台大物理系畢業的我,是否比較有科學素養?

昨天跟朋友聊到「詮釋與真實」。他說,量子力學帶給他最大的震驚就在於以前於牛頓力學所學的「力量」概念居然只是一種模型;那並不是真實的。這樣的衝擊再加上他於天文物理中的計算物理領域所看到的,各種為了解釋實驗數據的理論模型,使他覺得物理學帶給他的兩大認知,就是「詮釋與真實並不相同」以及「我們一直都只活在詮釋之中」。


其實範式轉移不僅出現在物理學的進展中,也時常發生在我們生活中。當我們由學生轉變成老師,由健康的人變成躺在病床上的病人,由男人變成爸爸,由女朋友變成妻子時,我們對此世界的詮釋,或者說範式(Paradigm)就進行了一大轉移。而這轉移所帶來的效果,無非是認知到過去早就感知過,但卻不太放心上的諸多事實,並將我們的偏見調整至更加實際的面向,進而成為一位在認知意義上更加成熟的人。

其實我經常覺得自己並沒有什麼科學素養——因為我幾乎不觀察我的生活。要不是我女友,不然我可能不會注意到諸多生活細節。我可能不會去想,衣服從比較濕冷的戶外,拿到比較乾熱的室內會不會有濕氣跑出來。我也不會去想,浴室地板旁的角落的黑點是什麼,也不會去注意放地上的沐浴乳會不會發霉,我甚至連空氣污染都不太在乎。與其說我因為物理學更有科學素養,不如說我因為對於理論太鑽牛角尖而忽略了生活品質。

如果我們所謂的科學教育並不是指為了考頂尖理工科系而設計的科學課程,那麼我們所指的、我們所想要的科學教育究竟是什麼?我們希望在高中三年,或者說國高中六年中,透過什麼樣的課程以培養孩子什麼樣的習慣,進一步內化成它的價值觀乃至於成為一種素養?

我覺得,也許我們該做的,是關於讓同學們了解「看待世界的觀點(詮釋)」與「世界真實」是不一樣的。而我所謂的了解,應該是一種時時刻刻都存在的「警覺心」。前陣子我透過跟同學分享三種解釋運動的物理定律(分別是恩培多克勒、亞里斯多德以及牛頓的物理學),來讓同學了解到過去的人是如何詮釋這些現象。讓他能夠區別詮釋與實在,而不因為我們只學了一種牛頓力學,就把力量當作是實在,始終都不曉得我們其實從來無法感受、測量、觀察力量本身。附帶一提的是,藉由最小作用量原理,我們似乎(我不是很確定)可以不必訴諸力量、動量等本體論的實體概念,不必預設這樣的概念,就僅僅是滿足最小作用量原理來得出物體的運動規則。

我深信物理史可以讓同學了解「詮釋」與「真實」的差異,而且,只要我們能夠對同一現象提出多個物理「詮釋」,如剛才提到的三種定律,那麼這其實並不難教。但問題是,區別「詮釋」與「真實」的能力對一位公民而言真的重要嗎?

我們上一輩的,許多完全沒受過科學教育的人,難道真的就無法區分「詮釋」與「真實」?受過物理學或科學訓練的人真的比較會區分「詮釋」與「真實」嗎?而我自己的感覺是或許比較能區分但那並不會讓我們的生活過得特別舒適與幸福。這種區分能力,對我而言,似乎是可有可無的。進一步而言,受過科學訓練的人,在生活上,真的比一般人還要有某種意義上的、客觀上的「更好」嗎?如果沒有,那麼除了為了找工作以外,是不是真的沒有所謂的「科學素養」了呢?

