第二章 文獻探討
第一節 科學魔術
第二章 文獻探討
本研究旨在開發「力的科學魔術套件」的材料包，選取適當的材料與設計，來 保證魔術的成功率，並設計說明書來教導使用者魔術的表演操作方法與其中所蘊 含的科學原理。套件中包含聽話的螺旋槳、超感應單擺和爬坡雙錐體三個科學魔 術。因此本章就科學魔術、說明書的編寫和三個科學魔術相關文獻進行探討。本 章分五個小節，分別為第一節科學魔術，第二節坊間科學魔術書籍分析，第三節 聽話的螺旋槳相關文獻，第四節超感應單擺相關文獻，第五節爬坡雙錐體相關文 獻，茲分述如下。
第一節 科學魔術
一、魔術的演進與內涵
大英百科載述，以技巧假裝做出不可能的事，即是魔術(戲法；魔術，無日期)。
維基百科載述，魔術的起源是宗教和信仰（魔術，無日期）。在古代，人類智識 未開時，人們總是將無法解釋的現象歸因於神靈的力量，所以巫師和祭司假藉人 們所不知道原理的魔術來造神蹟，以強化人們的信仰。例如古希臘的祭司應用風 管來製造神像會說話的假象。所以魔術的起源中，隱含著迷信及有目的性的欺騙。
然而西方在中世紀末，教堂的勢力鼎盛時，為了剷除異己，對女巫進行大規模的 屠殺，雷吉諾史考特為了證明魔術師和女巫的不同，出版《巫術探索》一書，此 為最早的魔術書籍，說明圖解許多魔術道具的使用，揭露魔術的祕密與技巧，證 明魔術單純是自然的手法，並非借助邪惡力量(張德鑫，2006)。
劉錫印(2004)指出，隨著社會科技的進步，民眾的知識水平和思維能力提升，
利用愚昧、迷信的魔術漸漸消失，魔術表演轉變為真正的表演藝術。西方約 18 世 紀，魔術開始登上舞台，19 世紀時魔術師如雨後春筍般湧現。文沛然(2009)提到，
十九世紀，隨著劇院的興起，魔術開始走進戲院。John Handerson 是最早在劇院 打出名號的蘇格蘭魔術師，他巧妙的利用燈光和舞台效果，創新表演風格，對後
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來的魔術表演有著巨大的影響。在中國，漢朝西域使節來到長安時，便有「犛靬 眩人」(東羅馬帝國的魔術師或雜耍藝人)到宮廷中獻藝(林懿偉，2007)。維基百 科載述，南宋時期，便開始出現的類似魔術的戲法表演，常出現在達官顯要婚喪 喜慶的場合中或是街頭賣藝。清光緒年間，唐再豐編列《鵝幻彙編》一書，收錄 了三百多套中國戲法(魔術，無日期)。所以，當魔術轉以表演的形式展現時，其 中不可思議的現象，人們不再認為是神靈的力量而感到懼怕，反而會認為是被魔 術師的特殊手法和技巧給騙了，使得觀眾好奇並感到有趣。
魔術師的特殊手法和技巧，就是利用科學原理和認知心理的弱點，來創造出看 似不可思議的現象。由於科學在發展的過程中，本就是不斷的去探索未知的事物，
達成人類的夢想，一再的創造魔術般的奇蹟，所以魔術不斷的改革也越來越自覺 的運用科學現象和原理；換句話說，魔術是一種以科學原理和技術為載體的藝術，
許多的表演除了巧妙的構思和精湛的演技外，更藉助許多科學原理，像是利用燃 燒等化學反應增加神秘感，利用數學邏輯規律騙倒觀眾，物理中的力學、光學、
電磁學概念的應用更是屢見不顯，有時甚至加進了生理學、心理學、天文氣象等 的原理。隨著魔術不斷的推陳出新，運用科學原理和技術的層面也越來越廣(劉錫 印，2004)。傅騰龍、經寶恕（1988）說明，魔術本身具有科學原理，但是又不同 於化學或物理實驗，必須用獨特神秘的外套把簡單的原理包藏起來，讓人覺得不 可思議。林懿偉(2002)指出，魔術在人們眼中充滿著不可思議的神祕感，但若仔 細推敲後，不難發現，魔術效果背後都隱藏著科學原理。
而在認知心理上，魔術師是操縱觀眾注意力和知覺的藝術家，他們利用觀眾在 認知和注意力的弱點，來設計表演的技巧（林雅玲譯，2009）。呂俊毅(2011)認 為，專業的魔術師具有以下的特質。
1. 會去關注並吸收其他領域的相關知識，作為表演的素材，增加表演的豐富 性。
2. 舞台的編排的起承轉合邏輯清晰且主題明顯，並配合聲光效果來營造氣氛，
整體充滿娛樂性。
3. 練習走位及互動，加強以眼神、表情和言語與觀眾互動，讓觀眾有參與感，
加上心理法則的運用，來營造氣氛，延伸觀眾的想像空間。
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4. 站在觀眾的角度與心理層面上，去思考表演的整體性，表演者一言一行一 舉一動所傳遞的訊息，觀眾是否能體會。
上述特質中，最後兩點更是顯示出，魔術師要能達到專業，從觀眾的心理與認知 去思考設計整個魔術更為重要。劉謙(2006)提到，在魔術表演中，魔術師最厲害 的是創造「錯誤引導」(misdirection)的能力，「魔術師的手，必須比觀眾的眼快」
這是魔術師用來欺騙外行的謊言。手是不可能比眼快的，真正的魔術，是要欺騙 觀眾的心理，而不是眼睛，也就是錯誤引導，劉謙提出其基本原理如下。
1. 觀眾會注意正在動的物件，或發出聲響的物件。相反的，靜止不動或無 聲的物件是不會受注意的。
