1一個故事......
如果有人說：讀完一個故事，你可以實現語言、文化、歷史、政治、軍事、科學、邏輯、心理知識的大融合，完成物理、化學、生物、機械、電子、天文、地理、航空、航天、考古、密碼、信息技術乃至人工智能的跨學科，你是不是覺得很扯？那我告訴你：不僅不扯，而且只要你讀起這個故事，還能體會到懸疑片的抽絲剝繭、動作片的火爆鬧猛、敘事片的恢弘壯闊、劇情片的起伏跌宕，并且還為你多年來積攢下來的天地大猜想提供了一份能夠自洽的答案，其中包括但不限于：
智人如何打敗了尼安德特人
人類是如何進化而來的
人類體毛消失之謎
月球的由來
X行星是否存在以及小行星帶的成因
冥王星的公轉軌道為何如此扁長
地球大陸的漂移
地球動物園假說
太陽系監獄假說
而這一切，都要從月球上突然發現一具五萬年前的人類遺體說起……
圖1 月球上突然發現五萬年前的人類遺體
夠猛了吧？其實故事中還有不僅剛猛而且硬核的內容。且看誕生于1977-1981年間的這個故事在那個有點兒古早的年代為我們構想或者預言了什么：
中微子掃描觀測器、可視電話、可出租的無人駕駛飛行器、空天客機、介子力學及介子核彈、微型核能發電機、全球互聯網、星系文明級超級AI、瞬移和超空間傳輸系統、借助時空扭曲驅動的飛船、引力波通訊、智能烹飪機、還有一個絕大多數讀者會忽略的東西——歐元！沒錯，就是2001年才開始使用的歐元。
再接著看故事硬核中的硬核——本故事的幾個邏輯起點：生物進化假說、以地表溫度和大氣二氧化碳濃度為代表的環境因素與生存之間的關系假說、基因編輯假說、酶的生物特性假說、素食與肉食對暴力和競爭為代表的生物社會屬性的影響假說、新老智慧生命之間的關系假說，以及謊言、計謀和競爭策略是否具有文明的普遍性假說，還有對AI控制權的爭奪戰預言……
沒錯，這就是一部科幻小說，英國作家詹姆斯·霍根（James Hogan, 1941-2010）的成名作——《星之繼承者》三部曲。整個故事憑借具有強烈帶入感的視角，呈現了一位胸懷星辰大海的物理學家在學者、工程師、情報分析師、戰略項目負責人、地球與地外文明連接者、反間諜偵探之間不斷轉換身份、縱躍橫跳，最終在生物學大咖朋友等仁人志士的協助下揭開層層迷障，拯救地球文明和外星文明的精彩傳奇！
圖2 跨文明星際大戰
作為一名資深科幻迷，筆者一直對英倫科幻贊嘆有加。無論是堪稱科幻始祖的赫伯特·喬治·威爾斯，還是位列三巨頭之一的阿瑟·克拉克，以及宇宙密碼——“42”的發現者道格拉斯·亞當斯，都是筆者極為欽佩的人物。即便如此，《星之繼承者》三部曲還是憑借阿西莫夫科幻的歷史感、湯姆克蘭西軍事幻想的節奏感和壓迫感、劉慈欣科幻的深邃感、鄭文光科幻的道德感，成為了近十年來最能打動筆者的科幻作品。書中不僅有對人類科學加速發展的預測，對人類憑借頑強、抗壓、激變、樂觀心態去謀求生存和發展的贊頌，還有對人類個體長壽和競爭缺失之后的憂慮，以及對超強AI功能的展望及風險預警。此外，書中還設置重要的文化和科學隱喻：月面天文臺被命名為喬爾丹諾·布魯諾天文臺，內涵不言自明。在第三部中承擔著重要戲份的美國阿拉斯加空軍基地被命名為“麥克拉斯基”，這分明是在向美國海軍英雄飛行員小克拉倫斯·韋德·麥克拉斯基（C. Wade McClusky）致敬。同時，書中借助麥克拉斯基在中途島戰役中扭轉乾坤的事跡，暗示人類必將在發生于此的文明之間終極決戰中獲得勝利。
且看其作者簡介：
