作者：吴慧雯
每次给孩子买科普书的时候，我想我是有点补偿心理的。
我记得我很小的时候，喜欢问奇怪的问题，比如：人是怎么来的？
我爸开始还愿意回答，但当我问到，如果人是猴子变的，那猴子是怎么来的？细菌是怎么来的？地球是怎么来的？宇宙呢？
正在忙于做早饭的老父亲不得不强行关闭对话框，用一句官方发言结束这一切：你好好学习，等你上大学了自然就知道了。
然而这些问题并不会上了大学就自然知道，事实上我高中就弃理从文了。理科对我而言并不是解答童年好奇心与追问的学科，它们更像是一种“密码学”，只跟一系列公式有关。
首先，你要破译这些公式，其次，你要记忆所有符号的对应意义，最后，你还要在各种离奇的题目下面套入恰当的公式，算出答案。为了熟练掌握这套密码破译的过程，学生必须在平时做成千上万次的练习。
从左到右依次是数学、物理、化学的公式、方程或是符号图。这就是一个文科生心中的数理化，本质全是“密码学”
以上就是一位文科生对高中数理化三科的印象，也许有点魔幻主义，但绝对发自内心。
但这种对“密码学三杰”的巨大排斥，在我迷上科幻小说之后，突然云开雾散，当我再去看数理化学科，突然有种大梦初醒般的全新认知。
原来数理化非但不是“密码学”，而且全是跟我童年好奇而无解的那些问题有关的！
我迷上科幻小说的时候，大刘应该还正在写《三体》（他早期作品也非常烧脑，比如有篇叫做《全频带阻塞干扰》，我竟然也读下来了），在一座座虚构的宇宙神殿里，我们这些科幻迷跟随阿西莫夫、亚瑟-克拉克、尼尔盖曼等一众大神讨论银河帝国、机器人、克隆人、时间旅行、记忆移植和赛博朋克（cyberpunk，黑客帝国那种科幻）……
我印象最深的其实是一篇国内作家的小说，以贵州为背景讲了时间旅行的故事，读完之后我除了觉得作者很厉害之外，也觉得自己挺厉害的，因为整篇文章的理论基础是弦理论，而我觉得我全看懂了！
我一直想，如果在我读书的时候，数理化不是按照“知识点-公式-练习题”的模式，而是与那些本能的好奇与探究相关联，让我多一些来龙去脉的感知，是不是会改变我读书时候的“偏食症”，让我有更多驱动力进行深度思考，努力探索？
我现在仍保持阅读科普书的习惯，但有时候难免觉得遗憾，中学六年可能是我一生中唯一可能与数理化学科深度接触的阶段，却因为狭隘和僵化的印象，耽误了。
因为对数理化有这样一种曲曲折折的认识转变过程，在我孩子能看书的时候，就开始挑选科普书。
这些科普书大多从第一页开始就开始谈那些我们小时候无从聊起的问题：宇宙大爆炸、地球的起源、恐龙的灭绝、颜色、时间、生与死……所有严肃问题都可以有简单、活泼，而又鲜明的插图来解释，数学、物理、化学、生物、地理，各种各样的学科都被打碎，调和在一起解答孩子对世界运转的诸多好奇。
然而陪孩子读完一本又一本科普书，我心里生出另一个问题：
儿童科普绘本满足了孩子对科学的第一步试探，但是从兴趣到“学科”，好像中间还差了些什么？
兴趣开始可以是零散的、随机的、主题式的，从生活世界中来，起于一事、一物，也终于一事，一物；
学科是体系化的、脉络清晰的，每门学科有其确定的研究对象、研究方法，更重要的是，学科要求人的思维从具体走向抽象，它对思维的要求更精确，更讲逻辑。学科也来自生活，但进入学科的“隧道”之后，它就会变成由思维实验主导的探索过程，它可以生出无穷无尽的问题，也可能产生出无穷无尽的解决思路。
所以，从兴趣到学科，我觉得进入小学之后，孩子的思维能力已经不止停留在知道知识的阶段，也要开始了解学科。
比如数学，是关于数的学科。感受生活中的数量关系，是知道知识；知道数学如何形成自己的概念和思维方法，是了解学科。
比如物理，是解释万事万物如何发生、如何运动的学科，知道“苹果掉下来是因为万有引力”是知道知识；知道为什么牛顿会思考万有引力的问题，以及如何在生活中分析各种各样的力，这是了解学科。
化学和生物也是一样，不一一例举了。
这个从兴趣到学科的转变怎么实现？我最近发现一套很有意思的书。
这套书由以出品严谨、有趣儿童读物闻名的英国top3出版社出版、中信出版社引进
英文书名《what’s
