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張嘉泓:求知就是最自由的追求

林文珮(鏡好聽製作人) 2021-11-02 11:00:00

張嘉泓大學時便確立了研究物理的志向,認為「求知」就是最自由的追求。隨著歷練增長,廣泛涉獵經濟學、歷史等非科學量化研究的領域,人文跨界的閱讀探索,令他感到:即使沒有任何做學問的目的,靜靜感覺周圍的存在輪轉,傾聽內心的聲音,已經是很滿足的事了。

 

張嘉泓在《物理好好玩》節目的開場詞曾說:「科學太有趣了,不能只有科學家知道。」這是千真萬確的,所以當然要盡力揭發它。

 

當然我也有一個私心。科學就是講道理,既然是道理,那無論任何人,只要願意運用其天賦智能,就必須能夠理解,否則就不是道理了。費曼說過:「如果沒辦法把物理講到所有人都能懂,一定是我們物理學家自己還沒有真的搞懂這件事。」這麼多年的研究生涯之後,我到底是不是真正明白了「黑洞」、「電子波」這些精彩的概念?我想試試講給一般人聽,來確認我到底搞懂了沒。主持《物理好好玩》節目,使我有機會扮演一般人,「閱讀的自己」先講給「一般人的自己」聽,再與大家分享,這也讓我再次新鮮地感覺這種講道理的樂趣。

 

日常的世界充滿驚奇

 

我對物理最初的啟蒙,是小學時從父親的書架上讀到《量子論入門》。當時完全無法看懂,但書中的描述卻非常奇幻而吸引人。例如:光是由一顆顆光子構成的、我們無法同時確定電子的位置與動量……等等,讓我感覺,周圍日常的世界,其實比我們所能想像的,更加充滿驚奇。但真正讓我對物理的興趣固定下來,卻是兩本與物理專業無關的書。

 

大一時我讀到赫曼.赫塞的《流浪者之歌》,從書中得到極大的啟發:人生只有一件事情是重要的,就是「傾聽自己內心的聲音」。我對這句話的體悟是:人生大部分的事可能都是不太重要的,但只有少數火花,是值得你付出熱情去追求的。同樣在大一時讀的《莊子》,尤其〈逍遙遊〉篇,讓我學到如何從「反面」去判斷、決定,哪些事並不重要:重要的事不會是世俗大眾的追求、不能是飄忽即逝的。但這不代表瞬間即逝的東西之中沒有重要的,你得穿透飄忽的表面,去挖掘出真實的內在。

 

對我來說,這個追求,亞里斯多德提供了一個很準確的說法:人天生最奇特而莫名的本能與衝動,除了求生,就是求知。這裡的「知」不見得對人有現實的用途,也不是指累牘連篇的知識。「知」是一個過程,理解帶給人的心靈莫名的滿足,因此我相信這就是最自由的追求了,也就是莊子書中所謂的知人。而在我們現代的經驗中,科學提供了最大的、最有力的理解的可能。我就是這樣與科學結下不解之緣。

 

這個方程式太美了

 

在《物理好好玩》的第一集,我介紹了「以美為準則」的物理學家狄拉克和他的方程式。他在1928年寫下了描述電子波的基本方程式,就以他來命名。我在節目中強調:這個方程式無法由更基本的物理定律推導,而是被「猜」出來的。

 

更精確一點說,狄拉克指出,根據幾個簡單合理的原則,以及電子已被觀察到的性質,描述電子的方程式就只能長得這個樣子,沒有其他可能了。物理學家通常覺得,用如此優雅的方式,所得到的方程式很美。

 

但這個故事我其實只說了一半,方程式是「對」的,狄拉克對這個方程式的「解釋」其實是錯的;長話短說,弔詭的是,以錯誤的解釋去推演,竟然得到一個驚人預測:電子有孿生兄弟──即「反電子」。自然界存在與電子一樣重、但電荷量相反的正子,或稱反電子。(這不只有電子才有,幾乎所有的物質都有反物質。物質與反物質相撞,就會化成光。這樣驚悚的故事,後來經常出現在科幻電影中。)反電子竟然是先從思想的理論中被預測,實在是令人驚嘆的事,我第一次學到這件事的時候,大概就知道我無法離開理論物理了。

 

第一位教我狄拉克方程式的鄭洪先生告訴我們,雖然大家都知道狄拉克方程式得看成是量子場,但沒有一本教科書敢公開大膽地說:狄拉克錯了,畢竟他是近代物理的奠基者,又是方程式的發明人,大家就將就著,彼此心知肚明,繼續往前研究。但我個人想,其實狄拉克自己一定不在意,畢竟他說過一句名言:一個方程式,長得美比符合實驗結果更重要。這句話也是錯的,但這麼在意真實的美的物理學家,一定不會在意別人怎麼說他,只有方程式本身最重要。不,應該說只有美最重要。

 

成為這幫派中的一分子

 

我的專業是「理論基本粒子物理」,這是延續原子、電子的發現,繼續追究物質組成成分的努力。縮小範圍來說,我的主要研究有二,一個是額外空間維度(電影《星際效應》的最後結局,就是通過額外維度解決的),另一個是微中子物理。微中子(neutrino)是一種很特別的粒子,每秒就有幾百萬個穿透我們身體。太陽如果沒有微中子,是不會發光的。

