李永樂：我是如何做科普的？

前一段時間，中國科普研究所的王大鵬老師約我寫一篇關于科普的稿子，我居然拖了一年多。新年開始，我決定把欠賬清理了，總結了一下自己做科普的心得。寫完之後，覺得自己寫得還不錯，發表出來，請大家批評指正！

一.我是如何踏入科普之路的

2009年碩士畢業後，我成為了一名中學物理老師。中學的教學工作異常瑣碎而繁忙，我在正常教學之外，還負責物理競賽的輔導工作，有時候一周要上接近30節課，幾乎相當于一個人完成三個人的工作量。有一段時間，我白天給學生上競賽課，晚上備課，每天隻能睡3個小時。在連續十天缺乏睡眠的痛苦中，我經常在想：有沒有什麼方法，可以減輕我的教學壓力呢？

2014年，我聽說有個美國人創立了可汗學院，把教學影片發在視頻網站上免費供大家學習，有些學校甚至用看可汗學院的影片代替上課。我想：為什麼不有樣學樣呢？我可以把自己的課程錄制下來，上傳到網上，同學們能自主學習，我也可以輕松一些。

薩爾曼·可汗與可汗學院

于是，我開始錄制教學微課，利用互聯網為大家分享資料。從2014年到2017年的三年時間裡，我上傳了數百小時的課程，其中既有物理競賽輔導，也有與生活相關的物理小知識。與此同時，2008年我還在校做兼職時錄制的一大批數學課也被人盜版，挂在了網上。大家可以看到，那時候我還很瘦。

2008年做兼職時的我

最初，我錄制的教學微課并沒有多少人看，隻當作是教學改革的一種嘗試。我想，哪怕這些資料沒有人看，至少也是對我教學工作的記錄和整理。可是，我沒想到時代的變化速度如此之快，随着智能手機的普及、網絡速度的提高，人們開始習慣在手機上看視頻——西瓜視頻、抖音、b站等一大批短視頻平台迅速崛起，傳統自媒體平台（如微博）也開始在短視頻上發力，短視頻内容的需求出現了井噴，風口正式來臨。

資料來源：iResearch，國海證券研究所

随之而來的是内容推薦方式的轉變。以前，自媒體平台一般采用“粉絲制”，你發布的内容會推薦給你的粉絲，而你的粉絲必須要分享出去，才會有更多的人看到。新的時代，平台紛紛采用了“推薦制”，你的視頻播放量越好，完成度越高，轉評贊越多，就能推薦給越多的人。這樣，即使是沒有粉絲基礎的草根創作者，隻要發布的内容足夠優秀，也能在短時間内積累大量的觀看量。

2017年，我的一段教學視頻“閏年是怎麼回事”就這樣被平台的算法發現了，一天之内播放量超過了2000萬次，還被人民日報等媒體轉發。再後來，我又陸續上傳了一些科普視頻，從此踏上了互聯網科普的道路。

二.我做科普内容的選題

被算法選中的視頻《閏年是怎麼回事》，其實是我在講“集合”理論時舉的一個例子。

我們都知道，閏年的規則是：四年一閏，百年不閏，四百年再閏。用集合可以很方便地表示出來：

陰影部分是閏年的年份

可是這樣做的道理在哪？從天文學角度很好理解：地球繞太陽運動的回歸周期是365.2422天，1萬年中，要多出來2422個閏日。按照閏年的規則，1萬年中會有2425個閏日，與回歸周期特别接近。

這個視頻得到了大量轉發，許多網友留言：原來數學還可以這樣講！活了這麼多年終于知道閏年的道理了。那時我發現：許多網友覺得科學和數學離自己很遙遠，隻是因為他們不知道如何用科學和數學解釋生活中的現象。

我決心架起這座橋梁：從生活中的現象出發，挖掘背後的數學和科學原理。為了引起大家的興趣，我會把近期發生的社會熱點事件作為問題引入。例如：

2018年高考之前，我做了兩期節目，第一期是《高考中遇到了不會做的題，應該怎麼辦？》，背後對應的知識點是經濟學中的沉沒成本。第二期講《考清華和中500萬哪個更難？》，背後講的是概率論和高斯分布。

