描述
开 本: 32开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787535799517
你知道吗，你的内心其实住着一位科学家！即使那些不懂也不喜欢科学的人在玩英雄联盟时用的思维方法恰恰与科学家努力弄清宇宙基本原则时使用的方法相同。如果你出于爱好收集邮票或者硬币，那么帮助达尔文得出进化论的那股冲劲你也会有。当你通过填字游戏放松自己时，量子力学这一物理学历*奇特、*成功理论的奠基人所用的交叉对比和推论方法你也正在用。
这本书是要让你发现自己的科学潜能，科学地思考问题。科学方法根本上是一种乐观主义，因为它假定世界是可以理解的——正如希尔伯特的名言：我们必须知道，我们终将知道。科学化思维不仅帮你认识抽象的科学事件，也有助于你解决任何问题。
本书教你科学方法四部养成法，让你在人工智能时代满怀信心地应对各种状况，拥有一个改善生活的强大工具。
不懂点科学，你打算怎么在这个技术爆炸的时代里混？
相信你常听到：“天啊，这不科学！”
别沮丧！即使你不做科学的事儿，但能更科学化地做事，只需要养成科学的思维习惯！
观察、思考、检验、叙述——科学化思维四步培养指南，从此不再为无知买单！
耶鲁大学博士后奖学金获得者、量子物理学家查德·奥泽尔解密科学化思维方法
在他这本《科学化思维》里，奥泽尔解释了我们无论做什么事情其实都与科学有关。爆米花配辣椒味道会更赞吗？开车走主干道东边的两个街区会更快吗？仅从提出问题开始，我们就在做与科学有关的事。奥泽尔让我们明白虽然你不做科学的事儿，却肯定经常用科学的思维方法。我们所有人都能更科学化地做事，无论是在家、工作或是做实验。
目录：
引言 人人都是科学家
步 观察
第1章 收藏与《物种起源》
第2章 科学烹饪至高无上
第3章 海底捞针
第4章 沃尔多在星际动物园
第二步 思考
第5章 （周期）表设置
第6章 理性提问：桥牌和科学思维
第7章 恐龙与未解之谜
第三步 检验
第8章 量子论与填字游戏
第9章 精确烘焙
第10章 没有骰子的象棋：体育运动与科学思维
第四步 叙述
第11章 科学讲故事
第12章 团队力量大！科学合作
第13章 聊聊体育
第14章 该死的谎言和统计学
结束语 科学永无止境
致谢
“好吧好吧，我知道你觉得自己不够聪明，成不了科学家。查德·奥泽尔可能会用这本《人人都是科学》说服你的。”
——詹妮弗·奎莱特，《微积分日记和我，我自己和为什么》的作者
“科学家如何思考的猎奇之旅。”
——大卫·凯泽尔《嬉皮士救了物理学》的作者
“查德·奥泽尔之前的两本书已经十全十美了。但是这一本也很了不起。任何想要深入了解自然和科学方法的人，都可以看看这本书。”
——瑞特·阿连恩，东南路易斯安那大学物理学教授，《连线》（WIRED）杂志Dot Physics专栏作者。
引言：人人都是科学家
女儿三岁那年我次买iPad。没等我彻底拆完包装，女儿就知道那是iPad并大声嚷嚷着“我要玩愤怒的小鸟！”我没想到游戏的市场营销居然已经触及学前儿童，有困惑但是并没有特别不快。毕竟，愤怒的小鸟是一个不错的学习科学的途径。
我要说的不是利用这款游戏探究鸟类为躲避弹弓挥动翅膀的物理现象，而是游戏的通关方法：想在愤怒的小鸟里通关，你需要像科学家那样思考。进入游戏的下一关时，你需要紧盯肥猪、障碍物和其他因素的分布，精准判断，确定目标。接着你会构建出一个思维模型对发射出小鸟后会发生什么进行预演：“如果我击中这个障碍物和黄色小鸟，那个障碍物就会倒塌，砸到猪，然后塔就倒了……”。之后你会实际操作，直接测试自己的思维模型，看看自己的预测（电子游戏）和实际情况有多吻合。如果你猜中了，你就会灭掉猪，进入下一关；如果你的模型不对或者不够完善，你则会对其进行改进并再次尝试。
