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科學之美及其教學之可能

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Academic year: 2021

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科學之美及其教學之可能

楊倍昌

國立成功大學醫學院 微生物暨免疫學研究所

摘 要

「 科 學 之 美 」 的 教 學 除 了 說 明 科 學 美 的 感 情 和 趣 味 性 之 外 , 它 也 可 能 引 發 學 習 興 趣 , 貫 通 冷 硬 的 科 學 知 識 , 以 及 建 立 科 學 的 價 值 。 科 學 教 育 中 , 領 略 科 學 之 美 為 教 學 目 標 的 企 圖 , 與 一 般 美 學 一 樣 , 它 必 須 面 對 兩 種 挑 戰 : 一 、 確 立 審 美 判 斷 的 基 礎 ; 二 、 論 證 審 美 判 斷 的 普 遍 有 效 性 。 就 課 堂 教 學 的 經 營 而 言 , 直 接 鋪 陳 知 識 內 容 或 是 情 意 教 學 都 可 以 論 說 「 科 學 之 美 」 。 解 說 科 學 知 識 內 容 的 嚴 整 性 是 傳 統 課 程 的 強 項 , 它 直 接 呈 現 知 識 的 秩 序 美 , 快 速 而 容 易 操 作 。 情 意 教 學 常 透 過 歷 史 案 例 及 其 與 社 會 互 動 的 方 式 進 行 , 強 調 知 識 建 構 的 過 程 , 迂 迴 而 緩 慢 。 然 而 由 知 識 、 人 文 、 社 會 對 話 等 層 面 來 提 供 欣 賞 科 學 的 進 路 , 富 有 融 通 知 識 與 價 值 判 斷 的 優 點 。 史 學 家 克 理 斯 結 合 科 學 史 的 內 容 來 補 充 美 學 的 論 證,從 而 展 示 物 理 科 學 實 驗 之 中 同 時 也 蘊 涵 著 美 的 方 法,較 近 似 於 情 意 教 學。在 他 的「 實 驗 科 學 之 美 」 的 論 述 中 , 「 深 度 」 、 「 效 能 」 及 「 明 確 性 」 所 說 明 的 是 科 學 實 驗 細 節 的 安 排 以 及 知 識 內 容 本 身 對 於 科 學 典 範 的 衝 擊;「 總 體 」、「 廣 闊 」、「 樸 實 」、「 壯 闊 」 則 是 閱 讀 者 情 感 的 回 應 。 只 是 , 開 闢 新 視 野 的 基 石 科 學 容 易 展 現 這 類 「 實 驗 科 學 之 美 」 的 層 面 。 如 何 以 美 學 的 角 度 來 欣 賞 注 重 資 料 收 集 的 一 般 科 學 , 或 是 純 科 學 理 論 的 研 究 仍 是 個 考 驗 。 由 於 談 論 「 科 學 之 美 」 有 語 彙 的 困 難 、 科 學 知 識 內 容 重 點 不 同 、 甚 至 是 個 人 理 解 能 力 的 差 異 等 等 的 問 題 , 因 此 在 教 材 及 解 說 的 方 式 除 了 建 立 明 確 的 論 證 結 構 之 餘 , 讓 各 種 方 法 得 以 並 陳 , 截 長 補 短 才 是 上 策 。 關 鍵 詞 : 科 學 教 育 、 美 學 、 科 學 之 美 、 情 意 教 學

壹、引起科學熱情

近 代 科 學 家 可 以 算 是 一 種 探 索 自 然 祕 密 的 職 業 偵 探 。 這 個 行 業 裡 有 自 己 的 社 群 、 雜 誌 以 及 專 業 倫 理 , 也 有 互 相 競 爭 的 壓 力 。 科 學 家 關 起 門 來 , 以 一 己 之 力 , 探 索 宇 宙 規 律 的 時 代 已 經 不 復 存 在 。 特 別 是 實 驗 科 學 家,它 需 要 透 過 遊 說,透 過 展 示, 引 起 別 人 的 興 趣 , 讓 別 人 願 意 挹 注 資 金 。 讓 我 好 奇 的 是 , 在 科 學 實 驗 內 容 審 查 的 過 程 中 , 所 謂 好 的 科 學 、 值 得 鑽 研 的 科 學 是 什 麼 ? 科 學 社 群 評 價 自 己 的 依 據 是 什 麼 ? 除 了 名 利 之 外 , 在 冗 長 而 辛 苦 的 工 作 背 後 , 有 什 麼 魅 力 , 吸 引 著 科 學 家 不 斷 的 回 到 孤 寂 的 實 驗 室 ? 對 教 育 者 而 言 , 如 何 跟

