李永乐：我是如何做科普的？
2023-01-15 16:27
发布于：北京市
前一段时间，中国科普研究所的王大鹏老师约我写一篇关于科普的稿子，我居然拖了一年多。新年开始，我决定把欠账清理了，总结了一下自己做科普的心得。写完之后，觉得自己写得还不错，发表出来，请大家批评指正！
一.我是如何踏入科普之路的
2009年硕士毕业后，我成为了一名中学物理老师。中学的教学工作异常琐碎而繁忙，我在正常教学之外，还负责物理竞赛的辅导工作，有时候一周要上接近30节课，几乎相当于一个人完成三个人的工作量。有一段时间，我白天给学生上竞赛课，晚上备课，每天只能睡3个小时。在连续十天缺乏睡眠的痛苦中，我经常在想：有没有什么方法，可以减轻我的教学压力呢？
2014年，我听说有个美国人创立了可汗学院，把教学影片发在视频网站上免费供大家学习，有些学校甚至用看可汗学院的影片代替上课。我想：为什么不有样学样呢？我可以把自己的课程录制下来，上传到网上，同学们能自主学习，我也可以轻松一些。
萨尔曼·可汗与可汗学院
于是，我开始录制教学微课，利用互联网为大家分享资料。从2014年到2017年的三年时间里，我上传了数百小时的课程，其中既有物理竞赛辅导，也有与生活相关的物理小知识。与此同时，2008年我还在校做兼职时录制的一大批数学课也被人盗版，挂在了网上。大家可以看到，那时候我还很瘦。
2008年做兼职时的我
最初，我录制的教学微课并没有多少人看，只当作是教学改革的一种尝试。我想，哪怕这些资料没有人看，至少也是对我教学工作的记录和整理。可是，我没想到时代的变化速度如此之快，随着智能手机的普及、网络速度的提高，人们开始习惯在手机上看视频——西瓜视频、抖音、b站等一大批短视频平台迅速崛起，传统自媒体平台（如微博）也开始在短视频上发力，短视频内容的需求出现了井喷，风口正式来临。
资料来源：iResearch，国海证券研究所
随之而来的是内容推荐方式的转变。以前，自媒体平台一般采用“粉丝制”，你发布的内容会推荐给你的粉丝，而你的粉丝必须要分享出去，才会有更多的人看到。新的时代，平台纷纷采用了“推荐制”，你的视频播放量越好，完成度越高，转评赞越多，就能推荐给越多的人。这样，即使是没有粉丝基础的草根创作者，只要发布的内容足够优秀，也能在短时间内积累大量的观看量。
2017年，我的一段教学视频“闰年是怎么回事”就这样被平台的算法发现了，一天之内播放量超过了2000万次，还被人民日报等媒体转发。再后来，我又陆续上传了一些科普视频，从此踏上了互联网科普的道路。
二.我做科普内容的选题
被算法选中的视频《 闰年是怎么回事》，其实是我在讲“集合”理论时举的一个例子。
我们都知道，闰年的规则是： 四年一闰，百年不闰，四百年再闰。用集合可以很方便地表示出来：
阴影部分是闰年的年份
可是这样做的道理在哪？从天文学角度很好理解：地球绕太阳运动的回归周期是365.2422天，1万年中，要多出来2422个闰日。按照闰年的规则，1万年中会有2425个闰日，与回归周期特别接近。
这个视频得到了大量转发，许多网友留言：原来数学还可以这样讲！活了这么多年终于知道闰年的道理了。那时我发现：许多网友觉得科学和数学离自己很遥远，只是因为他们不知道如何用科学和数学解释生活中的现象。
我决心架起这座桥梁：从生活中的现象出发，挖掘背后的数学和科学原理。为了引起大家的兴趣，我会把近期发生的社会热点事件作为问题引入。例如：
