如何開啟科學思維

苗德歲 傅婷婷

不去扼殺就是一種啟發

1978年，徐遲的報告文學《哥德巴赫猜想》發表，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。可以說，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，發現問題比解決問題更重要。現實生活中，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，引導孩子發現答案。或者鼓勵他自己以后去探索，告訴他“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下建立起來的。達爾文的父親是一名醫生，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造的，可是上帝為什么會創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展的過程：在一個階段科學家發現了一些問題，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現和發展的過程，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，有待將來去發現。新一代科學家會對舊的東西提出新的挑戰，發現新的問題，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，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。”同樣的道理，看書最好不要有功利的思想。尤其是對孩子來說，一些表面看似無用的書很可能會啟發他們多維度的思考。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？

為什么我們的創新基礎很薄弱？問題就在這里。創新的關鍵，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。”這兩種思維看似不同，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，有人發現一位名叫溫伯格的德國醫生早就獨立地發現了這一公式，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]