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學 生 解 釋 這 種 科 學 熱 情 , 進 而 引 發 他 們 對 科 學 的 熱 情 是 個 重 要 的 課 題 。 科 學 家 自 己 對 於 實 驗 的 成 果 著 迷 的 行 為 , 不 在 同 一 個 學 術 圈 的 人 常 常 會 覺 得 他 們 非 常 隨 興 而 怪 異 , 沒 辦 法 理 解 。1902 年 , 居 禮 夫 人 (Skłodowska-Curie, M. 1867-1934) 和 皮耶•居 禮 成功 的 從 近 十噸 礦 渣 中 提 煉 出 零 點 一 公 克 的 鐳 時 , 興 奮 到 晚 上 睡 不 著 , 忍 不 住 在 小 女 兒 睡 著 後 又 回 到 實 驗 室 去 盯 著 閃 爍 的 螢 光 看 。 「 不 要 開 燈 」 。 瑪 麗 在 黑 暗 中 說 。 「 看…看 ! 」 這 位 年 青 的 女 人 低 聲 囁 嚅 著 。 她 小 心 翼 翼 的 地 往 前 走 。 找 到 一 張 草 墊 椅 子 , 在 黑 暗 中 沉 默 地 坐 下 來 。 他 們 的 臉 朝 向 那 淺 白 的 光 , 那 放 射 的 神 秘 來 源。(伊 芙.居 禮,1988, p.221-222) 學 過 現 代 物 理 學 的 學 生 , 很 多 人 都 看 過 放 射 線 打 在 螢 光 板 上 所 形 成 的 閃 光 。 事 實 上 , 它 就 只 是 單 調 的 光 點 , 比 不 上 閃 爍 飛 舞 的 螢 火 蟲 好 看 。 居 禮 夫 人 和 皮 耶 • 居 禮 這 種 入 迷 的 當 下 , 無 關 利 益 、 無 關 物 品 優 美 的 著 迷 很 難 用 理 智 來 形 容 , 我 只 能 用 「 著 了 魔 」 一 般 來 說 明 這 種 行 為 。 科 學 家 對 於 實 驗 成 果 的 著 迷 , 不 只 是 自 己 安 靜 的 觀 賞 而 已 , 甚 至 於 還 會 有 一 種 不 吐 不 快 , 忍 不 住 要 找 人 分 享 的 興 奮 。 法 蘭 西 斯 • 克 立 克 (Crick, F. 1916-2004) 發 現 DNA 雙 螺 旋 時 , 到 處 宣 揚 的 心 情 就 是 如 此 。 過 去 一 週 中 , 法 蘭 西 斯 每 天 多 次 用 快 速 的 語 句 談 到 結 構 (DNA 雙 螺 旋) 和 它 的 意 義 , 向 人 們 解 說 , 總 是 那 麼 熱 情 洋 溢 。 他 的 興 高 采 烈 程 度 與 日 俱 增 。 吉 萊 或 者 我 , 一 聽 到 法 蘭 西 斯 提 高 嗓 門 引 導 幾 個 新 臉 進 來 , 就 離 開 辦 公 室 , 直 到 新 來 參 觀 的 人 被 說 服 後 離 去 , 可 以 做 一 點 工 作 後 , 才 回 到 辦 公 室 中 去 。(Watson, 1968, p169) 科 學 家 對 於 自 己 的 研 究 成 果 的 偏 好 和 許 多 藝 術 家 創 作 時 的 沉 迷 很 相 像 , 都 混 雜 著 些 許 神 秘 氣 息 , 外 人 很 難 體 會 他 們 的 心 情 波 動 。 這 種 沉 迷 具 有 相 當 強 的 主 觀 意 志 。 不 只 如 此 , 研 究 同 行 或 是 科 學 雜 誌 的 讀 者 , 雖 然 是 以 第 三 者 的 角 色 來 閱 讀 科 學 , 他 們 偶 爾 也 同 樣 會 顯 出 讓 人 矚 目 的 熱 情 。 巴 斯 德(Pasteur, L. 1822-1895)發現 左 旋 酒 石 酸 和 右 旋 酒 石 酸 的 晶 體 偏 光 結 果 , 引 起 科 學 界 的 爭 論。法 國 物 理 學 家 Biot, J. B. (1774-1862)在閱 讀 報 告 之後,跟 著 巴斯 德 一 起 驗 證 這 項 發 現 的 過 程 , 很 生 動 的 顯 示 科 學 同 行 對 於 科 學 研 究 的 評 論 , 除 了 關 切 科 學 的 真 假 之 外 , 也 會 有 喜 悅 之 心 、 也 會 激 動 雀 躍 。 Biot 仔 細 的 稱 重 配 成 溶液 。 他 將 最 引 起 興 趣 的 溶 液 , 也 就 是 那 份 會 造 成 向 左 偏 光 的 溶 液 滴 到 偏 光 儀 上 。 當 偏 光 儀 的 測 量 值 呈 現 在 帶 色 的 刻 盤 上 時 , 不 需 要 再 細 看 那 些 刻 度 數 值,Biot 馬 上 便 確 認 通過 溶 液 的 光線 強 烈 偏 左 旋 。 然 後 、 這 位 大 有 名 氣 的 老 人 抓 著 我 (巴 斯 德 ) 的 手 , 激 動 深

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切 的 說 "孩 子 , 我 是 如 此 熱 愛 科 學 , 它 撼 動 著 我 的 心 (Dubos,1960)。 Biot 起 先 只 是 像 個 好 奇 的 小 孩 子 一 樣 , 拉 著 巴 斯 德 一 起 做 實 驗 。 證 實 結 果 之 後 , 他 的 「 它 撼 動 著 我 的 心 」 這 句 評 論 只 是 喟 嘆 而 已 , 並 沒 有 說 出 科 學 值 得 熱 愛 的 大 道 理 。 不 只 是 在 驗 證 別 人 的 新 實 驗 得 到 樂 趣 , 也 有 觀 賞 新 的 科 學 論 點 或 是 新 結 果 而 驚 豔 , 大 力 推 薦 , 甚 至 代 為 出 馬 , 奮 戰 護 衛 的 例 子 。 達 爾 文 (Darwin, C. R. 1809-1882)的 演 化 論 被 發 表 之 後 , 遭 到 強 烈 的 批 評 , 讓 他 自 己 對 於 公 開 辯 論 意 興 闌 珊 。 還 好 , 有 個 赫 胥 黎(Huxley, T. H. 1825-1895),他 讀 了達 爾 文的「 物 種 起源 」 之 後 , 非 常 佩 服 , 認 定 這 是 個 劃 時 代 的 傑 作 。 赫 胥 黎 並 且 鄭 重 的 宣 佈 : 「 我 是 達 爾 文 的 鬥 犬 」。演 化 論 所 引 起 的 科 學 論 戰 中, 赫 胥 黎 的 確 也 是 個 最 積 極 的 捍 衛 者 , 比 達 爾 文 自 己 還 要 熱 心 。1860 年 6 月 30 日 , 在 牛 津 大 學 自 然 歷 史 博 物 館 舉 行 的 進 化 論 論 戰 , 赫 胥 黎 說 了 一 段 經 典 問 答 : 「 我 寧 可 當 一 隻 猴 子 , 也 不 要 錯 用 才 智 去 譏 諷 學 術 討 論 」。之 後,他 還 加 以 延 伸,寫 成「 演 化 論 與 倫 理 學 」 , 也 引 起 很 多 議 論 。 細 菌 學 家 柯 霍 (Koch, R. 1843-1910) 發 表 炭 疽 細 菌 研 究 的 過 程 , 則 是 個 科 學 演 示 之 後 , 讓 讀 者 興 起 惺 惺 相 惜 的 情 感 的 好 例 子。1876 年 11 月 15 日,柯 霍 特 地 去德 國 Breslau 大 學植 物 病 理 學研 究 所 , 跟當 時 的 所 長 Cohnheim, J. (1817-1891) 說 明 他 的 研 究 成 果 , 並 且 親 自 表 演 他 如 何 由 罹 病 小 鼠 的 脾 臟 培 養 出 細 絲 狀 的 炭 疽 細 菌 , 細 菌 如 何 穿 透 青 蛙 的 皮 膚 表 皮 細 胞 的 實 驗。Cohnheim 看 過 之 後,非 常興 奮,馬 上 回 研 究 所 告 訴 同 仁 說 : 現 在 都 放 下 手 邊 的 工 作 , 去 看 柯 霍 吧 。 這 個 人 運 用 簡 潔 精 準 的 實 驗 完 成 了 非 常 了 不 起 的 發 現 , 真 讓 人 贊 歎 。 特 別 是 柯 霍 完 全 孤 立 在 科 學 社 群 之 外 , 他 獨 立 完 成 非 常 完 整 的 研 究 。 已 經 沒 什 麼 可 以 懷 疑 的 了(Julius, 1885) 。 粗 略 來 看 , 一 般 認 為 是 「 硬 學 問 」 的 科 學 引 起 共 鳴 而 表 現 在 外 的 行 為 , 竟 然 跟 許 多 人 對 於 藝 術 、 音 樂 的 著 迷 很 像 。 孔 子 在 齊 國 時 聽 聞 《 韶 》 樂 , 沉 醉 許 久 , 有 三 個 月 連 吃 飯 都 不 知 道 肉 味 。 王 讜 的 《 唐 語 林 》 記 載 書 法 名 家 歐 陽 詢 在 旅 途 間 , 看 見 石 碑 上 刻 的 西 晉 書 法 家 索 靖 所 寫 的 字 , 愈 看 愈 有 趣 , 癡 迷 到 睡 在 石 碑 旁 , 看 了 三 天 才 滿 足 離 去 。 這 些 沉 醉 癡 迷 的 心 情 也 不 容 易 透 過 文 字 來 論 述 。 就 以 上 居 禮 夫 人 、Biot、 赫 胥 黎 的 例 子 看 來 , 科 學 的 「 實 用 面 」 並 不 是 讓 這 些 人 著 迷 的 唯 一 原 因 。 它 幾 乎 跟 人 對 音 樂 、 繪 畫 、 雕 塑 等 等 藝 術 品 的 喜 好 一 樣 。 我 相 信 , 如 果 我 們 可 以 在 學 校 教 出 像 居 禮 夫 人、法 蘭 西 斯•克 立 克、Biot, J. B.、赫胥 黎 、Cohnheim, J. 等 人 對 於科 學 的 熱 情, 那 麼 應 該 能 算 得 上 是 教 學 成 功 了 。 這 種 對 科 學 熱 情 能 否 像 藝 術 之 美 一 樣 來 解 說 呢 ? 就 教 學 的 目 標 來 說 , 如 果 講 述 科 學 之 中 所 蘊 涵 的 美 能 引 起 學 生 對 科 學 熱 情 , 那 麼 它

