從康德《自然科學的形而上學基礎》
看形而上學對科學教育的重要性
謝青龍
嘉南藥理科技大學 人文社會教育中心
摘 要
本文以康德的《自然科學的形而上學基礎》一書為對象，藉由分析書中的各項定理、界說、說 明、公理、證明等內容，可發現康德為各項自然科學知識所提出的形而上學看法，大部份是符合古 典物理所能接受的，另一部份雖不符合古典物理但卻與近代物理內容相近，只有少部份是完全無法 相容於古典及近代物理。由此而知，形而上學與科學關係密切，且需經由科學教育的媒介，作為溝 通的橋樑。本文以此反思現代科學教育工作的責任與未來的發展方向。壹、前言
傳統的實證科學主張：哲學家總是追求 建立一個形而上的理論體系，而哲學史的矛 盾正是在於以一個「絕對真理」體系推翻前一 個「絕對真理」體系，但世界只有一個，即經 驗 世 界 ， 在 此 之 外 並 無 所 謂 的 「 超 越 的 實 在」，所以形而上學完全是一個無意義的問 題，應從科學中刪除（Schlick, 1917）。但 是，形而上學真如實證科學所說的一樣，是 一門毫無意義的學科嗎﹖就此，我們似乎可 以從形而上學所探討的主題中稍窺端倪。 在 西 方 哲 學 發 展 史 上 ， 從 亞 里 斯 多 德 （Aristotles, 公元前 384-332）的物、底、動、 極等四因及主客體區分（Aristotle, 1928）， 到康德（Immanuel Kant, 1724-1804）的理性 與經驗之分（K a n t , 1 7 6 6 ），再到海德格 （Martin Heidegger, 1889-1976）的存在與虛 無之分（Heidegger, 1935）……，這些都說明 了形而上學的主題就是在探討最根本的第一 因，它包括了物質及精神兩方面，因此形而 上 學 的 探 討 ， 通 常 是 從 物 理 學 及 心 理 學 著 手，這也是亞氏之所以寫《物學》與《政治 學》、康德之所以撰《自然科學的形而上基 礎》及三大批判的原因了。 不過，在康德之前的形而上學家，多誤 以為單憑理性便可得到關於實在界的知識， 其實是不了解哲學作為理性知識系統的本質 和限度。因此，康德認為：我們可以用兩種 方式去了解形而上學的任務：從積極方面來 說，形而上學是要「解決人類藉由理性去探 索事物深層性質時所提之課題」，但這方面 的努力從未成功過；因此只能從消極方面去 理解形而上學的任務，即「了解這項課題是 否可由我們知道的事務所決定﹖且這個問題 與我們所有賴以判斷的經驗概念有何關係﹖」 （Kant, 1766）。換言之，形而上學不再是要 認識超經驗事務的性質，而是要決定人類知 識的限度。 可見對康德而言，人類知識的內涵是由 邏輯所提供的一般規則所構成的體系；而建築在它上面的那些概念（包括綜合的、必然 的判斷之全部先天條件）也恰好由之而構成 一個先驗的體系；最後，把一切現象都包攝 在這些概念之下的諸原則，就構成一個形而 下的體系，也就是一個自然界體系，這個體 系先在於全部經驗的自然界知識，使自然知 識成為可能，成為真正普遍、純粹的自然科 學（Kant, 1783）。康德把這一套貫連的體 系，稱之為「自然科學的形而上學」。 康德為這個自然科學所建立的形而上學 體系，有一值得注意的特點，那就是他結合 理性與經驗，來尋找這些已有科學的源泉， 以便通過事實本身來考察和衡量理性先天認 識事物的能力。這也是本文之所以以康德的 《自然科學的形而上學基礎》（Kant, 1786 ，鄭 曉芒譯， 1988）一書為例，試圖說明形而上 學 在 科 學 發 展 中 一 直 扮 演 著 重 要 角 色 的 原 因。 在《自然科學的形而上學基礎》一書中， 康德是立足於當時自然科學已有的經驗成就 之上，所展開的全面批判。