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為何明明是唸科學學位,卻成了哲學博士(Ph.D.)呢?——《物理雙月刊》

物理雙月刊_96
・2017/05/10 ・3011字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

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文/何健民|美國維奇塔州立大學物理系榮譽講座教授(旅美退休物理講座教授)

博士:知識的追求者

source:R.I.T

我怎麼會是哲學博士?

想當年,我在大學唸了四年化工,又在研究所唸了四年化學,就成了哲學博士(Doctor of Philosophy,簡稱 Ph.D.) 。不少朋友、同事也有這麼一個頭銜。偶爾想一想,這個頭銜有點奇怪:哲學問題在我意識中,泛及人道、人本、生命、生存、或是倫理。 我只能說是似懂非懂,更不要說它們和我從事的低溫物理研究拉不上什麼關係。至於博士:唸研究所、以及畢業後工作,都講究專、精,偶而有些人可以精而博,倒底是少數。

所以在這裡自問自答「我怎麼會是哲學博士?」。順便在後文中提出一項相關、或可供思考的議題。

先說「博士」,在這裡是一個翻譯名詞,拉丁文中 Doctor 的原意是教師,也代表他們對知識的追求。可是在我們文化裡,一般把讀書人、尤其是作研究的,認為知識淵博,天文地理無所不通。

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這種代表群體的觀念,應該不適合在個人。但任何有歷史性的名詞,都免不了這種經久、時過境遷後,名實不符的現象。例如:今天在西方可能有素食的屠夫(Slaughter)女士 、或是手無縛雞之力的鐵匠(Blacksmith)先生,他們的姓氏只是反應祖先曾有的職業,不改也罷。何況新的科學產生新的技術、儀器;而新的技術、儀器又導致更新的科學。人類的知識層面隨時間變得寬廣,只要不太挑剔,我們對繼續延用博士一詞也就無可厚非吧?

拉丁文中 Doctor 的原意是教師,也代表他們對知識的追求。圖/By myrfa@Pixabay

哲學:探求萬物之真理

再說「哲學」:假如把哲學換成科學,問題可以說就少了一半,因為我是在作科學研究。有些學校確實頒授科學博士 (Doctor of Science)學位,對學科和研究的要求和哲學博士學位要求沒有實質上的差別。所以讓我們看一看科學和哲學的歷史淵源。哲學一詞源自古希臘文,意謂對智慧的熱愛(Love of wisdom)。

我們稱亞里斯多德(Aristotle, 384-322 B.C.)為哲學家,他寫了很多有關在今天會屬於物理、天文、生物、化學及心理的文章。經過千、百年的發展,哲學的多向分枝中出現了一枝所謂的自然哲學(Natural philosophy)。牛頓(Isaac Newton,1643-1727)在 1686/1687 年出版自然哲學的數學原理(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica),反應自然哲學一詞在當時被使用,相當於對自然界系統研究的通稱。

自然哲學的數學原理(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)。圖/By Zhaladshar, Public Domain, wikimedia commons

15 – 17 世紀間,歐洲文藝復興,自然哲學成就突飛猛進,人才輩出,除了牛頓,其他有絕對貢獻的包括哥白尼 (Nicolaus Copernicus, 1473-1543)、布拉赫(Tycho Brahe,1546-1601)、布魯諾(Giodano Bruno,1548-1600)、培根(Francis Bacon,1561-1626)、伽利略(Galilio Galilei, 1564-1642)、克卜勒(Johannes Kepler, 1571-1630)、波義耳(Robert Boyle, 1627-1691),尤其是伽利略引進數學分析、以及培根提出基於經驗(觀察、實驗中取得客觀事實)和理性(邏輯、歸納)的科學方法,對以後的研究產生極大影響。

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即使如此,科學一詞仍停留在地位未明階段,可以從一張 17 世紀荷蘭萊頓大學(Leiden University)圖書館簡圖中看出來:大廳中兩行書架,每行 11 排,分別標明為數學一排;哲學、文學及醫學各兩排;歷史四排;法學五排;神學六排。顯然的,科學或是自然哲學仍被包含在哲學架上。凱爾文(Lord Kelvin,1824-1907)和泰特(Peter Tait,1831-1901)在 1867 年所完成,從能量觀點涵蓋大部分物理的專著, 仍是名為自然哲學論(Treatise on Natural Philosophy)。

自然哲學論(Treatise on Natural Philosophy)。圖/amazon

想做自然科學?先來觀測、實驗

真正要到 19 世紀末期,對科學的觀念才會進展到現代形式。嚴格來說,其中唯有以觀測或實驗為依據的才是自然科學,它們源自對定量推理和解釋有必然要求的自然哲學。另外一些現代科學是基於定性及描述為主的自然歷史(Natural history),位於美國華盛頓的國家自然歷史博物館(National Museum of Natural History)、紐約的美國自然歷史博物館(American Museum of Natural History)及英國倫敦的自然歷史博物館(Natural History Museum)皆以之為名。當然,自然科學和自然歷史有密切關連,更有很多重疊。

既然科學的前身是「自然哲學」,除非有人堅持戰國時代公孫龍(c. 325-250 B.C.)的白馬非馬辯證法,不然把「哲學」按在我的頭銜上,也就說得過去了。

如此說來,「我怎麼會是哲學博士」的答案,有點像是「眾裡尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處」 。

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從牛頓及凱爾文和泰特的論著中可以明顯看出:早期的自然哲學主要內容是物理。波義耳在 17 世紀後期就提出和煉金術(Alchemy)截然不同的觀念,但要到 19 世紀中葉,科學家才有物理、化學之分。不久又加入了生物和地質學,院校中開辦了相關科系。到了 20 世紀,科學知識大幅上升,為了「實際需要」,每一學門又經細分,例如天文、固態和核子物理;有機、無機和分析化學;分子、生態和遺傳生物;以及大地、地層和構造地質。再往後,物理學中又增加了量子、高能等領域。其他學門也是日新月異。

就再以物理為例:報告研究成果最主要的期刊是始於 1893 年的物理評論(Physical Review)。因應論文的增加,它在 1970 年將每期分為四冊:簡稱 PRA(原子、分子、光學)、PRB(固態)、 PRC(原子核)及 PRD(粒子)。1993 年又從 PRA 分出 PRE(統計)。PRB 也在 1978 年將固態(Solid State)擴展到凝聚體(Condensed Matter),20 年後再增訂為凝聚體及材料物理(Condensed Matter & Materials Physics)。研究生選擇領域愈來愈廣,結果使得博士們更加學有專精

跨領域合作,令探索旅程更加豐富

就在整盤科學形勢大好的時候,巳經很少、幾乎沒有人可以或可能橫跨多種領域。同時也出現了一些難免的困擾:有人會說「我作遺傳生物研究,地質對我完全無用」、甚至「我是物理學家,我對化學完全沒有興趣」。久而久之,不同的學門間似乎有了相當的隔距。是否我們忘記了當初學門區分的原因只是為了「實際需要」。

教學與研究可以有純物理、純化學、甚至是純有機化學或是純量子物理的課題,但是想要暸解自然界中任何一環,就常需要從多方面入手,不然就像瞎子摸象。幸好合久必分、分久必合,跨領域的課程、例如生物物理和地質化學,逐漸被接受。再進一步,有了生物化學或類似的新科系,而材料學更使多種科學與應用為主的工程學門結合。