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該 如 何 落 實 到 課 程 之 內 呢 ? 相 對 於 驗 證 科 學 的 對 錯 要 受 到 客 觀 理 性 的 約 束 , 科 學 題 材 的 選 擇 與 評 價 方 式 是 動 態 的 , 不 容 易 掌 握 。 也 許 鐳 、 晶 體 偏 光 、 炭 疽 病 、 演 化 論 這 些 科 學 發 現 真 的 很 了 不 起 , 但 是 它 需 要 進 一 步 說 明 , 才 能 讓 人 了 解 其 中 的 美 妙 的 特 質 。 素 來 對 於 「 科 學 之 美 」 這 個 命 題 有 許 多 不 同 的 論 述 方 式 , 有 人 強 調 知 識 的 嚴 緊 度 、 有 人 注 重 實 驗 的 手 法 、 有 的 人 則 會 讚 美 自 然 本 身 就 是 美。在 教 學 上「 科 學 之 美 」 最 困 難 的 是 : 如 何 傳 達 科 學 體 驗 中 「 美 」 的 感 動 。Wickman (2006)認 為由 科 學 事 件 過 度 到 感 情 的 展 現 , 經 常 要 依 靠 美 學 的 判 斷 來 填 充 兩 者 之 間 的 斷 裂 。 然 而 科 學 家 會 不 自 覺 的 使 用 「 美 、 美 妙 、 像 藝 術 一 般 、 精 彩 、 有 意 思 、 有 創 意 」 等 等 形 容 詞 來 描 述 自 己 的 工 作 。 這 些 質 性 語 言 的 意 思 大 抵 上 是 沿 襲 大 眾 通 用 的 語 意 , 不 一 定 會 講 求 它 們 在 美 學 上 的 論 證 結 構 是 否 嚴 緊 而 一 致 。 對 學 生 來 說 , 如 果 不 是 事 先 已 有 跟 科 學 家 相 同 的 親 身 經 驗 , 這 類 的 敘 述 不 容 易 有 共 鳴 。 此 外 , 在 論 說 「 科 學 之 美 」 的 意 境 時 , 科 學 實 驗 之 美 和 自 然 之 美 常 常 會 混 雜 在 一 起 鋪 陳 。 但 是 , 闡 述 科 學 實 驗 之 美 和 科 學 內 容 所 描 述 的 自 然 之 美 不 同 。 科 學 實 驗 之 美 必 須 透 過 語 言 文 字 來 說 明 科 學 家 做 實 驗 手 段 的 高 明 , 而 科 學 內 容 則 是 說 明 自 然 現 象 本 身 投 射 在 人 的 知 覺 上 所 生 成 的 美 感 , 兩 者 的 關 係 和 《 楞 嚴 經 》 中 禪 師 常 用 「 以 手 指 月 」 的 比 喻 類 似 。 在 禪 師 的 看 法 中 , 以 手 指 月 , 目 的 在 月 不 在 手 。 月 亮 是 這 個 意 象 的 主 體 , 不 要 讓 手 的 姿 勢 喧 賓 奪 主 成 了 焦 點 。 而 談 論 科 學 實 驗 之 美 正 好 是 個 反 轉 對 照 , 像 月 亮 所 呈 現 的 自 然 之 美 雖 然 重 要 , 但 是 它 並 不 是 論 證 唯 一 的 焦 點 , 指 月 的 手 指 夠 不 夠 精 準 , 手 的 姿 勢 夠 不 夠 美 妙 也 是 必 須 考 慮 的 要 件 。 這 兩 類 美 感 的 指 涉 不 同 , 可 以 同 時 併 呈 , 以 豐 富 美 感 經 驗 , 但 是 區 分 它 們 的 差 別 也 有 必 要 。 劉 勰 在 《 文 心 雕 龍 》 知 音 第 四 十 八 中 評 論 文 章 好 壞 的 能 力 時 說 「 操 千 曲 而 後 曉 聲 , 觀 千 劍 而 後 識 器 」 。 這 是 中 國 歷 來 對 於 品 味 、 技 藝 典 型 的 認 知 , 多 聽 、 多 看 、 多 歷 練 , 久 而 久 之 就 會 有 眼 光 。 在 強 調 親 身 歷 練 很 重 要 之 外 , 劉 勰 還 提 供 了 六 種 分 析 文 章 的 依 據 : 「 一 觀 位 體 , 二 觀 置 辭 , 三 觀 通 變 , 四 觀 奇 正 , 五 觀 事 義 , 六 觀 宮 商 」 , 讓 初 學 者 可 以 很 快 的 上 手 , 自 己 分 辨 文 章 的 好 壞 。 在 學 校 裡 , 我 們 也 相 信 知 覺 本 身 就 有 普 遍 性 , 只 要 多 安 排 演 講 、 多 安 排 科 學 實 驗 , 讓 學 生 自 己 多 聽 、 多 看 、 多 歷 練 之 下 , 可 以 磨 練 欣 賞 科 學 之 美 的 眼 光 。 這 種 自 然 累 積 式 的 歷 練 方 式 , 缺 點 是 成 效 緩 慢 而 且 不 可 預 期 。 就 教 學 的 策 略 來 說 , 提 供 案 例 的 分 析 , 讓 欣 賞 科 學 之 美 與 欣 賞 其 他 文 藝 之 美 一 樣 , 讓 初 學 者 有 個 判 斷 好 壞 的 入 門 依 據 。 以 領 略 科 學 之 美 為 教 學 目 標 的 企 圖 , 必 須 面 對 兩 種 挑 戰 : 一 、 確 立 審 美 判 斷 的 基 礎 ; 二 、 論 證 審 美 判 斷 的 普 遍 有 效 性 。 授 課 的 內 容 如 果 經 得 起 這 些 挑 戰,這 種 教 學 型 式 會 較 為 客 觀 而 穩 固。

