科幻是什么？原来你每天都在做思想实验！

你有没有过这样的时刻？早上被妈妈叫醒的时候，闭着眼睛就想：如果今天不用上学就好了。攥着冰淇淋站在路边的时候，看着它滴在地上，忍不住想：如果刚才我没被小狗吓一跳，冰淇淋就不会掉了。蹲在鱼缸前面看金鱼吐泡泡的时候，琢磨着：如果我能像鱼一样在水里待着，是不是就不用写作业了？

恭喜你——你刚才做的这些白日梦，其实就是全世界最酷的思维游戏之一：思想实验。而那些让你觉得“哇，好厉害”的科幻故事，最开始也都是从一个这样的小脑洞开始的。

你每天都在做的“隐形实验”

我们先来做个小测试：现在请你想一个问题——如果明天你家楼下的便利店突然开始卖“隐身糖果”，吃了就能变成透明人，你会买几颗？买完之后你要做什么？

你看，你刚刚没有真的跑到便利店，也没有真的吃下隐身糖果，只是在脑子里把整个过程想了一遍，这就是一次完整的“思想实验”。

> [!TIP] 电子版侧边栏提示 > 思想实验还有个更酷的名字叫“思维实验”，它不需要任何实验材料，不用烧开水、不用倒化学试剂、更不会弄炸厨房，只要你的脑子能转，随时随地都能玩。

我们平时在科学课上做的“小苏打加醋会冒泡”“种子发芽需要水和阳光”，都是真的实验：你需要准备材料、动手操作、等待结果，最后才能得出结论。但思想实验不一样，你只需要坐在沙发上、蹲在马桶上、甚至排队等冰淇淋的时候，动脑子想就行。

