与孩子一起阅读这本书,学伟人的科学思维,

如果我们要给生物学找一个生日的话,可以把它定在《物种起源》出版那一天——年11月24日。———方舟子

《物种起源》的出版,“不仅改变了一个学科,而且改变了全人类的思维方式、认识方式和行为方式”,这本书被誉为“科学界至今为止最重要的书”。书中提出的生物进化论学说,被恩格斯列为19世纪自然科学三大发现之一,它不仅推翻了神造论和物种不变论,还对人类学、心理学及哲学等学科甚至全人类带来了极大的影响。

那么,《物种起源》的作者查尔斯·罗伯特·达尔文,是如何做到这一点,又是如何写出这本旷世奇作的呢?

在《科学家如何思考:达尔文与物种起源》一书中,作者安娜贝勒·克雷默和弗朗索瓦·奥利斯拉格,以图文并茂的方式,通过日志、化石、传记、科学谜题等内容,让我们近距离接触达尔文。

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通过了解达尔文的生活细节,进一步了解科学家的思考方式。

让我们跟随达尔文的环球之旅,还原达尔文进化思想的真正起源。

科学家的成长之路

持久的兴趣爱好

我对于自然科学的喜爱热烈而持久。从很小的时候起,我就有很强烈的愿望,去了解、去解释我所看到的一切,并将它们纳入自然法则之中。——查尔斯·达尔文,《自传》,

达尔文从小就对大自然着迷,他对自己观察到的一切,尤其是昆虫,都做了非常详细的笔记,并收集了许多标本。

父亲虽然看不上达尔文的这些兴趣爱好,但是也没有横加干涉。

小小达尔文在父母家的花园里,就开始了探险。

他对金龟子的多样性感到好奇,为了抓到第三只金龟子,把快逃跑的金龟子放到嘴里,后果可想而知。

不仅对昆虫,小动物感兴趣,达尔文对一切未知的新鲜事物都感兴趣,充满了好奇。

改变命运的环球旅行

年12月27日,22岁的达尔文离开宗教学院,登上贝格尔号,开始了长达五年,多天的航行之旅。

贝格尔号每次靠岸,达尔文都会采集各种各样的标本:动物、植物、矿物、化石等。

不同地区的人口、种植的作物及养殖的动物,同样引起他极大的兴趣。

达尔文数年如一日的保持的强烈的好奇心,把观察的记录下来,把收集的物种仔细保存好,寄回英国让其他科学家开展进一步研究。

旅途中的所见,所闻,所思,所想,不仅改变了达尔文自己,改变了英国的自然科学进展,最终,改变了我们全人类。

年,达尔文在巴塔哥尼亚高原,发现了一些已经灭绝的巨型哺乳动物化石。

达尔文仔细的观察和比较了这些动物的骨骼,开始思索导致这些哺乳动物死亡的原因,以及这些变成化石的物种与现存物种之间存在的某种联系。

我想,这大概是达尔文思想的最早起源吧。

科学研究路径

善于观察,勤于思考,是达尔文获得成功的重要秘诀。

在科学研究中,如果你同时具备以上两个特点,一定会有所建树。

阅读《科学家如何思考:达尔文与物种起源》一书,可以看到:观察,思考,实验,几乎占据了达尔文的一生。

确实,“观察——(思考)——实验——思考”这一过程,被看做是科学研究的科学程序。

科研活动大致分为三个阶段:

观察,发现问题;

根据问题,设计必要的实验;

或者根据问题,寻找更多的证据。

根据实验结果/收集的数据,进行分析,验证,并总结规律,最终解决问题。

观察与思考

从24种瓢虫的差异,达尔文观察到了物种的多样性;

从消失的化石,岩石的成分与形态,土壤层的分布,达尔文推测地球风貌在变化,寻找线索了解过去的样子。

雕齿兽化石与现代犰狳的观察比较研究。

《科学家如何思考:达尔文与物种起源》书中,详细介绍了达尔文对“雕齿兽化石与现代犰狳”的观察比较研究。

从形态学,解剖学上的观察比较得知,二者之间存在很高的相似性:

后背包括尾部都有背甲,背甲都由鳞片组成,四肢强壮有锋利的爪子。

二者的差异性:

雕齿兽的背甲是完整的一大块,犰狳分为几部分,中间由关节联结;

雕齿兽四肢没有鳞板,犰狳四肢有鳞板。

雕齿兽的体重和身长是犰狳的几倍。

为什么灭绝的雕齿兽与犰狳有如此高的相似性?

