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鲈拥⑶獾却蠊婺５纳鄙诵晕淦鳎蒲Ъ依萌颂褰猩镂淦魇笛楹突笛椋Чひ祷死嗬狄陨娴幕肪常绕涫浅粞醪阍斐闪似苹敌缘挠跋臁�1962年，美国女科学家蕾切尔·卡逊的代表作《寂静的春天》第一次用通俗易懂的语言，用预言的形式向广大公众揭示了化学技术对人类生存环境的破坏性影响。公众开始了对科学和技术的影响的思考和讨论。人们由过去“科学万能”到对科学的作用怀疑和质问使人类对自身的智能所带来的结果采取了冷静和审视的态度。从社会的意义上讲，这是人类的进步，而不是否定科学的倒退。公众对科学家的道德、技术的影响、对科学和环
境、科学和人类之间关系的审视导致公众对科学议题的全面参与，科学知识和公众、科学家和公众之间由过去的自上而下、简单的灌输和接受的关系转变为一种新型关系。科学技术的传播工作从过去的单纯的科学技术普及向公众理解科学技术转变。科学家和科学团体比以往任何时候都更加重视科学的社会价值。学者们将这种关系称之为“公众理解科学”（Public Un－derstanding of Science）。在这个意义上，科学和公众之间的关系更接近Understanding的本意。科学和公众之间形成了互动的关系。“科学和技术与社会之其它重要部分是处于互动状态的”（参见《科学与社会秩序》，巴伯著，顾昕译，三联书店；1986年版）。在社会的其它重要部分中毫无疑问包含有构成社会的活跃因素的主体——人。科学信息流动的这种重要的变化倾向体现了世界人类文化“人主义”（Peoplism）的价值观。
80年代，人类科学技术的传播活动进入了一个崭新的阶段。美国芝加哥科学院副院长米勒博士于1989年提出公众科学素养的三个标准：（1）对科学技术术语和概念达到基本的了解；（2）对科学的研究过程和方法达到基本了解；（3）对科学的社会影响达到基本了解。他的这个基本思想一经提出，就得到世界各国的赞同。这三项标准体现了当今科学和公众之间的新型关系，与过去的简单的、自上而下的灌输关系截然不同。而“科普”这种说法仅指人类传播科学技术知识的行为，而不能完整、全面地涵盖科学和公众之间的关系。
从功能上讲，现代民主社会所要求的国民的科学素养也由过去的让公众了解科学知识转变为使公众具备基本的科学精神。这种科学精神就是萨根在本书中所不断提到的好奇心、探究真理的精神、怀疑精神、参与决策的意识与能力和实证意识。正如卡尔·萨根所说：“对于从事科学普及的人来说，巨大的挑战是，如何向人们说清楚科学发现、客观真实、曲折坎坷的历史和人们对科学的误解，以及科学的实践者偶尔表现出的决不改变航向的执着的顽强的精神。许多，可能是大多数的培养科学家的教科书对这些内容都涉及很少，用一种吸引人的方法传授从长达几个世纪中人类不厌其烦积累下来的有关大自然的问题中得出的智慧，比系统地讲授散乱地积累人类智慧的方法要简单得多。科学的方法，可能看起来繁琐和生硬粗暴，但是与科学发现相比要重要得多。”
科学素养对普通公众是十分重要的。一个远离科学，没有科学素养的公众群体是无法承担民主政体对他们的要求的。因为在民主政体中，公众舆论是决策过程的重要影响因素，民主程度越高，其影响就越大。虽然对于一个特定的问题的科学因素有更全面的了解并不一定导致人们对最佳决策形成认同，但是，至少可以得出更为明智的，因此也是最好的决策选择。从这个角度上说，没有具备一定程度的科学素养的公众就不可能有国家和社会的民主和进步。
