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无论何时我想到这些发现，都会有一种激动的感觉。我的心跳加快，难以抑制。科学是一种惊讶和欣喜。每一次宇宙飞船从一个新世界旁边飞过，我都会感到惊奇。行星科学家们自问：“哦，是这样？我们怎么没有想到？”但是，自然总是比我们所能想象的更为微妙，更为错综复杂，更为精致。考虑到我们人类明显的缺陷，令人惊讶的是我们竟在探索自然秘密的道路上走了这么远。
在获得发现或顿悟的时刻，几乎每个科学家都体验过一种肃然起敬的惊讶。科学——纯粹的科学，不是为了任何应用而是为了其本身的科学——对于那些实践它的人以及时不时地来瞧一瞧有什么最新发现的人来说，具有深刻的情感内容。
像侦探故事一样，构建关键问题，辨别可能的解释，甚至取得科学发现的进程是一种快乐。从下面这些例子中随机地多少挑几个想一想，有的很简单，有的远非如此：
* 在6和7之间会不会有未发现的整数？
* 在原子序数6（碳）和原子序数7（氮）之间会不会有未发现的新化学元素？
* 新的防腐剂会在老鼠身上引发癌症。但是如果你给一个体重远大于老鼠的人每天一磅这种药品，情况会怎么样？在这种情况下，也许新的防腐剂没有那么危险。也许将食物长期保存所带来的好处要大于其诱发癌症的风险？谁来决定？他们需要什么样的资料才能作出慎重的决定呢？
* 在一块有38亿年历史的岩石中，你发现碳同位素的比率和今天的生物体一样，而和无机的沉积物不同。你就此推断38亿年前地球上有生命吗？或者较现代的某种生物体的化学残留已经渗入了岩石中？或者是否有方法使岩石中的同位素与生物过程分离呢？
* 对人类大脑电流的敏感性的测量显示当某种记忆或精神活动发生，大脑的特定区域开始工作。我们的思维、记忆和情感都是大脑的神经元的特殊回路产生的吗？是否可能在机器人身上模拟这种回路？在大脑中插入新的或改变旧的回路以改变意见、记忆、情感、逻辑推理，这可行吗？这样的填塞物是不是太危险了？
* 你的太阳系起源理论预言会有许多气体和尘埃聚集成圆盘状遍布于银河系中，你透过望远镜看到了许多圆盘，你高兴地断定你的理论被证实了。但是实际上你看到的圆盘是比银河系远得多的旋涡状星系，而且太大以至不大可能是新生的太阳系。你会放弃你的理论吗？或者你会寻找另一种圆盘？或者这只是你不愿放弃一种可疑的假设的表达方式？
* 一个正在发展的癌肿瘤向血管附近的细胞发布了一份公报：“我们需要血液。”于是，内皮细胞被迫建立血管桥向癌细胞供血。这是如何发生的？可以将这讯息截取或取消吗？
* 你将紫色、蓝色、绿色、黄色、桔黄色和红色颜料混合在一起得到黑褐色。而你将同样颜色的光混在一起却得到白色。这是怎么回事？
* 在人类和许多其它动物的基因中有长而重复的遗传信息序列（被称为“废物”）。某些序列引起遗传疾病。这部分DNA会是恶劣的核酸片段，自我复制，自行其是，不考虑它们所寄生的有机体的正常状态吗？
* 许多动物的行为在地震之前非常奇怪，它们知道什么地震学家不知道的事情吗？
* 古代阿兹台克人和古希腊人的“上帝”一词几乎是相同的。这是否表明这两种文化之间存在某种联系或共性呢，或者我们应该认为这两种不相关的语言出现这种巧合仅仅是偶然？或者像柏拉图在《创世纪》中所想的，某些词语是我们与生俱来的？
* 热力学第二定律表明将宇宙看做一个整体，无序随着时间增长。（当然，通过宇宙其它地方的有序的减少，局部的世界、生命和智慧可以产生。）但是如果我们生活在一个宇宙大爆炸扩张即将减缓、停滞继而收缩的宇宙中，第二定律会逆转吗？结果会在原因之前发生吗？
* 人的胃使用浓盐酸溶解食物并帮助消化。为什么盐酸不溶解胃本身？