這時，他的《純 粹理性批判》（Kant, 1781, 縮寫 KrV ，仰哲 出版社譯，民 7 6 ）、《未來形而上學導論》 （Kant, 1783, 簡稱 Prolegomena ，龐景仁譯， 1 9 7 8 ））、《 道德形而上學 基礎》（K a n t , 1785 ，李明輝譯，民 79）等一系列重要著作 已使他贏得了世界性的聲譽，他的另外兩個 批判《實踐理性批判》（K a n t , 1 7 8 8 , 縮寫 KpV ，牟宗三譯註，民 71）、與《判斷力批 判》（Kant, 1790, 縮寫 KU ，宗白華、韋卓民 合譯， 1964）也正在蘊釀之中，他完全是以 一個成熟的理論革命姿態，用巨人般的目光 審視著人類的科學（真）、道德（善）、和感 性（美）的精神世界。因此，康德認為他在這 本書中的任務就是揭示這些一般人注意不到 的先驗範疇，把整個自然科學呈現在這些範 疇所規範的合乎邏輯的體系之中，使之還原 為它真正的原始面貌。 以下，本文即就康德對自然科學的形而 上學之看法進行說明，並深入探討形而上學 對自然科學的發展究竟有何影響﹖
貳、康德對自然科學的形而上學之看
法
自然科學之肇始，來自於人類對自然現 象的探討，究其根源，更是直指「什麼是自 然﹖」。這一問題實際上包括兩個層次：是 在本質的意義上的自然界，即從直觀上作為 現象總和的自然本體到底是什麼﹖即空間、 時間以及充實空間和時間的東西（感覺的對 象）到底為何﹖二是在形式的意義上的自然 界，即作為各種規則（一切現象必須在這些 規則的制約之下被思維連結在一個經驗裡） 總和的自然法則到底是什麼﹖ 基此，康德在《自然科學的形而上學基 礎》中，認為自然科學的形而上學基礎必須 建立在四個部份上（Kant, 1786）：第一部份 「量」（quantity），係撇開運動的一切質，而 根據其量的構成，把運動作為一個純粹的量 來考察，這可以被稱之為「動量學」（quantity of motion）；第二部份「質」（quality），係 將運動視為物質所具有的質，而在某種本源 的動力的名目之下來討論，因而叫作「動力 學」（quality of motion, or force of motion）；第三部份「關係」（relationship），指對於帶 有這種質的物質，按照它自己在相對運動中 的關係來考察，並設立在「機械學」（mecha-nics）的名目之下；第四部份「樣態」（form） ，則僅涉及表象方式或樣態，因而只是作為 外感官的現象來規定物質的運動或靜止，它 被稱為「現象學」（phenomenology）。 縱觀這四大部份，本文以古典物理為參 考，對照康德從形而上學所推演出來的科學 概念，可以分二方面來看：一是與古典物理 相符的；二是與古典物理不相符的。以下分 述之。
一、康德的形而上學與古典物理相符之
處
在《自然科學的形而上學基礎》書中，康 德為動量學、動力學、及機械學所提出的形 而上學基礎，與古典物理相符者，實是俯手 可拾。 例如，在第一部份＜動量學的形而上學 基礎＞中，康德提出一個公理：任何一個運 動作為可能的經驗對象，都可以被看作物體 在一個靜止空間中的運動，或是看作物體靜 止，而空間以同一速度作反向的運動（Kant, 1786）。這明顯就是與伽利略的相對運動或 參考座標系的概念相同。 或者是在第二部份＜動力學的形而上學 基礎＞中，康德更對牛頓的力學系統有更深 刻的體會。例如，他在界說６(註 1) 所提的：物 理學所理解的接觸是不可入性的直接作用和 反作用。一個物質對另一個物質不通過接觸 而起作用就是超距作用（a c t i o n i n d i s t a n） （Kant, 1786）。這表示康德承認有「空的空 間」，且他認為物質之間的作用都是屬於超 距作用(註 2)。 康德以吸引力為例，為這種超距作用說 明，在附釋１中他寫道：這種本源的吸引力 是一種透入性的力，它是按照物質的量的比 例而產生，且向一切物質在任何可能的廣度 上延伸自己的作用（Kant, 1786）。此處所指 吸引力與物體質量成正比(註3) 。而且在附釋２ 中他又提到：本源的吸引力與物質的量是成 比例的，也是延伸至無限的，且是由一切物 質對一切物質在一切距離上直接施行的普遍 吸 引 力 的 作 用 ， 叫 作 萬 有 引 力 （ K a n t , 1786）。