《花儿为什么这样红》:形象而科学的说明

来源:网络整理 时间:2024-02-13 11:50

《花儿为什么这样红》本是60年代著名电影《冰山上的来客》里的插曲,是一首爱情歌曲。本文是科学通俗小品,为什么要用这样一个和本文内容毫不相干的题目呢?字面上的巧合,内涵上的反差,统一又矛盾,就有一定的趣味性。

《花儿为什么这样红》:形象而科学的说明

科学小品讲的是科学原理,如果光讲这个,一般读者难免觉得抽象枯燥。但是科学小品的任务是普及科学知识,趣味性就是为了争取尽可能多的读者。

科学小品的趣味并不是抒情,即使有一点抒情,也是辅助性的,用于抒情文学的情趣理论无法阐释科学小品趣味性的特点。凡是现成的理论不能解释的地方,就是难点,对于难点,流行的办法有二,一是用现成的说法糊弄,二是回避。

这是一篇很有特点的议论文。一说到议论文,我们就容易想到一种“理论”,即议论文由三个要素组成,论点、论据、论证。根据论点,组织与论点相一致的材料(论据),就能加以论证了。这个“理论”有它的道理,但是不够准确,不够完全。最大的漏洞是,好像所有议论文的论点都是现成的,无须分析,而且写作的程序,都是先把论点亮出来,然后再加以论证。其实情况并不这样简单。就以这篇非常经典的文章为例,在文章开头,不仅没有提出论点,还提出了一个问题:花为什么这样红?这个借用来的问题,其实并不确切,实际的问题是为什么花有多种多样的色彩?

碰到这样的情况,如果迷信前面的理论,就要抓瞎。这篇文章属于另外一种模式,不是先把论点亮出来,而是把问题提出来,然后加以分析和说明,先得出第一层次的结论,然后再推演出第二层次的结论,由此一层一层推演下去,直到最后才把结论完整地总结出来。

《花儿为什么这样红》:形象而科学的说明

这篇文章最显著的特点是,每一个大段落都得出一个局部结论。

第一个大段落是花的颜色取决于植物细胞液里所含的花青素。这种物质并没有永远固定的颜色,在酸性细胞液中,颜色变红;在碱性细胞液中,则变蓝;在中性细胞液中时,呈紫色。而黄色的花,则是胡萝卜素在起作用。

这段文字一是很有说服力,二是很有趣味。有说服力的原因在于,分析和说明都很有系统性,把各种各样的色彩都涵盖了。色彩是纷繁的,但是规律却是统一的、简明的。科学规律性的特点在于:首先,能以最简明的原理说明最复杂的现象,爱因斯坦强调科学的美学就是“真简美”;其次,这种阐释还得是全面的、系统的,无所不包,不允许有遗漏。以花青素来解释植物色彩丰富的原因,达到了科学规律真实、简明和系统的要求。因为真而简,所以有科学的美感。

而这篇文章,不但满足了科学的要求,而且还具备了科普小品的特点,就显得很有趣味。原因在于,原来是很分散、很无序的现象,一下子变得集中而有序了;原来是感性的很鲜明的现象,一下子和抽象的原理水乳交融了;特别是原来很自然、似乎没有道理的现象,一下子变得很有系统了。这一切激起我们的兴趣,不是因为其中包含着多少情感,而是因为其中包含的智慧。这不是通常所说的情趣,而是“智趣”。

无序的色彩背后,找到了深藏着的原因,趣味也就在其中了。文章的任务不是已经完成了吗?纵观全文,这才是文章的五分之一。还有五分之四的篇幅用来做什么呢?用来将智慧的趣味在广度上和深度上一步步开展。

第二个大段落开始时,说“花儿为什么这样红,还需要从物理学原理来解释”,前面用细胞液的酸、碱、中性来解释花的颜色,属于化学原理。这就给我们一个启示:科学原理不能满足于单向地对现象作出阐释,最高的科学性,要求尽可能多方面作出解释。从化学方面讲通了,还不是科学意义上的全面和系统,如果再从物理原理上讲清楚,就更加全面和系统了。作者又从光谱分析的角度来阐释光波长短和颜色的关系。红色光波长,紫光波短,颜色就不同。

值得注意的是,作者并没有丢开前面从化学原理中所引出的初步结论,而是在此基础上,进一步作光波理论的阐释:

花青素在酸性液中会反射红色的光波,我们便感觉到是鲜艳的红花。同样,花青素在中性液中反射紫色的光波,在碱性液中反射蓝色的光波。

一般的议论文,经常采用分点论述的办法,把一个问题分成几个方面来讲。这样做的好处就是条理分明,但是也有个坏处,就是各个方面都在同一个平面上,讲第二个方面,把第一个方面丢在一边,论述第三个方面,又把第二个方面丢在一边,方面很多,层次只有一个,不能把问题引向深处。本文的论述,先是平面铺开,从化学方面入手,然后再从物理学方面阐释,接着又把化学的酸、碱、中性原理用物理学的光波长短原理进行再度阐释。这就是议论文所追求的层层深化的模式。理论上深化了,智性的趣味上也就深化了。