2018年世界杯期間，我做了數期與世界杯相關的節目，如：《足球有幾個面？》講的是歐拉提示性定理；《C羅電梯球是怎麼回事？》講了伯努利原理和馬格努斯效應；《足球場上弱隊如何戰勝強隊？》講到了排列組合和概率論。

2020年，疫情大爆發，我又連續做了許多期與疫情相關的節目，如：《細菌對人類有什麼作用？》《新冠病毒是怎麼回事？》《埃博拉有多恐怖？》《瑞德西韋能治新冠肺炎嗎？》《如何正确使用酒精和84消毒液？》《紅外線測溫槍是什麼原理？》《群體免疫是什麼？》《西班牙流感如何殺死5000萬人？》《救命神器呼吸機有什麼用？》。到了2022年，我又做了《核酸檢測原理》和《抗原檢測原理》。

這些視頻裡涉及到大量的知識，比如概率論，歐拉提示性定理，馬格努斯效應，聚合酶鍊式反應技術，單克隆抗體等等。單看這些名詞，許多人可能都會覺得枯燥，如果這些知識放在書本上，網友們恐怕連翻都懶得翻一下。可是，當生活中出現與之相關的現象，網友們就産生了強烈的好奇，學習的門檻就大大降低了。

所以，把科普與社會熱點相結合，降低網友學習的勢壘，能取得事半功倍的效果。社會上每天都在發生大量的新聞，隻要科普工作者善于挖掘，總能從中找到與自己相關的内容，并且加以利用。但社會熱點具有時效性，關注度呈指數衰減，相隔時間太長熱點就涼了，科普效果會大打折扣。這就需要科普工作者經常關注新聞動态，時刻準備着，第一時間做出高質量的科普内容。

三.我做科普的邏輯框架

有人總結了春晚小品的三個階段：首先兩個人發生誤會，然後第三人出現解決誤會，最後三個人一起包餃子。春晚看多了能摸清套路，我從2018年開始做科普視頻，也慢慢形成了自己的邏輯套路。

首先是提出問題。我經常以這樣的句子開頭：“最近有一個小朋友問我……”。在社會熱點發生時，的确有許多網友給我發私信提問，他們就是我口中的“小朋友”，雖然他們的年齡可能并不小。有時候，問題的具體内容是經過我篩選、整理的，所以我自己也可以是“小朋友”。使用這種句式，既能清楚地描述問題，又能拉近和網友的距離，同時也形成了自己的标簽，我就一直沿用了下來。

其次是知識解析。在《新冠病毒》這一期視頻中，我首先講述了病毒的發現曆史、病毒的結構、病毒感染細胞的過程；然後講了三種對人體産生嚴重危害的冠狀病毒：SARS，MERS和新冠病毒，講述病毒的變異；最後講到了免疫系統引發的細胞因子風暴，以及人類應對病毒的方法。雖然視頻是從新冠病毒引入，但是卻不局限于新冠病毒，而是向網友展現病毒這個宏大的概念。一滴水隻有放在大海中，才能不幹涸。一個新知識，隻有放在宏大的知識網中，才能讓網友印象深刻。

最後是做出總結。首先對剛剛講述的知識進行總結，用新學到的知識簡要回答視頻開頭“小朋友”的問題。然後，延伸所讨論的問題的意義，傳達科學觀點、科學精神，或者給網友提出積極的建議。例如：在視頻《如何才能擺脫貧窮》中，我講述了諾貝爾經濟學獎得主迪弗洛的研究，結尾處得出結論：窮人和富人的差别在于健康、教育和财富，窮人需要接種疫苗，接受教育，購買保險，而國家和社會必須對窮人提供必要的幫助。在視頻《為什麼久賭必輸》中，我講了賭徒輸光原理，結尾處引用了普希金的著名童話《漁夫與金魚》，通過數學原理告誡大家不要賭博。這些視頻都受到了網友們的高度評價。