此與牛頓對萬有引力（F=GMm / r2） 的說明完全一致(註 4)。 在第三部份＜機械學的形而上學基礎＞ 中，康德一開始就在界說１裡提出：當運動 物 作 為 運 動 物 而 具 有 動 力 時 ， 它 就 是 物 質 （Kant, 1786）。顯然康德所稱之物質即牛頓 在其第二定律 m=F / a 的慣性質量。或如在定 理１中也提到：物質的量在和任何別的物質 量相比時，只能用伴隨著給定速度的運動量 來量度（Kant, 1786）。這更是以動量與速度 的比值（m= P / v）作為慣性質量的詮譯，且 康德已區分出動力（F=ma）與動量（P=mv） 的不同(註 5)。 因 此 ， 康 德 提 出 他 在 機 械 學 的 三 個 法 則：第一法則（定理２），在物質自然的一切 變化中物質的總量不變，既不增加也不減少 （Kant, 1786）。康德稱此為「實體法則」，其 意義相當於「質量守恆」定律。雖然，康德的 「實體法則」與「質量守恆」不盡然相符(註 6)， 不過康德的實體法則在某種程度上卻仍有其適用性。 機械學的第二法則（定理３）在說明：物 質的一切變化都有一個外部原因，即每一個 物體如果不迫於一個外部原因而離開原狀， 它就保持自己的靜止狀態或在同一方向以同 一速度運動的狀態（Kant, 1786）。康德稱此 為「慣性法則」，內容完全等同於牛頓第一運 動定律「慣性定律」。其中，康德所指的「外 部原因」，在牛頓定律中即「外力作用」。 機械學的第三法則（定理４）則說明：在 所有的運動傳遞中，相互的作用和反作用永 遠相等（Kant, 1786）。康德稱此為「反作用 法 則 」 ， 與 牛 頓 的 第 三 運 動 定 律 相 同 。 另 外，康德還為「反作用法則」的運用提出說 明：在運動的一切傳遞中作用力和反作用永 遠 相 等 （ 每 個 碰 撞 只 有 藉 一 個 相 等 的 反 碰 撞，每個擠壓只有藉一個相等的反擠壓，同 樣每個牽引只有一個相等的反牽引，才能把 一個物體的運動傳遞給另一個物體）（Kant, 1786）。這與牛頓第三定律的精神更完全相 符，即作用力與反作用力大小相等、方向相 反、同一直線、且作用於不同的物體上。 綜合本小節所述，康德在《自然科學的 形而上學基礎》這書中的許多內容，其實與 牛頓力學系統，幾乎完全相同。而且他更為 這個系統提出更多的說明與假設，只不過這 些 說 明 與 假 設 並 不 完 全 符 合 古 典 物 理 的 內 容。以下一小節，本文就這些與古典物理不 符 的 內 容 ， 再 進 行 探 討 。
二、康德的形而上學與古典物理不相符
之處
康德在形而上學的許多說法與古典物理 不相符，這是否意味著形而上學不足為自然 科學前導﹖在此，本文將再引入近代物理為 參考，對照這些與古典物理不相符合者，又 可再細分為出二種情形：一是雖不與古典物 理相符，但卻與近代物理相符者；二是與古 典、近代物理皆不相符者。以下分述之。 第一個要討論的情形是康德的形而上學 雖不與古典物理相符，但卻與近代物理相符 者。例如在第一部份＜動量學的形而上學基 礎＞的說明２中提到：一切作為經驗對象的 運動都只是相對的；絕對空間本身就什麼也 不是，更不是客體，而只意味著我除了現存 的空間之外任何時候都可以設想的任何一個 別的相對空間（Kant, 1786）。這與牛頓的絕 對時空觀念是完全不同的，但卻與近代物理 中所強調的相對時空一致。 或者是在第二部份＜動力學的形而上學 基礎＞定理１的證明中指出：一個物質在它 所充滿的空間中對別的物質的一切入侵的阻 抗，就是別的物質反向運動的原因，且物質 充滿它的空間，是通過動力而不是通過單純 的實存（Kant, 1786）。這樣的想法完全不同 於古典物理所認為物質佔有一定空間而不可 重疊的觀點。顯見康德已經意識到物質之間 的壓縮或佔有空間是有其交互作用力存在。 可以看出這是初期場論的原理，即以交互作 用（即此處的動力）所構成的場域概念，代替 物質實體所構成的空間概念。 