香港二樓書店 > 跟大師學創造力2：牛頓的物理學探索+21個趣味實驗

跟大師學創造力系列總導讀

◎鄭國威（泛科學總編輯及共同創辦人）

　　身為一介投身科學知識傳播與教育領域的文科生，我一直在找尋兩個問題的答案。第一個問題是，要怎樣讓比較適合文科的孩子不要放棄對理科的好奇心與興趣？第二個問題是，要怎樣讓適合理科的孩子未來能夠不要掉入「專業的詛咒」。

　　選擇理科或文科，通常不是學生自己由衷的選擇，而是為了避免嘮叨跟麻煩，由環境因素與外人角力出的一條最小阻力路徑。孩子對知識與世界的嚮往原本就跨界，哪管大人硬分出來的文科或理科？更何況，過往覺得有效率、犧牲程度可接受的集體教育方針，早被這個加速時代反噬。當人工智慧加上大數據，正在代理人類的記憶與決策，而手機以及各種物聯網裝置，正在成為我們肢體的延伸，「深度學習」怎麼會只是機器的事，我們人類更需要「深度的學習力」來應對更快速變化的未來。

　　根據國際學生能力評量計劃（PISA，Programme for International Student Assessment），台灣學生雖然數理學科知識排名前列，但卻缺乏敘理、論證、思辯能力，閱讀素養普遍不足。這樣的偏食發展，導致文科理科隔閡更遠，大大影響了跨領域合作能力。

　　文科理科繼續隔離的危害，全世界都看見了，課綱也才需要一改再改。但這樣就能解決開頭問的兩個問題嗎？我發現的確有解法，而且非常簡單，那就是「讀寫科學史」，先讓孩子進入故事脈落，體驗科學知識與關鍵人物開展時到底在想什麼，接著鼓勵孩子用自己的話來回答「如果是你，你會怎麼做？」「如果情況變了，你認為當時的XXX會怎麼做？」等問題，來學習寫作與表達能力。

　　閱讀是 Input，寫作是 Output，孩子是否真的厲害，還得看他寫了什麼。炙手可熱的STEAM教育，如今也已經演變成了「STREAM」——其中的R指的就是閱讀與寫作能力（Reading & wRiting）。讓偏向文科的孩子多讀科學人物及科學史，追根溯源，才能真正體會其趣味，讓偏向理科的孩子多讀科學人物及科學史，更能加強閱讀與文字能力，不至於未來徒有專業而不曉溝通。

　　市面上科學家的故事版本眾多，各有優點。仔細閱讀過這系列，發現作者早就想到我尋覓許久才找到的解法。不僅故事與人物鋪陳有血有肉，資料詳實卻不壓迫，也精心設計了隨手就可以體驗書中人物生活與創造歷程的實驗活動，非常貼心。這套書並不只給孩子，我相信也適合每個還有好奇心的大人。

序言

　　

　　牛頓看到事物的規則。他看到日常生活、日出到日落以及春夏秋冬的節奏。他從太陽、月亮和星星在天空的穩定運行看到了規則。儘管他觸摸不到「遠在天邊」的任何東西，他仍思索著天體的運行是否依循「近在眼前」的一切所遵照的同一套定律。

　　

　　牛頓會製作小風車、水鐘、日晷和風箏，並從中看到風力、水力和日照如何使其作用。這個小男孩透過雙眼和手指的觸覺，感知到宇宙天地同為一體。牛頓開始推想，宇宙萬物運作的背後，必然有某個共通的道理。

　　

　　當牛頓還是個小男孩時，太陽、月球和星星都繞著地球轉的說法正要開始被推翻。在學校上課的日子以及週日上教堂，牛頓或許都曾聽說一種說法，上帝把地球以及地球上的人類安置在宇宙中心。然而，在離伍爾斯索普很遠的地方，有少數幾個人大膽質疑地心說這種核心信念。

　　

　　等到牛頓上大學時，地心說已經站不住腳。但是，一如所有的大學生，牛頓還是要研讀古典學，尤其是古希臘文。希臘思想家很少質疑地心說。最重要的希臘哲學家亞里斯多德相信，宇宙像個一層套著一層的透明球，月球、太陽和星星在專屬層圈裡各安其位。根據亞里斯多德的學說，在月球層之外，一切是恆常不變的。此外，牛頓的教授也同意亞里斯多德的看法。

　　

　　亞里斯多德不認為宇宙是一個整體，相反地，他認為宇宙可以分為兩個部分——「天上」和「人間」。「天上」是完美的，「人間」是混亂的。地球和蒼穹絕對不可能運行如一體。

　　

　　然而當牛頓逐漸長大成人後，他敢於質疑亞里斯多德的世界觀。他鑽研希臘、伊斯蘭和中世紀思想家的著作；他思索哥白尼、克卜勒和伽利略等文藝復興時期天文學家所描述的天體模型。他問道，物體，如樹上的蘋果，為什麼一定會往下掉？

　　

　　後來，牛頓從這個想法出發，建構出一個確切的模型，成為能夠通盤解釋這些現象的第一人。

　　

　　牛頓是「自然哲學家」，也就是我們通稱的科學家或物理學家。牛頓研究的是世界的體系，他的物理學成為科學革命皇冠上的寶石。西元約一五○○年至一七○○年是個變動的年代，人們學習藉由觀察、實驗和建立形式化方法以驗證各種事物的本質。

　　

　　牛頓發現了一套簡單俐落的法則連結「天上」與「人間」。他根據這項發現，寫出史上最有影響力的書之一：《自然哲學的數學原理》，簡稱《原理》。

　　

　　沒錯，牛頓不但是個好奇的人，也是個讓別人覺得好奇的怪人。推崇敬佩他的人很多，不過討厭鄙夷他的人也很多。許多人就是不喜歡他。

　　

　　確實，英格蘭最聰明的自然哲學家是個特異的怪人。牛頓具備高度的專注力，可以埋頭工作一連好幾個月，幾乎廢寢忘食。不過短短幾年，他在物理學、天文學、光學和數學都有驚人的發現，但卻不曾告訴過任何人。

　　

　　牛頓的內在世界仍然令人費解，只有他自己真正知道有什麼在他的腦袋宇宙中運行。牛頓生性孤僻、傲慢而善妒，記仇可以記一輩子（有事實為證）。到了晚年，他沒有什麼朋友。有時他會怨恨母親、敵視繼父，甚至想著該如何毀掉他們的房子。

　　

　　心性如此激烈尖刻的牛頓，做任何事應該都會搞砸，然而他的思想卻領先同時代的所有人。他問道：「我要如何解釋天與地的運作都是根據同一套簡明的計畫？」

　　

　　牛頓提出重要的大哉問，而他也找到了解答。　