按照這樣的設計框架，我在一個視頻中既解答了社會熱點問題，又講述了背後的科學知識，最後傳遞了一種科學觀點或者積極的生活态度，取得了很好的效果。我的大多數視頻時長有十幾二十分鐘，而平均觀看時間也接近十分鐘，這是一個相當高的完播率。

四.我做科普内容的風格

為什麼手工繪制的畫要比印刷的畫更值錢？因為印刷品千篇一律，而每幅手工畫都不一樣，手工畫融入了作者更多的感情。同樣，科普不應該是千篇一律的，每個作者都應該有自己的特點。

我做科普最大特點是：背後有一塊綠色的黑闆。

有人認為這是一種設計，甚至可能是特意搭建的攝影棚，有團隊包裝。其實并非如此，如果真有設計，我想沒人會選擇這麼簡陋的畫面。最初，我并沒有想到自己做的内容會有如此多的觀衆，通常是趁着下課拎起三腳架，滿教學樓尋找空教室。一旦發現有一個教室沒有人，就走進去架好相機，錄制一節課。有時候錄到一半，學生走進來說有選修課，我還得提着我的裝備，去找下一個教室。

最初選擇黑闆模式，是因為這樣最貼近我日常的教學方法，對我來講最熟練，不用額外做PPT或者動畫，省時省力。但我漸漸發現：黑闆其實是非常高效的授課工具，甚至比PPT和動畫更加有用。因為在黑闆上我可以為所欲為地講述知識之間的聯系，進行繪圖和推演運算。當後面的知識需要用到前面的結果時，我隻需要擡手指一指。一節課講完，所有的推演過程都留在黑闆上，網友可以清楚地看到我授課的邏輯，體會到科學之美。

我做科普的第二個特點是：喜歡多學科融合。科學本身并不是分裂的，而是統一的。古希臘的亞裡士多德對生物學、天文學、物理學、修辭學等等學科都有研究。著名科學家和科普屆的一代宗師喬治伽莫夫在名著《從一到無窮大》裡，讨論了數學、物理、化學、生物和天文等等方面的知識。有時候，為了解釋一個問題，我們不得不涉及到多學科融合。

例如：在《血氧儀原理》的視頻中，我為了介紹脈搏血氧儀，首先講述了紅細胞和血紅蛋白的結構和功能，講述了含氧血紅蛋白、脫氧血紅蛋白、血氧飽和度的概念，這是生物學的問題。然後講述光線穿透溶液時的透光率和吸光度的概念，并指明：兩種血紅蛋白的吸光度不同，這是個物理學問題。最後，利用LED光源、探測器分析紅光與紅外光吸光度的變化，計算出血氧飽和度，這又是數學處理的過程。視頻中涉及到了生物、物理、數學三個學科，隻有把它們融合到一起，才能把問題講清楚。

我做科普的第三個特點是：喜歡講述科學家的故事。例如在介紹張益唐的孿生素數猜想時，我在視頻最後重點談了張益唐的人生經曆：13歲中學辍學，36歲畢業即失業，打了8年零工，到了58歲還隻是一個講師。直到有一天，張益唐在朋友家的後院找鹿，他沒有等到鹿，卻想到了孿生素數問題的突破性方法，迎來了人生的轉折。正可謂十年寒窗無人問，一舉成名天下知。

張益唐

許多科學家都有自己“尤裡卡”的時刻，還有一些科學家很有脾氣，喜歡黨同伐異。例如我在講《最速降線》問題時，談到伯努利向數學界挑戰的故事，又講述了約翰伯努利出于嫉妒，把自己兒子丹尼爾伯努利的著作據為己有的事。做科普的過程中多講講這些奇聞異事，能讓網友覺得科學家也是普通人，拉近網友與科學的距離。

伯努利家族

我做科普的第四個特點是：在科學的嚴謹性和普通網友的理解力之間，尋找最好的平衡點。我們都知道：并不存在絕對的科學真理，所有的科學結論都是在努力接近真理。做科普時，更會出現這樣的矛盾：如果想把問題描述得更加嚴謹，必定要大費口舌，而這可能對要做的科普并無太大幫助，反而增加了網友的閱讀障礙。有時候，我們必須借用生活化的語言進行描述，也有時候，我們必須犧牲一定的嚴謹性。