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貳、一個史學手法的得失

對 於 , 如 何 借 用 美 學 的 論 證 來 解 說 科 學 , 史 學 家 克 理 斯 (Crease, R. P.) 認 為實 驗 之 美 的 基 礎 就 在 於 它 是 如 何 讓 科 學 本 身 的 元 素 開 始 說 話 。 在 《 史 上 最 美 的 十 項 科 學 實 驗 》 這 本 科 普 書 中 , 克 理 斯 透 過 科 學 史 的 敘 述 手 法 , 分 析 並 演 繹 幾 個 物 理 學 實 驗 的 例 子 , 試 圖 展 示 物 理 科 學 實 驗 也 蘊 涵 美 的 元 素 : 實 驗 之 美 可 以 有 許 多 種 型 式 ---就 好 像 巴 哈 和 史 塔 文 斯 基 的 作 品 之 美 也 有 所 不 同 。 有 些 具 有 總 體 的 美 , 把 各 種 通 則 綜 攬 在 一 起 ; 有 些 則 具 有 廣 闊 之 美 , 把 規 模 迥 異 的 元 素 連 結 起 來 ; 有 些 具 有 樸 實 之 美 , 以 其 赤 裸 單 純 特 性 吸 引 我 們 , 來 彰 顯 純 粹 的 型 式 ; 而 有 些 則 是 壯 闊 之 美 , 帶 了 些 微 大 自 然 為 不 可 思 議 、 最 無 邊 際 , 以 及 最 駭 人 的 力 量 , 令 我 們 嘆 服 。 (克 理 斯 ,2009, p.17) 克 理 斯 在 書 中 的 序 言 中 提 出 深 度 、 效 能 及 明 確 性 作 為 說 明 科 學 之 美 的 三 元 素 。 在 這 個 基 礎 上 , 他 認 為 美 的 科 學 實 驗 能 顯 示 「 總 體 」 、 「 廣 闊 」 、 「 樸 實 」 、 「 壯 闊 」 的 感 情 , 而 令 人 贊 歎 。 這 些 混 合 感 官 及 理 智 的 情 感 , 並 不 是 他 個 人 憑 空 捏 造 的 詮 釋 概 念 , 康 德 也 有 類 似 的 論 述 ( 李 淳 玲,2004),只 是在 科 學 史 家的 手 裡,將 科 學 情 感 利 用 科 學 實 驗 的 過 程 進 一 步 交 互 對 應 而 後 重 現。就 意 識 的 類 別 來 看,「 深 度 」、 「 效 能 」 及 「 明 確 性 」 指 明 的 是 科 學 實 驗 細 節 的 安 排 對 於 科 學 典 範 的 衝 擊 ; 「 總 體 」 、 「 廣 闊 」 、 「 樸 實 」 、 「 壯 闊 」 則 注 重 觀 賞 者 內 心 對 於 科 學 實 驗 的 成 果 情 感 的 回 應 。 克 理 斯 根 據 這 個 簡 單 的 論 說 架 構 來 欣 賞 牛 頓 的 三 菱 鏡 分 光 實 驗 : 「 牛 頓 的 關 鍵 實 驗 一 舉 為 世 界 帶 來 了 許 多 新 事 物 : 一 項 資 訊 、 一 套 工 具 和 技 術 , 甚 至 還 有 一 段 道 德 指 引 。 每 樣 新 事 物 都 造 就 了 這 個 實 驗 之 美 。 牛 頓 的 實 驗 揭 露 了 這 個 世 界 的 一 項 真 理,做 法 卻 是 極 端 單 純 又 極 富 巧 思 」(克 理 斯 ,2009, p.102)。 他 稱 讚 牛 頓 的 光 學 實 驗 的 簡 約 , 是 分 析 實 驗 手 法 來 說 明 科 學 之 美 。 牛 頓 略 過 光 線 的 多 樣 性 , 主 觀 的 利 用 三 菱 鏡 分 出 光 譜 , 將 複 雜 的 白 光 現 拆 散 成 簡 單 的 單 色 光 。 不 管 是 用 三 菱 鏡 或 者 是 將 鏡 子 放 在 水 裡 將 太 陽 光 打 在 牆 壁 上 , 而 變 出 彩 虹 來 , 它 是 現 代 的 小 學 生 常 常 玩 的 遊 戲 。 牛 頓 做 的 實 驗 只 是 讓 單 色 光 再 一 次 通 過 菱 鏡 而 已 , 竟 然 就 巧 妙 的 證 成 光 色 元 素 。 概 括 克 理 斯 的 論 點 , 應 該 是 說 : 「 牛 頓 手 指 的 姿 態 真 是 簡 明 巧 妙 」 。 對 於 尺 寸 巨 大 , 富 有 展 示 震 撼 力 的 傅 科 擺 (Foucault's pendulum), 克 理 斯 的 描 述 則 是 : 「 傅 科 擺 所 具 有 的 美 , 或 可 稱 為 崇 高 宏 偉 之 美 , 那 種 美 帶 給 我 們 清 明 洞 見 , 並 使 我 們 融 入 自 然 , 讓 我 們 在 世 上 更 為 自 在 。 崇 高 宏 偉 之 美 則 令 人 倉 皇 失 措 , 因 為 它 挾 著 另 人 驚 怖 的 力 量 而 來 ( 克 理 斯 ,2009 , p.173) 」 。 傅 科 (Foucault, L. 1819-1868)在 1851 年 設 計 的單 擺 所 證 明的 是 慣 性 運 動 之 下 , 地 球 自 轉 會 造 成 鐘 擺 擺

