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【Gene思書齋】科學史上的每一天

Gene Ng_96
・2015/12/28 ・2728字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

科學是人類史上最有意義的活動,是人類理性文明的極致。科學關注所有物質世界的各種問題,從小到基礎粒子、大到宇宙,有生命的、沒生命的,可用文字描述的、必須用數學描述的都有。

西方世界從阿拉伯世界找回古希臘的學術傳統,擺脫了中世紀的愚昧,進而產生了科學革命,從此改變了人類對整個世界的認知。科學在上個世界突飛猛進、一日千里、更上很多層樓,基礎科學讓我們對物質世界更加瞭解,讓人類可以應用知識和智慧設計出創新的科技,雖然乍看之下沒有直接的經濟效益,但是沒有電磁學和量子力學的知識,很多iPhone裡的元件永遠不會被發明,就不須低頭滑手機了。如果沒有基礎生命科學對細胞運作機轉的認識,很多抗癌藥物也不會被發明,更甭提瞭解癌症是怎麼一回事。

NASA_Science_Update_-_The_Voyager_Spacecraft_-_Humanity's_Farthest_Journey_-_detail
Source: wikimedia

然而,儘管我們現在的社會對科學是有一定的信心,否則也不會讓國家投注大量的資源在數理的教育,可是一般大眾對科學的理解仍有限。甭說是非理工科出身的,連理工科出身的人,都未必能夠輕易瞭解非自己主修的科系以後的科系在幹啥,尤其是在專業高度分工的今天。可是天下合久必分、分久必合,跨科系合作和交流卻愈來愈成為趨勢。因此所謂的科普,哪裡只是對社會大眾傳播知識,連科學人之間都要用白話來互相傳播知識,尤其是在出了校園之後。

知識就是力量,可是不管任何學科都一樣,如果只是淺層的知道一些知識,那可能就只是佔了腦中一些記憶量而已。科學的發展當中,最重要的不是在問我們知識了什麼?這不是科學有別於其他知性活動之處,科學最關鍵在是在提問,試圖探討有什麼重要的事情是我們還不知道的?那些不知道的事情有可能有什麼道理?我們怎麼利用邏輯分析和實驗設計來為問題提供解答。要瞭解科學這理性的文明活動,除了知識現在我們有了什麼知識,更重要的是懂得歷史上為何會出現那些問題,過去的人們在不知識問題答案的情況下,誰提出了哪些問題,他們用了什麼方法來解開謎題。

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thinking
Source: uni-log

因此,學科學其實也要學科學史,這在西方的科學教育裡,是很重要的一環,我唸博班還有一門課「遺傳學史」(History of Genetics),要求我們閱讀經典的論文,上課討論為何他們當時會問那些問題,以及先賢在面對未知時是怎麼思考的。可惜,在亞洲的科學教育,科學史往往只是小點綴,很多大學科系連一門和該學科有關的歷史的課程都沒有。因為對科學問題的由來和解答的過程不解,所以在亞洲,連科學都能用填鴨的方式來教和學,我還遇到記憶超強的高手,連數學、物理的解題都是用背的。在這樣的情況下,科學怎麼紮根到理工科學生腦中呢?於是科學變成了課堂和實驗室中才需要面對的,在課堂以外的生活和科學不大有關。

也可能是過去歷史才注重背誦,也可能大家對科學家這些怪胎有刻板印象,大家覺得科學史是個冷門的領域。其實,如果我們的科學教育裡,愈早讓學生知道科學的發展史,我們是可能讓理性的科學在我們的社會紮得更穩。可惜考試不考的東西,老師要不要教,那就看老師的熱誠了,但熟誠這東西不科學啊。不過別灰心,現在都什麼時代了,教育還一定要靠校園和教師嗎?現在已開始是個人人都能在網路上找到教育資源的時代了,學校不教的,自己的知識自己學習,自己的智慧自己長!

全台最大的科學社群網站「泛科學 PanSci」,現在就成長到了在臉書有超過26萬粉絲了,很多和科學沾得上邊的議題,網友還聽主流媒體放屁鬼扯嗎?泛科學常常為大家獻上更可靠資訊,有趣程度不下新聞台的腥、羶、色,搞到現在誰是主流和非主流都已難說了!剛剛吃飯看到一個有趣的現象,新聞又在用YouTube的影片或者無關緊要的唬嚨人,餐館裡大家看了看,面露不耐就各自掏出手機邊吃邊滑了。說不定過不了多久,新聞台就會來向泛科學求救了吧。

泛科學臉書粉絲頁前陣子不知不覺多了一個每日的報導,稱作「科學史上的今天」,報導過去某年的同一天,科學史上發生的大事件,或者某位科學家的誕辰,這個小專欄受到大家的喜愛,有些重要的人物或事件,我的臉書朋友們就瘋傳。這個專欄用很淺白的文字為大家介紹了一整年的各種事件和科學家,那是張瑞棋(Richard)的貢獻,一年來的心血也由泛科學企畫集結成好書《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》

