我平均每周都會收到“諾獎級”成果，有的甚至能“推翻”相對論 | 科學講壇——張雙南

科普不能平庸，

需要創新，

這樣別人才能記住你。

張雙南· 中國科學院高能物理研究所研究員、中國科學院大學教授

格致論道第87期 | 2022年9月24日 北京

大家好，我是張雙南，來自中國科學院高能物理研究所。

我從事科普工作時間還算挺久的，在美國的大學工作時就開始了。那時候大學老師的考核指標之一是社會服務，它有很多種，我選擇的社會服務就是做科普。所以從上世紀90年代開始直到回國之后，我一直在做科普。和格致論道也是老朋友了，這是我第四次來到咱們格致論道講壇。

今天我想分享做科普的一點小體會，我把它總結成為科普的四個抓手：第一是講故事，第二是接地氣，第三是抓熱點，第四是有個性。

做個會講故事的人

首先，分享一下如何講故事。我做科普的時候講的故事很多，不同的場合、不同的主題會講不同的故事，今天就舉兩三個例子。

第一個是李約瑟難題。這個大家都知道。李約瑟的中國科技史研究做得非常好，做完后，他發現一個問題，中國古代的文化、技術等各方面都非常輝煌，為什么現代科學不是起源于中國，這里面到底發生了什么？這就叫做“李約瑟難題”。

第二個是杞人憂天，是咱們的寓言故事，雖然不一定是真的，我也沒做過歷史考證，但是大家非常熟悉這個故事。

第三個故事就是現代科學的起源，里面有一些非常有趣、深刻的故事。

先講李約瑟難題的故事。我從美國回到中國，2012年正好回國十年，《科學》雜志的記者到辦公室采訪我，到最后的時候問我一個問題。他說咱們提綱上的問題都采訪完了，下面提個超綱的問題，屬于“不講武德”的問題。

我們高能所特別嚴謹，如果有外媒來采訪，事先要給我們采訪提綱的，對外媒當然不能隨便說。他說可以不回答，但是如果回答他會非常高興。這個問題就是，我在國外工作多年，回國前在國外的情況也不錯，應該是衣食無憂，為什么回到中國？

因為是超綱的問題，我事先并沒有準備，就“條件反射”回答一下。我說，我在美國大學當教授教課的時候，打開教科書發現教科書里面的名字，都不是中國人的名字，這對我是一個非常大的震撼。

我以前沒有意識到這個問題，一直是以我們中華文明的成就而非常自豪，沒有想到大學的基礎教科書里，竟然沒有中國人的名字出現。從那個時候，我就覺得中國人要努力。我有機會回到中國工作，也希望下一代，或者再下一代能夠改變這個局面。

杞人憂天的故事我常常也會講，說的是杞國有個人，整天擔心天會塌下來，地會崩開，那么我還怎么活呢，就得了抑郁癥。他有一個朋友，用今天的話來講就是心理咨詢師，來安慰他說：老兄，你擔心這些事情干啥？你看天上的星星好好的，天天在那里跑，怎么會掉下來呢？即使掉下來，它也就是光嘛，光照在你身上，什么事都沒有。他說那就好了，就不擔心天上的事了。

那地呢？地會不會裂開呢？他的朋友說：地非常結實，你跳幾下，地也不會裂開。天上和地上的事情再也不用擔心了，他就吃嘛嘛香，抑郁癥也沒有了。這個成語在中國是如此深入人心，從那時候開始，我們就把問奇怪問題、擔心不實用的事情的行為稱作“杞人憂天”。所以杞人憂天就變成了非常負面的事情，我們會嘲笑杞人憂天的人。這是我們沒有對人類科技文明做出更多貢獻的一個很主要的原因。

那么人類文明在這方面的貢獻是怎么來的呢？比如宇宙的起源、地球的形狀、地球的物質構成以及地球的起源。所以，我特別喜歡講西方人仰望星空的故事，他們擔心的也是和那個杞國人一樣的問題。天上的天體為什么在那里不掉下來？亞里士多德就提出來地心說，托勒密把地心說又發揚廣大，變成了一門非常精確的天文學學科。

哥白尼不喜歡托勒密的“地心-本輪說”，覺得這個理論過于復雜，不符合他的科學審美觀。但他仍然疑惑天體不掉下來的原因，最終提出了日心說。雖然日心說非常簡潔，但描述天文現象、天體運動并不精確。