至於在第四部份＜現象學的形而上學基礎＞中，康德更直接以形而上學的觀點，來 看待傳統的物理學問題。例如，在界說中對 質量的定義，他提出了不同於傳統的主張， 即當運動物作為運動物可以成為經驗的對象 時，物質就是運動物（Kant, 1786）。 顯然，康德是以現象學來解釋一切的運 動之本質，他提到：運動正如一切通過感官 而 表 象 的 東 西 一 樣 ， 只 是 作 為 現 象 而 存 在 （K a n t , 1 7 8 6 ）。因此運動的表象要成為經 驗 ， 還 需 要 通 過 知 性 來 思 考 某 物 ， 也 就 是 說 ， 為 了 取 得 使 那 個 表 象 內 在 於 主 體 的 方 式，還必須通過這表象來規定一個客體。所 以，當某個一定的客體（因而在這裡就是一 個物質性的東西）就運動這個屬性而言，被 知性思考所加以規定，則運動物作為運動物 就成了一個經驗的對象（Kant, 1786）。 他在定理２中提到一個數學的例證：一 個物質的圓周運動與空間的反向運動的區別 在於，它是物質的一個現實的屬性；反之， 一個相對空間的反向運動作為對物體運動的 換位，並不是這物體的現實的運動，當它被 這樣看待時，它只是一個假象（Kant, 1786） 。這明顯是數學在相位上的變換問題，可說 是各假象之間的換位，何者是真正的運動已 不可知。舉例來說，一個變數等於常數，在 直角座標系中 y=const. 表示為直線，但若是 r=const.在極座標系中則表示為圓形。故直線 運動與圓周運動二者可以說是二種相位之變 換 而 已 ， 到 底 何 者 才 是 真 正 的 運 動 已 不 可 知！ 以上所述，均是康德的形而上學主張， 雖於古典物理不符，但卻與近代物理的理念 相近。不過，這並不代表康德全部的形而上 學主張皆如此。 以下，便是對康德所提的形而上學，與 古典、近代物理皆不相符的情形進行說明。 以第二部份＜動力學的形而上學基礎＞ 來說，康德認為物質的動力只有兩種：一是 在定理２中所提到的推斥力；二是在定理５ 中的吸引力（Kant, 1786）。且根據康德的說 法，當斥力大於吸力時則宇宙無限擴展，當 吸力大於斥力時則宇宙會無限收縮。這與古 典或近代物理的觀點均不相同。依場論所建 立的四種基本交互作用（重力、電磁力、弱 作 用 、 強 作 用 ） 中 僅 電 磁 力 兼 具 吸 引 與 排 斥，其餘均為引力。顯見康德受時代知識的 影響，無法想像出除擠壓與碰撞以外的作用 力。 又例如康德在附釋２中說道：必定可以 為任何物質找到一個壓縮力，它能夠把物質 從它所充滿的任何一個空間中驅趕進一個更 小的空間中去（Kant, 1786）。但是，對此無 限小的空間將作何解釋，是否暗示著重力塌 縮後的極限不存在﹖黑洞是否就是一個無限 小的空間﹖即使是從場論觀點而言，也不可 能有一個無限小的場域空間，且康德在此是 明指物質空間而言，這與古典物理及近代物 理的觀點皆不相符。 雖然康德在定理３中說明：物質能無限 地被壓縮，但不管其壓縮力有多麼大，永遠 也不能被一個物質所透入（Kant, 1786）。但 是否真的存在「不可壓縮性」的物質﹖例如： 空間、液體、固體、分子、原子、中子、質 子、電子、夸克……。一般而言，空間可壓
縮、液體與固體不可壓縮；但若深入原子層 次，則液體與固體又是可壓縮。另一方面， 分子之不可透入似為常識，但以原子而論則 又可透入分子而變化為新物質。顯然，康德 的「不可透入」說法，頗值得質疑。 這些例子都在說明康德的對自然科學的 有 些 形 而 上 學 觀 點 ， 不 僅 與 古 典 物 理 不 相 符，且與近代物理的科學觀亦不相同。這表 示有二種可能：一是形而上學無助於自然科 學之推衍；二是康德受時代背景之限制(註 7)。 不過，由於本文上一小節所說明的，在康德 的形而上學中大部份是適用於自然科學，且 是幫助自然科學發展的一項重要因素，故第 一種情況的可能性較低。因此，本文以為： 康德畢竟並非是全能的上帝，他的形而上學 也非絕對真理，所以他也不可能推導出所有 的自然科學內容，故第二種可能性較高。 