抛开基础知识,从有趣的科学讲起
言归正传,正式开始介绍一下这本书吧!这是一本关于自然科学的书。
很有可能单是这种想法就让你非常激动;也有可能会让你想马上逃离。不管是哪一种,我先向你保证:从现在开始,这本书里纯粹只有好玩儿的东西。书中每一个奇思异想都跟“我们是由死亡的恒星做成的”一样令人兴奋,书中的其他内容也和这个想法一样好懂。本书内容并不冷僻艰深;我们不会痛苦地朝着科学的山峰缓慢攀登,而是会直接空降到山顶上,然后一路滑雪而下。
换句话说,我承诺本书和其他同类科普书的叙述方式略有不同。如你所知,中学学习的科学课程,以及你兴致勃勃地读过的其他科普图书,其中的大多数科学知识都是按照业内人士称之为第一原理的基础模板而进行教授的。
传统观念是这样的:科学教育应该从基础开始,先打基础(比如纸带打点计时器和图表),然后逐渐加入复杂的内容,最后让你掌握整个体系(牛顿运动定律)。这是我们接受学校科学教育的方法,而对于外行人来说,这种教法经常会让他感觉像被玩弄了一样。
拿原子理论举个例子。学校的教法一般会像这样:在中学的第一年,我们会知道所有东西——比如树、房子和大卫·田纳特的小塑料模型——都是由小得非常夸张的,被称为原子的东西所组成的,而且它们就是物质可被分解的最小单元。第二年,我们又会知道,其实还有比原子更小的东西,比如原子核和电子。又过了一年,我们又被骗了,原子核是由质子和中子构成的……然后这个惨剧还在继续,从本科物理学到研究生物理阶段,一直到你对所有的科学家失去信心,认为他们根本就不知道自己在干什么,然后你怀疑整个领域里全是积习难改的骗子和说谎者。
一本科学书若从第一原理开始编排,反而会打消人们对科学的兴趣,因为他们根本不需要了解所有的细节。说到底,如果有人对F1赛车感兴趣,你会送他们去蒙特卡洛看赛车,而不是带他们去北伦敦大学学习内燃机原理。不过我们这些想要成为科学家的人则必须学习一些枯燥的基础内容——牛顿和匀速直线运动——因为我们知道那些真正好玩儿的东西(弦理论、多维空间、夸克和胶子等)就在前方,而且想要正确理解它们,你就得学会这些基础知识。如果你想要制造一个大型强子对撞机,你最好沉住气,等做了物理学博士后再说。如果你只想要傻盯着一个对撞机,然后想象它在爆炸的时候会有多么酷的话,那你现在就找对了地方。
这就是这本书的目标:把你直接丢入科学最深处,让你用心感受许多成熟而令人惊叹的科学知识,从而让你专心读下去。因为事实上,虽然一切科学的基础——数学——对我们而言可能像是天书,但是被很多科学家叫作“花里胡哨”(hand-waving)的东西则不一定如此。毕竟,只因为我们不懂本地语言,并不代表着我们不能依赖手势去度几周的假。
另外,作为我承诺的一部分,我会给你一块“终极免死金牌”。你不需要理解任何东西。其他科普书的目的可能是教育你、启发你或者挑战你;这本书的目的则仅仅是让你娱乐、放松、深呼吸,并且没有考试。我请你给自己一个许可,准许这些知识从你头上飞过,你只要抓住一些新奇的碎片,看清大致的轮廓就可以了。如果你发现自己在反复读着某一章节,发现自己不能理解的话——我会尽全力不让这种事情发生——那这是我的问题,不是你的,继续往下读吧。这不仅是最好懂的科学课,还是一场科学的狂欢。