科學咖啡館 Café Scientifique

科學咖啡館：第1場 精采節錄

陳政宏教授：

非常謝謝各位今天來參加我們的科學咖啡館的活動，也謝謝演奏的國樂社同學為我們帶來好聽的現場演奏。那麼接下來我就先簡單解釋一下這個科學咖啡館的活動是在幹什麼的。因為今天是第一次舉辦這個活動，我們是台灣第一個定期舉辦的科學咖啡館，這類活動在國外其實已經舉行蠻久的，但在台灣好像就比較少。科學咖啡館這個活動並不是在說用科學方法去研究咖啡怎麼煮比較好喝，也不是向我這件tshirt上的圖一樣用科學方法模擬咖啡粉的重量，而是在咖啡館裡面以各種方式去討論科學的各種面向。那這跟一般的科普演講有什麼不一樣? 主要是說它並不是要傳達到某種特定的科學知識。今天就由我們成大歷史系研究科學史的專家陳恆安老師，為我們起個頭講一下科學家到底都在想些什麼。


陳恆安教授：

以前的科學家跟現在的科學家在他們所面對的自然界變化無窮的現象，嘗試用手邊的知識跟包括給的答案，我們現在的工具比較多，所以給的答案比較漂亮，而過去它有它的背景知識，在那樣的背景跟工具之下，科學家們怎麼有辦法去回答自然界的問題，這並不是一個很好可以介入的問題。因為唯有我們用對等的角度去看待那些科學家，也許他們的重要性才會逐漸出現，而不是說過去講的都很奇怪，現在講的都對。

→ 法蘭西斯‧培根 (Francis Bacon,1561—1626)

談到培根的時候記不記得以前課本說過他講什麼話?「知識就是力量。」他要我們從經驗出發，因為自然的變化可以從經驗、感官或知識去觀察，換句話可以從data開始。不只是物理學界有這樣的發現，在自然史的研究例如生物學上也多少在做這樣的事情，他們發現可以透過這樣的方式去理出一個規則來。培根講知識就是權力並不是那麼盲目，它其實是有一個先決條件的，就是知識只有在某個程度，在適當的控制之下，符合人類的福祉以後，知識才會是力量，而不是一切知識都是力量。

→ 伽利略 (Galileo Galilei ,1564 --1642 )

(投影片)這個是過去的宇宙觀。可以看一下，地球是在中心，外面是月亮，然後是金星、水星、太陽、火星等。地球是第一顆行星，也身為一個宇宙的中心。在柏拉圖或亞里斯多德的時候(世界觀)就像一顆洋蔥一樣，地是在中心，外面就是一層天河斗篷。它一共只有七層，恆星是在最外面，恆星之外呢，就沒有東西了。沒有東西對基督教文化來說其實很好，因為外面是一個不受物理現象控制的地方，它不是一個物理空間，這樣的地方就是給上帝住，所以它是永恆的，底下會變動的知識就歸給底下的，這說服了當時的很多人。後來哥白尼或者是伽利略提出了很多看法，讓這個中心改變。本來是地球為中心，卻變成太陽為中心。

大家也許會想說，哪個星球在中心今天講講好像也沒什麼關係。可是中心重不重要？想想身邊的事情就好，我們現在有很多事件叫做劈腿事件，為什麼劈腿會很嚴重？因為劈腿之後，你就不是對方的中心。為什麼這對古時候的西方人這麼重要？我們很難想像說在一個文化裡面跟宗教這麼的親近。大家應該都知道，在英國你打個噴嚏，他們會跟你講什麼？「God Bless You.」(上帝保佑你) 那我們這邊感冒的人，會不會有人跟你講阿彌佗佛的？沒有吧。這是一個文化的環境，基督教文化跟西方是整個都融合在一起，我們在理解西方科學的時候，時常是理解到技術，卻忘了它背後其實是跟宗教一直有在對話的。不管是從17世紀、18世紀到19世紀，演化論、愛因斯坦的相對論或不確定性，很多都是回到上帝的存在。

伽利略他畫了一張觀測月亮，為什麼他觀測月亮會想到這些問題？其中一點在是這裡(指月亮向陽面與背陽面的界線)，你看它邊邊其實有一點糢糊，黑白的交界，或是像白色的地方坑坑疤疤的，他在看月球的時候看到這些現象，警覺到過去兩千年來的傳統出了什麼問題。因為過去的宇宙以地球為中心，在(地球)外面這個可以變動的宇宙之內分成兩區，一個是月上區一個是月下區，月上區是永恆的，月下區是會變動的，如果月球是在上面的話，它應該是屬於永恆的、完美的東西，應該是完美的圓球體，所以表面應該是光滑的。完美的球體為什麼會坑坑疤疤？他沒有想到說可能是他眼花了，觀測太累了，他也沒有去考慮到顯微鏡的問題，卻去想到了一個兩千多年的問題，他認為是那個想法錯了，看起來好像沒有什麼了不起，但是其實這顛覆了一個想法。所以我剛才講說，雖然是一個原始的data，有的人能夠看出什麼道理，有的人不能看出什麼道理，在這個地方是很大的差異。

