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明明是做科學實驗,卻總有些難以解釋的怪癖和迷信?你並不孤單!

果殼網_96
・2018/01/24 ・3836字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 518 ・六年級

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文/謝燦 | 北京大學生命科學學院研究員

無數次熬夜,屢戰屢敗、屢敗屢戰地做著同一個實驗,然而實驗中起眼或者不起眼的變量和參數實在太多。你開始懷疑一切,開始每次改變小小的一點條件(雖然你可能覺得有些條件根本不應該影響到你的實驗結果),希望找到傳說中的金手指,然後,突然有一天,你竟然奇蹟般地把煎熬了很久的實驗做出來了!

「把實驗做出來那一刻」的示意圖。圖/giphy

你開始歸納總結,你試圖還原一切細節,然後,你很可能會把你成功的經驗歸結於那天你穿了某件「幸運衣服」,戴了某個「幸運飾品」,或者實驗前做了某個不同尋常的小動作······ 從此,為了避免再次經歷這樣的煎熬(雖然你心裡知道其實這是不可避免的),你會在每次重要的實驗前試圖再次穿上那件「幸運衣服」,戴上那個「幸運飾品」,偷偷地重複做某個奇怪的小動作······

恭喜,作為一個科學家,你開始迷信了。

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長個晶體,為什麼一定要用自家貓鬍鬚?

拿我曾經熱戀的結構生物學領域來說吧,晶體學估計應該算是科學小迷信的重災區了——特別是,如何養出一枚好晶體來。

晶體學這門學科的一個主要任務,是獲得分子的三維結構。漂亮的三維結構, 靠的就是一套漂亮的繞射數據。但是,要獲得這樣一套繞射數據,首先得有一個漂亮的晶體;而像是蛋白質這種極度複雜的大分子,長成一顆好晶體往往難如登天。

蛋白質晶體的形態。圖/WikimediaCommons

即使數據收集和結構解析的方法日新月異地發展,蛋白質結晶過程中晶核的形成、晶體的生長還有結晶過程中高度的有序性,常常都不是實驗能夠精確控制的,因此,蛋白質晶體的生長常常被認為是一門「藝術」遠多於「科學」。某些時候,一個蛋白質結構的解析可能只需要一個晶體就夠了。所以,為了這一顆寶貝的晶體,實驗圈內流傳著很多的傳奇故事。

比如說,晶體生長有一種優化技術,叫種晶法(seeding),簡而言之就是用一個工具把一個液滴中的已經形成的晶核或者長得不好的微小的晶體引入新的液滴中,輔助晶核的形成或者改變結晶的進程。各種各樣的工具針對這一方法被開發出來用於轉移晶核,比如說毛細玻璃管、白金絲、甚至動物的毛髮和鬍鬚等等[1]。

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貓鬍鬚就是其中一種帶點迷信色彩的小工具,幫助很多人獲得過成功,甚至有一篇文獻討論過貓鬍鬚為什麼比各種其他工具更有優勢的原因[2]。貓鬍鬚崇拜曾經登峰造極,某位大神甚至一定堅持要用自己家裡的某隻貓的鬍鬚來點晶體,他精心收集了這隻貓的很多根貓鬍鬚,並不厭其煩地推薦給同事,並鄭重其事地強調這根貓鬍鬚是他成功的關鍵,因為他所有的晶體都是這樣長出來的。

嗯,當然,貓鬍鬚因為它的細軟和韌性,尤其是鬍鬚表面角質層形成的特殊的重疊嵌合結構成為了在溶液中捕獲微小晶核的神器,而被廣泛用來製作結晶優化過程中做種晶的魔棒;但是,如果說非得用某隻特定的貓的鬍鬚的話,我覺得也只有真愛才能解釋了······

一位晶體學研究者 Alexej Dick 和未知來源的貓鬍鬚(可能是他自家的)。圖片來源:mdc-berlin.de

還有另一位大神迷信每次做結晶實驗之前,一定要三、五天不能洗頭,這樣他才能如願地拿到自己心儀的晶體,因為據說他所有的晶體都是這樣長出來的!嗯,我們常常在私下竊笑,難道不是因為好多天不洗頭,頭皮屑掉到了長晶體的液滴中了嗎?要知道,這些微小的異物有時候會被作為晶核誘導蛋白晶體的生長的。

