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富蘭克林放風箏 │ 科學史上的今天:06/15

張瑞棋_96
・2015/06/15 ・1036字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

美國的紙鈔上印的都是政治人物,但其中最高面額的百元紙鈔上的班傑明 · 富蘭克林(Benjamin Franklin, 1706-1790)卻顯得與眾不同。他不只是政治家,還是政治學者、出版家、作家、音樂家、慈善家、發明家與科學家。

富蘭克林十歲就輟學,到哥哥的出版社當學徒,他的豐富學識都是靠自學而來。1747 年,富蘭克林自一手創辦的印刷事業退休下來,專心研究電。當時人們對電的認識只有摩擦產生的靜電現象,還把靜電分成「玻璃電」與「樹脂電」,認為這是兩種不同的電。富蘭克林研究發現靜電是因為摩擦造成電荷從一個物體流到另一個物體,兩者所含的電荷失去平衡所致,並非無中生有(他因此成為提出電荷守恆的第一人)。他認為玻璃就是獲得電荷而帶正電,樹脂則是失去電荷而帶負電,這兩種電其實並無不同。富蘭克林定義的正、負電從此約定成俗,因此後來發現電子的流動方向恰好相反,才只好定義電子帶的是負電。

當時另一個迷思是天上的閃電與靜電是完全不同的電,富蘭克林卻不以為然;他決定用剛問世的萊頓瓶來驗證自己的推測。1752 年 6 月 15 日這一天,風強雨大、雷電交加,正是好日。富蘭克林在兒子的協助下,在穀倉內將風箏升到半空中,期待掛在風箏線上的鑰匙引來閃電。終於閃電擊中鑰匙,沿著導線一路傳到穀倉內的萊頓瓶,證明了閃電與靜電並無二致,同樣可以貯存於萊頓瓶中。(有些人質疑富蘭克林是否真的做過此瘋狂的實驗,但我們知道德國物理學家 Georg W. Richmann 可能受到富蘭克林啟發,於 1753 年在俄國做避雷針實驗,結果被球狀閃電擊斃。)

富蘭克林因此實驗成為英國皇家學會的院士,從一個沒受教育的印刷商變成受人敬重的科學家。除了因為風箏實驗得到靈感而發明了避雷針,他還發明了雙焦眼鏡、安全壁爐、導尿管、里程表,並對光學、熱學、氣象學都做出貢獻。他還做了人口統計、海洋灣流的調查。他從未為他的發明申請專利,他說:「當我們享受他人的發明帶來的便利,我們應該為自己的發明有機會服務他人感到高興,因此當然應該無私慷慨的去做。」

基於這種無私的胸懷,他一直都積極的參與公共事務。他設立了美國第一家醫院、第一所圖書館、第一支消防隊、第一家保險公司等等嘉惠公眾的機構,也參與了美國獨立宣言的草擬。他這些偉大的創舉以及對美國的重大貢獻,為他贏得了「美國第一人」(The First American)的稱譽。

 

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 543 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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穿錯材質的褲子會影響性慾?——2016搞笑諾貝爾生殖獎
miss9_96
・2016/09/28 ・2009字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

覺得跨下刺刺的嗎?

感恩!科學家終於研究褲子材質對性功能的影響了!

蛤?穿聚酯纖維的褲子會影響性功能?有沒有搞錯?

老鼠穿褲-文章插圖 (2)

今(2016)年的搞笑諾貝爾生殖獎,頒給了埃及開羅大學醫學系外科部(Faculty of Medicine, Cairo University)的沙菲克(Ahmed Shafik)醫師 [1],以表彰他讓大鼠穿著聚酯纖維、天然棉、羊毛褲子(polyester, cotton, or wool),然後偷窺觀察大鼠的性行為的研究 [2]。

憂國憂民的科學家!

在很久很久以前,沙菲克醫師對於褲子的材質讓男性性功能有著不同的影響,有著濃厚的興趣。他徵求了人類和狗的志願者(?)穿上不同材質的褲子來進行研究,才赫然發現,當人類和狗穿上聚酯纖維(polyester)的褲子後,會產生精蟲稀少的「少精症(oligospermia)」[2]。

李組長眉頭一皺,發現案情不太單純:「難道是褲子太熱嗎?」

沙菲克醫師研究了陰囊(睪丸)的散熱機制後了解到,陰囊皮膚有許多皺褶,能夠提高散熱能力,使得睪丸不致於太熱而影響男性雄風 [3][註1],所以醫師排除了跨下過熱的可能性,那,這是什麼原因呢?