math/physics/chemistry/biology all about？》
中文版译作《这就是数理化》
刚拿到这套书的时候，我其实有点迷惑，在如今科普盛行的读物中，为什么出这样一套书，而且书名还这么……教辅style？？
但我读完之后，突然发觉这其实是一套兼具知识趣味性与功能性的桥梁书。它不再是对“万事万物”的科普，而是对学科本身的科普。
书名翻译成《这就是数理化》，有点符合约定俗成说法的意思，实际上书有8册，包含四门学科，数学、物理、化学和生物，每门学科各有上下两册，就像其英文名所说的那样，讲的都是和这四大学科有关的一切。
这套“学科”桥梁书的展开逻辑非常清楚流畅：
开篇导言会言简意赅讲清楚各门学科是什么，比如数学就是关于数的学科，生物就是跟生命有关的学科。还有就是不同学科在日常生活中的作用。
主体章节会顺着每门学科最重要的分支展开概念——请注意这里的不同，普通科普书的重点是解释物与现象，学科桥梁书的重点是通过物与现象引出概念，甚至公式。
主体章节都是五章左右的量。
- 数学的1-5章分别讲了数的基本概念和规律、未知数与方程、几何、统计学、逻辑与概率。
- 物理的1-5章讲了宇宙起源、运动和力、能量、电、太阳系。
介绍物理的脉络比较好玩，始于太阳系，最后回到太空——最后一章的原标题是《迷失在太空中》——在我看来有点起承转合的“合”的意味，但细想又不一样，讲到宇宙起源的时候，是因为这是来自我们自身的好奇，但掌握了一系列物质知识之后，我们再去看太空，是有点离开自我、向外探索的启程。
好像一代代物理学家所走过的，也正是这样的历程。
- 化学的1-5章讲了物质、物质构成规律、化学反应、应用化学和我们的化学宇宙。
最后一部分也有“合”的意味，但也有点更理论层面的化学。
- 生物的1-5章讲了生命是什么、人体运作、植物生长、生命起源、地球与生命。
最后还会有一章拓展章节，第六章，“更多有关数学/物理/化学/生物”的知识，你可以将之看成是知识的拓展，有时候也像是帮孩子打通跨学科思路，从另一个角度思考学科。
比如数学册第六章，就有关于数学和音乐的拓展知识：
2500多年前，古希腊数学家毕达哥拉斯有一个了不起的发现：听起来和谐优美的一组音符，在数学上是彼此相关的。毕达哥拉斯发现，拨动一根弦发出的音调，取决于弦的长度和松紧度。他拨动一根弦，让其发出声音，然后将弦的长度缩短一半，再次拨动，发现音色听起来几乎一样，只是音调变高了。
想想也是很神奇，音乐，从声音到数字，2500年前的人到底是怎么想到关联在一起的？？
第六章还有一个宝藏页，那就是关于学科的时间年表，每门学科从起源之始到最近（断代到21世纪初），都有哪些节点式的人和事件，都化成一条时间线的形式，可以帮助孩子一目了然看到学科的发展。
这是一套可以从学龄前读到小学毕业的书。更高年级其实也可以读，但如果像我一样仍能读出新知，那也许侧面说明，这几门学科之前学得不太好。
这是一套可以从学龄前读到小学毕业的书。更高年级其实也可以读，但如果像我一样仍能读出新知，那也许侧面说明，这几门学科之前学得不太好。
我们可以从这套书里读到哪些亮点呢？
1
我觉得是一些科普书不会告诉你、课堂教学也不会告诉你的学科“常识”。
- 在数学册里，会介绍一些数字规律，我注意到这样一句话，说人们发明数，是为了帮助计数和测量的，但数累积之后，一部分人发现，数字之间本身是有规律的，数学家就是一些对这些数字本身规律感兴趣的人，他们找到数字之间的规律，有时候规律有用，有时候规律根本就没用——理解规律的无用，其实挺重要的。
这种探索数学规律的、纯粹的思维方式，就是数学。
比如毕达哥拉斯发现友谊数，又叫亲和数，它们的因数之和互为彼此。1000以内只有一组亲和数，220和284。但友谊数在实际生活中有什么用？也许用处还未出现，也许根本没有用处。但这并不影响毕达哥拉斯对“规律”本身的探索。
- 再比如物理，书中第一页就写明物理不是科学家的专利，而是对各个领域都有用。比如一个游戏设计者，就得基于物理规律设计游戏，才能带给玩家更逼真的体验。