愤怒的小鸟这款游戏是科学处理方法一种不错的体现形式，它无处不在。原版手机游戏及其衍生产品一直都是成功的授权专营电子游戏之一，到2013年年初，已被下载超过10亿次，每月受到超过2.6亿用户的追捧。这款游戏简单到三岁小孩可以达到入门级别，而又复杂到足以让成年人玩上瘾。我自己也玩了一阵子。
人们普遍认为科学是神秘、深奥的，超出了普通人的理解范围，而愤怒的小鸟这款游戏的成功反驳了这一误解。即使那些公开宣称自己不懂也不喜欢什么科学玩法的人在玩愤怒的小鸟时用的思维方法恰恰与科学家努力弄清楚宇宙基本原则时使用的方法相同。如今每20个人中就有一个人像科学家搞科研一样，利用每月一部分空闲时间，投身到一款傻瓜电子游戏中去。我们所有人，从三岁幼童到年长者，内心都住着一位科学家。
观察、思考、检验、叙述
这么说似乎很奇怪。每当我说每个人内心都有一个科学家时，人们大多表示怀疑“科学课上学到的东西我一样也没用到啊”。人们有这样的反应是因为他们混淆了“科学”的两个不同含义：其一是科学的产物，是人们在科学课上记忆的关于粒子、分子、动物、行星和恒星的知识体系，
而另一个则是科学的方法。在我看来，这个方法是科学更基本、更重要的定义。
科学的方法包括四步：
观察你周围的世界，找出自己感兴趣并愿意了解的现象。
根据宇宙如何运行的一般规则，思考出可能解释那些现象如何以及为什么会发生的模型。
通过进一步观察检验你的理论，进行实验看看你的模型预测出来的结果是否与实际一致。
将你得出的解释内容和测试结果叙述给你认识的每一个人。
想在愤怒的小鸟游戏通关，需要你完成科学方法的每一步。观察游戏的级别，思考出一个消灭肥猪的可行策略，通过向你选定的目标发射小鸟对你的模型进行检验。如果你正和朋友或者孩子们一起玩这个游戏，你要向他们叙述自己的玩法，并且通过高分榜和其他交际方式与别人分享你的成绩。
这个四步方法是我们认识世界好的方法。它也是现有的根本的人类活动之一。这个方法及其产生的结果，无论好坏，已使我们成为地球上的优势物种。
科学使我们为人
2011年，科学家在对南非布隆伯斯洞穴进行挖掘时出土了来自10万年前的贝壳容器和带有彩色矿物质的、简单的石头工具，被科学家们称为“史前绘画装备”。工具上的痕迹说明这些矿物质曾被磨成粉末状，而容器内的彩色痕迹则表明磨好的粉末与木炭、动物油脂一起被混合成糊状。科学家在前期的挖掘中已经发现了7.5万年前的大块红赭石，其中一块刻有角状图案。装饰性颜料、带有刻意为之的抽象符号的原料，这些都是证明人类具有象征性思维的早的、直接的证据。
这些绘画工具也是史前科学的明显证据。用于制作颜料的矿物质在几公里外被挖掘出来，而后被带到洞穴中。混合物的制作涉及的几种成分先被分别处理，之后再被有意识地进行混合。一块磨石上的痕迹表明这块磨石先被用于研磨一些小块的黄色针铁矿，之后通过剥落末端的薄片将磨石清理干净后，再用于研磨赭石。
综合这些来看，人类早在10万年前就从事科学活动了。那时的人类已经通过反复试验，找到一个复杂的、多步骤的制作彩色混合物的方法。他们已经确定哪些矿物质可以被制作成特定的颜色，哪里能找到这些矿物质。他们还掌握了矿物质的研磨、混合的方法，甚至知道为了得到不同的颜色而利用不同种类的矿物质，小心地操作，避免混色。他们与其后几千年来居住在洞穴中的人分享、传递着这个信息。