2018年高考之前，我做了两期节目，第一期是《高考中遇到了不会做的题，应该怎么办？》，背后对应的知识点是经济学中的沉没成本。第二期讲《考清华和中500万哪个更难？》，背后讲的是概率论和高斯分布。
2018年世界杯期间，我做了数期与世界杯相关的节目，如：《足球有几个面？》讲的是欧拉提示性定理；《C罗电梯球是怎么回事？》讲了伯努利原理和马格努斯效应；《足球场上弱队如何战胜强队？》讲到了排列组合和概率论。
2020年，疫情大爆发，我又连续做了许多期与疫情相关的节目，如：《细菌对人类有什么作用？》《新冠病毒是怎么回事？》《埃博拉有多恐怖？》《瑞德西韦能治新冠肺炎吗？》《如何正确使用酒精和84消毒液？》《红外线测温枪是什么原理？》《群体免疫是什么？》《西班牙流感如何杀死5000万人？》《救命神器呼吸机有什么用？》。到了2022年，我又做了《核酸检测原理》和《抗原检测原理》。
这些视频里涉及到大量的知识，比如概率论，欧拉提示性定理，马格努斯效应，聚合酶链式反应技术，单克隆抗体等等。单看这些名词，许多人可能都会觉得枯燥，如果这些知识放在书本上，网友们恐怕连翻都懒得翻一下。可是，当生活中出现与之相关的现象，网友们就产生了强烈的好奇，学习的门槛就大大降低了。
所以，把科普与社会热点相结合，降低网友学习的势垒，能取得事半功倍的效果。社会上每天都在发生大量的新闻，只要科普工作者善于挖掘，总能从中找到与自己相关的内容，并且加以利用。但社会热点具有时效性，关注度呈指数衰减，相隔时间太长热点就凉了，科普效果会大打折扣。这就需要科普工作者经常关注新闻动态，时刻准备着，第一时间做出高质量的科普内容。
三.我做科普的逻辑框架
有人总结了春晚小品的三个阶段：首先两个人发生误会，然后第三人出现解决误会，最后三个人一起包饺子。春晚看多了能摸清套路，我从2018年开始做科普视频，也慢慢形成了自己的逻辑套路。
首先是提出问题。我经常以这样的句子开头：“最近有一个小朋友问我……”。在社会热点发生时，的确有许多网友给我发私信提问，他们就是我口中的“小朋友”，虽然他们的年龄可能并不小。有时候，问题的具体内容是经过我筛选、整理的，所以我自己也可以是“小朋友”。使用这种句式，既能清楚地描述问题，又能拉近和网友的距离，同时也形成了自己的标签，我就一直沿用了下来。
其次是知识解析。在《新冠病毒》这一期视频中，我首先讲述了病毒的发现历史、病毒的结构、病毒感染细胞的过程；然后讲了三种对人体产生严重危害的冠状病毒：SARS，MERS和新冠病毒，讲述病毒的变异；最后讲到了免疫系统引发的细胞因子风暴，以及人类应对病毒的方法。虽然视频是从新冠病毒引入，但是却不局限于新冠病毒，而是向网友展现病毒这个宏大的概念。一滴水只有放在大海中，才能不干涸。一个新知识，只有放在宏大的知识网中，才能让网友印象深刻。
最后是做出总结。首先对刚刚讲述的知识进行总结，用新学到的知识简要回答视频开头“小朋友”的问题。然后，延伸所讨论的问题的意义，传达科学观点、科学精神，或者给网友提出积极的建议。例如：在视频《如何才能摆脱贫穷》中，我讲述了诺贝尔经济学奖得主迪弗洛的研究，结尾处得出结论：穷人和富人的差别在于健康、教育和财富，穷人需要接种疫苗，接受教育，购买保险，而国家和社会必须对穷人提供必要的帮助。在视频《为什么久赌必输》中，我讲了赌徒输光原理，结尾处引用了普希金的著名童话《渔夫与金鱼》，通过数学原理告诫大家不要赌博。这些视频都受到了网友们的高度评价。
