《从一到无穷大》——从一到十
化生类
张天一
五四运动前夕,陈独秀先生在《新青年》中提到德先生与赛先生;百年后的今天,社会已然民主,而人们对科学的探索,仍无止境。从小到大,无数的人们希望我们学文化学科学,或者,在这,我们具体指自然科学。
我们需要科普,而《从一到无穷大》作为一本经典的科普读物,告诉我们最重要的从来不仅是科学本身,而是使读者对所谓科学略作了解,由此产生兴趣;又或是理解了一种科学理念或方法,进而继续钻研。
科学是决无止境的,再多的科学书籍所做的也不过是给了你探索科学本身的资本。我们常将老师比作打开科学大门的人,那科普读物便是科学大门的指路标。
你无法指望一个只会从1数到10的孩子去解一个二阶偏微方程从而理解叠加态原理,但他也许能想象一只又死又活的猫。所以对于科学,我认为,合适的学习方法是循序渐进,而合适的教育方法是深入浅出。一个伟人,将毕生的研究讲解得连一个小孩子都能略知一二,此即科普。
然而,深入浅出绝非易事,它需要对基本学科透彻的理解。这本应是一个从事科学的人必要的素养,但以我化学竞赛的体验而言,却着实令人痛心。
如果请你选择你的学习是向前还是向后?是往上还是往下?向前,即跟随学科的前沿;而向后,则是探索学科的历史;往上,即研究高深奥妙之境;而往下,便是推究学科的根基,格物致知。这着实不是一道非黑即白的选择,但现实中作为竞赛生,如果时间有限,你将从学科史学起,了解一门学科为什么诞生,欲解决什么,还是拼命学习现成的分类好了的理论,不再涉猎考卷上绝对不会出现的部分?
当我们急于向前看时,却又是否忽略了科学的基本?我们善于数学推导,但其每一步的物理意义又为何?每一步的假设基于什么?没有人有更多的精力关心这些了。
格物致知,所谓格物,就是推究事物的本源。但当一个结论过于好记的时候,当一项成果运用得已是习以为常的时候,我们还能做到推究其本源吗?
我想从一数到十大抵不是什么难事,但其中确实包括了两个极其伟大的数学思想——进制与数码计数制。你无须画许多的花或是复杂的曲线;你更无须创造一个复杂的符号并令世人尽知这表示一亿或更多。3 000年的数学成果,似乎一夜之间你便能掌握个大概。
但试问,若是将你放到数学的起源,一个未有进制与数码的时代,你能数一个大于3的数吗?你可能不能,而这正是问题所在。若把从1数到10这种习以为常的事作为数学大厦的基础,这座大厦可能很宏伟,但却未必稳定。
你也许会说数学作为一门逻辑学科,他的根基应该是严谨的逻辑,正如数学系所学的高等代数理论。你或许觉得这没有必要。事实上,对许多人,这确实不重要。但问题是,不论是古巴比伦人还是古印度人也都不懂这些。
学科的本质,大概是很上位的东西,但本源却非如此。一门学科起源于何?欲解释什么问题?这绝非知所不能及,却似乎被人们忽视着。
数学如此,科学亦是如此。唯有对其本源的探讨才可能得到本质的道理,此即深入;通过其最基础的部分来理解本质,此即浅出。
也许,作为70年前的一本老书,《从一到无穷大》的科学内容已然过时;抑或,作为一名清华学子,早已对其中科学原理掌握得无比熟练。但其中的方法呢?也许未必。我仍记得这本书教会我的是数学是什么,我仍记得其中关于狭义相对论的提出,即爱因斯坦认为时空总应正交。这一假设看似没使其数学计算有任何简化,但却提供了一种全然崭新的思路,使我们更好地去理解相对论效应的本质。
我们总是太喜欢记些好看的结论,沉迷于花哨的技巧,正如我们自然可以背出洛伦兹变换而用以计算狭义相对论。但于其中,我们究竟得到了什么?我们既不能像爱因斯坦那样做出鬼斧神工的假设,又不能像一个勤勤恳恳的读书人从最基本的理论推起,既非天才,又不勤奋,于我何与也?
我曾经常听起有人说自己生不逢时,若是有现有的知识,回到古代,岂非神人?我也难免会抱有这样的幻想,但每当我读科学史时,我更会想,如果是我,在那个时代,以当时的社会背景,我可能做出天才的猜想吗?很遗憾,我不知道问过自己多少次这个问题,但没有一次成功,哪怕,只是数一堆苹果。
竞赛,抑或是一些学习,总会给我一种匆匆赶路的感觉,而伽莫夫,似乎将那些被错过、被遗忘了的风景,拍作照片,拿给匆忙的旅人。
那么,若当你感到无法前行时,能否,走得缓些,甚至回过头,看看这些似乎稍许过时的照片,慢慢地从一数到十,细细品味,其中的科学。
作者简介
张天一,男,来自上海市,毕业于上海市七宝中学。2016年、2017年两年中学生化学奥林匹克竞赛决赛银牌,2017年清华大学诚志化学体验营签约一本线,2018年考入清华大学化生大类。
寄语母校
愿在路上的学弟学妹们,不要忘记在母校的一切。
不论到了什么地方,都不要忘记坚持了3年的天天晨起,跑步锻炼;
不论节奏多么紧张,都不要忘记坚持了18年的准时作息,按时用餐;
不论遇到了怎样的挫折,都不要忘记那个成日嬉笑、热爱生活的自己。
你曾经的一切,成就了如今独一无二的你;
也愿你今后的一切,成就你心中的自己。
愿母校辉煌。