文津图书奖得主新书来了！一本科学之书，却让人读出热泪

作为资深芯片研究专家、华为前高级工程师、法国里昂纳米国家实验室访问学者，汪波的人生轨迹像他研究的芯片电路一样严谨而有序：从小镇少年，考入世界名校，成长为资深芯片研究专家。

谈及所获成就，汪波更喜欢评价自己是“勤奋”的。小时候，他是不肯睡觉，坚持要为一道数学题找出15种解法的学生。后来，他习惯用一种艰辛的、高度沉浸的方式对待工作，在科研、教学、写作上，皆是如此。

2024年，汪波凭作品《芯片简史》斩获数十个奖项，其中包括图书界的国家级最高奖项“文津图书奖”。

在文津奖颁奖现场，汪波发表感言:“这两年的大部分时间里，我都沉浸在一种波长极广、以年为周期的心流状态中，有内心的宁静，也有奋笔的艰辛。日复一日，唯求自慊。”

不过，当世界如同更新换代的芯片般进入“光速时代”，汪波却选择慢下来——感受时间的流动，书写时间的故事。

在大学做老师时，他会每周留一个中午和学生共进午餐，在这个慢下来的Q&A时间，他们谈学业，也聊生活。

而现在，他把更多的时间分给了“爸爸”这个身份。他在一个小镇长大，小时候“最喜欢的就是上山和下河”。于是，他留出时间带女儿去露营，他们在草地上搭帐篷、运动、玩游戏。回到家里在餐桌上，女儿特别喜欢问他“为什么”，一个接着一个，直到把他问得回答不上来了，才满意地停下来。

这样的场景，正是他的新书《时间之问》的灵感源泉——用孩子问题当导线，把天文、物理、音乐、生物、文学这些看似不相干的学科，连接成孩子能听懂的科学故事。

新书面世之际，我们第一时间专访了汪波。这里有不同时期“汪波”的故事——他是小镇少年、是实验室研究员、是作家。现在，他的身份是给好奇孩子解答问题的“科学作家爸爸”。

（本文约6800字，建议你慢慢读完）

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PART1.时间就像一颗钻石，每个切面都折射不同光芒

时间可以是《红楼梦》里的西洋钟刻度，可以是含羞草闭合的节奏，甚至是超新星爆炸的倒计时。有一次和女儿煮字母形状意面，翻滚的字母突然让汪波想到宇宙大爆炸：高温时粒子乱如沸水中的字母，冷却后才排列出意义。这就是他想给孩子们看的——世界是连通的拼图，而时间是拼图的底板。

Q：

您童年时期有哪些兴趣爱好？在学校，您是“苦学型”还是“探索型”的学生？

我小时候生长在一个小镇上，周围都是山，我从小跟大自然有非常亲密的接触。我最喜欢的就是上山和下河，整个夏天都在外面玩，躺在山坡上看天上的云，走在山脊上让夕阳把自己的影子拖到山谷里，在草丛里捉蚂蚱，在河里打水漂，乐此不疲。自然的景象令人头脑放松而舒展，有时忘记了自己的存在，沉浸在虫鸣、风声和青草的芳香之中。

小时候别人经常说我学习用功，但我自己从来没有感到自己在苦学，反而因为找到了学习的乐趣而沉浸其中。初三学到原子中一层层的电子轨道，我意识到这跟太阳系的行星轨道很像，突然觉得庞大的宇宙和渺小的原子之间的相似性，感到非常震撼，也觉得很有趣。

Q：

您还记得第一次因为一个问题停不下来是在什么时候吗？

印象最深的一次是初中的一天晚自习，数学老师很神秘地出了一道几何证明题，让我们用尽可能多的方法证明。

回到家已经九点多了，我很兴奋，跟家长说我还不想睡觉，这样我又继续在本子上写写画画，想了好几种证明方法。第二天一早，在早自习上和上课前继续想，直到数学课前一共想到了15种方法，连我自己也感到不可思议。我觉得这是对发散思维的很好的锻炼，让我们不是满足于一种方法，而是挑战自己，并找到乐趣。

Q：

哪些经历让您确信儿童时期的通识教育对成长至关重要？

我本身是研究芯片电路的，以前研究过一种神经形态电路，它结合了芯片电路与脑神经元的工作原理。那时我意识到自己以前学的神经元的知识是如此重要。还有一次，我要跟学生讲解芯片里的锁相环电路，这种电路很复杂，解释起来很费劲。后来我突然想到这种芯片电路的原理竟然跟中国汉朝的司马迁时期设置闰月的“无中置闰”法本质相同，于是我找出手机里的农历，对照着去解释电路，立刻变得容易起来。