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盪 軌 跡 的 偏 移 。 克 理 斯 以 宏 偉 驚 怖 來 形 容 驅 動 傅 科 擺 的 力 量 , 是 個 有 趣 的 陳 述 方 式 。 恐 怖 是 人 最 直 接 而 強 烈 的 情 緒 , 也 是 原 始 部 落 藝 術 中 為 人 所 稱 道 的 那 種 神 秘 而 莊 嚴 的 氣 氛 。 美 學 家 李 澤 厚 認 為 在 青 銅 文 明 中 所 呈 現 的 美,就 是 這 種 恐 怖 的 震 撼 力。 「 各 式 各 樣 的 饕 餮 紋 樣 以 及 以 它 為 主 體 的 整 個 青 銅 器 其 他 紋 飾 和 造 型 , 特 徵 都 在 突 出 這 種 指 向 一 種 無 限 深 淵 的 原 始 力 量 , 突 出 在 這 種 神 秘 威 嚇 面 前 的 畏 怖 、 恐 懼 、 殘 酷 和 兇 狠 。 … 它 們 之 所 以 美 , 不 在 於 這 些 形 象 如 何 具 有 裝 飾 風 味 等 等 , 而 在 於 以 這 些 怪 異 形 象 的 雄 健 線 條 , 深 沉 突 出 的 鑄 造 刻 飾 , 恰 到 好 處 地 體 現 了 一 種 無 限 的 、 原 始 的 、 還 不 能 用 概 念 語 言 來 表 達 的 原 始 宗 教 的 情 感 、 觀 念 和 理 想 」 。 (李 澤 厚 ,1986, p. 36) 將 傅 科 擺 的 美 聚 焦 在 擺 動 本 身 所 遵 循 的 自 然 力 量 , 來 理 解 傅 科 擺 這 個 實 驗 設 置 之 美 可 能 會 讓 人 有 些 困 惑 。 驚 怖 的 力 量 是 地 球 自 轉 的 事 實 , 它 並 未 指 出 傅 科 擺 之 實 驗 手 法 的 美 。 克 理 斯 的 說 明 , 以 禪 宗 的 指 月 來 比 喻 , 真 正 讓 我 們 深 思 而 感 動 的 是 等 同 於 月 亮 的「 地 球 自 轉 的 知 覺 」這 件 事。 若 只 是 強 調 驚 怖 的 力 量 , 我 們 將 不 明 白 克 理 斯 是 否 認 為 傅 科 的 手 指 很 高 明 。 對 於 傅 科 擺 的 美 克 理 斯 最 後 還 是 要 說 : 「 它 始 終 都 能 以 那 種 永 不 止 息 的 簡 明 特 性 吸 引 我 駐 足(克理 斯 , 2006,p.171)」 。 相 對 於 以 崇 高 宏 偉 之 美 解 說 傅 科 擺 的 失 焦 , 克 理 斯 評 論 古 希 臘 人 艾 拉 托 塞 尼 斯 (Eratosthenes of Cyrene BC276-BC195) 測 量 地 球 周 長 的 故 事 則 符 合 看 重 科 學 手 法 的 意 圖 。 艾 拉 托 塞 尼 斯 察 覺 夏 至 時 分 , 太 陽 位 在 西 奈(Syene)城這個處在北迴歸線上的 城 市 的 正 上 方 , 所 以 在 正 中 午 時 所 見 的 影 子 長 度 是 零 。 亞 歷 山 卓(Alexandria)位在西 奈 城 北 方 , 夏 至 的 中 午 , 城 內 的 建 築 物 的 影 子 有 固 定 的 長 度 。 艾 拉 托 塞 尼 斯 也 知 道 亞 歷 山 卓 和 西 奈 這 兩 座 城 之 間 確 實 的 距 離 。 如 果 大 地 是 個 圓 球 , 艾 拉 托 塞 尼 斯 就 可 以 根 據 曲 率 推 算 出 地 球 的 周 長 。 克 理 斯 認 為 : 「 艾 拉 托 塞 尼 斯 之 美 是 出 於 其 攝 人 的 廣 度 。 有 些 實 驗 在 我 們 面 前 分 析 、 分 離 或 剖 析 某 些 現 象 , 從 而 由 混 沌 釐 出 規 律 。 這 項 實 驗 以 相 反 的 方 向 指 引 我 們 注 意 的 焦 點 , 由 小 處 測 量 廣 大 。 這 拓 展 了 我 們 的 視 界 提 供 新 的 觀 察 方 法 , 以 探 究 看 似 單 純 的 問題….這項實驗提供見微知著,也彰顯大 小 萬 物 總 是 交 互 牽 連 , 這 也 具 有 揭 發 真 像 之 力 (克 理 斯 , 2009, p.34)」 。 攝 人 的 廣 度 並 不 是 指 出 地 球 之 大 , 而 是 見 微 知 著 的 穿 透 力 。 如 果 艾 拉 托 塞 尼 斯 只 是 用 日 影 來 測 量 足 球 或 是 籃 球 的 大 小 , 一 定 會 讓 人 覺 得 他 真 是 無 聊 透 了 。 唯 有 在 測 量 地 球 時 才 會 顯 出 這 種 方 法 的 實 驗 美 感 。 在 這 個 例 子 中 , 克 理 斯 的 說 明 同 時 兼 顧 了 實 驗 手 法 與 內容所對應的「指」與「月」的獨特性。 由 以 上 這 三 個 例 子 來 看 , 克 理 斯 透 過 科 學 史 而 敘 述 美 的 經 驗 的 得 失 , 可 能 也 反 應 出 重 要 的 科 學 發 現 , 各 有 不 同 層 面 的 美 , 不 容 易 用 固 定 說 詞 來 表 達 。