所以又有一個學者開普勒，通過特別詳細的觀察發現哥白尼的日心說基本是對的，同時做了一點小小的改變，把原來的圓軌道變成橢圓軌道，就有了開普勒三定律。這個時候對太陽系內天體運動的描述就變得非常精確了。然而，開普勒仍然不能回答為什么天體不掉下來這個問題。他一直想理解這個問題，但是不能回答這個問題。

后來又有了伽利略，他發明了天文望遠鏡，讓我們觀察宇宙的能力有了前所未有的提高。通過更加詳細、精確地觀察，確定只能在日心說的框架之下，才能理解太陽系內天體的運動。

于是就有了科學革命時期的集大成者——牛頓。他把前人所有的成就進行了歸納、總結、提升，得到了牛頓三定律和萬有引力定律。從此建立了人類歷史上第一套完整的自然科學理論，我們就進入了現代科學的時代。

我特別喜歡想講這個故事。他們也是好奇天體為什么不掉下來，想理解天體為什么這樣運動。那個時候關心這些事情和自身生活是沒有關系的，就是要刨根問底。所以，仰望星空、刨根問底，才給我們帶來了現代科學。

今天也插播一個小廣告，我做的這些事情、講的這些故事，都寫在我這本書里了，這本書叫《極簡天文課》，在去年（2021年）出版，關于天文歷史，黑洞、引力波、暗能量、外星人的故事都有。也非常高興，它今年獲得了第七屆“中國科普作家協會優秀科普作品獎”銀獎。

我們需要第四次科學啟蒙

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現在謠言、騙局、偽科學特別流行，一些老百姓寧愿相信這些，也不相信科學家的科普。所以，我特別喜歡針對這些內容做科普，因為是大家關心的事情，特別接地氣。

比如2016年發現引力波時，社會上就有一股引力波熱，很多有關的騙局、謠言就出來了，甚至還有防引力波輻射服，我的朋友還問我哪一款的效果會比較好。

謠言比光速傳播還快，越辟謠傳播越廣。在網上常常看到，媒體報道什么地震云，微波爐和路由器產生輻射影響健康……只要一出現什么情況，各種陰謀論就都冒出來了，直到現在還有非常多的人相信特異功能，以及水變油、永動機等。偽科學大行其道，主流媒體也紛紛受騙，甚至政府官員也受騙。

現在“民科”得到相當數量民眾和主流媒體的普遍支持，被認為是有科學精神的群體。他們甚至想推翻相對論、證明哥德巴赫猜想。我平均每周都會接到一封來自民科的信，信里面解決的問題能“拿若干次諾貝爾獎”。他們的這種重大“成就”，通過某些途徑被媒體知道后，就大肆傳播。

還有，老人一般認為是非常有智慧的，所以我們常說“姜是老的辣”。但是現在騙子都以騙沒有科學知識、科學精神、質疑精神的老人為主。我把在科普過程中聽到過的說法給大家總結一下，比如：應該學過，但是都忘了；報紙上、電視上都說了，難道會不對？單位里都傳瘋了，肯定是這樣子的；專家都是“磚家”，絕對不能信；高手在民間，偏方治大病；既然政府沒說，誰知道對不對……

這反映了公眾缺少邏輯思辨能力和獨立思考能力，別人怎么說就是那樣；也缺少主動學習能力，離開學校越久，知識忘得越多。 讀書十幾年，一輩子見識、知識都去哪兒了？最后什么都忘了，很容易受騙，所以教育也可能出了問題。我做科普時也特別強調這個方面。為什么會這樣？我們需要做一點反思。

我自己的反思是，中國人不是不重視科學，不是認為科學不好。其實早在100年前，中國就開始了第一次科學啟蒙。

1919年五四運動期間，陳獨秀提出了“德先生”和“賽先生” 。 解放后，在共產黨的領導下建立了新中國。

1956年，我們向科學進軍，我認為這是中國的第二次科學啟蒙。 回頭看，其實當時是向技術進軍，我們的科學成果非常少。 但這對我們國家重要不重要？ 非常重要。 因為取得了兩彈一星、建立工業基礎等重要成果。

第三次科學啟蒙我經歷過，在1978年，鄧小平提出“科學技術是生產力”，這是科學知識的春天，我們對知識的重視前所未有，是第三次科學啟蒙的結果。

三次科學啟蒙推動了中國的進步，但是科學并未在中國扎根，今天的中國需要第四次科學啟蒙。所以最近看到兩辦（中共中央辦公廳、國務院辦公廳）關于要加強科學普及的通知（《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》）特別高興，我認為這就是第四次科學啟蒙，對中國非常重要。