这些例子给了我极大的启发，没有任何一门学科是孤立的，只要认真思考，所有知识都是相通的。如果在青少年时期打下了一个通识的基础，将来需要时就能将不同的领域联系起来。

Q：

《时间之问》为什么选择“时间”作为科普的切入点？

我有个基本的理念，所有的知识都是彼此关联的。但是要找到一个媒介将它们关联起来。巧合的是，我的研究很大一部分是与时间有关的芯片电路（如时钟芯片、时间运算电路等），这让我花了很多时间思考时间的问题，以及时间在不同学科中的联系，并最终意识到时间是一个火锅汤，融合了天文、物理、音乐、生物、文学等等，任何一个方面都可能勾起人们的阅读兴趣，从而扩展开来。

时间可以是芯片里的时钟电路，可以是《红楼梦》里西洋钟上的子丑寅卯的刻度，也可以是动物植物体内的生物钟（含羞草、人体），也可以是宇宙里的时钟——脉冲星。时间可以很严谨，例如导航卫星携带的原子钟，也可以很温情，例如《小王子》里的那句话：“正是你倾注在玫瑰上的时间，才使你的玫瑰变得如此重要。”

在相对论里，时间在有些地方快，有些地方慢。而在心理学上，人们在不同情况下也会觉得时间流逝的速度不同。说到文学，博尔赫斯曾写过一首关于时间的诗（时间是载我而下的河，时间是吞噬我的虎，时间是燃烧我的火）。时间就像一颗璀璨的钻石，无论你站在哪个角度，都能看到它折射出来的光芒，因此它是一个很好的切入点。

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PART2.被孩子问倒的时刻，往往是科学最鲜活的时刻

一次给女儿煮意大利面时，橱柜顶找到的字母面成了宇宙起源教具。她追《冰雪奇缘》时问极光，我们就把地球变成一块大磁铁。真正的科普不是简化知识，而是找到那个"啊哈时刻"——就像被学生问"AI会取代我们吗"，我愣住后反而和他们一起拆解出了更本质的问题：人类不可替代的是什么？有时好问题比十个标准答案更有价值。

Q：

在华为、法国里昂纳米国家实验室和北大深圳研究生院教学的过程中，您观察到哪些现象，促使您开始关注针对青少年的科普教育？

我在法国学习和工作期间，注意到他们的青少年读物或一些演示等活动都有一个特点，就是非常活泼有趣，无论是内容还是讲解的方式都尽可能平易近人，让人很有参与感。

等我有了孩子之后，我需要给她解释一些科学原理，由此更加关注孩子的科普。同时青少年科普的写作，也让我感到责任重大。看似给孩子的科普读物只要写得简单易懂一点就行，其实远不是这样，要考虑趣味、孩子的接受程度、是否吸引人，是否产生误解等等，它的要求我觉得比一般的科普作品要高出一截。

Q：

作为文津奖得主，您的硬核科技写作令人印象深刻，那您又为什么花时间为孩子们打磨了这套科普书？这两者之间有什么关联吗？

我觉得这套书可以让孩子对不同的学科都产生兴趣，因为将来的工作，包括芯片领域，都是跨学科融合的。

无论是讲述芯片的历史，还是给孩子的科普读物，故事都是最好的方式。尽管这两本书的主题很不同，但都是通过故事来讲述。当然，《时间之问》中的故事是虚构的，因此可以更贴近孩子的生活。

此外，对于复杂的术语和概念，这两本书都通过打比喻的方式来解释，将其转化为具体的形象，降低了理解的门槛。例如在《芯片简史》里我把晶体管比作水坝，而在《时间之问》里，我做了许多跟孩子生活贴近的比喻，例如把宇宙加速膨胀与铃铛球联系起来，把整个星空比作一颗球形巧克力，等等。

Q：

书中用“露营+对话”的形式展开讲述，这是受了您和女儿平时相处方式的启发吗？您和她之间有没有哪次交流让您觉得“科学原来真的可以这么自然地进入生活”？

周末或假期，我会带孩子去公园和野外玩，一起搭帐篷，或者运动、玩游戏。回到家里在餐桌上，孩子特别喜欢问问题，有一段时间女儿特别喜欢问我“为什么”，一个接着一个，直到把我问得回答不上来了，才满意地停下来。这也让我了解到什么样的讲述方式是能够理解和容易接受的，我也要感谢我的女儿对我的解释能力的锻炼。

一次我给孩子做饭，本来煮了阳春面，但孩子不愿意吃，嚷着要吃意大利面，但家里的长条意大利面已经吃完了。一阵翻箱倒柜后，终于在橱柜顶的角落发现了一包字母形状的意大利面，孩子很喜欢，立刻拿了几个就玩了起来，然后我们一起煮面，孩子好奇地盯着锅里那些字母在沸腾的水中上下翻腾。