沙菲克醫師同時在人類受試者上觀察到,穿了聚酯纖維褲後的陰囊會產生微弱的靜電場(感覺刺刺的嗎?@_@)。因此他推論聚酯纖維直接摩擦皮膚後產生的靜電,可能會影響睪丸產生精子的功能!身為愛國科學家的一員,沙菲克醫師也發現到在埃及假日的沙灘上,有許多人居然大辣辣地穿著聚酯纖維的褲子,絲毫沒有警覺心地直接讓聚酯纖維摩擦生殖器 [註2][2]!為了埃及國民的未來!沙菲克醫師決心要更深入地研究聚酯纖維是否還會進一步地影響男性的性行為?

「ㄜ…我想要訂製一件大鼠穿的牛仔褲。」 「蛤?」

生殖學獎
大鼠著褲子示意圖。圖/研究原始論文

有鑒於觀察人類男性的性行為次數是很困難的,同時發問卷也不是個好方法(會謊報……)。因此沙菲克醫師訂製了專屬於雄性大鼠的褲子,分別有: A) 百分百純聚酯纖維褲;B) 一半聚酯纖維/一半棉褲;C) 百分百純棉褲;D) 百分之百羊毛褲。每種褲子都精選了 15 隻雄性大鼠穿著(如上圖),並以大鼠的「騎乘行為(mounting)」和「抽插行為(intromission)」次數的比值做為性行為頻率的判斷。

經過沙菲克醫師超過 1 年的觀察(穿褲子前 + 穿褲子 12 個月 + 脫褲子 6 個月),終於獲得下表一的數據 [2]:

圖一
(點擊看大圖)各組皆 15 隻大鼠。「抽插/騎乘」的比例數值皆和該組穿褲子前進行比較:* p<0.01, ** p<0.001, *** p<0.0001。

表一可以明顯地發現到,穿了有聚酯纖維褲子(100% 或 50%)的大鼠,性行為頻率將會大幅地降低,意即大鼠有騎乘的動作,但卻鮮少抽插的行為。如果是穿棉或羊毛褲的雄性大鼠,則抽插/騎乘的比值降低的幅度較不明顯。透過實驗,可以得出「穿了聚酯纖維褲子的雄鼠,其性行為將受到影響!」的結論。

褲子上的靜電讓老鼠沒了性趣?

同樣地,沙菲克醫師量測了陰囊至陰莖區間的靜電荷,結果如表二 [2]:

圖二
(點擊看大圖)各組皆15隻大鼠。電荷數值皆和E組比較:* p<0.01。

結果亦如醫師的猜想,穿有聚酯纖維褲的雄鼠,其生殖器的皮膚表面皆帶有靜電,而穿著棉褲或羊毛褲,生殖器皮膚表面則無靜電產生。因此醫師推測,是因為褲子摩擦皮膚後產生的靜電導致了雄鼠性功能的改變。

最後沙菲克醫師從學理的角度上推測可能的原因有二:

1) 聚酯纖維褲在生殖器皮膚表面上的靜電,導致生殖器組織裡的微弱電流,進而從細胞層級上影響性功能 [註3];

2) 生殖器皮膚表面上的靜電,可能導致雄鼠的勃起障礙。

因為沙菲克醫師在過去的文獻中發現了靜電場可能會影響細胞膜的通透性,導致細胞吐出內部離子,進而影響周邊液體(如血液、組織液)的離子性質。並且沙菲克醫師猜測聚酯纖維褲產生的靜電場,更會影響控制陰莖勃起的陰莖背神經(dorsal nerve of penis)功能,導致雄鼠們「有心,但卻無力的不舉!」

看完沙菲克醫師這「造福成衣業者 & 男性大眾」的研究,最後,讓我們再次向現在已經在天堂的沙菲克醫師致敬!感謝您對科學的好奇,帶給我們精采的 2016 年搞笑諾貝爾生殖獎!謝謝你!!

