科学仙境/[英]阿拉贝拉·伯顿·巴克利

**讲 怎样利用科学仙境，如何漫游科学仙境 我答应过要把“科学仙境”介绍给大家，这承诺似乎有点大胆，因为大部分人都把科学视为一堆枯燥乏味的事实，而“仙境”是美丽、充满诗意、承载想象的地方。但我依旧对自己充满信心，我希望向大家证明∶科学是一幅美妙的画卷，是一首真实的诗歌，是一个可以创造奇迹的仙境。此外，我还向大家承诺∶“科学仙境”里真的住着“仙女”，她们让世界变得奇妙，无论你是头发花白的老人，还是可爱童真的少年，都会喜爱她们。当你在陆地或者海上漫游时，当你穿过草地或者丛林时，当你在水中或空气中前行时，无论何时，你总是可以召唤她们。虽然你看不见她们，但是可以感受到她们神奇的力量，感受到她们围绕在你身边的气息。 首先，我们来看看科学想要给我们讲述什么样的童话故事，它和众所周知的童话故事之间又有多大区别。很多人都知道《睡美人》（Sleepy Beauty in the Wood）的故事，公主在一个巫师的诅咒下，被纺锤戳伤，然后沉睡了一百年。栅栏里的马、庭院里的狗、房顶上的鸽子、正在厨房揪着洗碗工耳朵教训他的厨子都遭受到咒语的牵连，国王和王后也在大厅里沉沉睡去。树篱围绕着城堡肆意生长，筑起一座厚厚的宫墙，万物一片死寂。百年之后，一位英勇的王子来到了这里，挂满美丽花朵的篱笆自动为他让开一条路，王子踏上这条路，进入了城堡，来到公主沉睡的房间，献给她甜蜜一吻，然后公主苏醒过来，城堡里的万物又恢复了生机。科学能给人带来与之相媲美的童话故事吗? 试想，世界上有比水更忙碌和活跃的事物吗?当它在湍急的小溪中奔流时，或是冲击在石头上，或是从喷泉中涌射而出，或是从房顶上徐徐滴落，或是在微风拂过池塘时泛起阵阵涟漪。难道你就没有看到过水的其他动态或静态吗?试着在冬日某个霜冻的早晨，从窗户向外望去，昨天从家门口缓缓流过的小溪，现在已经结冰了，这一幕是多么的寂静啊!曾经被溪水冲刷过的石头，现在被冰冻在旁边。看，池塘里的涟漪也冰封不动了，往上看，屋顶上没有了昏昏欲睡的鸽子，原本潺潺流动的水结成了冰凌，像一排水晶点缀着屋顶。在灌木丛里，你会看到慵懒的水滴此时已经凝结成了小小的“钻石”。喷泉像玻璃树一样，长着下垂的尖叶，就连你自己呼出的哈气，也能在玻璃窗上结出蕨叶形的窗花。 就在前一天，这些水还忙忙碌碌，或激流，或滴落，或无形地悬浮在空中，现在却被"咒语"牵连禁锢。是谁对它们施了魔法?是霜冻巨人迅速将水抓住，让它们动弹不得，无法逃走。 然而再过些时间，事情就开始反转了。就像《睡美人》中横亘在城堡前的篱笆，自动为王子让出一条路，几小时、几天或者几周后，悬挂在沉闷天空中的乌云散去，英勇的太阳洒下阳光，于是阳光轻吻冰冻的水，将它解救出来。水又活跃了起来，小溪再次泛起涟漪，冰冻的水滴从树上滑落，房顶上的冰凌也掉落下来，水珠从玻璃窗上缓缓流下。至此，万物都被明快温暖的阳光唤醒。这是大自然书写的童话，是科学讲给我们的故事。 再听一个《猫皮姑娘》的故事。一位来自树洞的姑娘，带着一个核桃，核桃里装着三套绚丽的礼服∶**套礼服如太阳般夺目，第二套礼服如月光般皎洁，第三套礼服如星般闪耀。如此造型美丽、做工精细的衣服就这样装进了一个核桃里。科学也会讲述一个类似的故事，那是一个在同样微小壳子里发生的故事。每个壳子里不仅仅是礼服，还是小动物的家——一个很小的壳子宫殿。它由很多蕾丝花边组成，每个花色都非常好看，这些蕾丝是住在这个宫殿里面的小精灵用海水泡沫编织而成，尽管它只是一只小小的水母。 *后，再说一个故事，看过《奇妙的旅行者》（Wonderful Travel-lers）的读者肯定还记得里面有个“千里眼”的人，他可以看到三千米外一棵树上苍蝇的眼睛。老实说，哪怕燃气出口就在你的眼皮底下，在燃气被点燃之前，你能看见它吗?然而，如果你会使用仪器测量气体，就可以辨别出不同气体，就算气体在约1.5亿千米外的太阳表面上也不影响你的判断。而且仪器还会给你讲述，在距离我们非常遥远星球上不同气体的性质。实际上，仪器还会告诉你在那里可以找到与我们地球上相同的金属。 我们可以在科学领域中发现很多类似的童话。我们必须把科学仙境口口相传，和科学成为好朋友，看看科学是否和古老的童话故事一样真实。 告诉我，你为什么喜爱童话故事?它有什么魅力?