后来煮字母面这件事被我用来解释宇宙的起源，宇宙诞生之初温度特别高，在如此高温下，粒子混乱地运动，就像沸腾的水里的字母面，当宇宙温度降低到3000度以下时才形成了有序的星系，就像锅里的水不那么沸腾后，其中字母也会慢慢排列出有意义的组合。这个身边的例子就解释了宇宙从沸腾时的混沌和无意义到冷却后的秩序和有了意义。

还有一次，孩子问我烤箱是怎么把东西烤熟的。我解释说是一层一层地由外向内烤熟的，后来在解释超新星爆炸时，我想到了给孩子解释的烤箱的原理，超新星同样是一层层由外向内温度不断升高，从而产生新元素的。

Q：

您在写作中大量使用问答式结构，是不是跟您平时喜欢和学生一边吃饭一边聊天有关？有没有哪次学生的问题让您“当场语塞”，反而激发了更深的思考？

是的，边吃边聊时精神放松，而且彼此启发，很有意思。思维也容易展开，聊着聊着就有一些意想不到的话题，这种发散型的思维其实很重要，许多新发现就是异想天开想出来的。

如果被学生问得语塞了，说明学生对这个问题有了自己深入的思考。记得有一次，学生问我，如果被AI替代了，该怎么办？我被问住了。于是我们开始一起讨论，AI能做什么，不能做什么，有什么长处以及不足。我无意中说了一句话，让他恍然大悟，学生自己想开了，破除了好几个月的焦虑。

Q：

您曾说“一个提问的价值胜过十个回答”，您心中觉得，一个真正有价值的问题长什么样？

我觉得，有价值的问题通常很简短，但引出的思考是多角度的和多维的，就像一束光照到了钻石上，在每个切面上都反射出光芒。例如：时间为什么有时快有时慢？可以从生理学、相对论等不同角度去思考。

另外一种有价值的问题是，它常驻你的心灵，你可以将来不停地回到这一问题上来。它值得不断去咂摸，去品味，每次都能更深入一点。例如，爱因斯坦在四岁时得到一枚指南针，很好奇为什么它总是指向特定的方向。后来到了14岁，他问了一个问题，如果骑在一束光上将看到什么样的景象？后来他26岁提出相对论，就与这两个问题密切相关。对于我自己来说，这个重要的问题就是：时间是如何串联起不同学科的？当我心中怀着这样的问题，我就竖起了一根高灵敏的天线，将任何相关的信号都接收下来，就发现了更多新的关联。

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PART3.教育不是灌满一桶水，而是点燃一团火

我女儿曾对订阅的科学杂志视若无睹，直到某天自己翻到感兴趣的文章，现在她总催问新刊期。知识就像帐篷的骨架——你不能硬塞钢管，要等孩子主动拉开帆布时，才看得见星空的全貌。在书里我用"闰月"解释锁相环电路，用千层蛋糕比喻超新星，就是要留下钩子，等他们某天突然惊呼："原来这就是爸爸说的那颗钻石！"

Q：

您希望自己的孩子，从小在怎样的家庭氛围和学习环境中长大？

我希望孩子在一个自然的氛围里成长，她自主地发现有趣的事情，而不是别人强迫她做的。比如，我曾经给孩子订阅了一本科学杂志，但是半年多过去了，孩子就没有打开看过。虽然我可以要求她读这本杂志，但我觉得这并不好，因为那时她的兴趣在侦探小说上面。直到某一天，她自己无意翻开了这本杂志，恰好翻到自己感兴趣的一篇文章，很开心地读了起来。一直到现在她都很喜欢这本杂志，并期待下一期到来。总之，在当下的环境里，我觉得要保护好孩子的自主性，并让兴趣自然发生。

另一方面，家长也不是完全放手，需要为他提供一些必要的话题，例如通过阅读书籍。如果孩子比较小，可以共读，如果大一点，可以让孩子自主读，当孩子读书遇到不懂的问题问家长时，就可以引导孩子，一方面提供一些基本常识，另一方面引导他深入思考，让孩子在讨论和交流中成长起来。

Q：

作为父亲，您是怎么在日常生活里“偷偷”把科学思维带进亲子关系的？有没有哪些您亲身验证过、很有效的小技巧，可以让孩子更主动去思考？

平时我会先留意孩子的兴趣，看看她对什么最感兴趣，当她产生兴趣和疑问时再用科学原理去解释会收到比较好的效果。例如女孩子一般都喜欢公主（冰雪奇缘），在电影里会出现绚丽的北极光，孩子就会问为什么我们这里看不到极光，只有北极附近才能看到？这时再解释地球的自转和磁场的形成，就比较顺其自然。

