形上集

實驗學家vs.理論學家

理論學家與實驗學家既勞心也勞力,對科學發展各有貢獻。

撰文/高涌泉

形上集

實驗學家vs.理論學家

理論學家與實驗學家既勞心也勞力,對科學發展各有貢獻。

撰文/高涌泉


40年前(1976年)10月,瑞典皇家科學院宣佈,諾貝爾物理獎頒給美國麻省理工學院(MIT)的教授丁肇中以及史丹佛直線加速器中心的教授芮克特(Burton Richter),獲獎理由是「發現一種新的大質量基本粒子」。這個消息傳回台灣,舉國轟動,因為丁肇中曾經在台灣接受初中、高中教育,大學考上成功大學、讀了一年,才前往美國密西根大學繼續求學,所以台灣對於丁肇中的成就,覺得與有榮焉。


丁肇中在諾貝爾晚宴上刻意以華語致詞,內容不長,但有深意,其中一段是:「中國有一句古話:『勞心者治人,勞力者治於人。』這種落後的思想,對在發展中國家的青年們有很大的害處。由於這種思想,很多發展中國家的學生都傾向於理論的研究,而避免實驗工作。事實上,自然科學理論不能離開實驗的基礎,特別,物理學是從實驗產生的。」丁肇中希望由於他獲獎能夠促使發展中國家的學生「注意實驗的重要性」。


丁肇中成長於傳統社會,何以能夠避開他所言「落伍思想」的影響?其實他在密西根大學攻讀博士期間,也一度想鑽研理論物理,但由於受到該校一位老師的啟發,才下定決心投入實驗。這位老師是理論物理學家烏倫貝克(George Uhlenbeck),以提出電子自旋概念聞名。丁肇中在選擇研究方向舉棋不定之際,就教烏倫貝克教授,他對丁肇中說,和普通的理論學家相比,普通的實驗學家對於科學的用處更大;在理論物理領域,能做出有用研究的人很少,但是實驗工作多少都能有些價值。這番話點醒了丁肇中。


對於理論與實驗的關係,法國數學大師龐卡赫(Henri Poincare)有過這樣的闡述:「科學是建立在事實之上,就好像房子是用石頭所建造,但是就如同房子不僅是一堆石頭而已,僅有一堆事實也不是科學。」龐卡赫所點出的即是實驗學家蒐集了很多關於大自然的「事實」,但是如果沒有人把這些事實組織起來,成為有系統的知識,這些事實也不會有太大意義。以龐卡赫的石頭比喻來說,烏倫貝克的看法可解釋成你如果有本事設計出漂亮的房子,去做無妨,如果不行,就當個搬石頭的工人,因為這樣也有貢獻。


不過烏倫貝克並沒有全面性評價各種理論工作的意義,他似乎只強調了愛因斯坦相對論這種等級的理論,難怪他會說「能做出有用(理論性)研究的人很少」。然而眾多驗證性、計算性、試探性的理論工作,也是科學進展中所不能缺少的,就好比固然一棟建築的整體設計理念最為根本,但是每個房間的細部規劃也都是必要工作。


沒有科學經驗的人讀了丁肇中的晚宴致詞,可能以為理論學家就是「勞心者」,而實驗學家就是「勞力者」,這當然是誤解。以丁肇中目前所主持、在外太空尋找反物質的實驗為例,這項實驗必須利用太空梭把巨大的偵測器送上太空,由於偵測器到達太空之後,一旦出錯就難有改正的機會,所以他曾在演講中說,自己在太空梭發射之前,花了幾小時,把整個實驗「想了一遍」,確信一切沒有問題之後,才放下心。所以實驗工作既勞力也勞心,理論工作也是。


韓國首爾大學科學史家金永植研究儒家對科學的態度,發現儒者「格物」的對象除了道德和社會問題之外,雖然也包括自然現象、承認專研特定科學領域的重要性,但他們覺得與道德和社會問題相比,專門知識並沒那麼重要。金永植在〈儒學與東亞的科學發展〉一文中說,拿朱熹來說,他雖然也研究過專門領域,但是「他對專家沒有很高的評價。對他來說,他們僅是專門領域的技術能手而已。」


我以為無論是理論學家或實驗學家,從傳統儒家文化的角度來看,皆屬「勞力者」,只能治於人。能夠治人的「勞心者」所關心的是類似「仁、義」的抽象觀念,不會包括自然科學理論。


更多相關文章

2018年9月199期腦中第七感 雜誌訂閱

本期最新文章