科普思维十大范式:为科学普及注入理性之光
2026-9-7 14:32 中国新质生产力网核心提示: 科学普及绝非知识的简单搬运,其深层困境在于:如何让艰深的科学原理穿透认知壁垒,抵达公众心灵?如何让理性精神在信息洪流中扎根生长?
科学普及与科技创新,如车之双轮、鸟之两翼。习近平总书记指出:“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼,要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。”然而,科学普及绝非知识的简单搬运,其深层困境在于:如何让艰深的科学原理穿透认知壁垒,抵达公众心灵?如何让理性精神在信息洪流中扎根生长?
《易传·系辞》云:“形而上者谓之道,形而下者谓之器。”科普之“器”是具体的知识内容,科普之“道”则是贯穿其中的思维方式。无“道”之“器”,终将沦为碎片化的信息堆砌;以“道”御“器”,方能使科学精神内化为公众的思维习惯。
王夫之在《读通鉴论》中言:“不倚于一事而为万事之枢,不逐于一物而为万物之宰。”思维范式正是科普实践中那个“不为一事一物所限”的枢要与主宰。有鉴于此,笔者结合多年健康科普实践与理论思考,提炼“科普思维十大范式”,以思维之经纬,织就科普之华章。

▲王立祥教授荣登中国科技核心期刊《健康世界》杂志封面人物
一、科普联想思维:由此及彼,触类旁通
范式内涵:联想思维是通过事物之间的相关性、相似性或对比性,从一个认知对象跳跃到另一个认知对象,从而建立新知与旧知之间桥梁的思维方式。
经典溯源:《诗经·小雅·伐木》有云:“嘤其鸣矣,求其友声。”物以类聚,声以相应,联想思维正是利用万物之间的“友声”关系来传递新知。庄子在《逍遥游》中“北冥有鱼,其名为鲲……化而为鸟,其名为鹏”,以鲲鹏之变喻人生境界之升华,正是联想思维的典范。
英国哲学家约翰·洛克(John Locke)在《人类理解论》中提出“观念联想律”(Association of Ideas),认为人类的知识网络本质上是通过联想编织而成的。科普的本质,正是帮助公众在新的科学概念与既有生活经验之间建立有效联想。
科普应用:在健康科普中讲解心脏功能时,将心脏比作“人体的水泵”,将血管比作“输水管道”,将血液黏稠度比作“水流速度的变化”,使公众通过日常生活中的水泵系统联想到心血管系统的工作原理。新冠疫情期间,将“病毒传播链”联想为“多米诺骨牌效应”,使公众瞬间理解“切断传播链”的紧迫性——一牌倒则全牌倾,一链断则全链止。
联想思维的核心在于:让新知穿上旧识的外衣,让抽象披上具象的铠甲。
二、科普逆向思维:反经合道,倒行逆施
范式内涵:逆向思维是从问题的对立面或反向路径出发进行思考,打破正向思维的惯性束缚,从而获得全新的认知视角。
经典溯源:《道德经》第四十章云:“反者道之动,弱者道之用。”老子揭示了事物向对立面转化是“道”运行的根本规律。司马光砸缸救人,非从“人离水”入手,而取“水离人”之径,正是逆向思维的不朽典范。数学中“反证法”(Proof by Contradiction)由欧几里得在《几何原本》中系统运用——不从正面证明命题,而从否定结论推出矛盾,是逆向思维在科学方法中的经典体现。
科普应用:在疫苗科普中,常规思路是“打疫苗有什么好处”,逆向思维则引导公众思考:“如果没有疫苗,世界会怎样?”展示天花在疫苗接种前每年夺走数千万生命的历史数据,让公众从“疫苗的缺席”中体会疫苗的存在价值。在讲解抗生素滥用危害时,不说“不要滥用”,而是问“假如有一天所有抗生素都失效了,一次普通阑尾炎手术会怎样?”——让公众从“失去”的恐惧中理解“珍惜”的必要。