从有人类起就有科学活动。着眼于世界，思考出方法，检验得出知识后与他人分享，这应当是人类区别于其他生物的典型特征。科学的处理方法不是众多人类普遍活动中的偶发性活动，而恰恰是科学让我们成为人类，成为现在的我们。
我们作为一个物种涉及的种种事物都可以追溯到通过反复试验而有所发现的科学的方法。尽管我们掌握的自然力量有限，但石制工具和武器使我们成为狩猎者而非待宰羔羊。我们穿着的衣服由动物皮和天然纤维制成，这让我们可以拓展自己的生活空间，在完全不同于我们曾经赖以生存的非洲平原的环境中继续生存。农业的发展带来都市文明，也使一些人能更透彻地研究这个世界，进一步推动人类的进步，由此，直至当今时代，我们彻底掌控了地球表面以及地球以外的、一定距离内的宇宙空间。这么看来，那些在海边洞穴中玩颜料的猩猩带给我们的结局还不错。
科学家不一定聪明绝顶
因为只有极少数人每天耗时耗力在我们所认为的科学上，所以有人认为科学从根本上说是稀奇古怪的。人们对科学家的普遍印象是极少数、精英（也有可能是癫狂）、小众群体，忙于探寻神秘难懂的事物。别人得知我是一个物理学家的三个常见的反应之一就是“你一定聪明极了，我可做不到，”我曾向其他科学家求证这一点，结果是一样的。
然而认为科学家不同寻常的聪明、能干的人满足了我这类书呆子的虚荣心，这是让人有优越感的赞美。从感官上被称赞“聪明极了”会产生距离效应，这让科学家被人视为与“普通”人本质上不同的群体，是大众之外的人类。我们甚至被认为不同于其他高学历的专业学者——我那些从事艺术、文学和社会科学研究的教师同事们从没听到过“你一定聪明极了”这类评价，尽管事实上他们用在取得专业文凭上的时间和我的一样长。这类学者所做的看起来只是普通人类活动的延伸和拓展，而科学看起来则完全不同，让人不可思议。
但是，比令人尴尬的恭维还大的问题是，这样的恭维真的不对。科学家没有那么聪明——我们不会用与普通人完全不同的方式思考。造就一名职业科学家的不是有处理能力更强的超强大脑，而是技能上的细微差异与个人意愿的不同。我们只是在某些事情上略胜一筹——我的数学比一般人好些——但更重要的是，我们做这些事情是乐在其中的，并且为此花时间磨砺技能，这使科学家与普通人的细微差异显现出来，甚至更明显。
我是一个平庸的木匠，这一点确定无疑，希望可以改变人们认为科学家聪明极了的看法。平庸不是因为我缺少完成木匠工作所需的生理和心理技能——我能并且已经用木材打造出几样改善家居环境的家具了。但我不擅长做木工，因为我不是特别喜欢做木工活儿的过程，所以也没找什么机会提升自己的木工手艺。不得已的时候，我能做，但是笨手笨脚速度慢。一旦我尝试加快进度就会出错，结果重新返工。热衷于做木工活儿，也投入时间进行实际操作练习的职业木工，乃至那些资深爱好者能极好地完成基本工作。这不仅仅是身体素质的问题——他们在完成此项工作的心智方面也更胜一筹，能想出如何实现某个特殊构造的办法，这正是我明显缺乏的技能。但是，你永远也听不到有人说“木匠？你一定聪明极了。”
当然，意愿爱好不是我要说的全部——天赋也是决定因素之一。我热爱篮球这项运动，也利用很多午餐时间和别的科系的职工和学生来场非正式的篮球比赛。即使再多的练习也不会让我成为美国职业篮球联赛（NBA）球员，因为我缺乏必要的身体天赋——我的身高比一般人高很多（大概6英尺6英寸），但是不是特别敏捷灵活。我拼命赶上在联合学院队打球的球员的水平，但也没有机会与一流的学院球员对阵。对篮球的热爱只能帮我达到目前的水平。
然而，没有优质的体能并不妨碍我每周花几个小时打篮球，而且没人觉得一伙人到中年的教授花时间跑来跑去打篮球是件多么古怪的事情，甚至参与这样业余级别的体育活动还有人际交往方面的好处，尤其是对男人来说。没人认为我们会说“呃，没能打进NBA，我再也不碰篮球了。”
