科學之道可一以貫之——評曹則賢科學教育“一”字系列叢書_風聞
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一念非凡、得一見機、驚豔一擊、磅礴為一，“科學之道，普適而已矣”。
撰文 | 姬揚（浙江大學物理學院）
曹則賢老師是中國科學院物理研究所的研究員，他既是奮鬥在科研第一線上的研究人員，也是熱心於科普的教育工作者。最近十來年，他寫了很多科學和科普方面的書，《得一見機：抱一的原則性意義》就是最新出版的一本，它的目標是為了補足我國科學教育中科學理念層面經常缺失的部分。
曹老師的文章我已經讀了快二十年了，曹老師的人我也認識有十多年了，對他還是有一些瞭解的。曹老師有很多優點，比如説他學問很大，知道很多東西的來龍去脈，四卷本的《物理學咬文嚼字》就是證明；再比如説他疑問很多，凡事喜歡尋根究底，經常找革命性論文的原文來讀，他的著作《雲端腳下》和《黑體輻射》就因此而來；還比如説他非常樂觀，對青少年抱有很大的希望，認為合適的教育有助於發掘他們的天才，所以又寫了《量子力學——少年版》和《相對論——少年版》。但不可否認的是，他也有缺點，比如説寫書寫得太多太快了，不要説整天忙於功課的中學生和焦慮未來的大學生有可能來不及讀，即使努力如我也有些讀不過來的——但是我要説，我還是真的很努力地讀了，甚至給前面提到的這些書都寫過書評。
《得一見機》是外語教學與研究出版社（外研社）持續十年的“曹則賢科學教育‘一’字系列”的最後一本。這個系列一共四本，真正做到了“一以貫之”，每本書的書名裏都包含“一”：一念非凡、得一見機、驚豔一擊、磅礴為一。正好可以湊成一個四方陣，對角線上都是單位元“一”。根據副標題的名字，《一念非凡：科學巨擘是怎樣煉成的》（2016年）、《得一見機：抱一的原則性意義》（2024年）、《驚豔一擊：數理史上的絕妙證明》（2019年）、《磅礴為一：通才型學者的風範》（2022年），讀者也可以大致猜出曹老師想要表達的意思。然而，如果想要詳查究竟，就需要通讀全書了，甚至讀了也不一定搞明白，也許會覺得東鱗西爪，神龍見首不見尾，畢竟連作者本人也在《得一見機》的《序》裏説，“客觀來説，本書的選題絕對有意義，然而闡述卻顯得左支右絀、捉襟見肘”；在《磅礴為一》的《序》裏説，“本書撰寫過程中一直掌控我身心的是那種深深的無力感”。
既然曹老師自己都這麼説，那麼我也就不必為自己讀不懂很多細節而感到特別慚愧了。但是，曹老師的書讀得多了，對他寫書的精神也就有了更多的瞭解，所以還是勉強解釋一兩句吧。
《論語》裏有一段記載，“子曰：‘參乎，吾道一以貫之。’曾子曰：‘唯。’子出，門人問曰：‘何謂也？’曾子曰：‘夫子之道，忠恕而已矣。’”曾參給學生解釋孔子“一以貫之”的理念，“夫子之道，忠恕而已矣。”這就是我們常説的將心比心、推己及人，所謂“己欲立而立人，己欲達而達人”，“己所不欲，勿施於人。”
科學的理念也能“一以貫之”，那就是“科學之道，普適而已矣”。曹則賢科學教育“一”字系列的四本書，我覺得就是為了説明這一點。科學（或者簡化為物理）就是為了描述和研究自然現象、發現和掌握客觀規律，進而發展和改造客觀世界，在此過程中，涉及到為人、涉及到做事，所謂的科學精神，無外乎仔細觀察、認真思考、實事求是和用於探索而已，只是在特定的歷史時期、對於特定的個人、面對具體的對象，表現的方式可能會略有不同罷了。
《一念非凡：科學巨擘是怎樣煉成的》強調的是物理，介紹了多位科學巨擘的偉大成就，着眼於重現大師們研究過程中靈光乍現的時刻，幫助讀者瞭解科學研究到底是怎麼一回事情，科學家是怎樣取得輝煌成就的。曹老師還用自己的經歷進一步説明，平凡人也可以參與科學研究，享受科學創造的樂趣，以幫助讀者回答這樣一個問題：我自己能不能做些科學呢？