康德此書雖有不少科學見解與現代科學 知識不符，但對科學知識背後的本質與形而 上探討的精神，卻反而是現代科學從事人員 所不及的，因為現代人對科學知識是接受的 多而批評的少，甚至有些人認為科學永遠是 對的。對此， 康德更有一些見解是超越知識 性 的 理 解 ， 而 直 指 科 學 的 本 質 或 世 間 的 真 理 ， 即 使 是 現 代 科 學 亦 無 法 給 予 圓 滿 的 解 釋。而且，這些見解的確是科學的議題，而 非僅是形而上學的探討，例如：空間之外的 空 間 ﹖ 物 質 的 無 限 分 割 ﹖ … … 等 問 題 的 探 討。 綜合上述康德對自然科學的形而上學觀 點，本文將在下一節中，對現今科學教育在 自然科學中的角色進行說明。
參、科學教育在形而上學與自然科學
之間的地位
依照康德的說法，形而上學與自然科學 的關係，係建立在所謂的「宇宙學」的理念上 （Kant, 1783）。但是在形而上學與自然科學 之 間 ， 尚 存 在 一 關 鍵 性 的 理 念 ， 即 所 謂 的 「心理學」的理念（Kant, 1783），它涉及所 有 理 性 者 的 自 我 立 法 。 換 句 現 代 的 語 詞 而 言，這毋寧是標示著主體的關鍵性，也間接 說明了教育的重要。因此，在形而上學與自 然科學之間，其實仍有待科學教育作為其溝 通的橋樑。 以 下 ， 就 是 本 文 從 形 而 上 學 、 自 然 科 學、與科學教育三者的關係，與台灣現行的 科學教育現況作一比較與說明。一、形而上學、自然科學、與科學教育
的關係
一般而言，科學家進行科學研究時所持 之信念或觀點，大致可以區分出二種類型： 一是著重於現象者，亦即經由經驗歸納者， 如熱力學三大定律、牛頓三大運動定律、克 卜勒三大行星定律……等，可以統歸為經驗 公式，即康德的稱的「經驗的」（empirisch） (註 8)研究，屬於感性的直觀；二是指著重於普 遍原則者，即經由邏輯演繹者，如牛頓的萬 有引力、庫倫定律、伽利略的自由落體、近 代物理中的量子力學、相對論……等，可以 從 上 述 的 經 驗 歸 納 結 果 加 上 邏 輯 的 合 理 推 演，而得出具普遍適用的法則，此即康德所 稱的「經驗」（Erfahrung）(註 9)研究，屬於感性 加上理智的直觀。上述二種方式，不論是從經驗或直觀來 進行科學研究，都甚少有科學家會涉及到形 而上學的議題，即探討上述現象或法則的本 源，如探討宇宙從何而來﹖何謂物質﹖力的 來源？……等問題。 在康德來看，自然科學的探討方式可以 透由經驗或不需經驗基礎進行，其中後者係 超驗或超越（transzendent）(註 10)方式，是我們 所無法掌握的；而前者則經由感性、理智進 化至理性的過程，是為先驗（Transzendenta-l）(註 11)方式，即內容雖可與經驗無關，但並不 與經驗相違，甚至相符。因為，當理性一方 面 根 據 一 個 普 遍 所 承 認 的 原 則 得 出 一 個 論 斷，另一方面又根據另外一個也是普遍所承 認的原則，以最準確的推理得出一個恰好相 反的論斷（Kant, 1783）。顯見，自然科學的 形而上學並非求諸一絕對的單一答案，而是 透過不斷的辯證過程，使自然科學能一直處 於發問與求解的循環中。故康德的對自然或 宇宙的觀點，正是由自然科學與形而上學融 合而成的結果。 不過，上述這種自然科學與形而上學的 關係，顯然是建立在一個具有理性的主體意 識上。因此，當我們思考「自然科學的形上 學如何可能？」的問題時，我們就必須將科 學 教 育 對 該 主 體 的 影 響 一 併 納 入 考 量 。 對 此，我們可以從康德所提出的心理學理念來 說 明 。 康 德 認 為 經 驗 地 存 在 於 我 之 外 的 東 西，就是空間裡被直觀的東西，而且既然空 間和它所包含的一切現象都屬於表象，而表 象按照經驗法則的連結證明了表象的客觀真 實性，和內感官的現象的連結證明了我的靈 魂（作為內感官的一個對象）的實在性一樣。 