圖3 作者詹姆斯·P·霍根
詹姆斯·P·霍根（1941~2010），生于倫敦，英國著名科幻作家，長期躋身《紐約時報》暢銷書榜單。霍根16歲輟學，在社會上摸爬滾打多年后獲得獎學金，進入法恩伯勒機場皇家航空研究院學習電氣和機械工程，之后，他曾擔任多家公司的設計工程師，并最終在1960年代擔任銷售員，以霍尼韋爾銷售工程師身份環游歐洲。
1977年，霍根的處女作、也是他一生最負盛名的作品《星之繼承者》問世。兩年后，霍根辭職開始全職寫作。霍根曾在看完《2001：太空漫游》后打賭說他能寫出更好的結尾，后來他見到阿瑟·克拉克本人時，克拉克真的由衷贊嘆：“《星之繼承者》的結尾確實更為合理。”
再看其斬獲之殊榮：
榮獲1981年、1994年日本星云賞海外最佳長篇獎
提名1978年、1982年軌跡獎
入選Twitter網友票選“世界本格推理100強”
2011-2012年被漫畫大師星野之宣改編為同名漫畫
……
是不是很牛？但筆者給大家介紹霍根的這部科幻牛作，絕非為了宣傳帶貨，而是為了科學教育本身。
2跨學科難題
不知不覺間，跨學科成了當下科學教育的一大熱點。
什么是跨學科？跨學科研究屬于科學方法的范疇，跨學科的目的主要在于通過超越以往分門別類的研究方式，實現對問題的整合性研究。國際上的新興學科大多具有跨學科性質，也往往因為跨學科而具備了良好的發展前景。什么是跨學科科學教育？就是在科學教育中通過問題導向，將多個學科的知識點匯總到一個探究性教學的課題之中，讓學生在一次探究性學習過程中自主整合多學科知識，并掌握應用多學科知識解決復雜問題的方法和技能。相比于傳統教法，跨學科教育稱得上是高階教育，不僅是真正的STEM大綜合，更是以問題為導向、以應用為指引的教育形式。但跨學科教育也因此成為了當下科學教育領域的一大難點。
圖4 跨學科研究場景（AI想象圖）
跨學科科學教育遭遇的困難，表面看起來源于傳統的分科式理科教學對整個教師群體思維的固化，但實際上來自于我們整個教育體系內對“專業性”的過度追求，以及文化體系內由“安分守己”的潛規則派生出來的認知邊界限制。
針對學科教學的過度專業化，有人評價到：中國學生的專業有一英里深，但視野只有一英寸寬。反過來，西方國家的學生視野有一英里寬，但專業只有一英寸深。我國的教育界也常因為自己的“深”嘲笑西方的“淺”，但同時忽略了自己的“窄”、漠視了西方的“寬”。這種現象與整個社會迎來對科學和理性的崇尚之初，對“專業”和“專家”的尊崇是高度相關的。但隨著時代發展，面對創新不足的現實問題，教育界開始意識到過度專業化已經造成了學科局限和視野狹窄問題。同時，一個多世紀以來的國際科學發展也明示了一條重要規律：重大創新往往出現在不同學科、不同專業的交叉結合點上。如果一個科研活動中沒有跨學科的探索，基本上與重大發現無緣。以我國一項曾經極為接近諾貝爾獎的重大科研成果——1965年的牛胰島素晶體的合成為例，這項科研活動涉及的每一個化合物，都要經歷元素分析、層析、電泳、旋光測定、酶解及氨基酸組成分析等一系列驗證。因此，看起來是生命科學領域的一項創舉，卻高度依賴化學、物理底層理論和相關技術的支撐。純科學研究離不開跨學科，依托科學的技術開發和工程實踐就更不可能局限在單一學科之內了。以國人經常引以為豪的大基建工程為例，道路、橋梁、隧道的建設不僅需要依托水文、地質分析和氣象研究，還要結合材料科學、結構力學才能拿出施工方案。特殊環境下的基建工程，甚至需要海洋學、冰川學、生態學和人機工學研究的支持。
