2013年3月1日

瞧,這就是科學


2012『青年尬科學 - 聽、說、讀、寫 大擂台』入選二十好文作品

作者/呂易芩、簡瑀蓁、詹昕頤

遠從至今仍撲朔迷離的遠古文明,直至今日,「科學」幾乎貫穿了整部人類歷史,當我們的祖先首次對周遭的世界投以好奇的目光時,科學發展的輪軸,便有了轉動的動力。誠然,「科學」一詞的使用,始於距今不過五百餘年前的啟蒙時期,然而,正如英國科學委員會於2009年時為科學下的定義:「科學,是以日常現象為基礎,用系統的方法對知識的追求、對大自然的理解以及對社會的理解。」這份對陌生事物尋求解答的求知慾,不僅是人類文明生生不息的原動力,更是所謂的科學精神啊!

然而,儘管科學構築了今日的科技社會,儘管我們與科學新知接觸的機會越來越頻繁,一般大眾對於科學,仍有著太多偏見、誤解、錯誤的想像與盲目的崇拜。某種程度而言,數百年前神學與科學的衝突,和今日科學發展與利益、道德、人際關係,甚至環境保護的矛盾,皆源自於對科學的不了解。有鑑於此,諸多科學巨擘在研究之餘,紛紛利用淺顯易懂的文字,將這個包羅萬象、日新月異的世界介紹給我們,一本本科普書籍的背後,便充滿了這些可敬的科學家為科學貢獻己力的心意。

在閱讀完這次我們選讀的三本科普書籍後,迴盪在我們心中的,除了對於書中科學領域的讚嘆外,還有對「科學」的重新思考。科學,在此時的我們眼中,或許是每日考試的內容,或許是未來生涯的目標,又或許是一篇篇艱澀的論文、一行行天書般的的方程式,但是,在這些書中,對於科學的詮釋,讓我們有了一些與平日不同的想法。

首先,是科學態度。
做研究,靠的不只是超乎眾人的聰明才智,一個出色的科學家,在對知識驚人的洞察力之外,更具備了以下種種特質:

一、好奇心
對經三稜鏡色散的七彩光芒的好奇,引發了牛頓研究光的動機;對我們在宇宙中的定位感到好奇,讓哥白尼、第谷、克卜勒爭相投入了天體的觀測研究;而在科學家的身分之後,費曼同時也是個鼓手及業餘畫家,他似乎有無窮的精力,去處理他對世界無盡的好奇。
也許所謂的科學家們,最初的原動力都來自好奇心,於是在經過了一串串的理論及文字之後,才呈現出了一些關於這世界的自然規則,而在探索的過程中,總會有新的問題出現,也許是與現行理論相悖,也許是理論在某些條件下不成立,於是對於自然的研究,就能因人類的好奇心而能不斷的延續。

對問題的求知慾,是科學研究很重要的一環,如果說科學的實際功用是解決問題,那麼一份追根究底的堅持,就是解決問題最重要的關鍵,講的輕鬆一點,其實就是盡量讓生活中的問題都能有個答案。

二、觀察力
費曼曾在某個偶然的機會下,只靠觀察便找出螞蟻傳遞訊息的路徑及方法,藉由他的描述,彷彿可以看見一個個小螞蟻活靈活現的在眼前傳遞著訊息。而從鳥類與魚類的求偶,到水鼠生活的點點滴滴,勞倫茲更以動物行為學家的縝密觀察力,為我們描述了好些歷歷在目、平凡卻獨特的畫面。

在以實驗建構理論的過程中,也許在剛開始的階段,是一片混沌未明,因此那時更需要細心的觀察,找出微小的差異,然後藉由一次次的過程中,建構出一套完整的理論。

三、慎思
在《別鬧了,費曼先生》中的某段章節中提到,費曼先生喜歡與數學家們辯論,當數學家們向費曼先生講述定理及證明時,他總是喜歡向他們提出挑戰,找到某些不合理的地方,並且加以擊破。而在《另一種鼓聲:科學筆記》中,量子力學的發展更是一段耗盡眾人腦力的思考歷程,每一項理論、每一個細節,每一段計算,都需經過嚴格的檢視與重複驗證。

謹慎的思考,讓每個思路都能有明確的說明, 可以讓自身的立論基礎更加穩固,也能在反覆思考的過程中,檢視出自己的盲點,修正自身的研究方向。

四、耐心與毅力
獲得最後「宇稱不守恆」的結果之前,楊振寧經歷了數個月的艱苦計算,其中充滿了各種技巧與轉折,中間也曾懷疑是否真能成功,但最後,一切看來卻是如此清楚明確。常常,在研究的過程中,自我懷疑與沮喪,會令研究者裹足不前,如何保持信念,如何發揮耐心,解開眼前彷彿糾纏不清的謎團,有時便是決定最後成功與否的關鍵。

五、改變與創意
在費曼小時候,曾設計了許多小機關,從切豆莢的機器,到接聽電話的特殊裝置,可以看的出,他想讓這世界變的更方便、更多可能,即使那些努力,時常招致旁人的不諒解。

走在最前面的科學家們,想法有時候看起來是瘋狂的,但那些瘋狂,卻為世界帶來巨大的影響。智慧型手機的概念,曾在多年前的Nokia被提出討論,然而高層卻決定保守而不冒進,於是,蘋果搶先了一步。太空電梯的構想從一開始的天方夜譚,到現在有了實踐的可能,甚至日本在核災後,也致力於發展月亮太陽能的雛型,人們都喜歡依照習慣生活,但這世界需要改變,那不僅是科學研究的目的,也是世界進步的動力。

當然,擁有這些特質之外,最重要的,還要有一份對大自然的熱愛與尊敬,而能領略「科學之美」。【更詳細的內容,請參閱第519期科學月刊】

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