那麼，由外經驗我意識到作為空間裡的 外在現象的物體的實在性，也和我由內經驗 意識到我的靈魂在時間裡的存在一樣，而我 只能通過現象（內在情態就是由它做成的）把 我的靈魂認識成為內感官的對象。至於靈魂 的自在本質（這是上述所有現象的基礎），對 人類來說則是不可知的（Kant, 1783）。 因此，康德以為：靈魂必須是以經驗為 基礎的，即只有在可能經驗中才是有效的， 但若把靈魂當作自在之物而超出一切可能經 驗時就無效了；而另一方面，自然界的現象 則必須以能思的主體作為基礎才有意義。康 德稱此為「先驗的唯心主義」或「形式唯心主 義」，不同於以往的唯心主義（Kant, 1783）。 所以，人類若為了一勞永逸而放棄形而 上學的研究，則乃是一種因噎廢食且不可取 的辦法。世界上無論什麼時候都要有形而上 學，不僅如此，每人（尤其是每個善於思考 的人）都要有形而上學，而且由於缺少一個 公認的標準，每人都要隨心所欲地塑造自己 類型的形而上學（Kant, 1783）。所以，我們 需要科學教育的目的，正是作為自然科學與 形而上學之間的溝通橋樑！
二、對現行科學教育之建議
從 康 德 對 自 然 科 學 與 形 而 上 學 的 探 討 中，我們可以發現科學實不可脫離形而上學 而獨立，否則將僅成為徒具科學形式（即失 去科學求真精神）的謀生工具或政治手段。 筆者忝為科學教育界之一員，管窺以為：凡 科學教育之成員，均必須再肩負起教學、批判、與反省之三重責任。 第一重責任是科學教學。科學教育既為 自 然 科 學 的 傳 承 工 作 ， 對 象 是 科 學 學 習 的 「學生」，那麼就必須反問自身：科學教育所 要教給學生的是科學知識﹖科學方法﹖還是 科學的精神﹖舉例來說，現今社會許多學有 專精的菁英分子，其專長不一定就是科學， 他的科學知識甚至可能比一個正要參加高中 聯考的國中生還不如，可是這並不會妨礙他 的成就。或者說，此一菁英分子的科學知識 或許不佳，但他可能掌握了效率、客觀的科 學方法。此固有其可能性，但若這菁英分子 不巧是一個固執、主觀的藝術家，那麼他也 不是那麼需要科學方法了。難道科學教育是 多餘的嗎﹖不然，因為我們可以從這些社會 菁英的身上發現一個共同的特徵，就是追求 人生真、善、美境界的執著。換言之，科學 教育真正要提供給學子的，應該是其追求真 理的精神 (註 12)。至於科學的知識或方法，學 子們能學到正確的知識、有效的方法，固然 很好，但若捨棄了科學精神而僅學到知識和 方 法 ， 又 豈 是 科 學 教 育 在 教 學 上 的 真 正 目 的！ 第二重責任是對科學的批判。此為自然 科學的督促工作，對象是「科學」。習慣上， 一般人總以為科學教育就是將科學的成果教 予下一代，殊不知一味地教學而未有發揚與 革新，才是使一門學科衰退的主因。科學教 育既身負傳承科學之責，因此也就必須對科 學本身進行批判。值是，探索「作為科學的 形而上學為何﹖」之問題，就成為科學教育 學者責無旁貸的工作。可惜的是，現今科學 教育不僅淪為科學教學的工具，而且尚僅是 實證科學的教學工具，視形而上學為無物， 忽略了科學必須時時刻刻受到批判、尋找真 理的天職。相形之下，形而上學作為理性的 一種自然趨向來說，反而是實在的。 第三重責任是科學教育的自我反省。此 為科學教育的自省工作，對象是科學教育自 身。科學教育作為科學的傳承者，其教育的 對象是學生，批判的對象是科學，但這並不 代表科學教育本身永遠是對的。所以科學教 育必須不斷地自我反省，從人性、從科學、 從各種不同的角度，隨時反省自身所做的工 作。之所以如此謹慎，這是因為教育工作雖 往而復始，但對於每一個被教育的學生卻可 能只有這一次學習機會。稍有不慎，對教育 工作者而言，雖只是一次失敗的經驗，但對 於學習者而言，卻可能永遠受到傷害。 綜合上述三重科學教育應負之責任，再 反觀今日台灣（世界各地亦然）的科學教育， 我們可以發現：目前的科學教育僅注重於科 學知識、方法、態度的培養（更有甚者，僅 強調科學知識的重要，而淪為迷信科學的盲 從者），雖有在方法上強調客觀、精確；在 態度上主張批判、懷疑等科學素養，但卻甚 少會探觸「科學為何﹖」或「為何科學﹖」的 形而上問題，沒有從科學的本源或本質處著 手的研究與教育，其實都是沒有基礎的空中 樓閣，這種現代人所標榜的「科學大廈」根本 就是建立在虛空之中。因為，目前的所有科 學素養培育，都是立足在科學本身的價值觀 之上，而非站在超越科學以外的更寬廣的視 野上，所以所謂的「批判力」其實就是「科學
