本书是“北大基础教育文库”系列之一的“科学是美丽的”专册，是全国“知识工程”联台推荐用书、是全国“知识工程·创建学习型组织”联台团购用书、是教育部全国中小学图书馆推荐用书，是获得“科学时报杯”最佳科普作品奖的青少年科普读物。

本书也是现行中小学自然课、科学课、数学课、物理课、化学课、生物课和地理课的必要延伸和超越。

本书是“北大基础教育文库”系列之一的“科学是美丽的”专册，具体包括了：回到故乡的狼、树梢上的女科学家、都是“古盗鸟”惹的祸、业余研究者的蚂蚁实验、如愿以偿跟随大师、哲学与荒野、回到故乡的狼等方面的内容。

一 回到故乡的狼

 回到故乡的狼

 “救救黑猩猩！”

 忍耐的义务

 哲学与荒野

二 真该早些惹怒你

 科学家的生活

 小品文和盖娅理论

 真该早些惹怒你

三 树梢上的女科学家

 公众科学家费恩曼

 确定经度的故事

 如愿以偿跟随大师

 树梢上的女科学家

四 科学是美丽的

 美与天文学

 艺术与科学

 音乐与数学

五 都是“古盗鸟"惹的祸

 巴尔的摩事件

 都是“古盗鸟”惹的祸

 识别伪科学

 永动机能造成吗？

六 恐龙愚蠢吗？

 用石蜂做实验

 恐龙愚蠢吗？

 业余研究者的蚂蚁实验

嗅着同伴气味回家

这些实验的困难之一是，我的呼吸会吓着蚂蚁。这一定是从远古时候，为了逃避某些喜欢吃它们或骚扰它们的天敌，而遗留下来的本能反应。我不确定是由于呼吸的温暖、湿度还是气味干扰了它们；总之在运送蚂蚁时，我得暂时停止呼吸，偏过头去，以免把它们搞糊涂或吓坏了。

我很想弄明白的一件事是，为什么蚂蚁的痕迹都那么直、那么好看。它们看来很清楚自己的目的，好像很有几何概念似的；但从我的实验结果看来，它们谈不上有任何几何概念。

多年以后，我在加州理工学院教书，住在阿拉米达街上的一幢小房子内。有一天，浴盆周围有一些蚂蚁在爬。我跟自己说：“这个机会太难得了。”我在浴盆的另一头放了些糖，坐在旁边看了一下午，终于等到有一只蚂蚁找到了糖。这部分不难，有耐性就行了。

一旦蚂蚁发现到糖的所在，我就拿起准备已久的彩色笔跟在它的后头画，这样便可知道它的痕迹是什么形状。根据以前做过的实验，我早已知道，蚂蚁是不会受到铅笔痕迹影响的，它们毫不停顿就走过去；因此我那样做不会影响到实验的可靠度。不过，由于这只蚂蚁在回家途中好像有点迷路，因此画出来的线有点曲曲折折，不像一般的蚂蚁痕迹。

当下一只蚂蚁找到糖，开始往回走时，我用另一种颜色来描下它走过的路径。值得一提的是，第二只蚂蚁跟随第一只蚂蚁的回路走，而不是沿着自己来的路回去。我的想法是，当某只蚂蚁找到食物时，它所留下的痕迹要比平常闲逛时，所留下的强烈得多。

这第二只蚂蚁走得很急，大致沿着原来的痕迹走。不过由于痕迹歪歪曲曲，而它又走得太快了，因此经常“滑”出痕迹之外。但当它到周围乱闯时，常常又找到正确的痕迹。总之，第二只蚂蚁走回家的路线，比第一只蚂蚁走的路线直得多。随着一只只匆忙又大意的蚂蚁走过这条通道之后，痕迹得到了“改进”，愈来愈直了。

