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培养科学思维 唤醒探索精神-科学博士来回答

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从暗藏玄机的人体,到千奇百怪的动物王国,从司空见惯的自然现象,到匪夷所思的超自然体验,《科学博士来回答:我们身边最有趣的为什么》这本书中这些贴合生活实际的39个有趣的问题,以及诙谐幽默的科学探索故事,无一不让你和孩子脑洞大开。

有的问题每个人都会问,比如:

为什么树叶在秋天会变颜色?

为什么有些人不胜蚊扰,有些人却默默无“蚊”?

大雁何以“人”字飞行?

……

有的问题你不会想着去问,但一旦听到了,你会说“是的,我也想知道。”比如:

为什么人在压力下会失手?

为何有时话到嘴边却忘了词儿?

为何霸王龙的“胳膊”如此短?

……

当然,并不能保证你感兴趣的问题就在这本书里,但我相信,那些你没有想到的问题仍然会激起你的兴趣,比如:

我们当真能感觉到别人在盯着自己吗?

为何蜥蜴能断尾求生?

牛顿真的是被苹果砸了一下而发现万有引力的吗?

本书作者杰·英格拉姆(Jay Ingram)为七十余岁的老者,在加拿大是一位名人。

他学的专业是微生物学,职业生涯主要从事科技内容的传播,在电台与电视台间转换着不同的身份。1995 年始,他主持探索频道的《每日星球》栏目,获得了极大的名望。

科学的严谨加上传媒的视角,令英格拉姆的作品形成了鲜明的风格。他出过不少科普作品,有些颇为畅销。

近日,青豆书坊邀请国际科普大咖、科学博士杰 • 英格拉姆(Jay Ingram)走进北京王府学校,与师生们开启一场妙趣横生的科学之旅。所有你不知道的、想知道的,他都给予了回答,最重要的是他还能带着你从问题出发,进行一步步深入探寻,并从中体会到用科学方式进行探索的游戏般的乐趣。

在演讲过程中,杰 • 英格拉姆以诙谐幽默的方式讲述妙趣横生的科学故事,在充分尊重孩子的认知发展规律和有趣、好玩的“口味”偏好的基础上,引导孩子从了解身边的真实世界开始,在思考真实问题的解决方法的时候遇到科学,让孩子自然而然地就迈入了科学之门。

全世界的人们都爱大熊猫

这是我第三次来中国了。我与熊猫有不解之缘,在我做探索频道时,就来过中国,曾经去过四川省的卧龙景区,在那里邂逅了一只可爱的熊猫宝宝。

这是一只9岁的熊猫宝宝。这只熊猫很特别,为什么呢?因为这是一只在接受人类饲养后成功放归自然的熊猫。

在加拿大,在我所居住的城市也有动物园,里面有两只珍贵的熊猫。每天都有来自全世界各地的人们,为了看这两只熊猫而来到我居住的城市。虽然那并不是一个以旅游著称的城市,但你可以看到,熊猫的魅力是如此之大!

02

灰熊为什么会卧轨?

接下来,我想要分享一个关于灰熊的故事。因为我的家住在山边,从我家出发在开车一个多小时的地方,就是黑熊活动范围。

很多人喜欢去山里徒步,如果在徒步过程中发现不一样的树,就像这样树皮会有被撕掉的地方,那就要格外小心啦。因为这样的地方通常会有熊出没!

这张图片时我前段时间在加拿大下雪的时候拍的,你仔细看,会发现在雪山之间,有一些棕色的小点。

如果你来这个山区,也许你会看到灰熊妈妈带着灰熊小宝宝。但是不要觉得自己很幸运,就放松警惕。

灰熊妈妈是很护崽的,有强大的保护欲,所以大家此时要小心了,不然灰熊妈妈的大掌很容易挥舞过来。

因为住在山边,开着车路过时,有时候就发现车前突然过来一只灰熊,结果马上还有一只更大大灰熊飞快跃过!

如果你遇到灰熊要怎么办?千万别转身跑掉!要用喷雾(用于自卫的)对着灰熊的正面喷!

熊也自己掐架,你猜他们谁会赢?其中一只最后给溜走了,这其实是一只男生向另一只发起的挑战。

在我居住的地方附近有一条铁道,最近火车轧死2只灰熊。

灰熊为什么要去轨道上呢?