例如：我在講述病毒如何感染細胞時說：“DNA就好像廠長，負責生産計劃；RNA就好像車間主任，負責把廠長的計劃轉達給工人；核糖體就是生産車間，RNA來到生産車間，就能指導工人生産産品——蛋白質。這個過程是生物遺傳的重要過程：中心法則。”有網友指出：你說的這種RNA叫做信使RNA，即mRNA，并非所有的RNA都有信使功能。其實我的表達就屬于犧牲了一定的嚴謹性，但能極大減輕理解難度。

中心法則

再舉個例子：講到牛頓的萬有引力定律為什麼是正确的，我講述了地月檢驗、哈雷彗星和海王星的發現。最後說到：萬有引力并非完美無缺，在解釋水星進動時出現了問題，每100年的進動角度相差43″，這個誤差在有了愛因斯坦的廣義相對論後才得到解釋。有網友說：水星進動并不每100年相差43″，而是每100年觀測值相差5600″，牛頓定律測算值是5557″，二者的相減才是43″。實際上，在因斯坦的著作《狹義與廣義相對論淺說》（商務印書館）和我采用了一樣的說法，也許愛因斯坦（或者譯者）認為：雖然這種說法并不嚴謹，但是更容易讓讀者抓住重點。

我做科普的第五個特點是：不做知識羅列，而是展現分析框架。在互聯網時代，知識是很廉價的，不管任何問題，隻要你願意去搜索，都能立刻找到答案。然而，分析問題，尋找工具，最後利用工具解決問題的邏輯是很美妙的。所以對于任何一個問題，我都不會輕易地給出答案，而是層層剖析，如偵探小說一般帶領觀衆走向答案。

就像2022年發生了一件事：倫敦金屬交易所的鎳期貨價格暴漲，幾天時間内翻了數倍。市場上有各種傳言，外資逼倉、港交所調節、國家支持下外資慘敗等等。實際上，要理解價格變動的原因，首先要了解鎳這種特殊的金屬，它用途廣泛，卻有着複雜的制造工藝、技術路線和産品種類，受到多個供需市場的影響。而且期貨市場隻能用純鎳進行交割，純鎳的世界産量非常有限，這樣就很容易出現價格的暴漲暴跌。而要理解逼倉，就得先了解期貨和套期保值的原理，這又是科普金融工具的最佳時機。最後，通過講解科學内容，就能破除錯誤的傳言，讓大家看清真相。這一期内容也是我比較滿意的。

五.我是如何掌握這麼多知識的

總有人質疑：一個人怎麼可能什麼都懂？我背後一定有個團隊，我隻是個念稿的。幾年前我剛剛開始做科普的時候，準備、錄制、裁剪、上傳，都是我自己完成的。後來有一位粉絲和我說，可以幫我做字幕、裁剪和上傳工作，于是慢慢地，我就隻負責錄制視頻了，後期就交給小夥伴去做，如果這也算團隊的話，那我的确是有團隊了。

可是，視頻的準備工作，還是我自己完成的。我會閱讀大量的資料，整理出一條我認為合理的邏輯線。

4年前，我做了3期黎曼猜想的視頻，主要的參考資料是盧昌海老師的《黎曼猜想漫談》，為了制作視頻，我把盧老師的書反複看了好幾遍。為了制作量子糾纏和貝爾不等式的内容，我看了北大吳飙老師的《簡明量子力學》。為了講記憶的原理，我讀了日本科學家池谷裕二的《考試腦科學》和艾賓浩斯的《記憶的奧秘》。為了講弗洛伊德的理論，我閱讀了《夢的解析》等等。

除了讀書，我還會搜集大量的網絡資料，包括wiki百科，知乎，youtube上的其他博主，以及NASA等科研機構的網站等等。前一段時間為了制作《可控核聚變》這期視頻，我閱讀了勞倫斯-利弗莫爾實驗室網站的大量資料。不得不說，美國科研機構在科普上花的心思真多，很多資料準确又詳實。