科学素养对于科学家来说同样十分重要。科学家是一定社会意义上的从事科学技术工作的专家。他们首先是社会的人，然后才是某个领域的专家和学者。麦克斯韦、爱因斯坦、达尔文是科学家，他们对人类的贡献是巨大的。他们留给人类的不仅仅是科学的成就，而且是社会正义的化身和代表人类本质的正直的价值观。从他们的身上，我们可以看到科学的本质和科学的正确发展方向。但是，也有鼓吹将原子武器用于杀人的科学家，也有用人体作为制造细菌武器的科学家，也有在国家处于重要的关头卖身投靠、为虎作伥的科学家，也有为了个人利益出卖科学家良心的科学家。他们在科学上不愧为一代大师，但是，他们的所作所为也背离了科学的本质。他们是具有科学知识却没有科学精神的科学家。从这个意义上讲，具有足够的科学知识不一定具有科学精神。但是，要具有科学精神必须具备足够的科学知识。
公众（其中包括科学家本身）理解科学活动的本质和核心内涵是对科学本质的深刻理解，对科学给人类带来的价值观的理解和维护，对理性的渴望和维护。而不仅仅是科学知识的灌输。从这个意义上说，理解科学的本质，维护科学的纯洁，牢牢把握科学航船的航向，不仅是科学家的责任，也是整个公众的义务。而整个公众对这个义务的理解需要科学家和有关机构的启蒙和教育，这才是公众理解科学的真正目的。
我国虽然是一个具有5000年历史的文明古国，其光辉灿烂的文化确实可以使人感到骄傲和自豪。虽然在我国的历史上曾经出现过对世界文明史上产生过重大影响的思想家和科学家，但是在近代史上，我们的先人和现代人却干过许多令世界文明社会不可理解的、令人耻笑的蠢事。并且，做这些蠢事的因素至今仍然存在。科学精神还远远没有进入到我们的文化中。科学，还远没有成为我们中华民族文化中的组成部分。没有全体国民科学素养的整体提高，下个世纪中华民族的腾飞是不可能的。正在科学传播领域中工作的科学家、工程师、学者和传播媒介的工作者应该清醒地认识到：全体国民科学素养和其它素养提高之日，就是中华民族腾飞，中国人受到世界尊重之时。而我们，任重而道远。
在本书的翻译过程中，得到了许多科学界和科普界人士的关心和支持。由于本书所涉及的内容庞杂，涉猎科学的门类较多，在翻译的过程中，我不得不经常请教各个领域的学者。他们给予了我极大的帮助。在此，我要特别感谢郭正谊教授和李元教授，我还要感谢北京大学的刘华杰博士、潘涛博士、邹锐硕士、王珉硕士、任信荣硕士和苗永华民怎，清华大学的郭兵博士、赵浮硕士和吉林大学的吴跃平博士，他们对译稿提出了十分具体的修改意见。没有他们的帮助，这本书不会顺利译出。
有时，时间和质量是一对矛盾。由于在翻译过程中出现的一些问题，使得时间非常紧张，再加上水平有限，译文中的错误肯定是存在的，请读者批评指正。
李大光
1998年7月2日
原序 我的老师
那是1939年秋季的一个狂风怒吼的日子。公寓楼外面的街道上，落叶随风旋转，每一片树叶都像是有生命一样在舞动。我很舒适地待在温暖安全的卧室里，母亲在另一间屋里忙碌着准备晚餐。在我们公寓里没有那些经常无需借口找你麻烦的大坏孩子。只是在一个星期以前，我刚刚打了一场架——这么多年过去了，我已经忘记了是与谁打的架了，可能是第三楼层的斯奴尼·阿格塔，我狠命地向他抡出一拳以后，发现自己的拳头打穿了斯奇彻特先生药房的大玻璃窗。
斯奇彻特先生对我的伤势非常关心：“很快就会好的，我保证。”他边安慰我，边往我手腕上敷一些令人痛苦难耐的消毒剂。我母亲把我带到设在本公寓的一个医生的诊所里。他用一把小钳子取出了玻璃碎片，并用针和线给我缝了两针。
“两针！”当天晚上父亲不断地唠叨。他知道针的意义，他是一家制衣厂的裁衣工。他的工作就是用非常锋利的锯将大厚堆的布料裁剪成服装初样，接着这些初样被传给一大排坐在缝纫机边的女工。他对我能够克服天生的羞怯而发怒感到高兴。
奋起反击有时是一件好事。我从来没有打算使用暴力。这件事是偶然发生的。桑尼先推了我，而我是随后用拳头击穿了斯奇彻特先生的玻璃窗的。我伤了自己的手腕，花费了一笔不该花的医疗费用，打坏了一块平板玻璃，然而却没有人对我发火。就连桑尼对我也比以前友好多了。