當然,誘導晶體生長的方法很多,不是每一個人都喜歡這麼重口味的。有一個業內口口相傳的故事是,某位大神在結晶實驗設置好之後,喜歡把做好的結晶板(就是將蛋白和結晶溶液混合好的 16 孔板)放在車上開出去幾個小時,他堅信只有這樣才能長出晶體來。嗯,我們都知道靜置能讓晶體不受干擾慢慢地長大,但是有時候,震盪其實也能促進晶核的形成啊。

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我還聽到一個故事,但這個故事就完全沒法解釋了:在一個晶體學的實驗室裡,曾經來了一個韓國留學生,她在晶體實驗的櫃門上貼了兩個 Hello Kitty 的小貼畫以後,整個實驗室半年顆粒無收,引發眾怒。果斷地把 Hello Kitty 換成大恐龍,立刻恢復正常。從此實驗室只見大恐龍不見小 Kitty 了。

Hello Kitty:「怪我囉?」 圖/WikimediaCommons

迷信口口相傳,大家都躲不掉

在晶體學裡,長晶體是門藝術,謎之影響因素太多,甚至能獲得論文討論的待遇;別的領域裡的小迷信就多半不登大雅之堂,只能作為八卦私下流傳。但這些小迷信程度並不見得就比較輕,有些反而變本加厲。

比如說,有朋友告訴我,他的同事在做完實驗後,在等待結果的過程中,會用十字架項鍊壓住自己的實驗樣品,誰也不許動。我完全有理由相信在地球的另一些地方,可能會有人把故事中的十字架換成一尊彌勒佛或者其他什麼的。還有很多科學家沉迷於各種吉利數字,明明實驗流程上要求離心 10 分鐘,非得自己設置成  9.9 分鐘;明明 1 分鐘的反應孵育時間,非得用 1 分 20 秒,總是迷信這樣才能給自己帶來好運,才能把那個該死的實驗做出來。

有些隱藏的小撇步,是不會寫在protocol上的!圖/Pacha perfect Meme Generator

曾經有物理學家嘲笑我,就你們做生物的人神秘兮兮、絮絮叨叨的,我們做物理的是很理性很客觀的。嗯。有可能······不過,那個著名的「木桌子效應」是怎麼回事?費米當年在做放射性實驗的時候,一共發現了 22 種能夠和中子發生反應的物質。奇怪的是,所有的這些實驗在他的木桌面上做得很好,大理石桌面就很糟糕,史稱「木桌子效應」。面對這個靈異事件,費米想起了查兌克曾經發現石蠟能讓中子減速,於是給出了這樣的猜想:中子有快有慢,而木桌子和石蠟裡的氫原子能把快中子變慢,這樣在木桌子上用中子撞擊某些物質時,就增加了中子打破其他原子核的效果。為了驗證這個效果,他用石蠟和水做了實驗,發現反應效率果然大大增加了。

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再後來······費米因為發現慢中子的核反應,而獲得了諾貝爾獎 [3] [4]。

為什麼科學家做實驗也會迷信?

自然科學的每一個領域,或多或少都被類似的科學小迷信給侵入了。有一些小迷信,如費米的木桌子、種晶用貓鬍鬚,看起來雖然荒誕,但其實有它背後的科學原理;而另一些小迷信,則似乎毫無根據。以嚴謹客觀為標識的現代科學,以理性邏輯縝密而著稱的科學家,為什麼有時候也會沉迷於熱衷於這些在外人看來無法理喻的小迷信呢?

說到底,雖然接受了職業訓練,但科學家也是人啊。

如果能夠讓實驗成功,你願意再現這些「小迷信」嗎?圖/giphy

前不久《自然》職業專題刊登了一篇評論文章,作者肯達爾·鮑威爾(Kendall Powell)探討了科學家的那些小迷信和各種「儀式」。文章認為,「這些東西使科學真正打上了個人印記」,「有證據表明,儀式能夠緩解焦慮,降低壓力水平」。文中他提到了電生理學家和神經生物學家常常一刻也不願意離開自己的實驗,甚至不去廁所,只是為了能一直痴痴地盯著監控設備,而這其實毫無必要,因為儀器會忠實地記錄所有的現象;與此相反,很多分子生物學家們則不會時刻監控自己的實驗,因為擔心多看一眼都會給實驗結果帶來「不詳」。還有一個學生會經常取消週五的計劃,因為她發現每次她這麼幹的時候,自己的小鼠研究就會更成功。還有一些考古學家會選擇一塊形狀特殊的石頭畫上眼睛作為「圖騰」來崇拜,監視著每天的挖掘情況······等等,不一而足 [5]。