但吊詭的是：既然科研和技術、工程實踐都需要跨學科，為什么基礎教育階段我們的科學教育卻沒有提早開闊學生視野、促進對學科之間關聯的認識呢？筆者認為這就涉及到了我們文化深層的一個潛規則——“安分守己”，也就是自掃門前雪的處事風格。安分守己再往前挪半步，就是抱殘守缺和故步自封。在這種思維限制之下，我們的學生從小就陷入了“物理是物理，化學是化學，生物是生物”的學科局限之中。再加上教師本身知識、能力和視野的欠缺，導致了傳統的科學教育只注重傳授相對狹隘的學科知識，卻有意無意地忽略了學科之間的關聯。至于學科知識的組合使用和遷移應用則更少被提及。
圖5 跨學科學習場景
所以，當跨學科的研究方法被引入到科學教育領域之后，尤其是當跨學科科學教育成為一項教學任務之時，瞬間難倒了包括特級教師、教學能手和科學教研員在內諸多學科教學專家。但每當有人跟筆者提起這個話題，筆者就不禁想笑：跨學科有那么難嗎？這般表態一般都會讓對方驚詫莫名：跨學科難道不難嗎？領會到對方表情下的潛臺詞之后，筆者往往就會識趣地轉移話題，一笑帶過，同時心里暗道：你們真的沒有讀過科幻。
3科幻，跨學科之大成
科幻是什么？
科幻（Sci-Fi）是科學幻想（Science Fiction）的簡稱，其表現形式主要是科幻小說。《辭海》對“科幻小說”的定義是：“依據科學技術上的新發現、新成就以及在這些基礎上可能達到的預見，用幻想的方式描述人類利用這些新成果完成某些奇跡的新型小說。”《簡明不列顛百科全書》對“科幻小說”的定義是：“20世紀發展起來的一種文學體裁，這種體裁的小說以真實或想象的科學理論的發現為基礎。”
根據上述定義，可見科幻首先應該具備故事性和可讀性，其次必須兼顧科學和幻想。科幻中的幻想必須依托科學展開，而科學則是幻想的基礎。一般來說，只有具備了足夠“科學含量”的幻想小說才能被稱為科幻。如果“科學含量”不足，此類幻想小說只能被稱為“奇幻”甚至“玄幻”。另外，如果構成科幻的科學內容偏重于自然科學和工程技術，且其故事偏重于靠自然科學發現或工程技術的發明來推進，此類科幻可被稱為“硬科幻”；反之，如果構成科幻的科學內容偏重于社會科學、心理學或邏輯學，此類科幻一般被稱為“軟科幻”。因此，盡管科幻本質上屬于文學作品，卻既是對現有科學的闡釋，又是對當下科學的超越。科幻作家除了必須具備作家應有的故事編織能力和文字駕馭能力，還必須擁有深厚的科學基礎和豐富的想象力，這種大綜合決定了科幻本身就是跨學科產物——即科學、文學和預測學的三結合。憑借幻想，科幻擁有了令平鋪直敘的科普作品汗顏的吸引力。憑借跨學科屬性，科幻也就對跨學科科學教育形成了獨特的啟發和引領作用。
圖6 “硬科幻”的典范——《星球大戰》劇照
以著名的凡爾納三部曲為例，其中《海底兩萬里》的故事圍繞著一艘虛構的高性能潛艇——鸚鵡螺號展開，該潛艇長70米，寬8米，最高航速可達50海里每小時。該艇的驅動完全靠電力，而電力則是通過從海水提取鈉，將鈉與汞混合，組成一種用來替代蓄電池中的合金，再轉化成電后取得的。潛艇艇員的食物全部為魚類、海藻等，完全不需要陸地的補給，可以無限期的在海上航行。鸚鵡螺號內部有巨大的壓縮空氣儲存柜，因此可以連續在海底潛行數天而不需浮上海面。艇的內部寬敞舒適，甚至還有博物館和圖書館，里面藏有12,000冊書籍和各種奇珍異寶。船的武器是艇首的鋼鐵沖角，憑著艇自身的高速和堅固外殼，威力十分巨大。應該說上述內容既有科學依據，也有幻想成分。但無論如何，當讀者如饑似渴、逐字逐行了解鸚鵡螺號的結構和功能時，就不知不覺地吸收了作者精心編制的物理、化學、機械、電力、生物、人文、軍事等多個學科的知識內容，并且借助鸚鵡螺號這個工程實體實現了對上述學科知識的融會貫通。