那么，科學教育應該怎么做？從小學開始，一直到大學、研究生畢業，不都是在接受科學教育嗎？其實，我們接受的是科學知識的教育，不是完整的科學教育。在這個時代，我們不能只教科學知識，所以我說中國需要第四次科學啟蒙。

正確的科學教育，我認為要有科學知識，當然要有，否則就不是科學教育。也要有科學史、科學精神，還要有科學方法。有了這些，下一代的公民才會有邏輯思辨能力、獨立思考能力，以及主動學習的能力，上述的問題才能緩解，這對于建設創新型中國極為重要。

兩辦以中央通知的方式向全社會強調了科普的重要性，將對之后幾十年的中國影響深遠。2016年5月30日的“科技三會”指出：科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。可以說，這就吹響了中國第四次科學啟蒙的號角。

在接地氣方面，我特別喜歡利用新媒體，比如在微信公眾號的專欄寫文章。我沒有自己的微博和公眾號，我為什么沒有這些呢？因為用別人的平臺效果更好，這方面我非常實用主義，也省了很多麻煩。我經常來格致論道，因為我非常信任相信、喜歡咱們這個平臺。利用好的平臺做科學的傳播，這是接地氣的一種方法。

接地氣的另一種方法，是講大家喜歡的事，比如美學。我第一次上格致論道講壇，就是講的美學，而且和別人講得不一樣，我把美學作為科學研究方法的一種應用。

▲ 上：蘇格拉底（BC469-399）、柏拉圖（BC427-347）

下：亞里士多德（BC384-322）、黑格爾（1770-1831）

比如，美學最早提出的問題是，美是什么？從蘇格拉底，蘇格拉底的學生柏拉圖，到柏拉圖的學生亞里士多德，這古希臘三賢還有近代的哲學家黑格爾都討論了這個問題。最后討論的結果是什么呢？回答是美是難的。我質疑這個答案，覺得這不科學呀。從我的角度來講，說美是難的，就像問我們今天怎么到會場，但我們主辦方回答說這很難一樣，答非所問。所以，要刨根問底，要用科學的方法來研究，即使是哲學問題、審美問題。

歸納法是最重要的科學方法之一：根據觀察結果來做歸納，然后證實，再證偽。傳統美學只到證實這一步就結束了，證偽很少有人了解。通過講美學，我想強調科學方法里至關重要的一步——證偽。

我的新書《科學方法與美學》即將發行，內容包含了我的一些研究成果。同時，我在中國科學院大學開設的一門課也就叫這個名字。

時刻關注前沿熱點

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2014年，科普大片《星際穿越》上映時，大家都很熱情。很多人解讀這部電影，我也是其中之一。當然我也解讀里邊的科學知識，但這不是我的重點，我的重點是解讀里面的科學理念。

為什么要到黑洞里面去？是因為要建立統一引力規律和量子規律的量子引力理論，這樣就能夠理解、描述中心黑洞的行為，也就有了終極物理理論。這就是本部電影中科學顧問的科學理想。

我對這個電影的解讀重點是它的科學精神。科學要講實證，那么你要想做這件事情，你要到黑洞里面去獲得數據，才能夠實證。黑洞是否存在？需要去什么樣的黑洞？怎么找到合適的黑洞？這就是科學研究要做的事情。

關于抓熱點的另一個例子與廣義相對論有關。最近幾年，引力波的發現以及連續的相關天文學研究，包括2017年的諾貝爾物理學獎等等，給了我特別好的抓熱點的機會。我就借這個機會做了很多相關報告，如黑洞照片拍攝等主題。

此外，我也依托2021年的諾貝爾物理學獎這一熱點寫了一篇科普的文章。2020年諾貝爾物理學獎頒給了羅杰·彭羅斯（Roger Penros），是因為他發現黑洞形成是廣義相對論的一個可靠預言。一同獲獎的還有萊因哈特·根策爾（Reinhard Genzel）和安德烈婭·蓋茲（Andrea Ghez），因為他們發現了銀河系中心的“超大質量致密物體”。

這就涉及到非常有趣的問題——位于銀河系中心的難道不是黑洞嗎？雖然“超大質量致密物體”也意指黑洞，但官方卻換了說法，引發了學術界的爭論。所以我就試圖來解讀諾獎委員會那年做了這么一件事情的原因。

