阿白
為什么布丁軟,石頭硬?
為什么我不能光吃油炸土豆條?
為什么1+1=2?
小孩子平時總會問大人這樣那樣的問題,聽起來很無厘頭,很傻。但是,你若是一巴掌拍回去,說:“這不是廢話嗎?沒什么好解釋的!”你這巴掌就拍沒了科技創新的源頭。
布丁軟,石頭硬,這涉及到了物質的特性是從哪里來的。
接下來,物質的特性又是什么決定的呢?是最微小的基本粒子。
最微小的基本粒子是原子,原子組成分子,分子按組成情況產生不同的化學物質……分子互相連結得不緊密,那便是軟的,連結得緊密,那便是硬的。
瞧,孩子的問題一點都不傻,它涉及到了對萬事萬物原理的探索。挖掘萬事萬物的源頭,就會涉及到物理學的原理,神經生物學的原理,涉及到創新。所以,我們要給孩子講或看萬事萬物的知識,希望他們看到萬事萬物背后的原理,以及人類是如何不斷去求索這樣的原理的,并且保護好孩子的好奇心,保護每一個創新的源頭。
可是大人們會說,孩子的問題太難回答,讓人無言以對呀!沒關系,可以直接去問諾貝爾獎獲得者呀!諾貝爾獎獲得者們當然很忙,不過,他們一直在這本不可思議的書里等你——《諾貝爾獎獲得者與兒童對話》。
01為什么我忘記一些事情,而不忘記另一些事情?
祖先們早就已經感受到了這一點——他們必須記住對他們來說至關重要的事情。譬如,哪些水果可以吃,或者人們如何才能最有效地防衛獅子。誰不及時學會它和永遠地記住它,誰就會餓死或被吃掉……就這樣,自從有了人類以來的好幾百萬年里,人類已經被訓練成忘記不重要的事情,而記住重要的事情。
你有記憶力,這要歸功于你的大腦。它由幾千億個神經細胞組成,其中的每一個神經細胞都可能與另外的一千多個有聯系。每一個神經細胞都傳遞著特定的信息,不過,它只和許多別的神經細胞一起,設法讓你能夠感覺、活動、思考、學習和記憶。
同樣的東西,你見到的、聽到的或在學習時試圖記住的次數越多,眾多視覺和聽覺神經與所有別的參與看、聽和學習的神經細胞之間的聯系就越緊密。每一次,如果你——有意或無意地——回憶什么事情,原本已經緊密的神經軌道以及它們的聯系,便總是再次變得更加緊密一些——而且某種東西越重要,就越緊密。
——回答者:埃爾溫·內爾,德國生物物理學家。他與伯特·薩克曼一起研究基本細胞功能,共同獲得1991年諾貝爾生理學或醫學獎。
02地球還會轉動多久?
我們現在知道,地球、月球和太陽一直在持續運動,因為它們在宇宙中奔馳,宇宙中沒有阻力。盡管如此,地球還是不會永遠轉動。牛頓曾經說過:一種運動會無止境地繼續進行,如果這是一個堅硬、固態的物體??墒俏覀兊牡厍虿挥病D銈儾环涟训厍蚩醋鍪且粔K夾心巧克力糖,它由好幾層組成:一層液態的核,一個中間層,一層外套,一層表皮以及罩在四周的一個外殼——這就是我們上空的空氣層;在這個空氣層的上方還有宇宙的真空。由于相疊的各個層面在某種程度上可以說是漂浮、運動和做著極其奇特的事情,所以地球不是剛體。
地球越轉越慢,月球越離越遠……但是你們現在大可不必擔心,因為還得過無數個百萬年,才會發展到這個地步。我相信到那時,人類早就找到了一個新的宇宙。
——回答者:謝爾頓·格拉肖,美國物理學家,因為研究闡明了電磁相互作用,獲得1979年諾貝爾物理學獎。
03為什么1+1=2?
有一天,我家附近一家小商店的老板想出了一個有趣的主意。他將滿滿的一杯糖果放在他的柜臺上,并承諾,誰猜中里面有多少塊糖果,就把這一整杯糖果送給誰。由于我是數學家,我當然不愿意只是簡單地猜一猜,而是要找出糖果的精確數目。可是怎么找?我試圖用肉眼估計,一塊糖果大約有多大,糖果間的空間多大以及玻璃杯多大。然后我開始計算??上矣嬎愠鰜淼臄底?,跟大多數其他顧客一樣,離正確的數字相差甚遠。
但是,它是一個很好的例子,可以說明我們數學家是如何著手解決一個難題:我們總是要簡化一項任務,辦法就是,我們把它化為基本數值和這些數值之間的關系——就糖果而言,就是化為糖果數值、糖果間距離數值和玻璃杯數值之間的關系。知道了這些數值,才能精確地計算出糖果的數量。
全部數學探討的就是這樣的關系,這在數數時就已經開始了。
——回答者:恩里科·蓬比里,因為他對各種數學問題所從事的基礎研究工作而獲1974年費爾茲獎章。費爾茲獎章是數學界的最高獎賞,相當于在數學領域不頒發的諾貝爾獎。
(選自《諾貝爾獎獲得者與兒童對話》,貝蒂娜·施蒂克爾編,張榮昌譯,生活·讀書·新知三聯書店)