“走进文化经典”之物理——《万物简史》导读
莫振伟
（一）荐书理由
物理学科推荐的书目为《万物简史》，2003年5月在美国出版，作者是美国人比尔·布莱森。为了完成这部书，作者前后花费了3年时间，广泛查阅各种资料，并且向数十种学科的几百位专家请教了当今科学研究的最新成果。在本书中，作者用漫谈的方式，通过讲述各种历史逸事把难懂的科学概念写得生动可读。宇宙是如何诞生的？地球是如何形成的？生命是如何出现在地球上的？世间万物的怎样演进的？人类是怎样一步步成为地球生命的主宰的？等等一大堆的枯燥学问用“十万个为什么”的活泼方式端到读者面前。
这本书初中生可以大概看懂。书中的描述过程中没有动用复杂的数学方程，只用文字方式，即使对有关的学科知识不太了解，也可以知道其结论的内容。
（二）学习任务
读书的任务在暑假前布置，暑假后，为了检验学生的阅读情况，给学生提供了几个讨论题：
（1）看过本书后，你们心中的宇宙是怎样的呢？
（2）看过本书后，你们对生命过程是怎样理解的呢？
（3）科学家们在探索宇宙和生命起源的过程中，都用了哪些方式和手段？
（4）人类探索宇宙和生命起源的目的是什么呢？
（三）教学过程及反思
利用课余时间，一共讨论了4次，采取学生自由发言的方式。在第一次的讨论中，有学生说尚未读完此书，表示在下次讨论前读完。学生在讨论中，并未有针对性地回答事先提供的讨论题。学生回答的内容概括起来有：
（1）书的可读性不错，许多内容是当看故事一样看的。
（2）书中提到的许多事情，例如现在人类对宇宙模型的认识和理解、人类进化的过程的描述等，在日常学习中都已经知道。
（3）有些内容是以前课堂学习没有涉及的，感觉比较新鲜。
其实，我特别想听学生针对我设计问题中的第3条和第4条谈一些他们的理解和感受，遗憾的是，我感觉到一点失望。作为物理学科的教师，当然特别在意对科学研究应用的方法和手段，因为这些对学生的理科思维很重要。
例如，我希望学生能够告诉我，通过读这本书，知道了在1797年，英国的卡文迪许测量万有引力常量是多么不容易，他用钢丝悬挂2个各是635千克的铅球（注意：每个球都大概是10个一般人体的重量），测量铅球对另外两个较小球体的引力。而且为了避免其他因素的干扰，卡文迪许在实验设备旁边的另一间屋子里，通过望远镜对准一个窥孔来进行观察。经历一年的时间，完成了17次的测量，才宣布了他对地球质量的测量结果，是6后面加24个0（即6×1024千克）。即使现在科学的进步已经能够使人类的测量精度（甚至能够测量出一个细菌的重量）远远高于卡文迪许的年代，但是得到的关于地球质量最准确的数据是5.97×1024千克，与卡文迪许的结果只差1%。
我也希望学生能够告诉我，以往的生物学的分类，将生物分为动物和植物，但是书中提出了不同的观点，将微生物放在植物类中是不合适的。例如真菌这个群几乎没有植物的任何特点（繁殖方式、生长方式、呼吸方式、没有光合作用不产生叶绿素等），更多的是更像动物。所以，1969年，美国康奈尔大学的生态学家魏太克在《科学》杂志是提出一个建议，把生物分成五个注意部分——所谓的“界”：动物界、植物界、真菌界、原生生物界和原核生物界。
我还希望学生告诉我，一个叫克莱尔·彼得森的美国青年地质学研究者，从1948年开始，利用测量地球上岩石中铅的同位素的比例，来测定地球的年龄。他遇到的第一个问题是，怎样找到地球上最古老的岩石，岩石的古老程度要跟地球刚刚形成时可以相比。经过7年的时间，他找到的解决办法是，把在地球上找岩石转变为从地球外找陨石。他认为，在宇宙诞生初期产生的宇宙陨石应该跟当时地球的岩石成分最相似。他遇到的第二个问题是，辛辛苦苦找到的陨石样品能否保持原生态，即不受大气的污染。解决的办法是建立一个无菌实验环境。最终在1953年他公布了自己的工作成果，测出地球的年龄约为45.5亿年。这个结果使人类200多年的努力终于有了答案，并且在以后的50多年中，这个结果一直被大家使用着。克莱尔·彼得森的另一个贡献来自对大气铅含量的研究。他发现在1923年之前，大气中几乎没有铅，自汽车业发展起来后，大气中的铅浓度迅速飙升，大气中90%的铅来自汽车尾气。美国人血液中含铅的浓度上升造成了大量的健康问题。克莱尔·彼得森下决心把铅从汽油中撵出去，但是他的研究触动了汽车商和汽油商的利益。虽然在研究经费等方面受到刁难，但是他的研究成果还是促使美国政府在1970年制定了《1970年洁净空气法》，并在1986年实现了在美国停止销售一切含铅汽油。结果是美国人血液里的铅浓度几乎立即下降了80%。
仅以3例说明，书中对科学发现和发明以及研究者的工作的描述是非常生动和细致的，语言的应用也是通俗有趣的。为什么学生的座谈中没有对这些细节的东西做出反应呢，我的看法是，学生在看书过程中，更关注结论。
从读书活动中学生的表现看，我认为，初中的学生虽然已经有了一些自然科学课的学习，但是对自然科学的研究方式和科学家的工作的了解不多，因为课本中更多的是介绍知识，教师的教学重点也多放在知识结论的记忆方面。这是我们国家整体在自然科学课程教学中出现的问题。如果要在培养创新型人才方面做出一些努力的话，应该在平时的教学活动中进行改革。另外，“读经典”活动本身的出发点是非常好的，但是在自然科学的学科中，如果安排教师在指定了读书的书目后，先对学生做一些读书的指导，或给学生一些要思考的问题，学生带着问题读书，也许得到的结果会不一样。这并不是要限制学生的思维，因为自然科学的实质发展起始于欧洲文明，我们必须虚心地接受和学习，才有可能打好创新的基础。
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