【未来教育学】成年人需要什么样的STEM教育？（四）

在【未来教育学】成年人需要什么样的STEM教育？（一）和【未来教育学】成年人需要什么样的STEM教育？（二）中我们引出了问题“成年人需要什么样的STEM教育”，并从（1）希腊科学与近代科学的根源、（2）中国文明缺少“求真”的传统、（3）缺少科学精神带来的现实挑战，这三个方面，解释了成年人，尤其是中国成年人，为什么需要STEM教育？的原因。

从【未来教育学】成年人需要什么样的STEM教育？（三）开始，我们具体讨论成年人需要什么STEM教育的问题。在（三）中，我们对其中的核心问题“科学精神与科学思想如何落地”展开了分析。

在本文中，我们继续讨论成年人需要什么STEM教育的问题，介绍了科学读物与科学实践的关联，尤其是梳理了重要的科学读物。

成年人需要什么STEM教育？（What）

2. 科学读物与科学实践

在上一章节，我们着重讲了科学精神和科学思想如何落地的问题，这一章节，我们进一步具体化，主要讲哪些科学读物值得深入阅读（知）以及如何真正亲身进行科学实践（行）的问题。

知与行的辩证关系，前辈们讨论的很多，有说“知”是知识的、也有说“知”是良知的，对特定情形下的先后优先级也有不同的理解。对于“求真的科学”如何在中国落地的问题，核心的难点首先在于“知”、其次是“行”，“知”既是人文与精神传统的问题、也是思想与实践的问题。这似乎暗中呼应了孙中山在建设现代国家时所认为的“行易知难”；100年过去了，我们看到技术已经大行其道，“科学”却并未真正在心中扎根，这也是“行易知难”的体现。“士不可以不弘毅，任重而道远”，由此可知。

“知”的问题，我们可以从底层（本质与根源）、中层（知识与识见）、表层（世俗与流行），三个方面来探讨，粗略来说，可以对应到“科学哲学与科学史”、“科普书籍”、“科幻文学”。

“行”的问题，相对应的，我们也可以从底层（智慧的构建）、中层（知识的运用）、表层（信息的传播），三个方面来探讨，粗略来说，可以对应到“构建（理论）体系”、“建立科学决策系统”、“传播科学技术文化与方法”。

读物1：科学哲学与科学史

这一节，我们主要说说有哪些科学哲学和科学史读物值得仔细阅读。

先说说这两者的定义：

• 科学哲学是一个20世纪兴起的哲学分支，意义比字面上表现得要广阔得多，至少包括“关注科学的基础、方法和含义，主要研究科学的本性、科学理论的结构、科学解释、科学检验、科学观察与理论的关系、科学理论的选择等。”—— Wikipedia：科学哲学
• 科学史，简单来说是科学的历史，包含了对科学发展规律、科学思想变迁等一系列涉及思想史、社会史等方法的研究。

科学哲学和科学史的意义之一，都在于求“本”（本质与根源）；科学精神和科学思想是其核心，我们在上一章已经重点讨论。这些“知”极其重要但也是较难深入和掌握的。

科学哲学和科学史本身包含了很多博大或者驳杂的内容，这里推荐的书目，针对非科学哲学和科学史的专业学生或学者，例如来自于别的领域的学生或从业者，所以以“入门”和“导论”相关的书籍为主。

以下的推荐书籍，部分参考了北京大学科学哲学与科学史系、清华大学科学史系的推荐书目（如吴国盛教授的推荐），均有中文译本或由中国学者写就，相对更适合中国文化背景的读者阅读；并主要选择了一些更适合高中和大学本科能力的读者的书目。

第一部分：科学哲学

这一部分包括科学哲学的普及和专著。读者可以从“普及”类书籍看起，以确认自己的兴趣；如果想要获得更深入、精准的了解，并自主进行学习和研究，则可以参考整体结构更清晰、或在特别问题上有深入分析的专著。

