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常態科學解謎與拼圖式創意

幾十年來科學家雖然還很努力地了解世界,好奇大自然的奧祕,但實際上科技的生產方式與社會對科學專業的要求已經有很多不同。
 
 
 
我在大學部與研究所開設過「科技與社會導論」課程。對很多人來說,經過這幾年國科會與教育部的提倡與支持,比方說邁向第二個十年的本專欄,這些課程在各大學的接受度似乎愈來愈高。但或許是在研究型大學開課的關係,我的學生多半愛聽社會批判,較少用類似角度思考科技活動。做為生醫準從業者,他們無法接受他們要從事的是「有問題」的專業。有次一位同學到辦公室向我抱怨:「老師,為什麼你們的課都這樣批判科學?我們是科學家,也會對人類有所貢獻啊。」

「與其他專業相同,科學家當然對人類有貢獻。」我回答。「但這門課想跟大家分享的是:幾十年來科學家雖然還認為他們跟幾百年前的牛頓、伽利略一樣,很努力地了解世界,好奇大自然的奧祕,但實際上科技的生產方式與社會對科學專業的要求已經有很多不同。想想看我們關心的五年五百億補助與世界大學排名,它們是了解科技與社會的開始。」

我們聊起政府近年在大學的改革,一方面強調產學合作,要求大學呼應社會需要製造學生,另一方面凍結研究所設立,補助博士接受產學訓練以增加就業機會。產業固然不是科學家的必然出路,但學校或研究機構顯然也不是這些學生的唯一選項。「這些狀況或許你們還沒有感覺,卻與你們的未來息息相關。簡單說,我們希望打造有反省能力,從自身來改變專業,貢獻社會的新一代科學家。」同學迷迷糊糊點點頭,似懂非懂。

的確,反省專業說來容易做來難。在講究細密分工的今天,大多數主修科技的學生沒什麼機會跳出設定好的訓練軌道,思考「我為何學這個」。科技與社會研究的先驅者之一的孔恩(Thomas S. Kuhn, 1922-1996)就是好例子。他是哈佛的物理高材生,分別於1946年與1949年在同校取得碩士與博士學位,專攻量子力學在固態物理上的應用。從學經歷看來,孔恩是專才教育的典範,在好學校求學,成績優異,一路順遂地成為專家中的專家,前程似錦。

不過,來自校長的邀約改變他的人生規畫。當時的哈佛校長James B. Conant是化學家,但歷經曼哈頓計畫的社會衝擊,深知科學普及的重要。因此,他擔任校長後不但恢復原有的科學史系,還自己跳下去上科學概論(on understanding science),希望能讓文科學生多了解科學。

1947年春天,Conant找上年輕的孔恩,跟他一起研發教材(也就是未來的Harvard Case Histories in Experimental Science一書),給他優渥的哈佛年輕學者(Harvard Society of Fellows)機會,要他接下科學史的課程(他自己準備開科學哲學)。還是博士候選人的孔恩終究得到「偏離」專業的機會。

接下的故事對本專欄的讀者不陌生。如孔恩在The Essential Tension論文集的序文自述的,在準備過程中,孔恩嘗試了解亞里斯多德的力學,卻不得其門而入。直到在1947年某個夏日午後,孔恩在放棄現代概念後,終於頓悟亞里斯多德的物理世界,也開啟他探討典範間「不可共量」(incommensurable)的概念。

回到專業,我們好奇孔恩怎樣處理他鑽研這樣久的科學。1948年1月他當起哈佛年輕學者,用1年時間完成博士論文,同時教科學史,「把自己讀進這個領域,並建立起我自己」。在這3年間,他徬徨過,困擾過,尋求過心理分析的協助,但他終究以科學史與科學哲學的研究者確認自己跟科學的關係。孔恩在年輕學者結束後繼續教授通識與科學史,1956年起任教於加州柏克萊大學哲學系,1961年升任教授。這時,他已經完成革命性的《科學革命的結構》初稿了。

從表面上看,這段經歷讓孔恩「棄武從文」,從物理學者變成歷史學家與哲學家。但是對於當時還很新穎的科技與社會研究來說,與其說孔恩「轉行」(他確實從專業的物理研究者變成人文領域的教授),還不如說他企圖從歷史與哲學中重新界定一門與科學互為表裡的人文科學,後者為前者在歷史上找出發現自然的規律與邏輯。

同學回過神來,努力思索讀過的《科學革命的結構》片段。事實上,從現在眼光解讀,科學家的集體思想也不容易研究,難怪孔恩雖然用科學史在哲學系升上教授,但他的學問依舊難以定位。《科學革命的結構》的中譯本收錄孔恩對科學史與科學哲學的看法,而他也在不同場合,如The Essential TensionDaedalus期刊「歷史家與二十世紀世界」專輯中撰文解釋過他的想法,但顯然他與傳統歷史學者不同。