* 在我写本文的时候，人们发现最古老的星星似乎比宇宙还老。就像声称朋友有个孩子比朋友还大一样，你不必知道很多就能意识到一定有人犯了个错误。那么是谁？
* 现在的技术已经可以移动单个的原子，这样冗长而复杂的信息可以用超微观的尺度写下来。还可以制造分子大小的机器，这些“纳米技术”的最基础的例子现在已被成功地展示。在今后的几十年里它将把我们引向何方？
* 在几个不同的实验室中，科学家们发现在合适的条件下，某些复杂的分子可以在试管中自我复制。其中一些分子，像DNA和RNA，由核普酸组成；另一些则不是。有些使用酶加速化学反应的速率；另一些则不。有时在复制中会发生错误；于是错误在后代分子中被不断地复制。这样它们就会成为稍有不同的自我复制的分子，其中一些比其它的复制得更快。更有效率。于是最先繁盛。随着时间推移，试管中的分子变得越来越高效。我们开始亲眼目睹分子的进化，这会对生命的起源提供多少认识呢？
* 为什么普通的冰是白色的而纯净的冰是蓝色的？
* 已经在地球几英里深的地下发现了生命。生命的存在区域到底能达到多深？
* 据一个法国人类学家讲，马里共和国的多贡人有一个传说：天狼星有一颗极为致密的伴星。实际上天狼星确实有这样一颗伴星，尽管只有相当精密的天文学技术才能探测到它。那么，（1）多贡人是源于一个曾拥有巨大的望远镜和理论天体物理学的被遗忘的文明吗？或者，（2）他们曾经得到外星人的指点？或者，（3）多贡人是从来访的欧洲人那里听说天狼星的白矮星伴星的？或者，（4）法国人类学家搞错了而多贡人从来没有类似的传说？ 为什么对科学家来说推广科学是困难的？一些科学家——包括一些非常优秀的科学家——告诉我他们喜欢普及科学，只是觉得自己在这个领域缺乏天赋。知道和解释，他们说，不是同一回事。秘密在哪？
我想，只有一个：不能像对你的科学家同事那样对普通大众说话。有些用于传达你的想法的术语可以瞬间被专家所准确地理解；你也许在每天的专业工作中都要用各种方法说到这些语词，但是它们对于那些非专家的听众来说无异于谜语；使用尽可能简单的语言；最重要的是，不论你试图解释什么，想一想在你自己领会之前你的理解是什么样子；回忆一下你几乎陷入的误解，清楚地提醒别人；牢记你也曾经一无所知；概要重述你从无知到有知的最初的步骤；永远不要忘记天生的智慧是普遍存在于我们人类之中的。确实，这就是我们成功的秘密。
付出的努力是微小的，而带来的益处是巨大的。潜在的陷阱包括过分简化，在质量（和数量）上省略的需求，给有关科学家不适当的荣誉，不能充分辨别有用的类推和现实的差别。无疑，妥协是需要的。
你做介绍的次数越多，就越清楚哪种方法有效，哪种不行。可以自然地选择隐喻、比喻、类比、轶事等手段。不久你就会发现，踩着听众检验过的踏脚石，你几乎想去哪就可以去哪。你能够根据听众的需要调整你的介绍。
像许多编辑和电视制作人一样，有些科学家相信公众太无知或太愚蠢以至不可能理解科学，认为科普工作是根本没有希望的事业，甚至相当于与敌人称兄道弟，如果不是彻底同流合污的话。在构成这种判断的诸多批评之中——伴随着令人难以忍受的傲慢和对许多极为成功的科普事例的忽视——隐含的是过分的自信，而对于有关的科学家来说则是自毁长城。
政府对科学大规模支持的历史并不长，只能追溯到第二次世界大战——尽管有钱有势的人对少数科学家的赞助早已有之。随着冷战的结束，曾为各种基础研究提供支持的国家防务这张王牌已不会再打了。部分由于这个原因，大多数科学家，我认为，支持进行科学普及工作。（因为几乎所有对科学的资助都来自公众的财产，如果科学家反对进行足够的科普工作那无异于古怪的自杀式的调情。）得到公众的理解和赏识的东西，都容易得到公众的支持。我的意思不是说为杂志，如《科学美国人》写文章，供科学爱好者和其它领域的科学家阅读，也不仅仅是给本科生开一门介绍性的课程。我所说的是在报纸、杂志、广播和电视上，在对普通大众的讲座中，在小学、初中、高中的课本中努力与人们交流科学的本质和方法。