  • 本文感謝台灣大學醫學工程研究所蔡靜雯博士協助

註解

  1. 一般而言,睪丸溫度約比人體體溫要低 2 度,約莫 35 度,所以睪丸摸起來的感覺通常會是「涼涼的」。
  2. 在論文中的原文是 “Furthermore, short of pure or mixed polyester are worn directly over the buttocks and genitalia during sports, on the beach and during the holidays.”
  3. 這點我表示懷疑。但公平地說,這個推論很難被證實是正確或是錯誤。而且細胞層級的影響,較能解釋精子細胞數量的減少,但是抽插/騎乘的比值,是偏向是性功能障礙與否的指標,較難以細胞層級進行解釋。但醫師的第2點推理倒是較能良好地推測出現性功能障礙的可能原因。

參考文獻

  1. Winners of the Ig® Nobel Prize. 搞笑諾貝爾獎官方網頁
  2. Ahmed Shafik (1993) Effect of different types of textiles on sexual activity. Experimental study. European Urology. 24, 375
  3. 護睪須知。奇美醫院生殖醫學中心
miss9_96
169 篇文章 ・ 605 位粉絲
蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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發現自己的無知──《人類大歷史:從野獸到扮演上帝》
天下文化_96
・2016/04/03 ・5280字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

知識就是力量

對大多數人來說,要消化瞭解現代科學並不容易,因為對人腦來說,這種數學語言很難掌握,而且其結果常常與一般常識互相牴觸。在全球七十億人口中,有多少人真的瞭解量子力學、細胞生物學或總體經濟學?儘管如此,因為科學為人類帶來太多新的能力,也就享有崇高的地位。雖然總統和將軍可能自己不懂核物理,但他們對於核彈能做什麼事,可是瞭若指掌。

1620 年,培根發表了名為《新儀器》的科學宣言,提出「知識就是力量」。對於「知識」的考驗,不在於究竟是否真實,而在於是否能讓人類得到力量或權力。科學家一般公認,沒有任何一種理論百分之百正確。因此用「真實」與否來為知識評分,並不妥當。真正的考驗就是實用性。能讓我們做出新東西來的,就是知識。

培根
著名哲學家培根畫像。圖/wiki

幾個世紀以來,科學為人類提供了許多新的工具。有些是思考的工具,像是能夠用於預測死亡率和經濟成長率;但更重要的是技術工具。科學(science)和技術(technology)的關連實在太過密切了,往往讓許多人將這兩者混為一談。我們常常會認為,沒有科學研究,就無法發展出新技術,而如果不會產生新技術,科學研究也就沒有意義。

但事實上,科學和技術是在最近才開始緊密相連的。西元 1500 年以前,科學和技術還是兩個完全不相干的領域。培根在十七世紀將這兩者接軌的時候,其實是革命性的想法。兩者的關係在十七世紀和十八世紀更趨緊密,但要到了十九世紀才真正孟不離焦。即使到了 1800 年,當時多數的統治者都希望能有一支強大的軍隊,多數的商業大亨也都希望能擁有蓬勃的企業,但他們都還完全不會想到要為物理學、生物學、經濟學等研究提供資金。

當然,史上並不是沒有例外。只要是優秀的歷史學家,絕對都能找出例外情況;但如果是更優秀的歷史學家,就會知道這些例外只是出於某些人一時的好奇,不應該因此影響對大局的判斷。一般來說,前現代的統治者和商人想取得新技術的時候,多半並不是將資金投入研究宇宙的本質,而多數的思想家也不會想把他們的發現發展成技術上的小工具。統治者資助教育機構,目的只是為了傳播傳統知識、強化現行秩序。

雖然在過去也常有人發展出新技術,但通常是一些未受過教育的工匠、不斷嘗試錯誤而產生,而不是學者經由系統化的科學研究得到的成果。運貨馬車的製造商,每年會用一樣的材料,製作出一樣的車,並不會把每年賺錢的一定比例,投入研發新型馬車。雖然馬車的設計偶爾也會有改善,但通常是因為當地某個木匠天縱英才,而且他常常一步也沒進過大學,很可能大字也不識一個。

