科学是什么？——科学教育应该随科学而起舞 

 

      科学是什么，这是个说得清却又道不明的问题。为什么这样说呢，因为从已有的科学发现和科学理论来看，科学似乎是精确的，严密的，确定的可计算的。但从科学的发展与探索的历程看，科学却是不确定的，非严密的，甚至有些时候是说不清楚的。比如人类观察到的一些奇异现象，科学就无法解释，如一些自然之谜和古迹之谜。再比如，组成宇宙的物质绝大部分是暗物质，可是我们居然不知道他们在哪里？等等。所以我想说，科学是确定性与不确定性的统一；准确性与不准确性的统一，也就是说，科学既有科学的一面，也有魔幻的一面，既有确定的一面，又有不确定的一面。为什么这样说呢？也许你读了下面的报道多少会增加一些认同感。我写本文的初衷并非要死抠科学这个概念，而是想换一个视角看科学。结果这一转换使我倍感新鲜，原来，科学是无定格的，科学是好思的，科学是无疆界的，甚或说科学是没个准的。

老早前笔者曾在《南方周末》的一篇文章中读到这样一组问题，觉得很有意思。是在一个由文志忠教授主持下的清华大学云舟“网络教育实验室”，进行的科学教育探索中提出的。问你想过没有？

●两个苹果与三个梨能否相加，如果能，和两个苹果与三个苹果相加有什么不同？

●圆与正方形哪一个面积更容易求？

●1/2为什么与2/4相等？

●第一个射击运动员每次射击的结果都在9环以上，第二个运动员击中靶心的概率是

90%，哪一个运动员更优秀？

我看这样的问题无需再列出许多，我敢说，思考过这些问题的中学生不多。这是我们科学

教育的一贯做法，早在小学，老师就开始千叮咛万嘱咐：不同质的项目是绝对不能相加的，小小年纪就把两个苹果加三个梨这样的问题当成是笑话，每当有人提出类似的问题时，准会引得哄堂大笑。于是，这类问题被永远打入冷宫。再者说，我们的学校教育是严格按照教材和教学大纲进行的，只讲科学的严密性和准确性，从来都不会涉及上述类似的科学怪题。

可是也许你还不知道，文志忠教授何许人也，据介绍他是清华大学云舟“网络教育实验室”聘请的教授，这个实验室除了聘请了清华大学教授外，还请来了几十位来自北京大学和北京师范大学的知名教授和学者的加盟。像北大的钱理群教授也在其中。如果你要说这是闹着玩的，那就等于说，这些教授学者是在拿科学开玩笑了，显然这是不可能的。这就迫使我们不得不反思我们的教育，特别是反思我们的科学教育。原来科学还可以是这样子的。

如果你觉得上述的问题有些小儿科，那么我们再看看一位法国科学家提出的类似问题都是些什么问题。法国科学家皮埃尔·雷纳在《科学》一书中列举世界的多样性特征时，提出了一连串问题：石英晶体的简单结构与海洋表面的波浪形状，或者与暴风雨来临之前聚集的云层之间究竟有什么相似之处呢？珊瑚丛与蜘蛛网之间，金龟子甲壳发射出来的虹彩与天上的彩虹，或与黄莹、浮游生物身上闪耀的光芒之间究竟又有什么相似之处？闪电与打雷之间相隔的间隙是多么的奇怪！笛子上的两个音之间的和谐又该这样去理解呢？

这都是应该进入科学家视野的问题，都是值得进行科学探索的问题，而不是纸上谈兵，更不是无谓的虚张声势。这样一来，科学的意义与我们经过学校教育出来后所确立的科学观念，有很大的差异，要说这不能怪科学，怪只能怪我们的教育没有把真正的科学教给大家。