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而搞科研的都知道,科學很多時候是一個孤獨的旅途,尤其對於基礎研究來說,無論目標如何引人入勝,通往目標的路常常遍布荊棘不可琢磨。在實驗的煎熬中,我們慢慢學會了用這樣一些小迷信來緩解自己在實驗中或者等待實驗結果的焦慮和壓力,讓自己得以堅持下去,去尋找迷霧後的真實、混沌中的規則。

康涅狄格大學的實驗人類學家迪米特里斯·夏加拉塔(Dimitris Xygalatas)說:

「我們知道世界是一個非常混沌的地方,大部分都不由我們控制。但我們可以哄哄自己。」

此言深得我心。科學小迷信就是這樣一些無傷大雅的小儀式,在我們一本正經、甚至還充滿虔誠地在實驗中踐行著這些小迷信的時候,我們的心中其實一片雪亮,哪些可能有用哪些完全沒用我們都知道,但我們喜歡這樣去緩解我們的焦慮啊。當我們看到周圍的同事以不同的但是同樣不靠譜的方式堅持著這些小迷信的時候,我們可能不屑一顧但心有戚戚,我們會在心裡默默地說一句:「你高興就好!」不是嗎?

後記:在我們談論這個話題的時候,有物理學家從旁邊飄過:「我的小迷信就是只要我出馬的實驗都會成功的。」

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嗯。你高興就好!而寫完這篇文章後不久,從中國工程物理研究院的中國綿陽研究堆(The China Mianyang Research Reactor, CMRR)傳來消息,由這位物理學家親自出馬帶隊,我們一起合作研究的蛋白質在磁場下響應的實驗果然取得了階段性突破。大家都很高興,堅持要求以後的每次實驗這位物理學家都應該在場。你看,科學家的小迷信就是這樣開始的。還有,感謝朋友圈參與討論的好友為此文貢獻自己珍藏已久的各種小迷信。

參考文獻

  1. Streak seeding
  2. Bergfors, T. (2003). “Seeds to crystals.” Journal of Structural Biology 142(1): 66-76.
  3. 改變世界的“木桌子效應”
  4. “木桌子效應”和諾貝爾獎級的實驗
  5. Behaviour: A lookout for luck

本文版權屬於果殼網(微信公眾號:Guokr42),原文為〈明明是搞科学实验,为什么会有那么多小“迷信”?〉,禁止轉載。如有需要,請聯繫 sns@guokr.com

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

延伸閱讀

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迷信真的會害死人?不只是嚇死自己這麼簡單——《怪咖心理學》
azothbooks_96
・2023/03/13 ・2795字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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芬蘭科學家統計了十三號星期五與其他日子星期五的車禍事件,結果十三號星期五發生交通意外事件比其他的星期五都還要多。十三號星期五真的不吉利嗎?

迷信不是平常人才有

塞繆爾.約翰遜博士(譯註:Samuel Johnson,英國歷史上獨力編出《英語詞典》的第一人)出門時總是先跨出右腳以求得好運,他也會避免踩到人行道上的裂縫。希特勒對 7 的神奇力量深信不疑。威爾遜總統(Woodrow Wilson)認為 13 一直為他帶來好運,他說自己的名字由 13 個英文字母拼成,他在普林斯頓任教 13 年後當上該校的第 13 任校長。

菲利浦親王下場參與馬球比賽以前,都會輕拍馬球帽 7 下。瑞士網球好手辛吉斯據說打球時會避免踩到網球場兩側的邊線。美國籃球明星珀森(Chuck Persons)坦承上場前如果不先吃兩條奇巧巧克力(Kit Kat)或兩條士力架巧克力(Snickers),或奇巧與士力架各一條,他就會緊張。

據說連諾貝爾物理學獎得主波爾(Niels Bohr)也在門口放一塊馬蹄鐵。(雖然證據爭議未定,但有人問波爾是否真的認為馬蹄鐵可以為他帶來好運時,他回答:「我沒有那麼想,不過有人告訴我,不管你信不信都有效果。」)

