为什么要了解科学常识 (为什么要做科学科普)

今天来跟大家分享的书是《上帝掷*子骰**吗?》,这本书还有另外一个名字叫做《量子物理史话》。

这本书作者叫做"曹天元",是一名科普作家。

这位作者没有太过于光鲜亮丽的履历,也并不是专业的物理学家,他主攻的专业为生物化学和电子工程,他拿得出手的作品也只有这本《上帝掷*子骰**吗?》。

但这不妨碍他写的这本《上帝掷*子骰**吗?》是一本十分优秀的科普读物。

我认为,科普读物的最大作用就是要激发读者对于科学的兴趣,让更多的小孩能够投身到科学事业里。

假如1万个小孩里,读完一本科普读物,能有100个激发对科学的兴趣,而这100人里又能最后有一名最后大学跑去读物理数学等相关专业,那么我认为这个科普读物就是成功的。

毫无疑问,从这个角度来说,《上帝掷*子骰**吗?》绝对是一本不可多得的优秀科普读物。

因为看完这本书,能让一个对科学完全不了解的人,能对科学有一个大概的认知,能激发其对科学的兴趣。

同时,作为一本优秀的科普读物,《上帝掷*子骰**吗?》的阅读门槛是很低的,基本上来说只要有最基本的初中数学和物理知识,就可以没有太大障碍的阅读完这本书。

甚至你就算没有一点点物理常识,也能在不明觉厉的状态里,读完这本书。

因为这本书本质上就是在讲"量子物理的历史",是把过去这100多年的量子物理发展历史,通过一个个伟大科学家的视角,带有讲述这些科学家生平事迹的口吻,比较幽默风趣的把这段科学史上有着史诗级地位的量子物理发展历史,给讲解得波澜壮阔、跌宕起伏,让人看完有种心情激荡的感觉。

因为是主要在讲"科学史",所以阅读门槛不会太高,没有太多晦涩的公式,也因为如此,这本书的专业讲解也只停留在表面,能够让普通人阅读感到兴趣的程度,而要更进一步就需要比较专业、晦涩、枯燥的数学和物理专业知识。