不僅民間如此,公部門也一樣。在現代國家裡,從能源、醫療到廢棄物處理,國家幾乎都會要求由科學家提出解決辦法,然而這在古代的王國裡很少出現。古今比較,最明顯的差別就在於武器裝備。1961 年,即將卸任的美國總統艾森豪,對於軍事與產業結合、勢力不斷膨脹的情形提出警告,但他的說法並不完整。除了軍事和產業,科學也是其中一份子,因為今日的武器正是科學的產物。許多科學研究和技術發展,正是由軍事所發起、資助及引導。

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第一次世界大戰時快速發展的坦克,被視為突破壕溝僵局的一大利器。圖/wiki

第一次世界大戰陷入無止境的壕溝戰時,雙方都是寄望科學家能夠打破僵局,拯救自己的國家。這些穿著實驗衣的人,響應了這項號召,從實驗室裡大量推出各種令人咋舌的新式武器:戰機、毒氣、坦克、潛艇,比以往效能更高的機槍、大炮、步槍和炸彈

到了第二次世界大戰,科學的重要性更是一日千里。1944 年底,德國節節敗退,戰敗已經近在眼前。一年前,德國人的盟友義大利,也已經推翻了墨索里尼,向同盟國投降。然而,即使英美俄三國聯軍步步進逼,德國還是不斷頑強抵抗。之所以德國軍民還是能夠維持一線希望,就是因為他們相信德國科學家,即將推出如同奇蹟般的新武器,像是 V2 火箭和噴射機,力挽狂瀾。

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被寄予厚望的V2火箭,曾被德軍視為能夠逆轉歐洲戰場的秘密武器。圖/wiki

不過,德國人在研發火箭和噴射機方面雖然頗有成果,美國曼哈頓計畫卻已經將原子彈研發成功。1945 年 8 月初,原子彈製造完成,雖然德國已經投降,但日本還在負隅頑抗。美國軍隊作勢攻入日本本土。日本誓死抵抗,準備決一死戰,而且這絕非裝腔作勢。

美國將領告訴杜魯門總統,如果真要攻入日本本土,必然有超過百萬美國士兵喪命,戰爭也必然會拖進 1946 年。於是,杜魯門決定使用這款新型炸彈。8 月 6 日及 9 日,兩枚原子彈分別投下廣島與長崎,之後日本宣布無條件投降,戰爭就此結束。

只是奇技淫巧?

然而,科學除了是攻擊性武器,也可能提供防禦的功能。今天有許多美國人相信,解決恐怖主義的關鍵不在政治,而是科技。他們相信,只要在奈米科技產業再投入幾百萬美元,美國就能研發出類似仿生間諜蒼蠅的裝置,前往每個阿富汗的山洞、葉門的碉堡、或是北非的軍營。只要夢想成真,賓拉登的繼任者就算只是泡杯咖啡,中情局的間諜蒼蠅也能瞭若指掌,立刻將這個重要訊息傳回中情局本部。美國人也相信,只要在大腦研究再投入幾百萬美元,就能在每座機場配備超精密的腦波掃描器,偵測種種憤怒和仇恨的思想。

這些科技會成真嗎?沒有人知道。開發這些間諜蒼蠅或思想掃描器,真的是明智的做法?這也在未定之數。儘管如此,就在你讀著這幾行字的時候,美國國防部很可能就投入了數百萬美元,研發相關的奈米技術、資助相關的大腦實驗,推動相關的種種研究。

從坦克、原子彈到仿生間諜蒼蠅,一般人可能想不到的是,這種對於軍事科技的迷戀,其實到了近代才出現。在十九世紀前,軍事上的主要變革都在於組織,而不是科技。在不同文明第一次接觸時,科技差距有時候影響重大,但即使如此,卻很少人認真想過要刻意製造或擴大這種差距。大多數的帝國之所以興起,並不是因為有了形同巫術般的科技,而且統治者也並未認真思考要提升科技。

阿拉伯人能夠打敗波斯帝國,並不是因為弓或劍更為優良;土耳其人能夠打敗拜占庭,並不是科技上占了什麼優勢;蒙古人征服中國,靠的也不是什麼巧妙的新武器。事實上,以上這些戰敗國的軍事和民生科技,其實都有過之而無不及。

