轉系與跨領域學習:科學、歷史與科學史的可能關係

科博文Says:成大歷史系陳恒安教授以自身經驗出發(大學主修環境科學、碩士班主修生物、博士班攻讀科學史),指出自己如何逐漸領會到,科學其實是「基於人類各時代知識與技術條件所發展出來,一套對大自然的特殊提問與解答方式」,而透過研讀科學史,可以將許多不被科學研究者「視為問題」、但實際上深刻形塑了科學面貌的議題給「問題化」,例如「是哪些人從事科學研究」、「這些人從事科學研究的目的是什麼」、「科學、技術、經濟、社會、文化等物質與非物質因素的交纏如何影響了科學知識的生產」。 😛

作者:陳恒安(成功大學歷史系副教授)

日前參加轉系面談,一位理學院大二同學自我介紹,娓娓細述「棄理從文」的心路歷程。除了長期以來嚮往文史領域,認為科學知識不完整,無法經由科學觀點全方位認識世界,成了換跑道的重要考慮因素。這位學生成績優異,清楚志趣所在,對於未來也有所規劃。以歷史系面談委員的立場,當然非常歡迎這麼一位對歷史真正感興趣的學生。不過,面對這樣的理由,幾位面談委員卻也同時感到納悶。為什麼這位學生會認為轉到歷史系之後,不需擔心所學知識將側重文史哲?難道學院中的文史哲訓練,便足以提供學生掌握知識完整性的能力?

為什麼有學生認為研讀科學會造成知識偏食、難以探索世界的整體性?(圖片來源:mars_discovery_district@flickr)

國內大學的理科教育,如果本質上沒有太大改變的話,大學二年級的課程應該還沒真正踏入科學研究領域,充其量只觸及科學(系統知識,大有多答案),還不到研究階段(探索未知,無標準答案)。根據自己過去的經驗,理學院大一的主要課程都是共同科目,科學課程通常是微積分、普物(實驗)、普化(實驗)、以及普生(實驗)等課程。大二後才逐漸進入各專業次領域的基礎及進階課程。以化學相關學系來說,可能是有機化學(實驗)、生物化學(實驗),或化學數學之類的課程。這階段的大學課程設計,著重基本概念與知識的傳授。即使是實驗課程,也著眼於讓學生熟悉實驗設計、方法與基本操作技巧。在理論層次上,實驗的目的,在於幫助學生了解,抽象的科學理論與自然界之間是如何透過實驗而產生關聯。或者說,這個階段的實驗只是種讓科學概念視覺化的技術,強調實驗true to theory,而不是true to nature的特性。簡單來說,大學初階的實驗課,並不是用來探究自然界中的未知現象,而是讓學生逐漸熟悉廣義的科學實驗文化。理學院的學生,除非資質與興趣特出,否則以大二的學生來說,應該都還沒機會踏入科學研究的主廳堂。如果是這樣,為什麼學生會有刻版印象,認為研讀科學,最後會造成知識偏食,以至於難以探索世界的整體性?或者,學生的擔心,是因為看到科學強調數據、操作與應用,而忽略精神、價值與意義的探索?

我們的教育,特別是科學教育,究竟是哪個環節出了問題,讓學生產生如此誤解?這位學生的反應讓我想起自己轉行的經驗。我自己環境科學系畢業後,考上生物研究所,畢業後申請進修科學史。大學時代,急切地吞食各種知識,無組織地任其延伸並連接。除了必修選修課程之外,新左派、結構主義、心理分析、綠色思想、科學哲學、科學史、科普、經濟學、中西哲學史、新儒家、新詩、小說、老莊、邏輯,甚至拓樸學與非線性函數都是涉獵的內容。大三、大四時,很幸運跑到生物系選修了林俊義教授開設的生物哲學,以及歐保羅教授開設的生物科學史。這兩門即使在現代的生命科學系中仍屬難得一見的課程,讓我有機會從科學史與科學哲學的角度再次認識科學。當我知道許多科學理論或觀念是由特定的問題意識出發之後,我發現科學更有趣了,雖然也同時發現科學變得難以理解。有趣,是因為我漸漸發現科學與世界的交互作用,遠比過去所了解的更複雜,但是也更具人性。科學並不只是定律,而是基於人類各時代知識與技術條件所發展出來,一套對大自然的特殊提問與解答方式。學習科學並不是挑戰解題而已。另外,也正因為科學的複雜性,讓我相信讀理工科不必然會染上以化約觀點看待世界整體的缺點。當然,能欣賞科學複雜性的前提是了解科學並非「我來、我見、我征服」那麼簡單的邏輯。其實,以化約方式研究,並不代表研究之後不能再以整體觀點關照世界。就像醫師開刀時會以布遮住身體,留下必須處理的位置;但是開完刀後,醫師還是得照護病人這個整體。