所以实际上,这本书的这个讲解,是比较恰到好处的适合普通人阅读的一个程度。

因此作为一个了解量子物理的入门级科普读物,我觉得是十分不错的。

之所以推荐这本书,是因为在我个人的思想分析体系里,科学的精神是占据比较重要的地位。

我从小就喜欢看各种天*物文**理的科普读物,10岁的时候就经常一有时间就泡在各种图书馆和书店里,坐在地上看漫画以及科普读物。

因此,我从小就建立起比较理性的科学分析事物的态度,这对我一生来说是影响比较大的。

所以,我觉得有必要在我每周六的读书分享里,推荐一些我认为不错的科普读物。

这会让大家或多或少感受一下什么是科学看待和分析问题的理性思维。

我从小就喜欢科学,跟很多人一样小时候梦想是当科学家,可惜这个愿望还是没有实现。

现在我这个年龄,再想去投身科学事业显得也不大现实。

不过我觉得我还是可以写一些类似科普读物的科普文章,去在我力所能及的范围里,激发读者对科学的一些兴趣。

我的读者还是有相当一部分人是还在读书的高中生,能培养或者激发大家的这个科学兴趣,我觉得还是能给我国的科学事业尽一份我的绵薄之力。

所以,我在读书分享里,去推荐几本我认为不错的科普读物,也主要就是抱着这个想法。

而且我认为,了解这些科学常识,熏陶点科学辩证分析问题的思想,我觉得是对大家实际日常生活中,也会带来一些帮助的。

这会比较增强大家的理性思维,而通常来说理性思维在大多数时候,都会给我们做一些决策的时候带来一些帮助。

除此之外,我们中国总是被称为科学的荒漠,虽然我们是科技的盛圡。

之前也跟大家说过,虽然我们国家科技很发达,但在理论科学领域的确是十分贫瘠的。

这跟原因很复杂,是许多方面因素长期积累下来的结果。

比如说我们比较僵化的大学高校教育体系,混乱的学阀问题,一潭死水的学术圈等等。

还有一种说法是说,我们中华文化缺乏这种科学的内在基因,毕竟科学的体系是西方一手建立起来的,对我们中华文化圈来说,是一个舶来品,比较难融入我们的文化体系。

对这样的观点,我只能说有一点道理,但却存在偏颇片面的问题。

并且这样的观点,有一种比较危险的潜在思想,那就是把现代文明发展的第一驱动力——科学体系给排斥在中华文化之外。

包括一直以来,在国内存在一种非主流的观点认为,科学的体系是西方的,科学是不完美的,我们不应该那么崇尚科学。

这种思想是比较民族主义,而且很容易演变成反科学主义,进而成为反智主义。

虽然我一直宣传爱国爱民族的思想,但同时我们应该注意到的一个问题就是,我们同样也要有足够的胸襟去包容兼并。

我们要有这个民族自信和文化自信。

我一直都坚信,中华文化是博大精深,并且是海纳百川,拥有巨大的包容力。

这就是为什么几千年下来,中国历史上也经历过灭国的时刻,但最终我们中华文化的强大包容力,都最终把外来民族给包容进来,同化为我们的一份子。

中华文化正是依靠这种韧性、博大精深的深度、海纳百川的广度,像海绵一样去汲取世界其他各族文化文明的优点。

所以,在面对科学体系时,我们应该要有足够的自信,相信我们中华文化最终是可以把科学体系完美的纳入并融合到我们的文化底蕴中。

科学体系虽然是由西方文明一手建立并主导,但这只代表过去和现在,不代表未来会一直这样。

事实上,人类历史上的科学中心,曾经经历过5次转移。

第一次始于意大利,基于文艺复兴的科学启蒙时代。

第二次科学中心来到了英国,是由牛顿一手建立起来的经典力学体系,成为近代科学的奠基石。

第三次科学中心则到了法国。

第四次科学中心则到了德国,一直到二战爆发之前,德国几乎是现代科学的殿堂。

第五次科学中心则到了美国,由于纳粹的原因,大量科学家逃离德国,其中大部分都逃到当时最发达也是最安全的美国。而在美国取得压倒性胜利,并成为世界第一大国之后,这些科学家也就自然而然的留在了美国本土,使得美国成为了世界科学中心,一直到现在。

可以看到,每一次科学中心都是位于当时世界上最强大的国家。

二者是互相作用而影响的。

所以,我们很难说下一次世界的科学中心,是不是会转移到中国。

我认为是有这个可能性的。

因为当前的美国越来越反智主义,而且美国的繁荣是建立在其世界三大霸权基础上,而且已经过于透支。

而我们中国,是一个冉冉升起的新星,虽然我们有着最古老是文化和传统,但我们又拥有一个最年轻的进取心态,散发着无穷的活力。

所以,美国这样一个不断走下坡路的国家,碰到我们这样一个处于腾飞周期的国家,二者最终必然出现世界主导权的交替,几乎是肯定的历史趋势。

而面对这样一个历史趋势,下一次科学中心,我认为一定是会转移到中国。

但现在问题是,我们做好这样的准备了吗?

我们国内有这样的科学土壤,来供未来可能的这些全世界最优秀的科学家进来吗?

这就是我之所以我分享一些科普读物的原因,我想能尽我一点微薄之力,来给我们国内的科学土壤施洒一些肥料。

虽然我的作用可能是微不足道的,但我还是想努力一下。

我认为,我们中华文化的核心是跟科学的精神是完全相容的,本身文化层面的东西就没有那么多的泾渭分明格格不入的。

虽然我们中华文化的确会有更重视"意",而不追崇"实",所以我们可能不太注重量化、定量定性,不够精确,容易模糊化,包括我们可能更习惯于经验主义。还比如说我们可能习惯于崇拜权威,而缺乏这种科学的怀疑精神。

