科学该如何学？想想我们学校时代学习数理化的经历，大量的概念、公式、习题……除了少数学霸，即便大部份人的追忆不太美好。
高手级科学家理查德·费曼，恰恰是个从科学中感受了无穷乐趣的人。他是二战期间推进原子弹研制的重要人物，也是诺贝尔化学学奖获得者。并且，他除了自己研究成就斐然，同时也是一位杰出的班主任，对于教学方式极有心得。他曾是加洲理工大学最受欢迎的班主任之一。
明天给你们推荐的，是费曼在全省科学班主任商会（NSTA）会议上发表的讲演，在讲演中，他分享了自己对科学的理解。他用一年级的科学课本举例，强调向儿子直接灌输定义，是完全错误的。真正的科学，是观察、思考，是一连串的发觉，同时保持指责……
费曼的销售总监父母，就是实践了这样的理念，培养出了一位真正的科学家。推荐你们研读费曼的这篇分享，有了这样的思路，或许我们可以帮助我们的儿子，降低理科学习的痛楚，甚至发觉科学探求的乐趣……
本文由小核桃编辑节选自《发现的乐趣：费曼采访集》，有删节，转载需获授权
母亲对我的“科学启蒙”
要把“科学是哪些”讲清楚有难度，而我又不喜欢哲学化的叙述，这么，明天我要用一个很不寻常的方式来抒发我的观点。我要告诉大家，我是怎样理解科学的。
说上去有这么一点点女儿气。在我还很小的时侯就是如此理解的，可以说从一开始它就步入了我的血液。我要告诉大家，对科学的这些理解是如何潜移默化地改变我的。
这听上去像是我会告诉大家如何去教学，而且这不是我的原意。我是想通过述说“我是如何学会理解科学的”来告诉大家“科学是哪些”。
这都是母亲教我的，他让我晓得了“科学是哪些”。听说——我没有亲耳听见——我妈妈怀我的时侯，我爸爸说：“如果是个女孩，我会把他培养成一个科学家。”他是如何做到的呢？他从来没有对我说过这样的话：你应当做个科学家。他自己也不是科学家，他是个商人，一个制服公司的销售总监，但他喜爱科学，常常阅读这方面的东西。
我很小的时侯——这是我记得的最早的一件事情——那时我还须要坐在高脚的儿童椅子上喝水，母亲午饭后会和我玩一个游戏。他从长岛市不知哪些地方买回去大堆的旧的浴池地板砖，长圆形的。我们把地砖一个接一个立上去，摆成很长的一条。接着，母亲容许我推倒最后一块地砖，之后我们看着整条地砖长龙倒下去。挺好玩。
再后来，游戏升级了。这些地砖有不同的颜色，他要求我按次序放一块白的，之后两块蓝的，接着再放一块白的和两块蓝的，就这样把所有的地砖摆好——我其实想先放一块白色的，但按他的要求必须先摆一块黑色的。我想，大家早已领会到其中蕴含的教学智慧，虽然这并不艰深——先让他喜欢上一个游戏，之后渐渐往上面加教育的内容！
相比之下，我父亲要感性得多。她开始意识到儿子的良苦用心，她对母亲说：“麦尔，要是这可怜的儿子想放一块蓝的地砖，你就让他放吧。”父亲回答道：“不行，我要他注意里面的纹样。这是我如今惟一能教他的，这相当于最基础的物理。”
假如我是在讲“什么是物理”，我想我早已告诉大家答案了。物理就是找寻纹样（实际上，这些教育确实有一些疗效。我上幼儿园的时侯，要接受一个现场测试。那时侯我们有编织课。这些课对小女儿来说太难了，如今她们早已取消了这个课程。在课堂上，我们要用卡纸穿过垂直的带子来编织纹样。幼儿园的老师很惊讶，她特地给我父亲写了封信，说这小孩很不寻常，由于他能提早晓得接出来会编织出哪些样的纹样，并且能编织出令人叹为观止的复杂纹样。看来，小时候的地砖游戏对我确实有些帮助）。
好，我继续讲我自己小时候学物理的亲身经历。
我妈妈告诉我的另一件事情——我说不好，说是一件事情，虽然更多的是情感诱因——所有的圆，不管它规格多大，其边长与半径的百分比都是一样的。
对我来说，这并不是很难理解的，而且这个百分比很奇妙，那是一个美妙的数字，一个很艰深的数字，它叫“派”。那时侯我还是个孩子，不能完全理解这个数字的奥秘，但这是个了不得的东西，自此我四处留意找寻这个π。
后来我上了高中，学会了如何求小数，如何估算，我估算出的结果是3.125，而且想，我又晓得了圆的边长与半径之比π的另一种写法。老师把它纠正为3.1416。