逆向思维的核心在于:从反方向照亮正命题,以“失去”的假设唤醒“拥有”的觉知。
三、科普类比思维:取象比类,以近喻远
范式内涵:类比思维是通过寻找两个不同领域事物之间的结构性相似,借助熟悉领域中的关系模式来理解陌生领域的认知方式。
经典溯源:《周易·系辞下》曰:“古者包牺氏之王天下也,仰则观象于天,俯则观法于地……近取诸身,远取诸物,于是始作八卦。”取象比类正是中华先民最古老的认知范式。孔子在《论语·雍也》中说:“能近取譬,可谓仁之方也已。”虽言仁道,其方法论核心亦是类比。
科学史上,开普勒(Johannes Kepler)将行星运动类比为“天体音乐”,爱因斯坦(Albert Einstein)将引力场类比为“弯曲的时空膜”——一块橡皮膜上放置重球使膜面凹陷,小球沿凹陷滚动,即行星绕日运动。类比思维是科学发现与科学传播的共同利器。
科普应用:讲解免疫系统时,将抗体与抗原的关系类比为“钥匙与锁”——一把钥匙开一把锁,但免疫系统的精妙在于能“根据锁的样子现配钥匙”。讲解基因编辑技术(CRISPR)时,类比为“Word文档的查找替换功能”——在基因组这一“生命说明书”中精准定位特定序列并加以修改。讲解高血压危害时,将血管类比为“长期承受高压的水管”——水管壁会老化、硬化、破裂,血管亦然。
类比思维的核心在于:以近取譬,借熟喻生;以象尽意,因类而通。
四、科普逻辑思维:循名责实,以理服人
范式内涵:逻辑思维是遵循形式逻辑的基本规律——同一律、矛盾律、排中律——进行概念界定、判断推理和论证建构的思维方式,是科学普及的骨架与脊梁。
经典溯源:亚里士多德(Aristotle)在《工具论》中创立三段论逻辑,奠定了西方科学推理的形式基础。《墨子·小取》云:“以名举实,以辞抒意,以说出故。”墨家逻辑同样强调以概念指称实际、以判断表达意义、以推理说明根据。逻辑思维是一切科学论证不可须臾离也的基本功。
英国哲学家培根(Francis Bacon)在《新工具》中进一步指出:“逻辑学并不能发现新的科学,但能使已有的知识条理化、系统化,从而更便于传授。”科普之“普”,首先要求内容经得起逻辑的检验,否则“以己之昏昏,焉能使人昭昭”。
科普应用:在辟谣科普中,逻辑思维是不可替代的利器。例如澄清“食物相克”谬论,可建构如下逻辑链:若“相克”成立,则两种食物同食必产生有害物质→该有害物质需经化学检验确认→人群大规模食用该组合后应出现一致的中毒反应→但流行病学数据显示无此类病例→因此“食物相克”缺乏逻辑和实证支撑。在解读“随机对照试验”时,以逻辑链条展示“随机分组→均衡基线→控制变量→归因干预”的推理路径,使公众理解“为什么科学结论需要严谨的逻辑推演”。
逻辑思维的核心在于:概念清晰如镜,推理严密如链;让结论成为前提的必然归宿。
五、科普平面思维:横看成岭,多维审视
范式内涵:平面思维是围绕同一问题,从不同学科维度、不同利益视角、不同时空尺度展开横向扫描与平行比较,以获得全景式理解的思维方式。
经典溯源:《周易·系辞上》云:“仰以观于天文,俯以察于地理,是故知幽明之故。”古人治学,从不囿于单一维度,而是天文地理、上下俯仰,多维并举。苏轼《题西林壁》更是平面思维的诗意表达:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中。”
