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科學這枚硬幣的正與反──《科學素養》

PanSci_96
・2018/05/15 ・4428字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

編按:《科學素養》一書日文版出版於 1996年,時隔二十多年許多內容依然歷久彌新。作者池內了由專長天文物理學領域出發,論及科學研究的方法與歷史、科學家的責任與倫理、科學與社會的關係等。科學素養的核心,在於如何看清問題的本質、分辨真假,並且了解自己「知道什麼,又不知道什麼」!

一九九五年,在日本發生各種重大事件:阪神淡路大地震1奧姆真理教風波2快中子增殖反應爐「文殊」3的事故。每起事件當時都讓報紙和電視議論紛紛,探討科學和技術的真面目,科學家應該採取的態度,以及科學教育的實際情況。我們藉由科學的成果過著富足的生活,科學本身並非萬無一失,這些事件清楚說明,我們活在意外脆弱的基礎之上。

另外,現在許多人發現倘若誤用科學,就會無動於衷地殺人,最後人類將會走向滅亡。科學的優點和缺點在此同時展現。大眾對科學愛恨交織,這種經驗或許是人類史上頭一遭。

科學這枚硬幣的正與反

圖/wikimedia

十九世紀的工業革命肇因於牛頓力學(Newtonian mechanics)和熱力學(thermody-namics),透過熱機(heat engine)的發明來製造及加工巨觀物質。這成了鋼鐵、汽車和其他「重化工」產業的基石,讓以往仰賴人力和馬力的生活為之一變。現代生產力的基礎也承繼於此。

邁入二十世紀後,原子和分子的微觀世界定律(量子力學)揭曉,電子技術飛躍=發展。電腦和半導體元件用在所有的電器產品上,「輕薄短小」的產業發展起來。藉由同樣的方式也能將生命世界的定律參透到基因的程度,基因操縱產業化的時代近在眼前。二十世紀號稱「科學的世紀」,科學這一百年來的進步的確偉大。我們不但獲得這些成果,還過著前所未有的富足生活,早就無法想像沒有科學的日子。

科學與科技的進步,好壞其實是硬幣的兩面。圖/flickr

然而,這只是硬幣的其中一面。原子的研究進一步研究到位於原子中心的原子核,企圖運用潛藏在其中的巨大核能能量。首先是要研究核彈和氫彈,而後則是核能發電。由於核子武器的開發競爭,使得核彈製造出來,足以殺害世界上的人類好幾次。要是發生核戰,地球會被地面掀起的塵土所覆蓋,溫度會下降,可想而知人類會活不下去(「核子冬天」)。再者,從核能發電產生的放射性廢棄物仍然還找不到處置方法,只會愈積愈多。

另外,開發和洗淨半導體元件用的藥品和氟利昂(Freon)該怎麼處置也是個問題。這些東西會汙染海洋和河川,破壞大氣層當中的臭氧層。石油燃燒持續拉長,導致空氣中的二氧化碳增多,也讓人擔心「溫室效應」會不會造成地球暖化。隨著產業發展及生產力提升,人類逐漸明白地球這個環境並非取之不盡。再者,基因操縱技術可望在二十一世紀正規化,無法預估這會讓生命世界掀起怎樣的變化。我們因為科學的進步而抱持很大的不安,我認為這種對未來的不安,就是現在猜疑科學的根源。

對科學漸行漸遠、不了解所導致的「偏食」

「我對普通的人類沒有興趣,你們當中要是有外星人、未來人、異世界人以及超能力者的話,就儘管來找我吧。說完了。」圖/imdb

強烈「依賴」和「猜疑」科學的矛盾情感,導致年輕族群廣泛對超能力和超科學心生嚮往。自己下不了決心的事情就仰賴占卜、天啟、通靈和大預言之類的法門,相信物理上不可能出現的空中飄浮和瞬間移動,思考沒有實體的守護靈和靈氣是否存在。

為什麼這種心理會在「科學的時代」中蔓延呢?