我说这种事情就是想说明初期教育的影响。“这还是一个未解的秘密”“这个数字很神奇”这样的看法对我很重要，那种数字本身是哪些并不重要。
许久以后，我在实验室做实验——我说的是在自己家里弄的一个实验室，似乎也就是摆弄点小东西——不，对不住，我没有做实验，从来不做；我只是胡乱摆弄点小东西。我组装了一台收音机和一些小玩意，就是瞎摆弄。
慢慢地，通过书本和指南，我开始发觉一些方程式可以用在和电相关的东西上，例如电压和内阻之类。有三天，在一本书上，我发觉了一个振荡电路频度的估算公式:
其中L是电感，C是电路的电容。这里有个π，而且圆在哪里呢？
大家在笑，而且我当时是很认真地在思索这个问题。在我印象里，π是和圆相关的一个东西，如今电路里也下来了个π，这么圆在哪里？是用哪些符号表示的呢？大家那些在笑的人，大家晓得这个π如何来的吗？
我身不由己地爱上了这个东西，不由自主地去找寻它，思索它。之后，我意识到，线圈是圆的，一定跟这个有关系。大约半年后，我听到另一本书，书上有方形线圈形成的电感，还有矩形的线圈，它也能形成电感，而这种公式中也有π。
我又开始思索，我认识到π不是从方形线圈里来的，它们之间没有哪些关系。如今我能更好地理解π了，而且在我心里，我一直不太清楚那种圆在哪里，那种π又是从哪里来的……
科学是思想，不是概念...
我想就语言和定义的问题说几句，先中断一下我的小故事。由于我们必须学习语言。它不是科学，但这并不意味着：仅仅由于它不是科学，我们就可以不教语言。我们不是在谈怎样教学，我们是在谈科学是哪些。
晓得如何把摄氏气温转换成华氏体温，这不是科学。这些知识很重要，但它不是严格意义上的科学。同样地，假如你在讨论哪些是美术，你不会说，美术等同于“3B钢笔比2H钢笔厚实”这样的知识。二者完全不是一码事。
这并不是说，美术老师不该教这种钢笔的知识，也不是说作家不懂这个也会画得挺好（当然，你只要试一下，一分钟之内能够发觉3B钢笔确实比2H钢笔厚实，但这是个科学的方式，而美术老师可能不会想到要去解释它）。
为了与他人攀谈，我们必须使用语言，就是这样。你想晓得这三者有哪些不同，这挺好，你要弄清楚我们哪些时侯在教科学的工具——比如语言，哪些时侯在教科学本身，这也挺好。
为了把这一点说得更清楚些，我要挑一专科学课本，强调一些问题，可能不怎样留情面。这可能有些不公正，由于我相信，不用费哪些力气，我同样能在其他书里找到类似的问题来批评一番。
这是一本一年级的科学课本，很遗憾，一年级的第一堂科学课，它就以一种错误的理念来教中学生学习科学——对于科学是哪些，教科书自身的理念就是错误的。
书上有几幅图：一只可以上发条的玩具狗，一只手按下发条的按键，之后这狗才能动。最后一幅图的下边写着一个问题：“是哪些让它动上去的？”紧接着是一张真狗的图片，还是这个问题：“是哪些让它动上去的？”在这旁边，是一张摩托车的图片和同样的问题——“是哪些让它动上去的？”就这样一路问下去。
一开始，我以为她们打算向中学生介绍科学有什么学科门类，譬如说化学、生物、化学。可事实不是我想的那样。这本书的教学参考给出了这样的答案：“能量让它动上去的。”
能量是个很难飘忽的概念，人们很难正确掌握它。我的意思是，能量这个概念，人们假如想要才能正确运用它，想要用能量的概念正确地推导入一些东西，是很难的。这超出了一年级高中生的接受能力。
（这样子来回答哪个问题，）还不如说“上帝让它动上去的”“意念让它动上去的”或“可联通性让它动上去的”（就实际疗效来说，这样的回答和“能量让它动上去的”是一样的）。
我们应当这样来看：那只是能量的定义。我们应当反过来解释。我们应当说“如果某个东西能运动，它上面就有能量”，而不是“使它运动的是能量”。这个差异很微妙。惯性也一样。我来把这个差异说得更清楚一点：
你问一个儿子“是哪些让玩具狗动上去的”——假如你问一个正常人这个问题，那你就应当先思索一下。答案是：你旋紧发条，而发条要松出来，于是这个力带动蜗杆转动。
这是多好的科学课启蒙啊！我们把玩具拆开，瞧瞧里头是如何运转的。你要观察蜗杆的巧妙设计，你要观察棘轮。学一些关于这个玩具的知识，安装玩具的方式物理学家的实验故事，人们能设计出棘轮还有其他东西，由此可见人类的智慧，等等。这样会挺好。