2. 觀眾會看魔術師正在看的地方。相反的，魔術師不希望你看的地方，他 絕對不會去看。
3. 魔術師覺得重要的東西，觀眾也會覺得重要。相反的，魔術師覺得不重 要的東西，觀眾也會覺得不重要。
幾百年來，魔術師一直在測試並探索人類認知與注意力的極限，藉此讓觀眾相 信不可能的存在，然而，神經科學與認知心理學近來才開始利用科學方法，研究 魔術技巧如何控制認知與注意力（林雅玲譯，2009）。認知心理學家發現，錯誤 引導不單純之發生在單一感官，更牽涉了記憶、注意力和因果推論等高階功能，
例如心理學家席曼斯(Danniel J. Simons)的實驗中，請觀察者計算籃球比賽中球員 傳球次數，有一半以上的人沒注意到一個穿著大猩猩服裝的人從球場中央走過並 短暫停留；又例如，當 A 事件發生在 B 事件前，我們常會認為 A 導致 B，無論正 確與否，像是魔術師揮動手中的魔法棒，接著兔子出現了（引自林雅玲譯，2009）。
林懿偉（2012）也提到，當我們看見某事物時，大腦就會搜尋過去的記憶與經驗，
然後預設立場去推斷它可能是甚麼，此時魔術師會利用錯誤引導，欺騙大腦所以 為該有的現象，而使我們忽略了其他細節。例如，我們長久以來的經驗，相同的 物體，距離越遠看起來越小，所以當我們看到影像由大漸小時，大腦就會根據經 驗而有由近漸遠的錯誤認知。藉由這些研究，我們可以更清楚的了解到，這些錯 誤引導藉由人類感官與大腦認知的限制，使我們在觀看魔術時，不自覺的被誤導，
才會覺得魔術師呈現的現象令人感到不可思議。
綜合上述，魔術常利用科學與科技創造出看似不可能的現象，使人感興趣想進
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一步一探究竟，並以燈光、音樂、演技等舞台效果包裝來展現其藝術特質外，更 利用錯誤引導控制觀眾的認知與注意力，來迷惑觀眾，引起不可思議的感覺。我 們若能利用魔術引人入勝的特質，特意展現魔術中的科學原理，便能使大眾更樂 於接觸科學，理解科學之美，達到科學普及的效果。
二、科學魔術的演進與意涵
科學的發展離不開社會，它需要大眾的理解（劉錫印，2004）。因而在兩百多 年前，英國皇家學院為使大眾能了解科學的進展與成果，在每年聖誕節時舉辦「聖 誕節講座」(Christmas Lectures)，由科學家邁克爾‧法拉第(Michael Faraday)展現 出令人驚奇的科學效果，這可說是當時罕見的科學性講座，而英國皇家學院這優 良的傳統延續至今（除了第二次世界大戰期間暫停），其內容包含物理、化學、
生物、天文甚至是最新的科技，使大眾感受到科學與科技的神奇與奧妙(Royal Institution Christmas Lectures,n.d.)。
為了將科學推廣於民，寓教於樂，在歐美，承襲英國「聖誕節講座」的精神，
由科學家將化學結合魔術的 「化學魔術秀」 (chemistry magic show)或「化學驚奇 秀」(Wonders of chemistry show)因此而展開。現今，最有名的為美國的巴薩姆．列 肯．沙哈西利教授(Bassam Zekin Shakhashiri)的「往事耶誕節歡樂」(Once Upon a Christmas Cheery)活動。自 1969 年以來，沙哈西利教授總共舉辦 41 屆，場場表演 坐無虛席，他並將表演內容放在網路上，以供大眾點閱，且出版成書，這類型的 表演不同於專業的魔術，對於一般大眾的科普教育和有同的紮根教育都有深遠的 影響（引自楊水平，2012）。許良榮、黃佳媛、楊婷婷（2010）認為，從科博館 開始展售魔術用品，且國內市面上的科學魔術為題的書籍蓬勃出版可知，雖然科 學魔術在台灣尚屬起步，然而魔術的風潮已逐漸擴展到科學教育場域。由此可知，
將科學令人驚奇的特性加以表現，可使大眾倍感興趣，有助於科學的普及。
劉錫印(2004)認為，許多魔術表演是借助於自然科學的規律，加上巧妙的構思 和精湛的演技，製造出似乎違反直覺的假象，引起人們得好奇。是故，我們若能 借助這些看似違反直覺的假象，產生認知衝突來激發觀眾揭開謎底的求知慾望，
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進而從中理解習得科學原理，便可稱之為科學魔術。許良榮等人(2010)進一步提 出，「科學魔術」包含的必要特徵是：（1）現象的變化不是表演者利用特定道具 或經過練習的技法而產生，而是一種「自然現象的變化」，此種變化可以經由合 理的解釋予以說明，亦即：科學性解釋。（2）觀賞者必須對於現象的變化，產生 疑惑、訝異的知覺。許良榮（2012）以「熱冰」科學魔術為例，利用過飽和的醋 酸鈉水溶液，外觀上為透明看起來像是一般的水，只要攪拌、碰觸就易迅速結晶，
看起來又像冰的特性，來產生看似違反直覺的假象而引起人們好奇，其兩個魔術
看起來又像冰的特性，來產生看似違反直覺的假象而引起人們好奇，其兩個魔術