科學是懷疑、提問、尋找證據...》我們都搞錯了！把「科學」當四書五經來學

「台灣的科學教育有什麼問題，該如何改變？」

因為受邀演講這個題目，我詢問了一些老師、家長，他們認為科學教育有什麼問題。我得到的答案不外乎「學生缺乏學習動機」、「程度差別過大」、「學生基礎太弱難以銜接」。

我驚覺到台灣大部分的人，老師、家長、學生，都認為「自然科目」就是「科學」，以為把物理、化學、生物、地科學好，認真努力地學習這些科目的知識與解題技巧，就是成功的科學教育。

但學好自然科目的知識，就是學好科學嗎？其實這是個誤解，整部科學史的歷程，就是在闡述這個誤解。

數千年來，人類只有知識但無科學

打從文明開始，所有人類群體都有對大自然的知識。但是現在一般公認的科學，卻是始於15世紀的歐洲。這是怎麼回事？

就以人體構造來舉例吧。在西元2世紀，羅馬帝國出現一位名醫：蓋倫，他不但醫術高超聞名當世，而且勤於著述。他總結了當時希臘、羅馬的醫學見解，加上自己的觀察思考，寫下了一系列著作。

蓋倫在歷史上大有貢獻，但是從今天來看，他的學說也有不少荒唐的地方。比如：當時非常少有真實的大體老師提供解剖，所以蓋倫對人體內部結構，幾乎都是出於解剖動物推論的。因此，他以為人類的下顎骨是左右兩塊接合而成。

因為有宗教認為上帝用男人的一根肋骨造了女人，所以他推論男人比女人少一條肋骨。他還認為肝臟負責造靜脈血，心臟造動脈血，各自透過血管傳到全身。他也認為人的靈魂有三部分，分別存在於心、肝、大腦。

蓋倫後的一千多年，歐洲醫學都依照蓋倫的著述醫病治傷。這一千多年，他們盲信盲從蓋倫的著述，一點兒也沒有革新進步。一直到16世紀。

反對盲目承繼，開啟科學之幕

16世紀生於荷蘭的醫生兼解剖學家Andreas Vesalius，用他的雙眼觀察解剖檯上的大體老師。過去的人也解剖，但他們總是一邊解剖，一邊朗讀蓋倫的著作，就算和書上有出入，也當作是例外。Vesalius以多次的解剖、詳細的繪圖記錄，糾正了蓋倫醫書中關於解剖學的錯誤：人類下顎骨並非兩塊接合，男女的肋骨數目一樣…。

17世紀英國醫生William Harvey，拿豬心（和人類心臟大小相似）測量，發現一次心搏可以擠出大約50cc的血量。一天下來，心臟擠出超過4000公升的血量。顯然心臟無法製造這麼多血量。他提出的「血液循環說」徹底推翻了蓋倫對心臟與血管的見解。

17世紀另一位英國的醫生Thomas Willis，經過他的研究，對大腦的理解愈來愈深刻，最終確認大腦是人體中唯一負責思考、情緒…各種心智活動的器官。而神經又是用什麼樣的機制將大腦的信息傳遞到全身呢？

在19世紀的德國學者Alexander 
von Humboldt，竟然用自己的身體當實驗品，將針扎到身體內，用當時相當原始的電池通上電。他發現電流會刺激和牽動肌肉，後來一步步論證神經傳導機制和帶電離子的移動有關。流傳千年，在蓋倫權威著作中的靈魂理論，漸漸再無用武之地。

這幾個片段是從16世紀到今天，科學發展的浩盪長河中，幾滴具代表性的水珠。透過這幾滴水珠的樣本，我們大致能觀察到科學的真實樣貌，和今日我們自然科目的教育有什麼不一樣。

吾愛讀書，更愛真理

科學是像Vesalius所做的，仔細而誠實的面對觀察到的現實，用現實中的觀察結果去挑戰既有知識。

科學是像Harvey所做的，透過實驗得到的結果，糾正既有知識中的缺陷。

科學是像Willis和Humboldt那樣，勇於提問，並且不斷發掘更深刻、更真實、更全面的認知。

科學的真實樣貌，不是懷抱虔誠恭敬之心承續大師流傳下來的知識，科學是質疑，科學是提問，科學是不斷找尋證據，然後推翻修改前人傳下來的知識。

反觀大部分的學校教自然學科的知識的？我們不認為提問是重要的，甚至是被禁止的，自然學科教學幾乎所有的內容，就是教學生學會各種大師發現的知識或定理。學會這些知識之後就在考卷上複寫，學會公式之後就應用在解題上。

從國中到大學，我們有實驗課。但是，實驗課是用來解答什麼問題嗎？不是，實驗課的內容是依據教本上的步驟，依樣畫葫蘆重複一次。實驗得到的結果會用來證明或反證什麼嗎？不會。實驗成果該是什麼樣子，早就是知道的，如果測出來的數據差太多，學生就要重做--許多學生乾脆直接修改數據。現在仍然這樣。

在物理、化學、生物等科目中，我們有教自然的知識，但是沒有教科學。甚至，我們教育的模式恰和科學相反--那是科舉時代讀四書五經的方法，而非科學方法。

學校沒科學完蛋了？先別慌

請別誤以為我反對教自然知識，不。自然學科的知識，大多是經由科學法發現的、驗證，非常值得教、值得學。但是也別誤會，再怎麼努力學習自然科目的知識、定理、公式，其實仍然不是科學精神，即使學生動機高、班級素質平均、授課時數增加、分數與升學率提升，仍然沒有學到科學。

對於現在的台灣來說，我們迫切需要產業升級、社會轉型；無論任何領域的創新，都是要從既有的知識範圍之中，刪掉不合時宜的，發明迫切需要的–-而科學方法中的提問、實驗、檢證的過程，就是創新能力的基底。

還好，科學這件事即使學校系統沒有（好好）教，父母也可以在生活中引導。看了未來一周氣象預測後，實際量測氣溫與降雨，測試氣象預測準或不準，這就是科學精神。將超商買到的食品放到超過有效期限，看它是不是真的會走味或黴壞，這也是基礎的科學方法。這些「實驗」成本很小，是生活中的科學教育。

科學沒有在自然課的課本和考卷裡等著我們，不表示它很難找-- 生活之中，它其實可以無所不在。

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