（1）科学哲学普及：

• 吴国盛：《什么是科学》，广东人民出版社，2016年
• 陈嘉映：《哲学·科学·常识》，东方出版社，2007年
• 奥卡沙 ：《科学哲学》（牛津通识读本），韩广中译，译林出版社，2009年

吴国盛和陈嘉映教授在中国做了较多科学哲学的普及工作，他们的著作具有代表性，可读性强、深入浅出、富有趣味，同时可以引出大量更深入的话题，作为进一步探索的出发点。其中，《什么是科学》更注重对科学源头的探究、并引出博物学的传统，《哲学·科学·常识》 的上篇是对科学史的导引式介绍，下篇则介绍了科学哲学基本问题， 如经验与实验、数学化、实证科学等。由于都是中国学者的著作，两本书都一定程度上尝试解释和回答了“李约瑟难题”。

奥卡沙的《科学哲学》的特点是一本通俗易懂的通识读本，如中文版序中所说的“通俗易懂、言简意赅、语言流畅”，以较少的篇幅介绍了科学哲学中的重要问题，如科学推理的方法及这些存在的问题、库恩的科学革命理论、对科学的批评等等。

这三本书可以帮助读者大致了解有哪些“科学哲学”领域内的常见问题，对于启发思考、激励探索有很大的帮助。

（2）科学哲学专著：

• 查尔默斯：《科学究竟是什么》，鲁旭东译，商务印书馆，2007年
• 库恩：《科学革命的结构》，金吾伦等译，北京大学出版社，2003年
• 波普尔：《科学发现的逻辑》，查汝强等译，中国美术学院出版社，2008年
• 波普尔：《猜想与反驳》，傅季重等译，上海译文出版社，1986年
• 吴国盛：《技术哲学讲演录》，中国人民大学，2009年

《科学究竟是什么》是一本教科书体例的科学哲学入门书，包括了实证主义、证伪主义、历史主义、后现代主义等主流学说和议题。相对来说是比较正经的书，适合专业学生或需要正式深入研究的读者阅读。

托马斯·库恩和卡尔·波普尔的著作，相对来说有一定的群众基础和社会影响力，所以这里也推荐。库恩《科学革命的结构》质疑了科学线性发展的认识，提出了基于“范式”的科学革命和发展的观点，至今有着极为深刻的影响。波普尔以他的科学“可证伪性”被很多人知晓，他的著作《科学发现的逻辑》、《猜想与反驳》的贡献主要在于科学方法论上，“可证伪性”是其中的核心概念。

吴国盛的《技术哲学讲演录》实际上是一本“技术哲学”读本，是对海德格尔、马克思等技术哲学先驱的文本的收录。放在这里的目的是为了读者可以横向比较科学哲学和技术哲学所关切问题的差异，有助于更深入的理解科学和技术的角度的不同。

第二部分：科学史

科学史可以简略分为通史、断代史、专题史等，与其他历史研究的分类法近似。通史从源头谈起，直到现代科学；断代史着重关注其中一个时代，例如科学革命；专题史关注某一个特定问题的历史沿革。

（1）通史

• 吴国盛：《科学的历程》，北京大学出版社，2002年
• 麦克莱伦第三 / 哈罗德·多恩：《世界科学技术通史》，上海科技教育出版社，2012年

《科学的历程》和《世界科学技术通史》都是不错的科学史入门读物。《科学的历程》是吴国盛的成名作，影响力较大，写作方式面向一般读者，很容易入手。《世界科学技术通史》是一本通史教材，全球视角较为全面，对中国、印度、阿拉伯等的科学和技术传统都有详细介绍。

（2）断代史

• 柯瓦雷：《从封闭世界到无限宇宙》，张卜天译，商务印书馆，2016年
• 库恩：《哥白尼革命》，吴国盛等译，北京大学出版社，2003年

这两本著作都把焦点放到了近代科学的兴起 —— 即以哥白尼、伽利略、开普勒、笛卡尔、牛顿等为的科学革命。

《从封闭世界到无限宇宙》作为科学思想史学派领袖柯瓦雷最负盛名、最有影响的作品，描述了这场人类历史上最为深刻的变革之一的思想演化的过程，分析独到、细节深刻，展现了错综复杂、动人心魄的理智探险是如何完成的。