佛洛伊德說過在西方文化曾經有三次人的自尊被貶低，第一次就是(伽利略的)這個。人本來是宇宙中心，本來是精華區嘛，後來被放到邊緣去了，這是一個很大的震撼。第二次大的震撼是19世紀的達爾文。因為我不是住精華區，但我至少還是特殊的，可是達爾文說你不是，你跟猴子的祖先是一樣的，人的特殊性就不見了。按照摩西解釋，本來人是上帝以自身的形象造的，然後萬物各有不同；上帝用自己的形象做出人，所以人是有神性的；那動物有各種種類，動物體內也有動物性，所以人類的等級就不應該跟動物是一樣的，可是我們那位達爾文先生說不是，人的神性就忽然不見了，變成只有獸性。第二次還好，至少西方人自古以來都還有理性，我有獨立思考的能力，我有理性的能力。後來又有一位叫佛洛伊德的先生，他說理性的部份是存在於潛意識，非理性的部份則是推動你的東西。這是西方知識份子對他們自己一個知識傳統的推翻，這是第一步，把人從宇宙中心擠到邊邊去。如果沒有從這個角度來看的話，可能會不知道17世紀這些人的想法，它其實是顛覆了過去。這些人是對抗兩千多年的一個主流，以這樣子來看其實很不容易。

→ 克卜勒 (Johannes Kepler, 1571-1630)

克卜勒在想的宇宙跟之前比較不一樣，他認為宇宙是像一個幾何圖形、一個幾何圖形鑲起來(投影片)，代表他有一個非常清楚的「量」的關係，也就是數字的關係，如果宇宙是這種數字關係，就可以去歸納或是預測許多現象。克卜勒有名的理論是行星軌道是橢圓的，另外一個是面積定律。

「cosmos」跟「universe」有什麼不同? 有人說cosmos是世界的意思，也有人說是宇宙的意思，其實它大部分都是指宇宙，但是這個宇宙跟世界其實有不同的意義在。在中世紀的時候，宇宙的外面就是上帝住的，是永恆的，所以對會變動的世界來講，它是一個從封閉世界到無限宇宙。cosmos有一種order，一種秩序，秩序誰給的它不談，也許是神，也許是歸納的人，它就是在這種「封閉世界然後外面是上帝」的想法中。在後面會想說，到無限宇宙其實就是今天的世界觀，為什麼叫universe，uni三個字有單位、結合的意思。剛剛說過，封閉世界以地球為中心的時候，月下區是變動的，屬於變動的法則，或是由風火土水這些法則所決定；那月上區就是乙太，乙太是所謂的第五元素，是屬於永恆不變的法則。所以在封閉世界的秩序之下，它擁有變與不變的兩套法則在解釋。但是當牛頓出來的時候，universe就把月上區跟月下區結合起來，用一套法則來解釋，它解釋了王建民的棒球，也解釋了月亮跟太陽。今天西方科學強大的元素就在這裡，我們都想說科學到底有什麼「普遍性」？ 就是在講這個。所以cosmos跟universe其實代表了兩個世界觀，不過要翻譯成宇宙或世界都可以。


→ 笛卡兒 (René Descartes,1596--1650)

他除了提出我思故我在這個概念之外，還提出了一個很重要的身心二元論。簡單來講，他認為人除了思想之外，這個肉體是富有定律的，所以當他在解釋很多生理功能的時候，都是用機械式的來講。可以想像，如果當一個人沒有精神(靈魂)的時候，他只是一個像機械的物體，那開一個鬧鐘跟解剖一個人的罪惡感就不會有什麼不一樣。我想強調的是，那個時候的工具就只有少少的那些，他們利用這樣的工具所觀察到的現象，要讓它們make sense(合理)，是有一套解釋方法的。

有沒有人想要解釋一下什麼叫「我思故我在」？

C同學：
就是，笛卡兒要我們徹底的懷疑，因為這個世界上可能一切都是魔鬼的影像，或是魔鬼的造假；可是有一件事情是不可以懷疑的，就是「我在懷疑」這件事，因為如果「我在懷疑」的這件事也是可以懷疑的，就涉及了一個很嚴重的矛盾，所以以邏輯的推論來說「我在懷疑」是不可以被懷疑的。大概是這樣。

