对科学教育的一种理解
——我为什么写《极简天文课》

张双南

张双南，天体物理学家。中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任、中国科学院粒子天体物理重点实验室主任。

几年前，出现了一个爆款的知识付费产品“分答”，在朋友的撺弄之下，我也上去开了一个账号，没想到提问题的朋友特别多，我很快就招架不住了，不是回答不了问题，而是工作太忙没有时间回答。我经常做科普报告，也是常常被听众的问题拖住走不了。于是我就萌生了找个机会把大家的问题和我的回答系统整理出来的想法。恰好“分答”团队又开发出来了一个叫作“小讲”的产品，就是用语音系统地讲解一些知识，我就应“分答”团队的邀请开了“极简天文课”，这个课程的名字其实是套用了我特别喜欢的一本科普书——卡洛·罗韦利的《七堂极简物理课》，我还为这本书的中文版写过推荐语。

“小讲”的一个功能就是听众可以和讲师用文字或者语音互动，于是我又回答了不少大家关心的问题。恰好这时候科学出版社邀请我写一本科普书，我就答应了把“小讲”的内容整理出书。好在我在“小讲”的语音事先都已经有稿子了，所以并没有花多少工夫就把书的初稿弄出来了。

本书初稿完成于2018年初，书中我表达了对于黑洞和广义相对论研究尚未获得诺贝尔物理学奖的不满，并且把发现太阳系外的行星作为人类认识宇宙的最近一次，也就是第七次飞跃。幸运的是，2020年的诺贝尔物理学奖就授予了对黑洞和广义相对论的研究成果，而2019年的诺贝尔物理学奖的一半授予了太阳系外的行星发现者，这都让我很开心！当然也有不开心的，因为我在书中解释了我非常景仰的物理学家霍金为什么还没有获得诺奖，而且我特别希望他能够获得诺奖，但是在我完成初稿之后不久，霍金先生就去世了。尽管霍金先生最终没有获得诺奖，读者可以从书中了解到，霍金的科学成就足以使他成为近代最伟大的科学家之一。

除了对“小讲”的主要内容的扩充和完善，书中“极简天文史”和“天文学与科学方法”两堂课的主要内容取自我本人2012年在《中国国家天文》杂志发表的“天文学与现代自然科学”一文。这篇文章的主要内容是通过天文学简史，一方面总结出天文学的发展对现代自然科学的贡献，另一方面归纳出现代科学研究的方法，并且回答“什么是科学”这个广为人知的问题。

我认为，这本书能够获奖的原因之一是，这本书是国内为数不多的原创科普书，而市面上绝大多数科普书都是从国外引进的。客观地说，从国外引进的科普书绝大部分质量都很高，兼具故事性、知识性和可读性，很多都是畅销全球的科普书。我为很多引进的科普书都写过序或者推荐语，我推荐给读者的科普书绝大部分也都是引进的，我自己读的科普书大部分也是引进的或者是英文原文。但是这并不意味着我们不需要自己原创的科普书，毕竟在价值观和文化层面上，在科学发展的历史和科学教育的现实情况上，中国社会和国外还是有很大区别的。我们需要针对中国的具体情况和中国读者的特殊需求，创造中国的科普著作。实际上，本书出版之后，有国外的出版社曾经联系过我，希望将这本书翻译成英文，在国外出版。我婉言拒绝了，我的理由是，这本书就是为中国读者写的，不适合国外的读者。

我个人认为，中国社会目前处于第四次科学启蒙的阶段，也是最重要的一次科学启蒙。在1919年5月4日学生大规模游行作为标志的五四运动中，中国少数先进的知识分子推行了新文化运动，打出了“德先生”和“赛先生”这两面旗帜。从科学传播和科学普及的角度，这可以说是中国的第一次“科学启蒙”。然而，由于当时中国社会面临的危机是民族存亡，“德先生”和“赛先生”并没有在中国真正落地，这一次“科学启蒙”失败了。尽管如此，五四运动促进了反封建思想的发展，从西方传来的马克思主义在中国生根发芽、开花结果，最终诞生了中国共产党，与中国的实际相结合，夺取了革命的胜利，建立了中华人民共和国，最终产生了中国特色的社会主义新理论，才有了今天中华民族复兴的大好局面。