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Richard非常熱心地提出「科學史上的今天」的專欄計畫,為了尋找每一天科學史上的重大事件和偉大科學家誕辰,他是絞盡了腦汁、作足了功課,全年無休地為「科學史上的今天」撰作文章,沒寫文章的時日,也在尋找資料的路上。他從科技業退休,原本可以享清福,他卻接了這吃力的工作,還出資讓大家有個好社群平台,這毅力和用心是令人非常欽佩的。

《科學史上的今天》有兩大冊,總共超過一千頁,為大家一次準備好一年份的「科學史上的今天」,裡頭的內容涵蓋幾乎所有科學領域!《科學史上的今天》可以讓我們一窺科學史上的百態,裡頭有各種各樣有趣的發現和發明,還有許許多多科學家的生平和豐功偉業!《科學史上的今天》不僅提供了科普知識,也讓大家能夠瞭解到,科學的發展有多麼不容易,是建築在許多有遠見的科學家的辛勤下的!

牛頓 Source: The guardian

偉大的牛頓(Sir Isaac Newton,1653-1727)說過:

「如果說我看得比別人遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上。」

而我們如果能看得比牛頓更遠,是因為我們站在了許許多多站在巨人的肩膀上的巨人的肩膀。讀了《科學史上的今天》,我們是不是會看得更遠呢?

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一年只有365天(閏年多一天),這本《科學史上的今天》也只有366篇文章。當然,科學史上的重大事件和偉大科學家絕對不止是書中這些,但是只要啟發了大家,今天,對,就是今天,也可能會有重大突破,而你生日當天也可能成為未來「科學史上的今天」的主角!所以還等什麼?趕快去買本回家向科學史上的重大事件和偉大科學家致敬和看齊吧!

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文章難易度
Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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被諾貝爾獎遺忘的那個人——赫爾穆特・魯斯卡如何讓病毒第一次被「看見」
顯微觀點_96
・2026/04/10 ・3113字 ・閱讀時間約 6 分鐘

電子顯微鏡下的病毒顆粒

1986年的諾貝爾物理學獎頒給了恩斯特‧魯斯卡(Ernst Ruska),以表彰他設計出第一台電子顯微鏡。雖然人們大多關注其理論和技術層面為顯微技術帶來長足的進步,但電子顯微鏡的應用層面,尤其是醫學與生物學的影響,更是為電子顯微鏡實現功能性和商業價值發揮關鍵作用;恩斯特的弟弟赫爾穆特‧魯斯卡(Helmut Ruska)在其中扮演著重要的角色——儘管他並未獲得諾貝爾獎項。

赫爾穆特.魯斯卡(Helmut Ruska,約 1969 年)
赫爾穆特.魯斯卡(Helmut Ruska,約 1969 年)由艾德曼.魯斯卡(Erdman A Ruska)提供。圖片來源:〈Helmut Ruska and the visualisation of viruses〉

人類對微觀世界的探索,最早可以追溯到17世紀。當時,英國博物學家羅伯特‧虎克(Robert Hooke)利用自製顯微鏡觀察軟木塞,觀察到了植物細胞壁,並稱其為「細胞」(cell)。荷蘭的雷文霍克(Antonie van Leeuwenhoek)以精湛的磨鏡技術,進一步製造出放大倍率更高的顯微鏡,在清澈的水中發現了肉眼見不到的「生物」,成為第一個發現細菌、紅血球和精子的人。

隨後的兩百年間,光學顯微鏡雖然不斷進化成為微生物研究的利器,但始終跨不過繞射極限的門檻,受限於光波長的限制,解析度停留在200奈米。任何比這更小的物體,只能呈現出一個模糊的點。因此儘管人們透過過濾、疾病源頭推論等方法,認為有比細菌更小的「病毒」(Virus)存在,卻無法一睹其真面目。直到電子顯微鏡的出現。

兄弟登山「一起探索未知」

恩斯特和赫爾穆特出生於德國知識份子家庭,他們的父親尤利烏斯.魯斯卡(Julius Ruska)是一位學者,專長是東方語言與文化研究,曾在大學任教。恩斯特生於1906年12月25日,是在家中七個孩子裡排行老五;赫爾穆特則於1908年6月7日出生在海德堡,排行第六。

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從小兩兄弟關係就特別親密,也對光學儀器留下了深刻的印象。他們的天文學家馬克斯.沃爾夫(Max Wolf)叔叔便曾多次帶他們參觀他管理的王座山(Königstuhl)天文台的望遠鏡。而他們家裡書房裡,則放著父親的大型蔡司顯微鏡。雖然尤利烏斯有時會展示有趣的事物給孩子們看,但他擔心孩子們笨拙地操作會損壞物鏡或標本,因此嚴令他們禁止觸摸。

