哈佛的科学课
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为什么是HIP-HOP?

我把本课的标题写成“2加2等于HIP-HOP”(HIP-HOP是由美国黑人兴起,包括说唱和电子乐器演奏的音乐,同时又指一种包括艺术、舞蹈等的文化),它是什么意思?和系统又有什么关系?

大家还记得水具有不同于氢气和氧气的属性吗?水的组成部分是气体,且都可燃或可助燃,而水在正常气压和温度下却是可用于灭火的液体。同样,食盐也是一个属性与其组成部分完全不同的系统。

每个人都是一个由动脉、血细胞、胃和指甲等构成的系统。我们可以说,胃是你身体的一部分,而你却不仅仅是胃。作为一个具有一定机能且相互联系的整体,人体具有其各个组成部分所不具备的特性,并且其功能已大大超过了组成部分之和。

有句谚语“整体大于部分之和”,即表述了这样一个重要的系统特征。其实,这句谚语具有更深层次的含义,即:整个系统具有其所有组成部分都不具备的功能或属性。

我们可以试着从以下角度去理解标题的含义。大家都知道2加2等于4,但学习了“整体大于部分之和”以后,你们就会认为2加2也许等于6。但是,液态水与氢气之间的区别却不同于4与6。前者是质而不是量的区别,即差别不在于量的多少,而在于种类。

液态水不同于氢气,就如同Hip-Hop不同于椅子;食盐不同于金属钠,就如同Hip-Hop不同于家庭作业;人体不同于胃,就如同Hip-Hop不同于橘子。

因此,简而言之,整体在“质”上不同于其组成部分。质的区别要比纯粹量的区别重要得多!

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停下来,想一想

通过学习科学知识认识世界的一个重要环节就是学习新词语。例如,“光合作用”就是科学家发明的词汇。在学习科学的过程中,我们经常会遇到这个词。光合作用除了其科学含义以外,没有其他任何意思。不会有人这样说:“我有一个光合作用,红头发的人比黑头发的人更容易生气。”

相反,有些科学用语则在科学范围之外被频繁使用。通常,这些词的科学含义与普通含义大不相同。在本课中曾提到了疾病的病毒理论。“理论”这个词并不是由科学家发明的,而是一个普通的词。因此,可能会有人这样说:“我有一个理论是:红头发的人比黑头发的人更容易生气。”

在日常生活中,“理论”的使用与科学家的使用并不相同。一般而言,理论是一种讨论事物因果联系的观点。它可能是非常疯狂的想法,例如,我觉得打雷是由一种我们看不见的月球生物引起的;但也可能是非常合理的想法,例如,我认为在大家庭中长大的人通常都会有两个以上的孩子。

但在科学研究中则完全不同。科学理论把众多科学事实与观察发现联系在一起,体现出它们在重大科学观点中所发挥的作用。例如,疾病的病毒理论绝不是关于月球生物的疯狂想法,相反它揭示了成千上万种疾病的起因,例如普通感冒、流感、肺结核、麻疹、疟疾、破伤风以及蛀牙,等等。

我们一般会认为事实比理论更具有说服力,但在科学领域中则恰恰相反。因为科学理论是由许多事实依据支撑起来的,所以理论往往比任何一个科学事实都强有力得多。

读这本书时,最好要仔细留意所碰到的每一个新词,尝试去理解其含义以及在句子中的使用方法。同时,仔细阅读上下文或观察插图,以帮助你们更好地理解新词的意思。