至於更難理解科學的感覺,至少就我個人唸到碩士班的經驗,指的是,台灣的科學教育,似乎總讓我們以為自然界,就等於課本中所提到的科學理論所描述的那般。然而科學史中的案例,卻不斷指出人類歷來對世界的不同理解。這些案例甚至進一步質問,每個時代到底是哪些人從事科學研究?他們(很少她們)熱切從事科學研究的目的是什麼?案例帶出來諸多問題,很難不讓自己聯想當代科學研究的目的與意義?學生都不否認,科學知識具有不斷修正的特質。也相信自己所使用的科學課本,未來一定會有修訂新版。不過,光是這點體認,並無法讓學生進一步思考科學知識具有暫時性這樣深刻的哲學問題。更可惜的是,這些非科學技術性的思考,往往只能在公開演講時博得重視,但是現實上卻往往落得「我不考故我不在」或者「考試不考、老師不教」的窘境。

缺乏歷史、社會或知識脈絡的科學,讓我們在學習科學的歷程當中,常將科學觀與科學知識混為一談。這個混淆,使得大部分的學生都無法清楚明瞭,當我們提到「科學」時,究竟指哪各層次?

「科學」若指科學知識,各位一定能默背出許多科學事實、理論、定律或公式。不過若提到科學宇宙觀呢?各位是否想過自己是如何理解這個世界?或者,是否清楚自覺自己受到科學宇宙觀的強大影響?請先看看以下的是非題,猜猜答案會是什麼?

  1. 1. 我們所在的宇宙是唯一的宇宙
  2. 2. 在宇宙中,地球極小,且「未」居中央
  3. 3. 科學教科書裡寫的大部分都正確

我想,這如果是考題,大部份的讀者都應該回答「○」。為什麼?很清楚地,這就是我所謂的科學宇宙觀,我們對於大自然的認識,基本上都是藉由科學概念來描述。不過,科學宇宙觀不必然是論證嚴謹的科學知識。因為,知識為了傳遞,往往被簡化、直觀化,並且逐漸具有不可否認的確定性,甚至還沾上隱喻的色彩。例如,我們從沒親眼「看」過基因,以細胞學的角度,頂多只是看過課本上果蠅染色體照片上的一小段。現在的分子生物學,往微觀層次更進一步。書本中常可看到彩色的DNA序列圖片,附帶說明這小段攜帶訊息的分子是基因。不過,無論基因是什麼,我們都已經把基因這個概念視為生命奧秘之所在,也用來指稱事物的本質或訊息,例如有人發明《漢字基因字典》,甚至有人談起《基因色彩》。

科學宇宙觀雖然提供我們認識世界的架構,或者說觀察世界的角度,甚至掌握世界的某些質性。不過,因為我們已經太熟悉科學宇宙觀,所以經常無法理解我們自己究竟是藉由什麼觀點來思考世界。在台灣的朋友,其實很幸運,我們身邊有許多經驗可以提醒自己,反省這習以為常的觀點。大家不陌生的中醫或武俠小說(電影),其實就是最好的範例。一般而言,我們很習慣以西醫的理論,即注重結構與功能的解剖學、組織學、生理學、病理學等等方式理解身體。因此,當我們生病時大多以西方醫學的方式來賦予「不舒服」意義,並進行治療。譬如,我們會說流行感冒是因為病毒感染,不必吃抗生素;運動跌倒腳踝韌帶受傷,須立即冰敷;乃至小朋友健康衛生口訣,洗手需「濕搓沖捧擦」,燒燙傷則要謹遵「沖脫泡蓋送」等。除了西醫的概念語言之外,我們同時也用中醫的方式理解,並照顧身體。例如,長輩常說,生產完坐月子要吃麻油雞,或者看到無精打采的人都會關心地問聲,怎麼「氣色」不好。

可惜台灣的科學教育,並沒提供機會讓我們接觸,甚至進一步比較科學與其他文化體系思惟方式之間的異同。直到最近,在大專院校或社會中,我們還是能很輕易地可以碰到許許多多的朋友,無法忘卻中學科學課的考試經驗。不愉快的記憶,讓這些人一但離開學校,便急於與科學揮手道別!反正只要會用iPad、iPod、iphone、會開車;可以上網購物、聊天、下載檔案、查資料等等不就是過著科技新生活了嗎?