20世纪系统论创始人贝塔朗菲(Ludwig von Bertalanffy)强调,复杂系统必须从多个层面同时加以考察,任何单一视角都注定是片面的。科普面对的对象是复杂的科学问题,更需要平面思维的广角视野。
科普应用:在抑郁症的科普中,平面思维要求同时呈现生物学维度(神经递质失衡、遗传易感性)、心理学维度(认知模式、早期经历)、社会学维度(社会支持、文化压力)以及公共卫生维度(疾病负担、防治策略)。任何一个维度的缺失,都会导致公众对抑郁症的片面理解——或视为“意志薄弱”,或视为“纯粹化学问题”。在气候变化科普中,需同时展示气象学证据(温度曲线)、海洋学影响(海平面上升)、经济学代价(极端天气损失)、健康效应(热浪相关死亡率)等多平面信息。
平面思维的核心在于:不执一端,不偏一隅;以多维之镜,照全息之象。
六、科普移植思维:他山之石,可以攻玉
范式内涵:移植思维是将一个学科领域中的概念、方法、模型或技术,迁移应用到另一个看似无关的领域,以产生新的理解和解决方案的思维方式。
经典溯源:《诗经·小雅·鹤鸣》云:“他山之石,可以攻玉。”两千多年前的先民已洞悉跨领域借鉴的智慧。近代科学史上,移植思维的辉煌案例不胜枚举:达尔文将马尔萨斯(Thomas Malthus)人口论中的“生存竞争”概念移植到生物学,创立自然选择理论;薛定谔将物理学思维方式移植到生物学,写出《生命是什么》,直接启发了DNA双螺旋结构的发现者。
维纳(Norbert Wiener)创立控制论,更是将“反馈”概念从工程技术移植到生物系统和社会系统,开创了跨学科研究的崭新范式。
科普应用:在健康科普中,将“经济学中的复利概念”移植到健康管理中——“每天多走一千步,三十年后的健康收益是惊人的复利效应”;将“计算机防火墙”移植到免疫科普——“皮肤是第一道防火墙,黏膜是入侵检测系统,抗体是杀毒软件”;将“交通信号灯”移植到饮食指导——“红灯食物(高糖高脂)停一停,黄灯食物(精制碳水)想一想,绿灯食物(蔬菜全谷)行一行”。在讲解疫苗群体免疫时,将“防火墙覆盖率”的概念移植过来——“接种率达到一定阈值,就像防火墙覆盖足够多的终端,病毒这条‘恶意代码’便无法传播”。
移植思维的核心在于:借他域之智,攻此域之惑;万物虽异,其理相通。
七、科普简单思维:大道至简,返璞归真
范式内涵:简单思维是在不损害科学准确性的前提下,将复杂概念精炼为最简洁、最直观的表达形式,以最小认知负担传递最大信息量的思维方式。
经典溯源:《道德经》第七十章云:“吾言甚易知,甚易行。”老子追求的是“甚易知”的表达境界。孔子的“己所不欲,勿施于人”仅八字,却承载了伦理学的基本准则。《周易·系辞上》曰:“乾以易知,坤以简能。易则易知,简则易从。”明确指出“易简”是天地之道的基本品格。
科学领域同样推崇简单性。奥卡姆剃刀原则(Occam‘s Razor)——“如无必要,勿增实体”——是科学方法论中对简单性的最高礼赞。牛顿万有引力定律用一条公式统一了天上地下的运动规律,爱因斯坦终其一生追求用最简洁的方程揭示宇宙最深层的秩序。
科普应用:健康科普中流传最广的理念,无不是简单思维的结晶。“管住嘴,迈开腿”——六个字概括了预防代谢性疾病的全部精髓。“三减三健”(减盐、减油、减糖,健康口腔、健康体重、健康骨骼)以极简的形式承载了《中国居民膳食指南》的核心信息。急救科普中“叫叫压抬”(叫唤患者、呼叫急救、按压心脏、抬高下肢)将复杂的现场急救流程凝练为四字口诀。简单思维不是简化科学的深度,而是提炼科学的精华。
简单思维的核心在于:删繁就简三秋树,领异标新二月花;以最少之言,载最深之意。