隨著恩斯特對於工程學的興趣赴慕尼黑工業大學和柏林工業大學學習電子學;赫爾穆特則於1927年開始學習醫學,先後在柏林、茵斯布魯克(Innsbruck)及海德堡大學就讀。在海德堡,赫爾穆特的學術重心集中在臨床醫學與生物化學,直到1932年完成醫學學位、開始臨床醫學專業生涯。

對新技術的可能性深具信心

如果這些目標得以實現,那麼疾病成因研究的進展對醫生來說將具有直接的實際意義,這一點幾乎無需贅述。它將深刻影響到日益重要的臨床疾病實際問題,進一步對公共衛生產生重大影響。

理查.西貝克

1929年,恩斯特在研究論文中證明,使用短線圈可以獲得電子束照射孔徑的清晰放大影像,並在1931年4月獲得確鑿的證據,證明電子束可以像光學顯微鏡一樣經由二次放大成像。儘管該裝置的總放大倍率非常有限,但如今仍被公認為第一台電子顯微鏡。

但當時恩斯特提出的顯微技術並沒有被認真看待,大多數專家認為這只是癡人說夢。但已快完成醫學學業的赫爾穆特堅信,一旦恩斯特提出的顯微技術成功,臨床醫學、生物這些學科將有長足的進步。因此他鼓勵哥哥繼續克服困難,包括樣品被電子束燒毀的問題。

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他們仍然花了三年時間才透過赫爾穆特的前臨床老師、柏林夏里特醫院第一內科主任理查.西貝克(Richard Siebeck)教授的專業評估及推薦,成功獲得資助。這些專業的建議讓柏林的西門子和耶拿的卡爾.蔡司留下深刻的印象,他們都準備進一步發展工業電子顯微鏡。

由穆勒使用電子顯微鏡拍攝的家蠅翅膀表面
由穆勒使用電子顯微鏡(U = 60 kV,Me1 = 2200)拍攝的家蠅翅膀表面。圖片來源:恩斯特演講全文
1938年在西門子實驗室研發的電子顯微鏡
1938年在西門子實驗室研發的電子顯微鏡。圖片來源:〈Helmut Ruska and the visualisation of viruses〉

病毒,終於被看見

1937年西門子在柏林斯潘道(Spandau)成立了超微科學實驗室,魯斯卡兄弟與馮.博里斯共同開發原型儀器。赫爾穆特憑藉醫學專長專注於電子顯微鏡的生物學應用,並在1938年完成了兩台原型機,最大放大倍率為30000倍。1940年,西門子更設立了一個由赫爾穆特領導的客座實驗室,配備了四台電子顯微鏡,供來訪科學家使用;赫爾穆特同年也首次展示了噬菌體的影像。

1940年代初,赫爾穆特已發表了約20篇關於細菌、寄生蟲和不同病毒超顯微結構的報告,這些出版物標誌著首次利用電子顯微鏡對病毒進行視覺化。包括1939年他與考舍(Gustav A. Kausche)和普凡庫赫(Edgar Pfankuch)合著的《超顯微鏡下植物病毒的影像》,展示了菸草花葉病毒的桿狀結構,首次揭示病毒的亞微觀顆粒。

赫爾穆特使用電子顯微鏡拍攝的嗜菌體
赫爾穆特使用電子顯微鏡拍攝的嗜菌體。圖片來源:恩斯特演講全文

赫爾穆特也研發了電子顯微鏡的樣品製備技術,利用鋨燻蒸法,將乾燥樣本暴露於鋨蒸氣中,選擇性地使細胞染黑,且不會過度改變標本以增強對比度。1943年他發表論文〈病毒類型分類的嘗試〉,基於電子顯微鏡的觀察提出病毒形態分類,例如依形狀(球形、桿狀)及大小分類,影響後來的病毒分類系統。

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被戰爭淹沒的科學貢獻

1965年美國CDC實驗室人員坐在新型透射電子顯微鏡前
電子顯微鏡成為疾病判斷和公衛防治的利器。圖為1965年美國疾病管制與預防中心(CDC)的實驗室人員坐在當時一台新型透射電子顯微鏡(TEM)前。圖片來源:Public Health Image Library (PHIL)

赫爾穆特的研究並不局限於病毒,他還參與了糖原結構和血液凝固過程的研究,甚至昆蟲肌肉的精細結構、蚯蚓的虹彩皮膚以及植物葉綠素也都是他曾經研究的主題。

二戰後,赫爾穆特成為柏林大學(後更名為洪堡大學)的教授,並擔任柏林-布赫德國科學院微觀形態學部門的負責人。1952年至1958年,他至美國擔任紐約州衛生部微觀形態學部門負責人,之後出任德國杜賽道夫大學生物物理與電子顯微鏡研究所長。

可惜的是,儘管赫爾穆特在電子顯微鏡的生物應用領域具有開創性貢獻,但他在科學史上的地位卻被嚴重低估。由於赫爾穆特論文大多發表在德國期刊上,加上納粹和二戰時期德國處於孤立狀態,他的研究成果並未廣為人知。赫爾穆特1973年8月30日在杜賽道夫去世,也因此錯失了與哥哥恩斯特·魯斯卡共同分享諾貝爾獎的機會,後者在1986年才獲得遲來的認可。