圖7 鸚鵡螺號想象圖
與此相呼應的，是同為凡爾納三部曲的《格蘭特船長的兒女》一書中借助搜尋格蘭特船長的環球遠征對海洋學、航海學、地理學、語言學、人類學的大綜合，以及《神秘島》一書中依托一群美國人的荒島求生故事，對造船、煉鋼、制陶、制玻璃、制硫酸、造炸藥、建風磨、造電報機等19世紀前沿工業技術的教育和普及。
凡爾納三部曲既是大家耳熟能詳的早期科幻作品，也堪稱跨學科綜合科學教育的開山之作。隨后一百多年涌現出來的科幻佳作在跨學科方面則是各顯神通、爭奇斗艷，所取得的成就實屬“沒有最高，只有更高”。且不表西方科幻三巨頭和國內“何（何夕）、慈（劉慈欣）、康（王晉康）、松（韓松）”的作品，就連我國科幻女作家錢莉芳的成名作《天意》，也是歷史、地理和時空技術的大綜合。而“以科學架空歷史，以科幻貫通文理”，就成了錢莉芳科幻作品的閃亮標簽。
圖8 世界科幻三巨頭：阿西莫夫、海因萊茵、克拉克（由左至右）
圖9 中國科幻第一梯隊：“何慈康松”
圖10 錢莉芳大作《天意》
4科幻，少年成長的階梯
正是基于上述認識，筆者今年有幸讀到《星之繼承者》三部曲之后，終于忍不住寫下了第一篇科幻書評，目的就是要向廣大中小學科學教育工作者大聲疾呼：跨學科是科學教育必修的功課，重要但絕非難事兒！而且跨學科學習未必需要固定的教程，閱讀高水平的科幻小說就是最好的路徑！
讀到這里，別急著指責筆者離經叛道，讓我們先定位一下基礎教育階段的科學教育的目標。《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出，科學課程的總目標可分解為：
1.掌握基本的科學知識，形成初步的科學觀念
2.掌握基本的思維方法，具有初步的科學思維能力
3.掌握基本的科學方法，具有初步的探究實踐能力
4.樹立基本的科學態度，具有正確的價值觀和社會責任感
歸納上述四條中的關鍵詞，四個“基本”和三個“初步”隨之浮出水面。此時，大家就能理解為什么屢屢被我們嘲笑的西方國家學生的“寬而淺”，恰恰是符合基礎教育階段科學教育目標要求的結果呈現。而在現代科學教育界追求“基本”、“初步”和“寬而淺”的背后，則是針對人的終身學習所達成的共識：基礎教育階段首先要拓寬學生的視野，其次要促進學生對知識關聯性的認識。至于聚焦于某項專業的深入學習，可待學生上大學，甚至工作之后開始，也為時不晚。因為一般只有到了這個時候（一般是青春期之后），一個人方可結束內心的躁動，找到自己真正愿意為之努力的方向。中外科學教育界對基礎教育階段教學目標的界定不僅重新定位了該階段學科知識的難度，還暗示了跨學科教育需要達到的廣度——既然難度不用太大，廣度必然要擴展。《義務教育科學課程標準（2022年版）》中“跨學科”一詞出現49次，顯然不是隨意為之！