在 1913 當選成為美國第 13 任聯邦總統的威爾遜(Woodrow Wilson)。圖/wikipedia

無所不在的迷信

不光是親王、政治人物、物理學家有不理性的現象,最近蓋洛普民調也顯示,53% 的美國人表示他們至少有點迷信,25% 坦承他們有些迷信或非常迷信。另一項研究顯示,72% 的人至少擁有一個幸運符。

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2003 年,我和「英國科學促進協會」合作進行的迷信調查也顯示,現代的英國社會裡有普遍迷信的現象,80% 的人習慣敲敲木頭以免觸霉頭,64% 會交叉手指以祈求上蒼保佑,49% 的人會避免走過梯子底下以防厄運。

美國最聰明的學生也會做出類似的舉動,哈佛大學的學生在考試之前習慣去摸約翰.哈佛(John Harvard)雕像的腳以求好運。麻省理工學院的學生則是去摸發明家喬治.伊士曼(George Eastman)銅像的鼻子。多年下來,哈佛的腳和伊斯曼的鼻子都因為大家的迷信而愈摸愈亮。

哈佛校園裡的哈佛雕像(John Harvard Statue)。雕像的左腳因為長年的觸摸越來越亮。圖/wikipedia

很多傳統的信念沒什麼壞處,例如敲敲木頭、隨身攜帶護身符等等,但有些迷信的影響就比較嚴重了。

迷信可以攸關生死?

1993 年初,研究人員想了解住在門牌十三號的房子是不是真的比較不幸,所以他們在三十份地區的報紙上刊登廣告,請門牌十三號的住家與他們聯繫,判斷他們搬進去住以後是不是運氣變糟了。結果有五百戶住家回函,其中有十分之一表示,他們搬進去以後比較常碰到倒楣的事。研究人員也想知道迷信會不會影響房價,於是他們訪問全國的房地產仲介業者。有 40% 的仲介業者表示,購屋者往往會迴避門牌十三號的房子,導致賣家必須降價求售。

有時候迷信可能攸關生死。第一章中我們提過大衛.菲利普,他對人的生日會不會影響死期很感興趣。菲利普在《英國醫學期刊》(British Medical Journal)上發表過一篇文章,說明迷信與確切死亡時間之間的關聯。

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在中文、廣東話與日文中,「死」和「四」的發音幾乎相同,許多華人醫院裡沒有 4 樓,有些日本人每月 4 日出遊時會提心吊膽。這種迷信的關聯也延伸到加州,店家或公司在加州開業時可以自選電話號碼的後四碼。菲利普發現,中式與日式餐館的電話號碼中,4 的數目比一般少三分之一,美式餐館並沒有這種情況。

一間上海的住宅大樓電梯裡,4、13、14 樓都消失了。圖/wikipedia
一個日本的停車場內,編號 4 號的停車格也被跳過。圖/wikipedia

這些現象讓菲利普不禁懷疑,每月 4 日所產生的迷信壓力會不會對健康造成很大的影響。例如,會不會使心臟病發作?

驚人的發現

為了評估這些迷信對健康的影響,菲利普和他的團隊分析 1973 至 1998 年間美國四千七百多萬人的死亡記錄。他們比較華裔與日裔美國人與白種美國人的死亡日期,結果發現,中日裔人口中,每月四日因心臟病過世的人數比其他日子高 7%。把焦點放在慢性心臟病時,這數字升至 13%,但白種美國人的死亡率並沒有增加。

這項研究頗具爭議性,有些研究人員提出質疑。不過,菲利普和團隊都相信的確有詭異的事情發生,他們還以查爾斯.巴斯克維爾(Charles Baskerville)的名字為這種現象命名。巴斯克維爾是福爾摩斯偵探小說《巴斯克維爾獵犬》(The Hound of the Baskervilles)裡的主角,他就是在極度的心理壓力下,引發心臟病發作身亡。

令人們神經緊張的 13 日

迷信的人在不經意下害死自己是一回事,他們的迷信直接影響別人的生死又是另一回事。

湯馬斯.史坎蘭(Thomas Scanlon)與同事觀察 13 號星期五的車潮、購物中心的人潮、以及急診室的就醫人數。在兩年的觀察期間,他們發現,在 13 號星期五,倫敦 M25 環城高速公路的車流量,比 6 號星期五減少許多,這表示比較不安的駕駛人可能沒有上路。