但赫爾穆特無疑是推動電子顯微鏡跨出實驗室成為商用顯微鏡,並進入生物醫學研究應用的關鍵人物。而他也培養無數後代研究人員,奠定了電子顯微鏡在生物醫學研究中的重要角色。

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參考資料:

  • Kruger, D. H., Schneck, P., & Gelderblom, H. R. (2000). Helmut Ruska and the visualisation of viruses. Lancet, 355(9216), 1713–1717.
  • Ruska, E. (1986, December 8). The development of the electron microscope and of electron microscopy [Nobel Lecture]. Nobel Foundation.
  • Helmut Ruska
  • Grokipedia: Helmut Ruska

延伸閱讀:

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。

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破除歐洲殖民之前的非洲沒有科學發展史的迷思!非洲原來也有豐富的科學傳統?——《被蒙蔽的視野》
時報出版_96
・2023/06/14 ・3003字 ・閱讀時間約 6 分鐘

1577 年 11 月,廷布克圖(編按:城市名)上空出現了一陣壯麗的流星雨,那座城市就位於現今的馬利(Mali)(編按:位於西部非洲的國家)境內。有關西非天文現象的報告,在整個十六和十七世紀期間都不斷出現。十七世紀早期一位西非編年史家阿卜杜.薩迪(Abd al-Sadi)便曾記載道:

一顆彗星出現在眼前。它在黎明時分從地平線升起,接著一點一點上升,並在日落和黑夜之間達到正上空。最後它消失不見。

西非皇廷裡的天文學家

我們在本章已經見到,在這段時期,伊斯蘭世界各地,從撒馬爾罕到伊斯坦堡的統治者,對天文學是抱持著多麼濃厚的興趣。撒哈拉以南非洲地區也有這相同的情況。許多文學家受聘在桑海帝國(Songhay Empire)統治者阿斯基亞.穆罕默德(Askia Muhammad)的皇廷工作。桑海帝國是個伊斯蘭蘇丹國,16 世紀期間控制了西非大半地區。這些天文學家協助編制年曆並提供宗教指引,對桑海帝國統治做出貢獻。

海桑帝國在十五世紀的領土範圍。約在今日的西非撒哈拉沙漠和沙漠以南的區域。圖/wikipedia

阿斯基亞.穆罕默德本人是個虔誠的穆斯林,支付他的天文學家豐厚的俸祿,要他們協助計算禮拜時間和齋戒月日期。另有些人則奉命判定麥加的方向。

十六世紀廷布克圖出現了天文學家的身影,見證了撒哈拉以南非洲地區在現代科學史上所扮演的重要地位。這個地方比其他任何地帶都更被人排除在科學革命歷史之外。然而就連在認可更廣闊世界之重要性的科學史料當中,撒哈拉以南非洲地區,依然是令人起疑地完全缺席。

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然而,歐洲殖民時期之前的非洲並沒有科學的想法是個迷思,而且急需更正。就像世界其他地區,非洲也擁有豐富的科學傳統,而且在十五和十六世紀時,還隨著宗教和貿易網絡的擴張而經歷了重大轉變。

因此,與其將撒哈拉以南非洲地區看成與世界其他範圍區隔開來的地帶,我們必須把它看成我們在本章所深入探究的這同一段故事——全球文化交流的故事——的一個環節。

與世界各地聯繫 貿易網絡的擴張和伊斯蘭教的傳入

廷布克圖在十二世紀建城,接著在十五和十六世紀期間經歷了大幅擴張,特別是在桑海帝國興起之後。桑海帝國在一四六八年掌控了那座城市。這次擴張主要是跨撒哈拉地區的貿易勃興所驅動,商旅隊伍絡繹於途,從廷布克圖運送黃金、鹽和奴隸到埃及以及其他地方,並藉由絲路把西非與亞洲連接起來。

在這同一時期,其他非洲王國也開始在沿岸地區與歐洲人進行貿易。這標誌了跨大西洋奴隸貿易的開端,所造成的衝擊,我們在接下來兩章就會更詳細深入探究。

廷布克圖很快富裕起來,也讓桑海帝國的統治者得以支撐起「一所富麗堂皇,內裝豪華的宮廷」還加上了「眾多醫師、法官、學者、和祭司」。

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除了貿易、宗教之外,還有個關鍵因素讓非洲和更寬廣世界連繫起來。穆斯林在公元七世紀征服北非之後,從十世紀開始,伊斯蘭教便擴散跨越撒哈拉傳入西非。接著從十四世紀開始,伊斯蘭教就愈來愈廣泛散播開來,特別在鄉村地帶。就在這段期間,除了進口手抄本之外,西非伊斯蘭學者也開始在各地方著述愈來愈多原創手抄本,這些地點包括廷布克圖等都市。非洲統治者早就體認到,伊斯蘭教對於鞏固政權的重要性。阿斯基亞.穆罕默德甚至還曾於一四九六年,在廷布克圖許多學者陪同下,完成了一趟麥加朝聖之旅。