相較於歷史上的科學事件,孔恩更關心科學社群的觀念突破、概念轉變與共識建立。孔恩表示:「比起世界上的其他人,我能從文本中讀進(科學家)作者的心裡。我喜歡這件事,也從裡面得到自豪與滿足。」他沒有離開科學,只是站在另一個位置來對待它;他關心科學家怎樣想,怎樣做,如何造就整體科學的增長。

「孔恩怎麼知道科學家想什麼?他們又不是什麼都會寫出來。」同學問。確實,孔恩不是思想史家,也沒著力科學社群外的因素。但撇開精神分析的討論,孔恩的關懷很直接:他同理歷史上科學家的創意。雖說是「創意」,科學的創意不是隨意的發想,它不但要鼓舞科學家的個人好奇,還要能打動社群的其他人,帶動新典範的出現。

「聽過『2 × 4』嗎?它可是大人版的積木喲。」望著同學迷惘的樣子,我給他倒杯水,轉個話題,聊起幾年前的一段往事。當時我在東京拜訪一位同鄉的資深聲樂家,他雖然活動不如以往多,但依然灌錄唱片不輟。當我問他是否適應淡出舞臺的生活時,他搖搖頭,跟我透露他一直打算自己蓋一棟「夢之屋」,拖到現在才實現,而其中的關鍵是「2 × 4」的建築工法。

所謂「2 × 4」指的是木構建材的規格(斷面是2英寸寬,4英寸長),在1974年由美國引進日本。因為建材的規格都訂為「2 × 4」或其倍數,因此不管是承重壁或梁柱都可以相互配合,自由組合。

當這位七十好幾的藝術家一邊畫著草圖,一邊興奮地跟我解釋他的規畫時,我看到類似科學家的熱情。跟積木一樣,雖然「2 × 4」建材的規格固定,連接也有規則,但是能組出怎樣的房子卻是建造者的創意。於是,為了那所「夢之屋」,他一得空就開兩個半小時的車去建地嘗試,與同好討論,月復一月拆拆停停,樂此不疲,跟在實驗室一待就是一整天的科學家相同。

同學聽出了神,很難想像這個歲數的老人家有這種興致。我說:「這是孔恩想了解與掌握的精神。對科學家來說,讓他們投入科學的動機是好奇與創意,因為他們也有他們的『夢之屋』。」對一路背誦教科書,科學實驗是印證書本結果而非期待「意外」的高中畢業生來說,這是很新鮮的比喻。他問道:「那什麼是他們的『夢之屋』?」

「還記得李國偉老師的文章嗎?」我提起課堂中介紹過的〈分享、責任與欣賞—科普寫作與閱讀的動機〉。在這篇文章中,作者描述科學家寫科普的動機之一是科學感動的分享。這個分享要放在「巴別塔」(Migdal Bavel)的比喻上理解,因為科學家用的語言各自不同。

李國偉認為:「人類要建立客觀的知識,沒有些思想框架是不行的,但是在一定範圍裡獲得成功,就很容易把框架絕對化……倘若彼此之間能加強語言的溝通,並體認科學框架的暫時性,恐怕很多學科間的戰爭,或者相互的鄙夷,就可以相當程度地消弭。」「科學家的『夢之屋』是科學知識的高塔。」我回答,「透過這座塔讓他們與創造自然的上帝更加接近。但弔詭的是,塔要怎樣蓋是科學家的創意,沒人知道這座塔該長什麼樣子。」

於是,科學家用著共通的儀器、公式與描述語言—所謂常態科學(normal science)的「2 × 4」建材,興高采烈地累積知識,跟同儕討論、攻錯。他們願意分享「夢之屋」的藍圖與願景,號召更多人加入,因為他們相信他們知道這個塔該有的樣子。如《科學革命的結構》指出的:「科學有不同理由吸引人。其中有實用的渴求、發現新領域的興奮、找出秩序的期望,與驗證既有的知識。」不管是哪一種原因,科學家認為總有個「夢之屋」,他們只是用創意把它挖掘出來。

聽到這裡,同學眼睛亮了起來:「這可不是上星期講過,《科學革命的結構》的第四章〈常態科學是解謎活動〉(normal science as puzzle-solving)嗎?」「嗯。但對孔恩來說,常態科學的重點不只在於研究者的世界觀(worldview)被典範所制約,對科學家來說,它也是邀請,是謎題,牽引他們挑戰還沒拼完的部分。」

用拼圖做為常態科學運作的比喻,是孔恩的巧思。他清楚常態科學不能是由上而下的校規,科學家也不是小學生。要讓他們心甘情願被「制約」,為科學付出,要有引起興趣的動機。《科學革命的結構》這樣說:「就算科學事業整個來看有時證明有用處,開拓了新領域,顯現自然的秩序與證實長久的假設,常態科學下的科學家幾乎沒人做這些事情。一旦開始做時,這些人有很不同的動機。他們面對的挑戰是這樣:如果他夠厲害,他可以找出那塊過去弄不出來的拼圖,而且拼得漂亮。」

