物理早自習

序曲 

18頓美味早餐，通識一門物理課

近來我已經學乖了，不再隨便跟人家說我是物理學家。每次與一個新朋友初次認識後不久，我總會碰到這樣的問題：「您是從事哪一行的？」我以前傻傻的，總是據實以告：「我是物理學家。」然後我會看到對方的眼中流露出一股憐憫的表情，令我渾身不自在。久而久之，我決心不說自己是物理學家，現在碰到同樣的問題，我總是說自己是材料科學家。

這個答案讓問的人比較沒有壓迫感，也覺得比較有意思，通常還會引出進一步的話題。例如：「材料科學家都做些什麼？」我會說，我在康乃狄克大學負責一個研究所，而這個研究所，專門研究各種材料的特性。職業的話題通常談到這種程度就差不多了，接下來我就迅速換個話題，談些別的。

如果朋友問的是：「材料科學是什麼？」我就回答說，是研究組成世界上所有東西（包含人在內）的材料或物質，研究這些物質的物理特性與結構。一講到這裡，通常問的人就會改變話題了。

如果新朋友的好奇心非常強，問得更深入，我會對他解釋自己的研究興趣是找出物質裡個別原子的物理性質，以及這些原子如何影響了物質表現出來的特性。通常說到這裡，面前的新朋友常會告訴我，他（或她）有些害怕物理，也不太習慣和物理學家面對面談話，不管什麼原因，絕大部分的情況是，話題會就此打住。

但也有極少數的例外，居然能把這個話題談得更深入。有的時候，我會說出自己還編寫過幾本物理課本。通常聽到這件事，對方的反應常常是：「如果你能寫一些我們這些外行人看得懂的書，就太好了！」

幾年前，我親身經歷了一次我們這些物理學家最擔心的情況。當時，我在耶魯大學的紐海文醫院等待割喉嚨（應該說切脖子）。在手術前的準備室裡，負責這次頸動脈手術的外科醫生和我聊天，緩和我的焦慮。他一聽說我是物理學家，非常同情的看著我說，他知道學物理的艱辛，他在讀大學的時候，物理成績非常差，害他差一點進不了醫學院。

我聽得冷汗直冒。現在，你們知道對陌生人承認自己是個物理學家，為什麼不是好主意了吧？

在聊過天的朋友當中，女性朋友表達出來的同情與關切，更勝過男性朋友，尤其是未婚女性，當她們知道我仍是個單身漢時，關懷之情更是溢於言表。我一個人去搭加勒比海郵輪散心的時候，就碰上這麼一位非常關心我的女性新朋友，令我感動與心動，結果在旅程結束之前，我就忍不住向她求婚了。

貝慈是個很有才華的心理學家，專長是學齡兒童的行為管理。而物理教授對於調皮搗蛋的小鬼，總是覺得束手無策、疲於應付。一位很成功的兒童心理學家，怎麼會喜歡我這樣的科學怪人呢？貝慈從來沒有告訴我原因，只是一再表示，她自己從來沒有把物理學好，因此非常敬佩在物理上很有成就的人。

貝慈是明尼蘇達大學的心理博士，已經有九年沒碰物理學了，但她仍受過一些科學上的訓練，尤其她修過科學哲學課程，在這門課程裡，她發現大自然的法則是非常簡單的：對於自然現象，最簡單的解釋往往是正確的。雖然沒有真正上過物理課，貝慈卻了解，身為一門最基礎的科學，物理學對自然現象的解釋一定是最簡約的，因此她相當遺憾自己沒上過物理課。她天生好奇，樂於知道保險絲是怎麼發揮功能的，火箭是怎麼飛的，或者為什麼白天的天空是藍色的，傍晚時分卻彩霞滿天。我們一起吃早餐的時候，她總是愛問東問西，不肯離開餐桌。

其實不僅是貝慈，很多小孩子，尤其是女孩子，在學物理的過程中，遭遇到許多挫折，而我早年學習自然科學的經驗，卻大部分是正面的。我發現所有的科目，尤其是數學，都非常簡單，我也喜歡老師慷慨給予我的關注和鼓勵，他們常誇我是「小愛因斯坦」。

為了不辜負老師對我的期望，我從小就立志要做個像愛因斯坦的物理學家。當然，我小的時候並不知道當個物理學家是什麼意思，只知道這跟同學想當會計師、醫師、律師或棒球選手的志向是不一樣的。等我進了大學，念了物理，我才明白，物理這門學問的樂趣或挑戰，與別的同學選擇的領域一樣，但它仍讓我著迷不已。一直等到我辛苦念完所有研究所的課程，我總算知道，做個物理學家和當愛因斯坦並不是同義詞，但是生米已經煮成熟飯，我沒法回頭，只好繼續向前走。

為什麼物理會讓這麼多的人望而生畏？事實上，物理並不比大學裡的其他課程難。物理看起來很難，可能是因為非物理學家的穿鑿附會，而物理學家又喜歡裝模作樣，故示神祕。我也發現在自己當了物理老師之後，覺得用數學語言來表達或描述某種現象，比用普通的詞彙去說明解釋，要容易多了。難怪很多物理老師會樂此不疲。可惜的是，這種風氣使得一些準備功夫下得不夠的老師，讓學生覺得物理是一門很難而沒有趣味的課。

我在大學裡，最討厭、最害怕的課是詩歌。從那時起，我從來沒有喜歡過詩歌。但是我聽說非常高明的老師，能把詩歌講得讓人如醉如癡，吟詠不已。

關鍵就在於，你碰到的老師高不高明。因此，和貝慈結婚之後不久，我就決定寫一本物理書，讓一般的學生，不管是念文科的、還是念理科的學生，都覺得淺顯易懂又有趣。我慢慢朝這個目標前進之際，想起來的都是我和貝慈在早餐時的閒談。就好像《一千零一夜》的故事那樣，我寫了一本物理的早餐故事。

下面，就是珍藏於我記憶裡的早餐故事……

摘自《物理早自習》序曲

國立清華大學核子工程系畢業，原子科學研究所碩士。曾任職於臺灣多個重要的能源發展單位。翻譯過多種科普書籍，包含《費曼手札》、《隱藏的邏輯》、《統計改變了世界》、《幹嘛學數學？》、《物理馬戲團》等。