为了让你更清楚它们的区别，我们来看这张对比图：

```mermaid graph TD subgraph 真的实验 A[准备实验材料] --> B[动手操作] B --> C[观察真实结果] C --> D[得出结论] end

subgraph 思想实验 E[提出问题] --> F[想象不同情况] F --> G[推导可能结果] G --> H[得出结论] end ```

> [!NOTE] 纸书印刷提示 > 此处可配彩色插图：左边画小朋友做火山喷发实验，手里拿着小苏打，旁边飘着“真的实验”标签；右边画小朋友盘腿坐在床上，头顶飘着“如果我会飞”的气泡，旁边飘着“思想实验”标签，两个场景用虚线连起来，标注“不用动手也能做实验”。

你看，真的实验要“摸得到、看得到”，而思想实验只要“想得到”就行。比如你想知道“如果把冰激凌放到太阳上，它会化得更快还是直接变成汽？”你不需要真的买票去太阳，只要想“太阳的温度比夏天正午的太阳热一万倍，冰激凌还没靠近就会变成水汽，连渣都不剩”，就能得到答案——这就是思想实验的厉害之处。

科幻到底是什么？不是只有外星人和激光枪

很多小朋友一听到“科幻”两个字，第一反应是“科幻是大人写的、有很多复杂公式的书，里面有外星人、机器人、激光枪，我看不懂”。但其实，科幻的核心从来不是那些酷炫的道具，而是“基于科学的脑洞”。

我们先来玩个“找不同”的游戏：下面两个句子，哪一个是科幻，哪一个是奇幻？ 1. 科学家发明了一种“猫语翻译器”，戴在猫脖子上就能听懂猫在说什么。 2. 一个会魔法的小仙女挥了挥魔法棒，让猫突然能说人话了。

答案很明显：第一句是科幻，第二句是奇幻。因为科幻的所有想象，都要符合我们现在知道的科学规律——现在真的有科学家在研究动物语言翻译，说不定再过几年，“猫语翻译器”真的能发明出来；但魔法是小仙女凭空变出来的，不符合科学规律，所以属于奇幻。

> [!TIP] 电子版延伸阅读 > 你知道吗？现在国内已经有团队做出了能翻译猫语的小装置，能识别猫叫里的“饿了”“开心”“害怕”的情绪，点击这里👉 [链接：央视新闻《猫语翻译器真的来了？》科普短片] 可以看哦。

你看，科幻根本不是遥不可及的东西，它就是你每天想的那些“如果……会怎么样”的小脑洞，只要给这个脑洞加上一点点科学的“地基”，它就能变成超酷的科幻故事。

比如你平时会想“如果我能飞就好了”，如果写成“我背上长了一对天使翅膀，飞着去上学”，这就是奇幻；但如果写成“我背上背了一个喷气式飞行背包，用压缩空气当动力，飞着去上学，比坐校车快十分钟”，这就是科幻——因为喷气式背包现在已经有原型了，科学家真的在造。

再比如你平时会想“如果恐龙没灭绝就好了”，如果写成“恐龙被魔法复活了，在街上和人一起散步”，这就是奇幻；但如果写成“科学家从恐龙化石里提取了DNA，把恐龙复活了，建了恐龙公园，但是恐龙跑了出来，整个城市都乱了”，这就是科幻——因为现在科学家真的在做恐龙复活的研究，用的是和恐龙亲缘关系最近的鸟类基因。

思想实验的三个魔法步骤，一学就会

刚才我们说了，所有科幻故事最开始都是思想实验，而思想实验其实特别简单，只有三个步骤，小学生都能轻松学会。

第一步：提一个“如果……会怎么样”的问题

好的思想实验问题，一定是一个“如果开头”的问题，而且不能太宽泛。比如你不能问“世界是什么样的”，这种问题太大了，想半天都想不出来；你要问具体的小问题，比如“如果世界上没有重力，人会飞吗？”“如果猫会说话，它第一句话会说什么？”“如果地球突然停转了，会发生什么？”

> [!NOTE] 纸书知识小卡片 > 【小知识】这个“动脑子做实验”的方法，最早是2000多年前的古希腊哲学家亚里士多德发明的。他那时候就经常想：“如果一辆车永远往前开，会不会开出世界的尽头？”这就是人类历史上第一个有记录的思想实验哦。

第二步：想象至少3种不同的可能性

这一步是最有意思的，你不用纠结“哪个是真的”，只要尽可能多想不同的情况就行。比如你问“如果猫会说话，它第一句话会说什么？”，你可以想：

• 可能性1：它会说“我饿了，快给我开罐头”，因为它满脑子都是吃。
• 可能性2：它会说“你昨天偷吃我的小鱼干我都看到了”，然后跑到妈妈那里告状。
• 可能性3：它根本不说话，而是先瞪你一眼，因为昨天你强行抱它去宠物医院，它还在生气。

你看，三种完全不一样的情况，每一种都能发展成一个超有趣的故事。

第三步：跟着逻辑推导结果

这一步就是“如果发生了这种情况，接下来会发生什么”。比如你选了“猫会说话，而且会告状”这个可能性，推导下去就是：

• 猫会告状→妈妈知道了我偷吃小鱼干→妈妈罚我一周不能吃零食→我很生气，决定以后再也不给猫开罐头→猫为了吃罐头，主动帮我保守秘密，再也不告状了→我和猫达成了“互不告密”的协议。

你看，只要跟着逻辑一步步推，你就能得到一个完整的小故事，甚至还能得到个“和宠物达成协议”的生活小技巧。

我们再拿大家都看过的《流浪地球》举个例子，你就能更清楚这三个步骤怎么用了： 1. 提出问题：如果太阳还有100年就要爆炸了，人类怎么活下去？ 2. 想可能性：

• A方案：造1000艘宇宙飞船，把所有人类都带到别的星球。
• B方案：把地球整个推走，找个新的太阳绕着转，不用离开家。
• C方案：大家一起挖地下城，躺平等死。

3. 推导结果：

• A方案：飞船装不下所有人，只能装10亿人，剩下的人都会死，不行。
• B方案：虽然推着地球走很难，要造1万座行星发动机，但是能救所有人，虽然路上会遇到很多困难，但是值得试试。