筆者在前文中對“科幻=跨學科”的論述，一方面來自教育科研，一方面來自親身經歷。筆者1975年上小學，1976年就開始啃《神秘島》，書中神秘的林肯島、睿智的工程師史密斯、無畏的水手潘克洛夫、機警的記者史佩萊、勇敢的少年赫伯特，甚至忠誠的拉布拉多獵犬托普，都令年少的筆者為之神往。隨著年齡增長，從凡爾納三部曲、《小靈通漫游未來》《飛向人馬座》《雪山魔笛》《古峽迷霧》《腐蝕》，一路讀到《星球大戰》《太空神曲》《太空桃源》（《與拉瑪相會》的最初譯名）《遠望》《基地》《沙丘》《銀河系漫游指南》《群星，我的歸宿》《天意》，直到《三體》，再輔之從小學階段開始閱讀的《科學畫報》《少年科學》《航空知識》《地理知識》《科學實驗》，以及成年之后閱讀的《環球科學》（《科學美國人》中文版）《Newton科學世界》《新發現》等科普雜志，個人的跨學科科學教育早已在不知不覺之間完成。在從事實驗教學和科學教育研究25年之后，筆者終于可以說：不跨科，不科幻！想跨科，讀科幻！科幻小說，開卷有益。寓教于樂，樂在幻海航行中。筆者之所以能夠兜兜轉轉在知天命之年完成了從文科生向理科生的蛻變，一半以上的功勞源于自小開始的科幻閱讀所積累的科學素養。2020年11月15日，筆者曾在上海風華中學專門做過一個中外科幻小說賞析報告并分享了相關經歷，報告的主題就是《在至高享受中學習科學》。有了足夠的跨學科知識積淀，當前幾年筆者所在的上海市中小學數字化實驗系統研發中心接到某市教研部門的求援信息，要為其首次開展的生物和物理跨學科教學設計相關課程及配套實驗方案時，筆者在一天時間內就為其完成了三組課程設計，分別是《為什么你沒見過活著的深海魚？——不同水深的海洋生物與水壓之間的關系研究》《橫斷山脈不同海拔的植物分布規律——氣溫、風量和降水對植物的影響研究》和《省力與費力——手臂上屈動作背后的杠桿原理》。與之配套的實驗分別為：《使用壓強傳感器測量液體內部壓強》《橫斷山不同海拔氣溫、風量和降水數據查詢及分析》以及《手臂上屈模型的開發、搭建及其動態受力測量》（該模型由研發中心主任馮容士特級教師主持設計）。上述三個方案受到了該市教研部門的高度評價，并且在市級公開課上完成了做了精彩展示。隨后，研發中心一度成了跨學科研究中心，各地的創新課程和實驗設計需求紛至沓來。
圖11 DIS手臂上屈實驗器及教學應用
隨著與諸多科學和教育大家的相識與溝通，筆者逐漸發現：因受科幻啟迪而走上科學和科學教育之路的大有人在！其中就包括很多令我們仰視的名人、名家！而放眼世界，因科幻而輝煌的人生正在埃隆·馬斯克和杰弗里·貝索斯等人類超級精英身上噴薄怒放！相信正是基于對科幻在激發科學興趣、啟迪科學思維方面作用的充分肯定，才有了教育部對“要組織學生開展日常科學閱讀和寫作，通過科幻畫、科普海報、科學小課堂科普科幻文學等科學創作形式，促進學生讀科學、寫科學、談科學”的積極倡導（教育部辦公廳《中小學科學教育工作指南》2025.01.14）！
圖12 中小學科學教育工作指南
圖13 馬斯克、貝索斯，兩位科幻迷終于進化成了火箭雙雄：SpaceX和藍色起源
5有持久的興趣，才有無限可能
教育心理學指出：人的學習動機分為內在動機和外在動機。內在動機可視為人對知識的興趣、愛好，以及對不斷豐富和完善相關知識的渴求。而外在動機則包括對其學習行為的獎勵和懲罰，以及獎懲所形成的綜合壓力。大量的教育心理學研究告訴我們：唯有強烈的內在動機才能將人導向長期有效的成功學習。外在動機只能在短期內對學習行為有所促進。而無論獎懲，長期的外在動機驅動只能讓人走向反面：即便能夠在某一人生階段的學習和考試中勝出，也難以擺脫成為厭學者和棄學者的命運，從而與終生學習和素養教育、創新實踐無緣。