用铅笔跟踪了八到十只蚂蚁之后，痕迹已变成直直的一条线了。这跟画画有点像：首先你随便画一条线；然后沿着它再画几次，一会儿就画出一条直线了。

我记得小时候，父亲告诉过我，蚂蚁是多么奇妙、多么合群的生物。我也常常仔细观察三四只蚂蚁，如何合力把一小块巧克力搬回巢里。有趣的是，第一眼看来它们确实是效率奇高、合作得很好的小家伙。但如果仔细看，你会发现完全不是那么一回事。从它们的动作来看，巧克力好像是被什么神奇力量举起来似的，它们各自从不同的方向乱拉，而在搬运途中，其中一只蚂蚁可能还会爬到巧克力上。巧克力不断摇摇晃晃、左右移动，没有共同方向——巧克力并不是平顺快速地运抵蚁巢的。

巴西的樵蚁在某些方面很“优秀”，但它们也有些很有趣的笨习性。事实上，我很惊讶在进化过程里，这些习性还被保留下来。樵蚁要费很大力气，才在叶片上切割出一条圆弧，拿下一小片树叶。可是当它辛苦切割完毕之后，却有50％的可能性会拉错地方，使得叶片掉到地上，而不得不重新开始割另一片叶。有趣的是，它们从来不会去捡那些已经被咬下来的叶片。因此很明显，樵蚁在这方面并不怎么精明。

保卫食物柜

在普林斯顿时，蚂蚁还发现了我的食物柜，找到我的果酱、面包及其他食品。食品柜离开窗户有一段距离，于是经常有那么一长串的蚂蚁雄兵，在房间地板上横行，向我的食物进攻。这正好发生在我进行各种蚂蚁实验的期间，因此我想：有没有什么方法阻止它们侵袭我的食品柜？当然，我不是指用毒药之类的方法，因为我们对蚂蚁也必须要人道点！

最后，我采用的方法是：首先，我在离它们进入室内入口处8英寸左右的地方，放了一些糖，但它们并不晓得这些糖的存在。然后，再度使用我的搬运技术——每当有带着食物的蚂蚁跑到我的运送器上时，我就把它带到糖那里去。向食物柜前进的蚂蚁，如果爬到运送器上，我也把它捡起来送到有糖的地方。

慢慢地，蚂蚁找到了一条从放糖地方走回蚁穴的路，路上的痕迹愈来愈强；而原先通到食物柜的通路，就愈来愈少蚂蚁在用了。我很清楚，再过半小时左右，旧路上的痕迹就会全部干掉；再过一个小时，它们便不会再碰我的食物了。好玩的是，我连地板都不必擦。事实上，我只不过把蚂蚁运来运去而已！P209-212

教育问题是一个为全民所关心的问题。家长关心孩子的成长，孩子作为受教育者自然对当下教育存在的问题有着更深切的直接感受。教育的问题又是多方面的、极为复杂的问题，很难通过一两项具体的措施得以解决。但当我们面对现实时，又无法一时同步地解决所有相关的问题，因而一些具体改革性工作在某种程度上也还是必要的。这套面向青少年的《新科学读本》，就可以说是这样的努力之一。

一个重要的背景，是人们对于‘两种文化”之分裂的关注。

如果不谈更为久远的历史，至少自20世纪中叶以来，在国际背景中，教育(包括科学教育和人文教育在内)改革发展的一个重要的方向，就是努力沟通长期以来被人为地割裂开来的在科学文化与人文文化之间的鸿沟。这样的努力一直延续至今，在近年来国际上许多重要的教育改革文献中，我们都可以非常清楚地看到这种努力的具体体现。

在中国，近年来随着基础教育改革的深入，新课程标准的制订也在相当程度上体现出了类似的倾向，这种倾向特别体现在对于科学探究、科学的本质、科学技术与社会的关系等方面的强调，而且明确提出了科学教育对于培养学生的情感、态度、价值观方面的作用。