按照这样的设计框架，我在一个视频中既解答了社会热点问题，又讲述了背后的科学知识，最后传递了一种科学观点或者积极的生活态度，取得了很好的效果。我的大多数视频时长有十几二十分钟，而平均观看时间也接近十分钟，这是一个相当高的完播率。
四.我做科普内容的风格
为什么手工绘制的画要比印刷的画更值钱？因为印刷品千篇一律，而每幅手工画都不一样，手工画融入了作者更多的感情。同样，科普不应该是千篇一律的，每个作者都应该有自己的特点。
我做科普最大特点是：背后有一块绿色的黑板。
有人认为这是一种设计，甚至可能是特意搭建的摄影棚，有团队包装。其实并非如此，如果真有设计，我想没人会选择这么简陋的画面。最初，我并没有想到自己做的内容会有如此多的观众，通常是趁着下课拎起三脚架，满教学楼寻找空教室。一旦发现有一个教室没有人，就走进去架好相机，录制一节课。有时候录到一半，学生走进来说有选修课，我还得提着我的装备，去找下一个教室。
最初选择黑板模式，是因为这样最贴近我日常的教学方法，对我来讲最熟练，不用额外做PPT或者动画，省时省力。但我渐渐发现：黑板其实是非常高效的授课工具，甚至比PPT和动画更加有用。因为在黑板上我可以为所欲为地讲述知识之间的联系，进行绘图和推演运算。当后面的知识需要用到前面的结果时，我只需要抬手指一指。一节课讲完，所有的推演过程都留在黑板上，网友可以清楚地看到我授课的逻辑，体会到科学之美。
我做科普的第二个特点是：喜欢多学科融合。科学本身并不是分裂的，而是统一的。古希腊的亚里士多德对生物学、天文学、物理学、修辞学等等学科都有研究。著名科学家和科普届的一代宗师乔治伽莫夫在名著《从一到无穷大》里，讨论了数学、物理、化学、生物和天文等等方面的知识。有时候，为了解释一个问题，我们不得不涉及到多学科融合。
例如：在《血氧仪原理》的视频中，我为了介绍脉搏血氧仪，首先讲述了红细胞和血红蛋白的结构和功能，讲述了含氧血红蛋白、脱氧血红蛋白、血氧饱和度的概念，这是生物学的问题。然后讲述光线穿透溶液时的透光率和吸光度的概念，并指明：两种血红蛋白的吸光度不同，这是个物理学问题。最后，利用LED光源、探测器分析红光与红外光吸光度的变化，计算出血氧饱和度，这又是数学处理的过程。视频中涉及到了生物、物理、数学三个学科，只有把它们融合到一起，才能把问题讲清楚。
我做科普的第三个特点是：喜欢讲述科学家的故事。例如在介绍张益唐的孪生素数猜想时，我在视频最后重点谈了张益唐的人生经历：13岁中学辍学，36岁毕业即失业，打了8年零工，到了58岁还只是一个讲师。直到有一天，张益唐在朋友家的后院找鹿，他没有等到鹿，却想到了孪生素数问题的突破性方法，迎来了人生的转折。正可谓十年寒窗无人问，一举成名天下知。
张益唐
许多科学家都有自己“尤里卡”的时刻，还有一些科学家很有脾气，喜欢党同伐异。例如我在讲《最速降线》问题时，谈到伯努利向数学界挑战的故事，又讲述了约翰伯努利出于嫉妒，把自己儿子丹尼尔伯努利的著作据为己有的事。做科普的过程中多讲讲这些奇闻异事，能让网友觉得科学家也是普通人，拉近网友与科学的距离。
伯努利家族
我做科普的第四个特点是：在科学的严谨性和普通网友的理解力之间，寻找最好的平衡点。我们都知道：并不存在绝对的科学真理，所有的科学结论都是在努力接近真理。做科普时，更会出现这样的矛盾：如果想把问题描述得更加严谨，必定要大费口舌，而这可能对要做的科普并无太大帮助，反而增加了网友的阅读障碍。有时候，我们必须借用生活化的语言进行描述，也有时候，我们必须牺牲一定的严谨性。