羅馬軍隊是特別好的例子。這是當時最強的軍隊,但就科技上來說,羅馬並不比迦太基、馬其頓或塞琉西王國占有優勢。羅馬軍隊的優點在於有效率的組織、鐵一般的紀律,以及龐大的後備人力。羅馬軍隊從來沒有研發部門,在幾世紀間,所用的武器大致上並無不同。前面提過,小西庇阿曾在西元前二世紀率大軍攻下努曼提亞,將迦太基夷為平地,而如果他的軍隊穿越時空來到五百年後的君丁坦丁在位期間,小西庇阿戰勝的機率仍然很高。然而想像一下,就算已到了十六世紀至十八世紀的近代初期,如果把康熙皇帝的軍隊帶到現代,要和中國解放軍一較高下,情況會是如何?雖然康熙文治武功均高,手下也有一批猛將,但在現代武器裝備面前,都將不堪一擊。

無論是在古羅馬或是古中國,多數的將領和哲學家都不認為研發新武器是自己的責任。然而,中國史上最偉大的發明就包括了火藥。而就目前所知,火藥的發明其實是一場意外,原本的目的是道士想煉出長生不老藥來。而從火藥後來的發展,就更能看出這種趨勢。有人可能會認為,有了這些道教煉丹術士,中國就要稱霸全球了。但是火藥這種全新化合物,在中國的主要用途只是鞭炮而已。

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現代軍事科技非常普及的火藥,在幾世紀前還是非常珍貴的戰爭資產。圖/tlastand

就算是蒙古大軍已經兵臨城下,也沒有哪個宋朝皇帝急著建立起中世紀的曼哈頓計畫,發明某種末日武器來拯救宋朝。一直要到大約十五世紀(火藥發明約六百年後),大炮才成了亞非大陸上,戰爭勝敗的決定性因素。

打從一開始,火藥就有了能夠攻城略地的潛力,但為什麼要花了這麼久,才付諸軍事用途?原因就在於,火藥剛發明的時候,不論是皇帝、文人或是商人,都沒有想到新的軍事科技能夠救國、或是致富。

情況一直要到十五、十六世紀才有所改變,但又要再過兩百年後,才有證據顯示統治者確實已經願意將資金投入新武器的研發。

在當時,後勤對戰爭的影響仍然遠大於科技。拿破崙在 1805 年的奧斯特利茨(Austerlitz)戰爭大破俄奧聯軍,但他所用的武器其實和不久前被送上斷頭臺的路易十六,並無太大不同。拿破崙本人雖然是炮兵出身,卻對新武器的興趣不大。科學家和發明家曾希望說服他撥款研發飛行器、潛艇和火箭,他仍然意興闌珊。

一直要到資本主義體制和工業革命登場,科學、產業和軍事科技才開始了水乳交融的關係,從此世界急速全然改觀。

科技扮演現代救世主

在科學革命之前,多數人類文化都不相信人類還會再進步。他們覺得黃金時代屬於過去,整個世界只會停滯不前,最擔憂的是世風日下、人心不古。如果恪遵祖宗智慧,或許能夠再次喚回過去的美好時光;如果發揮今人智慧,或許也能勉強改善日常生活某些面向。然而,一般都不相信人類知識能夠克服世界上最重大的問題。

如果連穆罕默德、耶穌、釋迦牟尼、孔孟聖賢這些全知者都沒辦法解決饑荒、疾病、貧窮和戰爭,我們這些平凡人又怎麼做得到呢?

