坊间相传欧内斯特·卢瑟福有句名言——“All Science is either physics or stamp collecting”。物理学者拿来和其他学科的朋友们开玩笑时,有时会带着调侃翻译成“自然科学除了物理,其他只不过是集邮”,以试图在餐桌上的“鄙视链”中赢得一个优势位置。不过细细品味,不难发现似乎所有的自然科学研究也确实均始于观察纷繁复杂的自然现象,是从“集邮”入手的; 在“集邮”的基础上经历抽象、概括、归纳形成能反映自然界规律的知识。这一过程也正如美国认知结构学习理论创始人布鲁纳 (Bruner) 所说,知觉过程就是在习得新信息的基础上对客体加以归类的过程[1]。
物理学家的打开方式是用抽象的方法从大量的实验事实当中归纳、总结,去寻找普遍、共有的东西,把一大堆复杂的实验事实“压缩”成简单的命题,形成物理定律,从而大大减少对人心智资源的占用。如同前面的例子,当知道入射光线、折射光线和法线在同一平面内,并且 n1·sin i = n2·sin r ,那么我们就不必牢记光折射中每个具体的实际案例,只需要记住这条法则和相应折射率的数值,便能够在心理上重构所有现在的和未来的情况,而这是件比较容易的事[3]。