例如：我在讲述病毒如何感染细胞时说：“DNA就好像厂长，负责生产计划；RNA就好像车间主任，负责把厂长的计划转达给工人；核糖体就是生产车间，RNA来到生产车间，就能指导工人生产产品——蛋白质。这个过程是生物遗传的重要过程：中心法则。”有网友指出：你说的这种RNA叫做信使RNA，即mRNA，并非所有的RNA都有信使功能。其实我的表达就属于牺牲了一定的严谨性，但能极大减轻理解难度。
中心法则
再举个例子：讲到牛顿的万有引力定律为什么是正确的，我讲述了地月检验、哈雷彗星和海王星的发现。最后说到：万有引力并非完美无缺，在解释水星进动时出现了问题，每100年的进动角度相差43″，这个误差在有了爱因斯坦的广义相对论后才得到解释。有网友说：水星进动并不每100年相差43″，而是每100年观测值相差5600″，牛顿定律测算值是5557″，二者的相减才是43″。实际上，在因斯坦的著作《狭义与广义相对论浅说》（商务印书馆）和我采用了一样的说法，也许爱因斯坦（或者译者）认为：虽然这种说法并不严谨，但是更容易让读者抓住重点。
我做科普的第五个特点是：不做知识罗列，而是展现分析框架。在互联网时代，知识是很廉价的，不管任何问题，只要你愿意去搜索，都能立刻找到答案。然而，分析问题，寻找工具，最后利用工具解决问题的逻辑是很美妙的。所以对于任何一个问题，我都不会轻易地给出答案，而是层层剖析，如侦探小说一般带领观众走向答案。
就像2022年发生了一件事：伦敦金属交易所的镍期货价格暴涨，几天时间内翻了数倍。市场上有各种传言，外资逼仓、港交所调节、国家支持下外资惨败等等。实际上，要理解价格变动的原因，首先要了解镍这种特殊的金属，它用途广泛，却有着复杂的制造工艺、技术路线和产品种类，受到多个供需市场的影响。而且期货市场只能用纯镍进行交割，纯镍的世界产量非常有限，这样就很容易出现价格的暴涨暴跌。而要理解逼仓，就得先了解期货和套期保值的原理，这又是科普金融工具的最佳时机。最后，通过讲解科学内容，就能破除错误的传言，让大家看清真相。这一期内容也是我比较满意的。
五.我是如何掌握这么多知识的
总有人质疑：一个人怎么可能什么都懂？我背后一定有个团队，我只是个念稿的。几年前我刚刚开始做科普的时候，准备、录制、裁剪、上传，都是我自己完成的。后来有一位粉丝和我说，可以帮我做字幕、裁剪和上传工作，于是慢慢地，我就只负责录制视频了，后期就交给小伙伴去做，如果这也算团队的话，那我的确是有团队了。
可是，视频的准备工作，还是我自己完成的。我会阅读大量的资料，整理出一条我认为合理的逻辑线。
4年前，我做了3期黎曼猜想的视频，主要的参考资料是卢昌海老师的《黎曼猜想漫谈》，为了制作视频，我把卢老师的书反复看了好几遍。为了制作量子纠缠和贝尔不等式的内容，我看了北大吴飙老师的《简明量子力学》。为了讲记忆的原理，我读了日本科学家池谷裕二的《考试脑科学》和艾宾浩斯的《记忆的奥秘》。为了讲弗洛伊德的理论，我阅读了《梦的解析》等等。
除了读书，我还会搜集大量的网络资料，包括wiki百科，知乎，youtube上的其他博主，以及NASA等科研机构的网站等等。前一段时间为了制作《可控核聚变》这期视频，我阅读了劳伦斯-利弗莫尔实验室网站的大量资料。不得不说，美国科研机构在科普上花的心思真多，很多资料准确又详实。
劳伦斯-利弗莫尔实验室网站