• C方案：肯定不行，谁愿意等死啊。

你看，《流浪地球》整个故事的起点，就是刘慈欣做的一次超大型思想实验，三个步骤走完，故事的核心就出来了。

> [!TIP] 电子版互动小游戏 > 你可以点这里👉 [链接：思想实验小练习网页] 自己试试，输入一个“如果……会怎么样”的问题，系统会帮你自动生成三种可能性，还能帮你推导结果哦。

你以为科幻很远？其实你天天都在玩思想实验

很多小朋友会说：“我就是随便想想，哪会写科幻故事啊？”其实你早就会了。比如你每次遇到难题的时候，其实都在下意识做思想实验：

• 你问自己：“如果我不写作业，老师会不会骂我？”→想可能性：“上次没写被骂了，这次肯定也会”→推导结果：“还是写吧，不然要罚站”→你决定写作业。
• 你问自己：“如果我把闹钟关掉再睡五分钟，会不会迟到？”→想可能性：“上次睡五分钟迟到了，这次肯定也会”→推导结果：“还是现在起来吧”→你关掉闹钟起床。

你看，这些日常的小选择，其实都是思想实验。而只要你把这些问题的脑洞再放大一点，加一点科学的依据，就能变成超酷的科幻故事：

• 把“如果我不写作业老师会不会骂我”放大成“如果世界上所有作业突然都消失了，世界会变成什么样？”
• 把“如果我能飞就好了”放大成“如果我背上有个喷气式背包，上学再也不用挤公交了，但是飞的时候撞到了电线杆，把整个城市的电都弄断了，会发生什么？”

> [!NOTE] 纸书插画提示 > 此处配图：一个小朋友坐在书桌前，头顶飘着三个大小不同的气泡，最小的气泡里是他想着“不写作业会不会被骂”，中间的气泡是“如果作业都消失了”，最大的气泡里是整个城市飘着作业本的画面，标注“你的脑洞可以越来越大哦”。

小脑洞挑战：试着做你的第一个思想实验

现在轮到你了！我们准备了3个超简单的小问题，你只要按照“提出问题→想3种可能性→推导结果”的步骤，就能完成你的第一个科幻思想实验，完全没有难度：

挑战1：如果明天所有作业都消失了，你会先做什么？

> 引导提示： > 1. 先想3种不同的做法：比如先吃冰淇淋、先看动画片、先去游乐园？ > 2. 再想每种做法的结果：比如先看动画片会不会被妈妈骂？先去游乐园会不会赶不上吃晚饭？吃冰淇淋吃多了会不会肚子疼？ > 3. 最后选一个你最喜欢的可能性，把结果写下来，就是你的第一个科幻小故事啦！

挑战2：如果你的玩具突然都活了，它们会对你提什么要求？

> 引导提示： > 1. 先想3个不同的玩具：比如你的奥特曼、芭比娃娃、玩具小汽车？ > 2. 再想它们各自的要求：比如奥特曼会不会说“你昨天把我摔疼了，今天要给我道歉”？芭比娃娃会不会说“我要换新裙子，你上次给我买的太丑了”？小汽车会不会说“我要去楼下赛道跑一圈，你上次好久没带我玩了”？ > 3. 如果你满足了它们的要求，接下来会发生什么有意思的事？

挑战3：如果人类能像鱼一样在水里呼吸，世界会变成什么样？

> 引导提示： > 1. 先想3个不同的变化：比如上学要穿泳衣、教学楼建在水里、午饭有海带飘到碗里？ > 2. 再想这些变化的好和坏：比如上学穿泳衣会不会很冷？在水里上课会不会有鱼游进来捣乱？吃午饭有海飘进来是不是就不用买海带了？ > 3. 你觉得这样的世界有趣还是麻烦？

小作业：写你的第一句科幻故事

选上面3个挑战里你最喜欢的一个，试着写3句话的超短科幻故事，比如： > 如果我的橡皮会飞，我会给它绑一根红色的绳子，这样它飞走的时候我就能抓住它。今天我把橡皮放在桌子上，它真的晃了晃身子飞起来了，我赶紧拉着绳子，它拉着我飞到了天花板上，我看到了藏在吊灯里的半块巧克力，是上次妈妈藏起来的。原来橡皮飞起来是为了帮我找好吃的！

你看，是不是超级简单？你根本不需要懂什么复杂的物理公式，也不需要会写很长的文章，只要你会问“如果……会怎么样”，会想象不同的情况，会跟着逻辑推一推，你就能玩思想实验，写你自己的科幻故事。

很多你觉得“只有大人才能写”的科幻，其实最开始都是小朋友的脑洞：刘慈欣小时候蹲在河边看星星，就想“如果星星上有人，他们会不会也在看我？”，后来他写成了《三体》；凡尔纳小时候看船出海，就想“如果船能开到海底，会不会看到更大的鱼？”，后来他写成了《海底两万里》。

> [!TIP] 电子版拓展资料 > 如果你想看更多小朋友写的科幻小故事，可以点击这里👉 [链接：全国青少年科幻大赛获奖作品集] 哦，很多获奖的作者都是和你一样大的小朋友。

下一章，我们就要带你走进科幻的奇妙世界，看看从100年前到现在，人类有过多少脑洞大开的科幻想象，其中有多少已经变成了真的生活——说不定你现在的脑洞，再过几十年也会变成真的哦！

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```mermaid graph LR A[日常脑洞<br>（如果不用上学）] --> B[思想实验<br>（动脑子想结果）] B --> C[科幻故事<br>（加科学依据）] C --> D[改变世界的发明<br>（很多科幻想象都成真了）] style A fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px style B fill:#9f9,stroke:#333,stroke-width:2px style C fill:#99f,stroke:#333,stroke-width:2px style D fill:#ff9,stroke:#333,stroke-width:2px ```