天文學知識的傳入 進一步引發科學發展

隨著貿易和朝聖而來的是知識。阿斯基亞.穆罕默德從麥加返國時,帶回了好幾百部阿拉伯手抄本,內容詳細記載了從天文學新觀點到伊斯蘭教法原則等一切事項。商人從撒哈拉各地回到西非時,也帶來了在伊斯坦堡和開羅購買的一批批阿拉伯手抄本。

「這裡有從巴巴里(Barbary)(編按:北非地名)帶來的手抄本書籍,比其他任何商品獲利都更豐厚,」十六世紀的著名旅行家利奧.阿非利加努斯(Leo Africanus)在他前往廷布克圖時便曾這樣寫道。

另有些手抄本則是隨著許多伊斯蘭學者抵達,他們是在天主教征服穆斯林西班牙時逃來此處,那次戰役最終便導致格拉納達酋長國(Emirate of Granada)在十五世紀末敗亡。稍後我們就會見到,阿拉伯手抄本在西非的散播,最終便導入了科學的轉型,這段故事與文藝復興時期的歐洲有驚人的相似之處。

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廷布克圖手抄本的其中一頁,內容是關於數學與天文學,並以阿拉伯文記載。這些收抄本也象徵著阿拉伯地區的知識傳入,對西非地區的科學發展史有重要的影響。圖/wikipedia

在伊斯蘭教傳播之前,非洲民眾就仰觀天象。古馬利多貢人(Dogon)為所有不同星辰命名,而南非的科薩人(Xhosa)則在夜間使用木星來引路。中世紀貝南王國(Kingdom of Benin,位於當今的現代奈及利亞)的統治者甚至還聘僱了很特別的一群天文學家來追蹤太陽、月球和星辰在全年期間的運行。這群專家稱為伊沃烏基(Iwo-Uki),也就是「月升協會」(Society of the Rising Moon)

這對於規劃農曆尤其重要。貝南王國首都的中世紀天文學家,密切監看獵戶座腰帶的推移並宣告「當這顆星從天空消失,民眾就知道,該種植山藥了」。伊費王國(Kingdom of Ife,也是位於現今奈及利亞境內)的中世紀統治者,同樣體認到天文學對於城內農業和宗教生活的重要性。伊費城是約魯巴文化(Yoruba culture)的一處核心,城內有許多神殿。國王在這附近建造了一批大型花崗岩柱,用來追蹤太陽運行,並判定宗教節日時間以及年度收成時節。

從十五世紀起,這些現存的天文學傳統經歷了重大變遷。就像在歐洲,非洲學者也開始藉由阿拉伯文譯本來研讀(諸如亞里士多德和托勒密等)古希臘思想家的著作。夜間,成群學生齊聚營火周圍,看著星辰流逝,並拿他們測定的結果來與見於種種阿拉伯手抄本的星曆表做個比較。

其中一部手抄本很可能在十六世紀的廷布克圖被用來教導天文學,書名稱為「星辰運動的知識」(Knowledge of the Movement of the Stars)。它一開始先解釋古希臘和羅馬作者的天文學理論,隨後轉向較為晚近的伊斯蘭思想家,好比海什木,他在十一世紀針對托勒密的天文學寫出一部影響深遠的批評著述。那部手抄本接著還解釋,如何判定特定星辰的位置,還有它們在占星上的重要意義。

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還有一部手抄本是廷布克圖一位名叫穆罕默德.巴哈約戈(Muhammad Baghayogho)的學者寫的,內容解釋了如何計算出白天(使用日晷)和夜晚(使用月球位置)的禮拜時間。巴哈約戈在十六世紀早期完成了一趟麥加朝聖,而且他擁有十分豐富的阿拉伯手抄本藏書,在廷布克圖首屈一指,他還針對十六世紀鄂圖曼一位名叫穆罕默德.塔朱里(Muhammed al-Tajuri)的天文學家所著作品撰寫了一部評註。沒錯,你在廷布克圖找得到的手抄本,不只是以阿拉伯文寫成的,還包括鄂圖曼土耳其文的內容,這就顯示在這段時期,鄂圖曼和西非的科學發展,有很密切的關係。

——本文摘自《被蒙蔽的視野:科學全球發展史的真貌》,2023 年 5 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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時報出版_96
174 篇文章 ・ 38 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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・2015/12/28 ・2728字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

科學是人類史上最有意義的活動,是人類理性文明的極致。科學關注所有物質世界的各種問題,從小到基礎粒子、大到宇宙,有生命的、沒生命的,可用文字描述的、必須用數學描述的都有。