科技時代台灣卻仍出現「王老師末日預言」,是我們的社會「理盲又濫情」嗎?(圖片來源:我是魚夫@flickr)

沒錯,當代的確是科技時代。我們身邊充滿各式各樣的科技產品。不過,各位是否也發現,科技時代卻也同時出現各式「老師」、「生命導師」甚至「神棍」?真的只是我們的社會「理盲又濫情」嗎?或者因為我們的科學教育,或科普教育失敗,導致國民缺乏科學素養?又或者,是因為我們的科學教育實施得「太成功」?以至於沒辦法放進套裝標準裡的經驗只好訴諸其他權威?譬如,科學教育中談論「科學態度」時,是把「相信現象的變化有其原因,要獲得什麼結果需營造什麼變因」視為具有科學態度的行為表徵之一。不過,並非世間所有事物,都可以用在時間序上「若p則q」這樣的因果關係解釋。如果認為科學的因果推論可以用來理解世間所有事,那這種科學教育反而更不科學。因為,以為世界只能依賴上述因果關係理解的學生,一旦在現實中發現有些時候並不是「有input就會產生預期的output」時,那麼他們是否就會對科學產生懷疑?結果難保不會把他們推往「不科學」的陣營,尋找那些無論如何都可以提供解釋與意義的生命導師吧!

當然每一世代都有自己不同的任務。我們今天身處的世界,科學、技術、經濟、社會、文化等物質與非物質因素交纏的複雜情況更勝以往。科學教育有其遠景、使命、目的與重點範圍。可是,我們渴望能有機會更全面地了解「科學與技術」的特性。這時,科學與技術史,或許可以被期待是那個能跨越學科分類障礙,解決科學教育難題的幫手之一。我們也可以看到,科教界並非沒有努力,部分科學教育研究者積極研究科學史融入科學教育的影響。不過,融入什麼?如何融入?卻一直都是待解的難題。

不過,關於科技史或許有幾點可以先澄清一下。研究科學或技術發展歷史,並不在典藏「光榮」的過去,也不在傳誦科學的進步神話。我們希望透過歷史研究,提供具有歷史洞識的反省案例,作為定位未來的參考。最簡單的說法,可以如下:研究科技史至少要能讓我們了解當代文明中,最具形塑社會力量的知識體系的特色。我們可以清楚看到,科學論證與駁斥習慣已逐漸成為決策過程的重要理性基礎。在民主的社會中,科學家與技術專家,早就以專業人員的身分涉入許許多多的政策決定。二戰中的原子彈,台灣的衛星發展、疫苗發展、生物科技產業乃至防災研究等等,都可見科技人員的身影。科學與技術實在太過重要,以至於我們不得不對它多付出一些關心。

科技史教育或普及可發揮之處或許有二。首先,科技史著重科學知識生產的過程,科技史中的案例能夠提供學生了解現代科學實際操作的方法,讓讀者「感受到」科學發展是偶然與必然的結合。另外,特別是對理工科的學生來說,科技史的內容比起一般史,更貼近專業,學生或許更容易親近。其次,教師可以把科技史放在文化史或通史的架構下講授。例如,美國現代史若談到交通發展,可以從引擎、車輛、經濟、貿易、政治談到軍事發展。如此一來,主修科技的學生便能透過科技產品形塑社會的過程,掌握到什麼是歷史與科技的關係。

最後一點想法,對於習慣以系所分類知識的學生,若有意進行跨領域溝通,應該下點基本功。首先自己專業的掌握當然是前提,其次才是大致了解對話學科特殊的方法學、認識論以及發展史。若能如此,認識世界的整體性與系所選擇,就不會有太大的關聯。

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