达尔文大胆假设:现代犰狳是雕齿兽的后代。

原因解释:生物特征会随着时间流逝而发生改变。

这种改变非常缓慢,是由长期积累而成的。

今天我们阅读这段文字,会觉得这是多么简单的道理,但在几百年前达尔文生活的时代,提出这样超前的异端思想,是需要极大的勇气,以及强大的心理支持。

所以,达尔文一直在寻找更多的证据。

加拉帕戈斯群岛的雀鸟

功夫不负有心人,年,达尔文在加拉帕戈斯群岛上找到的13种雀鸟,为其研究结果,提供了很好的例证。

因为这些雀鸟大小相近,但喙长短不一。

喜欢探究思考的达尔文又提出了问题:

为什么这些雀鸟的喙长得不一样?

如此小的地域范围内,为什么有这么丰富的生物多样性呢?

为什么这些雀鸟与邻近的南美大陆上的一种雀鸟长得那么像呢?

经过其他科学家不懈的努力研究,终于揭开了这些谜团:

嘴巴又短又硬的雀鸟,主要以去壳的谷类为食;

嘴巴细小的雀鸟,以昆虫和小粒谷物为食;

嘴巴又长又硬的雀鸟,主要以仙人掌的刺中间散落的果实为食。

不同海岛上的雀鸟,因为每座岛上的食物不同,逐渐改变了喙的外形。

物种与周围环境之间存在着非常密切的联系。

环境复杂性越高,物种多样性也越高。

此外,书中还详细介绍了达尔文对“环形珊瑚环礁形成之谜”的观察,思考,谜题的解决过程。

对科学感兴趣的小读者,一定不要放过发现周围新事物,认真观察,提出问题,思考问题的过程。

说不定会有大收获哟。

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实验

《科学家如何思考:达尔文与物种起源》书中,介绍了达尔文带着两个儿子一起做的“种子的旅行”一系列实验,以解决植物的种子是否能够完成海洋旅行的问题。以破解相隔0多公里的两个地方植物相似的问题。

首批实验的87种植物的种子,在几天后都沉入水底。

第二批,换了整个果实做实验,结果是:越大的果实,漂浮的时间越长;

第三批,水果连同生长的树枝一起做实验,结果:青涩的果实掉到海底,风干的果实可以漂浮3个月,其中的种子仍然可以发芽。

有10%的植物种子能够在脱水之后,飘过千米的海洋,然后发芽。——查尔斯·达尔文,《物种起源》,年

此外,不同的种子有不同的传播方式。人类也会传播种子。

构建理论《物种起源》发表

在科学领域,观察和实验是不够的,还需要很多的热情和很多的耐心去构建理论体系。

也就是说,你需要构建一个逻辑思维体系及其规则,来解释已经观察到的现象,并预言人们尚未见过的事物。

达尔文的伟大之处,就在于提出自然选择理论,成为今天我们解释这个世界来龙去脉的一个基本原则。他提出的科学世界观,更有涵盖性。——吴国盛

这就是思考的魅力。根据观察到的现象,最终推导出正确的人类进化发展史。

其他的,达尔文对花朵传粉的观察,对全世界不同地区的人的表情的研究。。。

在一次又一次的观察,认真思考,提出问题,积极探索,提出理论解释——自然选择学说和物种起源。

达尔文持续不断的,耐心的寻找证据,逐步丰富、完善了自然选择学说和物种起源这一理论。

最终在年11月24日,出版了《论借助自然选择(即在生存斗争中保存优良族)的方法的物种起源》。

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《物种起源》的发表,标志着进化论的正式确立。

这本划时代的科学巨著,引发了科学领域的一场大革命,改变了人类研究的方向和进程。

北大郑也夫教授认为,达尔文是过去五百年中的人类思想界的王者,在马克思和爱因斯坦之上。

达尔文的思想是几百年来,在人类认知的历史上最大的一场革命。——郑也夫

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给父母的启示

善于观察,勤于思考,是达尔文成功的原因之一。

如果我们不能像达尔文的父母那样,为孩子提供优渥的物质条件,我们可以给孩子提供宽松的成长环境,让孩子自由观察大自然,自由观察周围的一切;或者给孩子自由思考的空间和时间。

如果我们无法为孩子提供环球旅行/国外游学的机会,我们可以带着孩子一起阅读书籍,在书中遨游宇宙,畅游全球,开阔孩子们的视野。

尤其是对科学感兴趣的小小科学家来说,与父母一起阅读《科学家如何思考:达尔文与物种起源》这本书,学习达尔文的思考方法,一定受益终生。

擦亮星星,爱读书爱旅行爱生活。



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