西方世界從阿拉伯世界找回古希臘的學術傳統,擺脫了中世紀的愚昧,進而產生了科學革命,從此改變了人類對整個世界的認知。科學在上個世界突飛猛進、一日千里、更上很多層樓,基礎科學讓我們對物質世界更加瞭解,讓人類可以應用知識和智慧設計出創新的科技,雖然乍看之下沒有直接的經濟效益,但是沒有電磁學和量子力學的知識,很多iPhone裡的元件永遠不會被發明,就不須低頭滑手機了。如果沒有基礎生命科學對細胞運作機轉的認識,很多抗癌藥物也不會被發明,更甭提瞭解癌症是怎麼一回事。

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然而,儘管我們現在的社會對科學是有一定的信心,否則也不會讓國家投注大量的資源在數理的教育,可是一般大眾對科學的理解仍有限。甭說是非理工科出身的,連理工科出身的人,都未必能夠輕易瞭解非自己主修的科系以後的科系在幹啥,尤其是在專業高度分工的今天。可是天下合久必分、分久必合,跨科系合作和交流卻愈來愈成為趨勢。因此所謂的科普,哪裡只是對社會大眾傳播知識,連科學人之間都要用白話來互相傳播知識,尤其是在出了校園之後。

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因此,學科學其實也要學科學史,這在西方的科學教育裡,是很重要的一環,我唸博班還有一門課「遺傳學史」(History of Genetics),要求我們閱讀經典的論文,上課討論為何他們當時會問那些問題,以及先賢在面對未知時是怎麼思考的。可惜,在亞洲的科學教育,科學史往往只是小點綴,很多大學科系連一門和該學科有關的歷史的課程都沒有。因為對科學問題的由來和解答的過程不解,所以在亞洲,連科學都能用填鴨的方式來教和學,我還遇到記憶超強的高手,連數學、物理的解題都是用背的。在這樣的情況下,科學怎麼紮根到理工科學生腦中呢?於是科學變成了課堂和實驗室中才需要面對的,在課堂以外的生活和科學不大有關。

也可能是過去歷史才注重背誦,也可能大家對科學家這些怪胎有刻板印象,大家覺得科學史是個冷門的領域。其實,如果我們的科學教育裡,愈早讓學生知道科學的發展史,我們是可能讓理性的科學在我們的社會紮得更穩。可惜考試不考的東西,老師要不要教,那就看老師的熱誠了,但熟誠這東西不科學啊。不過別灰心,現在都什麼時代了,教育還一定要靠校園和教師嗎?現在已開始是個人人都能在網路上找到教育資源的時代了,學校不教的,自己的知識自己學習,自己的智慧自己長!

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全台最大的科學社群網站「泛科學 PanSci」,現在就成長到了在臉書有超過26萬粉絲了,很多和科學沾得上邊的議題,網友還聽主流媒體放屁鬼扯嗎?泛科學常常為大家獻上更可靠資訊,有趣程度不下新聞台的腥、羶、色,搞到現在誰是主流和非主流都已難說了!剛剛吃飯看到一個有趣的現象,新聞又在用YouTube的影片或者無關緊要的唬嚨人,餐館裡大家看了看,面露不耐就各自掏出手機邊吃邊滑了。說不定過不了多久,新聞台就會來向泛科學求救了吧。

泛科學臉書粉絲頁前陣子不知不覺多了一個每日的報導,稱作「科學史上的今天」,報導過去某年的同一天,科學史上發生的大事件,或者某位科學家的誕辰,這個小專欄受到大家的喜愛,有些重要的人物或事件,我的臉書朋友們就瘋傳。這個專欄用很淺白的文字為大家介紹了一整年的各種事件和科學家,那是張瑞棋(Richard)的貢獻,一年來的心血也由泛科學企畫集結成好書《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》

Richard非常熱心地提出「科學史上的今天」的專欄計畫,為了尋找每一天科學史上的重大事件和偉大科學家誕辰,他是絞盡了腦汁、作足了功課,全年無休地為「科學史上的今天」撰作文章,沒寫文章的時日,也在尋找資料的路上。他從科技業退休,原本可以享清福,他卻接了這吃力的工作,還出資讓大家有個好社群平台,這毅力和用心是令人非常欽佩的。

《科學史上的今天》有兩大冊,總共超過一千頁,為大家一次準備好一年份的「科學史上的今天」,裡頭的內容涵蓋幾乎所有科學領域!《科學史上的今天》可以讓我們一窺科學史上的百態,裡頭有各種各樣有趣的發現和發明,還有許許多多科學家的生平和豐功偉業!《科學史上的今天》不僅提供了科普知識,也讓大家能夠瞭解到,科學的發展有多麼不容易,是建築在許多有遠見的科學家的辛勤下的!

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牛頓 Source: The guardian

偉大的牛頓(Sir Isaac Newton,1653-1727)說過:

「如果說我看得比別人遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上。」

而我們如果能看得比牛頓更遠,是因為我們站在了許許多多站在巨人的肩膀上的巨人的肩膀。讀了《科學史上的今天》,我們是不是會看得更遠呢?