但是，人们面对科学时会把“真聪明”视为是否接触科学的问题。认为科学为只有少数天赋异禀的杰出人物才能驾驭的错误认知导致许多人一旦判断自己没法从事科研工作时就彻底放弃科学。对科学的“业余”兴趣没有带来社交优势，在某些情境下甚至成为劣势——科学使你成为与众不同的“呆子”。这个问题只针对科学——没人认为不能在学术界谋职的人去读文学，参观艺术博物馆，或者对政治和历史有积极的兴趣有任何古怪之处。在许多职业领域，如果你不能胜任会令人惊讶，但放弃科学工作却是意料之中的，除非你确实聪明到足以以此为职业。
找出内心的科学家
讽刺的是，人们有意识地排斥像科学家那样花时间处理问题。科学方法是很多广受欢迎的爱好和消遣方式的主要组成部分。无论选择哪种放松方式，
你几乎无可避免地会利用成功科学家也会用到的一套思维技巧。如果你出于爱好收集邮票或者硬币，那么帮助查尔斯·达尔文得出进化论的那股冲劲你也会有。你玩桥牌或其他纸牌游戏时，你的推理过程与维拉·鲁宾和其他天文学家将浩瀚宇宙中那些数量庞大的，我们无法直接看到的物质呈现在世人眼前的推理过程相同。当你你通过填字游戏放松自己时，量子力学这一物理学历奇特、成功的理论的奠基人所用的交叉对比和推论扣除方法你也正在用。
本书的后续部分被分成四个部分，围绕着科学方法论的四个步骤：观察、思考、检验和叙述按序展开。每部分的每个章节都会描述一个与科学活动的某一方面有关的日常活动——古玩收藏、做饭、打篮球。我们也会看到一些关于科学发现的历史例证，而这些科学发现所依赖的关键方法与某个特殊的兴趣爱好的处理方式相似。
我希望通过这些故事让你相信，无论你是否已经认识到，你的身体里都有一个科学家。你每天都会用到科学的处理方法，即使你没有以科学为谋生手段。与业余运动员通过打临时篮球赛排解坏情绪的方式一样，科学外行人以科学的思维方式寻求乐趣、放松自己。我希望这样的认知会引导你更加清楚地意识到自己内心的科学家，既能更好地了解科学，又能更有效地追求其他兴趣爱好。
尤里卡
这本书的名字取自一个古老、著名的科学轶事，与出生于叙拉古的古希腊数学家、工程师阿基米德有关。约公元前265年，希伦二世登上叙拉古王位时交待金匠打造一个准备献给神明的金花冠。金花冠完工后，他开始怀疑金匠偷工减料，用同等重量的银（较便宜）替换了金子。希伦请阿基米德找到一种方法鉴定这个花冠是否是纯金的。
这是一个难题，因为花冠的重量与希伦二世给金匠的金子重量相同。阿基米德一直在思考这个问题。一天，苦思无果准备洗个热水澡放松的阿基米德发现，当自己抬脚进入浴盆的时候，水会溢出来，而身体越往浴盆里进，溢出的水越多。他突然意识到这就是自己要找的答案：因为银的密度低于金，用这两种金属混合打造的花冠要比同等重量的纯金花冠体积大，放入水中会排出更多的水。他跳出浴盆大叫“尤里卡（Eureka）！”希腊语意为“有了！”。他如此兴奋，以至于忘记穿上衣服就往皇宫奔去，告诉国王他的解决方案。
对于一本旨在将科学方法去神秘化的书来说，这样的内容开篇可能不太合适。毕竟，正如故事所说，阿基米德的瞬间灵感——一些似乎极其神秘，远离日常生活的东西解决了这个问题。而且，他是一个不谙世故的怪人，会因为找出一个物理问题的答案在大街上裸奔。