我对事情的结果为什么会是这样而百思不得其解。但是待在温暖的公寓里，边透过卧室的窗户凝视纽约湾，边考虑这个问题，比起到下面街头再去冒险要舒适得多。
像往常一样，我母亲换了衣服，化了妆，等待着我父亲回来。太阳快要落山了，我们一起眺望着波涛汹涌的水面。
她用手粗略地指了指大西洋的对面，说：“那边的人正在打仗，彼此残杀。”我聚精会神地向那面瞭望。
“我知道，”我答道，“我能看见他们。”
“不对，你不可能看见，”她反驳说，口气几乎是严厉的，她说，“他们太遥远了。”然后返回厨房。
她怎么知道我是否能看到他们？我不明白。我眯着眼睛眺望着，我认为我确实看到了地平线上那一小条土地，在那上面有很小的人影，他们相互推打，用刀剑决斗，就像我的漫画书上画的一样。但也许她是对的。或许这只是我的想象，有点像是午夜时分偶尔将我从沉睡中惊醒的怪物，我的睡衣被冷汗浸透，心砰砰直跳。
当一个人在想象的时候，你怎么能知道呢？我凝望着灰暗的海水，直到母亲招呼我洗手吃晚饭。让我高兴的是父亲用双手一下子把我举了起来。我可以从他一天内长出的胡茬上感觉到外面世界的寒冷。
就在那年的一个星期天，父亲耐心地向我解释0是算术中的一个占位符号，教我读那些发音古怪的大数字的名字，还告诉我为什么没有最大的数字。（他说：“你可以永远在一个数字上再加1。）”我忽然被要求进行儿童必须接受的写出从1到1000的所有整数的必修课程。我们没有成叠的纸张，但父亲给了我一叠灰色的硬纸片，那都是他将自己的衬衫送到洗衣房时积攒下来的。我兴致勃勃地开始了这项训练，但是使我感到惊讶的是，进展非常缓慢。当我刚刚写到几百的时候，母亲告诉我已经到我洗澡的时候了。我很不情愿，我决心写到1000。就像他一生中常扮的调停者的角色一样，父亲介入了：如果我能很高兴地去洗澡的话，他将帮我继续写下去。我非常高兴。当我重新接手时，他已经写到将近900了，于是当我达到1000时只不过是比平常上床的时间晚了一点点。这些大数字的重要性在我一生中都没有忘记过。
同样也是在1939年，我的父母带我参观了纽约世界博览会。博览会在我眼前展现了科学和高技术可能带来的美好前景。萌芽时代已经结束，这里展示着我们这个时代能为未来的人们带来利益的各类产品。但很有可能令人感到惊讶的是，未来人对1939年的人并不很了解。“未来世界”将人人身强体壮、干净整洁，工作效率很高，就我所知，看不到任何穷人。
“看声”是一个令人困惑的但却吸引人的展品。确实如此，当用小锤敲击音叉时，在示波器的屏幕上出现了美丽的正弦曲线。另一张海报上告诉人们：“听光”。确实如此，当光线射到光电管的时候，我可以听到类似在频道之间调频的时候，静电在摩托罗拉收音机中产生的那种声音。世界清晰地向我展现了我从未想象过的奇妙。声音是如何变成图像，而光线又是如何变成声音的呢？
我的父母不是科学家，他们几乎对科学一无所知。但是他们通过让我了解既要具有怀疑精神，又要保持求知欲望的这种方法，教给了我这两种难以结合在一起的东西，而这却是科学方法的核心所在。他们的生活几乎可以说是贫穷的，但当我宣称要成为一位天文学家时，我得到了毫无保留的支持，尽管他们（像我一样）对什么是天文学并不了解。他们从未劝我考虑周全一些，提出成为一名医生或是律师也许会更好的建议。
