喚起好奇,就能啟動思考

從一到無限大:科學中的事實與臆測

(經濟新潮社《從一到無限大:科學中的事實與臆測》推薦序。)

我念高中時因為數學、物理和化學不及格而無法畢業。剛開始讀《從一到無限大:科學中的事實與猜測》很惶恐,因為想起當年的畏懼。很來很快轉為驚喜,因為讓我重新對這些領域感到興趣。

我在升學主義仍盛、大學聯考錄取率僅三成的 1985 到 1988 年念高中。當年老師授課非常考試導向,每堂課都是大量的事實填鴨以及解題練習。沒有老師覺得需要喚起學生的興趣。我學得特別辛苦,總是落在全班最後。

高中畢不了業,我只能拿肄業證書以同等學力考大學。還真的考上了。後來念了碩士,出國念了博士。我的專長,包括認知科學、認知心理學與語言心理學,或許與本書的領域有點距離,但依然屬於基礎研究。

2001 年回國任教,又是另一個新的挑戰的開始。學生對知覺與認知等基本心理歷程的刻板印象總是「太抽象,不實用」。

我跟學生說,愈基礎的學科和生活愈有關聯。你每分每秒經歷的現象都一定和課堂上講的知識有關,只是自己沒有意識到。說是這麼說啦,那我要怎麼讓他們意識到呢?

現象,特別是學生有機會親身觀察與體驗的那些,永遠是故事的起點。我會試著讓他們注意到這些現象並感到好奇。然後告訴他們科學家們對「為什麼」的臆測,如何檢驗各種假設,以及到目前為止最接近事實的發現是什麼。

我的目的很清楚:喚起學生的好奇心,讓他們有動機主動探索這個領域,包括但不限於認真讀教科書。我不會鉅細靡遺逐章逐節講解,因為那不會讓我有時間從現象展開故事。

事實上,當你能喚起好奇心,你也不需要講太多。學生自己會去閱讀、思考、舉一反三,並且來找你討論。我自己當學生的時候最能啟發我的老師也是如此。上課時就講幾個故事,但課後我們會非常熱切地想把那章書念完。

說到底,科學的本質正是如此。從現象、解釋、預測到控制,從經驗到抽象,一層一層上來。當然每個學科都有其嚴謹的研究方法。但一開始你總是得先注意現象、感到好奇並大膽臆測。之後才用得上那些方法。

讓事情變得有意義(making sense of things)一直是我認為跨領域溝通、或是任何日常溝通中最關鍵也最困難的事。意義是在溝通對象的心中形成的。你得讀他們的心,講他們的語言。

這本經典科普正是如此。用最貼近讀者生活經驗的方式串連並講解(本書出版時)幾個基礎領域的最新知識。以及更根本的:知識形成的過程。

知識怎麼來的呢?重要的發現往往來自一開始的大膽臆測(speculations)。你得先想到些什麼,才提得出假設,也才有後續的實驗驗證。而臆測的能力其實是需要訓練的。

數學定理可以證明。但是科學理論永遠不能被證明為真,只能被否證(也就是說,證明為偽)。當大家用各種方式都無法推翻一個理論時,它就最可能接近事實。當然日後仍可能被推翻。科學知識就是這樣逐漸更新與累積的。

不只基礎研究需要大膽臆測的能力,實務工作與生活中其實更需要。我們每天面對各種紛紛擾擾的現象,不也一樣要試著回歸現象,理出頭緒?而且也需要像科學家一樣,大膽臆測,並想個聰明的辦法驗證。

用白說來說好了。你要敢對某個現象大膽講出自己的猜想,講完不僅要盡全力試著打自己的臉,還要歡迎別人來試著打臉。但愛面子、怕講錯、怕犯錯、怕別人笑的文化讓我們很不擅長臆測。

提出假設之後就得驗證。未受過嚴謹科學訓練的人沒有否證的概念,總是傾向尋找支持自己假設的證據,而不是試著思考還有沒有別的可能。到最後很多人只相信自己想相信的事,實際上卻沒有足夠的證據支持。

臆測能力之所以需要訓練,還有一個原因。面對同樣的現象(證據),一般人傾向思考最複雜的假設。但受過良好訓練的科學家懂得奧卡姆剃刀(Occam’s razor)原則,思考符合證據的最簡單假設,不過度推論。

各個領域的專家經常有很強的直覺或洞察力。這樣的能力的本質基本上就是以敏銳的觀察力為基礎,敢大膽臆測,但也不過度推論;懂得驗證自己的想法,尤其是要懂得推翻自己。而這是需要長期修練的。

近年國內各個領域的科普出版品相當豐富。但整體來說仍以科學知識的彙整與傳播為主,談科學推理能力者較少。讀者的心態多半也只是從權威來源獲取零碎科學知識,而不是訓練自己的科學推理能力。

加莫夫的《從一到無限大:科學中的事實與猜測》相當難得地聚焦在我一直覺得科普出版最需要補強的面向。更難得的是原著七十四年前(第二版則是六十年前)就出版了,但讀來依舊新鮮。不論你原本對數學、物理與化學等基礎科學有沒有興趣,這本書都會重新喚起你的好奇,啟動你的思考。

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