但我觉得这些问题,都不是最根本的问题,是可以容纳和改进的问题。

而且构成我们中华文化的底蕴,是来源于战国时期的诸子百家。

在诸子百家时期,我们也有墨家这样的比较理性的、偏工科的哲学思想体系。

像墨家的思想体系里,有"同异交得",这个意思就是"对立和统一"的辩证思想。

还有"权者两而勿偏",就是说要权衡思考的全面性,思考分析要分两面,只看一面就是偏观。

这都是辩证思维的重要基础。

包括我们《论语》上也有"朝闻道,夕死可矣"的精神,这种穷究宇宙真理的精神,实际上就是科学探索的重要基础。

我们也有"打破砂锅问到底"这样的说法,这也是科学最需要的好奇心和执着精神。

所以,我们文化底蕴里,其实不缺乏科学的土壤,只不过我们过于漫长的封建文化,禁锢了这样的科学土壤,压抑了我们民族的创造力。

我们现在要做的只是在当前由科学主导的现代文明里,去重新激发我们博大精深的中华文化里的科学土壤。

而不是想当然的就觉得,我们中华文化缺乏科学土壤,甚至认为中国人就是没办法搞科学,甚至去对科学体系加以排斥。

这绝对是大错特错的,而且很容易让我们故步自封。

近现代的文明发展历史,已经有无数证明了,科学的认知体系,的确是当前人类所能找到的最高效的一个认知世界手段,能够帮助我们文明更快速的发展和进步。

并且科学还能通过科技应用,快速的把一些科学理论进行落地应用,乃至商业化,创造出巨大的价值。

所以,在现代,拒绝科学,等于拒绝进步。

我们是绝不能做这样故步自封的行为。

两三百年前,我们正是拒绝了科学,也拒绝了进步,才有了我们民族历史上最黑暗的一段时期。

以史为鉴,方知兴衰。

这是为什么,我们要经常把科学挂在嘴边,这不单单只是喊口号,更是需要培养这样一种氛围和态度。

不过我们也需要注意的问题是,要避免凡事讲科学沦为形式主义,让科学只是成为口号。

很多人张口闭口就是科学,但实际上并不知道什么是科学。

这里我也说一些我个人对科学体系的理解。

科学,本质上就是我们人类认知宇宙的一种实践方法。

所以有些反科学主义的人,动不动就把"科学"给实体化,这是挺没办法理解的。

科学没有一个实体,科学只是一种认知方法。

只是经常有人给科学扣上各种各样的帽子而已。

但我们应该清楚的人知道,科学只是帮助我们更好去认知世界的一种实践方法。

只不过科学有几个比较典型的要素。

1、客观性,科学是要实事求是的,一切以客观事实和数据为最基本准绳。

2、可证伪性,科学理论通常都要设计一些实验来进行证实或者证伪,如果一个科学理论没办法从逻辑上给出一个可以证伪的可能性,那么就不是科学理论。

可证伪性是基于科学的客观性基础上。

之所以科学要是可证伪的,是为了让这个科学理论能在现实生活中,可以被证实或者证伪。

否则科学理论就会陷入自圆其说的空想和空谈,而不一定符合现实,那么就跟第一条的客观性相抵触。

比如说,如果你想出一个理论,你需要设计一个实验来预言一下这个实验的结果,要么这样,要么那样,不能模棱两可什么都对,这样只要现实中的实验结果是否符合你的理论预测,那么就知道你这个理论是不是对的。

从这个角度看,科学的认知体系是非常实事求是的,对就是对,错就是错,不存在中间选项。

一个跟现实观测数据相违背的科学理论,就会被证否,那么这个科学理论,就只能在其可以证实的范围里生效。

这就涉及到第三点。

3、适用性,科学理论都是有一定的适用范围,只在某些范围内生效,是带有前提条件的。

这意味着,所有科学理论都不是完美的,都是存在一定的缺陷,只在某些范围和前提生效的。

能够普适所有范围的万能理论还没有出现,那是所有科学家梦寐以求的大一统理论,也就是可以适用于所有范围,解释所有现象的科学理论,那是一个终极理论,也是科学所最终像探寻的宇宙真理。

类似于我们所说的"朝闻道,夕死可矣",这里的道,就是宇宙真理。

我们不知道我们人类科学是否可以发展处这样的万能理论,但在那之前,任何科学理论都存在适用范围,只能代表相对正确,而不能代表绝对正确。

这就可以引申出第四点要素。

4、怀疑性,科学的精神必然是带有怀疑的态度去研究。

因为科学理论都是存在适用范围,所以,这代表所有科学理论都存在其缺陷,有其不能解释的一些自然现象存在。

那么在面对这些科学理论的时候怀疑的精神就是必须的,没有绝对的正确,当出现一些实验结果、自然现象是跟已知理论不相符的时候,我们不是要去固执于权威认为理论没有错,而是应该实事求是的去看待这些理论的一些缺陷和不足,只有这样才能在原有的科学理论基础上,发展出更具备适用性,适用范围更广的科学理论。