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即使如此,針對某些課題,有時也需要兩、三或更多來自相同或不同系所、甚至不同院校或其他單位成員的組合,每人各有專長,互相取長補短,解決研究瓶頸。有了成果,撰寫報告論文時,大家同時列名為共同作者。這種作法可說是很有意義也很有實效,但不時由於人為因素,衍生一些爭論。或是共同作者間爭功;或是有名、位的人自動或被動列為作者之一,無功受祿,遇到論文發表後出了差錯,就又撇開責任。加上院校內行政操作中,遇到申請升遷,列舉研究成果時,共合發表的論文常會引起「你有多少貢獻」甚至「你有百分之幾貢獻」的疑問。

這種爭議的合理性,因事因人而異,本無可厚非。但是回顧科學源於自然哲學,對智慧的熱愛應該是哲學或科學家基本的性格,增進對自然界的整體瞭解應該是首要的目標,而我們已是專而不博,一加一大於二的合作應該受到鼓勵;相反的,太注重「功勞分配」、「名利歸屬」考量不免產生的負面影響,是否可以儘可能減低?至少這是我的希望。


 

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 2 月號 ,更多文章請見物理雙月刊網站

 

 

 

 

 

 

 

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《物理雙月刊》為中華民國物理學會旗下之免費物理科普電子雜誌。透過國內物理各領域專家、學者的筆,為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識,並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界,探尋物理之美。《物理雙月刊》努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣,進而邁向國際化,成為華人世界中重要的物理科普雜誌。

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當你問「什麼是科學」,你就踏入了「科學哲學」的領域——《科學月刊》
科學月刊_96
・2021/08/02 ・3828字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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  • 作者 / 陳瑞麟|中正大學哲學系教授,對於理解我們生存的自然與社會世界有高度的興趣,相信理解世界最好的方式是結合哲學與科學。

什麼是「科學哲學」?哲學家心中的科學哲學,與科學家心中的科學哲學是一樣的嗎?想了解科學哲學,首要的問題就是「科學是什麼」,為此我們需要一個分類人類活動的認知理論,再建立一個科學哲學理論,才能完整地回答這個問題。而在 19 世紀前,科學和哲學尚未分家,科學就是自然哲學;到了 20 世紀後,也仍有許多科學家對哲學深感興趣,並將其科學/自然哲學思考寫入科普著作中,展現他們的科學哲學思考。

筆者是個科學哲學的專業研究者,每年都會在哲學系開設相關課程,也經常有理工與社會科學系的同學來選修。根據經驗,歷來修過這堂課程的同學大致有兩種反應:一種在課業表現上優於哲學系同學;另一種則逐漸地消失在課堂上。

我沒有機會調查後者的反應,但我猜測可能是教學內容與他們預先期待的有所落差,也許他們心目中的科學哲學不是哲學系課堂所授的模樣?

你覺得,什麼是科學哲學?圖/Pixabay

你心中的科學哲學是什麼?

或許科學哲學有兩種?一種是哲學家的科學哲學,另一種是科學家的科學哲學。兩者的思想並非截然不同,而是密切相關,只是關注的重點略有不同。

科學家透過測量、觀察、實驗、數學、模擬、計算等各種科學方法,發現自然的定律或機制,並建立科學假說與理論來認識與理解我們生存的世界。

然而,這些科學方法通常運作在抽象符號或數量上,它們表示什麼意義?揭示了什麼樣的世界實況 reality?科學家必須提供說明與詮釋,而他們的詮釋構成自然哲學的傳統。

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哲學家一方面想認識與理解我們生存的世界,另一方面則對科學家的活動與詮釋深感好奇,雙重興趣使他們採取比較迂迴的路線。

那便是透過閱讀、分析、反思,比較過去與現在科學家的種種理論、思想、活動來了解科學,從而認識、理解並反思科學所揭示與詮釋的世界,甚至進一步建立哲學家自己的世界觀,形成了今天所謂的「科學哲學」。

哲學家的科學哲學

科學哲學的首要問題是「科學是什麼」,其反面則是「科學不是什麼」,兩者共同蘊涵了「科學與非科學」的區分。

很多科學家十分在意非科學的從業者,例如占星者或算命者,偽稱自己的行業是科學,因此如何分辨科學與偽科學就成了科學哲學的一個核心任務。

波普Karl Popper 嘗試 透過「可否證性」並來區分什麼是科學的,什麼是不科學的。圖/Wikipedia

哲學家波普Karl Popper 用「可否證性」 (falsifiability) 來定義「科學性」,主張能被否證的理論或假設才有資格成為科學。

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但我們又該如何否證一個科學假設呢?只要找到一個反例就行了,例如「所有生物體都由細胞構成」的假設,會被一個「不是由細胞構成的生物體」否證。

然而,做為科學性定義的「可否證性」本身會不會有反例?就像我們似乎無法找到反例,以否證宇宙起源的大霹靂 (Big Bang) 假說?反過來說,如果現代占星家承認自己的預測可以否證,是否就可以被列入「科學」的行列之內?

事實上,我們很難透過一個簡單的定義來回答「科學是什麼」。

回答任何「 X 是什麼」的問題總是免不了分類系統的建立,例如在科學上我們想回答「現代智人 (homo sapiens) 是什麼」就得了解關於「人種、人屬、人科」的分類與相關理論。

回答「科學是什麼」的問題亦然,我們甚至需要一個「分類人類活動的認知理論」,並建立一個科學哲學理論,才能完整地回答這個問題。波普的可否證性也不是一個簡單的定義,而是一個系統性的否證論。

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ar robot GIF by Sylvia Boomer Yang
「人」的定義是什麼?圖/GIPHY

科學進展到現在已經發展出一個龐大的系統,包含大量形形色色的知識,諸如假說、理論、定律、模型等,以及產生那些知識的種種方法和工具,還有建立與應用知識的活動或實作,概括了探索、說明、解釋、預測、實驗、模擬、干預、控制、改造等,並構成一個複雜而長遠的歷史,發生過革命性的變遷。

如果我們想徹底了解「科學是什麼」,就得探討上述各個主題,也就是科學知識的本質、科學方法的本質、各種科學活動的特性、科學的歷史演變等,其相應的名目就是「科學方法學」、「科學知識論」、「科學實作的哲學」、「科學史的哲學」等,這一切構成了「科學哲學」這門領域的內容。在這方面,國內已經有不少紙本書籍與線上文章能供讀者參考,可見文末的資訊欄。

進行哲學思考的科學家

在 19 世紀之前,科學和哲學尚未分家,科學就是自然哲學。

專業的科學哲學也是建立在 19 世紀末如馬赫 (Ernst Mach) 、龐加萊 (Henri Poincaré) 、杜恩 (Pierre Duhem) 等科學家手上,然後在 20 世紀上半葉發展成一門專業,至今已有 100 多年的歷史。

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雖然今日多數在思考、談論、教學、研究科學哲學的人是哲學家,但這並不意味科學家沒有貢獻。 20 世紀之後仍有許多科學家對哲學深感興趣,他們經常將自己的科學/自然哲學思考寫在其科普著作中,形成一個深厚的傳統,例如:

  • 海森堡 (Werner Heisenberg) 的《物理學與哲學》(Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science
  • 薛丁格 (Erwin Schrödinger) 的《生命是什麼?》(What Is Life?
  • 莫納德 (Jacques Monod) 的《偶然與必然》(Chance and Necessity: Essay on the Natural Philosophy of Modern Biology
  • 道金斯 (Richard Dawkins) 《自私的基因》(The Selfish Gene
  • 維爾澤克 (Frank Wilczek) 《萬物皆數》(A Beautiful Question: Finding Nature’s Deep Design)和《物質之輕》(The Lightness of Being: Mass, Ether, and the Unification of Forces
  • 葛林 (Brian Greene) 的《眺望時間的盡頭》(Until the End of Time: Mind, Matter, and Our Search for Meaning in an Evolving Universe
科學哲學並不只是哲學家的天下,科學家也時常將自己對於科學哲學的思考融入自己的寫作之中。圖/Pixabay