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他們接著觀察這兩天的醫院求診類別,包括中毒、毒獸傷害、自我傷害、交通意外事故等等,其中只有交通事故有顯著的差異,13 號星期五的交通意外事件比 6 號星期五多。差異並非微不足道,在不吉利的日子裡,意外事件激增 52%。

不過,史坎蘭和同事只取得一家醫院的就診資料,數字較少,所以他們的發現可能純屬巧合。芬蘭研究人員西摩.納哈(Simo Näyhä)做了另一個規模更大、一樣有爭議性的研究,他檢查 1971 至 1997 年間全芬蘭的類似記錄。這次研究中包含 324 個 13 號星期五與 1339 個對照組星期五,研究結果呼應上述的研究,其中女性的資料更是明顯。男性死亡記錄中,只有 5% 是和日子不吉利有關,而女性的比例則高達 38%。

兩組研究人員都把意外事件比率的增加歸因於駕駛人在不吉利的日子比較緊張的緣故。所以結論很明顯:迷信會害死人。

——本文摘自《怪咖心理學之史上最ㄎ一ㄤ實驗,用科學揭露你內心的真實想法》,2023 年 2 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

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azothbooks_96
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漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。

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本地工作者暢談科學時代的人文發展:哲學、專才培訓與大眾教育
臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
・2023/02/01 ・5061字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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  • 撰文/詹遠至|臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會助理、臺灣大學哲學系碩士生
  • 校對/陳樂知|臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會秘書長

我們所處的二十一世紀已是科學的時代,科學理論被視為宇宙的終極答案。在這個「科學至上」的時代,人文探求還如何可能?人文如何可以與科學攜手並進?以「人文」與「科學」之間的對話為主軸,臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(LMPST Taiwan)於 2022 年 11 月 19 日在臺灣大學主辦了一場以《科學內外的人文可能》為題的論壇,邀請了國內哲學學者以及科學普及界的資深工作者擔任講者。

本活動主持人由鄭會穎教授(政治大學哲學系助理教授、政大現象學研究中心主任)擔任,受邀講者則包括陳竹亭教授(臺灣大學化學系名譽教授)、陳樂知教授(臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、LMPST Taiwan 秘書長)、鄭國威先生(PanSci 泛科學知識長)與嚴如玉教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授兼所長)。

本論壇屬於 LMPST Taiwan 長期舉辦的《種種意識論壇》系列。除 LMPST Taiwan 以外,這一系列的論壇由政治大學現象學研究中心、清華大學實作哲學中心、臺灣大學哲學系、臺灣跨校意識社群、PHEDO 台灣高中哲學教育推廣學會、沃草公民學院共同合辦;贊助單位則為順奕有限公司。

《科學內外的人文可能》邀請了國內哲學學者,以及科學普及界的資深工作者擔任講者。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

科學為人文帶來危機?先論科學主義與自然主義

主持人鄭會穎教授點出了本論壇的核心議題後,陳樂知教授(臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、LMPST Taiwan 秘書長)發表了他的觀點。

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陳教授想要討論的是「就其理論本質而言,科學是否威脅人文」這個問題。陳教授首先談到一些人持有「科學主義(scientism)」的世界觀。科學主義認為,科學是唯一可以讓我們獲得知識的可靠方法。陳教授認為科學主義是一種自相矛盾的世界觀;原因在於科學主義本身並不是科學,並未被科學方法證明,它只是一個哲學理論。因此,科學主義身為一個哲學理論,它本身就是自己會排斥的對象。

回到核心問題,科學是否帶來了人文危機?陳教授的答案是否定的。他認為科學所帶來的其實不是科學主義,而是「自然主義(naturalism)」。自然主義認為,這個世界最根本、基礎的組成,就是自然科學理論認為存在的那些事物,例如粒子、力場、化學反應等。

陳教授認為科學所帶來的自然主義是現代世界觀的基礎;即使一些特定人士因為宗教背景等理由而不同意自然主義,其實也應該要同意例外情況相當有限。如果我們接受「自然主義」,而非「科學主義」,那麼科學本身根本就不會帶來人文危機。這是因為,自然主義只認為世界最根本的組成是科學所談論的事物,但是它並不認為我們只能透過科學方法來認識這些事物。

「就其理論本質而言,科學是否威脅人文?」。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

事實上,從科學世界觀的角度來說,人類也是自然的一員。人類作為一種自然生命體,出於其演化而來的結構,與生俱來就有各種世界互動、認識世界的方式,不限於科學方法。就此而言,人類會發展出的人文也是一種自然現象。因此,雖然人類後來發展出了「科學方法」這種較為優化的認識途徑,我們依然不能否定「人文方法」也是一種認識世界的可靠方法。