陳恆安教授：
嗯，我補充一下，在整個西方基督教文化裡面，有兩個角色是非常重要的，就是上帝跟惡魔。他們擁有比較強大的能力，但是亞當本來在上面，後來吃了蘋果就下來了，因此對我們這些不厲害的凡人來說，我們比較沒有辦法去分辨許多現象到底是上帝告訴我們的，還是惡魔在試驗。在這種情況下，我們要怎麼去面對自然界？笛卡兒就說，就算有個惡魔很厲害，他告訴我們2加2不等於4，如果「有人被騙」這個事情發生，重點在於「有人」，如果那個「有人」是「我」的話，只要「我」一被騙，不管2加2是不是等於4，被騙的這個人就是存在的，那「我」就存在。後來笛卡兒就修飾，「我有沒有被騙」是在懷疑，所以從「我被騙，所以我存在」就變成「我在懷疑，所以我存在」。而懷疑是一種思考，所以他最後就決定用「我思故我在」。在這些方式背後，其實都是在跟上帝有所對話的。不過在中國文化中就比較不習慣像這樣先設置一個前提，再在前提底下去做推論。

今天就大致講到這裡。

討論節錄：

Ｌ同學：
伽利略可能是第一個將物理學數學化的人，他將代數引進了物理學裡，主要原因是他不相信人的感官，這對後世科學研究所造成的影響就是科學數學化與技術化的問題，因為數學是一個封閉與獨立的邏輯系統，跟現實無關，然而物理學則必然是經驗科學，是要經驗來支持的，它需要返回現實世界，然而自然科學的演變的過程就是越來越數學化，到了現代甚至有凌駕於經驗的情況，好比現代物理的超玹理論，基本上已經超越了經驗事實，完全由數學展演出它的模型，他是無疑是數學但也很像的形上學，因為他早已遠離感官經驗所能概括的範圍。

陳恆安教授：
我想伽利略可能不是第一個，早期的數學也不像現在那麼繁瑣，我知道你說的是許多現象用數學語言來描述會跟經驗有差拒；自然科學的特徵就是要返回世界，可是你說的“這個世界”是在微觀的部份，的確是在它的系統裡面，他可能比較不具應用性，它可能比較邏輯性或架構性，我只能講說如果科學要能產生技術，能應用它，就不能離開感官經驗，不能離開現象世界。

Ｌ同學：
值得注意的是科學是一種態度，而非信仰或意識形態技術，我們常會看見許多科學家過份信仰與仰賴量化與數學建模，它就成了一種技術，技術的本質在於不去檢查那原初的公設，只是像聯考解題般只是重覆已有答案的考試卷。

陳恆安教授：
有些科學不盡然都是數學阿，他還是有實驗，模型化只是佔一部份，很多都是介於中間，有些實驗比較豐富，條件設定比較嚴格。
　
Ｌ同學：
不過他可能會刺殺了其實可科學的可能性，常常看到一個領域的科學不科學在於他的研究能否量化，夠不夠數學化，你不能用數學去建力一個模式。

陳恆安教授：
實證科學的傳統，不見得都是數學建模，有時候還有解釋模式，好比生物學講的演化或地質的改變，他不見得預測未來的變化，但他必須解釋過去，它有沒有解釋的功能可能比較重要，科學不是只有一種科學，它牽涉到對科學的理解。

ａ同學：數學是一種工具，好比根號負一在數學上無意義的東西常在物理上卻有意義，如果沒有物理學的支持使他有現實上的意義，他就只是一種理論的東西。

陳恆安教授：
他提到的數學問題，其實是指一個複雜的自然現象要轉換成一個模型，必定得省略掉許多部份，比如你要描述一個現象，觀察了三十個ＤＡＴＡ，給了十多個部份，那不是一樣複雜嗎？因此勢必會去掉複雜與模糊文化的，人的部份，以求得溝通的一致性，精確，許多科學家說大自然是一本書，也許你會覺得有些偏頗，不過當我們有一個普遍的，溝通的語言的時候，就得去掉地方文化的部份。

B：
我想同學這位唸哲學同學的意思是，科學的語言表達過程可以很明確，但他就失去了開放性，也就是你講的封閉性。不過我也認同剛剛那位同學的講法，數學確實是一個工具，近代物理有時候是先有數學式的，再去找實證的痕跡發展出來，但我覺的數學對理工科是一個很有用很有幫助的的工具。

Ｄ：
我是唸公衛的，關於數學跟實際生活我有一個令人印象深例子，它是一個眾所周知工廠污染的事件，事件裡環境科學專家的調查，顯示生病跟環境汙染沒有統計上的相關的標準，於是家屬就告訴調查的科學家說「到底我們還要死多少人才能達到統計相關」，也因此，在我的的領域裡的例子告訴我們，我們可以用數字去詮釋我的的世界。但是數字能否代表所有的世界，數字有沒必要因為事實去改變它，除了數字上的東西，跳脫理性的思考之外，其實我們還要注意到人的方面。


值得紀念的第一場科學咖啡館，活動照片整理如下：



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