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參、美學解說的必要與侷限

牛 頓 的 光 學 實 驗 、 傅 科 擺 以 及 艾 拉 托 塞 尼 斯 測 量 地 球 周 長 的 故 事 , 我 自 己 也 唸 過 這 些 故 事 。 但 是 , 我 以 前 並 不 能 感 受 到 它 們 精 巧 的 美 。 起 初 讀 到 克 理 斯 以 單 純 、 富 巧 思 來 稱 讚 牛 頓 的 光 學 實 驗 時 覺 得 很 驚 訝 , 就 跟 我 突 然 聽 到 美 學 家 稱 讚 元 朝 畫 家 追 求 簡 約 的 成 就 , 而 覺 得 奇 怪 的 心 情 類 似 。 錢 杜 在 《 松 壺 畫 藝 》 的 評 論 說 : 「 宋 人 寫 樹 千 曲 百 折 , 唯 北 苑 為 長 勁 瘦 直 之 法 , 然 亦 枝 根 相 糾 。 至 元 時 大 癡 、 仲 圭 一 變 為 簡 率 , 愈 簡 愈 佳 」 。 我 在 台 北 故 宮 博 物 院 觀 賞 宋 朝 畫 家 范 寬 畫 的 谿 山 行 旅 圖 、 郭 熙 的 早 春 圖 , 的 確 認 為 他 們 都 是 「 樹 千 曲 百 折 , 枝 根 相 糾 」 , 非 常 客 觀 寫 實 的 描 繪 風 景 , 直 覺 就 知 道 其 中 的 美 。 而 倪 瓚 的 紫 芝 山 房 則 純 粹 是 他 自 己 心 裡 主 觀 的 表 現 , 山 的 輪 廓 和 樹 木 都 只 是 潦 草 簡 單 數 筆 而 已,直 覺 上 會 覺 得 他 很 草 率。看 他 的 畫, 腦 筋 需 要 多 轉 好 幾 層 , 習 慣 了 他 的 筆 觸 之 後 , 才 會 覺 得 他 的 古 怪 以 及 簡 率 背 後 也 富 有 美 的 意 象 。 如 果 極 簡 主 義 算 是 一 種 美 , 對 我 來 說 , 這 種 美 比 較 隱 晦 不 明 , 需 要 理 智 分 析 之 後 才 能 讓 人 察 覺 。 而 這 種 理 性 的 分 析 , 需 要 借 助 有 系 統 的 解 說 。 至 於 傅 科 擺 的 故 事 , 當 初 也 同 樣 讓 我 困 惑 。 幾 年 前 , 我 到 美 國 費 城 富 蘭 克 林 學 會 科 學 博 物 館 參 觀 , 第 一 次 看 到 巨 大 的 傅 科 擺 , 直 覺 的 感 受 只 有 「 巨 大 的 鐘 擺 」 , 並 沒 有 馬 上 領 略 到 它 清 明 洞 見 的 美 , 更 不 必 說 「 崇 高 宏 偉 之 美 , 令 人 倉 皇 失 措 」 。 像 王 維 《 使 至 塞 上 》 寫 的 「 大 漠 孤 煙 直 , 長 河 落 日 圓 」 的 句 子 , 唸 兩 三 次 就 可 能 理 解 王 維 描 繪 寧 夏 風 景 時 , 他 希 望 營 造 出 的 壯 麗 畫 境 。 但 是 靜 默 的 傅 科 擺 對 於 想 像 力 的 衝 擊 並 沒 有 那 麼 直 接 。 也 許 , 在 這 麼 驚 人 的 展 示 之 前 , 如 果 事 先 閱 讀 了 它 的 奧 妙 , 我 會 有 不 同 的 感 動 。 至 於 艾 拉 托 塞 尼 斯 以 北 迴 歸 線 上 的 城 市 的 日 影 測 量 地 球 周 長 的 故 事 , 我 以 往 是 用 它 來 說 明 , 認 知 假 設 不 同 , 會 讓 同 樣 的 數 據 得 出 完 全 不 同 的 解 釋 。 三 國 時 期 的 中 國 數 學 家 趙 爽 在 天 圓 地 方 的 空 間 結 構 下 , 利 用 北 迴 歸 線 上 的 城 市 的 日 影 , 結 合 數 學 勾 股 弦 的 算 法 , 他 推 算 的 是 天 的 高 度,而 不 是 地 球 的 周 長。趙 爽《 日 高 圖 注 》 的 例 子 , 並 不 是 要 論 證 艾 拉 托 塞 尼 斯 測 量 地 球 的 方 法 不 夠 美 妙 , 只 是 用 來 說 明 我 之 前 所 注 重 的 知 識 面 向 與 克 理 斯 不 同 , 我 沒 有 注 意 到 量 測 本 身 也 富 有 美 的 成 份 。 在 知 道 量 測 本 身 也 富 有 美 的 成 份 之 後 , 重 讀 艾 拉 托 塞 尼 斯 測 量 地 球 周 長 以 及 趙 爽 的 《 日 高 圖 注 》 的 故 事 , 我 所 獲 得 的 感 受 就 更 加 豐 富 而 深 刻 。 以 上 三 個 故 事 的 個 人 經 驗 可 以 說 明 , 熟 悉 與 理 解 也 是 感 受 科 學 之 美 的 重 要 元 素 之 一 。 期 待 學 生 能 領 會 「 科 學 之 美 」 , 透 過 教 師 適 當 的 講 解 是 必 要 的 。 多 數 科 學 之 美 的 知 覺 , 相 當 隱 晦 , 它 需 要 以 知 性 的 分 析 作 為 前 提 才 可 能 發 生 。 另 一 個 解 說 科 學 之 美 的 問 題 是 : 這 種 「總體」、「廣闊」、「樸實」、「壯闊」 的感情,是否是個判斷科學美不美的普遍通 則?目前一般進行中的科學,都只是解決小 問題,依靠細節的累積,才得以拼貼出科學