基本上来说,过去这几百年的科学发展史,正是在这样一个不断怀疑、证明、颠覆、巩固、再怀疑的循环过程里,螺旋前进。

科学的魅力在于,它可以通过已知的一些事实,去推导出一些"预测",来预测未知,并且这个预测的未知是可以通过实验来加以证明,这种"预测"的魔力是科学最大的魅力。

比如说,在元素周期表被发现之后,人类可以精确的预言出一些还没有被发现的元素的物理性质和化学性质。

像麦克斯韦方程组可以提前两百多年,精确的预言光作为电磁波的种种性质。

除此之外,科学的一个最大特点在于,科学是要系统化和公式化。

公式化的基础就是数学。

基本上来说,现代科学理论,数学都是最重要的基础。

数学可以说是科学的语言。

这一点也是为什么近代科学起源于意大利的文化复兴时期,但人们基本把牛顿的《原理》视为现代科学的奠基石。

因为牛顿一手创建的这个体系,是基于数学,用数学当做语言,来描绘自然规律,并且将数学成为一种可以跟他人交流沟通的工具。

就好比,两个程序员编写了两套代码,如果这两套代码用了不一样的语言,那么他们互相之间是看不懂代码的。

而牛顿实际上就是创建了这样一个不同科学家,可以通过只看论文,就能明白对方在说什么,可以通过这些"标准化"的数学公式,来理解对方的思想,整个逻辑的证明思路。

在这个基础上,科学体系才会蜕变为一个可以群策群力,集合众人智慧的认知体系,并且每个人都可以给这个大厦添砖加瓦,而不必要从头开始打地基去建立一座全新的房子。

也只有这样,我们后人才能站在前人的巨人肩膀上。

这是科学体系最重要的一个优点。

所以基于这个优点,才会有科学的开放、包容的态度,不会闭门造车。

比如你想出一个新的科学理论,你不会生怕别人知道你的惊世绝学,不会找个世外桃源蹲着,一辈子就找一个徒弟把你一生所学给传承下去。

这是我们东西方文化的一个很重要区别。

其中一个本质区别,就是对于知识产权的重视。

西方文明有着对知识产权的重视基因,所以科学家想到什么理论就会通过公开渠道发表出来,而不会藏着掖着。

这使得科学的传承是开放的,是普适的,任何人都可以学,所有论文都是公开的。

这是现代科学发展的一个基础。

相比之下,我们东方的文化传承,就比较强调这种闭门弟子的单线传承,这一点在我们一些传统领域,比如中医、武术、国学都可以看出一些端倪。

我们经常说,教会徒弟,饿死师傅。

所以有些老师傅,普通弟子只会教一些皮毛,真正核心的精华只会挑选到一些最优秀的弟子,有时候甚至到临死之前才会把所学的所有一切都传承下去。

这种传承模式,一旦碰到天灾*祸人**,或者改朝换代的*乱动**时期,就很容易断了传承。

我们中华文化的很多瑰宝就是这样断了传承。

同时,这种单线式传承,也不利于整个理论体系的发展扩大,不适合群策群力。

我们之所以习惯于这种单线式传承,一个主要原因就是我上面提到过的,我们注重"意",而不追求量化、系统化、公式化。

所以我们的一些精髓,要教会一个人,所需要的时间成本太高了,入门的门槛也同太高了,这使得我们就自然而然的习惯于这种单线式传承。

除此之外,我认为另外一个很重要问题就是,我们对于知识产权概念的重视不够。

没有"保护知识"的概念。

所以师傅教会了徒弟,就给饿死了。

因为没有人去保护师傅教授出去的知识。

而西方文明能建立起来的这套科学体系,很大程度是基于这样一个对知识产权的保护。

这使得这些科学家可以毫无保留的把自己最新的理论,通过公开渠道发表出来。

只要这样正式发表出来,那么这个理论和知识就会盖上这名科学家的终生印记,这是一种荣耀,也会带来巨大的利益,别人想冒名抄袭的代价是十分大的。

正是这样一个良性驱动,才能让整个科学体系,通过系统化公式化,来实现群策群力的效果,最终让科学这座大厦,可以被无数人前仆后继的添砖加瓦。

我认为这是科学体系的一个最大的优势。

所以,我们梳理一下,大概了解一下什么是科学之后,其实大家应该就明白,反科学怎么反,根本不可能。

像科学的这些精神,都只是认知世界的态度和方法,而且都是正面的方法,你怎么反,反了你就是固步自封。

比如说,科学强调客观性,你反科学岂不是要陷入自圆其说不注重实际?

科学强调怀疑精神,你反科学岂不是要只崇拜权威?