它难道不是科学仙境突然发生的、与人类毫无关系的科幻故事吗在仙境中，鲜花盛开，房屋像阿拉丁神殿般在某个夜晚拔地而起，人们一旦被仙女魔杖触碰就会被带到很远的地方去。 仙境和我们不想去旅行的一些遥远国家不一样，它就在我们之中，只需睁开眼睛就可以见到，也有可能肉眼看不见。莎士比亚传奇戏剧《暴风雨》（The Tempest）中的空气小精灵（Ariel）和《仲夏夜之梦》（AMidsummer Night's Dream）中喜欢恶作剧的小精灵（Puck）并非住在无人可知的地方，相反，空气小精灵在歌谣中唱道： 在蜜蜂吸蜜的地方我吸蜜，我卧在莲香花的钟儿里，我一直睡到枭鸟的鸣声起，我骑在蝙蝠背上飞去，快活地去追寻着夏季。 有一天晚上，一位农夫靠着一棵树睡着了，他被仙女魔杖施法后睁开眼睛，这才有机会看见一群小精灵和魔鬼，有的在草地上跳舞，有的坐在蘑菇上，有的站在花头上用橡子制成的杯子啜饮，有的在用草叶打闹嬉戏，有的骑在蚱蜢身上蹦跳飞奔。 无独有偶，一位英勇的骑士为了解救一群受到压迫的可怜少女，冲进了激流中。在骑士艰难地冲到水中央时，被仙女魔杖施了法，等到他睁开眼睛时看见仙子在安抚他惊恐的马，温柔地引导马儿跑向对岸。 对于上面提到的农夫和骑士，或者任何得到过仙子的馈赠并且可以看见她们的人来说，仙子近在咫尺。但是藐视仙子、否认她们存在或者不在乎仙子的人，是看不见仙子的，时不时还会遭到她们的捉弄。 现在看来，存在于我们童年里的仙子，也同样存在于科学中。有一种力量环绕着我们，并存在于我们中间，请允许我称之为仙子。她们比古老童话里的仙子更奇妙、更魔幻，更美丽万千。她们也是隐形的，有些人一辈子都从未见过她们，或者对此漠不关心。人们闭上眼睛，或许是不想睁眼去看，或许是没人告诉人们如何去发现仙子。人们为工作和生活中的小麻烦而烦恼，不知道如何放松，如何给自己充电，除非仙子撑开他们的眼睛，向人们展示大自然的甜美画卷。他们就像威廉·华兹华斯（William Wordsworth）在《彼得·贝尔》（Peter Bell）中写的那样∶ 对他来说， 河边的樱花草也只是黄色的樱花草，仅此而已。 我们不会这样生活，我们渴望睁开眼睛，问一句∶"这些力量是什么?仙子是什么?我们怎样才能看见它们?” 走出去吧，到户外静地坐着，好好欣赏大自然的杰作。听听微风拂过的声音，仰望天上云卷云舒，看看脚边池塘泛起的涟漪和波纹，倾听溪水流过，观察花苞一朵朵绽放。然后问自己∶“这些都是如何形成的?”夜晚出去走走，看露水在小草上一滴一滴汇集，或是追随冬日早晨叶片上悬挂的精美霜冻冰晶而去。看暴风雨来临时充满活力的闪电，听轰隆隆的雷鸣。告诉我，这些美妙的作品是什么机器制作出来的?这些不是人为的，而且人类根本无法阻止这一切的发生，因为它们都是由无形的力量或者仙子创作的，这些创作者正是我想要带你们结识的朋友。不管是白天还是夜晚，夏季还是冬日，暴风来袭还是天朗气清，这些仙子都在不停地忙碌着。我们可能听说过或者知道她们，如果我们愿意的话，还可以和她们成为朋友。 我们只需拥有一项能力便可以了解她们，那就是想象力。不是说你需要去思索不存在的幻象和魔鬼，而是在脑海或思维里构建图片的力量，就算它本身是无形的。大部分孩子都有这种极佳的天赋，热衷于把听来的故事在脑海中绘制成图片，并且喜欢一遍一遍地听同一个故事，直到他们对每一个细节都像亲身经历过一样了如指掌。这就是为什么只要讲述得当，孩子就一定会喜欢科学。孩子们有着清晰的视野，可以将我们与已经看见的短暂事物联结起来，也让我们去发掘还未被看见的真理，我期望孩子们明亮的目光永远不会消失。 如果你具有这种想象力，那么在这一讲中，你将和我一起探寻大自然里隐形仙子的足迹。 来看一场阵雨吧。这些水滴从何而来水滴为什么是圆的，准确地说为什么是椭圆的?我们将会在第四讲中看到雨滴形成的原因∶水分遇热分离、蒸发在空气中，热力就是奇妙的力量①或仙子之一。直到冷风袭来，空气遇冷，再没有足够的热力使水分蒸发，另一股无形力量便出现了——凝聚力。凝聚力早早就做好准备，等候在此，待蒸发的水分们走到近旁，一把便将它们抓住，然后把它们锁在一颗水滴中，在水滴房间中，它们可以躺下。随着水滴越变 ①我很清楚使用“力量”（foree）这个词所带来的风险，尤其是它的复数形式，即使是*谦卑低调的一本小书，也可能因草率使用这个词而受到科学纯粹主义者的伤害。然而，术语“能量”在这里是行不通的，我希望大家能原谅我保留了这个被滥用的术语。