在如今这样一个科学和技术已经深深地影响了人类社会生活和思想文化的时代，作为一个理想的公民，具备适当的科学素养已是重要的前提条件之一。这里讲公民，讲科学素养，一层含义是说我们进行科学教育的目的并不只是为了培养科学家，特别是在基础教育阶段，科学教育应是一种面向全体学生的教育，从绝对数量来说，所培养的对象在其未来的发展中更大的可能是从事科学研究之外的工作。一个可以参照的标准是，《美国国家科学教育标准》将学校科学教育的目标规定为4项，即培养学生能够：1．由于对自然界有所了解和认识而产生充实感和兴奋感；2．在进行个人决策之时恰当地运用科学的方法和原理；3．理智地参与那些就与科学技术有关的各种问题举行的公众对话和辩论；4．在自己的本职工作中运用一个具有良好科学素养的人所应有的知识、认识和各种技能，因而能提高自己的经济生产效率。美国人认为他们设定的这些目标勾画出来的是具有高度科学素养的社会的一个大致轮廓。美国人的目标有他们的特色，但其中不乏值得我们借鉴和参考之处。

虽然中国的教育改革呼声甚高，也有了像新课标制订和新课标教材的编写使用这样一些具体的措施，包括在这些措施背后所蕴含的诸如沟通两种文化等观念的普及，但在现行的体制下，现实地讲，仅仅依靠学校教育中体制化的科学类课程教育，还是很难达到前面提到的那些目标的。因为我们虽然现在强调素质教育，但毕竟不可能在很短的时间内彻底摆脱应试教育的传统，也由于许多其他条件和因素的限制，在学校体制化的、正规教育的有限课时内，也难以容纳过多的但对于理解科学、认识科学却是十分重要的内容。

与此同时，在与学校的正规教育相对应的、传统中被称为“科普”的领域，长期以来主要的工作大多属于非正规教育的范畴。在这个领域中，从思想内容、传播理念，到具体形式和内容，近些年来也有了相当迅速的发展。其中，国内科普的发展也受到了像国外的“公众理解科学”等领域的工作的影响，受到了来自像科学哲学、科学史、科学社会学等对科学进行人文研究的领域中的工作的影响。这些发展，与正规基础科学教育中的趋势是大致相同的，但又比传统的正规教育更加灵活，能够更及时地汲取来自对于科学的人文研究前沿的一些新成果、新观念。

如果能够把更靠近传统的、正规的基础科学教育的长处，与以非学校正规教育为主的科普(或称“公众理解科学”、“科学文化传播”或干脆简称“科学传播”)教育的优势相结合，显然对于学生科学素养的培养与提高是大有益处的。这也正是我们编辑这套《新科学读本》的意义之所在。

说到“新科学”的概念，其实早就有人用过。其中最有名者，莫过于哲学家维柯的经典名著《新科学》，但维柯是在将历史、语言学、哲学都包括在内的非常广义的意义上使用“科学”的概念的。我们还可以注意到，20世纪上半叶，美国著名科学史家、当代科学史学科的奠基者萨顿，曾大力地倡导一种将科学与人文结合起来的人文主义，或者用他的说法，即科学的人文主义，他也将之称为“新人文主义”。类似地，在我们这里，我们使用“新科学”来命名这套读本，也是努力将长期以来处于严重分裂状态中的科学与人文相结合，力图在介绍传统的具体科学知识的同时，将更多的与科学知识相关的人文背景、社会环境、思想文化等“外部”因素结合进来，以一种人文立场来观察和了解科学。这与前面所讲的国际潮流和国内教育改革趋势也是一致的。

近些年来，国内出版了许多有关上述内容的书籍和刊物，其中不乏精品，但由于这些精品散见在大量不同类型的书籍和报刊中，不利于普通读者在有限的时间内最有效率地阅读，而且考虑到面向在校学生(当然此套书的读者对象绝非仅限于在校学生，它的潜在读者范围应该大得多)，我们从大量的书籍报刊中，选出了这套读本的内容。

在《聆听大自然的呼吸》《生命的颜色》《地球还会转多久》《科学家不能做什么》这几卷中，除了有关科学知识、科学的方法、科学家的责任、科学与非科学方面的内容外，也经常从一种相对广义的层面来理解科学，甚至包含了一部分民俗、风物、游记、科学文艺等内容。在这几卷中，博物学是一个非常突出的主题，这既是对于长期以来正在逐渐丧失中的与数理实验传统不同的博物传统的一种恢复和强调，也更适合孩子们拓展眼界、关注自然的需要。

