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穿越時空悠遊古今：劍橋三一
學院物理史國際研討會
邱韻如 長庚大學通識中心 yjchiu@mail.cgu.edu.tw心想事成之行
英國劍橋大學三一學院是我多年來極為 嚮往的地方，因為牛頓、馬克斯威爾、J.J. 湯木生、霍金等大師都曾在那兒讀書、教學 與研究，在我備課與鑽研科學史的時候，總 與他們在這兒相會。我夢想在康河撐篙，到 三一學院找牛頓，當然也包括前往西敏寺向 牛頓的墓致意。有幾位同事及朋友去過那兒， 讓我好生羨慕。或許是心誠則靈吧，無意間 在搜尋科學史相關資料時，竟找到一個物理 史國際研討會在那兒舉行，在天時地利人和 下，於今年(2014 年)九月成行，奔向我夢寐 以求的倫敦，在劍橋校園待了四天三夜。IOP 物理史國際研討會
這個研討會是 IOP(Institute of Physics) History of Physics Group 與 EPS(European Physical Society) History of Physics Group 首 次合作聯合舉辦的國際研討會，本屆由 IOP 主辦。研討會在英國劍橋大學三一學院舉行， 大會的主題是 Electromagnetism: the Road to Power，有全球各地一百多位關心物理學史 的學者參加。會議議程有兩天(2014/9/4~5)， 加上前一天是報到日及歡迎會，第四天為參 訪日，前後共有四天。 兩整天的研討會，邀請演講(每場 40 分 鐘，共 10 場)及口頭發表(每場 20 分鐘，共 13 場)排得非常緊密，都在溫斯坦利演講廳 (Winstanley Lecture Theatre)1 舉行，這個演 講廳的座位約 120 個，每場都坐得滿滿的， 每場的發言及討論都相當踴躍與熱絡，讓我 見識到世界各國作物理史研究學者的認真與 治學嚴謹。這次研討會演講及口頭發表的主 題以電磁學的發展為主，包括電的發展歷史 與電磁學概念、馬克斯威爾的方程式與電磁 波、電磁感應、伏特的電池研究、拉塞福的 研究、線圈的發展史等等。海報發表則不限 主題，安排在研討會第一天傍晚，在雷恩圖 書館下面的長廊舉行，有長達兩個小時的互 動討論，場面非常熱絡。各國學者在海報交 流現場，問題一籮筐，而且還講得落落長， 讓我有時一頭霧水，只好回報以『聽不懂』 的無奈表情，還好他們都沒給我難堪。 這次與會的參與名單裡，除了我之外， 沒有看到其他華人，亞洲的學者也只遇到一 組南韓來的學者。有幸在第一天上午，就遇 到一位來自大陸的中科院研究員劉先生，他 這 半 年 正 好 在 劍 橋 大 學 李 約 瑟 研 究 所 (Needham Research Institute)2 進行訪問研究， 聽聞有此研討會，特地過來旁聽。在人生地 不熟的異鄉，遇到能用同樣語言溝通的學者， 倍感親切。劉先生對台灣這邊研究科學史的 學者也都耳熟能詳，我們相談甚歡。 研討會期間，三一學院的校區不對一般 遊客開放，只有掛著研討會識別證的我們可 以隨意進出，獨享這充滿學術氛圍與智慧的 校園與展覽。除了書展外，雷恩圖書館內有 關於牛頓、馬克斯威爾、瑞利、J.J.湯木生、 拉塞福等的特展。 1 這個演講廳以曾在劍橋大學求學、任教並擔任 過三一學院副院長的歷史學家溫斯坦利 (Denys Arthur Winstanley,1877-1947)為名。 2 要認識李約瑟，可以參考這本書：潘震澤譯：《愛 上中國的人：李約瑟傳》，時報出版社，2010/09/23 出版(原著 Simon Winchester：The Man Who Loved China)121
三一學院禮拜堂
