自然科學概論(一) 觀察大自然之美的第一堂課
問題有很多種，例如
人為什麼不能做壞事？──這是道德的問題，
到底要投票給誰？──這是政治的問題，
感冒的時候能夠吃泡麵嗎？──這是呆子的問題，
1 加 1 等於 2 嗎？──這是數學的問題，
買哪股基金比較好？──這是投資的問題，
少年耶，你走路沒在看嗎？──這是黑道的問題，
你問這問題，到底有沒有問題？──這是辯論的問題，
親愛的，你今天早上還要去喝豆漿？──這是夫妻的問題，
豬肉一斤多少錢？──這是買菜的問題，
蘋果為什麼要落下，不往天上飛？──這是科學的問題，
我是我嗎？──這是哲學的問題，
你是你嗎？──這是美容的問題，
他是他嗎？──這是視力老花的問題。
但是，人走到大自然，看著滿天的星星，
哇，好漂亮。這種發自內心的禮讚，
將是這門課要探討的核心問題──
如何在大自然中看見美？
人是很有趣的生物，總問一些有趣的問題。例如問銀河系的某一顆行星怎 麼運轉？雖然人可能永遠到不了。問幾萬年前的化石怎麼來？雖然時間的腳步 再也喚不回。人會想這些不切實際的問題，可能是人的思考系統中，已有一套 密碼，不時的就會對宇宙，發出詢問的訊號。
宇宙是有趣的組合，不斷給人一些詢問的題材，例如太陽有升落，地球有 四季，月亮有圓缺，潮汐有來去，風吹有定向，雨季有定期，生命有定時…。
可給人去觀察、去聽、去摸、去聞、去量測、去思考、去揣摩、這些重覆性的意義。
許多人類的文明，竟是源自於此。
雞為什麼沒有自然科學課？
其他的生物，好像沒有這種本能。我曾想會不會有一隻癩蛤蟆，忽然跳出 水面說：「為什麼圓周的周長與半徑，存在一個3.14159…的比率呢？」，然後 就畫一個圓，所有的癩蛤蟆也一起討論。也不知道會不會有一隻雞，在吃飼料 時，忽然對其他的雞大叫：「停！停！也許我們不應該再吃這種食物。這些食物 只能增加我們的肥肉，不能加增我們對大自然觀察與思考。」然後雞就畫一張肥 雞腿，其他的雞停止吃食，思考回到大自然的探索。不過炸雞排的廉價，顯出 大概沒有一隻雞曾如此覺醒。要拯救雞嗎？不是禁售麥當勞的炸雞塊，也不是 推廣素食，而是「教雞觀察與思考」吧！
達文西（Leonard Da Vinci, 1452~1619）曾寫道：「繪畫來自人對大自然各 種型態的瞭解……成為一流的藝術家，必須瞭解大自然各種變化的差異性，單 是人的移動就有許多的變化，加上動物、植物、花草，與泉水、河川、建築、城市 等。自然的變化不祇在適合人使用，更是添加美好的裝扮，美好的裝飾，與藝 術的美。大自然是賦與一個藝術家，最好的素材與恩惠(1)。」
藝術與科學的結合
達文西經常左手作畫，右手寫註解，他的註解帶著對大自然的觀察與科學 性的認知，例如他的繪畫人體的肺部結構時，寫著：「假設人體的血液像是一 個小池，肺部呼吸時的擴張與收縮，給血液帶來的影響，如同海洋潮汐，每隔 六小時規律的來去，是否可以類比地球的呼吸(2)。」後來將達文西邊以大自然作 畫，邊寫下觀察心得的學習，稱為「圖形式思考」（graphic thinking）(3)。 達文西以觀察作畫，以作畫加深觀察，以觀察獲得知識，讓藝術創作與科 學認知同獲啟發，相互得彰。在他看來，藝術與科學沒有很大的分野。這種學習
的方式一直傳到十八、十九世紀。例如近代物理學之父牛頓（Isaac Newton, 1642~1727）在強風中向前跳躍，判斷以相同的姿勢與力量，逆著風化與順著 風化的跳躍，落地的距離差多少(4)。近代化學之父，「原子論」的提出者道爾頓
（John Dalton, 1766~1844）自製氣壓計，觀測不同季候氣壓的變化，他寫道：
「大自然是我們的近鄰，怎麼會無聊呢？」(5)。他又寫道：「單純的人思想單純的 事，看似複雜的大自然，可以變成單純、平易的教材，並將大自然講解清楚。學 習科學的人擁有莫大的樂趣與享受(6)。」
重返大自然的一門課
但是，近百年的科學教育，愈來愈依靠教科書與期刊，取代人在大自然的接 觸；需要愈來愈多的數學計算與證明，取代人在大自然中觀察獲得第一手的發 覺；科學的鑽研愈狹窄，與藝術、文學、歷史、音樂愈脫節；科學研讀的目的，
也愈來愈給人看不見學習的意義、價值、美感與信仰。
何等期待有一門課，是能夠讓學生「看見」大自然之美。所以，我開授這樣的 課。
參考資料：
(1) Cook, T. A., 1914. The Curves of Life. Constable and Compand. U.K.
(2) Ackerman, J. S., 1998. Leonard Da Vinci: art in science. Daedalus, Vol. 127, No. 1, pp.207-224
(3) Benesck, O., 1943 Leonard Da Vinci and the beginning of scientific drawing American Scientist, Vol. 34, No. 4, pp. 311-328
(4) Brewster, D., 1831. Memoirs of the Life, Writings, and Discoveries of Sir Isaac Newton. Thomas Constable and Company. U.K.
(5) Thackray, A., 1972. John Dalton. Harvard University Press. U.S.A.
(6) Cardwell, D. S. L., 1989. Jame Joule. Manchester University Press, U.S.A.
