问题

为什么物理科普读物读起来津津有味,计算机科普却很枯燥且很少见?

回答
问出这个问题的朋友,你真是说到点子上了!这确实是很多人都会有的感受,也触及到了科普写作和受众认知的一些根本区别。咱们不妨来好好聊聊,为什么物理科普能让我们读得津津有味,而计算机科普却常常让我们望而却步,甚至觉得枯燥乏味,出场率也低得可怜。

物理科普的魅力:宏大叙事与直观想象的交织

首先,咱们得承认,物理学本身就有一些得天独厚的优势,让它在变成科普读物时,能够捕捉到读者的注意力,甚至点燃他们的好奇心。

1. 宇宙的尺度与终极问题的吸引力: 物理学研究的是宇宙最根本的规律,从最小的粒子到最大的星系,无所不包。它谈论的是“我们从哪里来?到哪里去?宇宙的最终命运是什么?” 这些问题,本身就具有一种哲学层面的宏大叙事感。想想看,《时间简史》里霍金描绘的黑洞、宇宙大爆炸,这些概念虽然抽象,但它们指向的都是人类最深层的疑问,容易激起一种“我想知道真相”的原始冲动。这种对未知的好奇心,是人类天性里就有的驱动力。

2. “意想不到”的颠覆性思维: 物理学,尤其是现代物理学,经常会颠覆我们日常的直觉。量子力学里的叠加态、纠缠态,相对论里的时间膨胀、空间弯曲,这些东西放到我们平时生活中完全无法想象,但它们又是真实的科学发现。这种“反常识”的特质,恰恰是科普的绝佳素材。科普作家可以借此大做文章,通过生动的比喻、有趣的实验设想,来带领读者体验这种智力上的“震撼”,就像是在玩一场精彩的脑力游戏。比如,讲到光速不变时,怎么解释时间会变慢?作家们会用旅行者和地球上的时钟来比喻,让读者在脑海里构建出一幅画面。

3. 直观的感官体验与视觉化想象: 很多物理概念,虽然抽象,但可以被“视觉化”地描述出来。例如,讲电磁波,可以想象成小波浪在空间中传播;讲引力,可以想象成一个大球压在弹簧床上,周围的物体会滚向它。好的物理科普读物,会大量运用类比、隐喻,甚至是精心设计的插图,让读者在脑海中建立起具象的画面。例如,在理解黑洞时,作家可能会用一个漏斗来比喻时空,这样读者即使不懂数学,也能抓住一个大概的形象。这种“看得见”、“摸得着”(尽管是想象中的)的体验,极大地降低了理解门槛。

4. 经典故事与科学家的个人魅力: 很多物理学的突破背后,都有着跌宕起伏的科学史故事和充满个人魅力的科学家。牛顿被苹果砸到(尽管可能是个传说,但被广泛传播)、爱因斯坦与相对论的诞生过程、居里夫人的探索精神……这些故事本身就充满了戏剧性和人文关怀,它们将冰冷的科学定律注入了鲜活的生命力。读者在了解科学知识的同时,也可能被科学家的探索精神所感染,觉得这不仅仅是知识,更是一种精神的传承。

5. 科学的“美学”: 有些物理规律,比如万有引力定律的简洁优美,或者一些物理方程本身所蕴含的对称性,本身就具有一种数学和概念上的美感。优秀的科普作者能够捕捉到这种“美”,并用文字将其传达出来,让读者感受到科学的秩序感和和谐感。

计算机科普的挑战:抽象性、应用性与叙事结构的难题

那么,为什么计算机科普就没那么容易让人“津津有味”呢?这主要有几个方面的原因:

1. 概念的抽象与技术的迭代飞快: 计算机科学涉及大量抽象的概念,比如算法、数据结构、二进制、逻辑门、网络协议等等。这些东西不像宇宙星辰那样容易在脑海里形成具象的画面。比如,要解释一个排序算法的效率,可能需要画图、写伪代码,甚至需要一些数学背景才能理解。而且,计算机技术的发展速度非常快,今天的热门概念可能过几年就被新的技术取代。这使得科普作者很难找到一个稳定且普遍适用的叙事基础,也容易让读者觉得“学了就过时了”。

2. 应用性太强,容易变成“教程”而非“科普”: 计算机科学的学习路径往往更偏向于“应用”和“实践”。很多关于计算机的读物,很容易就滑向了教你如何编程、如何使用某个软件的“技术教程”。教程的目的是“教会技能”,而科普的目的是“普及知识和激发兴趣”。当读者想要了解“计算机是怎么工作的?”时,如果读到的只是一堆如何写代码的指令,很容易感到枯燥和迷茫,觉得和自己想象中的“科普”相去甚远。