《驚豔一擊：數理史上的絕妙證明》更注重於數學，講的是數學家怎樣證明世界的本質，致力於揭示嚴格數學證明中的關鍵之處，強調“證明帶來的心靈愉悦”。
這兩本書我都寫過專門的書評，認為曹老師是希望由此讓更多的青少年能夠看到什麼是真正的物理，什麼是真正的數學。
《磅礴為一：通才型學者的風範》介紹了伽利略、帕斯卡、歐拉、托馬斯·楊、格拉斯曼、哈密頓、克里福德、勒龐、龐加萊、薛定諤、外爾、彭羅斯等12位典型的通才學者，包括他們的小傳、主要學術成就及其在科學史上的影響等，通過探討這些通才型學者的教育過程、成長過程及其創造生涯，可以啓發我們思考如何培養未來的學者。
《得一見機：抱一的原則性意義》用“為一”“單位”“一體”“唯一性”“守一”“統一”“普適性”和“完備性”8個章節介紹一些在創造性層面上的數學和物理知識，向讀者説明，在科學實踐中追求普適性，“既是理論自身正確性的要求，也是構造理論的根據，……是科學體系構造時的自覺。”
簡而言之，曹則賢科學教育“一”字系列這四本書是渾然一體的，《一念非凡》側重於物理入手，《驚豔一擊》側重於數學，《磅礴為一》重點在於為人的方面，《得一見機》重點在於做事的方法，它們只是從不同的方面體現了“科學之道，普適而已矣”。所以，我覺得沒有必要再寫專門的書評了，而且我以前對《一念非凡》的推薦也適合於這個系列的每一本，它們“不僅僅是通俗易懂的科普讀物，其中也包含了一些深奧的科學知識和道理。中學生讀起來不覺得深，大學生讀起來不覺得淺，他們都可以從閲讀中受益。即使是研究生，乃至沒有忘記學習樂趣的科研人員，也可以從中發現樂趣、受到啓迪。”
以下為《得一見機：抱一的原則性意義》作者序：
猛虎不看几上肉，洪爐不鑄囊中錐。
—[唐]李白《笑歌行》
一機一境，一言一句，且圖有個入處。
—[宋]釋圓悟《碧巖錄》
不悟玄機，殊昧妙理。
—[唐]呂純陽《指玄篇》
餘生也有幸，青少年時期反覆讀過金庸先生的全部武俠小説。我必須説，我閲讀金庸武俠小説是沉迷式的，稱得上廢寢忘食不上廁所的那種。任何人若能以這種熱情讀專業，三年內必成大器。金庸先生學問大，他把人生哲理、社會評論都隱藏在扣人心絃的胡編亂造中。在諸多金庸武俠小説人物中，四大惡人尤其令我印象深刻，蓋因此四位的江湖名號分別為惡貫滿盈、無惡不作、凶神惡煞和窮兇極惡，四個成語將“惡”字嵌在不同位置上，“惡”字在成語中的位置標識該人在此團伙中的地位。這個“惡”字正應了exponential function（指數函數）中的exponent之意，乃為指示性存在。這個創意，在我等沒文化的人看來，不由得拍案叫絕。
筆者於2013年開始撰寫《一念非凡》，當時除了想寫本小冊子介紹科學史上的發現時刻（the Eureka moments in the history of science），絕無它念。及至寫了《驚豔一擊》，就動了仿照四大惡人的命名模式寫夠四本的小心思，將“一”字嵌在不同位置上；起了這個念頭的另一個動機是想讓拙著《物理學咬文嚼字》（四卷本）也有個伴兒。第三本的取名沒費什麼工夫，莊子的“旁礴萬物以為一”可輕鬆改造成“磅礴為一”，加上我一直對學問氣勢磅礴的學問家有一份發自內心的膜拜。可是，這第四本，光是取名就難為死我了。想到一串“一”字在第二位的四字短語，稍加思索就都放棄了。