八、科普质疑思维:学贵有疑,小疑小进
范式内涵:质疑思维是对既有结论保持审慎的批判态度,通过提出“证据何在?”“是否还有其他解释?”“结论的边界在哪里?”等问题,引导公众从被动接受走向主动思考的思维方式。
经典溯源:孟子曰:“尽信《书》,则不如无《书》。”明确告诫不可盲从典籍。朱熹在《朱子语类》中说:“读书无疑者,须教有疑;有疑者,却要无疑,到这里方是长进。”将“疑”视为学问进步的阶梯。笛卡尔(René Descartes)在《方法论》中提出“普遍怀疑”原则,以“我思故我在”为不可怀疑的基石,重建知识大厦。
科学精神的核心正是“有组织的怀疑主义”(Organized Skepticism)——科学社会学家默顿(Robert K. Merton)将其列为科学共同体的四大规范之一。科普不仅要传递科学结论,更要传递这种质疑精神。
科普应用:在科普“某某保健品包治百病”的谣言时,质疑思维引导公众提出几个关键问题:“有没有经过随机双盲对照试验?”“有效成分是什么?剂量是否明确?”“治愈率是多少?谁统计的?”“如果真能包治百病,为什么没有获得诺贝尔奖?”——这一连串质疑,比单纯说“这是谣言”更有说服力。在解读科研论文时,教公众质疑:“样本量够大吗?”“相关性等于因果性吗?”“结论是否超出数据支持的范围?”让公众成为有判断力的科学消费者,而非盲从的信息接收者。
质疑思维的核心在于:不疑之处有疑,无疑之时生疑;以问题为钥匙,开启独立思考之门。
九、科普发散思维:一题多解,殊途同归
范式内涵:发散思维是以一个问题为中心,向多个方向、多个层次、多种可能延展探索,打破单一路径依赖,寻求多元表达和多样理解通道的思维方式。
经典溯源:《周易·系辞下》曰:“天下同归而殊途,一致而百虑。”正是发散思维的哲学表达——目标是同一的,路径却可以是多样的。荀子《劝学》云:“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。”从跬步、小流等不同事物出发,阐发同一个“积累”的道理。
美国心理学家吉尔福德(J. P. Guilford)在20世纪50年代正式提出“发散思维”概念,将其界定为“从给定的信息中产生多种多样的输出”的能力。科普面对的是认知基础、兴趣爱好、文化背景千差万别的公众,单一表达方式必然挂一漏万。
科普应用:以“吸烟有害健康”这一主题为例,发散思维要求开辟多条科普路径:面向青少年,用“每吸一支烟,寿命缩短11分钟”的时间隐喻;面向备孕夫妇,用“吸烟者的精子DNA碎片率显著升高”的生殖健康角度;面向经济学爱好者,用“吸烟的经济成本=烟钱+医疗费+生产力损失”的成本核算;面向爱美人士,用“吸烟导致皮肤胶原蛋白降解加速、提前衰老”的容貌切入。同一条健康信息,如同光线经过棱镜,发散为七彩光谱,每一束光都照亮不同的人群。
发散思维的核心在于:一源万流,一理千面;以变通之智,达普适之效。
十、科普立体思维:纵横交错,时空交融
范式内涵:立体思维是将时间维度(历史演变、未来趋势)与空间维度(局部与整体、个体与系统)交叠起来,从动态、系统、层级的多重视角综合把握科学问题的思维方式。
经典溯源:《庄子·秋水》中河伯初见大海而自惭,海神若曰:“井蛙不可以语于海者,拘于虚也;夏虫不可以语于冰者,笃于时也。”庄子借海神之口警示:认知的局限来自空间的“拘”与时间的“笃”,而立体思维正是要突破这双重局限。《黄帝内经》构建的“天人相应”医学体系,将人体脏腑、经络与四时阴阳、五方地理交织为一个立体网络,是中华先贤立体思维的集大成。
