一提起科学,很多文科生都感觉头大。浩瀚如繁星的定义概念,枯燥难懂的定理公式,更别提科学的严谨更让人望而却步。一些人文知识分子说:“人文是精彩的,科学是呆板的。”此言差矣,充满着傲慢和偏见。现在我们所能欣赏到的人文精彩,如果没有科学力量的支撑,只能是固步自封于原始部落而孤芳自赏罢了,没有科学,就没有现在的一切。
科学可以很精彩。
一、科学的精彩在于本身的进步
小时候特别喜欢看科学家的传记,富兰克林在雷雨中放风筝,冒着被雷劈的危险揭示了雷电的奥秘,居里夫人冶炼十几吨矿物废渣,提炼出世界上第一克镭,祖冲之(429年-500年)首次将圆周率精确到第七位,而一千多年后,阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一纪录,只有了解了这些科学家的故事,才能体会到科学的种种奇思妙想,甚至为科学家的灵光一闪而拍案叫绝。
在伽利略之前,人们认为“力是维持物体运动的原因”。伽利略设计了一个斜面实验,这个斜面呈左右对称的V型,上面安放有光滑的轨道,当小球从一端释放,摆到另一个斜面静止瞬间,两边的高度一样,当延长底部成U型,结果同样如此。伽利略认为如果两个斜面之间的距离无限水平,若忽略了摩擦,小球应该一直运动下去,这就打破了“力是维持物体运动”的固有认知。
牛顿在伽利略的基础上继续探索,大胆假设:物体运动状态分静止和匀速直线运动,而力是改变运动状态的原因,因此牛顿把物体维持静止和匀速直线运动的力量称为惯性,牛顿第一定律出现了。紧接着,牛顿经过试验和计算发现了牛顿第二定律F=ma,彻底弄清楚了力是怎么改变物体运动状态的,而牛顿第三定律则告诉我们,力的作用是相互的,只要皮厚肉糙,挨打也是种反击。三大定律揭示了运动的本质。
从伽利略到牛顿的研究过程,我们就能体会到在力学这一小小分支的进步。然而,科学是由无数条类似这样的历史脉络组成,正是这样无数而又精彩的科学发现,构成了当今的科学大厦。
二、科学的精彩在于和人文的相互作用
从高中文理分科,我们潜意识认为科学和人文是分开的,而实际上科学和人文是一个硬币上的两个面。凡尔纳的文学作品中对未来的描述,在当时是天方夜谭,但现在基本已经实现。科幻小说促进科技发展,从而改变世界,这是人文对科学的促进。
反过来,我们看待世界的方式也是科学潜移默化的影响。科学使人摆脱愚昧,文艺复兴运动打破了神权,把人从宗教迷信中解放出来。生物进化论、质量守恒定律、细胞学说是马克思主义哲学产生的自然学科基础,而马克思主义哲学中的唯物辩证法则是我们看待世界的一种方式。科学使人正确地看待世界,科学的进步促进了人文的发展。
现代我们已经把科学分成了两类,一类是自然科学,另一类是人文科学,前者是狭义上的科学,后者是广义上的文学,这样的分类的目的不言自明。
三、科学的精彩在于科学技术的实现
终于到了最能直接体现科学精彩的地方。
假如没有了电,我们生活就要倒退130年到200年,手机,电脑,一切用电的设备都将失效,而没有了电气设备,社会的生产效率将极大地降低。我们能用上电,得益于法拉第在1821年发明的电动机,之后电磁感应的发现使交流电成为可能。而交流电的大规模普及,又得益于特斯拉,不是那个造车的特斯拉,而是大科学家尼古拉·特斯拉。而我们目前依赖的信息化技术,则离不开图灵提出的图灵机模型,冯·诺依曼提出的计算机四大模块,香农提出的香农定理。
科学技术的发展,让我们的世界变得丰富多彩,科学技术的实现离不开科学的探索。华为为什么花钱养了那么多的物理学家,化学家,数学家呢?因为华为深知基础科学只要有了小小的突破,转化成技术就可能是质的飞跃。最广为流传的是华为凭借一个数学算法在通信行业一跃登顶的故事。
2008年以前,华为俄罗斯研究所一个看起来无所事事的天才数学家发明了一个算法,可以打通2G到3G的制式标准。凭借这个算法,华为的基站能同时处理2G和3G信号,一根天线能处理多个频段。而且基站的体积和重量比原来小了一半,成本降低了30%。华为凭借这个基站在2008年拿下了沃达丰的大单,然后迅速横扫欧洲,乃至征服世界。
科学从来不是枯燥的。当我们戴着有色眼镜看东西,就看不到事物本来的面貌。科学不是阳春白雪,科学应该主动走出象牙塔,当今的科学应该如同文化思想一样,以有趣的方式大规模普及,我们的科普读物是如此的欠缺,我们科学家不应只发表论文。只有这样,才能让普通人更好地了解科学的魅力。只有这样,才能提高我们的科学素养,谣言才能止于智者,类似新冠疫情时期的各种谣言就会不攻自破,只有这样,科学土壤才会肥沃,科技的种子才能春种秋实,最终为我国的科技创新提供源源不断的动力。
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