科学家|与孩子一起阅读这本书,学伟人的科学思维,让小小科学家茁壮成长( 二 )


观察与思考
从24种瓢虫的差异,达尔文观察到了物种的多样性;
从消失的化石,岩石的成分与形态,土壤层的分布,达尔文推测地球风貌在变化,寻找线索了解过去的样子。
雕齿兽化石与现代犰狳的观察比较研究。
《科学家如何思考:达尔文与物种起源》书中,详细介绍了达尔文对“雕齿兽化石与现代犰狳”的观察比较研究。
从形态学,解剖学上的观察比较得知,二者之间存在很高的相似性:
后背包括尾部都有背甲,背甲都由鳞片组成,四肢强壮有锋利的爪子。
二者的差异性:
雕齿兽的背甲是完整的一大块,犰狳分为几部分,中间由关节联结;
雕齿兽四肢没有鳞板,犰狳四肢有鳞板。
雕齿兽的体重和身长是犰狳的几倍。
雕齿兽化石与现代犰狳
为什么灭绝的雕齿兽与犰狳有如此高的相似性?
达尔文大胆假设:现代犰狳是雕齿兽的后代。
原因解释:生物特征会随着时间流逝而发生改变。
这种改变非常缓慢,是由长期积累而成的。
今天我们阅读这段文字,会觉得这是多么简单的道理,但在几百年前达尔文生活的时代,提出这样超前的异端思想,是需要极大的勇气,以及强大的心理支持。
所以,达尔文一直在寻找更多的证据。
加拉帕戈斯群岛的雀鸟
功夫不负有心人,1835年,达尔文在加拉帕戈斯群岛上找到的13种雀鸟,为其研究结果,提供了很好的例证。
因为这些雀鸟大小相近,但喙长短不一。
喜欢探究思考的达尔文又提出了问题:
为什么这些雀鸟的喙长得不一样?
如此小的地域范围内,为什么有这么丰富的生物多样性呢?
为什么这些雀鸟与邻近的南美大陆上的一种雀鸟长得那么像呢?
经过其他科学家不懈的努力研究,终于揭开了这些谜团:
嘴巴又短又硬的雀鸟,主要以去壳的谷类为食;
嘴巴细小的雀鸟,以昆虫和小粒谷物为食;
嘴巴又长又硬的雀鸟,主要以仙人掌的刺中间散落的果实为食。
不同海岛上的雀鸟,因为每座岛上的食物不同,逐渐改变了喙的外形。
物种与周围环境之间存在着非常密切的联系。
环境复杂性越高,物种多样性也越高。
此外,书中还详细介绍了达尔文对“环形珊瑚环礁形成之谜”的观察,思考,谜题的解决过程。
对科学感兴趣的小读者,一定不要放过发现周围新事物,认真观察,提出问题,思考问题的过程。
说不定会有大收获哟。
实验
《科学家如何思考:达尔文与物种起源》书中,介绍了达尔文带着两个儿子一起做的“种子的旅行”一系列实验,以解决植物的种子是否能够完成海洋旅行的问题。以破解相隔1000多公里的两个地方植物相似的问题。
首批实验的87种植物的种子,在几天后都沉入水底。
第二批,换了整个果实做实验,结果是:越大的果实,漂浮的时间越长;
第三批,水果连同生长的树枝一起做实验,结果:青涩的果实掉到海底,风干的果实可以漂浮3个月,其中的种子仍然可以发芽。
有10%的植物种子能够在脱水之后,飘过1450千米的海洋,然后发芽。
——查尔斯·达尔文,《物种起源》,1859年
此外,不同的种子有不同的传播方式。人类也会传播种子。
构建理论《物种起源》发表
在科学领域,观察和实验是不够的,还需要很多的热情和很多的耐心去构建理论体系。
也就是说,你需要构建一个逻辑思维体系及其规则,来解释已经观察到的现象,并预言人们尚未见过的事物。
达尔文的伟大之处,就在于提出自然选择理论,成为今天我们解释这个世界来龙去脉的一个基本原则。他提出的科学世界观,更有涵盖性。
——吴国盛
这就是思考的魅力。根据观察到的现象,最终推导出正确的人类进化发展史。
其他的,达尔文对花朵传粉的观察,对全世界不同地区的人的表情的研究。。。