上去幫他觀察病情，他的觀察能力也在這樣的過程中得到了鍛煉。達爾文的很多博物學知識，都是自己推理琢磨出來的。他發(fā)現很多自然現象跟學到的知識不相符。大家說每一個物種都是上帝創(chuàng)造的，可是上帝為什么會創(chuàng)造一些很可笑的東西？比如在南美根本沒有水的地方，有的鵝卻是腳上長蹼的。怎么可能呢？很多人早就習慣相信上帝創(chuàng)造萬物，達爾文卻對此產生了質疑，于是才有了革命性的《物種起源》。在當時，這一發(fā)現相當于把大家都認為是黑的東西說成是白的，而且要用證據來說服大家。

就推理的思維過程而言，陳述的事實只是一部分，更重要的是一步一步發(fā)展的過程：在一個階段科學家發(fā)現了一些問題，好像解決了。但是后面又來了一撥人，根本不滿足已經得出的結論，繼續(xù)往下追。在《給孩子的生命簡史》中，我有意識地著重介紹了科學發(fā)現和發(fā)展的過程，希望讓孩子們從小就懂得一個道理：科學不是死的東西，而是不斷有新的進展。發(fā)現了什么，不是說今天正確就永遠正確了，可能還有很多現在沒有想到的東西，有待將來去發(fā)現。新一代科學家會對舊的東西提出新的挑戰(zhàn)，發(fā)現新的問題，并試圖去解決新的問題。

東西方的家長對子女教育有很大的不同。我們的功利心太強，要讓孩子學“有用”的東西，什么東西有用，大家就拼命地跑去學。讀什么書，學什么專業(yè)，做什么事情能賺錢，就去做什么。相對來說，西方家長比較重視孩子的興趣和天賦，孩子喜歡什么，就盡量鼓勵他們去發(fā)展。

王爾德在《道連·葛雷的畫像》的序言中有一段話很有意思：“一個人做了有用的東西可以原諒，只要他不自鳴得意。一個人做了無用的東西，只要他視若珍寶，也可寬宥。一切藝術都是毫無用處的?！蓖瑯拥牡览恚磿詈貌灰泄乃枷?。尤其是對孩子來說，一些表面看似無用的書很可能會啟發(fā)他們多維度的思考。我們能做的，是在孩子對一些東西產生興趣時，引導他繼續(xù)探索和表達，而不是壓制和潑冷水。

根據我的經驗，過往在中國的研究院上課，學生很少打斷老師去提問。在美國的研究院，老師要想完整地把一堂課上下來卻是很難的，因為學生會不斷地提問。我曾經跟朋友討論過一個問題：為什么我們很多中國人不擅長表達自己？我們從小在家里面，家長讓你閉嘴，就不讓你說話，到幼兒園到學校里面，老師讓你閉嘴。當你剛參加工作的時候，你的老板讓你閉嘴。你的鋒芒都被慢慢磨光了。你根本沒有說話的機會，怎么可能說得好呢？

為什么我們的創(chuàng)新基礎很薄弱？問題就在這里。創(chuàng)新的關鍵，是思想的自由和獨立的精神。很多時候，我們缺少“質疑”的科學探索精神，面對什么東西都說yes yes yes，對對對。后來，也許想都不敢想了。思想不自由，不善獨立思考，科學怎么能發(fā)展？

“跨學科思維”在啟蒙中為什么重要

胡適先生曾有一句名言：為學如筑金字塔，根基要寬頂要尖。在“質疑”這一點上，各門學科都是相通的。我為什么常說學科的融會貫通是重要的？孩子的知識根基要寬，就像金字塔，底子打得越好，拔尖才能拔得越高。比如，有些演奏家琴彈得再好，也不可能像貝多芬、拉赫馬尼諾夫、伯恩斯坦那樣成為作曲家，因為他的底子打得不好。

科學的每一個學科都制造了大量的知識，那么這些知識的觸角如何觸碰到孩子，激發(fā)他們的好奇心和興趣呢？我認為孩子感興趣的每個領域都不要太早往一個方向走得太窄，要讓孩子打破框架，形成跨學科的思維。知識融會貫通，孩子的思維世界就會延伸得更大。

我曾經應詩人北島的邀請，給他的“給孩子系列”寫過一本書，就叫《給孩子的生命簡史》。在那本書里，我告訴我的小讀者們：“與數學、物理、化學等學科比起來，研究進化生物學更像是神探福爾摩斯在探案。我們知道，物理、化學中的很多學科是實驗科學，這些學科是在給定的材料與條件下，通過實驗，獲得某種結果。而進化生物學中的許多學科是歷史科學，其研究過程則與實驗科學恰好相反：它是面對生物進化的結果，去探究造成這一結果的原因、中間經歷的過程以及相伴的條件等等?！边@兩種思維看似不同，實際上都是邏輯推理，包括歸納法（Induction）和演繹法（Deduction），只不過方向不一樣。

遺傳分子生物學中有一個“哈代-溫伯格定律”，其發(fā)現過程就很有意思。英國劍橋大學的一位生物學家普內特率先想出了這個問題，但他的數學不是特別好，不知道如何用數學公式表達。有一次，他跟一個數學系的同事、大數學家哈代打板球時聊到這件事，哈代說：這個不是很簡單嗎？隨即就把公式寫出來了。后來，有人發(fā)現一位名叫溫伯格的德國醫(yī)生早就獨立地發(fā)現了這一公式，所以，現在這一定律（公式）以他們兩人的名字命名。同一個學科的不同分支更是聯系密切，楊振寧先生與李政道先生拿到諾貝爾獎，也得到了哥倫比亞大學實驗物理學教授吳健雄很大的幫助。

舊有的說法中，人文學科強調形象思維，科學強調邏輯思維。其實科學也需要形象思維，人文學科也需要邏輯思維，本質上并沒有涇渭分明的界限。所以，科學同樣具有文藝的一面，即想象力與詩性，而文學藝術也需要邏輯與推理。上海作家小白的中篇小說《封鎖》前一段時間獲得魯迅文學獎，他曾跟我聊到，這部作品中的很多細節(jié)是在檔案館查閱日偽檔案的過程中靠邏輯一點一點還原的。本質上，這跟我搞古生物研究和科學研究是相似的。想象和實證也互相聯系，如果沒有想象，怎么會去設計實驗證明你的設想呢？

[苗德歲，美籍華裔學者，曾獲“北美古脊椎動物學會羅美爾獎”。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所理學碩士，懷俄明大學地質學博士、動物學博士，芝加哥大學博士后。1989年至今供職于堪薩斯大學自然歷史博物館暨生物多樣性研究所。譯有《物種起源》《科研道德：倡導負責行為》《山》等，著有《物種起源·少兒彩繪版》《天演論·少兒彩繪版》《給孩子的生命簡史》等]