（那本教科书上的）问题提得挺好，答案未免有点缺憾，由于她们想要教给中学生的是能量的定义，而且中学生哪些也没学到。
构想一下，如果一个中学生说：“我不觉得是能量让它运动的。”你该如何把问题讨论下去呢？
我最终想出了一个办法，可以拿来测量你到底是传授了一个思想还是教了一个概念。
我们如此来测量：“不要用你刚学到的新词，用你自己的语言复述一下你刚学到的内容。”“不要用‘能量’这个词，请告诉我，关于哪个玩具狗的运动，你如今学会了什么知识？”
假如你说不下来，这么，你不仅概念哪些也没学到。相关的科学知识你哪些也没学到。这或许还不大要紧。关键是你可能立刻不想学习科学了，由于你不得不学习好多定义。
拿来启蒙的第一堂科学课就是这个样子，这莫非没有可能（给科学教育）带来毁灭性的灾难吗？
我觉得，在第一堂课上只是为了回答问题去学习一个神秘的词句，这简直太糟糕了。那本书上还有其他反例——“重力使它下落”“你的鞋跟锈蚀了，是由于磨擦力的作用”。
衣服锈蚀了，是由于它和人行道频繁接触，人行道上坑泥泞洼，很容易锈蚀外套。仅仅扔出“摩擦力”这个专用名词来解释，实在令人提不起兴趣，由于这不是科学。
科学是观察，和美妙的发觉...
我妈妈也讲过一点跟“能量”有关的事情，在我有点儿理解它以后，他就开始使用“能量”这个词。如果他要给我讲解能量问题，我想他会如此做——他确实做过类似的事情，即使他举的反例不是玩具狗。
假如他真的拿玩具狗做事例，他会说：“它动了，是由于阳光的照射。”我会说：“不是的。这和阳光的照射有哪些关系？它动了，是由于我给它上了发条。”
“那么，我的同事，你如何有力气上这个发条呢？”
“我吃东西了。”
“你吃哪些了，我的同学？”
“我吃粮食了。”
“粮食是如何生长上去的？”
“因为阳光的照射。”
狗也是这样。柴油呢？也是太阳能的积累：动物吸收太阳能，随即把它储存在地下。其他事物也一样，最终都和太阳有关。你看，同样是自然界的一件事情，我们的教科书上叙述得这么生硬，这儿却讲得如此生动。我们看见的所有运动着的东西，它们之所以还能运动都是由于阳光的照射。
这确实解释了一种能量可以转变为另一种能量。并且女儿也可以不接受这样的解释，他会说：“我觉得这不是由于阳光的照射。”然后你可以和他展开讨论。这就是区别所在（稍后我可能向他提更有难度的事情，例如潮汐，例如哪些力量让月球转动，这样我就又要用到这些神秘的字眼了）。
这只是一个反例，说明抛出这些数学学名词和真正教科学的区别。这些数学学名词是必不可少的，我们反对的只是在第一堂课上就讲这种。学到旁边肯定要引入这个名词的定义，告诉你哪些是能量，而不是针对“什么让狗动上去的”这样简单的问题。
面对女儿，我们应当给出符合她们兴趣的答案：“拆开它，我们来瞧瞧上面有哪些。”
和妻子在树林里遛弯时，我学到了许多东西。诸如看见鸟，他不会忙着告诉我鸟的名子，而是说：“看，那鸟总在啄自己的羽毛。它老是在啄羽毛。你想想看，它为何啄羽毛呢？”
我推测：“是羽毛乱了，它想把羽毛理顺。”父亲会问：“那鸟的羽毛哪些时侯弄脏的？还有，它的羽毛为何会弄脏呢？”
“飞的时侯。它在地上走的时侯，羽毛不会乱。并且飞的时侯，羽毛就乱了。”
之后他会说：“照你如此想，鸟刚才落地时，才会去啄羽毛，而它理顺羽毛以后，在地上走来走去时物理学家的实验故事，就不怎样啄羽毛。好，我们来瞧瞧。”
于是我们就过去看，仔细地观察。我观察到的结果是：鸟不论在地面上走了多久，它就会去啄羽毛，就跟它刚才从空中飞出来时一样。
我猜错了，但是我真的猜不出真正的诱因。这时侯，我爸爸都会告诉我答案：
那是由于鸟的头上有跳蚤。鸟的羽毛里会掉出来一些小眼屎，那东西是可以吃的，跳蚤就吃这东西。跳蚤头上有一点点蜡，那是由于阴虱手臂的关节能分泌出这东西。在哪里有一只十分小的蟑螂，它靠吃蜡生活。小飞虫能有如此多的东西吃，最后造成它消化不良，因而它排尿出的液状物里就有好多甜度，还有一种微小的生物就靠这甜度生存，等等。
母亲所说的那些，即使不完全正确，而且这些方式是对的。首先，我学到了“寄生”这个概念，一个生物靠另一个生物生存，这个生物再依赖另一种生物，仍然有能依赖的对象。