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輪廓。生物科學的研究更是傾向將生命現象 割 裂 成 相 當 零 碎 的 小 問 題 。 事 實 上 , 「 總 體」、「廣闊」、「樸實」、「壯闊」的想 像 與 這 些 零 碎 的 小 問 題 之 間 的 關 係 相 當 薄 弱。在克理斯的論證結構之下,大多數的生 物科學研究都不符合這些「美」的要件。此 外,「科學實驗之美」最常見的是一種以驚 奇激發出「總體」、「廣闊」、「樸實」、 「壯闊」這些美感的手法,結局出人意料才 是美的起點。越是在平凡、無聊、簡單的實 驗中,顯出不可思議的結果,驚奇、反差越 大、美的感情越大。這種美的經驗跟音樂、 繪畫、雕塑、建築所投射出的「總體」、「廣 闊」、「樸實」、「壯闊」美感的手法不大 一樣。一般日常在實驗室所做的研究,結果 大多是可預期的,懸疑的氣氛不強列。如果 真的要求實驗要有深度、效能及明確性,並 且顯示「總體」、「廣闊」、「樸實」、「壯 闊」的感情,那麼一般現在進行中的科學研 究幾乎都不及格。讓人疑惑的是,很多科學 家卻都會自豪的說自己的工作是美、是精彩 的 。 我 也 相 信 他 們 不 是 隨 便 吹 牛 而 已 。 顯 然,多數科學家日常所自豪的美,並不只是 這種「總體」、「廣闊」、「樸實」、「壯 闊」感情而已。以「總體」、「廣闊」、「樸 實」、「壯闊」的標準來解說科學之美雖然 可能,它也有侷限。它比較適合用來說明極 為珍貴、寥若晨星的那種偉大科學之美。

肆、科學之美教學的多樣性

在 基 礎 教 育 中 的 小 孩 子 , 知 識 廣 度 不 足 , 容 易 分 心 , 以 情 意 教 學 來 貫 通 冷 硬 的 科 學 知 識 是 個 好 策 略 。Girod et al (2003) 的 研 究 指 出 就 學 習 成 效 來 看 , 比 起 純 粹 講 述 科 學 內 容 , 以 科 學 之 美 為 目 標 的 教 學 較 能 有 效 吸 引 學 生 的 注 意 力 。 情 意 教 學 可 能 可 以 啟 動 人 類 共 通 的 認 知 本 能 , 它 不 只 適 用 於 小 孩 子 , 也 適 用 在 大 學 生 , 特 別 是 針 對 非 本 科 學 生 的 教 學 。 周 建 和 在 大 學 物 理 學 通 識 教 育 課 程 中 , 以 教 授 街 頭 物 理 學 的 手 法 , 特 別 注 重 科 學 實 作 。 在 安 排 成 類 似 變 魔 術 的 物 理 實 驗 之 外 , 適 時 說 明 科 學 史 故 事 , 融 入 人 文 的 關 懷 , 讓 學 生 能 輕 鬆 感 受 周 遭 事 物 的 自 然 法 則 , 進 而 將 知 識 應 用 於 生 活 中 (周 建和,2009)。這 種直 接 訴諸 於 魔 幻 經 驗 的 手 法 , 也 有 不 錯 的 成 效 。 當 然 , 就 教 學 的 目 的 而 言 , 科 學 知 識 不 是 只 有 美 和 趣 味 而 已 。 在 科 學 專 業 課 堂 中 , 處 理 許 多 科 學 知 識 內 容 的 細 節 是 必 要 的 。 如 果 將 真、善、美 當 作 知 識 的 價 值 光 譜,「 科 學 之 美 」 的 光 芒 會 閃 爍 出 現 , 但 是 其 中 最 閃 亮 的 必 定 還 是 「 科 學 之 真 」 的 光 輝 。 對 於 事 物 真 理 的 追 尋 , 畢 竟 才 是 歷 史 上 那 些 偉 大 科 學 家 對 於 知 識 的 執 著 。 為 了 引 發 美 的 感 受 而 抹 去 了 真 、 假 、 對 、 錯 的 論 證 , 科 學 只 剩 下 玄 奇 瑰 麗 的 幻 影 , 這 並 不 是 的 科 學 教 育 的 本 意 。 但 是 , 如 果 學 生 在 一 開 始 就 因 為 學 習 困 難 、 疏 離 而 失 去 興 趣 , 也 同 樣 達 不 到 科 學 教 育 的 期 待 。 如 何 拿 捏 分 寸 , 可 能 要 考 慮 個 別 學 生 的 特 性 而 規 劃 。 講 述 科 學 家 的 奮 鬥 史 是 另 一 種 科 學 教 育 中 常 見 的 手 法 。 在 輝 格 史 觀 (The Whig interpretation of history) 之 下,科 學 是 進 步 而 且 是 偉 大 人 格 的 具 象 化 , 把 努 力