許多信仰相信,總有一天會出現某位救世主,解決一切戰爭、饑荒、甚至死亡。但是如果說到人類可以靠著發現新知識、發明新工具就解決一切問題,就會被認為不只是可笑,更是狂妄自大。無論是《聖經》創世記中的巴別塔、希臘神話的伊卡魯斯、或是猶太傳說的活假人(Golem),這些神話故事都一再告誡人類,不要企圖超越人類的極限,否則只會災難加身。

等到現代文化承認自己對許多重要的事還一無所知,又發現科學研究可以帶給我們新力量,人類開始思索,覺得確實還有可能真正進步。隨著科學開始解決一個又一個過去認為無法解決的問題,許多人也開始相信,只要取得並應用新知,人類就能解決所有的問題。貧困、疾病、戰爭、饑荒、年老和死亡,看來都已不再是人類必然的命運,而只是無知造成的限制。

一個著名的例子就是閃電。在許多文化裡,都認為閃電是憤怒的雷神之錘,用來懲罰罪人。但在十八世紀中葉有了一場科學史上最著名的實驗,富蘭克林在一陣雷雨中放風箏,希望驗證閃電是否只是一道電流。透過富蘭克林的實證觀測,再加上他對電力特性的知識,讓他終於發明了避雷針,於是雷神繳械認輸。

富蘭克林
富蘭克林在雷雨中放風箏,用以證明閃電只是一道極強的電流。圖/wiki

貧窮又是另一個例子。在許多文化裡,都認為貧窮是這個不完美世界裡不可避免的一部分。根據新約《聖經》,在耶穌被釘在十字架之前不久,有一個女人拿著一瓶珍貴的香膏來澆在耶穌的頭上,香膏足足價值300德納累斯銀幣。耶穌的門徒認為這麼大一筆錢可以用來賑濟窮人,不該如此浪費,因此有些生氣。但耶穌則為她辯護,說道:「常有窮人和你們同在,要向他們行善隨時都可以;只是你們不常有我。」(馬可福音 14:7)。然而到了今天,就算是基督徒,也愈來愈少人會同意耶穌的說法。就現在看來,貧窮愈來愈像是可以處理的技術問題。一般認為,只要以農學、經濟學、醫學、社會學的最新發現為基礎,制定相關政策,就能消滅貧窮。

而且確實,世界上許多地方已經不再有最惡劣的貧窮形式。縱觀歷史,社會上有兩種貧窮:第一、社會性的貧窮,指的是某些人掌握了機會,卻不願意釋出給他人;第二、生物性的貧窮,指的是因為缺乏食物和住所,而使人的生存受到威脅。或許社會性的貧窮永遠都會存在,無法根除,但在全球許多國家中,生物性的貧窮都已經成了過去式。

在不久之前,大多數人的生活還十分接近生物貧窮線,只要一落到這條線以下,就代表無法得到足以維持生命的熱量。於是只要稍微失算或是一時不幸,就很容易落到線下,面臨餓死的危機。而無論是天災或是人禍,都很可能讓一大群人共同落入這個深淵,造成數百萬人死亡。

但是到了今日,全球大多數人民都有一張安全網:可能是健康保險,可能是社會福利,也可能是當地或國際非政府組織的救援,能讓他們免遭不幸。即使某一地區遭遇重大災難,全球動員的救災工作通常也能避免情況惡化到無可挽回。雖然民眾還是會碰上一些落魄、恥辱、貧病交錯的窘境,但在多數國家裡,都不會再發生飢餓至死的慘劇。事實上,許多社會現在的問題是營養過剩,胖死比餓死的機率更高


立體書封

 

人類大歷史:從野獸到扮演上帝》,天下文化出版。

本書作者 哈拉瑞(Yuval Noah Harari)希望滿足讀者的是:「請給我單單一本書,不到五百頁的篇幅,用清晰可讀的散文,不填塞一堆令人暈頭轉向的年份、人名、地名、稱號,就能涵蓋了人類如何崛起、如何被農作物綁架……乃至影響現代生活甚巨的資本主義、一神教、自由人文主義、基因工程……如何興盛的重大脈絡,讓我洞悉其中的關鍵和意涵。」

天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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張瑞棋:我想呈現科學家榮耀的背後,和常人無異的一面
梁晏慈
・2016/03/31 ・2235字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

「以古為鏡,可以知興替。」如果能在過去、現在兩點拉出一條直線的話,未來的趨勢也有機會在我們掌握之中;當我們遇到困難時可以透過過往的經驗,幫助我們下判斷。這就是歷史的重要性!同樣的,歷史的脈絡可以幫助我們學習科學,而且還有機會發現科學家並不是我們想像中的神聖不可侵。2015 年 12 月 22 日在胖地台北,泛科學的專欄作者張瑞棋帶著《科學史上的今天》,和我們分享科學家背後鮮為人知的小故事。

