科学竟是这么伟大——《从一到无穷大》读后感
电子信息类
张旭东

这是一部宏大的著作，涉及物理、化学、生物各个学科的知识，它的表达技巧也可以称其为科普写作的典范之作。这样广泛的知识集结到一起，它所依赖的一条主线思想，已经在译后记中由译者道出，即世界是无穷的，认知是无穷的，思维是无穷的。这样来想，真就实现了译者所说的“将书读薄”，对这样一本书所要传达的思想，也多少有些领悟。

令人赞叹的是，人类凭借智慧，竟然远远超过了地球上任何一种生物的认知范围。细微之处远超尘埃，阔大之景可藐视星团。像这般雄伟的视野大厦，是两个层面的认知相辅相成，即观察与思考。

观察，即表面上的看到和听到，眼、鼻、耳、手是人类最初认识世界的工具，例如原始人用数数来比较数的大小，或是计算打到的猎物，这是用简单方法来认识数；伽利略测量光速的实验，也是仅仅依靠眼睛来认识光。

可是人类不是世界上视觉或者嗅觉最灵敏的动物，单凭肢体注定是要整天被追杀，于是人类发挥思维的作用，来增强自己的观察能力，这就是思维对认知的第一种促进作用，即大量人工创造的观察工具的问世。望远镜、显微镜、威尔逊云室以至各种物理信号的探测器，它们充当了人类的千里眼与顺风耳。在这些工具的帮助下，人类逐渐打开宇宙的大门，推开微观世界的窗子，开始进入更广阔的空间。人类开始认识星球、星系、宇宙，开始认识分子、原子、核子，开始认识组织、细胞、基因，科学的发展得到了前所未有的推动。如果说，科学的比拼仅仅是在考验谁看得更远，谁看得更清晰，这样的话世界上岂不是就没有科学家，只剩下工程师，甚至是磨镜技师，这样未免有些滑稽。

于是，当人们发现无论怎样也无法数清无穷大的大小，当人们发现无论怎样也看不到宇宙的尽头，当人们发现无论如何也抓不住电子的影子，当人们发现无论如何也勾勒不出四维空间的轮廓……人类的认知受到了又一次冲击，面对这一片未知的空间，人类该如何迈出自己的步伐。

还是思考，还是靠大脑。既然数不清，那又如何，我只需知道它有多大就好了，于是康托尔十分简单地比较出无穷大有多大；既然看不到，那就不看了，我只需知道它是否无限就好了，于是科学家在不辞辛劳地测量着空间的曲率（还未有很准确的结果）；既然抓不住“一个”电子，那我抓一群就好了，于是量子力学作为新秀出现在20世纪的大舞台上；既然画不出四维空间，那也丝毫不影响我认识它，通过缜密的推导，加上大胆的想象与假设，爱因斯坦尝试将时间与空间等同起来，再次认识悄无声息流动的时间。这便是思维对科学的第二种促进作用，在这种情况下直接观察显得无足轻重，思维已经跑得更远。

观察是事实的反映，有了观察，才有对事实的分析与判断。可是任何观察到的性质只能涉及观察对象的一部分或是很小部分，更多的性质需要思考，可当思考到观察已经触及不到的阶段，就只能靠推理，甚至假设。可以这样说，观察与思考在科学研究中不可分割，这正像实验物理与理论物理一样，两者是相互补充的关系。观察上的短板可以通过思维来填补，甚至直接由思维代替观察来探索某个事物的性质，而思维需要一定量的观察结果来作为铺垫，传递灵感。

科学方法中常见的思维方式除去基本的推理证明，还有两种。一种是类比，很神奇，当我们知道二维空间的性质后，就很自然地联想到三维空间的相似性质。这是冥冥中的一种直觉，还是探索科学基因所萌生的正规科学的方法，我们无从而知，只是这样想，常常能为我们指出一个方向，尽管有可能是歧途，但也是不错的尝试。

另一种是假设，这一点在探索微观粒子的性质时经常被用到，一个个可能的粒子模型，不就是基于现有事实所做出的假设吗，从实心球到“枣糕模型”，从卢瑟福核式结构模型到玻尔的氢原子轨道理论，再到最终的基于量子力学的电子云概率分布。就好像一次次去尝试，在一位位科学家，甚至是在一代代科学家的努力下不断锁定成正确的样子，这样的探索之路真的是激动人心。

一次假设，就是一次在认识上的飞跃，可能跃入泥潭，也可能跨过重重的障碍一步抵达终点，但无论是哪种，它都是那么耐人寻味。需要感谢的，不仅有正确道路的领路人，一定还有那些错误的尝试者，正像爱迪生所说的，“没有失败，只有离成功更近一点”。

爱因斯坦说：“Logic will take you from A to B，and imagination can take you anywhere.”假设，何尝不是imagination的体现，正是这种灵活思维的存在，人类才能认识到许多其他生物穷尽一生也看不到的美丽风景。

写到这，我注意到上面我用到了“终点”“最终”这样的字眼，可是再回味作者的主旨，我发现这样用可能不大妥当，认知是无穷的，引用译后记中的一段话：“人类的认识与知识的发展，既有沿逻辑在现行体系内的延伸，也有打破现有框架、另辟蹊径的突破，而突破后出现的新体系，又会将原有体系作为特例包含在内，如此发展，既有循序渐进的攀登，又不时会出现柳暗花明的大胆越堑。”这段话总结得实在是精辟，现有的体系，现有的认识也许只不过是更大范围下的特例，甚至是忽略了很多因素后的拟合情况，如果这样考虑，是否可以这样说，正确是相对的，而错误是绝对的。随着科学这条航船不断航行，我们或许可以坚信，未来一定还有新大陆在等待着我们去探索，还有更浩瀚的宇宙等待着我们去发现。

海阔凭鱼跃，天高任鸟飞。写到这里很自然地写下这句话，一个科学家的梦想，又被这本书，这样的感受所激起。吹开萌发的枝芽，点燃追逐的焰火，也许正是这本书的深意。

科学竟是这么伟大！

作者简介

张旭东，男，来自河北省廊坊市，毕业于河北武邑中学，2018年考入清华大学电子信息大类。