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跨越傳統科學教育:空想科學研究所背後的瘋狂科學家——2016泛知識節

這一系列文章為 2016泛 · 知識節「翻牆吧!知識」的活動紀實,我們將當下求知求真地感動盡力留下,想與世界某個角落正在努力翻牆的你分享。

知識不只在學校的黑板、不只在安靜的圖書館,當然 更不只在名為「學校」那棟被牆包圍的建築。2016泛 · 知識節「翻牆吧!知識」承襲著泛科學年會的精神與架構,變的是讓更多的知識在這裏碰撞,不變的是那渴求知識的靈魂。如果知識是一道牆,現在就讓我們用求知慾翻牆吧!

關於本場次【「空想科學研究所」怎麼突破傳統科學教育的限制?】的活動介紹,請參考這裡

空想科學研究所主任研究員 柳田理科雄。圖/2016泛.知識節

空想科學研究所主任研究員 柳田理科雄。圖/2016泛.知識節

「科學,不只是科學家的專利。是我們每一個人,在想科學可以做到什麼事就好了。就是這些天馬行空的想法,推動著科學繼續前進。」——空想科學研究所主任研究員 柳田理科雄

在 2016 年泛.知識節華麗登板的頭號重量級講者柳田理科雄先生,是空想科學研究所主任研究員(謎之音:是說…… 還有其他研究員嗎?),也是啟發無數科學愛好者的空想科學讀本作者。這次他首度來台與眾多科學與知識狂熱份子,分享了空想科學的源頭、他對科學的想法、與促使他走上空想科學之路的人生觀。

跟太空時代一起來臨的男人!

1961 年 4 月,在胎兒時期的柳田理科雄正努力的增殖腦細胞,可能剛升級呼吸動作與作夢,也對媽媽肚皮外傳進來的光線有了一點點反應。此時此刻,離開地表、穿越大氣層,歷史上第一個太空人尤里.加加林(Yuri Gagarin),正搭乘東方一號完成了歷時 108 分鐘的首度太空載人飛行。這個事件讓日本南端種子島上的一位小鎮鎮長柳田長谷男,深覺「未來就是科學的時代了」,因此決定以「理科雄」,為自己的孩子命名。

歷史上第一個太空人尤里.加加林(Yuri Gagarin)。圖/NASA

歷史上第一個太空人尤里.加加林(Yuri Gagarin)。圖/NASA

在這個鐵炮傳入戰國日本的起點,比鄰著興建中的種子島太空中心。柳田理科雄從小就很喜歡觀察生物和星象等自然變化,追蹤颱風的成因與影響。也著迷於動漫影視中,不斷研發出各種神奇技術的科學家們,這讓他對科學保持著極高的熱忱。在求學階段的自然科學研修時,發現許多從小累積起來的問題,都一一地被解答了,更讓自己努力地走在科學這條路上。

然而,通往瘋狂科學家的路並沒有那麼的順遂。高中畢業後,柳田理科雄應試京都大學失利,雖重考進頂尖學府東京大學。但當時因驕傲氣盛的心態,而不滿學校的課程安排,最終從東大輟學。柳田理科雄說:「這是我在人生中最大的失敗。在座還在學的朋友,請不要因為對學校的不滿而葬送自己的人生。只要能忍耐改變一下,人生還是會繼續往前進的。」

「請不要因為對學校的不滿而葬送自己的人生。只要能忍耐改變一下,人生還是會繼續往前進的。」——柳田理科雄。圖/2016泛.知識節

「請不要因為對學校的不滿而葬送自己的人生。只要能忍耐改變一下,人生還是會繼續往前進的。」——柳田理科雄。圖/2016泛.知識節

如同我們看到許多偉大科學家的故事般,挫折只會讓有堅定信念的人越變越強(恩…… 動漫中二主角也是)。柳田開始經營了給小朋友的科學補習班,想要用有別於填鴨式的教育方式來教導科學,雖然幾年後因教學方式不受家長喜好而倒閉。但幸好在出版社朋友的建議下,柳田寫出了第一本《「空想科學讀本》」,開啟了空想科學蓬勃發展的時代。

回顧起從京都大學落榜、從東京大學輟學、補習班倒閉等等不順遂的事,柳田理科雄也勉勵大家:「如果你遇到不如意的事,這可能是得到幸福的轉折點。但從學校輟學的事,是絕對不可以做的!」