一年只有365天(閏年多一天),這本《科學史上的今天》也只有366篇文章。當然,科學史上的重大事件和偉大科學家絕對不止是書中這些,但是只要啟發了大家,今天,對,就是今天,也可能會有重大突破,而你生日當天也可能成為未來「科學史上的今天」的主角!所以還等什麼?趕快去買本回家向科學史上的重大事件和偉大科學家致敬和看齊吧!

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Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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你以為只有歐洲發展科學嗎?用不同角度看科學史,16 世紀伊斯蘭世界的「文藝復興」!——《被蒙蔽的視野》
時報出版_96
・2023/06/12 ・1712字 ・閱讀時間約 3 分鐘

學者八方雲集的伊斯坦堡

哥白尼在歐洲掀起一股風潮之時,鄂圖曼帝國的天文學家和數學家,也正進入他們自己的文藝復興時期。從十五到十六世紀之間,鄂圖曼科學思想家產生出了超過兩百項天文學原創著作,再次挑戰伊斯蘭科學隨著中世紀「黃金時代」結束而沒落的觀點。

16 世紀伊斯坦堡地圖。圖/wikimedia

一四五三年伊斯坦堡征服之後,眾多穆斯林學者來到鄂圖曼,並在蘇丹資助之下投入工作,塔居丁只是這當中的一個。烏魯伯格死後,撒馬爾罕天文台的首席天文學家阿里.卡什吉前往伊斯坦堡,受僱在設於城中的一所伊斯蘭學校中工作,當時鄂圖曼人創辦了好幾百所這樣的學院。其他學者也從伊斯蘭世界各地,分頭來到了伊斯坦堡,包括波斯和蒙兀兒印度(Mughal India)。

得天獨厚的研究環境

在此同時,我們有必要記得,伊斯坦堡從來就不是個排外的穆斯林城市。猶太人和基督徒也在鄂圖曼宮廷找到贊助。猶太天文學家大衛.本-殊山在伊斯坦堡天文台與塔居丁共事,而穆罕默德二世的御醫也是個猶太人,是從文藝復興時期義大利逃來的難民。座落於歐洲與亞洲的十字路口,早現代時期的伊斯坦堡是一座國際大都會,在這裡面― 誠如我們在其他地方已經見到的― 宗教和貿易網絡在十五和十六世紀時期的擴張,促成了科學的轉型。

事實上,鄂圖曼的這段故事和歐洲的科學革命史有很多相似之處。就如同文藝復興時期的歐洲,鄂圖曼的科學思想家對古希臘作者的著述,也抱著很濃厚的興趣。

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穆罕默德二世擁有大批古希臘手抄本藏書,全都在征服伊斯坦堡期間繳獲。秉持悠久的伊斯蘭傳統,蘇丹接連委派將這些古希臘作品重新翻譯成阿拉伯文。為配合鄂圖曼宮廷的國際性本質,這些譯本便由拜占庭希臘人完成。就像在歐洲的情況,鄂圖曼科學思想家也在這一時期開始閱讀並翻譯更早期的伊斯蘭思想家的著作。阿里.卡什吉的天文學手抄本也經翻譯為鄂圖曼土耳其文,圖西的作品也同樣如此。這位十三世紀的天文學家的種種觀點,對哥白尼造成了十分深遠的影響。

16 世紀的哥白尼畫像。 圖/wikimedia

到了十七世紀中期,鄂圖曼科學思想家也開始閱讀歐洲的天文學著述。一六六二年,一位名叫特茲基雷奇.科斯.易卜拉欣(Tezkireci Köse Ibrahim)的鄂圖曼天文學家便解釋道:

「哥白尼奠定了一個新基礎,並編結出一個小型『紡索』星曆表,假想地球會動。」

易卜拉欣甚至還畫了幅草圖,勾勒出哥白尼著名的日心宇宙模型。

與歐洲相似發展故事

因此,我們可以開始看到眾多與傳統歐洲科學革命故事相仿的雷同情節。鄂圖曼的科學思想家也閱讀並翻譯古希臘文本,而且他們也學習借鑑比較晚近伊斯蘭作者的著述,來批評這些比較古老的理念。畢竟,在伊斯坦堡這座都市― 歸功於它位於絲路上的位置― 你很容易就能接觸到以種種不同語文寫成的科學手抄本,包括從拉丁文到希臘文,乃至於波斯文和阿拉伯文的著述。

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在當時的伊斯坦堡,可以相對容易的獲得各種語言的著作。 圖/envato

不只如此,歐洲文藝復興的核心理念,在伊斯蘭世界也能找到雷同之處。這在阿拉伯文中稱為 tajdid(原文意指「更新」)。傳統上,這是宗教學者用來描述伊斯蘭教改革的術語。然而從十五世紀開始,tajdid 的概念就開始被使用得遠更為廣泛,成為某種關於振興的運動的一部分,而且被振興的不只宗教,也兼及伊斯蘭科學。這場運動並不局限於伊斯坦堡。到下一節我們就會看到,天文學、數學和伊斯蘭教之間的牽連,順著絲路向西傳播,跨越撒哈拉沙漠並來到非洲。