在这个大段落中,还有一点值得注意,就是一方面追求规律的简化、深刻化,显示了科学美学的特色,同时又在行文中,时时刻刻防止简单化,时时照顾到那些一般原理解释不了的特殊现象。文章花了一些篇幅讲“白花”现象,因为白花与花青素和细胞液的酸碱性无关,而是因为细胞组织里含有空气,而空气反射全部光波。这样解释起来就顺理成章。

从化学和物理学两个方面阐释之后,文章又从生理学的角度进行分析。这种分析不是另外起头,而是接着光波规律的阐释。光波的长短不同,产生的热效应也不同:

花的组织,尤其是花瓣,一般都比较柔嫩。在野生状态中,在阳光强烈的地方,红、橙、黄花反射了热效应大的长光波,不致引起灼伤,有保护的作用。在树林下、草丛间,阳光弱的地方,蓝花反射短光波,吸收热效应大的微弱的长光波,对它的生理作用有利。

化学、物理学、生理学三个学科,实际上就是三个层次,每一个层次都把前面的观念和智趣往前推进了一层,其间的逻辑是环环紧扣的。应该说,层次越是深化,作者的难度越是大。作者对难度越大的问题作出解释,越能表现出智慧,也越能激起读者的兴趣。

第四层次,文章从植物进化的历史发展观点来考察。原始的裸子植物的花大致都是绿色的,而花药和花粉则呈黄色。可贵的是,作者仍然上承光波长短的原理把绿色放在逻辑中心,揭示其规律:

在光谱里面,与绿色邻接的,长波一端是黄、橙、红,短波一端是青、蓝、紫。

揭示规律越是深刻,读者越是感到奇妙。从原始植物到高等植物之间,居然有这么一条简明而又系统的规律,不但逻辑上很系统,而且和历史的发展统一:

我们可以说,花色以绿色为起点,向长波一端发展,由黄而橙,由橙而红;向短波一端发展,是蓝色和紫色。红色的花最鲜艳,最耀眼,可以说在进化途程中是最成功的。

既有历史的脉络,又有逻辑的连贯,历史居然如此与逻辑猝然遇合,这实在是太奇妙了,如此复杂的植物进化的历史,并没有经过上帝的安排,居然这样符合逻辑。深邃的智慧和奇特的趣味天衣无缝。

《花儿为什么这样红》:形象而科学的说明

下面这一段,用达尔文的进化学说,从历史的发展来看花的色彩变迁,早期花朵色彩朴素,只能靠风来传播种子,后来色彩鲜艳了,就吸引昆虫来为之传播了。在揭示了从风媒花到虫媒花的进化以后,还特别阐释了虫媒花对“自然选择”的作用:

昆虫参与自然选择的作用,造成各种不同的植物,也造成各种不同的花色。

文章做到这里,好像已经无可挑剔了,然而作者还是不满足,又提出了一个新的问题。自然选择固然保证了植物色彩的多样化,但是还是不足以解释当今万紫千红的植物花朵。因为自然选择有一个很明显的局限,那就是进度太缓慢。如今如此众多的花色,是人工参与的结果,人工参与选择加快了植物进化和色彩繁化的进度。例子举得很精彩,有点符合传统的议论文三要素的说法:先提出人工选择的优越性作为论点,然后举例说明。举例也很有讲究,第一,贵在有代表性,因为例子都是个别的,个别就可能是孤立的、例外的,这就叫做“孤证”,在论说中是无效的。第二,举例要有效,就既要有普遍的代表性,同时又要鲜明突出,不能一般化,最好对读者的想象有冲击力,具有雄辩性。接着两个例子,在举例之前,先交代一下背景材料,说自然选择花了亿万年才有少量的品种,而人工选择则大大加快了进度。接下去,例子才出来:牡丹花仅仅在北宋中叶,用了几十年的功夫,就培育了多叶、千叶(重瓣)、楼子(花心突起)、并蒂等不同的形态,由粉红创造出深红、肉红、绛紫、墨紫、黄色、白色等多种多样的色彩。

例子要举得成功,还要求它有广泛的涵盖面。第一个例子是中国古代的,如果第二个例子还一样,就没有多大涵盖面,可能给读者造成这种情况只是在中国古代出现过的印象。幸好下面的例子举到了墨西哥:

(大丽花)原产墨西哥,只有八个红色花瓣。人工栽培的历史仅二三百年,却已有上千种形状、颜色不同的品种。

例子不但有时间、地点,而且有数据,非常具有说服力。

至此为止,文章把五个学科或方面(亦即化学、物理学、生理学、生物进化的自然选择和人工选择)转化为五个逻辑层次,使得观念和智趣经历了五度深化。每一个层次深化,作者都要提示一下“花儿为什么这样红”?五次提示,跟着有五个连贯性的答案。到了最后,所有的意思已经说完,文章可以结束了。这时,有两种选择,第一,把文章的五个层次总结一下。例如:花儿的多彩,是一系列化学、物理、生物、生理、人工选择等因素在历史发展中积累的结果。这样写,本来也未尝不可,但思路上比较呆板。本文作者的高明之处,就在于换了角度,把五个层次从理论上归结为两个对立方面的统一:自然的杰作和人工培育。这样不但高度概括了全部内涵,而且丰富了表现手法。

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