再比如电影《哪吒2》里，有一个神仙在水下放电，电击哪吒。但是后来哪吒想到将河水冰冻，神仙放的电就无法电到哪吒。孩子看了电影会问：为什么冰不导电？这时再去解释物质的结构以及导电的原理，孩子就爱去思考。

Q：

许多父母困惑于“孩子学到的知识是碎片，无法串联成体系”。您在《时间之问》中如何破解这一难题？

的确，现有的教学体系把知识分成不同学科，让人感觉彼此之间没什么关系。但后面到了工作中会发现，根本没有所谓的学科界限，为了解决问题，就需要将不同的知识融会贯通。

时间是很好的粘合剂。只要留心思考，就会发现时间在所有的学科里，既包括物理和天文，也包括音乐和文学。

《时间之问》从露营这一角度出发，将整个大自然作为我们观察世界的课堂，无论是星空还是含羞草，无论是竹林还是溪流，都成为我们理解时间的对象。因为整个大自然是一体的，那么我们对大自然的思考也是一体的。

大自然中现象虽然如万花筒般繁复，但是背后的原理又是统一的，因而能够将它们关联起来，例如星空本身就是一座时钟，因为它呈现出一种周期性的规律。只要有这种周期性规律的都可以当做时钟，例如水滴、沙漏、钟摆，再到自转的脉冲星，甚至蓝藻和人体的生物钟。这样就将物理、生物、天文等完全不同的学科关联起来。

Q：

您在书中如何平衡趣味性与深度，确保孩子不被术语难住？

我不会直接提出一个术语，而是先通过故事引起读者的兴趣，然后再解释现象，最后给出术语。理查德·费曼曾说过，知道一个东西叫什么，不等于知道它是怎么回事，重要的是理解它背后的原理，而不是知道它叫什么。此外，通过打比喻或者联想的方式，可以让孩子更形象地理解。例如，为了解释超新星如何产生新元素的过程，我用了千层蛋糕的比喻。

对于自由探索和知识积累，二者其实是辩证的关系。我们需要积累必要的知识或常识，才能去自由探索。但如果只注重知识的积累，而没有给孩子留下自由探索的空间，孩子就会失去探索的欲望，反正已经有了现成的知识等着我去学习了。

在书中，对于一些科学概念，我做了必要的解释，同时适可而止，给读者留下一点空白，让孩子自己花时间去体会，如果他很感兴趣，相信他会自主地去深入思考。这种探索能力，就是在阅读中培养出来的。而且累积的知识将来会忘记或者过时，而掌握探索的能力就像学会了一种技能，会陪伴一生。

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PART4.“时间”与“时间之问”

Q：

很多人觉得“时间”就是手表上的时针，您觉得孩子从理解时间开始，会获得怎样不同的视角？

回到文艺复兴时期，回到17世纪第一次科学革命时期，那时分科不明显，一个科学家也可以同时是物理学家、化学家和诗人，例如戴维，例如歌德除了进行文学创作，也研究光学。那时人们理解世界的角度是综合的，多元的，一体的。而随着科学发展，分科越来越细，人们失去了总体的理解和把握。但现在，这一学科融合的趋势重新回来了，最前沿的科学研究几乎都是跨学科的，或多学科交叉的，例如AI for science中有一个方向是用AI发现新的蛋白质结构，另外科学家研究最短路径问题，会借鉴蚂蚁找路的群体协作的方法，等等。所以，我们的孩子从一开始就要建立起学科融合的观念。

时间可以重新串联起不同的学科，让我们认识到世界是有机不可分割的一体。通过理解时间，孩子会觉得世界是有机一体的，因而世界在他面前的图景是完整的，彼此关联的。时间就像拼图的底板，让孩子有一种拼满它的欲望。他要主动地寻找和尝试不同的拼块，这可以很好地锻炼创造性思维。

Q：

如果各用一句话邀请父母和孩子打开《时间之问》，您会如何形容这场“时间之旅”？

对父母：在旅行中，孩子总有各种各样的问题问家长。而这本书就是一场旅行，它会为你和孩子的交流创造许多有趣的话题，无论是物理的、文学的还是节气的、生物的，你总可以找到一个合适的话题与孩子交流。

对孩子：世界在你面前展现为一个圆环，而你是其中的一段弧，与大自然、父母以及所有人连接在一起。那么，让我们开始这段时间之旅吧！

本期策划：Burt

编辑：芦丁

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