```plantuml @startuml title 思想实验 vs 真的实验 对比 left to right direction package 真的实验 { actor 小朋友 usecase 准备材料 usecase 动手操作 usecase 观察结果 小朋友 --> 准备材料 准备材料 --> 动手操作 动手操作 --> 观察结果 }

package 思想实验 { actor 小朋友 usecase 提出问题 usecase 想象可能 usecase 推导结果 小朋友 --> 提出问题 提出问题 --> 想象可能 想象可能 --> 推导结果 } @enduml ```

你有没有过这样的时刻？上周三年级的小宇蹲在小区花坛边看蚂蚁搬家，盯着搬着饼干屑的蚂蚁队伍发了半小时的呆，突然冒出一个想法：如果蚂蚁能变大到像小狗一样大，会不会帮他背书包？他坐在石头上把三种可能的故事都想了一遍：第一种是蚂蚁变大后帮小朋友搬重物，大家和蚂蚁成了好朋友；第二种是蚂蚁变大后抢小朋友的零食，大家都得躲着蚂蚁走；第三种是蚂蚁变大后占了楼下的便利店，大家只能用棒棒糖和蚂蚁换文具。小宇把这个故事写成了周记，老师还在全班朗读了他的作文，给他贴了“脑洞大王”的小红花。你刚才做的这些发呆、瞎想，其实就是全世界最酷的思维游戏——思想实验。而那些让你觉得“哇，好厉害”的科幻故事，最开始也都是从这样的小脑洞开始的。

你每天都在做的“隐形实验”

我们先来做个小测试：现在请你想一个问题——如果明天你家楼下的便利店突然开始卖“隐身糖果”，吃了就能变成透明人，你会买几颗？买完之后你要做什么？

你看，你刚刚没有真的跑到便利店，也没有真的吃下隐身糖果，只是在脑子里把整个过程想了一遍，这就是一次完整的“思想实验”。

> [!TIP] 电子版侧边栏提示 > 思想实验还有个更酷的名字叫“思维实验”，它不需要任何实验材料，不用烧开水、不用倒化学试剂、更不会弄炸厨房，只要你的脑子能转，随时随地都能玩——排队等冰淇淋的时候、蹲在马桶上的时候、甚至上课走神的时候，都能偷偷做。

我们平时在科学课上做的“小苏打加醋会冒泡”“种子发芽需要水和阳光”，都是真的实验：你需要准备材料、动手操作、等待结果，最后才能得出结论。但思想实验不一样，你只要动脑子想就行。为了让你更清楚它们的区别，我们先拿大家都做过的“冰淇淋实验”来对比：