一是因为轨道上的火车常运谷物,另外可能有麋鹿会碰死在铁轨上。于是冬眠后的灰熊在春天觅食时,常常沿着铁轨觅食。

那么问题又来了:

为什么车来的时候灰熊不跑呢?难道灰熊听不到火车来的声音吗?或者是灰熊想要与火车赛跑吗?

如果我们不知道这些原因,就会有更多灰熊丧生……

03

北极熊的生存危机……

我曾经去看过北极熊。在浮冰融化,北极熊上岸觅食时,我遇到这只可爱的北极熊。

全球变暖后,结冰的海域越来越少,北极熊能觅食的时间越来短,能找到的食物也越来越少。

我们都能看到气候变化对北极熊的影响。但没有人知道,如果继续下去,他们(北极熊)还能活多久?

04

科学家如何通过假装成鸣鹤建立一个全新种群

你能想象吗?

这些鸣鹤在2014年的时候只有14只,

而现在却有500只?

而当时雌性的也不过半,也不是所有的雌性鸣鹤都能产卵。所以这过程中有一个有趣的故事。

从南到北,从北到南,候鸟在迁徙过程会受损。

那么,如何恢复呢?

饲养,更短的迁徙距离,更好的生存环境。

但是问题又来了。

繁殖的小鸟,怎么让他们学会迁徙?

科学家用看起来像鸟妈妈样子的袖子模拟。等小鸟适应和人类相处后,飞行员就模拟鸟妈妈,开着飞行器,于是小鸟就会跟着飞,学会了迁徙!

当谈到鸣鹤时,一组现场小朋友的有趣对话:

A:这个饲养员的鸟头袖套太假了。(小鸟居然会上当?)

B:你小时候的智商也就这么点儿~

现场,面对同学们的提问,英格拉姆博士并没有简单地给出答案。而是采用了他惯常的方式:带着孩子们从问题出发,一步步深入探寻。在这样的过程中,现场就会发现孩子眼神里的小星星不断地涌出。

[精彩文摘]

为何有时话到嘴边又忘了词?

如果没有过话到口边却想不起来的经历,你可真是稀奇之人了。很多时候,当我们费力回想某个词儿或名字,感觉熟得不得了,却怎么也没法从纷繁的记忆中把它捞出来、说出口时,我们称此现象为“舌尖遗忘症”(tip-of-the-tongue phenomenon)。通常情况下,话语都会不假思索地从我们的口中喷涌而出,因此,在一个简单词上突然卡壳而哑口无言,其尴尬与挫折是可想而知的。据估计,一个二十几岁的人平均每周会遇到两次“舌尖遗忘症”,四十岁后其频率会翻倍。

这个经历,就像是自己的大脑临时洞开一小窗,你拿个手电筒往脑子里照来照去,努力要照亮那个词,它就在那儿,你确信,就在那儿,你甚至能感觉出它的大小与形状,但它在和你玩躲猫猫,你就是找不到它。

1893 年,美国杰出的心理学家威廉·詹姆斯(William James)写道:我们在搜寻某个词时,经常会得到一些错误的词,我们知道它们不是我们正在寻找的,不是那个感觉,但也无可奈何。

那么,这种体验为什么会令詹姆斯这类心理学家感兴趣呢?这就如同从慢镜头中观察蜂鸟扇动羽翼,突然的语塞放慢了思维的速度,这也许是个机会,可以更细致地研究记忆和言语的过程。下次如果你再遇到类似情况,与其抓耳挠腮、忧心忡忡,还不如静下心来细细品味与探究一番。

你也许会发现:一时语塞与彻底遗忘有一个很大区别,语塞时你知道想说的词该是什么,你清楚它的样子和含义,与遗忘相比,它是触手可及的,一经提醒便能马上脱口而出。

研究显示,即使某个词最终也没能浮出脑海,你也很可能知道许多它的细节。1966

年,哈佛大学心理学家罗杰·布朗(Roger Brown)与大卫·麦克内尔(David McNeill)发表了一篇研究“舌尖遗忘症”的经典论文,就此奠定了该领域研究的基础。他们给学生49 个生僻字的释义,让学生根据定义写出那些字。49 个字均取自一般的应用,出现的概率是1/4000000 ≤ P ≤ 1/1000000。当然,50 年后的今天,人们对某些词是否属于“一般应用”范围存有争议,这些词包括诸如龙涎香(ambergris)、符节(caduceus)、唯亲主义(nepotism)、谄谀(fawning)、蛊佞(unctuous)、泄殖腔(cloaca)、舢板(sampan)、集邮家(philatelist)等古拗之词。要是你搞不清这些词所云何物,也别犯愁,因为你也