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「從小到大,科學家在我們心中非常偉大,無論是哥白尼的日心說,或者證明地心引力作用一樣的伽利略。這些科學家閃耀著光芒,直到越讀越多書後才發現,光芒的背後其實存在著陰影。這些科學家們的陰影來自信仰權威以及性別。」

信仰

普遍認為哥白尼的日心說之所以不被認可,是因為宗教的打壓。然而另一種觀點是由於哥白尼認為上帝創造的宇宙應該存在著完美對稱的幾何關係,也就是軌道應該是圓形的!但這會和他觀察到的天文現象不吻合,因此與其說日心說的發表示因為教會的壓力,其實哥白尼本身的執迷才是造成學說延宕的原因。又比如提出滅絕說的居唯葉,他認為物種會因為某些災難而滅絕,另一方面在創世後仍物種繼續被創造。由於他深信聖經的創世論,甚至抨擊達爾文的演化論,導致演化論的發展備受阻礙。

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讓我們一起來聽聽科學家背後鮮為人知的故事吧!

權威

除了信仰外,有時候科學家利用自身權威、堅持己見,抑制別派學說,亦會影響科學的發展。你能想像西元十六世紀,醫生們拿著的解剖經典是出自於西元二世紀的蓋倫,且內容漏洞百出嗎?蓋倫是根據其動物解剖的經驗來推斷人體的內部構造,當然和人體的構造有很大的出入。但許多人不改抵抗權威,使得錯誤流傳千年。直到維薩留斯的出現,人體的結構才終於被了解。維薩留斯憑藉著大量的人體解剖經驗,推翻了多年來的理論,加上他有美術的長才,得以將知識快速的更新、傳播。

另一個為人所知的例子是牛頓萊布尼茲。在微積分發展上,英國推崇地位較高的牛頓提出的流數,而非萊布尼茲的微積分,這導致英國的數學研究落後其他歐陸國家。最後一個權威造成的悲劇,讓許多產婦賠上了性命。十九世紀,醫生塞默維斯發現由醫院接生的產婦死亡率遠遠高出了由助產士接生的。他推測原因是醫學系的學生在解剖完大體後沒有清潔,而將細菌帶給產婦。然而其他高傲的醫生們認為:醫生怎麼可能害人呢?而摒棄了塞默維斯的想法。

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性別

女性在科學界受到的打壓也不少:在代數領域有傑出成就的埃米諾特,竟因其性別而無法擔任大學教授;華生看了羅莎琳.佛蘭克林的 DNA  X 光繞射圖片,終於發現了 DNA 的雙螺旋結構,並以此得到了諾貝爾獎。雖然華生得獎的時候佛蘭克林已過世,然而我們可以想像,在當時的社會氛圍下,即便她在世,女性科學家的得獎機率仍然很低;發現脈衝星的喬瑟琳貝爾其成就在天文界有目共睹,然而諾貝爾物理獎的獎座是被指導教授赫維許拿走;吳健雄透過實驗證實宇稱不守恆,但最後是理論學家楊振寧及李政道是拿到了諾貝爾物理獎。

有些時候科學家對抗的不是來自外界的輿論、權威,反對的力量反而是來自科學界:牛頓打壓虎克及萊布尼茲;愛迪生堅持使用直流電系統,並利用交流電椅製造世人對交流電的恐懼,藉此反對特斯拉的交流電系統;發明氫彈的泰勒對前主管歐本海默落井下石,聲稱歐本海默對美國不忠……

我想呈現的不只是科學家的榮耀,還有其與常人無異的一面

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跟著《科學史上的今天》的腳步,我們可以發現科學家或許只在智力上比一般人高超,但其品性仍和常人一樣:他們也會忌妒、也會排擠別人、也會為了得到權力耍手段。如果大家能用平等的角度認識科學家,去了解理論後的時代背景,那學科學就不再只是背公式和定理,而是和一段段生命故事相遇的奇幻旅程。

 

梁晏慈
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梁晏慈,台灣大學化學系研究所。 喜歡聽故事、說故事,還有貓。