想必是因為「超越」現代科學的幻想,能夠消除對未知的不安,同時還可以藉由逃遁到神祕的天地中獲得「安全感」,就算沒有想得更深入也能心滿意足。

當然,原因不只在於科學,還有時代背景。

人們身處在以學歷決定將來,必須服從與獻身於公司和主管的現在,實在很難看出變化的可能性。從歷史的眼光來看,每逢混沌看不清將來的時代來臨,以超能力為幌子的宗教就會蔚為流行。現在也不例外。

然而,過去和現在有個明顯的不同。答案當然是「科學」。我們生活在現代,多多少少學過科學的觀念和方法。過於荒誕無稽的邏輯沒有人會相信(當然,如果受到洗腦,教祖說什麼都會深信不疑)。將教團的名字加上「科學」或「真理」,這就表示為了推廣自己的宗教,至少必須要假裝「很科學」。換句話說,現代社會要透過掌握基礎科學素養的人來運作,這一點和以往大不相同。

不過有個問題。科學的內容離日常生活太遠,又很困難,因此會覺得自己無法搞懂。專家既不會幫忙解說到淺顯易懂的程度,就算看了書,困難的算式也會冒出來。儘管擁有了解科學的根底,科學卻漸行漸遠。說不定之後會心生厭惡,明明能吃卻不吃,變得「偏食」。這實在很可惜,難得有美食當前卻視若無睹。

未來取決於「科學的智慧」

隨著分工越來越細,科學的內容確實讓人覺得離日常生活太遠。圖/publicdomainpictures

我認為要消除對科學的「猜疑」和對未來的「不安」,第一步就在於讓科學更親近(光是埋怨「不安」,什麼也不會改變)。要解決現在地球上造成的各種矛盾,果然還是必須仰賴科學的力量。

換句話說,就是要循序漸進地思考我們現在背負的問題本質是什麼,用哪種方式可以解決。

就算重視科學的力量,但若給病人連續打針,導致病情更加惡化也不行。首先必須要從每個角度探討一個又一個問題,所以不能由專業科學家代勞。每個民眾要用自己的頭腦思考、陳述意見,藉此釐清專家看不到的面向。

以前會以治療疾病為名,未經當事人同意就進行人體實驗。或是就算知道納粹並未製造原子彈,也推動曼哈頓計畫4,科學家還會持續協助(以「納粹或許先製造出原子彈」為由啟動曼哈頓計畫)。

假如專家覺得自己面對的問題很有趣,往往會熱衷於研究,完全不管能否提供解決之道。要阻止這種現象,就要了解科學的內容,還要有足夠的智慧判斷理論化為現實之際,將會引發什麼樣的情況。這種專家和民眾的交互作用必定能夠開創光明的未來,需要民眾認識科學的思考法和進行法。

怪不得一堆電影都在演科學家跑去外星找資源的故事。圖/imdb

要是維持現在的消費結構和能源運用模式不變,恐怕還沒過一百年,地球就會陷入困境。地球環境荒廢並非資源和能源不夠,而是使用過度。

那我們該把生活變成什麼樣子?用什麼方法才能達成目標?

要回答這個問題沒那麼簡單,我們必須以智慧協商。當然,國內也好,地區也好,都必須獲得各方同意。

為此到底需要拿出什麼樣的辦法?

我認為應該運用手邊的資料預測未來。什麼能做,什麼不能做,選擇某條道路會導致什麼結果,能夠容許到什麼地步,能夠從哪個著眼點接納,這類預測需要由世界各國的眾人按部就班慎重探討,達成共識後再行動。這時科學的力量就可以發揮作用。過去,強國的邏輯會透過戰爭硬壓在別人身上,「科學的智慧」則不是這種暴力,而會逐步決定世界的未來。

《科學素養》這本書的內容

科學素養》這本書在講什麼呢?圖/maxpixel

這本書首先是回顧我成為科學家的契機,同時想要歸納科學的觀念和方法有什麼特徵,以及產生什麼樣的變化。

科學的原點在於個人的好奇心,終究只是一己的行為。最後還是要在與社會的連結之中,孕育出專門觀測和測量的工作,隨著大學的興辦將知識集中起來。透過這個過程,以科學研究為專業的「科學家」誕生了。科學家的職業就此定調,科學的力量藉由國家獲得認可之後,進行科學研究的方法就產生質變。科學脫離以往的個人活動領域,像現在一樣成了靠稅金營運的公眾活動。

當然,就算發生這樣的變化,思考和進行科學研究的方法基本上也不會更動。因此,我想回顧科學如何誕生的歷史,再觀察現在進行科學研究的方法,同時思考科學與技術,技術、社會與人類的關係。

如今科學支出大量的資金,確立在科學研究的現場培育人才的系統,這將會產生什麼問題?別人期待科學家扮演什麼角色?另外,科學家對社會要付什麼樣的責任?