《哥白尼革命》是库恩的科学思想史名著，哥白尼拉开了科学革命的序幕，阅读此书可以了解科学革命中思想巨变发生的详细过程。

（3）专题史

• 布鲁克：《科学与宗教》，苏贤贵译，复旦大学出版社，2000年

科学与宗教的关系，由于种种原因，在现代受到了极大的误解。布鲁克的《科学与宗教》结合科学与宗教发展的历史，深入探讨了科学与宗教的紧密关联、冲突与和谐，让这种真实关系可以得到展现。

第三部分：科学思想

许多杰出科学家同时也是科学思想家，在他们的思想著作中，经常体现了他们从事科学研究的思想过程及背后的哲学内涵。科学思想类著作本质上也探讨了许多科学哲学与科学史的问题，值得深入阅读。此类著作也不少，这里选取了其中有重要影响的一些：

• 爱因斯坦：《爱因斯坦文集》第1卷，许良英等译，商务印书馆
• 海森堡：《物理学和哲学》，范岱年译，商务印书馆，1981年
• 薛定谔：《生命是什么》，编译组译，上海人民出版社，1973年
• 维纳：《控制论》，郝季仁译，科学出版社，1963年

以下是它们的简介：

• 爱因斯坦不仅是一位革命性的科学家，在科学研究方法和哲学基础方面也有重要的思想，同时对公众与科学教育也有着巨大的影响力。《爱因斯坦文集》第1卷，收录了爱因斯坦在科学的哲学问题、科学精神、物理学的变化等多方面的思想。
• 海森堡的《物理学和哲学》以量子力学为主线，讨论了物理学的哲学影响、内在的哲学问题，以及物理学对社会的影响。
• 薛定谔作为伟大物理学家，写就了生命科学的普及作品《生命是什么》，展现了其深邃的思想，直接启发了分子生物学的诞生和DNA的发现。
• 维纳的《控制论》引发了20世纪末期的诸多新兴理论，例如复杂性理论、人工生命、混沌理论等，本书的文笔浅显但却蕴含了许多深刻的思想。

此外，为了真正了解科学的“本”，实际上我们也需要真正理解中华文明的“根”——“仁-礼”的传统（以及诸子思想）；反过来也是一样，要真正从现实中理解“仁-礼”，也需要了解“自由-科学”。否则我们事实上无法真正分辨现实世界中各种问题的来源，也就无法结合现实进行“追根溯源”。大学中的“自由教育”（也称为博雅教育、通识教育），也应该对这“寻本”的教育有所重视。但这一部分的推荐读物，我们在此不赘述，由大家自行研究和探索。

读物2：科普读物

上一节我们着重于“底层”的对于科学哲学与科学史的构建，这一节我们主要介绍“知识”普及相关的读物。除了对于“本质和根源”的掌握，我们还需要充沛的科学“知识和见识”，“求真”的科学传统才能够真正建立起来。

小学到大学的科学课程的教育（数学、科学、物理、化学、生物、地球科学、心理，等等），实际上便是科学普及，并结合一定的科学训练，如科学实验、解释和解决科学问题等。

但对成年人来说，随着社会经验的增长，和个人兴趣的分散，其科学普及的范围更广阔的、也更深入。例如，一般读者可以根据兴趣，了解特定领域的最新科普书籍、杂志、影视等；或者，结合社会现实，了解与生活现实密切相关的科普著作。

科普名著数量非常庞大，而且不仅仅包括数理实验科学的著作，还包括大量的博物学传统的著作。在形式上，随着电子媒介的发展，视频、音频等手段也被使用的越来越广泛。以下罗列一些较有影响力和价值的科普书籍，供读者参考。

