第二課　2加2等于HIP-HOP

科學(xué)的想法有大有小

我們在前一課討論了光合作用。它是一個很重要的科學(xué)概念，讓我們了解了植物為何不用進(jìn)食就能生存。更進(jìn)一步來說，動物自身并不能制造食物，而是以植物或者植食動物為食。因此，光合作用實際上解釋了地球上所有生物的生存方式，具有非常重大的現(xiàn)實意義。

關(guān)于科學(xué)家，大家必須要了解的一點(diǎn)就是他們對細(xì)節(jié)非常重視。像光合作用這樣的科學(xué)念想并不是突然跳入某個人腦中的，而是多位科學(xué)家花費(fèi)大量時間觀察研究，用各種植物做實驗的結(jié)果。隨著時間的推移，點(diǎn)滴的經(jīng)驗和知識逐漸積累起來，從而得到了植物利用陽光結(jié)合水與二氧化碳生成糖分的結(jié)論。

人們以前一直認(rèn)為動物以植物為食，植物則以泥土為食。然而，就在伽利略發(fā)現(xiàn)木星周圍存在衛(wèi)星前后，馮·赫爾蒙特做了一個實驗來研究樹增加的質(zhì)量從何而來。赫爾蒙特在裝有90千克泥土的大木桶里栽種了一顆重2.25千克的柳樹樹苗。他仔細(xì)地給樹苗澆水，避免其他任何雜質(zhì)混入到泥土中。5年以后，小樹苗長到了76千克，而泥土的重量只比實驗開始時減輕了56.7克。

那樹苗增加的73.75千克是從何而來的呢？通過這個實驗，赫爾蒙特證明了其增加的重量（包括樹干、樹葉、樹皮和樹根）并非來自泥土，而是來自水。事實上，他的結(jié)論并不完全正確。記住光合作用教給我們的：植物利用水和二氧化碳生成糖，再利用糖生成其他成分。這就表明樹（或植物）的大部分增重并不來自水，而是來自二氧化碳。

植物一般通過其葉面上的微小孔隙來吸收空氣中的二氧化碳，因此，這個能夠吸收二氧化碳釋放氧氣的結(jié)構(gòu)正是植物進(jìn)行光合作用的一個重要證據(jù)。葉面上的微小孔隙對于植物而言雖很重要，但若與“光合作用”這樣的偉大科學(xué)概念相比，它只不過是一個非常普通的科學(xué)現(xiàn)象。

由此，大家可以看出，科學(xué)中包含有很多不同的概念和信息。其中，有些屬于非常重要的概念，而另一些意義則不是那么重大。下面是我們所發(fā)現(xiàn)的一些科學(xué)現(xiàn)象與定理，我把它們按照從重要到不是很重要的順序排列如下：

很明顯，以上那些字體較大的科學(xué)結(jié)論確實非常重要，因為我們最關(guān)心的就是可吃的食物和可供呼吸的氧氣。但就另一方面而言，其他字體較小的科學(xué)結(jié)論同樣也很重要。因為一般情況下，科學(xué)家都是通過研究發(fā)現(xiàn)一些小現(xiàn)象以及這些現(xiàn)象之間的聯(lián)系來解決大問題的。當(dāng)然，如果科學(xué)家們想要利用自己所掌握的知識改變事物，例如治療疾病，那么他們還需要了解更多的科學(xué)細(xì)節(jié)。

同樣，對疾病的研究也能證明科學(xué)想法有大有小。醫(yī)生和科學(xué)家花了幾百年的時間研究疾病，卻沒有意識到大多數(shù)疾病其實是由一些極其微小、肉眼看不見的有機(jī)體引起的。19世紀(jì)后期，法國科學(xué)家路易斯·巴斯德和德國科學(xué)家羅伯特·科赫研究了兩種疾?。禾烤覠岷头谓Y(jié)核。他們證實：炭疽熱由一種特殊的細(xì)菌引起，而肺結(jié)核（或簡稱TB）則由另一種不同的細(xì)菌引起。很快，這兩位科學(xué)家以及其他研究者就發(fā)現(xiàn)許多其他疾病也是由細(xì)菌引起的，甚至有些疾病是由更小的微生物——病毒引起的。

通過對疾病的仔細(xì)研究與觀察，科學(xué)家普遍認(rèn)為大多數(shù)疾病都是由只能用高倍顯微鏡才能看見的微小有機(jī)體引發(fā)的。這一結(jié)論就是疾病的微生物理論，其已作為重要的科學(xué)理論獲得了大家的認(rèn)可。這一理論的發(fā)展建立在大量多種不同疾病的研究細(xì)節(jié)基礎(chǔ)之上。相反，對于某種特定的疾病而言，科學(xué)家主要的研究對象包括哪種微生物引發(fā)了這種疾病，微生物是怎樣讓我們生病的，以及微生物是怎樣傳播的。例如，通過研究，他們發(fā)現(xiàn)黃熱病是由病毒引起的，并由一種特殊的蚊子攜帶進(jìn)行傳播。然而，與“病毒誘發(fā)疾病”這一重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)相比，對黃熱病的認(rèn)識只是屬于比較小的科學(xué)發(fā)現(xiàn)罷了。

疾病的病毒理論解釋了疾病的誘因問題，而那些意義不是非常重大的科學(xué)觀念與細(xì)節(jié)則解決了我們在日常生活中應(yīng)如何應(yīng)用這些科學(xué)知識的問題。以黃熱病為例，我們可以通過捕殺傳播黃熱病病毒的蚊子來達(dá)到預(yù)防疾病的目的。

因此，為了更好地研究科學(xué)、學(xué)習(xí)科學(xué)知識，我們既需要非常重要的科學(xué)理論（例如光合作用和疾病病毒論），同時也需要細(xì)小瑣碎的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。所以，為了更好地傳授和學(xué)習(xí)科學(xué)知識，就要達(dá)到不同種科學(xué)理論的完美平衡。如果有太多瑣碎的科學(xué)細(xì)節(jié)與現(xiàn)象，我們就很難弄清楚它們之間的聯(lián)系，也會很難記憶。但另一方面，如果科學(xué)細(xì)節(jié)與現(xiàn)象太少，我們就不能真正地理解那些重大的科學(xué)結(jié)論，這是因為科學(xué)現(xiàn)象與細(xì)節(jié)可以幫助我們理解重大科學(xué)理論的由來及其在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。

本書就是要挑選出最重要的科學(xué)理論和適量的科學(xué)細(xì)節(jié)，再把它們結(jié)合起來。下面即將討論的科學(xué)理論意義非常重大，因此，我們就把它稱為令人敬畏的觀點(diǎn)。