尽管“尤里卡！”时刻是非常普遍的现象，几乎每一个人都在某一时刻经历、感受过。事实上，阿基米德的惊叹已经成为一个代名词，用于表示某个棘手问题的答案已变得清晰，一个全新的想法似乎会在某个瞬间闯入大脑。芭比娃娃、星巴克咖啡店以及许许多多流行歌曲都诞生于“尤里卡”时刻，而当时这些创始人所做的事情似乎与手头上正要解决的问题毫无关系。于我而言，我的很多绝佳的写作想法都是在我外出遛狗，或者和孩子们玩耍时突然想到的，而不是坐在键盘前，盯着计算机屏幕得来的。
就像绝大多数关于思想理论的思考，尽管灵感的出处近似于一种幻觉，隐藏了很多潜在的心理思维活动。毕竟，没有先前的那部分思考为基础，阿基米德不会无意中发现问题的答案。他注意到一个与他冥思苦想了一阵子的问题有关的小细节，而这个小细节恰到好处地使他获取答案的思维齿轮顺利运转起来。这不是一个孤立的灵感瞬间，而是思维不断前进过程中的高潮。阿基米德没有因为洗澡而停止科学思维，即使他可能只是因为一个令他烦恼的科学问题而迫切需要洗个澡，休息一下。
科学家能从大部分日常行为中找到灵感，因为思考过程中涉及的那些日常行为并没有完全远离科学。同样，反之亦然：许多日常行为得益于科学的方法和手段。新玩具系列或者商业计划的创意可能看似来自远方，但是事实上，这些创意是我们身体里的科学家在背后勤勉工作的产物。娃娃生产商和咖啡店为取得巨大成功而对这些创意和想法进行系统规划的过程与科学的处理过程有很多共同之处。
为什么你应该像科学家那样思考？
每个人都能像科学家那样思考，但你并不知道原因。毕竟，身为现代社会的一个公民，你不必想出如何制作一款iPad和编写电子游戏的基本原理——有人已经做到了。你只需要拿起平板电脑，下载一个应用软件，然后轻松地享受前几代科学家的成果，玩玩愤怒的小鸟。如今，你无需成为一名科学家就能做到，那你为什么还要为按照科学的方法思考而烦心呢？
以实际水平利用你内心的科学家可以让你更有效地找到答案和利用答案。但是，像科学家那样思考的理由是科学方法从根本上让这个世界变得积极乐观、变得更强。
因为科学家已经发现我们都将以一些可怕的方式死去——死于耐药菌，被来自外太空失控的石块压死，因全球变暖而被烤死等等这类故事，说科学是“乐观”的似乎很奇怪。然而，我现在所说的是乐观的一个更抽象的形式。观察世界的科学途径建立在世界是可理解的这一理念上；善于科学思考的人知道有问题就有答案，并且能够找到答案。这是你可以用更深层次的方式获得的乐观。
科学也会赋予我们更多的力量，因为它为我们找到各类问题的答案提供所需的工具。当你尽力去解决某个问题时却碰到了只把“我不知道”作为终答案告诉你的人，没什么比这更令人沮丧了。科学的思维将“我不知道”转变为“我还不知道。”你提的任何问题都可以通过科学的方法找到答案。
你内心的科学家不仅帮你认识抽象的科学事件，也有助于你解决任何问题。如果你熟知科学的方法，你就可以满怀信心地应对各种状况。即使你面对的是那些相对平凡的问题——知道如何用一款新的计算机软件，或者确定某项工作任务的下一步要解决什么——都可以科学系统地解决。你永远不必因为不知道真相，或者不知道如何运作而停下正在做的事情。无论你要知道什么，你都能找到答案。
如果你知道如何利用内心的科学家，你永远不会为无知付出代价，并且你会拥有一个非常强大的，可以改善生活的工具。没有什么比这更令人积极乐观且充满力量的了。
我们将在这本书中深入研究科学的处理方法，以及如何在日常活动中运用科学的方法。我们不仅会证明你能像科学家那样行为处事，也会让你意识到自己已经这样做却不自知。我们所有人，从蹒跚学步的幼童开始，每个人内心都有一个科学家。如果你能认识并利用这个事实，你内心的科学家会更好地改变你的世界。
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