這項問題在思考二十一世紀的科學、社會及地球時都相當重要。

我專攻物理學,這本書常會談到物理學和宇宙相關的話題,但在說明時則花了心思,假如是對科學稍微感興趣的人,哪怕是喜歡生物和化學也能了解。另外,我希望想要進入文組科系的人也可以讀這本書。科學是嚴密的思考,也是「看見『看不見』的東西」的絕妙方法。本來無論是文組或理組(高中實施這種分科法實在是一大錯誤),每個人都該學習科學的觀念。期盼這本書能夠幫助肩負二十一世紀重責大任的各位讀者,透過「科學的智慧」開拓新世界。

註解:

  1. 阪神淡路大地震:一九九五年一月十七日清晨,日本關西發生芮氏規模七點三強震,死亡人數達六千四百多人,傷者約四萬四千人
  2. 奧姆真理教風波 (Monju Nuclear Power Plant):一九九五三月二十日上午,多名奧姆真理教教徒於東京地下鐵五班列車上散布沙林毒氣 (Sarin),造成十三人死亡,傷者約六千四百人,稱為「東京地鐵沙林毒氣事件」
  3. 快中子增殖反應爐「文殊」:位於日本福井縣敦賀市,是科學研究用途的核反應爐,隸屬日本核能研究開發機構 (JAEA,Japan Atomic Energy Agency)。以鈽鈾混合氧化物 (MOX) 為燃料,鈾 (Uranium) 吸收中子之後成為鈽 (Plutonium),做為核燃料循環利用。一九九五年二度發生液態鈉冷卻劑外洩事故,目前停止運轉,預計廢爐。(編按:2016 年宣布確定廢爐,預計 2047 年完成所有廢爐作業)
  4. 曼哈頓計畫 (Manhattan Project):美國在二戰期間研究核武的計畫。

 

 

本文摘自《科學素養:看清問題的本質、分辨真假,學會用科學思考和學習》,經濟新潮社

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大科學人專訪|泛科學共同創辦人 鄭國威:科學素養的第一步是勇敢地承認自己並不知道
LIS_96
・2022/09/29 ・2930字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

他是鄭國威,在社群網路上大家都叫他 Portnoy,是 PanSci 泛科學的共同創辦人。Portnoy 從關注媒體改革開始,一路走到成立全台最大科學網站社群。但你可能會很意外,鄭國威在國、高中時期也曾對數理非常排斥,最後選擇文組是為了逃避學不好的數理。直到在研究所接觸「啟發性」教學,才正式開啟鄭國威挖掘科學知識的興趣,以及創辦國內最大科普網站的動機。科學是生活,舉凡食、衣、住、行、育、樂,都可以看見科學的影子。鄭國威正透過網路平台、社群內容和實體線下活動,拉近你我與科學的距離。

關於 Portnoy 的求學歷程故事與教育觀點,邀請你一起往下閱讀>>>

曾是一位透過考試來定義自己的孩子

Q:在國小、國中、高中有遇過什麼「有成就感」以及「特別挫折」的經驗?

鄭國威:我小時候其實是還滿擅長讀書,但到了國中,國一下學期我的數理科目成績一落千丈,一方面覺得學習受挫,自己的自尊心受到嚴重打擊。一方面因為我小學成績很好,因為還滿自傲的,所以變得有點無所適從,那是很複雜的情緒。後來就開始作弊,這段經歷我在很多演講場合都有分享過,國一下學期我竄改成績單,不想讓我的爸媽和我的同學感覺到我變成一個笨蛋,就一直偽裝和掩蓋事實,最後事情還是爆發,這段經歷是我學習上很大的挫折。

我唸研究所之前,都非常討厭數理科目。小時候我喜歡科學,是因為我很容易得到很好的成績,但是當我上了國中,成績不好、掌握不到學習方法,我開始自我懷疑,透過作弊逃避掩蓋沒有學好的事實。我並沒有思考如何讓自己更好,也因此抗拒數理學習,所以我選擇文組,我就是一個文科生,一直到大學唸讀的是外語系。

不過到了研究所,我有了新的學習狀態,因為選擇自己想要念的學科,學得比較主動積極,學習的步調也比較能自己控制。研究所的教法跟以前不太一樣,是很啟發性的教學法,漸漸找回我是「有能力去讀懂,可以學會很多東西的信心」。這段求學歷程對我現在做泛科學有很大的影響,我希望能讓更多跟我一樣國高中,特別是國中,因為數理不好放棄討厭科學的人,在長大後重新愛上科學、重新了解科學價值和重要性。

研究所的經歷,讓鄭國威對於「學習」的看法有很大的啟發。 圖/envato.elements

考試不是一張考卷而是一台體重機

Q:您覺得「考試」的意義的是什麼?

