无穷的魅力  清华学子感悟《从一到无穷大 》
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《从一到无穷大》读书报告
化生类
谢龙芯

《从一到无穷大》是著名科普作家伽莫夫的一本享誉世界的科普著作,今年暑假我有幸在邱勇校长的引导下走进了这本书的世界。初读一遍,只觉眼花缭乱;二读此书,常有醍醐灌顶之感,时常为一些片段和作者的说理而拍案叫绝。在读书交流会上,我本选择了“印象最深的章节”作为讨论主题,与不少优秀的同学进行了一番研读交流,让我的理解又上了一个台阶。伽莫夫在书中的精彩讲解,从单一的数字到无穷集合(数学)、从一维世界线到多维时空(相对论)、从分子的结构到繁杂的化学反应(化学),从小小的细胞到有机的生命整体(生物学)、从微观的基本粒子到广阔的宇宙图景(宇宙天文学)……

但是在讨论的过程中,我从大家的发言中挖掘出了一条更深入的主线,那就是:科学知识是如何产生的?又是如何传递和呈现给别人的?

我认为,科学知识,究其本源,来自生活实践。无论是摇晃的钟摆(伽利略)、掉下的苹果(牛顿),还是书中提到的,炼金术师开创化学,作为神父的孟德尔种地时发现的遗传定律,都无不说明科学知识是产生于生活实际的——正因为人类对于这些生活中的事物抱有着好奇之心,并加以思考、深入钻研,才得以发展科学理论方法,探索世界的规律。如果把科学比作一栋大楼,那么生活实践就是地基,它使整座大楼“脚踏实地”。

科学知识,观其发展,来自创新突破。在《从一到无穷大》之中,许多精彩而划时代的科学突破产生于对前人成果的突破和创新:康托突破前人对“无穷集”这一概念束手无策的状况,创立了现代集合论;爱因斯坦突破牛顿力学对物理学界的数百年统治,创立了“相对论”;卢瑟福根据α粒子散射实验的结果突破汤姆森原子结构的“枣糕模型”,提出“行星模型”……牛顿曾说过他是“站在巨人的肩膀之上”,而科学正是如此,一代代学者勇于突破前人的局限,进行创新,使得科学的大厦“更上一层楼”。创新和突破是科学发展的不竭动力,它让科学“仰望星空”。

科学知识,论其完备,来自交叉联系。在几何学中我们构想并研究曲面、高维空间,而这些知识却在物理学中的四维时空中大显身手,起到重要作用;在拓扑学中我们讨论了物体的结构性质,而这竟与生物领域的生物早期囊胚阶段特点产生了联系。这无不表明,在科学大楼中各个学科的“单元”之间是连通的,不同的学科之间可以相互借鉴和学习,甚至融合。而在21世纪的今天,学科之间的交叉联系更为紧密和常见,交叉学科领域、整合科学领域正如春起之苗,蓬勃发展,成为新的科研焦点。

《从一到无穷大》中吸引我的不仅是丰富有趣的科学知识,同时还有作者对于这些科学知识的呈现方式。

不同于其他的一些教材,《从一到无穷大》不是生硬地提出一个已有的概念让人接受,而是扮演了一个领路人和指导者的角色,让人读后有一种自己发现了知识的喜悦感。例如,在介绍四维空间时,把时空相结合,自然地引出来时间轴作为第四维;又用大家熟悉的坐标轴全都互相垂直的观点,借助小汽车的例子,把相对论的变换解释成坐标的旋转。让人觉得易于接受,有不时在科学的海边拾起一片漂亮贝壳的喜悦。

同时,这本书还特别善于使用生活化的场景和语言来为读者讲述较为深奥的科学知识。比如在讲解无穷集合大小比较的时候,伽莫夫就生动地举了原始人类计数的例子以方便读者理解;讲述四维“球”时,他又巧妙地用“被虫蛀了的苹果”和“纵横交错的大楼”来作类比,形象、通俗,使读者易于接受。我从中学习到,解决问题的高深方法是能在生活中找到其映射。伽莫夫敏锐地察觉到问题与解决办法的根源,将复杂的理论下放到生活中,由此让人感到生动。

正如书名《从一到无穷大》,本书从生活中的“一”,讲述至科学理论的“无穷大”;又通过讲述各个学科领域相对浅显的冰山“一”角,激发我们青年一代对于科学世界的“无穷大”的兴趣。

作者简介

谢龙芯,男,来自北京市,毕业于北京师范大学附属实验中学,2018年考入清华大学医学实验班。2016年、2017年两次获得北京市青少年科技创新大赛一等奖,2017年获得北京师范大学附属实验中学奖学金。

寄语母校

愿我们在这里:

练强健体魄,立鸿鹄之志。

格万物之理,晓古往今来。

拜天下名师,交四海之友。

继往圣绝学,创全新时代。