圖14 擁有內在動機，就會開始自我加壓、自主驅動的學習
所以，盡管科幻不全等于科學，而是科學+幻想的文學作品，盡管科幻作品不能等同于科學教材，而閱讀科幻，也不能被視為科學教育的全部，但科幻在激發和保持學生內在的科學學習動機方面的作用卻是無可替代的。任何對科學教育重要性的強調都替代不了少年在讀到《海底兩萬里》時對海底世界生出的無窮向往，更替代不了他們在讀到《2001太空漫游》時因神秘黑石碑的突然出現而產生的心靈戰栗！這種向往、這種戰栗，正是少年面對未知自我覺醒的心理表征！從這個角度出發，針對科學的幻想不啻于科學學習的最佳開端，同時也是最為長久的內在學習動機之源。
但是，在“科幻是文學不是科學”的論調之下，文科老師往往因為讀不懂其中的科學而限制學生讀科幻，理科老師常常因理解不了其中的幻想則認為科幻不是正經科學也不提倡學生讀科幻。作為閑書的科幻，不幸成了“不務正業”甚至“荒廢學業”的代名詞。一屆又一屆的學生，就這樣與科幻擦肩而過，失去了借科幻開啟科學學習之門的人生機緣。
正是基于上述認識，筆者才強烈建議：整個科學教育界應該轉變思路，將以科幻閱讀作為科學教育的起點和跨學科學習的支架。同時建議在各大出版社可以嘗試在科學教材中針對關鍵知識點設置科幻閱讀鏈接，用絢麗的想象和動人的故事去包裝和詮釋冰冷的辭藻、枯燥的公式，讓學習成為學生自主、自發、自由的能動行為。同時還要謹記：科學發現始于大膽假設，終于小心求證。教師在指導學生開展科幻閱讀的時候要引導學生抓住科幻中的科學要素，享受其中的幻想但不要將其視同與科學發現和科學規律本身，這才科幻的正確打開方式。
圖15 《星之繼承者》，期待你的打開！
回到《星之繼承者》三部曲，這部作品的主人公——亨特，就是一位專業精湛且長于與人溝通、團隊合作，并且始終對未知世界抱有強烈好奇心、探索欲的物理學家。他之所以能夠被從英國召到美國，又從美國的科技公司進入了聯合地球軍總部（虛構），接著飛上了月球和木衛三，在完成一系列重大科學發現的同時還成了人類文明與外星文明之間溝通協作的大使，就在于他始終處于強烈的內在學習動機的驅使之下，并且因此肩負起了不畏艱險、勉力登攀的人生使命。這也構成筆者推薦該書的另一個原因：該書不僅在宏大的史詩級敘事中實現了令人眼花繚亂的學科跨躍，更塑造了一個不斷挑戰自己原有身份和角色的“斜杠”青年！亨特自身的經歷足以啟發讀者：有了興趣，才能將被動的學習轉變為主動的探索；有了強烈而持久的興趣，人生才有無限可能！
最后，謹以本人這篇科幻書評處女作，致敬兩位文化名人：
其一，致敬上海交大江曉原教授！他是我所認識的讀書（包括科幻小說）最多的人，也是寫書評（包括科幻書評）最多的人。當我跟他聊起《星之繼承者》三部曲的時候，先生秒回了一張照片，只見這套書赫然躺在他的書架之中（此處應有汗流浹背表情包！）。相信如果江老師出手寫這本書的書評，他只需揮灑不到三分之一的文字量，就能完成對拙文的碾壓！
圖16 江曉原教授書架上的《星之繼承者》
其二，致敬《星之繼承者》三部曲中文簡體版權的引進者，成都八光分文化傳播公司的創始人楊楓老師！她曾是《科幻世界》的資深編輯，也是筆者僅謀過一面但非常尊敬的科幻出版者、傳播者。文中提到的《星之繼承者》三部曲問世的時間，就是筆者從楊老師那里請教來的。感謝楊老師為國內幻迷們呈現了這樣一套好書，并且為本文提供專業級修改！
圖17 資深科幻人楊楓老師