当然在普及工作中需要作出判断。重要的是既不要神秘化也不要以恩人自居。为了提高公众的兴趣，科学家们偶尔会走得太远——比如得出无法证实的宗教结论。天文学家乔治·斯穆特将他对来自宇宙大爆炸的不规则电磁辐射的发现描述为“面对面地看见了上帝”。诺贝尔物理奖获得者里昂·莱德曼将黑格斯玻色子（一种假设的构成物质的单元）称为“上帝的粒子”，并以此作为一本书的书名。（在我看来，他们都是上帝的‘粒子’。）如果黑格斯玻色子不存在，那么上帝存在的假设也被证明不成立吗？物理学家弗兰克·梯普勒提出，在遥远的将来计算机将证明上帝的存在并使我们的肉体复活。
期刊和电视给科学一点关注就能撞击出思想火花，这很重要。但是——除了初学者或组织良好的班级和研究班——普及科学的最好方式是通过课本。通俗书籍、CD－ROM和激光视盘。你可以仔细考虑，快慢自如，复习困难的部分，比较上下文，深入挖掘。这必须以正确的方法去做，而在学校中通常不是这样。如同哲学家约翰·帕斯莫尔所说的，科学常常是作为：
学习的一些方法并按常规步骤去应用的一种东西。它是从课本中学来的，而不是通过阅读伟大科学家的著作或科学文献的日常阅读……。早期的科学家不像早期的人文学家那样与天才有直接的联系。实际上……学校的课程吸引了错误的一类人来从事科学工作——喜欢常规而缺乏想象力的男孩和女孩。
我坚持认为，如果科普能点燃人们的好奇心，那么它就是成功的。要做到这一点，对科学发现作惊鸿一瞥式的回顾就已足够，而不需对如何取得这些发现作出全面的解释。描述目的比描述旅程要容易。但是，在可能的时候，推广者应该试着记录科学发现过程中所经历的某些失误、错误的开端和失败的结果及明显绝望时的困惑。至少有的时候，我们应该提供证据让读者得出他或她自己的结论。这将把对新知识的被动吸收转变为个人的发现。当你自己作出发现——即使你是地球上最后一个看见光明的人——你也会永生难忘。
在我年轻的时候，我被许多通俗的科学书籍和文章所启发，作者包括乔治·伽莫夫，詹姆斯·金斯，亚瑟·爱丁顿，J·B·S·豪登，朱里安·赫胥黎，蕾切尔·卡逊和亚瑟·C·克拉克——他们所有人都受过科学的训练，其中大多数人是顶尖的科学实践者。在过去的20年中，文字优美、解释清楚、富于想象力的通俗科学书籍打动了我们的心灵和思维，而且似乎比以往任何时候都更流行，撰写这些书籍的科学家的数量和专业的多样性也是前所未有的。当代最优秀的科学普及者中，在生物学方面有斯蒂芬·詹·格尔德、E·O·威尔逊、路易斯·托马斯和理查德·道金斯；在物理学方面有斯蒂芬·温伯格，阿兰·莱特曼，和奇普·索恩；化学方面有洛得·霍夫曼；以及天文学方面弗雷德·豪勒的早期作品。伊萨克·阿西莫夫的写作涉及各个方面。（尽管需要微积分，在我看来过去几十年中最为令人激动。引人入胜、鼓舞人心的科普作品是理查德·费因曼的《物理学讲座》第一卷。）然而，当前的工作与公众兴趣的需要相比是远远不够的。当然，如果我们不识字，我们就不能从这些作品中受益，不论它们是多么鼓舞人心。
我希望我们能挽救“巴克利”先生和上百万像他那样的人，我还希望我们能停止产生沉闷的、无好奇心、无辨别力的、缺乏想象力的高中生。我们人类需要，也应当得到，完全清醒的、基本了解世界是如何运作的公民。
科学，我坚持认为，对于任何一个希望生存到下个世纪并保留其基本的价值观的社会来说，都是绝对重要的工具——我所说的科学，不仅是科学的实践者所从事的，而是应被整个人类社会所理