刚开始做科普的时候，还能抖抖机灵，《考清华和中五百万哪个难？》就是抖机灵的视频，准备时间比较短。后来粉丝越来越多，对我的要求也越来越高，抖机灵已经不太合适了，而且也没有那么多机灵可以抖。想要持续输出内容，必须进行持续学习。我制作一期视频，平均要阅读20万字以上的内容，花费20-30个小时准备。思路整理好了，拍摄的速度非常快。所以，那些质疑我的网友，不要只看贼吃肉，不看贼挨揍。在一个视频背后，我真的付出了很多的心血。
尽管阅读与学习提供了丰富的知识来源，但有些问题我也无法在短时间内完全弄懂。这个时候，我就需要同学、同事和学生的帮助了。
我提到过一个毕业多年的学生，在北大数学系读完了本科和硕士，又到美国去读博士，现在已经博士毕业了。她叫鲁泠溪，我在视频中叫她507，她有深厚的数学功底，能帮我解答许许多多的数学问题。我做张益唐的《孪生素数猜想》《朗道-西格尔零点猜想》时遇到一些困惑，就是她帮我答疑。再往前我想做一期关于小游戏《羊了个羊》的视频，也是她给我提供了思路。
在生物方面，我要感谢我的两个同事，黄森老师和和渊老师。黄森老师上课风趣幽默，讲解任何问题都非常清楚明白。和渊老师是清华生命科学学院的博士，施一公的弟子，颜宁的师妹，许多关于生物学的前沿问题都能帮我解答。我还要特别感谢台北市立第一女子高级中学的生物老师——蔡任圃老师，从他的视频中我获得了很多知识，他也帮我解答了许多生物问题。
虽然我是学物理的，但是很多前沿问题我也弄不太清楚，所以经常咨询我的同事和同学。我的同事陈曦老师帮我解答了很多问题，我的同学北京师范大学的刘海文老师在我制作《九章量子计算机》《贝尔不等式》等视频的时候，给了我很多指导。有时候为了研究一个问题，我可能辗转咨询很多人，直到找到让我满意的答案。然后我就吃定这个人，以后遇到类似的问题还问他。另外我还看了很多佑来了老师的视频，他做了很多有趣的物理实验，给了我很大的启发。
刘海文教授作为校友代表
在北京大学物理学院2022年开学典礼上发言
准备工作完成后，我会从互相关联的海量内容中，筛选出一条最容易讲述的思路，给大家展示，这就是我制作科普内容的过程。如果这些朋友都算是我的团队，那么我的团队还挺庞大的。
到现在，我已经在互联网上传了近千条科普短视频，还写了几本科普书，除此之外，我还积极参加了许多部门组织的线下科普活动：由中国科协主办的“乡村振兴、科教赋能”活动，中央电视台组织的四川凉山“大手牵小手”活动，以及科协、科学院等单位组织的面向公众的多场演讲。我相信：线上科学普及是成本最低的，但是线下的科普活动依然有重要意义。
法拉第年轻时经常去听科学奖座，并且喜欢记笔记。有一次他去听化学家戴维的讲座，并且把自己的笔记给戴维看。戴维很喜欢这个年轻人，就把他招进了自己的实验室。有人说：戴维一生最大的贡献，就是发现了法拉第。法拉第成名后，也给公众做科学讲座，下面也坐着一个年轻人不停地记笔记。讲座结束之后，年轻人把笔记给法拉第看，法拉第鼓励他说：你不应该局限于我的观点，而应该有所突破。这个年轻人就是麦克斯韦。
如果有一天，一位科学家回忆起自己的童年，说是因为看了我的视频，听了我的讲座，才喜欢上科学，那将是我一生无尽的荣耀。
我相信，只有一个相信科学、热爱科学的国家，才能迸发出无限的创造力，才能有光明的未来，科学普及是一件正确的事，更是一件有意义的事。返回搜狐，查看更多
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