科學、空想科學與泛科學

在 11 月 19 日泛.知識節開幕的這一天,柳田理科雄也跟大家分享了許多動漫娛樂中的空想科學,與他的探究歷程。

密度高得誇張的超人力霸王

卡通《超人力霸王》裡身高 40 公尺體重 35000 公噸的巨大機器人,對比高 330 公尺,並由 3500 公噸鋼筋組成的東京鐵塔相比起來,似乎重量重了太多倍。而且只要引進國一會學到的密度概念,就會發現超人力霸王的密度高達 41 g/cm3,然而,現實生活中根本不存在密度這麼高的物質。又由於所有的元素在這個宇宙中都是相同的,似乎代表著超人力霸王的組成材料或故事設定,搞不好根本來自於另一個平行宇宙了。

香吉士的月步,讓他可以一跳登月?

香吉士的月步,可以一跳登天嗎?圖/影片截圖

香吉士的月步,可以一跳登天嗎?圖/影片截圖

又例如像是動漫《航海王》裡的香吉士,他的踢技「月步」可以藉由踢擊空氣來騰空漫步,每踢擊一次就可以上升一公尺。柳田理科雄以此計算,估計香吉士若要藉由踢擊時,空氣阻力的反作用力來升空一公尺的話,這代表每一步踢擊的速度要達到時速 6000 公里,是正常人踢擊速度的一百倍快。但這也反過來代表,如果香吉士用力跳一下的話,就可以直接跳到 2000 公里的高度,可是名副其實的一步登天了。(謎之音:是說空島的設定是在海拔一萬公尺的白白海,換算一下也只有 10 公里……)

七龍珠的龜派氣功有可能實現?!

當然除了去思考或吐槽動漫作品中的合理性。柳田理科雄也很喜歡思考如何讓動漫中的橋段實現。演講中他特別提到曾經有一個大學生問他,有可能發出七龍珠裡的「龜派氣功」嗎?為了要能解答這個問題,我們就必須先試圖把這個問題給分解出來想想看。首先要想的,是人體裡有氣功般的能量嗎?當然是不可能有毀滅星球的能量,不過我們倒可以從悟空剛學會氣功時的狀況來想想,假設這時候的氣功威力就如同一個內含 200 公克火藥的小炸藥,換算起來大約是 200 大卡的熱量,也不過等同 22 公克的脂肪而已,足以代表人體裡有充足的能量可以使用。

再下一步要解決的,則是這些能量應該如何釋放出來。柳田理科雄估算出我們的手掌一天差不多會放出 10 大卡的熱量,雙手掌就是 20 大卡,換算起來,只要把雙手握在一起 10 天,就可以累積等同一個炸藥的熱量了!

柳田理科雄現場示範龜派氣功的動作。圖/2016泛.知識節

柳田理科雄現場示範龜派氣功的動作。圖/2016泛.知識節

然而,就算能做到這一步,也還有一個問題要解決,就是我們能不能在掌間儲存熱量呢?如果你真的這麼做了,馬上會遇到的問題,就是掌間的溫度恐怕不會超過體溫,這是由於熱是由高溫往低溫流動,當掌間的溫度與體溫相同時,人體的熱量就無法在流動至掌間了。

不過,要顛覆熱是由高溫往低溫流動這件事,其實一點都不難,冷氣機裡所使用的熱泵,就是利用冷媒在液態和氣態轉換時的汽化/凝結熱,來將熱量持續由低溫處往高溫處送。雖然說我們好像沒辦法把一個熱泵裝在身上,但是「如何發出龜派氣功」這個問題,經過這一連串的空想,就化約成「如何在身上裝一個熱泵」這個看起來較單純明確的問題了。

這個將原本龐大的,甚至是幻想的問題或目標。分解成許多小部分或階段,再一一分析求解的過程,其實也就是科學探索的過程。柳田理科雄相信:

「科學,就是我們每個人在空想著科學可以做到哪些事情。這些空想推動著科學前進,帶來科學研究的突破點。或許,這就是泛科學的起點。」

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關於作者

廖英凱

非典型的不務正業者,對資訊與真相有詭異的渴望與執著,夢想能做出鋼鐵人或心靈史學。