鄭國威:我們對「考試」其實都有錯誤的認識,可能是環境造成的錯誤認識,讓我們覺得沒有達到「某個成績」就是不好,也漸漸讓教育體制走向「考試領導教學」的模式。我覺得考試應該像是「量體重」,因為想要有健康的身體,我們會去量體重,但不會因為沒有達到幾公斤,就覺得自己錯了。

「測量的過程」是讓我們了解我們「目前的狀態」是什麼,考試應該是這樣的價值,是一種幫助我們了解現況的方式,每個考核的結果,並不代表我們是怎麼樣的人,反而是讓大家知道自己現在的狀態,進而能思考下一步應該做什麼。

如果環境能幫助學生了解考試的意義,考試還是很有價值的。

科學素養的第一步是勇敢地承認自己並不知道

鄭國威:小時候所遇到的學習挫折,可能都來自「學習要展現出我知道,考試也要展現出我知道」,其實科學的起源就是來自於「我不知道」。對於我不知道這件事情,應該要感到越來越興奮和期待,並且往更多的「我們不知道」去尋找,而不是一直證明自己是全知的。

我們活在複雜多變的時代,需要知識來建構安全感,我們很難避免這種一直覺得自己需要知道的狀態,自己要很快給出答案的衝動。當我們重新理解科學的價值,就會了解到:「其實這個世界並不缺一個人去唐突、武斷地說自己知道什麼,而是缺乏更多承認自己不知道什麼的人」。

如果不是現在的自己覺得自己會在哪裡

Q:如果可以回到學生時代的某一個時間點, 你最想對那時候的自己說什麼?或是做什麼不一樣的決定?

鄭國威: 所有的過去都塑造了現在的自已,如果可以我不希望變動什麼。我們都看過科幻電影,想回到過去改變缺憾,但所有科幻故事都告訴我們結果會很糟糕(笑),所以我不想做這 樣影響時間線的事情。

 這樣的假設有太多可能,可能是多元宇宙,可能是昆蟲、微生物,或可能我死掉了! 每個人的哲學觀會選擇要怎麼去回答這個問題,但如果是我的哲學觀,我會選擇不要為過去的 事情後悔,接受這些事情,我只活在這個時間線,我就好好活下去,不去期待別的時間線的自己。

成為孩子的知識共同體「以身作則」

Q:我們知道你還有一個角色就是家長,可以跟我們分享你的教育觀嗎?

鄭國威:很多人會問我是否給我女兒菁英教育、科學素養教育,但我唯一的原則是「成為她可以參考的知識共同體」,也就是「以身作則」這四個字。講比較完整是當我的孩子遇到猶豫、遇到挫折,她痛苦了,她能想想生活中遇到這個情況「她的爸爸會怎麼做」,這是我能給她最好的教養。如果我希望她養成閱讀習慣,我會天天閱讀,如果我希望她喜歡大自然、喜歡科學,那我自己就會去喜歡,從自己先做起。如果我希望孩子常常跟我分享學校的事情,我就要先分享我工作發生的事情,這是我唯一掌握的原則。

「成為她可以參考的知識共同體」,也就是以身作則,是鄭國威唯一的教育原則。 圖/envato.elements

聽到鄭國威的分享,讓我們想到世界上最有名的科學家之一理查費曼,他的父親是費曼的科學啟蒙老師。「將科學融入生活」是費曼父親的教育理念,尤其注重小費曼「科學思維」的培養。費曼的父親以身作則,給小費曼各式的實例和討論,激勵小費曼對所有科學領域的興趣和熱忱。

響應本次「LIS 第二季大科學計劃」, 鄭國威分享給我們的大科學人宣言:

❛❛ 科學的第一步,承認自己對許多事情都不知道 ❜❜ ── 鄭國威

這句話也呼應著科學素養的重點不在於考試考高分,而是質疑與發問精神的培養,擁有獨立思 辨、實事求事、問題解決的能力,這正是 LIS 情境科學教材正在努力的方向! 