然而對於專業科學家來說,他們更感興趣的是「世界的起源」、「物質的起源」、「生命的起源」、「心智/意識的起源」、「語言的起源」、「宗教信仰的起源」等在傳統上屬於形上學 (metaphysics)[註]的問題,他們企圖透過各個相關的科學理論推論並回答。

不管答案的依據是什麼,他們的思想和論述都超出了科學的界限,進入哲學的層次,換言之,科學家此時在作科學哲學、科學形上學。

臺灣的科學哲學

其實臺灣同樣也有科學家在進行哲學書寫,例如天下出版社「科學文化」書系的幾位策劃人林和、李國偉、周成功等寫作的科普譯書導讀,又如物理學家高涌泉的《科學人:非物理不可》與他在《科學人》雜誌中的長期專欄「形上集」,以及免疫學家楊倍昌更偏向學術性的科學哲學作品《變遷:生醫實驗室的知識拼圖》,並與臺灣的科學哲學家對話。

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筆者相信這些臺灣的科學家,在「科學家的科學哲學」上,已經提供可資學習的典範,期待透過《科學月刊》的引介,臺灣未來有年輕一代的科學家走上哲思之道,持續發展本土科學家的科學哲學。

註解

  • 哲學的核心部門,研究最根本與最抽象的「存在」、「實在」、「世界」、「時空」、「範疇」、「物質」、「心智」、「個體」、「共性」等概念的哲學。

尋找更多科學哲學的資訊

筆者已經在網路上刊過一些介紹性的文章,以下分成三部分提供資訊,希望有興趣的讀者能按圖索驥,以探索更多科學哲學內容。

一、關於科學與偽科學的區分問題

  • 陳瑞麟,〈【科哲絮語】占星學的巫術性與科學性〉,《想想副刊》, 2018 年 4 月 29 日。
  • 陳瑞麟,〈【科哲絮語】怎樣才算是科學?或者,一門學問的科學性程度有多高?〉,《想想副刊》, 2018 年 11 月 4 日。
  • 陳瑞麟,〈第三問  如何寫自然哲學與科學史?科學編史方法學的問題〉,《人類怎樣質問大自然》,八旗文化, 2020 年。

二、科學哲學的理論與歷史:

  • 陳瑞麟,《科學哲學:理論與歷史》,群學, 2010 年。
  • 陳瑞麟,《科學哲學:假設的推理》,五南, 2017 年。
  • 陳瑞麟,《人類怎樣質問大自然》,八旗文化, 2020 年。
  • 陳瑞麟,〈當代科學哲學的發展〉,哲學新媒體, 2021 年。
  • 線上《華文哲學百科》「科學哲學」部分現有的每個詞條。

三、科學家的科學哲學:

  • 陳瑞麟,〈科學家的哲學思考,探討世界起源的科普書寫──《眺望時間的盡頭》〉,故事 StoryStudio , 2021 年。
  • 林義宏,〈科普能改變文化?中正陳瑞麟破解科普書籍暢銷秘訣〉,人文・島嶼, 2021 年。
  • 〈本文選自《科學月刊》2021 年 8 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。
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科學月刊_96
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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那些用身體描繪下世界的博物學家們-《大自然的藝術》導讀
PanSci_96
・2017/06/05 ・6092字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

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文/洪廣冀|臺灣大學地理環境資源學系

《大自然的藝術:圖說世界博物學三百年》是本「很好看」的書。說這本書好看,並不只是因為作者朱蒂絲.瑪吉讓人折服的生花妙筆,也不只是因為該書收錄的上百幅活靈活現的博物學插畫──更重要的,我認為,這是一本把「看」──或者說「觀察」(observation)──當成全書核心的書。

科學與藝術的一線之隔?

正如瑪吉所說的,「雖然博物學插畫家在繪製標本時,總是盡可能力求逼真,但是,成為描繪題材的對象,總是經過精挑細選的。不同程度的比例更動,操控描繪題材以符合設計,將描繪題材與其他沒有自然關聯的動植物並置,以及將藝術家本身對其他不同地域的植物相、動物相、景觀、人民的先入之見投射在描繪題材上,都無可避免地影響了博物學的展現方式」。

「博物學藝術可以說是一種從歐洲人的觀點來觀看自然世界的方式」,瑪吉強調,「而且其所揭露的,不只是它所描繪的博物學而已,同時也展示出了歐洲的文化史」。

就初次接觸到博物學(natural history)此詞彙的讀者而言,對瑪吉這段描述或許會感到驚訝。難道「博物學插畫家」的工作不就是把所見事物如實地「複寫」到圖紙上嗎?

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如果說「博物學藝術」反映的是「歐洲人的觀點來觀看自然的方式」,那麼,這樣帶有觀點的博物學是不是一點都不「客觀」?更不用說是種「科學」了。更進一步,當各位翻閱瑪吉悉心挑選的圖片,在讚嘆其精美與精準度之餘,會不會油然而生一類慨嘆:在攝影技術如此普及的今日,這樣講求精準與精確、卻無可避免地帶有特定觀點的「博物學藝術」,想必早已式微、成為收藏在博物館中、等待如瑪吉這樣的專家方能揭露其過去的「藝術品」了吧?

從科學史的角度,諸如此類的驚訝與慨嘆其實涉及一個更根本的問題:到底以觀察、分類與描述為基礎的博物學在什麼程度上算作一種科學?長期任職於倫敦自然史博物館、且出版數本叫好又叫座之科學史著作的瑪吉,實際上已在書中提供了一個非常科學史的答案──只是,由於《大自然的藝術》是以亞洲、非洲、美洲這樣的地理區域來劃分,讀者不見得能夠從瑪吉提供的眾多細節中拼湊出博物學在十七至十九世紀這三百年間的發展軌跡。有鑒於此,這篇導讀希望能協助讀者著手如此拼湊的動作。

博物館學發展軌跡 實驗哲學的重要性

讓我們先回到瑪吉所稱的博物學插畫「開始大量出現」的十八世紀。當時的博物學者,在努力栽培來自世界各地的奇花異草、編纂各地的植物誌與動物誌,從而發展一種完全奠基於自然、無人為主觀因素涉入的「自然分類法」之餘,不時得運起全身功力抵禦著來自「自然哲學家」的批評。為什麼呢?因為,從自然哲學家的眼光看來,「博物學」這學科不過就是採集、觀察與記錄,其得到的知識是破碎的,難以放諸四海皆準;與幾何學──少數為當時自然哲學家認可的知識形態──強調的演繹、推理、證明等方法相較,博物學完全沒有資格被稱為自然哲學的一支。

與可推論、演繹的幾何學相比,博物學被自然哲學派認為只是採集觀察而沒有準則的破碎知識。圖/Jon Anderson @ Flickr

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不過,正所謂「敵人的敵人就是我的朋友」──第一代的博物學者們,與其花時間跟這些眼中只有數字與證明的自然哲學家們打交道,選擇了與當時正逐漸挑戰傳統自然哲學之正當性的另一門哲學:「實驗哲學」

所謂的實驗哲學,正如英國自然哲學家波義耳(Robert Boyle, 1627-1691;波義耳定律的發現人)主張的,即研究的目的與價值並不只是透過推理與證明來獲得放諸四海皆準、顛仆不破的普遍知識而已。在實驗室中孜孜矻矻地做實驗,儘管實驗器材常出狀況、做了十次實驗只有七次結果相互一致諸如此類的問題,透過實驗得到的知識──或者說「事實」(matter of fact)──本身還是有其價值。因為大自然是一個精巧的機械,要了解此機械的運作機制,除了做實驗一途外,別無其他。更重要的,如果說做實驗是理解自然此精巧機械的唯一手段的話,那麼,實驗室便是一扇重要的窗,讓研究者得以窺見此機械的打造者──或者說造物者──的心靈。