的批判力」，所謂「懷疑的態度」就是「科學 的懷疑態度」，所謂「理性」就是「科學的理 性」……等等不一而足，反正一切都是以科 學本身作為基礎。但是科學自身作為其科學 本 身 的 基 礎 ， 這 根 本 是 一 種 循 環 的 論 證 詭 辯。 唯 有 不 斷 自 我 批 判 ， 才 能 不 斷 超 越 自 我，即使是自然科學的研究也必須如此。可 惜當代的科學已逐漸失去了這個自省能力， 而科學教育更居於推波助瀾的關鍵角色，一 味地將科學知識傳授予下一代，而不知教導 下一代對科學反省與批判的能力，此實為我 科學教育學界所應警惕之處。
肆、結語
本文基於對康德《自然科學的形而上學 基 礎 》 的 探 討 ， 而 知 形 而 上 學 對 科 學 的 發 展，及其對科學本質的追索，有著非常重要 的地位。依此反觀台灣科學教育的現況，本 文以為至少有三方面的缺失： 一就政策方面而言。現行科學教育的政 策 ， 從 理 念 、 規 劃 、 到 行 政 ， 無 一 不 是 以 「國家經濟與形象」作為基礎，換言之，科學 教育之所以受到重視，實是以教育為工具、 以科學為內容，欲收人力培養、工業發展的 功利導向，而非立足於學子的人格培養、科 學的求真精神。顯見台灣現行科學教育的政 策，的確存在一些偏見。 二就教材方面而言。現行國、高中職的 科學教材，純以學科本位導向，各科之間缺 乏統整與協調，兼之教材內容以傳授知識為 主，致使學子在各學科知識間，產生矛盾與 不銜接的現象，僅為考試而生吞活剝教材內 容，更遑論有效運用這些學科知識於日常生 活中。 三就教學方面而言。基於政策與教材之 不當，教師在實際教學中所扮演角色，很容 易就被定位為「教授知識者」，如此一來，教 學活動淪為著重於背誦公式與解題技巧，缺 乏對科學的整體觀念與思考能力的培養。即 使由於教師自覺，而欲進行教學改革，亦受 限於教學進度與考試壓力。 顯然，這三方面的缺失，其實均來自同 一錯誤的觀念：科學是一個講究實務、實用 的 學 科 ， 不 需 要 太 鑽 研 玄 虛 的 、 未 知 的 領 域，因此也就不需要哲學或形而上學。基於 這樣的觀念，科學教育在臺灣的推行，當然 就淪為「國家工具」的角色。 正 如 二 十 世 紀 存 在 主 義 大 師 海 德 格 （Heidegger, 1935)曾提出一個有名的問句：究 竟為什麼在者在而無反倒不在﹖這一問題為 一切真正的問題提出了根源，故它是最原始 的問題，係自身向自身提出問題的問題，而 這種發問意味著：通過澄清所要詢問的東西 去冒險探究和窮盡在這一問題中不可窮盡的 東西。這樣的活動就是形而上學。可知形而 上學的大用正是因其在日常生活中的無用， 故它能超越時間與經驗，它是完全自由的， 也只有形而上學才能對上述的基本問題進行 探索。 最後，或許有人會認為：因為形而上學 的主張沒有精確的內容，其模糊的主張，使 其詮釋力會因時代而變，所以不論怎麼看都 可以說它是適用的。的確，一個形而上的主張 因 其 詮 釋 內 容 之 可 變 而 能 適 用 於 任 何 情 況，但也導致「一個什麼都能詮釋的主張， 其實什麼內容也沒有」的結果。這個批評的 確是形而上學一直不被科學界重視甚至排拒 的原因，但是吾人並非是要以形而上學取代 科學，而是如康德所說：尋找一個可作為科 學的形而上學基礎（Kant, 1786），即科學的 內容必須以形而上學為基礎，否則就失去了 科學不斷進步的動力。 顯然，形而上學雖然不是精確的科學， 但它卻是一切科學的原動力。所以實證主義 的科學哲學想完全排拒形而上學，表面上看 來似乎是走向更精確的科學之路，其實是已 然 失 去 了 科 學 的 原 動 力 與 求 真 、 求 知 的 精 神 ， 故 實 證 主 義 雖 得 到 了 很 多 更 精 確 的 知 識，但這些知識都是屬於同一層次的知識， 因為它已失去更多知識跳躍與層次提昇的可 能性了。