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接著,陳教授提及羅素(Bertrand Russell)對「熟知知識(knowledge by acquaintance)」以及「描述知識(knowledge by description)」的區分。熟知知識指的是我們透過直接的感受、互動與掌握所獲得的知識,描述知識則是理論性的知識。

陳教授認為熟知知識與描述知識不可被截然二分,兩者之間是程度上的差別。而人文學門的一些觀念就較為接近熟知知識,因為它們重視同理及感受。雖然如此,這一切都符合腦神經科學的描述,人文仍然是自然現象。另一方面,人文因此仍然是科學可以研究的對象,也需要科學的補充。人文學門自己也必須要了解,自己所研究的熟知知識其實也是自然現象,有其組成基礎與運作原理。

因此,科學可以幫助人文把熟知知識轉換為更精確的描述知識,並且為人文提供更精密的研究方法,以及協助其排除錯誤,比如排除人類先天認知系統的偏誤、漏洞等等。總結來說,科學與人文其實研究的是同一個自然界;科學非但不應帶來人文危機,還可以幫助人文研究走得更加長遠。

跨科際合作的需求,兼論「人類世」中的人文與科學走向

不同於陳樂知教授從哲學觀點出發,陳竹亭教授(臺灣大學化學系名譽教授)帶來的是他在教育方面的經驗。首先,陳教授介紹了他為台灣教育部主持的「科學人文跨科際人才培育計畫」,簡稱「SHS(Society-Humanities-Science)計畫」。

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由於現代社會中的問題包含人文以及科學的面向,因此 SHS 計畫的主軸在於推動「跨科際教育(trans-disciplinary education)」。以往的教育先是學科主義,然後衍生出「多領域(multi-disciplinary)」或是「跨領域(inter-disciplinary)」,也就是由各學科各自探究共同問題,或是由兩個學科進行合作。

跨科際教育則有所不同,它以「真實世界的共同問題」為核心,直接打破學科之間的界線。只要是對解決真實世界的問題有幫助的知識,參與的學科,甚至政府、產業、民間的 NPO 或利害關係人都擔責分工合作進行知識生產、解決問題。

SHS 計畫的主軸在於推動「跨科際教育」。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

由於現代社會中的問題愈趨複雜、多元,且多樣,社會對科學界的要求也跟以往有所不同。科學家開始被要求具備社會意識及社會參與的能力,還有溝通與對話的能力;這些能力都是傳統的科學界非常缺乏的。有鑑於此,陳教授所主持的 SHS 計畫積極推動「問題導向的學習」、「系統思考」、以及「實用方法論上的創新」。他也提到,SHS 計畫的推動非常有賴於大學對本身社會角色的自覺與復興。

陳教授參與的另一個國科會計畫是「以社會需求為核心的跨領域研究計畫」。與 SHS 計畫相同,這個計畫也非常重視跨科際教育,並且認知到單靠科學知識無法解決真實世界的複雜問題。

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那麼,人文究竟該扮演什麼樣的角色呢?陳教授討論到他撰寫的新書《丈量人類世》中的「人類世(anthropocene)」這個概念。「人類世」指的是一個新的地質紀元。在工業革命之後,人類文明成為影響地球環境與生態變遷的關鍵角色。因此,部分學者認為地球已經進入「人類世」這個地質紀元。

在人類世中,全球有非常多的變遷趨勢,其中一個就是:科學發展帶動理性價值的昂揚,其他的人性價值卻被輕忽。陳教授說,我們培養出了許多「職業科學家」。可是,在科技急速發展的同時,人類的科技文明卻缺乏方向感:我們正面臨物質文明與精神文明之間極大的不均衡。總而言之,他認為「人類的智能尚未學會如何掌舵文明巨輪的方向」。

最後,針對人文與科學應該要如何在人類世中發展,陳教授提出了他本人的看法。首先,科學研究的同儕審核程序需要人文專業學者的投入,也就是科學家不能閉門造車。再來,婦女應該要積極加入科學與科技事業的陣容,因為科學發展不能只由男性思維主導。