 

張嘉泓演示微中子的特質:「太陽如果沒有微中子,是不會發光的。」(攝影: Kelaer photography)

 

研究理論物理,需要的器材和設備只有「新點子」,要產生點子,當然得有 MacBook,可以上網看看別人有什麼點子。一時間還沒有好點子時,得有一幅有意境的山水畫(倪瓚的《容膝齋圖》),可以對著它遐想、發呆。另外,我還有一本像「毛語錄」那樣的小手冊,是粒子物理學家專屬的粒子性質小手冊,裡面列出基本粒子的性質,可以帶著走,隨時查看備用。

 

它其實是一整本粒子性質大百科的濃縮版。兩者都是美國物理學會出資印行,每兩年修訂一次,會寄發到全球粒子物理學家的手上。記得第一次拿到自己的那一本時,感覺好像我終於成為這幫派的一分子了。

專屬於粒子物理學家的粒子性質小手冊。(攝影: Kelaer photography)

儘管如此,我的一生若是不研究物理,還是有無數有趣的求知的可能,畢竟重點不是知識本身,而是理解的過程。如果不能研究物理,我可能會去研究經濟學(可見除了研究之外,我不知道要做什麼),最想研究的題目是資本主義精髓的創造性破壞,在西方七零年代後無止境的紓困下的扭曲。如果連經濟學也不能研究,我會去做交響樂團的指揮、或者交響樂團負責搬樂譜的小弟。

 

年輕的時候,比較容易被知識本身所吸引,會很執著於科學,尤其是物理。但逐漸地我越來越不在意知識本身,反而更欣賞人的心智如何建構一個論證,來了解周遭甚至過去的世界;不同的觀點與主張,如何像在一個公共的場域,彼此詰問,以達成一個共同的理解。

 

科學量化的研究以外的世界

 

我逐漸體會到,科學以外的學問,比科學量化的研究要困難很多,如:如何問問題、如何論證而得到結論。我對這些學問也變得好奇。

 

舉例來說,中世紀離我們已經很遠了,但隱約你可以感覺許多現在世界的架構,在中古時代就奠定了基礎,例如:現在歐洲各個國家的分界——德國、法國等,幾乎在中世紀就已形成;西歐政治與宗教牽扯不清的關係,也是中世紀的特徵。

 

但是中世紀留下的文字紀錄不僅稀少,又非常集中於某幾類的文件,那我們如何去理解查理曼大帝以及他的卡洛林後代,建構一個帝國、瓦解又重塑的方法?而且,這個方法,與路易十四在十七世紀振興法國的手段,其實非常類似。因此有歷史學家論證:羅馬時期之後的中古世紀與十五六七世紀──宗教改革、文藝復興、啟蒙時代的早期現代歐洲,其實是屬於同一個時代的。直到法國大革命之後,人類的社會才跨出了一步,進入了現代。我對這樣的論證、以及如何做出這樣的論證,充滿好奇。

張嘉泓主持《物理好好玩》的原因,是因為「科學太有趣了,不能只有科學家知道」,所以他要盡力揭發它。(攝影: Kelaer photography)

又例如,中國的歷史以綿長著稱,但現在歷史學家卻注意到,在唐宋之間,有一個非常關鍵的轉折──中國的社會原本由氏族主控,但因為安史之亂的殺伐,造成氏族滅絕,從而進入一個讀書人(也就是士大夫)治國的高度流動性的社會,因此造就了早期資本主義在江南的興起。這個主題,即使不是太詭異,可是要如何透過證據的收集,說服大家接受?我覺得實在很有趣。因此我最想閱讀和感興趣的就是中世紀歐洲歷史,以及唐宋間中國歷史的轉折。

 

我內心的矛盾也還沒有解答

 

在我的求學階段,首先接受國學的薰陶,後來又受到左派影響,最後在美國念書,卻比較相信古典經濟的自由主義。我一直對經濟學很有興趣,尤其對我們該如何看待資本主義,充滿好奇,這幾年皮凱提的《二十一世紀資本論》,又使我重新看待這個問題。總的說來,同時對物理、經濟學、歷史、哲學……等學科感到好奇,閱讀我感興趣的這些書籍,雜學的結果,使我內心充滿了矛盾與衝突,我並沒有答案。話說回來,這就是做讀書人的好處。還好我不需要負責制定政策──自己搞不定,對大眾並不會造成什麼影響,對自己也沒有壞處。

讀書人還有一個好處,即使沒有任何做學問的目的,靜靜地感覺周圍的存在輪轉,傾聽著內心的聲音,已經是很滿足的事了。這就是赫曼.赫塞的《流浪者之歌》,以及《莊子》教我的。

閱讀與教學就是張嘉泓的世界。目前他最感興趣的是中世紀歐洲歷史和唐宋間的中國歷史。(攝影: Kelaer photography)

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張嘉泓

 

專長是理論粒子物理,畢業於台大物理系,在美國哈佛大學取得博士學位後,曾在清華大學進行研究,現在於臺灣師範大學物理系任教。除了物理本科的研究,對文史哲學、經濟學,都有濃厚興趣。鏡好聽Podcast《物理好好玩》主持人。

 

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