《中国公民科学素质基准》中的低级错误
2016年4月18日,有关部门制定了《中国公民科学素质基准基准》,印发全国,号召大家要对《基准》进行广泛宣传,在全社会大力弘扬科学精神、普及科学知识,提高全民科技意识和科学素养。
没想到如此严肃,高层次的《基准》竟然错误百出,遭到科学界和教育界有识人士的质疑和批评。
最严重的低级错误,就是称“力是自然界万物运动的原因”。
可能初中物理没学好的很多朋友都觉得,力当然是运动的原因了!一个车子,如果我不用力去推它,它就不走。走的过程中我不一直继续推着,它就会停下来。
然而初中物理一上来就告诉我们,
“力是维持万物运动的原因”是亚里士多德时代的错误认识,从伽利略以来,我们就已经知道物体的匀速直线运动并不需要力,改变物体运动的状态才需要力。这也是大名鼎鼎的牛顿第一定律的内容,可以说是物理学基础中的基础,而物理学又是科学的基础。《基准》在这么一个地方犯了常识性错误,怎么被外界嘲讽也不为过。
我们稍微复习一下初中学过的“牛一”(惯性定律):任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
也就是说,一个车子静止的时候,如果想让它动起来,就得推它,给了它力,也就给了它一个加速度,由静到动,由慢到快,改变了它的运动状态。但如果我不继续推它,它会停下来,这不是因为我没继续给它力,而是因为车子受到了摩擦力,如果没有任何摩擦力,它就会照这个速度永远走下去。当年伽利略、牛顿等物理学家都做过这个实验,轨道的摩擦力越小,它就走得越远,只是我们很难找到完全没有摩擦力的条件,所以最终它会停下来。
但物理学家做过这样一个实验,在一个真空的密封的盒子里放一个转盘,我们用磁悬浮的办法,让转盘悬空,跟轴之间跟盒子之间不挨着。然后从盒子外面用电磁场力让转盘转起来,达到每分钟两万转的高速度,然后撤去转动力,看它什么时候能停下来。
因为盒子里没有空气,也就没有了空气阻力,转盘跟轴跟盒子又没接触,所以没有了机械摩擦力,于是这个状态基本上达到了物理实验中完全没有摩擦力没有空气阻力的条件,这个转盘就这样一直转下去,转了十几年仍然没有一点儿减速的痕迹,直到维持磁悬浮所需要的电力耗费太高,不得不停止实验为止。
从这个实验我们可以知道,所谓“力是运动的原因”显然是错误的,没有力的推动,转盘也一直在转。让全国公众去学习这样的“基准”,后果可想而知。而且在科学家们指出错误之后,《基准》修改了几版,这个严重错误仍然没改。也许官员们看了科学家的意见,觉得不可思议,没错呀!?
另一个明显错误是:“地球绕太阳公转一周为一年,形成四季更迭”。
实际上地球绕太阳公转,并不是形成四季的原因,真正的原因在于地球的自转轴相对于公转平面是斜的,夹角约为23.5度。六七月前后,北半球恰好对着太阳,阳光直射,所以天热,形成夏天,而南半球则阳光斜射,形成冬天。到了十二月一月前后,南北半球恰好反过来,北半球斜射形成冬天,南半球直射形成夏天。
如果没有这个斜度,地球自转轴完全垂直于公转平面,肯定不会有四季变化,热的地方永远热,冷的地方永远冷。
第三处错误为:“所有物质都是由原子组成”。
实际上物质可以大体分为两类:实物和场。场,包括电磁场、引力场等等,就不是由原子构成的,它们看不见,摸不着,但真实存在,实物之间的能量,就需要通过场来传递。
另外,即使是实物,也不一定都以原子的形态存在,比如太阳这个大火球,就是等离子态,由于内部极高的温度和压力,物质不可能以原子态存在,只能分解为离子,即电子和原子核是分离的。
不但太阳,地球上也有许多等离子态存在,比如萤光灯在点亮时,里面的物质就不是由原子组成的气体,而是被电场电离而形成的等离子态。还有闪电、切割金属时用的等离子弧,等等。都是等离子态,都不是由原子组成的物质。
除了等离子态之外,白矮星的物质以超固态存在,中子星的物质以中子态存在,这些都不是由原子组成的物质。
说实话,宇宙中真正以原子态存在的物质并不多,那些恒星不是等离态,就是超固态,或中子态,它们才是宇宙中的大块头,而基本以原子态物质组成的像地球这样的行星,在宇宙中所占物质比例极少。
另外,宇宙中还存在更大量和暗物质、暗能量,就更不是原子构成的了。
第四处错误为:“太阳光由七种不同的单色光组成”。
实际上太阳是由连续光谱组成的,由无数种单色光组成。所谓分成红橙黄绿青蓝紫七种光,只不过是一种近似的粗略的人为的分法而已,我们完全可以分得更细,几十种,几百种,几千种,几万种,都能分得出来。当然,也可以分得更粗,比如六种色光,五种色光,都可以。我们习惯于分成七种,只不过为了方便,人为假定的一种分法罢了。
所谓七种色光,其实每一种都不是单色光,比如红光(可见光)大致是波长为770~622nm的光线,里面都包含了无数种单色光,各种不同的红光。只要频率差1赫兹,都是另一种光。
除了这些可见光之外,还有红外线、紫外线,虽然看不见,但它们也都是太阳光的组成部分。
第五处错误为:“阴阳五行、天人合一、格物致知等中国传统哲学思想观念,是中国古代朴素的唯物论和整体系统的方法论,并具有现实意义。”
首先,古人的“天人合一”思想中有大量迷信色彩,什么头圆象天,足方象地,天有四时,人有四肢。天有五行,人有五脏。天有六极,人有六腑。天有八风,人有八节。天有九星,人有九窍,等等。跟唯物主义根本扯不上。
其次,“阴阳五行、天人合一”这些东西并不属于科学范畴之内,科学是有严格定义的。说得好听点,最多只能说它们属于中国古代哲学思想。
即使“格物致知”,表现看起来好像是通过对“物”的研究来获得知识,有点类似“科学方法”,其实中国人所说的“格物”并非现代科学意义上的“科学实验方法”,比如著名的“王阳明格竹子”,并非对竹子的物质构成、生物生长规律等等进行真正的科学实验和分析,只不过面对竹子苦思冥想罢了,这哪儿能算科学?而且历史上也从未见到中国古人运用“格物致知”的方法发现过一条科学定律。
既然叫做《中国公民科学素质基准》,当然不能把非科学的东西放进去冒充科学。
总之,拿这种错误百出的所谓《基准》来教育民众,只会越教育越糊涂。
2016,12,29
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