邀請您一同成為各行各業中的大科學人,您的捐款將支持「科學公益教材」的穩定開發,一起 支持台灣科學教育,讓孩子從小開始像「科學家一樣思考」,帶著自信長大成為各行各業中「 永保好奇」、「邏輯思辨」的大科學人!

【LIS 大科學計畫 ✦ 第二季】|將於928教師節暖心上線 ▸▸▸▸▸▸▸

❛ 教育不只是老師的事,這是我們的任務,下一個世代的科學史,現在就得開始寫起! ❜

每月小額捐款,就能支持全台十萬名孩子都期待的科學教材:https://bit.ly/3rdbOlE

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LIS ( Learning in Science )情境科學教材,成立於2013年7月,是一個非營利組織,致力於為國中小自然教師及學生,設計有別於填鴨教育的科學教材,協助教師進行STEAM和科學素養導向的教學,讓教師更簡單地進行教學創新,幫助更多孩子找回對科學的學習動機,並培養解決問題的能力。 在 Youtube 頻道【LIS情境科學教材】上,我們會即時更新所有LIS教材的影片,而完整的教案、學習單,亦同步上傳於【LIS教材平台網】歡迎您前往瀏覽完整內容。

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防疫別忘補腦,跟泛科一起展現宅實力!
PanSci_96
・2021/06/01 ・1240字 ・閱讀時間約 2 分鐘

疫情延燒,在家宅家只能耍廢嗎?讓科學參一咖吧!

如果你總是喜歡挑戰自己⋯⋯

來玩玩「泛科學」這 3 個有腦又有趣的小挑戰吧!

我們有疫情當前最重要的 「測測你的防疫指數」、讓你絞盡腦汁回到青春時代的「會考大挑戰」,以及受到 2000 多人熱烈歡迎的「測你的陰謀論陣營」,在九宮格陣營中,你是善良還是邪惡的一方?

如果你是 108 課綱的國高中生⋯⋯

「科學生」提供大量的科普文章,與你一起精進科普閱讀能力、培養科學素養!

科學生與 Lis情境科學教材、LearnMode學習吧 共同支持線上教學,大家也可以在這兩個平台上連結到科學生的內容,或者到親子天下以防疫優惠訂閱科學生

如果你是居家辦公的爸媽⋯⋯

讓「科學」成為你照顧小孩的得力助手!

泛科市集「防疫專區 宅家特選優惠」,除了有遠距辦公工具「智慧筆」之外,還有多項科學玩具,如動力引擎車套組、達文西機械鐘⋯⋯,讓爸媽安心辦公、孩子在家邊玩邊學。

如果你是自由工作者/內容創作者⋯⋯

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PanGOGO 整合線上課程、線下活動、付費訂閱與市集零售功能,無論你是作家、YouTuber、還是社群經營 KOL ,都可以在 PanGOGO 上開設知識網店,獲得營收!

如果你是愛書人⋯⋯

來泛科學舉辦的線上書展「讀力」看看吧!

因應今年台北國際書展取消,泛科學力挺出版夥伴,自 1 月起串聯多個藝文網站,邀請各路「引讀人」公開最近手邊書、也持續更新推薦好書,喜歡閱讀的你,願「獨力」與你同在!


  • 本文歡迎轉載。
  • 新聞聯絡人:泛科知識公關 蔡昀芝 (zoetsai@panmedia.asia / 0975-213803)
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資訊操弄、終結倦怠、科學思考|科學生陪你讀!10月書單
Student.PanSci_96
・2020/10/12 ・1502字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 463 ・五年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

科普閱讀是培養科學素養的核心關鍵!泛科學、南一書局、科學月刊合作打造《科學生線上學習平台》,提供搭配課程進度的「科普閱讀」文章題組,幫助孩子掌握關鍵資訊,並透過不定期的新知補充,與科學潮流接軌。因此,科學生將在每月推出陪你一起讀科普書單!