美国人搞了一个“2061计划”，“2061计划”一个核心思想就是：科学精神的内在本质是对未知的探索，而非已知的了解。而我们现行的科学教育，多是对已知的知识经验和理论的记忆与灌输，评价科学学习效果好坏的主要手段就是考试。这种科学教育的现实，根本不可能引发学生去提问上述那些“荒诞”的问题，更不会为此进行深入的思考与探究。“2061计划”中有一段文字是这样解释什么是学习行为的：“人类的期望、情绪和先前的经验，可以影响他们理解新概念和新思想。人们倾向忽略那些对他们的信念构成挑战的证据，而接受支持他们的那些证据。已有的学会某些东西的经验，可能会限制人们去取得新的学习经验。”很显然，要思考1/2为什么与2/4相等，远比1/2等于2/4要费解的多，因为1/2等于2/4那是天经地义的，何需再问个为什么？其实并不是没有为什么可问，或者说没有必要问这样的为什么，而是我们所推行的科学教育，已经将科学固化为死的知识，已经将我们的思维模式定格在绝对性上。科学成了先前人类科学技术和知识经验的总结与传承，而不是侧重对未知的探究，更不是针对已经权威学说的质疑与批判。这个先验性的真理和思维定式，恰恰是阻碍上述提问的绊脚石。

科学有知识积累的一面，但科学更重要的一面是对未知的探究，而对未知的探究事先是不设限的。设限就是未知探索的羁绊，是对科学精神的反叛。对未知的探索才是科学最本质的存在，也是科学的意义和价值所在。正因为如此，科学的关键在于产生疑问的能力而不是对已有知识的卫护，“在于对那些在任何人眼里都显而易见的事不断地提出疑问的愿望、产生兴趣以及具有强烈的责任感。”（皮埃尔·雷纳语）

面对知识爆炸的局面，年轻的科学家的优势恰恰在于“他们有着新鲜活跃的思想，没有过多知识的束缚，容易在前辈们完全忽视的地方提出疑问，另辟蹊径。”（皮埃尔·雷纳语）

比如，1997年诺贝尔化学奖获得者保尔·博耶就说过：“我上中学的时候，曾经考虑过诸如植物是怎么生长的，肌肉又是怎样收缩的等问题。这些问题非常复杂，你在宗教中找不到答案，只能去科学中寻找。”我相信，很少有人这样去想问题，但我确信这就是科学的起始和引擎。再比如，1976年诺贝尔物理奖获得者伯顿·里克特也曾说过：“我从小就对科学感兴趣，在10岁左右，我有一个念头，就是想知道宇宙是怎样运行的，当然那属于小孩子式的理想。上大学后，我渐渐发现学习物理更能从根本上帮助我理解宇宙，是我童年时的这个问题引导我去学物理，并最终进入物理学这个美妙的世界的。”

科学呈现给人们的是结论，然而科学的活力却蕴涵在科学探索的过程和问题提出的初始。在于提出大胆的甚至是“荒诞”的假设以及对现有理论的挑战。如果没有对上述问题的提出与追究，只有对现成知识的认定和重复，科学就成了一坛死水。科学的生命力蕴涵在对约定俗成的东西的批判，对习以为常的东西的反思。当我阅读诺贝尔科学奖大师们的故事和他们对科学教育的见解时，我就强烈地感受到，他们所从事的科学事业与我们在学校里所学习的科学是截然不同的，在他们那里很少有既定的答案，也没有既定的方法，思维也很少有既定的条条框框的限制。

    比如，1980年获诺贝尔化学奖得主保罗·伯格说：在我上中学时，老师就鼓励我们做研究。每当我向老师问我不明白的问题时，她都不直接告诉我答案而是让我自己去找怎样回答这个问题。所以我不得不去自己设计实验、查资料，渐渐地我学会了不断向自己提问。而且在解答这些问题的过程中，我得到的知识远远超出了回答这个问题本身所需要的答案。

科学是什么？科学就是好奇、想象与幻想，就是批判性地思考，探究性地学习，科学的价值主要的并不在于知识有多么深奥或者多么的渊博，而在于进行科学探索的过程有多么精彩，多么地充满挑战性和戏剧性！

    最后，让我们记住哲学家巴舍拉尔的话：“对于一个有科学精神的人来说，每个认识都是一个问题的回答，没有什么是理所当然的，一切都不是既定的，一切都是被构建的。”

相关专题：谈谈科学
转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自黄建海科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-110064-209719.html

上一篇：青年科学家不要丢了才艺
下一篇：将消费同爱国挂钩简直是胡扯