• 如果你想知道“什么口味的冰淇淋在太阳底下化得最快”，这是**真的实验**：你要买香草、草莓、巧克力三种冰淇淋，放在同一个温度、同一个光照的地方，用秒表计时，看哪个先化完，最后得出“巧克力因为颜色深吸热快，化得最快”的结论。
• 如果你想的不是“哪个化得快”，而是“如果冰淇淋永远都不会化，世界会变成什么样？”，这就是**思想实验**：你不用真的买冰淇淋，只要想——如果冰淇淋不会化，夏天再也不用担心滴在衣服上弄脏，但是冰淇淋工厂会倒闭，卖冰淇淋的叔叔阿姨会失业，而且大家吃太多冰淇淋会肚子疼，最后医生会说“大家要少吃冰淇淋，不然会生病”，冰淇淋工厂就改做别的吃的了。你看，不用真的做实验，你也能想出一堆有意思的结果。

```mermaid graph TD subgraph 真的实验（冰淇淋融化速度测试） A1[买3种口味的冰淇淋] --> B1[放在同一温度阳光下] B1 --> C1[计时记录融化时间] C1 --> D1[得出结论：巧克力融化最快] end

subgraph 思想实验（冰淇淋永不融化的世界） A2[提出问题：冰淇淋永远不化会怎样] --> B2[想3种可能性] B2 --> C2[推导因果链] C2 --> D2[得出结论：有好有坏，要适度吃冰淇淋] end ```

> [!NOTE] 纸书印刷提示 > 此处可配跨页彩色插图：左页画小朋友做冰淇淋融化实验，手里拿着秒表，旁边摆着三个不同口味的冰淇淋，标注“真的实验：动手才能做”；右页画小朋友盘腿坐在沙发上，头顶飘着“如果冰淇淋永不融化”的大气泡，气泡里画着满大街都是冰淇淋、冰淇淋工厂改卖水果的画面，标注“思想实验：动脑就能玩”。

你看，真的实验要“摸得到、看得到”，而思想实验只要“想得到”就行。哪怕你想的是“如果把冰激凌放到太阳上，它会化得更快还是直接变成汽？”你不需要真的买票去太阳，只要想“太阳的温度比夏天正午的热一万倍，冰激凌还没靠近就会变成水汽，连渣都不剩”，就能得到答案——这就是思想实验的厉害之处：它能帮你回答那些“现在做不了、或者做起来太麻烦”的问题。

科幻到底是什么？不是只有外星人和激光枪

很多小朋友一听到“科幻”两个字，第一反应是“科幻是大人写的、有很多复杂公式的书，里面有外星人、机器人、激光枪，我看不懂”。但其实，科幻的核心从来不是那些酷炫的道具，而是“基于科学的脑洞”。我们先来玩个“找不同”的游戏：下面四个句子，哪些是科幻，哪些是奇幻？ 1. 科学家发明了一种“猫语翻译器”，戴在猫脖子上就能听懂猫在说什么。 2. 一个会魔法的小仙女挥了挥魔法棒，让猫突然能说人话了。 3. 科学家从恐龙化石里提取了DNA，把恐龙复活了，建了恐龙公园。 4. 魔法师用咒语把恐龙复活了，在街上和人一起散步。

答案很明显：1和3是科幻，2和4是奇幻。因为科幻的所有想象，都要符合我们现在知道的科学规律——现在真的有科学家在研究动物语言翻译，国内已经有团队做出了能识别猫叫情绪的小装置；现在也真的有科学家在做恐龙复活的研究，用的是和恐龙亲缘关系最近的鸟类基因，说不定再过几十年，“猫语翻译器”和“恐龙公园”真的能出现。但魔法是小仙女、魔法师凭空变出来的，不符合科学规律，所以属于奇幻。

> [!TIP] 电子版延伸阅读 > 现在国内已经有团队做出了能翻译猫语的小装置，能识别猫叫里的“饿了”“开心”“害怕”的情绪，点击这里👉 [链接：央视新闻《猫语翻