雲、數學、物理──一段科學的探索與發現之旅

雲、數學、物理──一段科學的探索與發現之旅 所選書目：看雲趣、數學少女、給未來總統的物理課 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------「哥哥，你在看這是什麼書啊？」 「數學少女」，我快速的敷衍幾句，繼續低頭看著我的書。 「數學？可是這書看起來像是輕小說耶。」 此時我抬起頭，看著一臉好奇的妹妹道：「是啊，這書便是以故事的形式來 介紹數學的喔。」 「以故事的形式來介紹數學，好特別喔！」 「是阿，這就是這本書的特色。以輕快的小說筆法，引領我們以不同的視點 建構出立體的數學架構，是本書最引人入勝之處。」我開心的介紹，彷彿是一個 銷售員要銷售這本書一樣的熱烈。 我繼續講道：「以往在我的認知中，數學僅僅是一樣工具，「數學為科學之 母」，但也只是科學之『母』罷了，只是通往物理、化學需要的工具。但這樣狹 隘的認知，在我看了這本數學女孩，隨著故事的引領，動手『把玩』數學後，才 大舉拓展我的視野。」 「真的嗎？」妹妹一臉狐疑的看著我。 「當然囉，在這本書中所提到，像是畢氏定理，我們都耳熟能詳，圓，我們 也不陌生，但是畢氏三元樹和單位圓上的有理點都有無限多個，指的竟然是同一 件事，這就讓我大開眼界了。三角和圓、代數與幾何，我們總習慣將數學分門別 類，卻也容易因而忽略他們之間的關聯，錯失許多探索數學的樂趣。」 我滔滔不絕的繼續說道：「數學就好比是宇宙，每發現一個新定理，就彷彿 是星圖上又多了一顆耀眼的新星。從本書續作探討的哥德爾不完備定理，我們知 道數學確實是無邊無際的，而現今那龐大得令人歎為觀止的數學架構，則好似夜 空熠熠繁星，每個星座都有屬於他們的史詩，費馬最後定理亦然，翻閱它被證明 的歷程，正完美體現了牛頓所謂『站在巨人肩上』的精神。從歐拉、谷山•志村 到懷爾斯，好像一場接力，一棒傳一棒，終於到達了終點！看見如此精彩的傳棒， 我們怎能不為他們喝采！」 「哥哥，你說的那些名詞我都聽不懂啦〜」妹妹沮喪的說道。 但她馬上又轉變成活潑樣子，笑著說道「比起數學，雲可就好看多了，雖然 飄忽不定，但它卻是真實存在的。」 她拿起「看雲趣」 ，走到窗台，仰望著淡藍色的天空，繼續說道： 「很多雲『蓬』 友，都是這本書介紹給我的喔。」 「哦，那你最喜歡哪位雲『蓬』友呢？」我帶著一點戲弄的語氣，笑著問道。 「積雲喔！他是我最喜愛的雲喔！他就像棉花糖一樣，輕輕的飄來，偷偷的 告訴我一些有趣的事喔！」

妹妹彷彿完全沒聽出我戲弄她的意思，還把我的話當真了。 「他喜歡在一望無際的蒼穹下，『蓬蓬』的舒展他的身軀，穿上各種動物造 型的衣服喔！」 妹妹興高采烈的繼續說道： 「我總是幻想，我能騎著白『雲』馬在空中奔馳， 餓了就隨手撈幾片「棉花糖」吃，有時聽聽清風說說雲的小糗事呢！」 此時，我心裡說道：「看你這副傻樣，簡直就像雲一樣，渾然不知煩惱為何 物。唉〜真好。」 「什麼糗事呢？」我笑著繼續問。 「有時雲會體貼的帶來清涼的庇蔭，但地上有些人啊，卻不怎麼惜福，總在 地上說他的壞話，所以他就受委屈啦，受了委屈就獨自生悶氣如河豚一樣蓬成一 團，最後又是怎麼都覺得不甘心，才對著地面又吼又叫，所以才哭的亂七八糟的。 他啊，就像一個淘氣小孩，近似胡鬧又惹人喜愛，但卻有著成為王者般的潛力 呢！」 「呵呵，沒想到你也會說這種話啊，像個大人似的」我調侃道。 「哥！你也真是的，我已經是個高中生了耶，別總把我看成小學生好嗎。」 妹妹嘟著嘴道。 「可是這本書也有提到跟環境議題有關的雲喔！」妹妹學著大人的口氣說 道。 「它就是凝結尾。隨著科學的進步，飛機讓翱翔於天際再也不是夢想，但卻 帶來了嚴重的後果。凝結尾形成於飛機之後，是由飛機所排放的廢物碎屑，作為 凝結核所成的雲。他帶來的污染也是嚴重的，高層的雲因為太淡，無法反射紫外 光，造成增溫的效果，進而惡性循環，而且排放在高空的廢物更還會破壞臭氧， 廢物也是難以回收，以致於多累積在高空，很多資料也顯示出飛機的凝結尾的影 響比其排放出來的二氧化碳的影響要顯著的多。而且這本書最啟發我的是『科學 其實就在我們身邊』，但不同於一般冰冷的科學，它讓我理解到學科學不應只學 其中枯燥乏味的理論、公式、演算，應該親身體會，仔細觀察、聆聽各種訊息。 從這些觀察的過程中，所學到的就不只是書上僅有的理論而已，因為我們體驗且 觸摸到了科學。」 「切，少給我在那裝個老師樣。」我開玩笑的說道。 「不過看你那麼喜歡科學，再介紹一本書給你吧！」並從書櫃上拿下了一本。 「給未來總統的物理課？ 我又不想當總統。」妹妹滿臉懷疑。 「又不是叫你當總統，這本書是在說，儘管現在已經是科學昌明的二十一世 紀，人類所要面對的問題依舊沒有減少。一個領導人不僅需要領袖魅力、政治手 腕，面對危機時，帶領國家渡過困難。因此需要儲備足夠的科學知識，以免讓錯 誤的認知帶來災難性的後果。或許我們都不打算當個領袖，但若無法了解議題背 後的科學通識，恐怕無法明智地投下選票。」 我喝了一口水繼續說道：「我還蠻喜歡這本書的，因為它對於每一條資訊都