住在劍橋幾天，悠遊於這個頗負盛名的 學術環境，如同穿越時空與當年大師們一起 漫步校園。兩度進去三一學院禮拜堂向牛頓 的雕像致意，禮拜堂裡除了站著的牛頓之外， 還有五位坐著的雕像(圖一)：一是牛頓的老 師艾薩克‧巴羅(Isaac Barrow,1630~1677)， 他和牛頓同名，把盧卡斯講座(Lucasian chair) 禪讓給牛頓，之後擔任三一學院的院長。一 是休厄爾(William Whewell,1794-1866)，我回 國之後才知道他發明了許多科學名詞，像 ion(離子)、dielectric(電介質)、anode(陽極)、 cathode(陰極)等字，都是他推薦給法拉第使 用的，還有我們現在所謂的 scientist(科學家) 和 physicist(物理學家)這兩個字也都是他發 明的，他擔任三一學院院長達 25 年，還寫了 不少教科書，其中一本力學教科書還被來華 的傳教士引入，翻譯成中文，這本《重學》 是鴉片戰爭之後第一部傳入中國，有系統介 紹西方經典力學的教科書。還有一位用手支 撐著頭的是被尊稱為實驗科學之父的法蘭西 斯‧培根(Francis Bacon,1561~1626)，另外兩 位則是我不認得的文學家 Thomas Babington Macaulay (1800~1859) 及 詩 人 Alfred Tennyson (1809~1892)。卡文迪西實驗室
研討會的最後一天特別安排兩個只能二 選一的參訪行程：牛頓出生地伍爾索普莊園 (Woolsthorpe Manor) 或 卡 文 迪 西 實 驗 室 (Cavendish Laboratory)。在會前線上註冊時， 牛頓莊園行程早已額滿，因此我選擇後者， 也是我慕名許久的學術聖地。 素有諾貝爾搖籃美名的卡文迪西實驗室， 其興建經費是來自當時劍橋大學校長威廉‧ 卡文迪西(William Cavendish, 1808~ 1891)的 私人捐款，以他的家族前輩亨利‧卡文迪西 (Henry Cavendish,1731~1810)命名，於 1871 年馬克斯威爾接任實驗教授之後開始規畫籌 建，由他親自設計與監工，在 1874 年建成。 這個是一個教學實驗室，不僅讓物理教學能 系統講授，並配合講授同時進行演示實驗， 甚至學生也能動手做實驗。繼馬克斯威爾之 後，J.J.湯木生、拉塞福、布拉格等都接續帶 領這個實驗室創造出不凡的成就。 聽劉先生講才知道，原來位於距離三一 學院不遠的 Free School Lane 的卡文迪西實 驗室早已於 1970 年代搬遷到劍橋大學的西 校區。當晚回去查詢網路才知道，西校區離 我們所處的劍橋老校區還蠻遠的，我們認真 在 google 上規劃路線與尋找公車，以免到時 候迷路。 我穿著上面印有馬克斯威爾四個方程式 的 T 恤，從老校區出發，前往劍橋大學的西 校區，不僅遠，一路上還很荒涼。整個西校 區非常非常大，當天早上我們搭公車抵達時， 不知道是太早還是星期六的緣故，整個校區 根本就是渺無人煙，連路過的車子都很少。 從公車下車點，沿著很寬很長的 J.J.Thomson Avenue (湯木生大道) 走，找到一個很不起眼 的咖啡色二層樓建築，上面寫著 Bragg 的布 拉格樓(圖二)，其大門旁寫著卡文迪西實驗 室(圖三)。布拉格樓旁，另一棟咖啡色同款 式二層建築，則是寫著 Rutherford 的拉塞福 樓。與湯木生大道平行的，是稍微沒那麼寬 的 Clerk Maxwell Road (馬克斯威爾路)，大 老遠來到此的我們，以朝聖的心態把這條馬 克斯威爾路從頭到尾走了一趟。這個佔地超 廣卻毫無歷史人文氣氛的西校區，讓我覺得 好冷漠也好失望，只有這兩條路名及兩棟建 築名稍稍撫慰我失落的心靈。記得當時劉先 生曾告訴我說，他所在的李約瑟研究所離卡 文迪西實驗室舊址不遠，建築物還在，只是 裡面沒什麼東西了。我好懊惱已經沒有時間 能去尋訪卡文迪西的舊址建築，我想在那曾 經是大師進進出出的大門流連(圖四)，我想 都會比這個新的卡文迪西實驗室門口還來得 有氣氛。說新，其實也已經四十年了，為什 麼看起來如此沒有人味呢？我在門口內和威122 廉‧卡文迪西合照(圖五)，感覺很不真實。 我對劍橋西校區卡文迪西實驗室的失望 情緒，在今年(2014 年)12 月上映的電影－描 述霍金愛情故事的『愛的萬物論』(Theory of Everything)裡得到了撫慰。影片除了帶我重 溫浪漫的劍橋校園之外，有一幕，雖然僅短 短一分鐘，卻讓我和霍金一樣，感動到不能 自已：電影中霍金的老師把他帶到一個房間， 說這裡是 J.J.湯木生發現電子的地方，也是 拉塞福撞擊原子核的地方，就在那個時刻， 我覺得自己穿越了蟲洞來到夢寐以求的卡文 迪西實驗室。