“一”字在第二位的成語，以“掛一漏萬”最為人們所熟悉，可惜作書名不合適，因為不知其所指。那就讓它作為全部“一”字系列四本書的特徵寫照吧，若論這套書的缺點，因為學問本就博大精深而作者也確實見識不足，説它掛一漏萬總是不冤枉的。至於具體的小錯誤，不一而足，不説也罷。
《道德經》有“是以聖人抱一為天下式”“載營魄抱一，能無離乎？”等句。仿抱殘守缺造個“抱一如何如何”的四字短語作題目不難，但不知道如何才能闡述“抱一”的思想成一本書。及至讀到“昔之得一者：天得一以清；地得一以寧；神得一以靈……”，這裏的“得一”引起了我的注意。“得一”好啊，得一可以見機。清人有假託亞聖孟夫子者為《指玄篇》序雲：“夫道一而已矣。一者何也，理也。”或可謂理論得一而知如何表述。而所謂的君子見機，意思應該是有理解力的人能夠洞察宇宙運行的機理。對，得一見機，就是它了。
機和機原本是兩個字，後來“機”字簡化成了機。本書中的“機”都是取的“機”的意思。機，弓弩上的發射裝置，機關也。機栝、機構、機杼、樞機，大約都是這個意思。機械，對應西語的mechanic（Mechanik, μηχανική）。有機者，可見機心、關竅。自然界機巧若神，咱們老祖宗見機的態度令人不勝感慨。試讀《莊子·天地》篇中的一段故事：
子貢南遊於楚，反於晉，過漢陰，見一丈人方將為圃畦，鑿隧而入井，抱甕而出灌，搰搰然用力甚多而見功寡。子貢曰：“有械於此，一日浸百畦，用力甚寡而見功多，夫子不欲乎？”為圃者仰而視之曰：“奈何？”曰：“鑿木為機，後重前輕，挈水若抽，數如泆湯，其名為槔。”為圃者忿然作色而笑曰：“吾聞之吾師，有機械者必有機事，有機事者必有機心。機心存於胸中則純白不備。純白不備則神生不定，神生不定者，道之所不載也。吾非不知，羞而不為也。”子貢瞞然慚，俯而不對。
看了這一段，你可能忽然就明白了科學為什麼在農業如此發達的這地圈兒卻未發展起來。對機械的厭惡，對，我們管它叫奇淫技巧，它就不是近現代才有的情緒。與此相應，這個槔，桔槔，汲水的簡單機械，在亞里士多德那裏發展出了“大自然厭惡真空（horror vacui）”的哲學，在18世紀初的英國用於從礦井中抽水而發展出了熱力學，開啓了第一次工業革命。德國人蓋裏克（Otto von Guericke，1602-1686）約在1650年發明了真空泵，立刻就驗證了大氣壓的威力。後人接着研究真空放電進而發現了X光、電子，獲得了氫氣、氦氣的光譜因此打開了通向量子力學的大門。沒有機，哪有對機制（mechanism）的理解？哪裏會有力學（mechanics）這門學問（當然啦，把mechanics理解為力學屬於謬誤，誤人不淺）？又哪裏會有統計力學（statistical mechanics）、量子力學（quantum mechanics）？mechanics乃自然科學之發軔，天然也。欲原天地之美、達萬物之理，知機為先。
自然科學中與“一”有關的概念太多了，那其中隱含着理解數學、物理的關鍵。得一者，或可見機。見機，to perceive the mechanism，這是探究自然者夢寐以求的境界。本書擬從多方面討論這個在人類知識體系中，尤其是在哲學、數學和物理中時時需要面對的“一”字之博大內涵。“得一見機”中的“一”指向哲學、數學、物理英文文獻中與oneness, unit, unity, uniqueness, unitarity, unification, universality等概念相關的內容，這比“磅礴為一”中的“一”要龐雜得多。實際上，本書就是按照“一”字在數學、物理中的諸多面目組織內容的，分為8章，分別為第1章的為一（Oneness）、第2章的單位（Unit）、第3章的一體（Unity）、第4章的唯一性（Uniqueness）、第5章的守一（Unitarity）、第6章的統一（Unification）、第7章的普適性（Universality）和第8章的完備性（Completeness）。注意，其間有些部分同“一”的具體關聯，要在其西語的表述或者數學公式中體現。