 

10月科學生書單邀請到鄭國威(泛科學創辦人、泛科知識知識長),為我們推薦一系列適合老師、家長、國中生一起閱讀的好書。

圖表會說謊:圖表設計大師教你如何揪出圖表中的魔鬼,不再受扭曲資訊操弄

特別推薦給:教師★★★

同樣的數據,用不一樣的圖表呈現,可以讓讀者有截然不同的感受。各種在行銷訊息、政策溝通、科學知識中看起來很中性、正確的圖表,其實都暗藏玄機。傳播者!

本書作者艾爾伯托凱洛是記者、設計師,也是新聞學教授,他以大量案例,清晰且漸進地將圖表可能帶來的誤解,以及刻意誤用圖表的手段一一破解,非常適合老師在課堂上應用,幫助學生提高圖表判讀力。


想衝,為何没幹勁:用心理學終結慣性倦怠,找回潛藏心中源源不絕的內在驅動力

特別推薦給:家長★★★

爸媽都會希望子女更主動積極,不要總靠自己三催四請,祭出賞罰。我們也會聽到很多家長分享成功經驗,但這些經驗真的有用嗎?科學可以幫得上忙!

本書作者植木理惠是日本臨床心理師,她以非常簡單的文字,除了把心理學上經過驗證的理論轉化為你我都能應用在教養上的作法,也能讓我們對孩子的學習成長更抱持正確跟健康的態度。非常推薦!


「科學的思考」九堂課:學校不教的科學

特別推薦給:國中生★★★

我們往往以為科學只是知識,但其實更重要的是知識產生的方式、邏輯以及我們能否對已知抱持健康的質疑。

作者戶田山和久是一位日本科學哲學家,在本書中用很簡明的方式介紹了科學真正的樣貌跟價值,也直面核能、食安等複雜議題,同學若能好好讀完,對整體學習都會有很大的幫助。


你是國中生或家有國中生或正在教國中生?
科學生跟著課程進度每週更新科學文章並搭配測驗。來科學生陪你一起唸科學!

Student.PanSci_96
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由 PanSci 泛科學 X 南一書局 X 科學月刊 聯手打造:《科學生》科普閱讀素養線上學習平台,集結三大教育品牌的堅實陣容,提供搭配國中課程的科普文章及試題,增進孩子對科學知識的理解,掌握最新的科學脈動,逐步培養科學素養!

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科學這枚硬幣的正與反──《科學素養》
PanSci_96
・2018/05/15 ・4428字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

編按:《科學素養》一書日文版出版於 1996年,時隔二十多年許多內容依然歷久彌新。作者池內了由專長天文物理學領域出發,論及科學研究的方法與歷史、科學家的責任與倫理、科學與社會的關係等。科學素養的核心,在於如何看清問題的本質、分辨真假,並且了解自己「知道什麼,又不知道什麼」!

一九九五年,在日本發生各種重大事件:阪神淡路大地震1奧姆真理教風波2快中子增殖反應爐「文殊」3的事故。每起事件當時都讓報紙和電視議論紛紛,探討科學和技術的真面目,科學家應該採取的態度,以及科學教育的實際情況。我們藉由科學的成果過著富足的生活,科學本身並非萬無一失,這些事件清楚說明,我們活在意外脆弱的基礎之上。

另外,現在許多人發現倘若誤用科學,就會無動於衷地殺人,最後人類將會走向滅亡。科學的優點和缺點在此同時展現。大眾對科學愛恨交織,這種經驗或許是人類史上頭一遭。

科學這枚硬幣的正與反

圖/wikimedia

十九世紀的工業革命肇因於牛頓力學(Newtonian mechanics)和熱力學(thermody-namics),透過熱機(heat engine)的發明來製造及加工巨觀物質。這成了鋼鐵、汽車和其他「重化工」產業的基石,讓以往仰賴人力和馬力的生活為之一變。現代生產力的基礎也承繼於此。

邁入二十世紀後,原子和分子的微觀世界定律(量子力學)揭曉,電子技術飛躍=發展。電腦和半導體元件用在所有的電器產品上,「輕薄短小」的產業發展起來。藉由同樣的方式也能將生命世界的定律參透到基因的程度,基因操縱產業化的時代近在眼前。二十世紀號稱「科學的世紀」,科學這一百年來的進步的確偉大。我們不但獲得這些成果,還過著前所未有的富足生活,早就無法想像沒有科學的日子。