同样是在物理册。讲到宇宙的起源，紧接着的话题，就是“宇宙的结束”和“平行宇宙与另一个你”。你看，如果是一个科普书，很少会触及这样的话题，因为它尚不存在，课堂上，老师也不会讲，因为“考试不考”，但从物理学科的角度，这些话题就排在了同一个推演路线上，宇宙产生，宇宙消亡，宇宙的多样可能性。
关于宇宙的消亡，书里是这样解释的：
宇宙还在膨胀。有些物理学家认为，宇宙会一直膨胀下去，变得越来越大。也有物理学家认为，宇宙最终会衰竭，在宇宙大收缩之后，回到最初状态——完全消失不见——经过下一次宇宙大爆炸而诞生。
平行宇宙的解释留给读者自己去探索。
- 在化学册里，我最喜欢的部分也是关于宇宙起源的阐释，在这本书里，我对万物起源的追问第一次有了一种确定的解释。
在时间的起点，自由的氢原子漂游在虚空中，随着时间的延展，氢原子挤压在一起，发生爆炸，两个氢原子合成氦原子，氦原子挤压融合，变成氧原子和碳原子，接着，更多新的、重的元素融合产生……
从我自己的角度，为这两页值得我收藏整套书
这种化学宇宙的形成，不是很像老子所说的道生一，一生二，二生三，三生万物，但从元素的角度再去看这个过程，少了点神秘主义，却多了很多对物质本身的敬畏和想象力。
2
我觉得这套书的第二大看点，是各位“学科带头人”的故事，都特别可读。
数学家当中的翘楚首推毕达哥拉斯，如果你把散布于全书中的故事拼在一起，就能还原出一位“我为数字狂”的怪人，毕达哥拉斯似乎想找出世间一切事物中的数学关系，以及数字与数字的关系，所以也正是毕达哥拉斯这样的人，想把声音也用数字表达，然后发现了音乐的规律，让“作曲”变得可能。
还有笛卡尔。坐标定位在今天是应用很广泛的工具，但第一个想出横轴与数轴定位的人，绝对是个天才。而天才的笛卡尔想出这个方法，原因是他躺在床上，看到一只苍蝇，于是在脑海中推演，如何告诉仆人苍蝇确定的位置……
说到天才，无论如何绕不过去的人还有德谟克利特。把东西一分为二，然后不停地分下去，分到最后是什么？这是很多孩子都会思考的问题。古希腊哲学家德谟克利特认为，所有物质最后都能分到无法分割的尽头，那个尽头就是原子，德谟克利特将这种微粒称为“atoma”，意思“无法分割的”，我们现在构成物理、化学世界基石的原子（atom），仍沿用德谟克利特发明的名字。
3
这套书的第三大看点，是建立跨学科的通路
因为所有学科都用本原开始介绍，所以很多内容，其实有种“互文”的趣味。比如上面说到的原子，物理册里向读者展示的就是一个原子构成的物理世界，它如何运动，如何产生能量。
在化学册中，你就看到作为物质的原子，你会跟着化学家一起继续分析它，了解原子核周围电子的运动，一种物质如何夺取电子，如何失去电子，结合在一起形成新的化合物——这就是化学方程式。然而也是在这本书上，我通过卡通插图的方式，看明白“配平方程式”到底是个什么原理。
所以把这些书都摊开放在一起，你就能获得一种全貌式的认知。
为什么学校里学的数理化生是互相独立的，因为不同学科认识世界、解释世界的侧重是不一样的，知识序列也就不一样，但它们面对的世界始终是一样的，人类认识世界的思维进程是一样的，几千年前，几万年前，所有的科学都在解决温饱问题，继而我们看到我们生活的环境，希望解释我们的环境，然后，一部分人在具体世界中注意到那些隐形的力量，比如数的规律、运动的原理、物质的构成、生命的能量，了解这一切，天才的钻研者试图通过计算，编织理性的牢笼，掌控自然界的运行力量，同时创造出新的力量。
我们课堂上无穷无尽的计算，实际上是训练我们与这种力量共处的能力。而去向宇宙的深处、探索时空之外的生存之地，才是我们一代又一代人真正的使命所在。
当我们讨论教育，谈到学科的孤立，其实真正的忧患在于我们使命感和目标感的丧失，很多教育者开始倡导跨学科，落实到课堂上却是打碎学科的原本体系，让学生在项目中碎片化学习，其实也是不对的，真正的跨学科学习，是回到学科的元认知，找到自己真正想探索的问题。
所以，回到一个简单的问题，什么是数理化？
课堂并没有给学生足够的答案，科普书也没有，但是这套书，的的确确在讲述有关数理化，以及生物学科有关的一切。