這樣在科學史中會被歸為「機械論」或「自然神學」的立場,在很大程度上成為十八世紀博物學得以興起、且在歐美社會誘發出一陣陣採集熱的「理論基礎」。正如十八世紀著名的自然神學家佩利(William Paley, 1743-1805)所說的,如果你在路上看到一個錶,你絕不會認為這個錶是憑空冒出來的──你一定會假設某個鐘錶匠製造了這個錶,然後將它遺留在路上的。同樣的,當你看到自然界中的種種構造精妙的生物及其對環境的完美適應,你必得假設自然界中存在個鐘錶匠(watchmaker)。

換句話說,就十八世紀博物學者的角度,當他們漫步在野地採集蕨類、在海邊收集貝殼、與駐守博物館的學者們通信、與同好交換標本的時候,這些狀似瑣碎的「實作」之所以有意義,便是因為他們相信,這世界是設計過的,只要你依循一定的準則,你就可以逐步發現隱藏在大自然背後的藍圖。

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林奈分類法為何能廣為人知?

林奈(Carl Linnaeus)圖/Alexander Roslin – Nationalmuseum press photo, , Public Domain, wikimedia commons.

教導世人如何發現這大自然藍圖的關鍵人物為瑞典博物學家林奈(Carl Linnaeus, 1707-1778)。眾所週知,林奈以其在命名學(nomenclature)與分類學(taxonomy)上的貢獻聞名於世──較少為人知的是,林奈之所以能做出這些貢獻,關鍵或許不是他提出一個完全客觀、放諸四海皆準(或說讓四海心悅誠服)的分類體系。

科學史家已經告訴我們,林奈的成功其實仰賴特定的「書面技術」,才得以讓其倡議的以花朵(或說植物的生殖器官)為中心的「性分類體系」(sexual system of classification)得以為大眾所接受。在解說由美國採集家威廉.巴特蘭(William Bartram, 1739-1823)繪製的富蘭克林茶(Franklinia alatamaha)時,瑪吉提供了一個極佳的案例,說明林奈的「書面技術」到底是什麼回事。

威廉.巴特蘭繪製的富蘭克林茶(Franklinia alatamaha)。 圖/William Bartram (1739-1823), Public Domain, wikimedia commons

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「這一幅描繪富蘭克林茶的畫作」,瑪吉寫道,「完全符合一幅植物插畫所應具備的所有必要條件。這樣一種繪畫風格,通常被稱作林奈繪圖法(Linnaean method),或者說,是一種繪製插畫的習慣性做法──在這些插畫中,就如同約瑟夫.班克斯所言,『每張圖都試著回答植物學家就植物的形態結構而想問的問題。』」。

另一讓林奈分類法得以廣為人知的作品為羅伯特.桑頓(Robert Thornton)於一七九九年至一八〇七年出版的《佛洛拉之神殿》(The Temple of Flora)。佛洛拉為神話中掌管植物的女神,而林奈則將之引申為「植物相」的代名詞。

之所以做如此的引申,按照林奈的觀點,某地的植物相為造物者按照該地的自然環境所打造,而研究植物相的目的便是彰顯造物者在撮合植物與其生育地間時的「完美設計」。為了闡明這樣的觀點,正如瑪吉指出的,桑頓精心繪製了「將近三十幅大型的花卉彩色版畫,它們是首度擺置在描繪植物之自然棲息地的景致中的花卉插畫」。

《佛洛拉之神殿》中的 Alpinia zerumbet 插圖。圖/Robert John Thornton – Loy McCandless Marks Library, Public Domain, wikimedia commons.

的確,在這些版畫中,我們看到的不僅是關於「花」這個生殖器的細緻描寫,也可體會該植物與環境間的一種和諧、靜謐甚至超然的氛圍。簡言之,不論巴特蘭,抑或桑頓,他們關心的與其說是要「如實地」呈現這些植物於自然中的模樣,倒不如說它是一幅地圖。

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想像你來到一個陌生的地鐵站,你覺得自己被困在熙攘的人群中而手足無措。這時你會怎麼做?一個選項便是找到該車站的示意圖,從確定自己的相對位置出發,按圖索驥地找到你鎖定的出口。同樣的,十八世紀的博物學採集者或藝術家之所以要大費周章地繪製插圖或製作版畫,目的之一便在於推廣甚至是「標準化」(standardize)一種「看的方式」,讓有志於從事自然採集或觀察的民眾不會迷失在大自然彷彿無窮無盡的細節中。大自然有其藍圖,十八世紀的博物學者與他們的粉絲告訴我們,但它不會自然而然地浮現在眼前。

浪漫主義:用身體丈量的洪堡式科學

這樣建構在機械論與自然神學上的博物學與博物學藝術並不乏批評者。十九世紀上半葉,對機械論有所不滿的博物學者逐漸集結在一個以歌德(Johann Wolfgang von Goethe, 1749-1832)、席勒(Friedrich Schiller, 1759-1805)為中心的知識傳統下:浪漫主義(Romanticism)。

為了反對機械論者把自然視為造物者打造的精密機械,浪漫主義者堅稱必然有種帶有神性的能量,於自然中自然而然地流動;為了反對機械論者主張的、探究自然意味著把自然拆解開來、以各類儀器一一剖析,浪漫主義者主張整體必然有其獨立、不可化約為部分之加總的性質。我們得把自己想像成一顆「透明的眼球」(transparent eyeball),浪漫主義者主張,因為身體是萬物的尺度。

瑪吉引用了德國探險家與自然哲學家洪堡(Alexander von Humboldt, 1769-1859)的一段話來說明浪漫主義者試圖以身體來「丈量世界」的企圖:「他『受到一種未知的渴望所驅策,一種對於遙遠與未知事物的渴望,一種對於可以激發我所想像之事物的渴望:在海上遭遇的危險、對冒險的渴望,以及從一個無趣的日常生活轉換至一個奇妙、不可思議的世界的可能性』」。

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自然哲學家洪堡。圖/Joseph Karl Stieler , Public Domain, wikimedia commons.

的確,如果說林奈是十八世紀博物學的教主,十九世紀的博物學便是由洪堡獨領風騷,其在科學界與社會大眾間的影響力甚至還高過達爾文。同樣的,洪堡的影響力仰賴特定的「書面技術」。對此,瑪吉挑選了收錄在洪堡《自然圖像》(Tableaux de la Nature)中的插圖。與前述巴特蘭與桑頓的植物圖相較,我們可看出,讓洪堡關切的,與其說是個別植物與其生育地的關係,倒不如說是這些植物構成的群體(或說「植群」)與緯度、生育地海拔等自然條件間的關係。

精準地分類與描述自然界中的個別物種儘管重要,洪堡告訴他的讀者,更重要的是超越以物種為單位的分析取向,以身為度地掌握自然界整體的性質。這樣被科學史家稱為「洪堡式科學」(Humboldtian science)影響了一整代的博物學者,包括在洪堡過世的一八五九出版《物種原始》(On the Origin of Species)的達爾文,乃至於自稱為達爾文之天擇(natural selection)的信徒、其對自然的態度卻更接近法國自然哲學家拉馬克(Jean-Baptiste Lamarck, 1744-1829)之「用進廢退說」的海克爾(Ernst Haeckel, 1834-1919)。