现代系统科学中,涌现论(Emergence)揭示“整体大于部分之和”,层级结构理论揭示系统具有嵌套性——细胞→组织→器官→个体→群体→生态系统,每一层级都有新的规律涌现,必须立体把握。
科普应用:在慢病防治科普中,立体思维要求展示“全生命周期”的时间轴:从胎儿期的宫内营养编程,到儿童期的肥胖风险,到中年期的代谢紊乱,再到老年期的心脑血管事件——让公众理解“今天的健康,是三十年前的选择;今天的选择,决定三十年后的健康”。同时展示“社会生态模型”的空间轴:个体行为嵌入家庭环境,家庭嵌入社区,社区嵌入社会政策——干预吸烟,不能止于劝说个人,还要改变家庭规范、社区文化和社会控烟立法。在抗菌药物耐药性科普中,立体思维连接微观的细菌基因突变、中观的医院感染防控、宏观的全球公共卫生治理,使公众理解“我的一次不合理用药,是全球耐药危机中的一个节点”。
立体思维的核心在于:纵横捭阖观全局,时空交叠见真章;不只见树木,更见森林;不只见当下,更见始终。
结语:思维之光,照亮科普之路
《文心雕龙·神思》云:“文之思也,其神远矣。故寂然凝虑,思接千载;悄焉动容,视通万里。”刘勰所描绘的神思之境,正是科普工作者的理想状态——以思维之翼,越时空之限,将科学的星光洒向每一个渴望了解的心灵。
十大科普思维范式,非彼此割裂的十条路径,而是相互交织的一张网络。联想之中有类比,逆向之中有质疑,平面之广与立体之深互为表里,简单之约与发散之繁相得益彰。真正的科普高手,运用之妙,存乎一心,在具体情境中灵活调用、综合运用,以“无范式”之境达“有范式”之效。
《易传·系辞》曰:“百姓日用而不知,故君子之道鲜矣。”科学精神的最高境界,不是让公众记住多少科学知识,而是让科学的思维方式成为公众“日用而不知”的认知本能。当联想让新知变得亲切,当质疑让盲从止步于追问,当简单让复杂化为常识,当立体让碎片拼成全景——科普便实现了从“授人以鱼”到“授人以渔”的质变。
王阳明有言:“知是行之始,行是知之成。”思维范式的价值,最终要落脚于公众的健康行为和生活实践。愿这十大科普思维范式,如十盏明灯,照亮科学普及的漫漫长路;如十颗种子,在每一个科普工作者的心中生根发芽,终成荫蔽大众的科学之林。
思维不变,科普难新;范式既立,未来可期。
作者:王立祥

王立祥教授,解放军总医院第三医学中心原急诊科主任、教授、博士生导师,国家健康科普专家、全国学校急救教育专家、全军十二五心肺复苏重点项目首席专家、国家工信部卫健委5G+心脏猝死防治救系统项目首席专家;获医学科学家奖、国家、军队科技进步二等奖、军队优秀人才一类岗位津贴,获全国优秀科技工作者终身荣誉称号。兼任中华医学会第十届科学普及分会主任委员、中国研究型医院学会中国心肺复苏学专业委员会主任委员、曾任中国健康管理协会健康文化委员会主任委员、中华医学会灾难医学分会创始副主任委员兼秘书长、北京医学会灾难医学与心肺复苏分会创始主任委员、北京医师协会心肺复苏专业委员会名誉主任委员,“科创中国”50先导技术腹部提压心肺复苏发明者,“科普中国”年度科普作品《“救”在身边的5G+生命急救平安站“惠民工程建设》荣誉获得者;中国心肺复苏专家共识系列指南、中华精准健康传播专家共识系列指南领衔制定者;灾难医学救援环、心肺复苏生存环、生命健康传播环“三环”理论的首创者;三色文化、三向文明、三生文脉“三文”理论的开拓者;中国科技核心期刊《健康世界杂志》副总编、医学参考报心肺复苏学专刊主编等。医学著作十余部、获得专利百余项、发表论文千余篇、救死扶伤万余例、科普传播亿余次………