我真希望能够讲一下在我小学、初中、高中阶段里激励我从事科学事业的老师，但当我认真回想时，这样的老师竟然没有一位。能够回忆起来的只有元素周期表、杠杆和斜面、绿色植物的光合作用、无烟煤与有烟煤之间的差别等呆板的记忆。全然没有不断增长的对新事物的新奇感，没有接触到任何进化的历史演变过程，也没有任何人给我们讲过每个人所曾信奉过的错误思想。在高中的实验课上，我们得到的都是由猜测所得的结果。假如得不出结果，我们就得不到及格的分数。那时，我们根本就得不到追求个人兴趣的鼓励，也没有人让我们去探究那些知觉的或概念性的错误。在课本的后面，才有可说是令人感兴趣的材料。学校的时光通常都是在你尚未真正体会到的时候就已经结束了。你可以在图书馆里，而不是在教室里找到有关天文学的美妙的书籍。教师将多位除法像教烹调书上的配方一样灌输给你，却不解释单位除法、乘法、减法是怎样组合起来以得出正确答案的。在高中时，教师恭敬虔诚地传授求平方根的方法，似乎这种计算方法是西奈山亲手所授。我们的学习仅仅是记住自己被要求做什么，并得到正确的答案，而你不明白自己在做什么并不重要。在二年级时，我遇到了一位非常称职的代数老师，从他那里我学会了很多数学知识。但他也非常严厉，常常使得一些女孩子哭鼻子。在上学这些年中，我对科学的兴趣是通过读科学和科幻的书以及杂志而保持下来的。
大学是我实现梦想的地方：我发现大学的老师不仅懂得科学，而且还确实能够对科学作出解释。非常幸运的是，我进入了对于学习的时代来说非常好的学校——芝加哥大学。我成了以恩里科，费米为宗师的物理系的一名学生。我从撒布拉曼扬·昌得拉基卡的理论中领略到了数学的真正优雅迷人之处；我有幸可以与哈罗德·尤里讨论化学；在夏季，我又成了印第安纳大学H·J·马勒的生物学徒弟；我跟G·P·柯伊伯学习行星天文学，他是当时唯一的全蚀研究者。
在跟柯伊伯学习时，我第一次知道了什么叫做信封背面的计算：一个可能解决某个问题的想法突然涌现在脑海里，你立即找出一个旧信封，用你的基础物理学知识，在信封上写下几个粗略的公式，填上可能的数值，检验一下你的答案是否能够解决你的问题。如果不成功，你再寻求另外的解决方法。这样寻找错误，就像刀切奶油一样容易。
在芝加哥大学我还非常幸运地修完了罗伯特·M·胡钦斯开设的一门普通教育课。他的课程将科学作为人类知识灿烂辉煌的织锦中的一个组成部分展现在你的面前。难以想象一个有抱负的物理学家会不去了解柏拉图、亚里士多德、巴哈、莎士比亚、吉本、马林诺夫斯基和弗洛伊德以及其他的著名学者们。在一堂科学概论课上，他将托勒密关于太阳围绕地球旋转的学说讲得生动感人、引人入胜，使得一些学生对哥白尼学说的研究有了更新的认识。在胡钦斯的课程中，老师的地位与他们的研究几乎毫无关系。与今天美国大学的标准不同，那时对老师的评价却是根据他们的教学水平，以及他们是否具有向下一代传授知识和启发学生的能力。
这种活跃的学术气氛使我得以填补上了我过去所接受的教育中的许多空白。许多以前非常神秘（不仅是在科学方面）的东西在我的头脑中变得清晰明了起来。我同时也亲眼目睹了那些能够发现一些宇宙规律的人所享受到的荣幸。
我一直对50年代的那些辅导我的教师非常感激，而且一直在试图知道他们中的每一个人是否都知道我的感激之情。但是，当我回首往事时，我似乎清楚地感到，我所学的最重要的东西，不是来自中学和小学的老师，也不是来自大学教授们，而是来自我那对科学几乎一无所知的父母，他们对我的教育早在1939年那年就开始了。
第一章 最宝贵的东西
我们对客观现实所进行的所有科学研究都很原始和幼稚，但是，这正是我们所拥育的最宝贵的东西。
阿尔伯特·爱因斯坦（1879－1955）
当我走下飞机的时候，他已经等在那儿了。他手上举着一块写有我名字的纸板。我要参加一个科学家和电视播音员的会议，会议的内容是增加商业电视台中的科学节目，这种努力似乎是毫无希望的。会议组织者很友好地派了一辆车来接我。
等托运的行李时他说：“我问你一个问题你不介意吧？”
“不，我当然不在乎。”
“你与那个搞科学的家伙同名不会