維基百科對「科學素養」的概略描述如下:

  1. 理解實驗、推理還有一些基本科學事實與其意義。
  2. 探問、發現與選取有關生活中遭遇到的困惑的答案。
  3. 描述、解釋、預測自然現象
  4. 閱讀、理解一般出版的科學文章,並就其結論的有效性參與社會對話。
  5. 區辨國家與地區性決策的科學議題,並表達其科學與技術上訊息通達的立場。
  6. 藉由資訊的來源與方法來評估科學資訊的品質。
  7. 建立與評價有證據基礎的論證,並恰當地運用結論。

對於以上的「科學素養」,我覺得光是設想一般公民具有上述能力,就很明顯是不切實際的妄想,我也不相信在未來一百年、兩百年甚至三百年內有辦法達到。至於教育部的高中物理教育課綱

  1. 使學生認識一般物理現象的因果關係和其間所遵行的規律。引起學生對大自然的好奇,激發學生追求事物原理的興趣,同時使學生體認物質科學的發展對人類生活和環境的影響與其重要性,啟發學生在科學創造及應用上的潛在能力。
  2. 養成學生良好的科學態度,使其熟悉科學方法, 提升學生縝密思考、探索真理及解決問題的能力。

如果不是幹話,那也至少會是空話了。今天對於物理教育的自我批判結論是,如果不是為了升許多人沒興趣讀的大學而讀高中物理那基本上應該是沒什麼好理由說服未來的準公民花一堆時間在學習高中物理

真是遺憾。每次自我批判的結果都沒辦法得到讓在社會上的任何一種階級任何一種工作的公民有必須要學習物理的好理由而不只是被制度強迫),去說服自己必須要學習高中物理的結論。而且,我所謂的學習,是「不學就違法的義務教育」。當然,我相信學了任何事物都會更好,但物理學真的有「這麼好」嗎?與其學物理,不如學情感教育情緒管理我認為這更是現代人所欠缺的情感智商」!

至於我有沒有科學素養?我覺得,好吧,或許我真的有那些(好像對生活毫無用處的、維基百科所列出來的)科學素養。但更多時候我對許多物理定律的認識根本不足以讓我了解或預測諸多生活現象。我怎麼可能知道明天會不會下雨?我更不會知道現在這水有多高溫,我也不會知道那兩個東西放在一起會不會爆炸,我也不知道怎樣打羽球比較好。基本上以實用意義上來看我一無所知我的科學素養在一般生活中幾乎沒有用武之地不僅生活用不到就連職場上也真的是幾乎用不到。至於那些說因為我不是在 Google、Microsoft、Princeton 高等研究院、中研院工作所以才用不到科學素養的人,我想說的是,我們的科學教育本來就不是為了培育更多能夠進高等研究院的人才而設計的,而且,我認為也不應該是如此

當然,生活中有不少人(這些人並不是只佔了全台高中生 1 % 左右的台大生)說我思考很快、表達清晰,但我一點也不覺得這與物理有關。如果這評價確實是真的,那麼我想這更大一部份是源於個性、興趣、哲學與台大環境給我的影響,而跟物理沒什麼關係。

關於 Ethan

我是高英倫,79 年次,桃園人,現居住於台北士林。台大物理系、化工系學士,目前就讀於台大電子工程學研究所,未來希望能朝向關於固態物理、半導體物理的研究前進。自 2008 年開始接高中物理家教工作,現已接過至少 65 位家教學生。教過國高中數學、物理、化學與大學的微積分與普通物理學。目前以教大學普通物理為主。關於物理教學研究,我興趣是物理史及其哲學,以及它們在教育上的應用。
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台大物理系畢業的我,是否比較有科學素養? 有 4 則回應

  1. Jia 說道:

    有關內文提到『前陣子我透過跟同學分享三種解釋運動的物理定律(分別是恩培多克勒、亞里斯多德以及牛頓的物理學)』
    我對三位人物有不同的解釋感到興趣,請問作者有關文章或詳細內容嗎?
    謝謝。

    • Ethan 說道:

      有的,待我整理好後再於此回覆提醒您!感謝 ^^ 不過,內容並不會很多就是了 😀 主要是想藉此在同學可理解、感受的程度去向同學展示三種不同的自然現象解釋方法。

    • Ethan 說道:

      你可以先看看我這篇〈亞里斯多德物理學〉,不過這並不是我教國三生的版本,畢竟內容太多了 😛

      http://www.ethanideas.url.tw/aristotelian-physics/

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