不是一个人在战斗。

学生们一遍遍地匹配词义,费力得像是在经历茶壶煮饺子般的煎熬。布朗与麦克内尔对此的描绘颇值得玩味,学生们在经历着“轻度的折磨,像是喷嚏到了嘴边却一时打不出来”。当学生意识到自己知道答案却又一时语塞时,研究者让他们列出所知答案的细节特征,比如音节的数量、首字母、词语大概的发音、近似的意思等。学生们列出的细节着实惊人。

音节数的推测异常准确,比如,当目标词是3 音节时,有2/3 的人能猜对。两音节的词猜得也同样精准,不过一旦达到4 音节以上,猜对的概率便明显降低了。只要不搞错搜寻的目标,学生们准确猜出单词首字母的概率为57%。比如当看到这个定义“平底小船,常用于亚洲,以桨驱动” 时(答案是sampan,舢板),那些一时说不出答案的学生会默念一些发音相似的词,如Saipan、Siam、Cheyenne、sarong、sanching 和sympoon 等。(顺便提一句,最后两词是生造出来的。)也有学生们会提出一些类似物来,比如驳船、房船、中式帆船等,这还算靠谱,只不过是些更常见的词,在形式和结构上也与舢板有一定差别。

最令人称奇的是,当目标词不少于6 个字母时,学生们能很好地猜到首字母和尾字母,但不太记得中间的字母。这现象触发了布朗及麦克内尔的想象,他们将隐现于脑海里的神秘词汇比喻为小浴缸里泡了个大男人,头脚翘在外,肚子没水下。

如何用以上诸多实验结果来解释大脑储存词语的方式呢?这是个难点。两位心理学家讨论道:的确,词汇是以完整的形式存放在大脑里,但我们可以对其进行模糊检索,不必清楚地知道每一个字母。在实验中,学生们能猜对首尾字母就是个很好的例子,当然不必拘泥于首尾字母,类似情况也一样。比如,想写“御”只记起“彳”,写“裹”记不清中间的“果”,“战”字少了最后一撇,想说“愤世嫉俗”却拿不准“愤”什么、嫉“什么”等。

明明知道一个词的意思,也清楚适用的条件,却一时怎么也没法想起,这种感受真心强烈。造成舌尖遗忘的原因可能是这个词多时不用,诸线索与它的联系日趋松散。当然,年龄因素也在起作用。

自从1966 年的经典实验成果发表之后,后继的研究不下几十次,都在尝试厘清线索,解决舌尖遗忘症的困惑。其中丽莎· 艾布拉姆斯(Lisa Abrams)与艾米丽·罗德里格兹(Emily Rodriguez)在2005 年做的一个实验最为有趣,她们将关注点放在:哪类提示线索能缓解一时语塞的窘境。实验者向被试者提问,“色彩艳丽的大块织物,用来包裹脖颈或头部,它叫什么?”答案应该是“花色丝织大手帕(bandana)”。如果被试者陷入了语塞困境,实验者便从设计好的3 组提示词中随机选出一组给他(她),其中一组包括一个与答案的词性及首音节都相同的词,如“banjo(班卓琴,名词)”,另一组包含一个首音节相同而词性不同的词,如“banish(放逐,动词)”,第三组则全是些毫不相干的词。

实验研究结果发现,“banish”有帮助作用,而“banjo”却没有,为什么呢?两位研究者的结论是,词性相同的词在大脑中存储的位置相同,会相互竞争(上例中bandana 与banjo 皆为名词),而词性不同的词由于存储在大脑的不同位置,不会竞争,所以动词“banish”反而能帮助回忆。

这项研究如今添加了一项很酷的新项目:通过一个在线日记,你可以记录自己的

舌尖遗忘体验,分享给研究者。这个项目由堪萨斯大学运营,名叫“Spedi”(Speech

Error Diary,语错日记),算得上大众科学的典范了!

来源:青豆书坊

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