1956年，党中央号召全国人民“向科学进军”，可以说是中国的第二次“科学启蒙”。政府随后制定了发展科学技术的十二年科技规划（《1956—1967年科学技术发展远景规划》）和十年规划（《1963—1972年科学技术规划纲要》），催生了以“两弹一星”为代表的一大批科技成果，建立了中华人民共和国的工业体系。然而，由于当时中国急需的是国防和工业技术，现在回过头来看，整个社会实际上都是在“向技术进军”，“科学启蒙”并没有完全成功。

1978年召开了全国科学大会，邓小平同志发表了“科学技术是第一生产力”的著名论断，被称为“科学的春天”到来了，这可以说是中国的第三次“科学启蒙”。从那时到现在，对知识的渴望和追求就一直成为中国社会发展的主要动力之一，所以1978年的“科学的春天”严格说起来应该是“科学知识的春天”，“科学启蒙”也没有完全成功。

这三次“科学启蒙”都对中国的发展起了关键的作用，有力地推动了社会的进步、文明的发展和国家实力的迅速提升。然而，直到今天中国社会整体的科学素养仍然不高，科学精神仍然十分缺乏，伪科学仍然大行其道，谣言和骗局仍然十分流行。中国社会迫切需要第四次“科学启蒙”。

2016年，习近平总书记在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协的第九次全国代表大会（“科技三会”）上指出，“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。没有全民科学素质普遍提高，就难以建立起宏大的高素质创新大军，难以实现科技成果快速转化”。这在中国是首次把“科学普及”提到了前所未有的高度，吹响了中国第四次“科学启蒙”的号角。以高度重视“科学普及”为标志，这一次“科学启蒙”的深度、高度和广度都是前所未有的，必将对中国的发展产生深远的重要影响。

就是在这第四次“科学启蒙”的号角声中，我开始写这本书。我写这本书的具体目的，一方面是回答很多朋友关心的关于物理、天文和宇宙的问题，也就是传播科学知识，这方面和引进的科普书并没有太大区别，无非是内容的选取和写作的风格的个性差异。但更主要的是，我想通过天文学史简要介绍科学史，通过科学史讲述我认为的什么是科学，尤其是科学方法。我这么做的主要原因是，我认为完整的科学教育应该包括科学知识、科学史和科学方法，也就是科学教育的“三位一体”。只有完整的科学教育，才能全面实现科学启蒙的目的。然而，中国目前的科学教育基本上都只有科学知识的教育，几乎没有科学史和科学方法的教育，这些正是我在这本书里面强调的，而我的做法是用讲故事的方法，即使是讲科学知识的时候，也会通过讲故事的方法简单阐释有关的科学史和科学方法。我希望用讲故事的写作方法，提升可读性，抓住读者的心。实际上，有不少朋友告诉我，他们是一口气读完本书的，而这恰好就是我希望达到的效果。

最后，我特别需要说明的是，我的科学史观和美国物理学家温伯格的观点比较一致，都是辉格史观，这可能和现在的很多专业历史或者科学史研究者明显不同。我理解为什么历史学者认为不能用辉格史观，因为辉格史观就是用现在的价值观评判历史，但是不同人、不同时代、不同社会和文化的价值观都会变，也很难说谁对谁错，辉格史观就难以“客观”地反映历史的本来面貌，而以历史事件和人物对当时的影响评判历史，就可以避免这样的问题。然而，正像温伯格指出的，科学的价值观是不断进步的，科学对错是能够判断的，应该按照科学史上的事件和人物对科学发展的影响进行评判，因此是可以用辉格史观解读科学史的。我完全赞同。

我在“极简天文史”那一堂课把天文史总结为“人类认识宇宙的七次飞跃”，就是我的辉格史观的体现。我个人认为，很多科学家的历史观都是辉格史观，比如诺贝尔物理学奖得主杨振宁先生（我认为杨先生是当代成就最大的物理学家）在讨论《易经》以及“天人合一”对中国人的影响的时候就是用的辉格史观。我特别崇拜的贾雷德·戴蒙德是职业科学家，但是他对人类史的研究成就非凡（代表作《枪炮、病菌与钢铁：人类社会的命运》），我觉得他的历史观也有很大程度的辉格史观。其实我们很多人认为古希腊文明是西方现代文明的发源地，认为古希腊哲学是现代科学的源头，这些也都是辉格史观的体现。