代入式科普
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首先,这本书应该改名,叫《如何成为一名科学家》。与其说这是一本科普狭义相对论理论的书,我感觉它阐述的更多是科学家的思维。在解释每一条理论时,作者都会让读者代入将科学家们的视角,让读者将从假设、观测,一步步解除旧理论或直觉造成的思维桎梏、排除各种错误答案,实验、得出结论的整个过程沉浸式地体验一遍。
读这本书的时候,我感觉这种讲解方法就好像让历史上的科学家们活过来了一样,是他们亲自在和我一起推导这个理论。甚至说,我就是那些科学家,这些理论就是经过我的推导得出来的。一开始基于直觉的假设,让我感觉和自己的直觉一模一样,看来科学家也是和我一样的普通人嘛。经过一步步的思维实验,亦或是作者描述的观测或实验室实验,我自己靠直觉认知世界的思维惯性也一步步被瓦解了。最后正确答案得出的时候,我则能感到一种欣喜的感觉,仿佛这改变世界的重大发现是我做出的一样。与其说这本书最让我享受的是最终推导出正确结论的成就感,不如说是像科学家一样顺着作者描绘的思路思考、推导的过程。
例如,这本书在讲述相对的运动观时,就没有直接讲述这套理论。它先是将读者的思绪带回了这种观念还不存在的时候,让读者只是基于直觉去思考。宇宙中的运动到底是绝对的,还是相对的呢?在我们的直觉看来,运动一定是绝对的。比方说,当站在地上的一个人看到飞机飞过头顶时,他一定认为飞机是在运动的,而他自己是静止的。就好比存在一个以地球为原点的三位参考系,它的x轴、y轴和z轴都像宇宙的四方无限延伸一样。当作者提出这种模型时,我一下就代入到了作者的视角中,因为它是完全符合我的直觉的。
但是,作者紧接着就列举出了这种理论的漏洞--在太阳看来,地球不是也在运动吗?在银河系中心黑洞看来,太阳不也在运动吗?因此,建立一个绝对的坐标系不一定是错的,但因此就有极大的局限性,所以不应该被采用了。而一个相对的运动观,就能更好地解释这些现象了--对于地上的人来说飞机在运动,对于飞机上的人来说地上的人也在运动,对于太阳来说两者则都在运动。这种理论也不一定是绝对正确的,但相对前面那套理论来说,局限性就更小了,因此就更应该被采用了。读到这里,虽然这种理论本身是反直觉的,但因为我完全理解了它的推导过程,以及科学家采用它的原因,这种理论自然也就被我理解了。而这种对运动的观念,正是相对论最基础的基石。
与很多人的理解不一样的是,相对论并不是一条独立的理论,而是一整套由许多科学理论结合起来的理论体系,是一套环环相扣的“连环理论”。它的提出也不是一次独立事件,更不是某位科学天才偶然“大脑一拍”想出的某些主意导致的。相对论的建立,以及作为基础支持它的许多理论的建立,都是经过了无数科学家在科学方法论指导下的观察、实验与思考达成的。而这本书则几乎是让读者沉浸式地体验了这一过程,更是教会了读者如何像科学家一样思考。它还进一步让读者知道了,没有一个科学理论的创立是某一名科学家的功劳,每一个科学定理、公式,都是经过无数种错误(局限性更大)理论的更迭、无数科学门派的试错、无数科学家倾其一生的观测、实验与思考,才被最终创造出来的。
当然,理解了相对论的基石,不代表我就理解了整个相对论。读到后面,许多高深的部分,比如相对论对能量、质量的理解,我就读得一知半解。不过,这并不妨碍我喜欢这本书,因为它带我体验了像科学家一样对物质世界的运行规律进行思考。
因此,我认为这是我目前为止最喜欢的科普书。这不是因为它科普内容的高深、严谨或通俗,而是它教给了读者一种思维方式,让每一位读者都具备了一些自己成为科学家的潜质。学习任何知识都又门槛,但领略科学的魅力、学会像科学家一样对我们所处的宇宙进行思考,是没有任何门槛、老少皆宜的,也是每一名现代公民所必备的。