附註
註 在《自然科學的形而上學基礎》書中，康 德在每一部份均是以界說、說明、公理、 定理(附有證明)、及附釋的方式，提出各 種形而上學的主張。 註 「空的空間」一詞係相對於傳統物理學中 的「乙太空間」而言。後者認為空間並非 真空，而是充滿一種特殊物質(即乙太)， 一切運動均在乙太中傳遞或進行，故而不 存在超距作用。前者則指出真空中仍可以 存在作用力。 註 不過，當他更近一步提出：從這種本源的 吸引力中，當與其反作力即拒斥力相聯繫 時，就必定可以派生出這個拒斥力的限 制，派生出一個被在一定程度上充滿的空 間的可能性，這樣一來就會構想出物質作 為(在一定程度上)充滿其空間的運動的動 力學概念(Kant ， 1786)康德顯然把牛頓的 「作用力與反作用」定律的意思弄錯了。 因為吸引力與排斥力並非互為作用與反作 用。 註 但吸引力並不止萬有引力，如強、弱作用 力亦為吸引力，其作用範圍僅為 10-12m 、 10-15m ，這些都是牛頓與康德同時代的人 所不知道的。可是從另一個角度來看，雖 然當時尚未發現強、弱作用，但也早已知 道電磁力同時具有吸引力與排斥力，為何 康德在此執意將吸引力等同萬有引力？除 非上述語句中之「物質」即是指「質量」而 言(但是牛頓在《自然哲學的數學原理》中 已明確界定質量之定義，為何康德不沿 用？)。 註 可是，康德在附釋裡卻提到 : 物體運動的 量處在其物質的量和運動速度的複合關係 中，...這就是從物質的量和它的速度平 方的關係中組合出來的關係法則(Kant ， 1786)。這顯然是目前所公認的動能公式 (Ek=1/2mv2)。不過康德尚未將之從一般物 質的運動中區分出來，即康德似乎尚未區 別動量(P=mv)與動能(Ek=1/2mv2)的不同， 而統稱為運動量。 註 現今的質量守恆乃依道爾頓的原子論主張 而得到支持，但康德在此的實體法則卻非 使用原子論來支持(因為，康德反對有限 分 割 的 原 子 ， 及 其 原 子 間 的 虛 空 之 存在)，而是以物自身的實體作為其根本。 註 另外，還有一種可能性，那就是自然科學 發展至今也並非完全成熟，但我們卻以古 典、近代物理作為參考，來對照康德的 《自然科學的形而上學基礎》，顯然這是 有其條件上的前提限制。不過，這已非本 文所能討論的範圍了。畢竟我們只能根據 發展至今的自然科學知識，作為參考基 礎。 註 「經驗的」(empirisch)並非經驗(Erfahrung) 的形容詞，而是指從感官直接知覺到的東 西，故此時尚未成為經驗(Kant ， 1783)。 註 「經驗」(E r f a h r u n g ) 不單純是經驗的 (empirish)知覺累積，它遠遠超過知覺並 且給經驗的判斷以普遍統一性的東西。故 經驗即直觀加上判斷，而其中的直觀是屬 於 感 性 ， 而 判 斷 是 屬 於 理 智 ( K a n t ， 1783)。 註 「超越的」或「超驗的」﹝transzendent ﹞ 是指超出一切可能經驗界限以外﹝此洽與 「內在的」相反﹞，在康德看來，超越 ﹝超驗﹞的東西是不可知的。 註 「先驗」(Transzendental)與超驗之區分始 於康德、他認為先驗雖然不是來自經驗但 也不背於經驗並且對於經驗是有效的，故 並沒有「完全在經驗以外」或「先於經驗」 的意思。他說：我把一切決不是有關對象 的知識，而是有關對象的認識樣式的知識 稱之為「先驗知識」(Kant ， 1783)。因此， 先驗是指一切對經驗和對象的先天形式、 先天原則等必然關係之研究。 註 科學教育或許不能完全提供真、善、美的 全然境界，但至少可以對真理的追求上有 所貢獻。
參考文獻
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