其次，他接着说，在自然界，只要有可以吃的东西，能维持生命，不管它是哪些东西，就会有某种方式的生物找到借助这些资源的方式，并且一点点吃剩的东西就会有别的生物来吃。
我要说的就是，即使观察后，我还不能得到最终的推论，但是，观察得到的结果就是一块金子，这是很有价值、非常神奇的结果。这确实很神奇。
大家假定一下，假如当年他要求我去观察，要求我拉一个单子，要求我把观察的结果记出来，去做这做那，还要去观察。而假如我真的列了这张单子，这么这单子会和其他130张单子一起被归档，置于一个电脑的前面。若果是这样，我都会认为这些观察的结果没哪些意思，可是我从中也不会学到多少东西。
我觉得有一点很重要——至少对我来说很重要：假如你想教导他人去观察，你得让他晓得，通过观察他会发觉美妙的东西。我就是在观察时懂得了科学是哪些。
科学须要耐心。假如你看了，你仔细观察了，你确实用心了，你会得到巨大的回报（尽管不是每次就会有这样的回报）。所以，当我更大一些的时侯，我会不辞辛苦地研究问题，一个小时接着一个小时地工作，坚持数年如一日——有时一干就是好多年，有时侯时间短一些。其中有好多工作都失败了，好多东西都进了废茅房，但偶尔会有灵光一现，问题有了新的突破，那是我童年时就懂得期盼的东西——观察得到的结果。由于我晓得观察是值得耗费精力的。
费曼在诺贝尔颁奖典礼上逗趣
科学要经得住重新检验...
何谓科学，我想，它可能是这样一回事：在这个星球上，生命进化到了一个阶段，智慧生物出现了——不仅仅是指人类，也包括这些能嬉耍的植物，它们能从这种活动里学到一些东西（例如猫）。
但在这个阶段，每位植物只能从自身的经历高中到东西。它们又逐渐进化，直至个别植物学习能力显得更强，除了能更快地从自己的经历学校到东西，能够从别的途径学习，例如通过观察其他鸟类的经历，或是有别的植物给它亲身示范，或是它还能模仿另一个昆虫。
于是就有了这样的可能性：所有的植物都可能学到这种经验，而且这些经验的弘扬没有效率，但是把握这种经验的植物可能会跑掉，至于学到了这种经验的植物，其实在它才能把经验传授给其他植物之前就跑掉了。
问题是，有没有可能学得更快一些——学习的速率能赶超遗忘的步伐？这些偶然学到的东西，可能由于学习者的记忆力不好，也可能由于学习者或发明者的死亡而被遗忘。
其实，就出现了这样一个阶段，某种植物的学习效率提升到了这样一个程度，忽然之间整件事情有了一个崭新的面目：某个植物学会了一些事情，紧接着就传授给另一个植物，它再接着传授给下一个植物，它们传授知识的速率这么之快，足以使这种知识不会在这个种群内消失。于是整个种群的知识就有可能积累上去。
这些现象被称为世代累积性（time-）。我不晓得是谁发明的这个词，不管怎样说，昨天说的那一个种群的植物，她们中的一些现今就坐在这里，想把这个经验和那种经验结合上去，每一个都努力向另一个学习。
一个种群拥有自己种群的记忆，拥有代代相传积累上去的知识，这是自然界的一个新现象。并且，这也有一个隐忧，由于有可能传递错误的东西——对这个种群没有用处的思想。这个种群有思想，但有些思想不一定有益。
于是我们又到了如此一个时期，思想十分平缓地累积上去，除了包含实用和有用的东西，还混杂着大量形形色色的偏见和千奇百怪的信仰。
后来，人们发觉了一个防止这些弊端的技巧。那就是存疑。人们不确定留传出来的东西是否真的正确，想重新亲自验证事情的真相，不想盲目相信学到的东西。
这就是科学：经过重新检验的知识才是可信的，而不是一味相信前人留出来的知识。我就是如此看待科学的，这是我能给出的最好的定义。
为了提升你们的兴致，我想谈谈你们都很熟悉的事情。宗教人士传教的时侯，她们不是对人们说教一次就完事的——他们要反复说教。
我想，向人们传授科学知识也有必要如此做，运用不同的方式，孜孜不倦地激励人们学习科学，让你们记住科学的意义所在，除了教儿子们，还要教成人，教每位人。我们这样做，不仅仅是为了让自己成为更好的公民，或则更有能力去控制大自然；我们如此做还有别的意义。
学习科学的意义...