客觀説來，本書的選題絕對有意義，然而闡述卻顯得左支右絀、捉襟見肘。沒辦法，筆者力有不逮，徒呼奈何。《碧巖錄》有句雲：“問曾不知……答還不會。”我都覺得古人這樣説是專門來諷刺我的，想來着實尷尬。雖然明知對“一”的理解未曾到見機的境界，我還是倉促着手撰寫了這本《得一見機》。撰寫的過程，就是學習的過程，是查缺補漏的過程。“……千劫學佛威儀，萬劫學佛細行，然後成佛。”吾謂學問不歸一未見其妙，故而草撰此書，或可作振臂一呼觀也，為的是與後來學者分享多年問學積攢的帶着悔意的經驗。修學善士莫痴迷，於此宜當早見機。畢竟，於己於世，求學總得有所識見才好，“不可總作野狐精見解”。
本書談論“一”相關的數學、物理問題，會遇到諸多uni-, ein-開頭的西語詞彙。“一”乃諸事之始，不管西文還是中文中的“一”字都承載着太多的不同側面的內容，且同一個西文中的“一”字也無法在翻譯中保持一致（uniformly translated），故而本書會在諸多場合給出對應的西文詞或引文原文，以期最大限度地減少誤解，讀者朋友務必不可將之視為蛇足。我必須承認，本書會給人以“深一腳、淺一腳”的感覺，為此我感到抱歉。我希望把這些知識、感悟都傳達出去，但確實我自己還理解得不夠到位。所幸的是，讀者遇到一時不易理解之處，徑直跳躍過去即可，絲毫不影響閲讀體驗。就讀書的態度而言，我的觀點是：讀書若遇水，無論深淺，皆須渡之。古人云：“就其深矣，方之舟之。就其淺矣，泳之遊之。（《詩經·國風·邶風·穀風》）”，這態度與方法學簡直太酷了。本書在文中緊要處和每章之後都會給出一些比較有價值的參考文獻，供有興趣的讀者深入學習。特別地，那些學術巨擘的著作尤其值得我們於庸庸碌碌中抽空膜拜一回。對於這些改變人類認知的經典，我提倡“嘆為觀始”的態度，感嘆一聲後即開始研讀。為什麼要讀名家經典？因為它眼界高，因為它舉重若輕，因為它輕車熟路，因為它有能力直擊本質。那些歷史上的學術巨擘，我輩無緣承教門下，私淑諸人怕是學問進階的唯一捷徑了。孟子云“予未得為孔子徒也，予私淑諸人也”（見《孟子·離婁下》），誠為真學人也。
必須承認，本書涉及的很多內容，特別是最後一章關於（非）完備性的問題，筆者本人也是不懂。因為作者本人不懂，那闡述可能對讀者來説就更難懂了。讀書遇到讀不懂的地方，原也是讀書的常態。我的態度是，遇到讀不懂的地方就乾脆跳過去，讀完再説。一本書的好處不是在於它其中的內容有多麼好懂、多大的比例容易懂，而是在於你讀了之後是否有收穫、是否覺得受到啓發。一本書拿到手，且一路迤邐不論生熟只管讀下去，讀完了，若欣然發現有可取處需要細品的，那就返回頭來再讀；若沒有，扔了就是。我懇請讀者用這種態度對待我的書。
到此書出版，筆者的“科學教育‘一’字系列”算是功成圓滿了。該系列共四冊，依次為《一念非凡：科學巨擘是怎樣煉成的》《得一見機：抱一的原則性意義》《驚豔一擊：數理史上的絕妙證明》《磅礴為一：通才型學者的風範》。總結一下，可謂“四冊文理不通，十載辛苦堪憐”。蒲松齡《羅剎海市》雲：“數卷書，飢不可煮，寒不可衣。”誠哉斯言。不才者立言，意在供人入門時踏腳，“苟使學者以為可覽”，誠個人之幸也哉。
是為序。
曹則賢
2023年10月29日於北京
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