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工 作 當 成 美 麗 。 曾 志 朗 在 推 薦 「 史 上 最 美 的 十 項 科 學 實 驗 」 譯 書 本 的 時 候 說 : 「 科 學 之 美 , 在 於 發 現 的 歷 程 中 , 充 滿 了 真 誠 與 善 意 , 成 功 固 然 可 喜 , 失 敗 更 是 往 前 的 動 力 」 。 這 種 透 過 道 德 鼓 勵 而 通 向 物 理 實 驗 之 美 , 是 一 種 哲 學 性 的 說 詞 , 與 「 講 述 科 學 家 的 奮 鬥 史 , 作 為 說 明 科 學 的 人 文 之 美 的 素 材 」的 說 法 類 似 (林 樹聲、任 宗 浩、 李 哲 迪,2007;趙 金 祁,1986)。偉 人 傳 記 中 , 科 學 家 可 能 以 努 力 不 懈 、 虛 懷 若 谷 、 慷 慨 無 私 、 充 滿 愛 心 而 讓 人 景 仰 。 只 是 , 這 些 人 格 元 素 偏 重 善 的 面 向 , 屬 於 倫 理 的 範 疇 , 帶 有 相 當 的 道 德 意 識 。 鼓 勵 青 少 年 以 科 學 英 雄 為 學 習 典 範 , 有 它 的 效 用 、 也 有 侷 限 。 科 學 家 只 是 探 索 科 學 的 人 , 科 學 家 個 人 的 行 為 不 一 定 與 他 的 科 學 成 就 相 干 。 如 果 , 科 學 之 美 只 是 附 屬 在 道 德 上 的 意 識 , 美 無 法 獨 立 , 它 就 可 能 變 成 「 只 是 道 德 行 為 」 這 種 奇 異 的 推 論 。 我 同 意 牟 宗 三 的 想 法 , 美 依 附 著 道 德 關 懷 可 能 只 是 康 德 以「 美 是 道 德 善 的 象 徵 」所 生 成 的 混 淆, 不 一 定 要 採 信 (牟 宗 三,1992)。就 引 發學 生 嚮 往 科 學 的 教 育 目 的 來 說 , 以 道 德 、 以 偉 大 人 格 來 說 明 科 學 並 非 不 可 以 , 它 們 也 算 是 美 的 一 部 份 , 只 是 這 種 科 學 之 美 與 知 識 本 身 較 為 疏 遠 , 需 要 加 強 科 學 的 內 容 。 申 論 科 學 的 「 真 假 」 , 與 美 學 解 說 的 語 彙 不 同 。 美 不 是 自 我 彰 顯 的 事 物 , 借 著 旋 律 、 音 符 、 顏 色 、 空 間 結 構 、 語 言 敘 事 這 些 媒 介 , 美 凝 聚 成 音 樂 、 繪 畫 、 雕 塑 、 建 築 、 文 學 的 形 態 , 因 人 的 體 驗 而 生 成 特 殊 的 知 覺 。 科 學 之 美 在 教 學 上 的 困 難 是 : 一 般 常 用 的 科 學 語 言 不 容 易 說 明 它 到 底 是 什 麼 。 科 學 之 美 所 呈 現 的 是 人 的 理 智 所 生 成 的 精 彩 知 識。雖 然 克 理 斯 的「 科 學 之 美 」 並 沒 有 仔 細 區 分 科 學 實 驗 之 美 和 科 學 內 容 所 承 載 的 自 然 之 美 不 同 , 他 結 合 科 學 史 的 內 容 來 填 充 美 學 的 哲 學 結 構 , 是 一 種 在 科 學 內 容 之 外 , 加 強 知 識 發 展 脈 絡 的 鋪 陳 策 略 。 它 融 合 科 學 內 容 、 史 學 、 社 會 的 跨 領 域 的 研 究 手 法 來 分 析 「 科 學 之 美 」 , 並 且 以 經 驗 實 例 來 證 成 美 學 理 論 。 除 了 這 種 以 社 會 及 歷 史 背 景 來 突 顯 科 學 主 體 的 方 法 之 外 , 物 理 學 家 費 曼 (Feynman, R. P. 1918-1988) 則 是 以 重 建 (re-seeing) 物 理 學 科 內 在 知 識 的 手 法 , 再 現 科 學 思 維 的 美 。 在 《 物 理 之 美 》 這 本 書 中 , 費 曼 把 簡 潔 當 作 核 心 , 描 述 物 理 定 律 的 共 通 特 徵 , 進 而 說 明 簡 單 就 是 美。費 曼 的《 物 理 之 美 》 和 克 理 斯 的 《 史 上 最 美 的 十 項 科 學 實 驗 》 都 使 用 為 地 球 量 重 量 、 傅 科 擺 , 電 子 的 干 涉 實 驗 作 為 例 子 , 但 是 他 們 的 陳 述 方 式 非 常 不 同 。 費 曼 的 書 寫 得 迷 人 有 趣 , 但 是 對 於 科 學 史 , 及 發 現 者 並 沒 有 太 多 著 墨 。 我 認 為 這 種 迷 人 的 效 果 不 是 因 為 他 說 明 了 在 物 理 學 之 中 為 什 麼 簡 單 就 是 美 , 而 是 費 曼 重 建 物 理 現 象 時 豐 沛 的 說 服 力 。 他 的 說 服 力 本 身 就 呈 現 出 美 的 傳 染 力 。 像 是 周 建 和 在 街 頭 物 理 學 借 重 驚 喜 經 驗 的 教 學 手 法 , 或 是 講 述 科 學 家 的 奮 鬥 史 , 在 引 發 學 生 的 學 習 興 趣 上 各 有 成 效 。 費 曼 的 手 法 是 傳 統 課 程 的 強 項 , 在 傳 授 堅 實 的 科 學 知 識 上 , 直 接 呈 現 知 識 的 美 。 克 理 斯 的 「 科 學 之 美 」 , 則 具 有 情 意 教 學 的

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優 勢 , 透 過 知 識 、 人 、 社 會 之 間 的 對 話 之 間 提 供 欣 賞 科 學 的 進 路 , 擅 長 知 識 的 融 通 。 由 於 談 論 科 學 之 美 有 以 上 種 種 語 彙 、 強 調 內 容 重 點 、 甚 至 是 個 人 認 知 偏 好 而 導 致 理 解 上 的 困 難 , 因 此 在 教 學 手 法 的 運 用 除 了 建 立 明 確 的 論 證 結 構 之 餘 , 保 持 開 放 , 截 長 補 短 才 是 上 策 。 此 外 , 克 理 斯 與 費 曼 的 論 證 都 選 擇 物 理 科 學 的 例 子 , 這 兩 種 不 同 的 手 法 是 否 也 適 用 於 其 他 自 然 科 學 領 域 的 教 學 還 需 要 進 一 步 測 試 。 「 科 學 之 美 」 的 例 子 , 大 多 是 開 闢 新 視 野 的 科 學 基 石 。 相 對 的 , 目 前 一 般 生 物 科 學 的 研 究 傾 向 將 生 命 現 象 割 裂 成 相 當 零 碎 的 小 問 題 , 如 何 以 美 學 的 角 度 來 欣 賞 注 重 資 料 收 集 的 生 物 科 學 , 或 是 純 科 學 理 論 的 研 究 仍 是 個 考 驗 。

參考文獻

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投 稿 日 期 :100 年 1 月 10 日 接 受 日 期 :100 年 7 月 14 日

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The teaching of the beauty of science

Bei-Chang Yang

Department of Microbiology & Immunology, College of Medicine, National Cheng Kung University

Abstract

Discourses on the beauty of science serve as a means for fostering study interest, integrating scientific knowledge, and establishing values that are important issues in education. There are two challenges to incorporate aesthetics in teaching, namely developing a concrete foundation of aesthetic judgment and establishing its general applications. Comparing the effectiveness of education, teaching by traditional methods has strengths in efficiency and in knowledge detail. On the other hand, affective education lectures combining epistemology, science history, humanity, and social context provide productive dialogues and show advantages in appreciation and integration of knowledge. The American historian R.P. Crease has taken groundbreaking discoveries in Physics as examples to establish a two-level analysis to reveal elements of beauty in such scientific discoveries. The first level is to analyze the impact of each work on the scientific paradigm regarding depth, usefulness and conviction. The second level is to trigger the feeling of completeness, broadness, simplicity and splendor. However, fragmentation and routine are the characteristics of modern sciences. How to create a framework for appreciation of the beauty both of these data-collecting experiments and of the knowledge generated from pure ideas demands further analysis. Due to the semantic ambiguity and variations in the emphasis of subjects and individual preference, complimentary methods are required for the effective description of the beauty of science.

參考文獻

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