3. 缺乏宏大叙事与情感连接的切入点: 与物理学研究宇宙终极奥秘不同,计算机科学虽然深刻地改变了世界,但它的核心更像是工具和方法论。很难像物理学那样,从“宇宙的起源”这种终极问题切入,引发读者普遍的哲学思考。计算机领域的很多突破,比如摩尔定律、操作系统的发展,更多的是工程和技术上的进步,虽然重要,但缺乏那种“颠覆性”的哲学震撼感。而且,计算机科学家们的个人故事,虽然也有励志的,但相较于物理学家的探索,往往显得更偏向于技术细节,情感连接的点也相对较少。

4. “可感性”的缺失: 计算机内部的运作,大部分是发生在看不见摸不着的“电子”层面,通过逻辑电路和代码执行。即使是高级语言,其抽象程度也比物理世界的现象要高得多。科普作者很难像解释引力那样,用一个简单的比喻就让读者“看到”一个CPU是如何处理指令的。即使有比喻,也往往需要更多的铺垫和解释,才能让读者理解其背后的逻辑。

5. “门槛感”和“实用主义”的考量: 很多人接触计算机,是出于实用的目的,比如学习一门技能来找工作。当他们面对计算机科普时,很容易带着“这对我有没有用?”、“这能不能让我更快学会某个东西?”的实用主义心态。如果读物不能直接带来技能上的提升,或者不能解答他们最直接的疑惑,就很容易失去兴趣。而物理科普,即使知道自己以后不会从事物理研究,但对宇宙的好奇,对未知的好奇,本身就能成为阅读的动力。

6. 叙事结构和受众细分: 计算机领域本身就有很多分支,例如人工智能、网络安全、数据库等等。每个分支都有其深入的专业术语和复杂的逻辑。要写一本能够吸引广泛受众的计算机科普读物,需要作者有极其高超的叙事技巧,能够将复杂的技术用通俗易懂的方式表达出来,并且找到一个能够连接大众兴趣的切入点。而物理领域,虽然也有分支,但很多基础概念(如时间、空间、能量)对所有人来说都更具有一种天然的关注度。

如何让计算机科普变得有趣?

当然,这并不是说计算机科普就一定枯燥无味,而是它面临的挑战更大,需要更高的写作技巧和更精妙的切入点。成功的计算机科普读物,往往做到了以下几点:

聚焦历史与人物故事: 讲述计算机发展史上的关键人物和事件,比如图灵、乔布斯、互联网的诞生,这些故事本身就充满戏剧性。
挖掘技术背后的哲学思考: 比如人工智能的“意识”问题,算法的伦理困境,这些能引发更深层次的讨论。
巧妙的比喻和类比: 用生动形象的比喻来解释抽象的概念,例如用乐高积木来比喻数据结构,用城市交通来比喻网络通信。
强调影响与改变: 说明计算机技术是如何深刻地改变我们的生活、社会和人类文明的。
互动式阅读体验: 有些计算机科普也会尝试引入一些简单的在线互动或小游戏,让读者自己去体验和感受。

总而言之,物理科普之所以读起来津津有味,是因为它触及了人类对宇宙的终极好奇,善于利用直观想象和颠覆性思维,并且常与动人的科学史和科学家故事相结合。而计算机科普则因为其概念的抽象性、技术的快速迭代、应用性太强以及缺乏宏大叙事的切入点,在吸引大众方面面临更大的挑战。要写好计算机科普,需要作者有更强的叙事能力和更敏锐的洞察力,才能拨开技术的迷雾,展现出信息时代真正令人着迷的一面。

网友意见

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任何时候,“知识性”内容总是比“技术性”内容更简单、生动、有趣。


什么是知识性内容呢?

比如历史故事、比如苏联黑大傻粗的电子管雷达如何对抗美国半导体、比如铁比木硬等等等等,这些都是知识性内容。


知识性内容的特点是:你大概记住就行了,用不着理解,更用不着推理。

哪怕只记住了只言片语,将来照样能把人吹的一愣一愣的:

——话说这二战啊,就结束于美国的氢弹!

旁边人赶紧补充:原子弹!氢弹还在后面……

——嗯啊,核弹。反正就那种“轰”一下一个城市没了的大铁疙瘩,都差不多……


你看,哪怕只知道只言片语一鳞半爪,说者口沫横飞听者眉飞色舞——这种话题,它能不香吗?