瑪吉的分析即停在海克爾,特別聚焦在其以形式(form)為主要關懷的博物學與書面技術。當然,這並不意味著博物學與其多樣的書面表現便自此成為科學史中的一頁。或許在當今的學術分類中已沒有博物學存在,而是分化為植物學、動物學、生理學、演化學等學科,但強調觀察、分類與描繪的博物學傳統,以及讓該傳統得以成為一門嚴肅學問的書面技術,於今日的科學研究中依然強勁──光看晚近台灣生醫界因圖像的重置、重製與修正衍生的巨大爭議便可略知一二。

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當然,在這個圖像表現的方式、手法與媒介均與十八、十九世紀大有不同的今日,到底出現在科學論文中的圖像是如何「揭露」自然界背後的藍圖,乃至於此揭露手法反映何種視覺文化,就是另一個故事了。

隱形的技師與繪畫的觀看者

說《大自然的藝術》是本「很好看」的書還涉及另一個層次:到底誰在執行這些「看」的動作?的確,瑪吉提及了一些在科學史中大名鼎鼎的人物,像是林奈、洪堡、達爾文、華萊士與海克爾等人,但瑪吉的興趣其實是放在如巴特蘭、桑頓這些名不見經傳的採集者、畫師或藝術家(事實上,即便瑪吉的確提及達爾文這樣的科學明星,焦點往往放在他們出道前的經歷)。就科學史的角度,這樣視角的調整實為過去二、三十年來研究與寫作上的重要突破。

正如科學史大家史蒂芬.謝平於〈隱形的技師〉(invisible technician)一文中指出的,長久以來,科學史研究者花費大量心神分析科學家如何自實驗數據或標本中提煉出關於大自然的理論,卻對協助科學家從事實驗的「技師」視而不見。不過,謝平指出,這樣對技師的忽略也不見得是科學史研究者的錯:畢竟,證諸已出版的科學著作,這些技師如果不是被抹去其臉孔、成為論文謝詞中的一個名字,便是被「被戴上」一張張不在意酬勞、一心只想獻身科學、散發著小天使般聖潔光輝的面具。謝平認為,這樣將技師予以缺席的科學寫作與十八世紀興起的「紳士科學」(gentlemanly science)息息相關。

長久以來,科學史研究者花費大量心神分析科學家如何自實驗數據或標本中提煉出關於大自然的理論,卻對協助科學家從事實驗的「技師」視而不見。圖/Matt & Mandy @ Flickr

如前所述,當時的實驗科學家,為了要應付來自自然哲學家的批評,主張「眼見為憑」的「事實」應為科學研究的核心。但所謂的「眼見為憑」到底是誰說了算呢?答案是被當時社會認為最可信賴的「紳士」。不過,你或許會問,除了信賴度以外,有沒有什麼更具體的判準,讓人們可以一眼鑒別誰是紳士、誰只是尋常的販夫走卒?

有的。如果你的家境富裕,讓你可在閒暇時刻全心投入研究工作、而不用靠研究謀生的話,你就有更高的機會會被認定為言而有信、知行合一的紳士科學家。在這樣的氛圍下,無怪在實驗室工作中的技師──或者以十八世紀的術語,以其在研究中的勞動投入換取工資的「僕役」──沒有在科學著作中的一席之地。

不難理解,如謝平描述的現象也同樣出現在十八世紀以降的博物學研究中。正如瑪吉所說的,「沒有哪一個時期的藝術家,可以比十八世紀的藝術家更有希望藉由描繪大自然來為自己謀取生存的機會」,這一方面意味著隨著博物學研究的風行、懷有一身絕技卻往往身無分文的藝術家可勉強維持水準以上的生活;另方面,相較於洪堡、達爾文這樣家境富裕的「紳士博物學家」,這些希望透過博物學藝術求得溫飽的藝術家,在博物學研究中取得一席之地之餘,相當弔詭的,他們的身影往往在博物學史寫作中遭到抹去。就如同謝平於〈隱形的技師〉中試著為實驗室中工作的技師翻案,瑪吉的《大自然的藝術》為結合大量史料、讓博物學藝術家可以與他們的作品一同現身的傑出作品。

《大自然的藝術》是本很好看的書──希望這篇導讀能提供一些線索,讓讀者可按圖索驥,摸索一套方法來看這本很好看的書。最後,還是要提醒各位,瑪吉試圖描繪的年代並沒有離我們遠去。當我們戲謔地在朋友的臉書發文下留下「發文不附圖,此舉不可取」等文字,當我們煞費苦心地搜索圖片、為即將來臨的口頭報告配圖,當我們努力地調整身體與手機間的角度、以嘟嘴與小臉的自拍留下「到此一遊」的證據時,我們仍然活在那個眼見為憑的世界。

正如瑪吉所說的,「文字可能是抽象的、模擬兩可的,而且容易誤解或誤譯,相對地,憑藉純熟技巧與高超精準度所繪製的圖像,卻可以描繪出與所有人息息相關的現實。圖像提供了親眼可見的事實,因此可以主張,文字將會成為圖像的附屬品」。


 

 

 

本文摘自《大自然的藝術:圖說世界博物學三百年》暖暖書屋出版。

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為何明明是唸科學學位,卻成了哲學博士(Ph.D.)呢?——《物理雙月刊》
物理雙月刊_96
・2017/05/10 ・3011字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

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文/何健民|美國維奇塔州立大學物理系榮譽講座教授(旅美退休物理講座教授)

博士:知識的追求者

source:R.I.T

我怎麼會是哲學博士?

想當年,我在大學唸了四年化工,又在研究所唸了四年化學,就成了哲學博士(Doctor of Philosophy,簡稱 Ph.D.) 。不少朋友、同事也有這麼一個頭銜。偶爾想一想,這個頭銜有點奇怪:哲學問題在我意識中,泛及人道、人本、生命、生存、或是倫理。 我只能說是似懂非懂,更不要說它們和我從事的低溫物理研究拉不上什麼關係。至於博士:唸研究所、以及畢業後工作,都講究專、精,偶而有些人可以精而博,倒底是少數。

所以在這裡自問自答「我怎麼會是哲學博士?」。順便在後文中提出一項相關、或可供思考的議題。

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先說「博士」,在這裡是一個翻譯名詞,拉丁文中 Doctor 的原意是教師,也代表他們對知識的追求。可是在我們文化裡,一般把讀書人、尤其是作研究的,認為知識淵博,天文地理無所不通。

這種代表群體的觀念,應該不適合在個人。但任何有歷史性的名詞,都免不了這種經久、時過境遷後,名實不符的現象。例如:今天在西方可能有素食的屠夫(Slaughter)女士 、或是手無縛雞之力的鐵匠(Blacksmith)先生,他們的姓氏只是反應祖先曾有的職業,不改也罷。何況新的科學產生新的技術、儀器;而新的技術、儀器又導致更新的科學。人類的知識層面隨時間變得寬廣,只要不太挑剔,我們對繼續延用博士一詞也就無可厚非吧?

