为什么科学史的内容引入会对公众产生影响及其结果

《趣味物理学》和《物理世界奇遇记》都是知识普及型读物，它们有很多相似之处，也有一些不同的特点。分析两位作者的异同，有助于我们理解为何一些知识普及类的科普读物也要引入科学史的内容（见表3.1）。

表3.1　别莱利曼和乔治·伽莫夫的异同

对于两本书在叙述风格和叙述方式上的不同，可以举一个简单的例子。虽然两本书的内容和知识的深度都很不同，但巧合的是它们都提到了永动机。在《趣味物理学》中，作者较少对永动机不能成立的原理的介绍，只是肯定地写道：“许多人的尝试都失败了，这使人们肯定地相信永动机是不可能制造的，并且从这一点确立了能量守恒的定律——这是现代科学上的基本定律。”“现在已经肯定地证明，能够永远自动运动（特别是在运动的时候还要作出功来）的机械，是不可能构造出来的，因此，如果有谁正在向这方面努力，那会是一种毫无希望的劳动。”但该书还是详细描述了好几种永动机的设计，并配了3张永动机的设计图（别莱利曼，1999）。

但《物理世界奇遇记》，则主要关注永动机不能成功的原因和道理，并借此来阐述概率问题和粒子之间的碰撞。书中是这样描述的：“这类永动机——人们管它叫‘第一类永动机’——是不可能实现的，因为它同能量守恒定律相矛盾。不过，我刚才所说的不烧燃料的机器属于另一种不同的类型，人们通常把它称为‘第二类永动机’。人们设计这类永动机，并不希望能够无中生有地产生能量，而是希望它们能够从我们周围的热库中——大地、海水和空气——把能量提取出来。例如，你可以设想有一艘轮船，它的锅炉也冒着蒸汽，可它并不是依靠烧煤，而是依靠从周围水中提取的热量。事实上，如果真的有可能迫使热量从较冷的物体流到较热的物体上去，那么，不用我们正在使用的其他办法，我们就能造出一种机器，让它把海水抽上来，取出海水中所含的热量，然后再把剩下的冰块推回海里去。当1升冷水凝结成冰时，它所释放出的热量足够把另1升冷水加热到接近沸点。要是能用这样的机器来工作，世界上每一个人就都能够像拥有一种包赢不输的赌法的人那样，过着无忧无虑的生活了。遗憾的是，这两者是同样不可能实现的，因为它们同样违反了概率定理。”书中进一步指出：“问题在于，热过程本身就其本质而论，是同扔骰子非常相似的；希望热量从较冷的物体流到较热的物体上，就等于希望金钱从赌场主的钱柜流到你的腰包里。”

《趣味物理学》中，作者重点在于解释可以感知的日常物理现象，并不以阐述高深的物理理论为己任。而在《物理世界奇遇记》中，作者试图用最简便的办法，说明最高深的理论，为此不得不每每借助主人公充满了幻想的梦境。在《趣味物理学》中，也有一些近似于幻想的假设情景，如：设想人站在高速运动的炮弹中（别莱利曼，1999）。但这些假设的场景是零星出现的，往往只是为了解决一个小问题，而不像《物理世界奇遇记》中，不断出现的幻想场景是为系统抽象的理论提供持续演示的舞台。

这两本书都是深受欢迎、有长久生命力的科普佳作，其作者都出生于俄国，都以介绍科学知识为主要目的，都是用通俗易懂的写作方式阐述科学本身的知识。只不过，《趣味物理学》介绍的是基础物理的知识，而《物理世界奇遇记》介绍的是高级物理的知识。因而，写作目的就稍有区别，《趣味物理学》更偏重于知识的活学活用，而《物理世界奇遇记》更偏重于知识的了解和理解。

两本书更大的不同在于介绍科学本身知识的方法不同。《物理世界奇遇记》更多地引入了人的因素，并开始引入了少量科学史的内容。

首先是人物和故事的出现。为了增强作品的可读性，两本书都引入了一些具体的人物形象，并有故事情节。但《趣味物理学》的故事是零散而不连贯的，没有中心人物，在叙述上完全以知识内在的逻辑为书的写作顺序；而《物理世界奇遇记》有主人公，在叙述上靠主人公的活动把知识体系串联起来。两本书的异同如表3.2所示。(www.xing528.com)

表3.2　《趣味物理学》和《物理世界奇遇记》的异同

续表

其次是科学家形象的出现。《趣味物理学》中的很多概念是人们长期以来就能感知到的，因此阐述这些概念时可以完全抛开科学家。但随着科学的发展和科学家的日益专业化，许多新的科学概念和科学理论都和具体的科学家相联系。《物理世界奇遇记》在这样的背景下，在介绍科学理论时就必须引入科学家的名字及其贡献，甚至要描述出科学家的形象，以增加读者的兴趣，促进读者的理解。

再次是科学史的出现。《趣味物理学》中的科学理论还在日常生活能感知的范围之内。但随着科学的发展，科学理论逐渐脱离了日常生活能感知的范围，日益抽象化了。对此，《趣味物理学》可以大量描述日常场景的假设，但在《物理世界奇遇记》中就变成了主人公梦境的假想。当日常生活经验不能直接说明科学现象，甚至和科学现象正好可能相反时，就只能依靠逻辑和历史的力量来解释科学。借助科学本身发展的史实，沿着科学家历史的足迹，引领读者了解并理解科学知识，就成了科普作品的最好选择。

最后带来了科学观念的变化。当科学颠覆了人们原有的知识体系，突破了原有的理解范围后，科学知识就超越了本身原有的内涵，必然会带来了人们观念的变化。阅读《趣味物理学》，读者很少会有情绪的波动，而《物理世界奇遇记》的读者则会跟随主人公汤普金斯的各种情绪而不断变化，时而惊讶，时而兴奋，时而沮丧。读者会和汤普金斯一样，不但对科学知识增加了解，而且对科学的兴趣大增，对科学方法也会有新认识。

从两本书的简单对比中可以看到，随着科学的发展，普及科学知识的难度提高了，科普作品必须摆脱过于抽象的阐述。而科学史则从无到有，适时加入科普作品中，它带来的科学家形象和科学发展历史脉络，增加了科普作品的可读性，加强了科普作品的说服力，丰富了科普作品的内涵。