The Prism and the Pendulum 《如何幫地球量體重﹖—史上最美的科學實驗》,Robert P. Crease著,蔡承志譯,台北﹕貓頭鷹,2007 (探究科學實驗之美—《科學人》雜誌書評) (另外,一篇對中譯本的批評)
好有趣的書。 有趣並不是因為「好笑」,而是因為「知性」上很有趣。 也不是因為科學(這本書講科學史,讀者的科學底子反而不重要),而是因為「美」。 一種少見於科學書籍的題材。 講大自然之美的書,自然不少。例如那些蝴蝶圖集,甚至是《星星.月亮.太陽》(牛頓特集)裡面的精彩圖片、哈伯太空望遠鏡的深空照片都屬這類。 但這本書的「美」,不是這些表面上、可以一眼看出的美,而是知性上、需要理解才體會到的美。 (不過如同前述,並不需要科學底子……當然,懂的話就更好。正如書末討論的宇稱不守恆,早已超出我的知識範圍,雖然這不影響對本書主題的了解。) 書名已經告訴大家,這本書說的是「實驗」的美。 對於很多讀者來說,「實驗」說得上「美」,似乎是一件很奇怪的事。 不過,如果看倌在實驗室裡工作過(不是指學生上實驗課﹗),應該會有印象。 因為不少時候,科學工作者是會用上「靚」來形容實驗或實驗結果的。 一般而言,「靚」就是指得到理想的結果,好到無法質疑。 而一個「靚」的實驗,就是一個設計精美、簡單明確,可以得到「靚」結果的實驗吧﹖ 作者說美包括「深度、效能和明確」,他認為「美的實驗」有以下特質﹕ 1. 簡明—實驗設計簡單、沒有不必要的部分,容易理解 2. 深刻—深入揭示大自然運作,令人類對自然的了解有重大轉變 3. 決定性—實驗的結果就是定論,不需要進一步推論或歸納
本書選取了十個知名實驗作介紹﹕ 1. 埃拉托塞尼斯(Eratosthenes)測量地球圓周(子午線)—古希臘時代。 2. 伽里略﹕比薩斜塔實驗的傳說。 3. 伽里略的斜面實驗。 4. 牛頓用稜鏡把太陽光分成彩虹的實驗。 5. 卡文迪什測量地球重量。 6. 楊氏顯示光波動性質的干涉實驗。 7. 演示地球自轉的傅科擺(Foucault Pendulum)。 8. 密立根測量電子電荷的油滴實驗。 9. 拉塞福發現原子核的金箔實驗。 10. 量子力學的波粒二象性﹕單一電子的自我干涉。
作者介紹實驗,並不在於實驗的技術細節,而是介紹實驗的「前因後果」。作者會介紹那位科學家的背景,和當時的學術背景—為何需要研究、這個實驗為何重要。進行實驗時的逸事、遇到的困難。還有這個實驗對於科學界的影響。 而且每章之後,都有一段相關的文章,討論科學和「美」的關係。既然要講求「客觀」,科學家的個人特質,似乎跟科學發現沒有關係。但其實科學家的主觀心態,對於科學發現的形式,還是有很大的影響。 至少在實驗設計而言,外人眼中的機械程序,其實只是科學課堂演示(demonstration)的錯誤印象。真正進行研究時,科學家其實是在迷霧中前進,有很多地方需要創意。 --- 文學家或宗教家,有時會認為科學發現破壞了神秘的朦朧美。(甚至有人說太空人上月球毀滅了嫦娥的神話) 如果真的只有假象或者朦朧才算「美」,那麼他們沒說錯。 但對於欣賞科學的人而言,了解事物背後的原理,只有令人對大自然更為讚嘆。 「這就是自然科學的使命﹕ 去證明奇蹟並非不可理解,去揭示理解奇蹟的方法—卻不是去毀滅奇蹟。 因為當我們解釋了奇蹟,揭露了它們隱秘的肌理, 一個新的奇蹟必將出現,顯示複雜是如何從簡單編織而成的。」 —科學作家河弼.西蒙 (Herbert Simon) (註﹕要找到這人的英文名,原來不難。但要肯定他說過那番被譯成中文的說話,就很難、很花時間。)
了解得越多,能夠欣賞的也越多。逃避並不是解決的方法。 見到雙螺旋,有人會立即想起基因改造的「惡魔」。 我卻為了,原來所有的生命,都有相同的基礎而感動。 「天地與我並長,萬物與我為一。」—《莊子.齊物論》
這難道不是一種類似宗教、藝術的情感嗎﹖ 那些基要主義者,認為演化論會破壞道德、令人墮落。 當我看到一棵「演化樹」的時候,我反而覺得地球上的生命俱為一體、唇齒相依。 相比起基要主義,能夠明白到演化的深層意義,恐怕對個人道德和世界和平更有幫助。 科學不等於美,真亦不等於美與善。但離開了真,就沒有善與美。 這是我一直堅持的。 正如作者在介紹第一個實驗後說﹕ 「儘管我們周遭的大半事物,都稱許大即是好,頌揚即時和支配,這項實驗卻推崇見微知著,一葉知秋,也彰顯大小萬物總是交互牽連,這也具有揭發真相之力。」
科學之所以美,亦是如此。 --- 這本書,算得上是迷你的西方科學史。 雖然,很明顯,沒有介紹中國的。 挑骨頭時間﹕ p.15 第四行「證據」應是「證明」。 p.24 哥倫布航行證明了地球不是平的。那不是麥哲倫嗎﹖ 「有些星體,則始終是在北方升起,並在南方下沉」應是東方和西方。 「遙遠的東(非洲)、西(亞洲)兩方都可以見到大象」,很明顯是調轉了。 p.176 「……眼前模型的簡單易懂性以及這類模型與我們所知的其他一切能融會貫通等等。」 要那個「性」字來幹啥﹖ |