拉丁文中 Doctor 的原意是教師,也代表他們對知識的追求。圖/By myrfa@Pixabay

哲學:探求萬物之真理

再說「哲學」:假如把哲學換成科學,問題可以說就少了一半,因為我是在作科學研究。有些學校確實頒授科學博士 (Doctor of Science)學位,對學科和研究的要求和哲學博士學位要求沒有實質上的差別。所以讓我們看一看科學和哲學的歷史淵源。哲學一詞源自古希臘文,意謂對智慧的熱愛(Love of wisdom)。

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我們稱亞里斯多德(Aristotle, 384-322 B.C.)為哲學家,他寫了很多有關在今天會屬於物理、天文、生物、化學及心理的文章。經過千、百年的發展,哲學的多向分枝中出現了一枝所謂的自然哲學(Natural philosophy)。牛頓(Isaac Newton,1643-1727)在 1686/1687 年出版自然哲學的數學原理(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica),反應自然哲學一詞在當時被使用,相當於對自然界系統研究的通稱。

自然哲學的數學原理(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)。圖/By Zhaladshar, Public Domain, wikimedia commons

15 – 17 世紀間,歐洲文藝復興,自然哲學成就突飛猛進,人才輩出,除了牛頓,其他有絕對貢獻的包括哥白尼 (Nicolaus Copernicus, 1473-1543)、布拉赫(Tycho Brahe,1546-1601)、布魯諾(Giodano Bruno,1548-1600)、培根(Francis Bacon,1561-1626)、伽利略(Galilio Galilei, 1564-1642)、克卜勒(Johannes Kepler, 1571-1630)、波義耳(Robert Boyle, 1627-1691),尤其是伽利略引進數學分析、以及培根提出基於經驗(觀察、實驗中取得客觀事實)和理性(邏輯、歸納)的科學方法,對以後的研究產生極大影響。

即使如此,科學一詞仍停留在地位未明階段,可以從一張 17 世紀荷蘭萊頓大學(Leiden University)圖書館簡圖中看出來:大廳中兩行書架,每行 11 排,分別標明為數學一排;哲學、文學及醫學各兩排;歷史四排;法學五排;神學六排。顯然的,科學或是自然哲學仍被包含在哲學架上。凱爾文(Lord Kelvin,1824-1907)和泰特(Peter Tait,1831-1901)在 1867 年所完成,從能量觀點涵蓋大部分物理的專著, 仍是名為自然哲學論(Treatise on Natural Philosophy)。

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自然哲學論(Treatise on Natural Philosophy)。圖/amazon

想做自然科學?先來觀測、實驗

真正要到 19 世紀末期,對科學的觀念才會進展到現代形式。嚴格來說,其中唯有以觀測或實驗為依據的才是自然科學,它們源自對定量推理和解釋有必然要求的自然哲學。另外一些現代科學是基於定性及描述為主的自然歷史(Natural history),位於美國華盛頓的國家自然歷史博物館(National Museum of Natural History)、紐約的美國自然歷史博物館(American Museum of Natural History)及英國倫敦的自然歷史博物館(Natural History Museum)皆以之為名。當然,自然科學和自然歷史有密切關連,更有很多重疊。

既然科學的前身是「自然哲學」,除非有人堅持戰國時代公孫龍(c. 325-250 B.C.)的白馬非馬辯證法,不然把「哲學」按在我的頭銜上,也就說得過去了。

如此說來,「我怎麼會是哲學博士」的答案,有點像是「眾裡尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處」 。

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從牛頓及凱爾文和泰特的論著中可以明顯看出:早期的自然哲學主要內容是物理。波義耳在 17 世紀後期就提出和煉金術(Alchemy)截然不同的觀念,但要到 19 世紀中葉,科學家才有物理、化學之分。不久又加入了生物和地質學,院校中開辦了相關科系。到了 20 世紀,科學知識大幅上升,為了「實際需要」,每一學門又經細分,例如天文、固態和核子物理;有機、無機和分析化學;分子、生態和遺傳生物;以及大地、地層和構造地質。再往後,物理學中又增加了量子、高能等領域。其他學門也是日新月異。

就再以物理為例:報告研究成果最主要的期刊是始於 1893 年的物理評論(Physical Review)。因應論文的增加,它在 1970 年將每期分為四冊:簡稱 PRA(原子、分子、光學)、PRB(固態)、 PRC(原子核)及 PRD(粒子)。1993 年又從 PRA 分出 PRE(統計)。PRB 也在 1978 年將固態(Solid State)擴展到凝聚體(Condensed Matter),20 年後再增訂為凝聚體及材料物理(Condensed Matter & Materials Physics)。研究生選擇領域愈來愈廣,結果使得博士們更加學有專精

跨領域合作,令探索旅程更加豐富

就在整盤科學形勢大好的時候,巳經很少、幾乎沒有人可以或可能橫跨多種領域。同時也出現了一些難免的困擾:有人會說「我作遺傳生物研究,地質對我完全無用」、甚至「我是物理學家,我對化學完全沒有興趣」。久而久之,不同的學門間似乎有了相當的隔距。是否我們忘記了當初學門區分的原因只是為了「實際需要」。

教學與研究可以有純物理、純化學、甚至是純有機化學或是純量子物理的課題,但是想要暸解自然界中任何一環,就常需要從多方面入手,不然就像瞎子摸象。幸好合久必分、分久必合,跨領域的課程、例如生物物理和地質化學,逐漸被接受。再進一步,有了生物化學或類似的新科系,而材料學更使多種科學與應用為主的工程學門結合。

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即使如此,針對某些課題,有時也需要兩、三或更多來自相同或不同系所、甚至不同院校或其他單位成員的組合,每人各有專長,互相取長補短,解決研究瓶頸。有了成果,撰寫報告論文時,大家同時列名為共同作者。這種作法可說是很有意義也很有實效,但不時由於人為因素,衍生一些爭論。或是共同作者間爭功;或是有名、位的人自動或被動列為作者之一,無功受祿,遇到論文發表後出了差錯,就又撇開責任。加上院校內行政操作中,遇到申請升遷,列舉研究成果時,共合發表的論文常會引起「你有多少貢獻」甚至「你有百分之幾貢獻」的疑問。

這種爭議的合理性,因事因人而異,本無可厚非。但是回顧科學源於自然哲學,對智慧的熱愛應該是哲學或科學家基本的性格,增進對自然界的整體瞭解應該是首要的目標,而我們已是專而不博,一加一大於二的合作應該受到鼓勵;相反的,太注重「功勞分配」、「名利歸屬」考量不免產生的負面影響,是否可以儘可能減低?至少這是我的希望。


 

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 2 月號 ,更多文章請見物理雙月刊網站

 

 

 

 

 

 

 

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《物理雙月刊》為中華民國物理學會旗下之免費物理科普電子雜誌。透過國內物理各領域專家、學者的筆,為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識,並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界,探尋物理之美。《物理雙月刊》努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣,進而邁向國際化,成為華人世界中重要的物理科普雜誌。

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【教育專輯】 博士班是什麼?可以吃嗎?
活躍星系核_96
・2015/12/12 ・3841字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 509 ・六年級

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作者 / GJ(學在台灣,舉高雙手大喊「我要畢業!」的博士候選人)

博士班是什麼?可以吃嗎?