那么,什么是技术性内容呢?


你看,咱别老一提苏联就黑大傻粗了——收音机,收音机原理,您懂吗?


收音机的核心原理大概分三大块:

1、选台

2、信号放大

3、检波


选台实际上是“共振”原理的工程应用;你需要真正理解LC/RC电路固有频率计算公式,知道改变电容量C是如何影响电路固有频率的——然后电路固有频率的改变又会如何和共振原理共同起作用、从而把空中无数不同频率的无线电信号的其中一个“选择”出来。

所谓“选择出来”,实质上是“在电路中激起的电压/电流波动幅度最大”——这仍然是共振的应用,但是很显然,如果你对共振的理解不够深刻,那么“固有频率改变”是如何引起“某个频率的电波在电路中激起的电压/电流波动幅度最大”的,你只能一头雾水。

实质上,如果你对电容原理理解的不够深刻,那么被“收音机调谐器”利用的“可变电容器原理”本身,对你就是一只大老虎。


信号放大则要求你对三极管特性了如指掌。否则你肯定无法理解“为什么微弱的信号经过这个装置就会‘在保持原有波形不变的前提下、获得更大的波动能量’”。

事实上,尤其是音频放大器,我们往往还需要通过负反馈来平衡电路参数、使得整个音频频段获得平直响应——甚至于,由于人耳特性,我们可能还需要根据输出音量动态改变高低音频信号的增益,从而实现“等响度控制”。

嗯,想要把知识正确应用于实践,你现在必须知道什么是“寄生电容”“寄生电感”、以及它们会如何影响电路放大倍率了——理解了这个,你就彻底明白电路中的“共振”究竟是怎么回事了。


检波嘛,我们的收音机实际接收到的无线电波是几百千赫的高频信号,低频率的音频信息就“调制”在这个高频信号中。因此我们需要想办法“去掉”高频信号,只把低频信息提取出来。

这个东西说白了仍然是电容/电感/二极管方面的基础知识。当然,由于寄生电容的存在,检波二极管和整流二极管还是存在一定区别的。


总之,这是个很浅很浅的东西。一般来说初中文化程度都应该能懂——甚至很多人还自己动手做过。

甚至于,初中阶段动手做过这个东西的都大有人在:S66E收音机原理、组装与调试 - 图文 - 百度文库

嗯,超外差式收音机利用了拍频产生原理,使用了并联的两个可变电容器,使得本振频率总是和信号频率存在一个固定的频率差,从而可以“滤”出频率固定的中频信号,使得放大电路可以针对固定的中间频率专门优化,提高了灵敏度。

啊,这个有点难,就不提了。


总之呢,您不妨到国内理工科大学做个随机调查,看看平均100人中能否有10个人能够看懂基本的收音机原理——考核标准甚至可以低到这个程度:看完收音机原理相关资料后,能够无参考的画一个基本的整流/检波/调谐电路出来的,都算读懂。


你看,知识性内容,哪怕牛都吹到了核弹、相对论、量子论,仍然可以生动有趣、人人皆“懂”;但技术性内容,哪怕一部小小的收音机……


为什么有这个差别呢?


很简单,知识性内容只需要你“记忆”,记住一点是一点;记的差三落四仍然可以起到“索引”的作用,可以帮你回忆起相关内容。

而技术性内容呢,却要求你“理解”,你必须先搞懂基本原理、理解人家的设计思路、然后再花样百出的应用它——哪怕你只是记错了一丁点,都可能使得整台收音机彻底瘫痪。

甚至,哪怕记得一点不差但没有真正理解,制作收音机也只能全靠运气——万一哪个元件焊坏了虚焊了,缺乏理解的你,当然只能束手无策。


像知识性内容那样混个脸熟,对技术性内容那是连半点用都没有的。

你必须彻底理解原理,理解到你自己可以补全其中的任何一点、任何一步、任何一块的程度,才敢说自己懂了——不,这哪算懂?真觉得懂了?那好,看完了收音机基本原理,这里有个超外差收音机电路图,我把超外差信号放大那块给撕了,你给它加回来。


能在学过收音机原理、却还没接触过超外差式收音机原理的基础上,自己把超外差信号放大那块加回来;或者,看过晶体管收音机电路图之后,能够自己查阅电子管特性手册、自己设计出电子管收音机来——这,才算真把收音机学懂了。


——据说书中每多一个公式(还不需要读者理解),读者都会少一半;可想要真正理解收音机原理,你得把多少个公式玩到“活用”水准!