（1）教材

对于真正要掌握科学知识，从教材入手一般更为准确和有效。一般直接选取各学科正在使用的教材便可以了。但成年人愿意深入读一本科学教材，如《物理化学》、《生物信息学》等，相对应该比较少，所以可以结合自身兴趣和现实问题入手，“自己动手、丰衣足食”。

（2）著作

1. M·克莱因：《数学：确定性的丧失》，李宏魁 译，湖南科学技术出版社，2003年第1版，2007年第2版
2. 伽德纳《啊哈！灵机一动》，白英彩等译，上海科学技术文献出版社，1981年
3. 霍金：《时间简史》，许明贤等译，湖南科技出版社，2001年
4. 彭罗斯：《皇帝新脑》，许明贤等译，湖南科技出版社，1995年
5. 道金斯：《自私的基因》，卢允中等译，吉林人民出版
6. 侯世达：《哥德尔、艾舍尔、巴赫》，郭维德等译，商务印书馆，1996年
7. 卡逊：《寂静的春天》，吕瑞兰等译，吉林人民出版社，1997年
8. 萨根：《魔鬼出没的世界》，李大光译，吉林人民出版社，1998年
9. 尼尔·波兹曼：《娱乐至死》《童年的消逝》《技术垄断》
10. 尤瓦尔·赫拉利：《人类简史》，林俊宏译，中信出版社，2014年

以上的大部分著作都十分经典，有较高思想性，仅做简要介绍。

如克莱因的《数学：确定性的丧失》对数学危机的论述、《啊哈！灵机一动》的数学游戏、《时间简史》和《皇帝新脑》作为畅销书更无须多言、《自私的基因》的生物社会学阐释、《哥德尔、艾舍尔、巴赫》对逻辑悖论的探讨、《寂静的春天》对环境保护的呼唤、《魔鬼出没的世界》对科学思维的普及、尼尔·波兹曼的三部曲对电视媒介的批判、《人类简史》对人类宏观历史的描述。

（3）杂志

当前好的科学杂志并不多，首推 《环球科学》（Scientific American）。此杂志讨论世界科学的最新进展、弘扬科学精神，适合成年人扩展科学眼界、增长兴趣。

读物3：科幻文学

优秀的“科学哲学和科学史”、“科普”读物的思想和知识比较纯正、比较“干货”，但在大众文化中的流通性反而没有那么高，近年来随着科幻文化的升温，对于推动大众的科学精神普及也有十分重要的意义。将科学基础与文学幻想结合，并经由影视等媒介地推波助澜，影响力不容忽视。

与其他类型的读物一样，我们推荐读者阅读有思想、好看的科幻经典，其形式可以是小说、电影、电视、动画、游戏等；这里主要讲小说和电影，但电视（如《西部世界》）、动画（如《星际迷航》、《新世纪福音战士》）、游戏（如《星际争霸》）等也非常丰富。

（1）科幻小说

近十年来《三体》的崛起确实带来了科幻小说文体在中国的火热，虽然还比不上曾经的武侠小说在大众文化中的地位，但也已经追上了很多。

优秀的科幻小说具有不错的阅读体验和超越的想象力，尽管难以做到科学思维的严谨，但却是推广科学精神、启发问题意识的有效途径；比如我们在上文提到过的刘慈欣《朝闻道》中对“求真”理想的生动描述。

科幻小说数量比“科学哲学和科学史”、“科普”读物等还要庞大，做小说推荐的也很多了。这里只推荐一些公认的经典；直接从最有影响力的科幻作家，按照科幻小说的历史顺序开始阅读，一般问题不大：

• 科幻文学的奠基（19世纪末期）：
  • 凡尔纳：《海底两万里》、《从地球到月球》、《机器岛》等
  • 威尔斯：《时间机器》、《世界之战》、《隐形人》等
• 科幻文学“黄金时代”（20世纪中期）：
  • 阿西莫夫：《基地》系列、《机器人》系列等
  • 克拉克：《天堂的喷泉》、《2001——太空漫游》、《与拉玛汇合》等
  • 海因莱因：《异乡异客》、《严厉的月亮》、《银河系公民》等
• 当代中国的潮流（21世纪初叶）：
  • 刘慈欣：《三体》系列