「你們博士班讀那麼久到底在學什麼?」

這是我在台灣就讀博士班常常被親朋好友問的問題,而這問題也每次都會讓我反覆思考良久。在台灣,從國小到大學一直接受著不同程度的科學教育,而博士班生涯中所學到的又跟以前所學有何不同?對於此問題,我認為 Dr. Matt Might的圖解有最好的說明:


圖片1
想像一個「圓」中包含了人類目前已知的所有知識。

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圖片2
讀完小學時,你學到一點基礎的知識。

念完高中後,你又懂了更多一些。
念完高中後,你又懂了更多一些。

完成大學學業後,你不僅懂了更多也擁有自己的專業領域。
完成大學學業後,你不僅懂了更多也擁有自己的專業領域。

獲得碩士學位時,你在專業領域又跨了一大步。
獲得碩士學位時,你在專業領域又跨了一大步。

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進入博士班後,藉由閱讀大量文獻而進一步探索專業知識的邊界。
進入博士班後,藉由閱讀大量文獻而進一步探索專業知識的邊界。

一旦你在現有的知識邊界,並專注于一個問題點之上。
一旦你在現有的知識邊界,並專注于一個問題點之上。

圖片8
在此經過數年的努力……

終於有一天,你將人類的知識範圍往外擴展了一個小點。
終於有一天,你將人類的知識範圍往外擴展了一個小點。

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這時,你所拓展的這一點即成為你的Ph.D. (博士)
這時,你所拓展的這一點即成為你的Ph.D. (博士)

所以,別忘了知識原有的全貌……
當然,此時世界在你眼中已變得截然不同。

所以,別忘了知識原有的全貌……
所以,別忘了知識原有的全貌……

再接再厲

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Dr. Might對於“什麼是博士?”做了非常生動的圖解。

我認為這個圖解也衍伸顯示了攻讀博士學位,重點不在於你將有足以撼動世界的貢獻,而在於訓練個人“發現問題”和“解決問題”的能力。

發現問題

發現問題,對於一般人來說可能不是一件好事,因為那往往說明了某件事物的缺陷。然而對於博士生來說,在自己的專業領域”發現問題”或者說發現一個值得努力數年的“好問題”,就像撿到寶一樣欣喜若狂。因為那不但代表找到一個知識邊界的突破點,更代表“可能”可以畢業了!

圖片13

對我而言,博士生“發現問題”是藉由以下綜合因素:

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因為科學技術的限制,許多問題可能以目前的技術仍然無法解決,所以除了不斷的努力之外,選擇問題以及機運也十分重要。

實際情況?

現實往往跟理想有一段差距。因應不同領域而異,各個領域學生的自由度也不大相同。以理工背景而論,主要的影響原因可能有:經費時間和能力。

部分科學領域的研究需要大量經費,因此有些實驗室為了有效運用經費往往會將已有的計劃題目分派給學生,或者由較有經驗的博士後研究員帶領博士班學生完成計劃。而另外一方面,博士班大多有七至八年的修業年限,考量學生的能力以及時間,部分指導教授也可能會直接給予題目。在這些情況下,台灣的博士班學生不一定有機會嘗試發現問題或者是自由的選擇自己的研究題目。解決的方法或許能夠利用博士課程進行補足。部分的博士班課程會請學生針對不同的主題提出小型的計劃來訓練學生發現問題以及設計實驗的能力。此外,有些博士班學程也會要求學生在兩年內通過博士資格考,且資格考內容包含提出”Non-thesis proposal”。Non-thesis proposal所指的是跟自己實驗室研究內容八竿子打不著的研究計劃,亦即博士班學生必須自己發現一個新的問題並且提出可行的研究計劃與教授們進行答辯。利用這些不同的方式來訓練博士班學生獨立思考和發現問題的能力。

解決問題

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「發現問題後就要嘗試解決阿,不然要幹嘛?」source:張吉吟 – 泛舟哥 粉絲團

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雖然解決問題的能力是各行各業都需要的,但是一般職場需要解決的往往是“人”的問題。而在面對科學問題時,博士生解決問題的方式以及態度為何?

之前我有幸參加孫同天院士的科學方法講座,並且獲益良多。因此我以個人的經驗簡單闡述我所學到的方法與態度:

盡信書不如無書

這句名言從小我就耳熟能詳,但是小時候一直都沒有辦法體會這句話的含義。畢竟對於考試教育的我們,教科書以及參考書上面的東西就是分數保證。但是在科學的領域裡並非如此。不論是已發表的文獻或者是學長姐的指導的做法都有可能會有錯誤的地方。因此,學會如何判斷正確的資料來源便極為重要。所以在判斷的時候,必須選擇已經有多人驗證過的資料來源,或者是同時比對不同的文獻。接著利用經由大量閱讀得到的知識去判斷訊息是否有瑕疵或者是設計實驗去證明。如此便可以“較有機會”接近事實的真相。

風險管理

在文章前面提過:有些科學領域的研究需要大量經費,而修業年限也是博士生的頭號大敵。因此風險評估也是很重要的一個能力。在進行研究時需要多少的材料?整個實驗流程需要多少時間?這些都是在進行研究前需要先行規劃的工作。而如果把時間軸拉長以及視角拉遠,其實整個博士生涯本身都需要良好的風險管理。舉例來說,進入博士班就讀往往需要花費四至六年甚至更久的時間,這也就代表著會比同年齡層的人較晚進入職場。因此,現實的經濟壓力與自己的興趣便需要權衡考量。所以風險評估的能力在不同階段都十分重要。

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當然,以上所述只是一小部分在博士班所學到的能力,除此之外博士生還需要學習不同的應用技巧,例如:實驗設計公開演講學術寫作、學術海報製作以及呈現等等。這些都會是我們將來突破競爭困境的武器。

科學教育的背後是不科學所推動?

相信在許多關於討論博士生涯的文章都會提到,博士班生活是孤獨而且苦悶的。因此在通往博士的路途往往需要“不科學”的熱情以及好奇心所推動。還記得小時候許多人也曾在作文我的志向」寫著將來要當一名科學家嗎?即便現在已經長大,身在博士班的訓練過程中,對我而言仍像是魯夫大喊我要成為海賊王!」一樣。雖然旁人會覺得有點幼稚,但我依然覺得滿腔熱血!

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source:海賊王One Piece,東立出版社

參考資料

 

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【‎教育專輯‬】 泛科學十月份特別專題:「科學教育,科學嗎?」

歡迎你來稿和我們談談你所知的科學教育的過去,現在,以及未來。
我們希望討論的方向包括(但不限於):
● 什麼是科學?科學是一種能力?態度?知識?
● 教自然科就是教科學嗎?教自然科才能教科學嗎?
● 那些自然科以外的學科,和科學有關係嗎?

如果你是在學學生,請與我們分享:
● 過往的教育經驗讓你了解科學、愛好科學嗎?請和我們分享你的經驗!
● 你希望自然科(地科/生物/物理/化學)、數學、各種學校科目該怎麼教,讓你更接近科學?

如果你是老師,請告訴我們:
● 在你的理想中,科學應該怎麼教?
● 你正在嘗試什麼樣的科學教育?成果如何?
● 在今日的教育現場教科學,什麼是優勢和助力,有哪些難關和阻力?

兩者皆非,也歡迎你來談談你的想法:
● 學「科學」有什麼價值?
● 什麼樣的結果意味著成功的科學教育?
● 要達成科學教育,有什麼樣的好方法?

來稿請寄:pansci.tw@gmail.com
來稿字數1000-3000,並請註明希望發表的名稱與身分;請於10/31前提供,泛科學編輯部將保留來稿最終修改審核權;如審核通過將刊登於泛科學並謹備稿費,感謝您的參與。

泛科學本次「科學教育,科學嗎?」教育專輯,將配合11/8泛科知識節活動,當天將舉行現場對談,歡迎你的加入!

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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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為何明明是唸科學學位,卻成了哲學博士(Ph.D.)呢?——《物理雙月刊》
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・2017/05/10 ・3011字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 539 ・八年級

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文/何健民|美國維奇塔州立大學物理系榮譽講座教授(旅美退休物理講座教授)

博士:知識的追求者

source:R.I.T

我怎麼會是哲學博士?