在《世上没有傻问题》《智慧的种子》《绝妙的错误》《科学是美丽的》这几卷中，编者强调的是，选择那些有利于让学生理解知识的创造过程，强调充满好奇心的思维，传达科学家们是如何在从事科学研究中动态地思考的文章，以避免学生在学习中产生把书本上静态的知识当做唯一的科学知识的误区，让学生能够理解何为“智慧”、何为“成功”、何为“成就”、何为“有意义的生活”。在选文上更为注重理性思考，关注科学与其他领域，特别是科学与社会的复杂关系，力图让孩子们更为整体、更为全面地理解科学。

当然，这里所注重的，并不是要求学生读懂每一句话、每一个字，并不要求学生在阅读之后‘记住”多少具体知识。许多问题也不存在唯一“正确”的答案。最重要的，是让学生通过阅读去独立地思考，在独立思考的基础上形成自己对于科学的理解。

清华大学教授 刘兵

能够把更靠近传统的、正规的基础科学教育的长处，与以非学校正规教育为主的科普(或称“公众理解科学”、“科学文化传播”或干脆简称“科学传播”)教育的优势相结合，显然对于学生科学素养的培养与提高是大有益处的。这正是这套《新科学读本》的意义之所在。

——刘兵

使用“新科学”来命名这套读本，是努力要将长期以来处于严重分裂状态中的科学与人文相结合，力图在介绍传统的具体科学知识的同时，将更多的与科学知识相关的人文背景、社会环境、思想文化等等“外部”因素结合进来，以一种人文立场来观察和了解科学。

——《光明日报》

这套《新科学读本》的编者的意图在于强调读者在其中看到一个和谐、可爱的大自然，得到一种科学精神的熏陶，萌发一种新的生活理念。这种教育方式其实也深得中国传统教育的精髓——最终目的不存于学习各种为人处世的具体礼仪，而在于立一个真正的、完整的“人”。多年以后，对于我们感染最深的肯定不是书山题海，而可能是向我们传达的作为科学家的社会责任感和对人类的终极关怀。

——《中国青年报》

著名天文学家、科普作家萨根曾说，每个人都能成为科学家。每一个孩子都具有科学家的好奇心和敬畏感。这虽不是说儿童能够立即做出伟大的科学发现，指的却是儿童天性中就有好奇、喜欢观察和提问的能力。从这个意义上讲，《新科学读本》的意义应当就在于让孩子的天性在面对这么多有趣的问题时能够很好地发挥出来。

——《文汇报》

《新科学读本》有着独特的风格，将那些学科关键概念和规律的科学情感、态度和价值观融合其中，于是呈现出的科学是一个科学与人文交融的科学体系。丛书选取了中小学科学类教科书和科普类图书之间的“地带”，以“融通科学人文、开启理性思维、培育科学精神”的面貌出现。

——褚慧玲(上海市七宝中学物理特级教师)

孩子们的好奇心与接纳力总是令人惊奇的，不过在开始以教科书的形式正统地学习科学之后，科学成了定律和数字堆砌而成的毫无生趣的大楼，最初的那种新鲜与好奇反倒逐渐淡漠了。科学的普及和传播，在看似被科学包围的学生中，仍然是一个重要的新问题。眼前的这套《新科学读本》正是对这个问题的一个成功的努力。

——谭笑(清华大学学生)

10月14日星期六晴

上午和先生、儿子一起到书店买书。买了一套《新科学读本》，这些书我是作为祝贺孩子们已经学完拼音送给他们的礼物。如果家长也能买本书送给自己的孩子，作为祝贺他学完拼音的礼物，就更好了，呵呵。

——风车草的博客

教育不是注满一桶水，而是点燃一把火。

——威廉·叶芝(1923年诺贝尔文学奖得主)

给孩子读好书是世界未来唯一的希望。

——艾萨克·辛格(1978年诺贝尔文学奖得主)