科學與科技的進步,好壞其實是硬幣的兩面。圖/flickr

然而,這只是硬幣的其中一面。原子的研究進一步研究到位於原子中心的原子核,企圖運用潛藏在其中的巨大核能能量。首先是要研究核彈和氫彈,而後則是核能發電。由於核子武器的開發競爭,使得核彈製造出來,足以殺害世界上的人類好幾次。要是發生核戰,地球會被地面掀起的塵土所覆蓋,溫度會下降,可想而知人類會活不下去(「核子冬天」)。再者,從核能發電產生的放射性廢棄物仍然還找不到處置方法,只會愈積愈多。

另外,開發和洗淨半導體元件用的藥品和氟利昂(Freon)該怎麼處置也是個問題。這些東西會汙染海洋和河川,破壞大氣層當中的臭氧層。石油燃燒持續拉長,導致空氣中的二氧化碳增多,也讓人擔心「溫室效應」會不會造成地球暖化。隨著產業發展及生產力提升,人類逐漸明白地球這個環境並非取之不盡。再者,基因操縱技術可望在二十一世紀正規化,無法預估這會讓生命世界掀起怎樣的變化。我們因為科學的進步而抱持很大的不安,我認為這種對未來的不安,就是現在猜疑科學的根源。

對科學漸行漸遠、不了解所導致的「偏食」

「我對普通的人類沒有興趣,你們當中要是有外星人、未來人、異世界人以及超能力者的話,就儘管來找我吧。說完了。」圖/imdb

強烈「依賴」和「猜疑」科學的矛盾情感,導致年輕族群廣泛對超能力和超科學心生嚮往。自己下不了決心的事情就仰賴占卜、天啟、通靈和大預言之類的法門,相信物理上不可能出現的空中飄浮和瞬間移動,思考沒有實體的守護靈和靈氣是否存在。

為什麼這種心理會在「科學的時代」中蔓延呢?

想必是因為「超越」現代科學的幻想,能夠消除對未知的不安,同時還可以藉由逃遁到神祕的天地中獲得「安全感」,就算沒有想得更深入也能心滿意足。

當然,原因不只在於科學,還有時代背景。

人們身處在以學歷決定將來,必須服從與獻身於公司和主管的現在,實在很難看出變化的可能性。從歷史的眼光來看,每逢混沌看不清將來的時代來臨,以超能力為幌子的宗教就會蔚為流行。現在也不例外。

然而,過去和現在有個明顯的不同。答案當然是「科學」。我們生活在現代,多多少少學過科學的觀念和方法。過於荒誕無稽的邏輯沒有人會相信(當然,如果受到洗腦,教祖說什麼都會深信不疑)。將教團的名字加上「科學」或「真理」,這就表示為了推廣自己的宗教,至少必須要假裝「很科學」。換句話說,現代社會要透過掌握基礎科學素養的人來運作,這一點和以往大不相同。

不過有個問題。科學的內容離日常生活太遠,又很困難,因此會覺得自己無法搞懂。專家既不會幫忙解說到淺顯易懂的程度,就算看了書,困難的算式也會冒出來。儘管擁有了解科學的根底,科學卻漸行漸遠。說不定之後會心生厭惡,明明能吃卻不吃,變得「偏食」。這實在很可惜,難得有美食當前卻視若無睹。

未來取決於「科學的智慧」

隨著分工越來越細,科學的內容確實讓人覺得離日常生活太遠。圖/publicdomainpictures

我認為要消除對科學的「猜疑」和對未來的「不安」,第一步就在於讓科學更親近(光是埋怨「不安」,什麼也不會改變)。要解決現在地球上造成的各種矛盾,果然還是必須仰賴科學的力量。

換句話說,就是要循序漸進地思考我們現在背負的問題本質是什麼,用哪種方式可以解決。

就算重視科學的力量,但若給病人連續打針,導致病情更加惡化也不行。首先必須要從每個角度探討一個又一個問題,所以不能由專業科學家代勞。每個民眾要用自己的頭腦思考、陳述意見,藉此釐清專家看不到的面向。

以前會以治療疾病為名,未經當事人同意就進行人體實驗。或是就算知道納粹並未製造原子彈,也推動曼哈頓計畫4,科學家還會持續協助(以「納粹或許先製造出原子彈」為由啟動曼哈頓計畫)。

假如專家覺得自己面對的問題很有趣,往往會熱衷於研究,完全不管能否提供解決之道。要阻止這種現象,就要了解科學的內容,還要有足夠的智慧判斷理論化為現實之際,將會引發什麼樣的情況。這種專家和民眾的交互作用必定能夠開創光明的未來,需要民眾認識科學的思考法和進行法。

怪不得一堆電影都在演科學家跑去外星找資源的故事。圖/imdb

要是維持現在的消費結構和能源運用模式不變,恐怕還沒過一百年,地球就會陷入困境。地球環境荒廢並非資源和能源不夠,而是使用過度。

那我們該把生活變成什麼樣子?用什麼方法才能達成目標?