詳細交代其原貌；以及揭露訊息背後在一般情況下，常被人忽略科學上的真相。 而且它也提到了，。自從美國前副總統高爾的不願面對的真相上映後，全球暖化 的議題開始被世人所關注。社會大眾因此熱中於討論其所帶來的影響，各種的氣 候變遷：兩極冰層融化、海平面上升、極端氣候的大量出現……」 「這電視上不就天天在播嗎？老梗了吧！」 「可是作者進一步提出科學上的理論來陳述這些現象背後的真相。事實上在 古氣候中，並不是二氧化碳先上升而後溫度跟進，而是溫度帶領著二氧化碳攀上 巔峰 1，因此兩者的因果關係造成科學界的論戰，至今尚未有完全公允正確的答 案。同樣有如此困擾的是兩極的冰層融化。因為在電腦的模擬中，全球暖化同時 造成大氣中水氣的豐沛，連帶造成極區降雪量增多，因此冰層不應該融化才對 2。 大氣系統中複雜的因素、正負回饋交錯，難以直接認定二氧化碳一定就是讓冰溶 化的兇手。」 此時，妹妹一反往常的陷入沉思，並緩緩說道：「或許，這就是一種獨立思 考的精神吧！在現今資訊爆炸的時代，事實真假難辨。因此了解其原貌資訊、發 現訊息背後常被人忽略科學上的事實真相，無論將來是否是總統，這是現代人面 對世界應有的態度。若盲從於權威、任荒誕不經的邪說奔竄，如納粹般極權洗腦 的悲劇、每隔十幾年一次的末日恐慌，恐怕難以保證不再發生。現代的公民缺乏 獨立思考的精神是令人不安的。」 「看來你也長大了」我笑著說道。 「那當然囉！」 我和妹妹都相視而笑 如此我們度過了一個快樂的午後讀書時光。 龍應台曾說 3： 「文學是白楊樹的湖中倒影，使看不見的東西被看見；哲學彷 彿在迷宮中望見星空，在天空開展的星圖指引了走出迷宮的小徑；史學如同沙漠 玫瑰開放的過程，可以鑑往知來。」 而在閱讀這些書後，我們想，科學即是一種實事求是的生活態度，為了追求 真理而嚴謹且不懈的精神，獨立思考，不因權威而被束縛、不被事物的表象所迷 惑。而科學是一個內容龐雜的學科，在面對層層相關、錯綜複雜的問題，我們是 否能看清事實的真相，這就是我們所要親自摸索、探討、體驗的。同時，科學的 探索不應被科學分類眾多的特性侷限，地球科學、數學、物理，將其結合，或許 可以激盪出更耀眼的思想火花。在探索的過程中，我們可能遭遇瓶頸，可能感覺 前方黯淡無光，但是我們仍應不忘初衷、保持熱情、堅持信念，突破困境抵達出 口的陽光是最耀眼的；即使自己無法解決困境，將智慧一代傳一代，跨世代的合 作，在不久的將來解決難題。 因此，當我們面對問題，做價值判斷時，讓文學提供多方的觀點、哲學奠定 價值觀的基礎、史學陳述來龍去脈、科學看清事情的真相。若能如此，才可以稱 為一個具有適應現代社會能力的公民。

參考文獻 1. 理查‧繆勒《給未來總統的物理課》 ，漫遊者文化事業股份有限公司，2011 年， 第 280 頁、第 281 頁。 2. 同上，第 251 頁、第 252 頁。 3. 摘自龍應台《百年思索》，時報出版，1999 年，第 5 頁〜第 15 頁。