——本文摘自《被蒙蔽的視野:科學全球發展史的真貌》,2023 年 5 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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時報出版_96
174 篇文章 ・ 38 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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【Gene思書齋】科學史上的每一天
Gene Ng_96
・2015/12/28 ・2728字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

科學是人類史上最有意義的活動,是人類理性文明的極致。科學關注所有物質世界的各種問題,從小到基礎粒子、大到宇宙,有生命的、沒生命的,可用文字描述的、必須用數學描述的都有。

西方世界從阿拉伯世界找回古希臘的學術傳統,擺脫了中世紀的愚昧,進而產生了科學革命,從此改變了人類對整個世界的認知。科學在上個世界突飛猛進、一日千里、更上很多層樓,基礎科學讓我們對物質世界更加瞭解,讓人類可以應用知識和智慧設計出創新的科技,雖然乍看之下沒有直接的經濟效益,但是沒有電磁學和量子力學的知識,很多iPhone裡的元件永遠不會被發明,就不須低頭滑手機了。如果沒有基礎生命科學對細胞運作機轉的認識,很多抗癌藥物也不會被發明,更甭提瞭解癌症是怎麼一回事。

NASA_Science_Update_-_The_Voyager_Spacecraft_-_Humanity's_Farthest_Journey_-_detail
Source: wikimedia

然而,儘管我們現在的社會對科學是有一定的信心,否則也不會讓國家投注大量的資源在數理的教育,可是一般大眾對科學的理解仍有限。甭說是非理工科出身的,連理工科出身的人,都未必能夠輕易瞭解非自己主修的科系以後的科系在幹啥,尤其是在專業高度分工的今天。可是天下合久必分、分久必合,跨科系合作和交流卻愈來愈成為趨勢。因此所謂的科普,哪裡只是對社會大眾傳播知識,連科學人之間都要用白話來互相傳播知識,尤其是在出了校園之後。

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知識就是力量,可是不管任何學科都一樣,如果只是淺層的知道一些知識,那可能就只是佔了腦中一些記憶量而已。科學的發展當中,最重要的不是在問我們知識了什麼?這不是科學有別於其他知性活動之處,科學最關鍵在是在提問,試圖探討有什麼重要的事情是我們還不知道的?那些不知道的事情有可能有什麼道理?我們怎麼利用邏輯分析和實驗設計來為問題提供解答。要瞭解科學這理性的文明活動,除了知識現在我們有了什麼知識,更重要的是懂得歷史上為何會出現那些問題,過去的人們在不知識問題答案的情況下,誰提出了哪些問題,他們用了什麼方法來解開謎題。

thinking
Source: uni-log

因此,學科學其實也要學科學史,這在西方的科學教育裡,是很重要的一環,我唸博班還有一門課「遺傳學史」(History of Genetics),要求我們閱讀經典的論文,上課討論為何他們當時會問那些問題,以及先賢在面對未知時是怎麼思考的。可惜,在亞洲的科學教育,科學史往往只是小點綴,很多大學科系連一門和該學科有關的歷史的課程都沒有。因為對科學問題的由來和解答的過程不解,所以在亞洲,連科學都能用填鴨的方式來教和學,我還遇到記憶超強的高手,連數學、物理的解題都是用背的。在這樣的情況下,科學怎麼紮根到理工科學生腦中呢?於是科學變成了課堂和實驗室中才需要面對的,在課堂以外的生活和科學不大有關。

也可能是過去歷史才注重背誦,也可能大家對科學家這些怪胎有刻板印象,大家覺得科學史是個冷門的領域。其實,如果我們的科學教育裡,愈早讓學生知道科學的發展史,我們是可能讓理性的科學在我們的社會紮得更穩。可惜考試不考的東西,老師要不要教,那就看老師的熱誠了,但熟誠這東西不科學啊。不過別灰心,現在都什麼時代了,教育還一定要靠校園和教師嗎?現在已開始是個人人都能在網路上找到教育資源的時代了,學校不教的,自己的知識自己學習,自己的智慧自己長!

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牛頓 Source: The guardian

偉大的牛頓(Sir Isaac Newton,1653-1727)說過:

「如果說我看得比別人遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上。」

而我們如果能看得比牛頓更遠,是因為我們站在了許許多多站在巨人的肩膀上的巨人的肩膀。讀了《科學史上的今天》,我們是不是會看得更遠呢?

一年只有365天(閏年多一天),這本《科學史上的今天》也只有366篇文章。當然,科學史上的重大事件和偉大科學家絕對不止是書中這些,但是只要啟發了大家,今天,對,就是今天,也可能會有重大突破,而你生日當天也可能成為未來「科學史上的今天」的主角!所以還等什麼?趕快去買本回家向科學史上的重大事件和偉大科學家致敬和看齊吧!

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