勞倫斯-利弗莫爾實驗室網站

剛開始做科普的時候，還能抖抖機靈，《考清華和中五百萬哪個難？》就是抖機靈的視頻，準備時間比較短。後來粉絲越來越多，對我的要求也越來越高，抖機靈已經不太合适了，而且也沒有那麼多機靈可以抖。想要持續輸出内容，必須進行持續學習。我制作一期視頻，平均要閱讀20萬字以上的内容，花費20-30個小時準備。思路整理好了，拍攝的速度非常快。所以，那些質疑我的網友，不要隻看賊吃肉，不看賊挨揍。在一個視頻背後，我真的付出了很多的心血。

盡管閱讀與學習提供了豐富的知識來源，但有些問題我也無法在短時間内完全弄懂。這個時候，我就需要同學、同事和學生的幫助了。

我提到過一個畢業多年的學生，在北大數學系讀完了本科和碩士，又到美國去讀博士，現在已經博士畢業了。她叫魯泠溪，我在視頻中叫她507，她有深厚的數學功底，能幫我解答許許多多的數學問題。我做張益唐的《孿生素數猜想》《朗道-西格爾零點猜想》時遇到一些困惑，就是她幫我答疑。再往前我想做一期關于小遊戲《羊了個羊》的視頻，也是她給我提供了思路。

在生物方面，我要感謝我的兩個同事，黃森老師和和淵老師。黃森老師上課風趣幽默，講解任何問題都非常清楚明白。和淵老師是清華生命科學學院的博士，施一公的弟子，顔甯的師妹，許多關于生物學的前沿問題都能幫我解答。我還要特别感謝台北市立第一女子高級中學的生物老師——蔡任圃老師，從他的視頻中我獲得了很多知識，他也幫我解答了許多生物問題。

雖然我是學物理的，但是很多前沿問題我也弄不太清楚，所以經常咨詢我的同事和同學。我的同事陳曦老師幫我解答了很多問題，我的同學北京師範大學的劉海文老師在我制作《九章量子計算機》《貝爾不等式》等視頻的時候，給了我很多指導。有時候為了研究一個問題，我可能輾轉咨詢很多人，直到找到讓我滿意的答案。然後我就吃定這個人，以後遇到類似的問題還問他。另外我還看了很多佑來了老師的視頻，他做了很多有趣的物理實驗，給了我很大的啟發。

劉海文教授作為校友代表在北京大學物理學院2022年開學典禮上發言

準備工作完成後，我會從互相關聯的海量内容中，篩選出一條最容易講述的思路，給大家展示，這就是我制作科普内容的過程。如果這些朋友都算是我的團隊，那麼我的團隊還挺龐大的。

到現在，我已經在互聯網上傳了近千條科普短視頻，還寫了幾本科普書，除此之外，我還積極參加了許多部門組織的線下科普活動：由中國科協主辦的“鄉村振興、科教賦能”活動，中央電視台組織的四川涼山“大手牽小手”活動，以及科協、科學院等單位組織的面向公衆的多場演講。我相信：線上科學普及是成本最低的，但是線下的科普活動依然有重要意義。

法拉第年輕時經常去聽科學獎座，并且喜歡記筆記。有一次他去聽化學家戴維的講座，并且把自己的筆記給戴維看。戴維很喜歡這個年輕人，就把他招進了自己的實驗室。有人說：戴維一生最大的貢獻，就是發現了法拉第。法拉第成名後，也給公衆做科學講座，下面也坐着一個年輕人不停地記筆記。講座結束之後，年輕人把筆記給法拉第看，法拉第鼓勵他說：你不應該局限于我的觀點，而應該有所突破。這個年輕人就是麥克斯韋。

如果有一天，一位科學家回憶起自己的童年，說是因為看了我的視頻，聽了我的講座，才喜歡上科學，那将是我一生無盡的榮耀。

我相信，隻有一個相信科學、熱愛科學的國家，才能迸發出無限的創造力，才能有光明的未來，科學普及是一件正确的事，更是一件有意義的事。