学习科学缔造了我们的世界观。我们重新验证知识，从中可以发觉自然的美与神奇。
也就是说，我刚才向你们提及的这些事情的神奇和美妙：物体之所以运动，是由于阳光的映照。这个说法很深刻，很奇特，也很美妙（其实，并不是世间万物的运动都是由于阳光的映照。月球的自转就和阳光照亮无关，还有，最近的核反应也能形成能量，这是我们这个星球的新能源。另外，恐怕造成火山爆发的能量也与太阳能无关）。
学了科学以后，我们看见的世界就显得很不一样了。举个事例，我们晓得树木生长的原料主要来自空气（中的气体），行道树燃烧的时侯，它们又被释放到空气中。而燃烧释放的热量，正是先前来自太阳的热量，它们曾在光合作用中起作用，借助空气（中的气体）产生行道树（的有机养分）。最后剩下一小堆灰烬，它们不是来自空气的，而是来自底泥的。
这种都是很美妙的事情，科学的世界里四处是那些美妙的东西。它们很有启发性，也可以拿来启发别人。
科学的另一个价值，就是提倡理智思索，它同样也提倡自由思索的重要性；怀疑前人教给我们的东西是否都是正确的，其成果就是理智思索。
你一定要把科学和科学研究的方式或流程（前者有时能促使科学的发展）区别开来，尤其在教学中，大家老师一定要分辨两者的不同。
说出科学研究的流程，例如我们写（报告）、做实验、观察，等等，这个很容易，你完全可以照样画葫芦。我们可能只重视科学（研究）的方式，还把它当成科学，实际上充其量也就是伪科学。
我们对教学做过许多研究，例如说，人们进行观察、记录和统计，而且这些行为并不是真正的科学研究，得到的结果也不是普遍获承认的知识。
它们只是模仿了科学研究的方式——就好象南太平洋岛屿上的市民用木头建造飞机场和无线电发射塔，期望有朝一日一架大飞机会降落在哪里。她们甚至还造出了木头客机，外观跟她们在周围国家的飞机场上见到的客机一模一样，而且奇怪的是，这种客机就是飞不上去！
这些伪科学模仿的结果就是缔造了好多专家，大家当中好多人就是专家。大家这种班主任，真正从事基础教育的班主任，经常大家也可以怀疑一下专家。并且学习了科学精神后，大家必须怀疑专家。实际上，我还可以从另一个角度来定义科学：科学就是深信专家也有无知的时侯。
当一个人说“科学指导我们这个指导我们哪个”，他说得不大确切。科学并不会教我们这种这些，那是经验在教导我们。假如她们对你说“科学早已表明……如此如此的”，你应当反诘：“科学是如何证明这个的？科学家是如何发觉这个的——怎样发觉，发觉了哪些，在那儿发觉的？”
能说明问题的不是科学，而是实验，实验结果才可以说明这个问题。你和其他人有同等的权力，在获取实验结果的基础上（而且我们一定要了解所有的实验证据），自己去判定：通过这个实验，我们是否早已获得一个可以被再度运用的推论。
在一个真正的科学还没有发展到一定地步的复杂领域，我们不得不依赖一种古老的智慧——绝对的轻率。我想鼓励从事科学基础教育的班主任们，大家要豁达一点，对待常识要有一些自信，要有自己的脑子。大家要晓得，指导大家的专家其实是错误的。
在弘扬先贤的知识这个问题上，我们很有必要教中学生一种技能：怎样在“取其精华”和“去其糟粕”两者之间保持一种平衡，这须要相当娴熟的方法。科学的各个学科门类在其发展过程中都有过这样的教训：觉得先贤大师们字字珠玑、说的都是绝对真理，这样的信念是很危险的。
诸位继续努力！感谢你们！
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