“敘畫”大科學家的小時候

劉夕慶

左：從小對生物的熱愛使得達爾文最終確立了進化理論 右：胡須中藏著生物進化樹權圖的老年達爾文

“理論科學大家之樹”的萌芽

科學史上有許多劃時代人物的科研成果是以理論形式呈現于世的，如英國物理學家牛頓的《自然哲學的數學原理》、博物學家達爾文的《物種起源》和奧地利精神分析學家弗洛伊德的《夢的解析》等科學名著，因此，后人把他們統稱為理論科學大師或大家——雖然在確立理論的過程中他們都做過相關的科學實驗，但三人的結論性成果都以書面形式系統展現，并且都出現在重要的科學領域：自然科學和思維科學。

那么是什么推動他們走向光輝頂點的呢？這是一個十分系統而復雜的問題，其原因有偶然的也有必然的，有主觀的也有客觀的，但有一條非常簡單和明確的線索，那就是這些科學大家的小時候。小時候的他們猶如一粒將要產生豐碩果實的種子——從中我們可以窺見一幅幅基因使然、由小見大的生動畫面。譬如，牛頓小時候有小制作的愛好，后來逐漸發展為制作科學儀器，特別是光學儀器，著名的光-色實驗就是他利用此儀器在劍橋大學三一學院進行的;11歲時，牛頓從《自然和藝術之謎》一書中獲得了許多發明靈感，并在幾年后做了大量讀書筆記——如何繪畫、如何捉鳥、如何制造各種顏色的墨水等。在介紹1931年出版的牛頓的《光學》一書時，愛因斯坦這樣描述牛頓：“自然于他就是一本打開的書……他集實驗家、理論家、技工以及處于爆發期的藝術家于一身。”

左：滿臉稚氣的牛頓坐茬地上對天思考;右：牛頓早年手繪的機械草圖

達爾文曾在《達爾文回憶錄》中這樣寫道：“我從少年初期開始，就抱有極其強烈的愿望，想去了解或說明自己觀察到的事物，也就是說，想把一切事物去分門別類，歸納到某些一般的法則中去。所有這些錯綜復雜的因果關系，曾經培養出我的一種耐心，使我能夠在任何悠長的歲月中，對任何一個懸而未決的問題，進行頑強的思考或深思。根據我所能作出的判斷，我對于別人的指示并不輕易聽信，盲目遵從。我始終不變地努力保持自己思想的自由，其范圍可使我在一見到事實明顯地相反于我深愛的任何假說時，馬上就放棄這個假說（而且我對于每個專題，總是忍不住想要建立一個假說）。”小時候的這一性格特征使得達爾文最終確立了生物進化理論（見題圖）。

同樣，弗洛伊德也從小就注定不會受到外界的干擾。熱衷書籍、認真地思考和憧憬是他堅持自我的“保護傘”。一旦環境變得不利于自己的思想發展時，他就減少與外界的交流，潔身自好。他大量閱讀古今名著，8歲時就讀過莎士比亞的著作，無論何種書籍他都會拿來翻閱，從中汲取智慧——這些廣博知識的攝取為他日后建立精神分析理論奠定了堅實的基礎。

另外，歷史上偉大的物理學家愛因斯坦在回憶小時候時寫道，當看到羅盤指針始終指向南北和三角形的三條高線交于一點時他感到十分驚訝，他直覺到一定有什么奧秘

隱藏在現象的背后——受這種思維方式的影響，他在之后的艱苦歲月中始終都在思考自然、宇宙等問題。

左：小時候的達爾文在捕蝴蝶;右即將進行5年環球科學考察的達爾文

“實驗科學大家之樹”的萌芽

19世紀初，法拉第成為建樹眾多的大化學家戴維的助手;通過不懈努力，他最終成為電學及電磁學、電化學等方面的實驗大家。事實證明，無論是在實驗方面還是在理論方面，法拉第的成績都遠超過他的恩師，以至于后來戴維說“我對科學最大的貢獻是發現了法