想當年,我在大學唸了四年化工,又在研究所唸了四年化學,就成了哲學博士(Doctor of Philosophy,簡稱 Ph.D.) 。不少朋友、同事也有這麼一個頭銜。偶爾想一想,這個頭銜有點奇怪:哲學問題在我意識中,泛及人道、人本、生命、生存、或是倫理。 我只能說是似懂非懂,更不要說它們和我從事的低溫物理研究拉不上什麼關係。至於博士:唸研究所、以及畢業後工作,都講究專、精,偶而有些人可以精而博,倒底是少數。

所以在這裡自問自答「我怎麼會是哲學博士?」。順便在後文中提出一項相關、或可供思考的議題。

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先說「博士」,在這裡是一個翻譯名詞,拉丁文中 Doctor 的原意是教師,也代表他們對知識的追求。可是在我們文化裡,一般把讀書人、尤其是作研究的,認為知識淵博,天文地理無所不通。

這種代表群體的觀念,應該不適合在個人。但任何有歷史性的名詞,都免不了這種經久、時過境遷後,名實不符的現象。例如:今天在西方可能有素食的屠夫(Slaughter)女士 、或是手無縛雞之力的鐵匠(Blacksmith)先生,他們的姓氏只是反應祖先曾有的職業,不改也罷。何況新的科學產生新的技術、儀器;而新的技術、儀器又導致更新的科學。人類的知識層面隨時間變得寬廣,只要不太挑剔,我們對繼續延用博士一詞也就無可厚非吧?

拉丁文中 Doctor 的原意是教師,也代表他們對知識的追求。圖/By myrfa@Pixabay

哲學:探求萬物之真理

再說「哲學」:假如把哲學換成科學,問題可以說就少了一半,因為我是在作科學研究。有些學校確實頒授科學博士 (Doctor of Science)學位,對學科和研究的要求和哲學博士學位要求沒有實質上的差別。所以讓我們看一看科學和哲學的歷史淵源。哲學一詞源自古希臘文,意謂對智慧的熱愛(Love of wisdom)。

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我們稱亞里斯多德(Aristotle, 384-322 B.C.)為哲學家,他寫了很多有關在今天會屬於物理、天文、生物、化學及心理的文章。經過千、百年的發展,哲學的多向分枝中出現了一枝所謂的自然哲學(Natural philosophy)。牛頓(Isaac Newton,1643-1727)在 1686/1687 年出版自然哲學的數學原理(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica),反應自然哲學一詞在當時被使用,相當於對自然界系統研究的通稱。

自然哲學的數學原理(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)。圖/By Zhaladshar, Public Domain, wikimedia commons

15 – 17 世紀間,歐洲文藝復興,自然哲學成就突飛猛進,人才輩出,除了牛頓,其他有絕對貢獻的包括哥白尼 (Nicolaus Copernicus, 1473-1543)、布拉赫(Tycho Brahe,1546-1601)、布魯諾(Giodano Bruno,1548-1600)、培根(Francis Bacon,1561-1626)、伽利略(Galilio Galilei, 1564-1642)、克卜勒(Johannes Kepler, 1571-1630)、波義耳(Robert Boyle, 1627-1691),尤其是伽利略引進數學分析、以及培根提出基於經驗(觀察、實驗中取得客觀事實)和理性(邏輯、歸納)的科學方法,對以後的研究產生極大影響。

即使如此,科學一詞仍停留在地位未明階段,可以從一張 17 世紀荷蘭萊頓大學(Leiden University)圖書館簡圖中看出來:大廳中兩行書架,每行 11 排,分別標明為數學一排;哲學、文學及醫學各兩排;歷史四排;法學五排;神學六排。顯然的,科學或是自然哲學仍被包含在哲學架上。凱爾文(Lord Kelvin,1824-1907)和泰特(Peter Tait,1831-1901)在 1867 年所完成,從能量觀點涵蓋大部分物理的專著, 仍是名為自然哲學論(Treatise on Natural Philosophy)。

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自然哲學論(Treatise on Natural Philosophy)。圖/amazon

想做自然科學?先來觀測、實驗

真正要到 19 世紀末期,對科學的觀念才會進展到現代形式。嚴格來說,其中唯有以觀測或實驗為依據的才是自然科學,它們源自對定量推理和解釋有必然要求的自然哲學。另外一些現代科學是基於定性及描述為主的自然歷史(Natural history),位於美國華盛頓的國家自然歷史博物館(National Museum of Natural History)、紐約的美國自然歷史博物館(American Museum of Natural History)及英國倫敦的自然歷史博物館(Natural History Museum)皆以之為名。當然,自然科學和自然歷史有密切關連,更有很多重疊。

既然科學的前身是「自然哲學」,除非有人堅持戰國時代公孫龍(c. 325-250 B.C.)的白馬非馬辯證法,不然把「哲學」按在我的頭銜上,也就說得過去了。

如此說來,「我怎麼會是哲學博士」的答案,有點像是「眾裡尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處」 。

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從牛頓及凱爾文和泰特的論著中可以明顯看出:早期的自然哲學主要內容是物理。波義耳在 17 世紀後期就提出和煉金術(Alchemy)截然不同的觀念,但要到 19 世紀中葉,科學家才有物理、化學之分。不久又加入了生物和地質學,院校中開辦了相關科系。到了 20 世紀,科學知識大幅上升,為了「實際需要」,每一學門又經細分,例如天文、固態和核子物理;有機、無機和分析化學;分子、生態和遺傳生物;以及大地、地層和構造地質。再往後,物理學中又增加了量子、高能等領域。其他學門也是日新月異。

就再以物理為例:報告研究成果最主要的期刊是始於 1893 年的物理評論(Physical Review)。因應論文的增加,它在 1970 年將每期分為四冊:簡稱 PRA(原子、分子、光學)、PRB(固態)、 PRC(原子核)及 PRD(粒子)。1993 年又從 PRA 分出 PRE(統計)。PRB 也在 1978 年將固態(Solid State)擴展到凝聚體(Condensed Matter),20 年後再增訂為凝聚體及材料物理(Condensed Matter & Materials Physics)。研究生選擇領域愈來愈廣,結果使得博士們更加學有專精

跨領域合作,令探索旅程更加豐富

就在整盤科學形勢大好的時候,巳經很少、幾乎沒有人可以或可能橫跨多種領域。同時也出現了一些難免的困擾:有人會說「我作遺傳生物研究,地質對我完全無用」、甚至「我是物理學家,我對化學完全沒有興趣」。久而久之,不同的學門間似乎有了相當的隔距。是否我們忘記了當初學門區分的原因只是為了「實際需要」。

教學與研究可以有純物理、純化學、甚至是純有機化學或是純量子物理的課題,但是想要暸解自然界中任何一環,就常需要從多方面入手,不然就像瞎子摸象。幸好合久必分、分久必合,跨領域的課程、例如生物物理和地質化學,逐漸被接受。再進一步,有了生物化學或類似的新科系,而材料學更使多種科學與應用為主的工程學門結合。

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即使如此,針對某些課題,有時也需要兩、三或更多來自相同或不同系所、甚至不同院校或其他單位成員的組合,每人各有專長,互相取長補短,解決研究瓶頸。有了成果,撰寫報告論文時,大家同時列名為共同作者。這種作法可說是很有意義也很有實效,但不時由於人為因素,衍生一些爭論。或是共同作者間爭功;或是有名、位的人自動或被動列為作者之一,無功受祿,遇到論文發表後出了差錯,就又撇開責任。加上院校內行政操作中,遇到申請升遷,列舉研究成果時,共合發表的論文常會引起「你有多少貢獻」甚至「你有百分之幾貢獻」的疑問。

這種爭議的合理性,因事因人而異,本無可厚非。但是回顧科學源於自然哲學,對智慧的熱愛應該是哲學或科學家基本的性格,增進對自然界的整體瞭解應該是首要的目標,而我們已是專而不博,一加一大於二的合作應該受到鼓勵;相反的,太注重「功勞分配」、「名利歸屬」考量不免產生的負面影響,是否可以儘可能減低?至少這是我的希望。


 

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 2 月號 ,更多文章請見物理雙月刊網站

 

 

 

 

 

 

 

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