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天下文化首頁 主題 費曼:「嘗試用『火星人』的角度觀察地球!」你將發現一個美妙的世界
科學自然

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2021.05.03
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費曼的主張:誠實.獨立思考.不知為不知
物理大師費曼有著充沛的好奇心與求真心,他常用前所未有的手法,有效的解決物理難題。費曼自稱,他對量子電...
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費曼:「嘗試用『火星人』的角度觀察地球!」你將發現一個美妙的世界



圖片來源:Unsplash

科學就是耐心

在森林裡和父親散步時,我學到很多東西。例如說,在雀鳥的例子中,父親不會提牠們的名字,而會說:「看,注意雀鳥總是在啄自己的羽毛。牠經常啄羽毛。你猜,牠為什麼會啄自己的羽毛呢?」

我就猜,因為羽毛亂掉了,而牠嘗試將羽毛整理好。父親說: 「好,那羽毛什麼時候變亂了?或者說,羽毛是怎麼亂掉的?」

「當鳥飛行的時候。牠走來走去的時候,一切都沒問題,但當牠飛行的時候,羽毛就弄亂了。」

然後父親會說: 「照你這麼說,接下來你就會猜,跟『羽毛已經整理好,而在地面上已經走了好一會兒』的情況相比較,結果應該是當鳥兒剛著陸的時候,牠比較會去啄羽毛。好,讓我們看看是不是這樣。」

於是我們就周圍看看,仔細觀察。結果發現,就我們所能分辨的看來,無論在地上走多久,或者是剛剛飛行完畢,雀鳥啄羽毛的頻率都一樣,而不單只是飛行之後而已。因此,我的猜測錯掉了,而我想不出正確的理由,這時父親才揭開謎底。

這是因為雀鳥身上有蝨子。父親教導我說,羽毛上有很多碎屑掉下來,那是可以吃的東西,蝨子就吃這些東西。而在蝨子的身體上呢,牠們腿上的關節中會分泌出一些蠟,而有一種能以這種蠟維生的小蟲就住在蠟裡面。對這些小蟲子來說,這種食物來源太豐盛了,牠不太能將它完全消化,於是從尾巴分泌出一種飽含糖分的液體,而在這液體之中,又有一些小生物住在那兒......。

事實上,他說的不大對,但態度是對的。首先,我學到了寄生蟲,一隻寄生在另一隻身上......又寄生在另一隻、另一隻的身上。

第二,他接著說,在這個世界裡,只要有能吃進肚子裡、能維持生命的食物來源,就會有某些生命體想出辦法來利用這些食物;而任何剩下來、多出來的東西,也會有其他生命體把它吃掉。重要的是,儘管我沒有追蹤到最終的結論,這些觀察結果就已經是一片神奇的黃金,帶來神奇的結果。這真是美妙之極的事情。

假如有人告訴我,要進行觀察,列一張表,寫下來,做這些、看那些。而當我寫好我的觀察名單,他們就只是把這單子和另外一百三十張單子疊在一起,夾在檔案夾裡,那麼我學到的就只會是:觀察到的結果都是滿沉悶的東西,從中得不到什麼。

我想,至少對我而言很重要的是,如果你要教別人進行觀察,你應該讓別人看到,從觀察中可以得到一些美妙的東西,那樣我才能學到科學是做什麼的。

其實,科學就是耐心。如果你用眼睛看、用心看、專心一志,從中就會得到很好的回報。雖然並非每次都能這樣,但結果是,當我長大成比較成熟的人之後,我就會不怕辛苦,一小時一小時、甚至經年累月研究題目。

有時候要很多年,有時候不用那麼久;許多時候都失敗了,很多東西跑到字紙簍裡;但就像我小時候已經學會了去預期「偶然會從觀察裡找到一片黃金經驗,發現新的理解」 ,所以我會很有耐心的繼續做下去。因為我沒有學過的,是「觀察只不過是些不值得做的事。」

請告訴小朋友,這是個奇妙的世界

順便一提:我們在森林裡,還學到了其他東西。我們就那樣在森林裡散步,盡情觀察、討論很多事物。例如討論生長中的植物,樹木為了陽光而掙扎、它們如何盡力往上生長,但同時要解決將水分送到三十五或四十英尺以上的問題;而位於地面上的矮小植物又如何找尋穿透到地面上的陽光、如何生長等等。

當我們看完了這一切之後,有一天,父親又帶我到森林裡,說: 「這些日子以來,我們在森林裡不斷的觀察,可是事實上,我們只看到其中的一半,剛好一半。」

我問: 「你的話是什麼意思?」

他說: 「我們一直在觀察這些植物怎樣生長,但相對於每一丁點的生長,就一定有同樣分量的衰腐,否則物質會永遠的只有被消耗掉。逝去的樹躺在那裡,耗盡了它從空氣中、從地表上汲取回來的一切,不會就那樣回歸到地表或空氣中,而由於缺乏維生的材料,因此也長不出什麼來。因此,相對於每一丁點的生長,一定會有剛好同樣分量的腐爛衰頹。」

接下來許多次,每當我們在森林裡散步時,我們會把老樹樁弄斷,看到裡頭奇形怪狀的蟲子和長出來的蕈和黴菌。這無法讓我看到細菌,但我們看到、體會到那種使堅硬剛強的東西軟化衰落的效應。我看到,森林是一個永不停息、將物質轉來變去的過程。

我父親有很多這類關於各種事物的奇怪描述。開頭,他會這樣說: 「假定火星有個人跑到地球來看看這個世界。」這是個「看看這個世界」的好方法。

再舉個例子,我在玩電動火車時,父親跟我說,這世界好比是一個用水推動的巨大輪子,巨輪上接了很多銅線,四面八方向外延伸;另外還有許多小輪子,巨輪轉動時,所有的小輪也轉動起來。巨輪跟小輪之間的關係只有銅和鐵,沒有其他了,沒有其他會動的部分。你轉動這巨輪,各地的小輪子都轉動起來,而你的小火車就是其中之一。

父親告訴我的,是個很奇妙的世界......

【書籍資訊】
《費曼的主張:誠實.獨立思考.不知為不知》


出版日期:2021.04.27

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