拉第”。

由于貧困，法拉第家無法供他上學，因而他只讀了兩年小學就輟學了。1803年，為生計所迫，他上街當了報童;第二年又到一個書商兼訂書匠的家里當學徒。書店里的書籍堆積如山，法拉第帶著強烈的求知欲望，在業余時間如饑似渴地閱讀各類書籍，汲取了許多自然科學方面的初級知識，尤其是《大英百科全書》中關于電學的文章強烈地吸引著他。他與青年朋友們建立討論小組，一起探討問題，交流看法。他總是努力將書本知識應用于實踐，利用廢舊物品制作小電器，并不斷升級化學和物理實驗——這一習慣始終伴隨他的科學生涯。

20世紀初，證明“宇稱不守恒”理論的實驗物理學家吳健雄小時候沉靜好學，喜歡聽父親給她讀上海《申報》科學文化方面的趣聞，并經常跟著父親玩無線電、彈風琴、唱歌、吟詩……文化藝術氛圍的熏陶在小健雄心田播下了科學文化的種子。

與其他許多孩子一樣，吳健雄的學習也是從背誦詩文、識方塊字和算術開始，但在學習過程中，她表現出了與眾不同的智力和膽識。成名后的吳健雄后來回憶時說父親對她一生的影響很大：“如果沒有父親的鼓勵，現在我可能在中國某地的小學教書。父親教我做人要做‘大我，而非‘小我。”——正是這一家訓引導吳健雄走上了實驗物理學家的道路。

小時候的弗洛伊德不用別人催促，自己會主動讀書與想象，并積極思考、回答大人的提問

“科技發明大家之樹”的萌芽

與上述理論科學大家、實驗科學大家一樣，科技發明大家的發明成果也都離不開他們小時候的點滴積累——達·芬奇、瓦特、愛迪生、貝爾等小時候的故事均證明了這一點。

貝爾小時候，父親向他提議由他和哥哥設計一種“會講話的機器”。而小貝爾曾和父親參觀過一個模型，當操作正確時該模型就會模仿人發出聲音，這對他們啟發很大。

左：年輕時的英國實驗化學大家戴維（油畫）;右：年輕時的物理實驗大家吳健雄

貝爾后來回憶起父親這個提議時說：“我認為他當時根本不相信我們能夠制造出任何有價值的東西來。不過，他知道即便我們造不出會講話的機器，也一定能學到很多有關聲音、喉嚨以及嘴的知識。他當時對聲音的產生原理非常感興趣。”最終兩個孩子設計出了一個會講“媽媽”的裝置——當哥哥用力吹充當氣管的、可以伸縮的管子時，貝爾操縱橡膠做的“嘴唇”，裝置就可以發聲。他們的試驗在一定程度上獲得了成功，以至一位鄰居誤以為是嬰兒的啼哭聲——貝爾小時候關于發音的小發明對他以后發明電話產生了深遠的影響。

左：在簡陋條件下學習的法拉第;右：成為偉大實驗物理學家的法拉第

著名的發明家愛迪生小時候對大自然非常好奇，他經常專心致志地觀察榆樹葉芽怎么生長、楓葉如何變色這些“技術性”細節。為了試驗孵小雞，他可以長時間趴在雞窩旁;為了探索蜂巢的奧秘，他經常被蜇得鼻青臉腫;為了試驗摩擦生電，他在雄貓身上狠命搓揉，直到雙手傷痕累累……9歲那年，他逐頁研讀帕克的《自然與實驗哲學》，并逐項實驗，甚至還在自家的地窖里建起了一座小實驗室。從12歲起，愛迪生就在底特律至休倫的鐵路列車上賣報，并把自己的實驗室搬到了火車上——小時候這些記憶深刻的謀生與實驗經歷成為愛迪生進行科技發明、為人類謀福利的不竭動力。

左：達·芬奇（右）小時候畫雞蛋的故事廣為流傳;右：貝爾（右）小時候對音樂特別感興趣

從上述科學家們小時候的經歷我們可以發現，他們在理論、實驗和發明等方面取得的成果，與他們小時候由興趣而激發的努力息息相關——他們長大后成就的“大”與他們小時候興趣萌發的“小”有著割舍不斷的因果聯系，興趣是他們最好的老師，而不懈的努力則是他們成功的不二法門。

（責任編輯/江盼 ?美術編輯/劉強）

左：小時候做實驗的愛迪生 右：事業高峰期的愛迪生發明了電燈與供電系統