分享本文至 E-mail 信箱

學術引用格式

MLA (點一下全選)

APA (點一下全選)

EndNote(.enw)

有趣、開心、好玩:東大生產研究所的科學同樂會

作者:高至輝(東京大學大學院醫學系研究科博士生),許淑真(東京大學醫科學研究所博士班)

要怎麼將實驗室裡生硬的科學知識傳遞給一般民眾,這一直是科普教育的大哉問,日本科學推廣公司Leave a nest社長-丸幸宏就曾經感嘆:「每天都從大學,研究機關,或是企業等等地方產生豐富的科學知識,但是卻沒有方法將這些知識傳遞給一般大眾。」這雖然是日本科學推廣所面臨的問題,但反觀台灣的狀況也是一樣的嚴峻,甚至更加窘迫。

的確,隨著科學的蓬勃,先端的科學研究也朝向越來越專精的方向發展。為瞭解一項知識所隨之而來的龐大背景資料,很容易讓大眾對於科學產生艱深難懂的刻板印象。惡性循環的結果,科學研究自然容易被歸類為象牙塔裡的產物,只讓塔裡的專門學者孤芳自賞。這樣的結論雖然讓人沮喪,但是,換個思考方式,如果能夠降低進入的門檻,也許就能夠讓現狀獲得改善。針對這點,東京大學生產研究所每年都會舉辦OPEN CAMPUS的活動,期間會開放校園以及實驗室,並提供活動供民眾參與。這篇文章我們將介紹幾個有趣的科學展演,帶大家看看生產研究所怎麼把自己高深的研究介紹給一般大眾。(附註:這次OPEN CAMPUS把主要對象設定為國高中生,但是現場也有為數不少的家長帶小學或以下的兒童參加。)

親身體驗

一般而言,展示有趣研究成品讓來訪的民眾能夠親身體驗是最直接的作法。在這次的會場上有一具和自動車相連的機器人就非常吸引大眾目光。這部遠距操作半人形自動車,操作員能利用3D眼罩式顯示器同步觀察到機器人即時的視野,配合改裝的kinect動作偵測器,即可從遠端遙控視野的方向和自動車行進。但對於民眾來說只要帶上眼罩,轉轉頭,立刻可以感受到即時3D遠距視覺所帶來的新鮮感;動動手,也可以發現到機器人會作出相對應的動作,現場不時的傳來「好厲害」或是「好有趣」等等的讚嘆聲。

另外一項展示則是結合各種視覺重現技術所實現的導覽巴士。坐上這台高科技小巴,戴上頭戴式3D立體顯示器,東大校園裡立即出現實際中不存在的日本飛鳥時代京城,即時影像配合上聲音解說,彷彿就是一場穿越時空之旅。像是這種成果有趣、看得見摸得著的應用性研究,即使完全不知道背後複雜的原理,大人小孩都可以用身體去「體驗」科技所帶來的樂趣,如果對於背後的原理有興趣的話,現場也一定會有海報展示或是解說員負責更深入的講解,可深可淺是這類展演的一大特徵。

圖一:遠距操作半人形自動車。操作員利用3D眼罩式顯示器同步觀察到機器人即時的視野,配合改裝的kinect動作偵測器,即可從遠端遙控自動車行進。

圖二A:導覽巴士外觀。

圖二B:頭戴式3D立體顯示器。

開放大型設施

此外,直接開放大型或是特別的研究設施供大眾體驗也是不錯的方法,像是環境風洞實驗室擁有的風洞設施。雖然在日本常常被被科學節目介紹,但是一般人很難有機會親身體驗。風洞在研究上的用途相當廣泛,不僅可以擺設建築模型,進行各種建築物的耐風,大氣擴散,或是熱對流的模擬測試,甚至也可以進行人體耐風性的實際測試。先不談艱澀的部分,這次的展示便是很直觀的讓來訪者實際置身風洞中,在風洞所製造最大每秒20公尺的強風下(相當於每小時72公里的八級陣風),體驗強風襲來的快感,對於體驗過的人還頒發一張「體驗證明書」,除了記念上面也連帶的介紹上述的相關實驗,頗具巧思。

圖三(左右):在八級強風吹襲下,連大人都站立不穩。一個不平衡,立刻被吹跑。

若說起這個校區的另一個著名的研究設施,當屬隸屬於應用音響實驗室的無響室。顧名思義,無響室就是一間完全沒有回音的房間。房間的六面牆壁全部鋪滿平版海綿,中間用鐵網織成地面,僅留下中間和通路部分舖設鐵架供人站立,這些設計都是為了降低空間造成的回音干擾,以增加模擬時的正確性,配合六聲道喇叭(上下與四方)即可重現各種音場,搭配利用立體環繞收音麥克風所錄製的檔案,即可在無響室中模擬不同音場。

現場他們產示了像煙火大會,或是交響樂團指揮位置等等錄音的重現,另外也透過即時的收音和模擬,還能讓讓無響室立時化身成兩個不同演奏廳,搭配長笛的現場演奏,讓觀眾實際體驗箇中音響效果的差異, 再加上簡單易懂的說明,讓參加的大人小孩都對於該實驗室的研究留下了深刻的印象。

圖五A:大家聚在無響室中央等待體驗開始,上方中央為即時收音用麥克風。

圖五B:現場的長笛演奏展現即時音場模擬的效果。

類比實驗

當然有些實驗室的成果難以直接展示,而設施也不容易讓參觀者親身體驗,這時將高深的實驗「類比」成一些可以動手做的小實驗也是不錯的方法。例如,竹內研究室著重於再生醫療,實驗室內的海報展示場裡,貼滿了介紹利用不同的技術建構細胞的3D立體培養的海報。而實驗室的走廊上,則是「複製手指」的體驗營。透過利用石膏複製出參訪者的手指這樣簡單的體驗,也能夠讓參訪者多少體會到「再生」的意義和動手做的樂趣。

其他還有不少有趣的展示,例如自製的肌年齡測定器,或是經由組裝不同形狀的輪胎探討電車車輪設計的原理,甚至動感模擬駕車體驗等等族繁不及備載,整個校區就像一個科學主題遊樂園,在可深可淺的前提下,傳達出科學有趣、開心、好玩的一面,姑且不論這些設計對於科學原理是否有更深入的了解,但是透過親身體驗,對於加強大眾對科學的關心絕對有正向的幫助。

圖六A:模擬東京首都高速公路的動感駕車體驗。

圖六B:組裝不同的輪子,讓車子能夠順利轉彎。藉此探討電車的設計原理。

當然,實驗的題目先天上或許決定了向一般大眾展示時的難度,然而在這次經驗中我們認為最重要的是「同樂」的想法。參觀的過程中,有時會遇到講解的學生,甚至是老師,用一種很像小孩子把自己得意的玩具「現」給朋友看的那種閃閃發光的神情來介紹自己的成果(或是體驗活動),最後用熱情的眼光對參訪者說「謝謝你們來參觀」。我們則不禁想著,有時候做科學真的可以很單純。

這篇文章只是我們在這次的Open Campus所觀察到的幾個例子,不知道大家又會用什麼樣的方式,來把自己對於研究的熱情給傳播出去呢?

關於作者

高 至輝

至輝

東京大學醫學系研究科特任研究員。大學主修化學,從碩士轉攻結蛋白質構生物學,其後飛往日本攻讀神經生理學,畢業後留在日本繼續探索有關神經迴路形成的機制。私底下屬有跡可循的雜食性,對於理解各種人文或科學概念的發展進程充滿興趣。