要回答這個問題沒那麼簡單,我們必須以智慧協商。當然,國內也好,地區也好,都必須獲得各方同意。

為此到底需要拿出什麼樣的辦法?

我認為應該運用手邊的資料預測未來。什麼能做,什麼不能做,選擇某條道路會導致什麼結果,能夠容許到什麼地步,能夠從哪個著眼點接納,這類預測需要由世界各國的眾人按部就班慎重探討,達成共識後再行動。這時科學的力量就可以發揮作用。過去,強國的邏輯會透過戰爭硬壓在別人身上,「科學的智慧」則不是這種暴力,而會逐步決定世界的未來。

《科學素養》這本書的內容

科學素養》這本書在講什麼呢?圖/maxpixel

這本書首先是回顧我成為科學家的契機,同時想要歸納科學的觀念和方法有什麼特徵,以及產生什麼樣的變化。

科學的原點在於個人的好奇心,終究只是一己的行為。最後還是要在與社會的連結之中,孕育出專門觀測和測量的工作,隨著大學的興辦將知識集中起來。透過這個過程,以科學研究為專業的「科學家」誕生了。科學家的職業就此定調,科學的力量藉由國家獲得認可之後,進行科學研究的方法就產生質變。科學脫離以往的個人活動領域,像現在一樣成了靠稅金營運的公眾活動。

當然,就算發生這樣的變化,思考和進行科學研究的方法基本上也不會更動。因此,我想回顧科學如何誕生的歷史,再觀察現在進行科學研究的方法,同時思考科學與技術,技術、社會與人類的關係。

如今科學支出大量的資金,確立在科學研究的現場培育人才的系統,這將會產生什麼問題?別人期待科學家扮演什麼角色?另外,科學家對社會要付什麼樣的責任?

這項問題在思考二十一世紀的科學、社會及地球時都相當重要。

我專攻物理學,這本書常會談到物理學和宇宙相關的話題,但在說明時則花了心思,假如是對科學稍微感興趣的人,哪怕是喜歡生物和化學也能了解。另外,我希望想要進入文組科系的人也可以讀這本書。科學是嚴密的思考,也是「看見『看不見』的東西」的絕妙方法。本來無論是文組或理組(高中實施這種分科法實在是一大錯誤),每個人都該學習科學的觀念。期盼這本書能夠幫助肩負二十一世紀重責大任的各位讀者,透過「科學的智慧」開拓新世界。

註解:

  1. 阪神淡路大地震:一九九五年一月十七日清晨,日本關西發生芮氏規模七點三強震,死亡人數達六千四百多人,傷者約四萬四千人
  2. 奧姆真理教風波 (Monju Nuclear Power Plant):一九九五三月二十日上午,多名奧姆真理教教徒於東京地下鐵五班列車上散布沙林毒氣 (Sarin),造成十三人死亡,傷者約六千四百人,稱為「東京地鐵沙林毒氣事件」
  3. 快中子增殖反應爐「文殊」:位於日本福井縣敦賀市,是科學研究用途的核反應爐,隸屬日本核能研究開發機構 (JAEA,Japan Atomic Energy Agency)。以鈽鈾混合氧化物 (MOX) 為燃料,鈾 (Uranium) 吸收中子之後成為鈽 (Plutonium),做為核燃料循環利用。一九九五年二度發生液態鈉冷卻劑外洩事故,目前停止運轉,預計廢爐。(編按:2016 年宣布確定廢爐,預計 2047 年完成所有廢爐作業)
  4. 曼哈頓計畫 (Manhattan Project):美國在二戰期間研究核武的計畫。

 

 

本文摘自《科學素養:看清問題的本質、分辨真假,學會用科學思考和學習》,經濟新潮社

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