对于科学家（或有抱负的科学家）来说，不需要回答为什么要学习科学的问题。如果你是获得科学知识的人之一，那么就不需要解释了。很可能你已经具备了从事这一职业所必需的一些科学技能，而学习的全部目的就是获得你还没有掌握的技能。

然而，对于那些没有从事科学或技术职业的人来说，任何一门科学课程都会让人觉得是在浪费时间。尤其是物理科学课程，往往不惜一切代价避免，而生物学课程则取而代之，以满足必要的科学要求。

詹姆斯·特雷菲尔（James Trefil）2007年的《为什么科学？》一书中充分阐述了支持“科学素养”的论点，该书侧重于公民、美学和文化的论点，以解释为什么非科学家必须对科学概念有一个非常基本的理解。

著名量子物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）对科学的描述清楚地表明了科学教育的好处：

然后问题就变成了（假设你同意上述思维方式的优点）如何将这种形式的科学思维传授给大众。具体来说，特雷菲尔提出了一套宏大的想法，可以用来形成这种科学素养的基础——其中许多是根深蒂固的物理学概念。

物理学的案例

特雷菲尔提到了1988年诺贝尔奖获得者莱昂·莱德曼（Leon Lederman）在芝加哥的教育改革中提出的“物理第一”的方法。Trefil的分析是，这种方法对年龄较大（即高中年龄）的学生特别有用，而他认为更传统的生物第一课程适合年轻（小学和中学）学生。

简而言之，这种方法强调物理学是最基本的科学。毕竟，化学是应用物理学，生物学（至少是现代形式的生物学）基本上是应用化学。当然，你可以将其扩展到更具体的领域：例如，动物学、生态学和遗传学都是生物学的进一步应用。

但问题是，所有的科学在原则上都可以归结为基本的物理概念，如热力学和核物理。事实上，物理学的历史发展就是这样的：物理学的基本原理是由伽利略确定的，而生物学毕竟仍然由各种自发产生的理论组成。

因此，科学基础教育是物理学的基础，是科学的基础。从物理学，你可以自然地扩展到更专业的应用，例如从热力学和核物理到化学，从力学和材料物理原理到工程学。

从生态学知识到生物学知识再到化学知识等等，这条道路不可能是顺理成章的。你拥有的知识子类别越小，它就越不能被概括。知识越普遍，就越能应用于具体情况。因此，如果有人必须选择学习哪些领域，物理学的基础知识将是最有用的科学知识。

所有这一切都是有意义的，因为物理学是对物质、能量、空间和时间的研究，没有它们，就没有任何存在可以反应、繁荣、生存或死亡。整个宇宙是建立在物理学研究所揭示的原理之上的。

科学家为什么需要非科学教育

在全面教育的问题上，相反的观点同样有力：学习科学的人需要能够在社会中发挥作用，这涉及到理解所涉及的整个文化（而不仅仅是技术文化）。欧几里德几何学的美并不比莎士比亚的话内在地更美；它只是以不同的方式美丽而已。

科学家（尤其是物理学家）的兴趣往往相当全面。经典的例子是小提琴演奏大师阿尔伯特·爱因斯坦。少数例外之一可能是医学生，他们缺乏多样性更多是由于时间限制而不是缺乏兴趣。

对科学的牢牢掌握，如果没有任何世界其他地方的基础，就无法理解世界，更不用说欣赏世界了。政治或文化问题在某种科学真空中不起作用，历史和文化问题不需要考虑。

尽管许多科学家认为他们能够以理性、科学的方式客观地评估世界，但事实是，社会上的重要问题从来都不涉及纯粹的科学问题。例如，曼哈顿计划不仅仅是一项科学事业，它还引发了远远超出物理学领域的问题。

该内容与国家4-H委员会合作提供。4-H科学项目为青少年提供了通过有趣的实践活动和项目学习STEM的机会。通过访问他们的网站了解更多信息。