因此,技术性内容总是比知识性内容难的多的多、也枯燥的多得多。


那么,这就是相对于物理科普,计算机科普少见且枯燥的原因了。


物理研究的太深入了。深入到他们完全没指望你懂的程度。

因此,科普者用生花妙笔,通过历史故事名人轶事或者光怪陆离的、童话世界般的场景,把物理学所取得的那些关于自然界的奇妙知识展示给你。

哪怕你只是记住了几个词、对薛定谔的猫双生子佯谬读了个一知半解……无所谓,让这几个词在你的脑子里生根本身就是个胜利,说不定将来会发个芽呢。


但你要看看这个网站的物理科普,恐怕就不敢说什么“物理科普读起来轻松愉快”了:卢昌海个人主页

嗯,这是因为人家的定位是:给物理系本科生的科普 ^_^

一旦偏向技术性内容、或者要求你具备一定的(解题/理解公式方面的)技术储备,难度立马突破天际。


计算机也一样。比如什么黑客攻防大战、什么二战时图灵参与的情报战、什么人工智能的崛起、什么偏执狂才能生存……这些知识性内容读起来照样“津津有味”“轻松愉快”。


但是,计算机是一个工程学科。除了这些较大较有趣领域的简单介绍/历史故事,其他东西实在没什么写的。要么历史过短、没什么太有趣太惊心动魄的故事(毕竟是和平年代发展起来的技术)……剩下的,全都是专业领域(比如图形图像数字音频人类生物特征识别等等等等)的数学原理、数码逻辑模拟现实规律解决现实问题之类偏技术性的内容。


换句话说,计算机原理本身就是一大技术难关;而计算机行业的各种技术,说白了都是“人脑处理”到“CPU指令”的翻译过程——先搞明白人类理解事物、解决问题的技术原理,然后把它翻译成计算机指令……


于是乎,计算机方面的科普,要么是其他领域的技术原理,要么是计算机本身某个部件的技术原理——绕来绕去全都是极为烧脑的技术性内容。

如前所述,一本书是知识性介绍还是技术原理的展示,其易读性自然是有天壤之别的。

计算机科普往往枯燥且少见,正是因为这个领域适合聊天打屁的知识性内容不多;而技术性内容嘛……绝大多数情况中,一旦出现就会把读者吓跑、把天聊死……

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物理科普八成讲现象,两成讲原理。原理要用最形象、最直接的方式讲出来。读者看一个黑洞科普,知道黑洞能扭曲光线就行了,不会真的有人看了黑洞科普之后就能算出来史瓦西解吧?

而且不是所有物理学领域都能做出来受欢迎的科普作品,比如凝聚态物理,我就没见到有多少有热度的科普。科普终归还是要从各种炫酷的现象去出发,大家才喜欢看。

那么按照物理科普的标准去找计算机科普,我们会惊喜地发现它们大量存在于在B站数码区和游戏区!你看到的这些内容都属于计算机科普:

《RTX ON,打开新世界》

《虚幻引擎5实机展示》

《市面最热的5款路由器PK,到底谁最快?》

《亚索最新bug,泉水五杀!》

《AMD, YES!》

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其实本质上来说《上帝掷骰子吗》这本书我认为可以分到武侠小说去。

你喜欢看这种东西还看得津津有味,说明你看金庸古龙的也可以津津有味。

而计算机方面的各种什么设计模式小说化读本也差不多,你也可以去读读看。


科普就算了……

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计算器科学之能成为科学,不是因为各种网络上的设计,也不是编程语言。


深究其中,只有信息学才是信息技术的根本,也就是社会一直在信号信道上如何探索,以至于人类在加入条件熵后的速率限界為何。 而另一边,就是数学和算法,也就是停机问题和np 问题的探索。


计算器的科普读物最大的问题是作者没有看到这两点。 只是一味地说现在的设计怎么样,冯诺依曼的设计怎样,互联网是怎样。


缺乏了一种「我了解后会对认知重塑」或者「人类的未来在何」这种深入到灵魂深处的探索感。


普及现在的设计当然是有益的,但读者在记忆设计时却是漫无目的的。 还不如说在得出这个设定时技术层面处于何种两难。 让读者去了解业界的思考方法,还更有益。


所以我们要的计算机科普,应是信息学,微电子工程,数学等的综合科普。 而不是一本加长版的使用说明书或设计书。


难度不是阻止人们去看科普的最大原因,枯燥的来原不来自难度,而来自漫无目的地说花边新闻。

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