透過科學史研究與古人結為好友
近年來筆者參加不少科學史的活動、講 座及研討會，也發現對科學史有興趣的人越 來越多，更驚覺大陸有更多學者，早已在此 做了大量的工作。在臺灣，感覺科學史是一 個冷門領域，以此研究為職志的似乎不多。 幾年前參加中華科技史學會之後，除了 每月參加例會，透過與會員們的討論，增加 許多背景知識之外，也以當時研究過卻一直 無暇深入的《遠鏡說》為主題，結合迷思概 念診斷，探討當時的幾何光學概念。結果， 在一年一篇論文及專題演講的壓力下，透過 這幾篇文章的撰稿過程，我對伽利略、克卜 勒以及當時來華的傳教士們之間的互動，有 了更多的認識與瞭解，也繼伽利略之後，撰 寫了數篇與克卜勒相關的文章。研究《遠鏡 說》一書，卻因緣際會穿越時空和伽利略及 克卜勒成了莫逆之交，還追到義大利3 以及布 拉格去朝聖。 3 可參閱邱韻如(2012):穿越時空尋訪伽利略，《物 理雙月刊》，34(3)，201~207。最近參加的科學史研討會及講座
2012 年 10 月，首度參加 IHPST 的亞洲 地區科學史研討會4，之後陸續收到 IHPST 的每月會訊，由此學習瞭解到國際上許多科 學史研究的學者與書籍。去年(2013 年)九月， 東吳大學物理系在劉源俊教授的規劃下，辦 了兩場物理史研習會5，獲得許多好評。今年 (2014 年)依例再辦兩場。無獨有偶的，今年 下半年接掌台大科教中心的高涌泉教授也以 每月一場的方式，於 2014 年 10 月起按月舉 辦科學史講座系列，輪流就物理、數學、化 學、生命科學和醫學等主題，邀請相關專業 人士演講，盼將大學資源和高中教學結合， 奠定全國基礎科學教育的優質文化和環境。 今年 11 月，參加清華大學舉辦的『葡萄 牙與東亞數學科學系列會議之五』6，更見識 到研究東亞科學史的國際學者們，如何用英 文來表達與論述中文的古籍資料。而且還如 願與當時我正在閱讀的與《重學》有關論文 的作者韓琦教授交流。結語
筆者進入研究學生的科學概念及推理能 力這個領域之後，常常遇到學生的概念和科 學史上概念相似的情形，讓我體會到科學概 念發展史的研究的重要。科學史的目的不只 是要確定什麼人在什麼時間發明了什麼東西， 更重要的是溯源尋根探究物理概念的發展與 脈絡、科學演進的基本法則、科學活動的本 4IHPST 全名是 International History, Philosophy and Science Teaching，2012 年 9 月在首爾的這場 研討會是亞洲地區第一屆的 IHPST 研討會，第二 屆於 2014 年 12 月初在台北舉行。 5 可參閱任慶運(2013) :科學史研習會側記，《物 理教育學刊》，14(2)，161~164。 6 葡萄牙與東亞數學科學系列會議之五(History of Mathematical Sciences: Portugal and East Asia V) (2014/11/7-9，清華大學旺宏館)，這是第五屆， 主題是歐洲與東亞交流中的文本和視覺呈現。
123 質等等。科學家的軼聞趣事可以引起學生學 習的興趣，科學家鍥而不捨的研究精神可以 激勵學生的學習態度，科學家的研究方法也 是學習的榜樣。 科學史就是我的蟲洞，總讓我穿越時空， 拜訪古聖先賢，與他們成為莫逆之交。 圖一、劍橋大學三一學院禮拜堂 圖二、劍橋大學西校區的布拉格樓 圖三、劍橋大學西校區的卡文迪西實驗室 圖四、卡文迪西實驗室舊址大門(圖片來源：維基百科) 圖五、作者在劍橋大學西校區卡文迪西實驗室內與卡 文迪西合照