最後,未來教育的趨勢必須往跨科際的方向邁進,也就是人文與科學必須並重。如此一來,陳教授強調:「人文的啟發價值和社會重大需求必須挺身而出,為人類文明的永續承擔文明指南針的角色,與科學共同尋求世紀困境的解方。」

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「科學實作哲學」帶來人文與科學的合作新可能

繼陳竹亭教授分享了跨科際教育發展的大方向後,嚴如玉教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授兼所長)則分享了她在科學人文互動的個案經驗。嚴教授身為一個哲學學者,卻在因緣際會下,走上了不同於普通學者每天關在辦公室做研究的路。她為了提升生醫背景的學生對哲學的興趣,也為了把哲學帶到課堂之外,推動了青銀共學。

嚴教授推動青銀共學,提升學生對哲學的興趣,也將哲學帶到課堂之外。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

嚴教授把社區中的長輩們請到大學的哲學課堂上,與大學生一起進行小組報告。這些生醫背景的學生們未來大多會從醫;因此,對未來將要在醫療院所工作的他們來說,與長輩互動是很好的練習。

嚴教授也針對與學生們未來在醫療場域會遇到的一些價值性思考,與哲學作出連結,讓學生們學習哲學能夠學以致用,對醫療過程有所幫助。舉例來說,她會帶領學生討論如何面對死亡、以及照護倫理等哲學議題。她認為,在學生未來的臨床工作上,這些哲學議題將派得上用場。

除了青銀共學外,嚴教授還以非常不同於傳統學者的方式,進行她個人的哲學研究。傳統哲學學者往往是埋首於書堆中,發展自己的理論;她則是親自到醫療院所中進行田野調查,去訪問醫生、護理師等第一線的人員。藉由直接了解醫療工作者在實作上遇到的困難,她試圖讓哲學能夠真正被實用。

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嚴教授說,這樣的研究方法被稱為「科學實作哲學」。科學實作哲學作為一種研究方法,其實不單單適用於人文學門,也同樣適用於科學。非常理論性、艱深的基礎科學如果能夠走出象牙塔,了解社會的真實需求,便有機會與人文接軌。因此,不論是科學或人文學門,若研究者可以調整研究方法,從研究對象在實作上的細節出發,再轉而調整自己的理論,那麼科學與人文的互動、合作並非不可能。

科學素養對現代社會的重要性

最後進行分享的是科普媒體《PanSci 泛科學》的知識長鄭國威先生。鄭知識長首先釐清了「人文」的定義:他認為,「人文主義」認為人類可以靠自身的能力認識這個世界,而「人文學科」正是培養這種能力的學科。從這個定義來看,人文與科學根本就不是分開的;畢竟科學也是人類靠自身能力認識世界的方式之一。

鄭知識長提到,台灣的學生在國際學生能力評量計畫(PISA)中表現非常優異,世界排名名列前茅。然而,台灣的學生卻普遍缺乏自信,在失敗時容易產生自我質疑。

鄭知識長指出,台灣學生普遍缺乏自信,在失敗時容易產生自我質疑。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

在學習的過程中,我們大致可以把人分為兩種:具有「定型心態」與具有「成長心態」的人。前者只重視結果、學習態度較消極,且容易受挫折打擊;後者則重視過程、學習態度較積極,且勇於面對挑戰。鄭知識長指出,具有定型心態的台灣學生似乎占多數。

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鄭知識長在高中時也面臨相同的困境,他那時非常厭惡數學和理化,完全沒有學習他們的熱忱。他後來發現不止他是如此,有許多人也在學生階段就放棄了對科學的學習;這對台灣社會是個嚴重的現象。舉例來說,公投的題目許多都牽涉科學知識,放棄學習科學的公民要如何在這種公投中作出正確的判斷?這樣的考量促使他後來創辦 PanSci 泛科學。

鄭知識長認為,獲得成長心態最簡單的方式就是學會科學原則與方法,也就是用科學方法來面對日常生活中遇到的問題。而培養科學素養則需要承認自己對許多事的無知,且需要身處一個好的素養集體之中。最後,鄭知識長勉勵大家一起培養出「科學思辨力」,為本次的論壇畫下一個強而有力的句點。

臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
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臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(The Taiwan Association for Logic, Methodology and Philosophy of Science and Technology, LMPST Taiwan)為國內非營利法人團體,主要幹部均為國內教授或研究員。本會以促進科學型的哲學研究為宗旨,工作包括國內專業學術工作、跨領域學科交流及哲學普及推廣。