对于真正的科幻迷， 这些作品多半是无法满足其胃口的，必然会延伸开去，主动探索。但仅从“科学”读物的角度，这些作品却也可以让一般读者了解科学幻想世界的奇趣与想象了。

（2）科幻电影

科幻电影的意义在极强的传播性与沉浸式体验。但公认的经典科幻电影其实没有想象中那么多，更多的还是爆米花电影。这里只列出了我认为思想性较高的3部，大家应该也很熟悉：

1. 《2001：太空漫游》（2001: A Space Odyssey），1968年
2. 《银翼杀手》（Blade Runner），1982年
3. 《黑客帝国》三部曲（The Matrix），1999年 / 2003年

《2001：太空漫游》被称为科幻电影圣经，空灵与神秘是它的特点；《银翼杀手》对复制人主题、赛博朋克具有开创性；《黑客帝国》对现实存在的质疑，具有启发性。

这里也参考了上海交通大学江晓原教授主编的《科学败给迷信》（2007年）中科幻电影下的专题，有多位专家提供的观影列表，比如其中也包含刘慈欣的推荐，读者可以自行查看。更多的科幻电影赏析，可以参考豆瓣和IMDB的排行榜。

（3）对科幻的反思

科幻文学是一种大众文化，恢弘的想象与精密的科学逻辑是它广为传播的原因。但科幻在传播科学精神、启发思考的同时，也在带来一些新的挑战与机遇。

首先，科幻文学本身并无法帮助我们澄清“求真”的科学这一传统，相反对于大众认识科学的力量和社会意义是一种加强；科幻中对技术的强调常常高于科学，科幻也是“科学主义”一定程度上在文学影视中的投射。但我们还是需要肯定它在传播科学精神、启发问题意识、让更多人仰望星空这方面的作用。

其次，科幻与“未来学”有着十分密切的联系。媒体乐于报道某项现实发明曾经在某本科幻中有过预言。科幻确实也起到了吸引更多人思考未来问题的作用。甚至于未来学家也常常把科幻小说家视为自己的同道，如克拉克、阿西莫夫、奥尔迪斯等。这是科幻的想象力向未来延伸的结果，但也需警惕它影响未来的不可控的一面。

最后，正如科学与宗教的复杂关联，科幻与鬼神和宗教也有潜在的丰富的联系。例如，对于外星人的追寻与讨论，实际上与古代的鬼神志怪之说极为接近，意味着不可知却合理的某种设想。在宗教世俗化、鬼神被驱逐的现代，外星人取代了鬼神，成为人们怀疑、期盼和忧虑的对象。

卡尔·波普尔：from Wikipedia -- Science | CC BY-SA 2.0

（未完待续）下一篇我们将继续追问科学实践在“构建（理论）体系”、“建立科学决策系统”、“传播科学技术文化与方法”三个层面的落地方案。在文章的最后一部分，我们会具体探讨“以人为本的科学教育”，如何针对不同的人群展开。

参考文献

• 李约瑟，《文明的滴定》
• 陈嘉映，《哲学·科学·常识》
• 吴国盛，《什么是科学》
• 爱因斯坦，《探索的动机 —— 在普朗克生日会上的演讲》
• 亚里士多德，《形而上学》
• 柏拉图，《理想国》
• 刘慈欣，《朝闻道》
• @honoru，《我也想寫STEM文章，但無從入手？有甚麼方法？》
• @honoru，《STEM 教學與親子教育 (上篇 - 共兩篇)》
• @honoru，《回應 @robertyan 的「未來教育學」》
• 吴国盛，科学哲学与科学史书籍推荐
• 江晓原等，《科学败给迷信》

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