套用陳恒安解釋科技與社會關係使用的「Möbius帶」(Möbius Strip,參見本刊第484期〈科技與社會〉一文),拼圖比喻靈活地把科技知識的生產與科學家認識世界的動機串在一起。雖然處理常態科學時,孔恩指的是工業化大量生產的「鋸狀拼圖」(jigsaw puzzle),是規格化,拼片形狀類似,以回復「全景」為目標的益智遊戲。但從小到大,事實上我們對這些「模擬世界」的認識與想像,是透過各種拼圖與猜謎活動來完成的。

比方說,七巧板雖然拼片有限,但是它們著重形狀,可以模擬各種想像的事物,樂高積木(lego)就更不用說了。謎題(riddle)固然沒有全景,但可以說拼片與拼片之間的對應(matching)過程。這種關係在所謂「急轉彎」的謎題中更加明顯。因為出題者已有「成見」,因此解謎者必須順著這個人的想法,才會得到讓他滿意的答案。

而從語源來說,謎題與「閱讀」(read)都有解釋的意思,拼圖涵蓋「放置」(pose)的語意,而「謎」(enigma)則與口語溝通相關。這些都把心智活動與外在作為連在一起,也是孔恩所關心的。

《科學革命的結構》指出「在多數場合裡,科學專科除了定位與處理這些謎題外沒提供什麼別的東西」,但這對於科學這個志業(vocation)來說已經足夠。積木、拼圖或七巧板不會戕害創意,常態科學也一樣。不只對科學社群來說,典範的「拼圖」永遠不會拼完,人人有事做。另一方面,對每個科學家來說,在裡面他們不但可以專心研究,而且在「拼圖式創意」中享受挑戰,超越自己,就跟從小玩樂高、拼模型、組家具,蓋棟理想的「夢之屋」一樣。

「而孔恩,如我們在課上所說的,走出一條自己的科學路。」我從書架上拿下《孔恩:論文集》與《EASTS國際期刊》的「《科學革命的結構》五十周年與東亞STS」專輯(semi-centennial of The Structure of Scientific Revolution and East Asian STS),邊翻邊說。在這條科技與社會研究的路上,許多人文學者被孔恩吸引,許多科學家得到啟發,《科學革命的結構》也透過翻譯在東亞開枝散葉,啟發第一代的科學史家與STS學者。

比方說孔恩的學生,同時也是《科學革命的結構》日文版翻譯者的中山茂認為孔恩是時代的產物。固然他同意典範在建構科學的重要性,但是做為科學史家,他認為「常態科學」的概念更具有開拓性。以東亞的脈絡來說,它是科技知識累積與專業形塑的基礎,引導更多的討論與社會的參與。

孔恩本人也對典範一說有所保留。在晚年某次訪談中,他表示《科學革命的結構》出版已久,而他也許久不提典範。話雖如此,但典範依然是他留給世界最重要的知識遺產。在過去五十年間,許多人把「典範」發揚光大,企圖把它用在所有結構性的知識生產。有些人質疑典範定義不清,希望為它找出合用的範圍。有些人指出典範只限於科學社群,缺乏更大的社會關懷。但孔恩不為這些研究或批評所動。

任教普林斯頓大學後,孔恩在最接近科學事業的麻省理工學院的語言與哲學系裡找到他的歸屬。跟科學家一樣,孔恩遊走在哲學、歷史與語言學之間,但他始終堅持在「專業中反省自己」。

送走同學後,我思考這些對話對他的意義。STS研究可以有很多面向,但絕不能窄化成反科學的死硬派。對這些未來的從業者來說,他們或許需要的是像孔恩一樣,在某個機緣下重新發現自己的專業。

在我的STS路上有幸看到這樣的學者,比方說曾來臺訪問的科學史家Evelyn Keller。在一篇懷念孔恩的文章裡,Keller謙虛地提到她與孔恩的交會不多,但她始終感激他對於曾經是理論物理學出身的她在生涯規畫上的鼓勵。而當我看到七十幾歲的她以清澈好奇的目光,跟高中生分享女性要如何投入科學的心路歷程時,我看到孔恩在她身上留下的熱情與影響。

我打開窗戶,望著精神抖擻,離開教室的老師與同學。他們是科學事業的生產者與消費者,志業的教導者與傳承者,也是打造專業的同行。感謝過去相關教學計畫的支持,我們可以深入專業情境,跟這些人分享STS研究對科技的看法。但在同時,STS研究者有沒有把握機會,對科學家與他們的生活世界有更多了解?

是的。在《科學革命的結構》問世的五十周年,STS研究者與科學專業工作者或許需要有個有建設性的「同學會」。畢竟不論訓練背景與專業,在那個邊做實驗邊打屁、讀孔恩、聊李約瑟,談臺灣科學發展與社會改革的年代,我們也都玩過拼圖,堆過積木,好奇於世界上的萬事萬物,在一樣的天空下生活與做夢。

後記:僅以本文紀念我們共同的老師孔恩、聲樂家吳文修先生(1935-2009),同時感謝2008年來臺參加「全球女性科學家會議」的Evelyn Keller。他們教導我對專業的熱情、堅持與執著,還有對世界與社會的樂觀與好奇。
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