所以,反科学是不可能反的。

我们只能接纳,并学会用科学的方法去帮助我们更好的去认知这个世界。

包括很多人并不了解科学的情况下,就经常说这不科学,那不科学。

但实际上,科学只是一个认知方法,它从来都不是可以解释所有一切自然现象的"真理之书"。

再加上我们当前的科学水平其实也还不足够高,这使得我们当前还有许多我们没办法解释的一些自然现象存在,还有许多未解之谜需要我们的科学进一步提高和突破才能去解释。

这也说明我们的科学水平还有巨大的提高空间。

所以我们在遇到一些科学还没有办法解释的问题时,不要动不动就说这个不科学,那个不科学。

实际上是不存在不科学,因为只要是客观存在的自然现象和规律,最终都是科学去努力解析其原理的目标,现在还解释不了不是说这个不科学,只是我们科学水平还不够而已。

现在这个宇宙里,我们能够解释的自然现象和规律,只是我们人类感知器官所能察觉到的大部分领域而已。

而在我们感知器官所不能察觉到的领域,还有太多未解之谜,等待我们的科学去探索。

比如说,现在最前沿的物理领域,暗能量就是我们物理学的一个主攻方向,也是充满未解之谜。

这是因为,暗能量是一种理论上充斥在我们周围,但却看不见摸不着,并且我们当前所有仪器都检测和感知不到的一种未知能量。

也许你会问,既然完全看不见摸不着并且检测不到,我们又是怎么知道它的存在?

这是因为我们可以通过其他一些自然现象来推导其存在。

比如说现代天文观测的一个很确定的事实就是,宇宙在加速膨胀。

但这个宇宙加速膨胀,其实不太符合一些物理理论的结果。

比如说,宇宙大膨胀的第一推动力起源于宇宙大爆炸的时候,那么理论上来说如果没有其他新的力来推动宇宙持续膨胀,那么在宇宙大爆炸之后,宇宙应该会是在一个减速膨胀的过程。

这是因为,宇宙内部有大量的物质,还有暗物质拥有极其庞大的引力,这个引力会从内部拉扯宇宙,使得宇宙应该是减速膨胀,甚至在一个临界点之后,进入到收缩的过程。

然而,我们观测到的结果是宇宙在加速膨胀。

这就意味着,必然存在另外一个力,在持续的施加于宇宙,这个力跟引力性质正好相反,是具备"斥力",是在排斥空间。

引力作用于空间,向内吸引。

而这个力同样也作用于空间,是向外排斥。

正是这个力,导致宇宙在加速膨胀。

科学家给这个力,命名为真空力,而导致这个力的能量来源就叫做"暗能量"。

我们可以通过宇宙在加速膨胀,很简单的就知道,这个暗能量在宇宙中的比例,肯定是远远大于暗物质和可见物质。

根据最新的天文观测数据显示,在2013年普朗克卫星给出的观测数据结果,我们通过这样一个计算推导显示:暗能量占68.3%,暗物质占26.8%,普通可见物质只占4.9%。

这个意思是,我们肉眼可以看见的日月星辰这些所有可见物质,只占宇宙的4.9%。

而以黑洞为代表的暗物质,则占有26.8%,为宇宙最主要的引力来源。

而暗能量则占有68.3%。

你们想一想,一个占有宇宙68.3%的能量,并且充斥在我们周围,可以说无处不在的能量,居然我们看不见摸不着,甚至所有仪器都感知不到,我们的科学理论对其完全停留在假想和猜想,对其如何研究,还有点摸不着头脑的状态。

你们大概就知道,我们当前所了解的这个宇宙,实际上只是宇宙全貌的冰山一角而已,我们的科学水平虽然帮助我们极大的认知了宇宙,但我们仍然还只是在盲人摸象,在管中窥豹而已。

所以不管对这个世界,对这个宇宙,我们都要多一些敬畏之心。

我们过去这几百年的科学,主要在集中解决我们人类生物感知器官所能感知到的自然现象和规律。

而未来的科学,更多则可能是要去解决,我们人类感知器官所不能感知的"神秘领域""抽象领域"。

我有预感,像暗能量可能会跟我们人类的意识、灵魂、乃至一些我们现在所无法理解的神秘现象,还有自然周期规律,等是会有很大关联的。

过去几百年的科学,集中在物质领域的探索。

未来的科学,可能就会借由暗能量这个跳板,开始朝着我们人类的精神领域去研究。

除了人类的精神领域这种比较玄乎的概念之外,诸如量子力学、多维理论、平行世界理论等等,都是比较超出人类常识的抽象领域。

像当前的一些前沿科学理论,试图去描述高维世界的状况时,已经不能用人类感官和常识去理解,只能用一些晦涩深奥的数学工具去进行解释和描绘,是十分抽象的领域。

量子力学的出现,实际上就是人类朝着这样一个我们感知器官所无法感知,并且我们常识所无法理解的领域进发。

《上帝掷*子骰**吗?》这本书,就是在对这样一个光怪陆离,完全挑战我们人类感知和常识的一个奇异世界,进行一个比较有趣生动的讲解。

所以,这本书是十分值得大家一看的。

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