事實上，這和科學方法的三次飛躍非常有關。所以聯系這個熱點，我開始科普科學史，從希臘科學、科學革命、再到現代科學，我們的科學方法有了三次大的飛躍。

今天的科學方法，是從證實的科學到證偽的科學。可能大部分在場的朋友都沒有聽說過“證偽”，但諾獎委員會是堅定的波普爾主義者，它認為即使這個“超大致密質量物體”是黑洞的可能性非常大，但永遠不能證實這個理論是對的。但這個理論也可能會被證偽，這樣才能夠發展。聽起來邏輯有點反著，但其實強調的就是科學精神。

再舉一個關于抓熱點的例子。從2018年中美貿易戰開始，我就特別強調科學自信和文化自信的關系。

先來看一看，古代文明和現代文明之間的關系是什么？我認為，兩者的主要區別是，現代文明中科學和技術的發展，能帶來生產力和人類認識自然的進步。

因此，現代文明主要是科技文明，現代文化主要是科技文化。我們要有文化自信，就必須要有科技自信。

最近一系列和美國的摩擦表明，由于我們科技實力弱，容易被“卡脖子”。這種時候，文化自信就表現不出來了。所以，要想表現出足夠的文化自信，一定要有非常強的科學自信和技術自信，這樣才能建立我們中國人的文化自信。

我在科普時，當然要講中國這些年來在科學研究方面取得的巨大進步。這張圖上有我們中國的空間站、“嫦娥”探月工程、“祝融”號火星車、“天眼”射電望遠鏡、“墨子”量子通信衛星、“悟空”暗物質粒子探測衛星，還有目前由我擔任首席科學家的“慧眼”衛星。我講這些的時候，就有朋友問我，我們為什么要去仰望星空？不管吃，不管喝，好像也造不出來啥產品來。

一個簡單的、也是重要的回答就是，這是中國人開始為人類現代文明做出全面貢獻，提升中國人的文化自信和文明自豪感的一大舉措。有了這些，將來我們的教科書上就可能多一些中國人的名字，這就是我們中國人文化自信的來源。

科普也要個性表達

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最后一點——有個性。大家聽我今天的報告，就能發現還是比較有個性的。對于我的科普，有人愛得要命，有人恨得要命，其實都是挺好的。科普不能平庸，需要創新，這樣別人才能記住你。

我最近寫了一篇文章，發出來之后放在網上。第一條評論中的朋友說，看到文章時，感覺文風很熟悉，一看作者，果然是是張雙南。不需要看作者的名字也能猜到，這就是有自己的個性、形成個人文風的效果。

最近我也非常高興地收到了兩位老先生的表揚。我的視頻《什么是科學？》流傳得非常廣，也傳到了這兩位老先生那兒。胡啟恒院士說，這樣的內容應該被納入高等教育基礎課程，因為這是學習近代科學的基礎；何祚庥院士說，這位張雙南研究員講演科學，這是極好的，需要播放給每一位做過科學研究的人員、正在做科學研究的人員以及打算做科學研究的人員聽。

在這個演講視頻里，也有我最前面的那幾段故事。通過講大家熟悉的、接地氣的故事，用非常有個性的方法表達，就會起到很好的效果。所以我特別感謝這兩位老前輩以及一些老領導的支持。

讓信息接受度最大化

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最后，為什么科普要講故事，接地氣、抓熱點、有個性呢？說到底，被科普不是大眾的剛需。科普時，經常是有老有小到場，但沒有中間年齡段的。因為小的和老的都沒事干，就來聽一聽，娛樂一下，但中間的人太忙。

在全世界，包括中國，科普都不是剛需。然而，大家都喜歡聽故事，人類的歷史就是通過講故事傳遞的；和大家有關系才是接地氣，大家才會關心；是熱點，關注度必然會高；有個性，才能被聽眾和讀者記住，這就是規律。

還有，為什么做科普，科普的效果怎么衡量？我認為，科普的效果只能以受眾聽進去多少，而不是演講者講了多少來衡量。我可以滔滔不絕，講的你暈頭轉向，但最后你啥也不知道，科普效果等于零。我可以講的東西不多，但是每一條你都聽進去了，這個效果才能達到最大化。

所以，講故事、接地氣、抓熱點、有個性，目的只有一個——使信息接受度最大化。

再回到我最開始講的關于《科學》雜志記者采訪我的故事。現在的科學教科書里充滿了外國人的名字，現在的技術都以外國人的科學發現為基礎。科普工作任重道遠，要我們、還有下一代做出巨大的努力才能做出改變。

讓我們一起不忘初心，謝謝大家！

本文轉載自《格致論道講壇》微信公眾號

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