【人物專訪】談數學與世界的Complex System──訪莊重教授
●5/14 莊重教授主講：「同步現象的歷史、數學和應用」點此報名！
採訪｜沈君宜
攝影｜黃道佐
「開放課程」的概念，近幾年許多人都不陌生。它源自美國麻省理工學院，國內的拓荒者便是交通大學。透過這個線上平台，應用數學系的莊重教授，可謂是桃李滿天下了。
●「教」而後知不足的旅程
其實教學這件事，對莊重教授而言大抵是駕輕就熟。師範大學畢業後，他回到故鄉的南投高中執教鞭。對某些南投高中的學子們而言，數學簡直是夢魘。初出茅廬的莊老師，為了減輕學生對數學的陌生感，在日常必經的中走廊貼上了大字報，一步步引導出解題的脈絡。後來更進一步向校長爭取設立「數學教室」，擺放所有相關圖書；當時單身的他，甚至自告奮勇「駐營」在這個數學天地，替全校學生解惑。
如此點滴經營數年，莊老師對高中數學的熟悉度漸增，對教學的熱度也逼近頂峰。頂點之後，往往是走下坡。他知道，是時候出走了。
任職高中時，有一個問題縈繞心頭：學生總嫌數學生硬，疑惑「數學到底有什麼用？」拼湊出看似理直氣壯的答案不難，但回答時莊老師依舊難免心虛，自然學生也不一定信服。有時只能稍嫌敷衍的解釋說：「聯考數學有一百分啊。」
踏上研究之路，也開始了探尋答案的旅程。
求學階段，學生們的「小奸小惡」實屬平常；同學間「互相參考」作業之事，大約少有人放在心上。莊重教授卻不同了：赴美求學數年，課堂上的知識未必仍有印象，一次作業的評語，他卻記憶猶新—— “Science is no place for dishonesty.” 當時的授課老師，對於學生們經過討論得到的完美答案並不滿意，他希望的是忠實呈現個人思索的結果。這評語其他人或許看看便罷，頂多感到些許難為情，莊教授多年來卻念茲在茲。
而另一句話，作為莊教授生涯的寫照，則是再合適不過—— “Learning by Teaching.” 完成研究所學業之際，指導教授告訴他：不斷學習對做學問的人無比重要；而學好一門知識的方法，便是嘗試教授此門課程、或主持研討課（seminar）。一開始他大惑不解：自己都還不清楚的學問，教起來怎可得心應手？
即便當時未能全然理解，這兩句話，他可是紮紮實實的印在了心底。
●一沙一天堂的數學領域
鑽研應用數學領域，除了冀望解答疑惑之外，莊教授坦言進入研究所時，諸多方向並不易抉擇，和許多學子一般，挑選了所上最活躍而經費充足的老師。
然而，博士班的老闆是計算出身，實非莊重教授興趣所在。於是，在老闆指導下，他投入了較偏向理論的粒子碰撞相關研究。然而隨著畢業，尋找新的研究主題成了當務之急。過程中，他重新思索對「應用數學」的看法，分成數類：第一類，數學本身的規律性及美感蘊含著宇宙的奧秘，即便純數也可能與其他科學領域殊途同歸；第二類，是數學的建模，能夠在科學及數學史上留名，或至少在某個時代的典範（paradigm）下具有意義；第三類，是能實際與其他領域實質互動、合作；第四類，像是在虛擬世界跨領域互動，即自己從期刊中尋找他領域題目。
莊教授自忖，前二類境界過高，後二者卻是大有可為，於焉探索至今。舉其中複雜系統的研究為例，每個小單位可以一個方程式描述其動態系統；彼此之間總和、互動，又生諸多變化。這些「小單位」，可以是一棵樹、一個腦神經細胞、一個電子；應用數學的觸手，便由此延伸到其他領域。
至此，不免令人驚嘆：如此迥異的領域，數學出身的莊教授是如何皆能略通一二？他笑著回到研究所畢業時，指導教授所提的 “Learning by Teaching” 概念。研究過程中，他很快便體會了這句話的精髓。莊教授打趣說，做應用數學意味著不斷學習其他學問的「101」（最基礎課程）；但只要勇於探索，在數學領域，往「廣度」發展相對於「深度」，其實容易許多。
●俯拾皆領悟的學術生涯
交通大學這些日子，自然也有不少體會。
解過種種難題，但有一個題目特別深刻。1975年美國國家科學院院士，一位具有醫學背景的數學家，建模解釋各個獨立的心肌細胞如何集體運作而產生心跳，並提出兩個問題，希望後人在理論上證明這個生理學上的重要觀察。第一道題早在1990年被解答，而2008年莊教授與研究生興奮地看見了解開第二道題的曙光。投稿期刊後，審查委員也表示欣賞，只簡單建議了幾個改進之處。說來讓人啼笑皆非，在修改過程中，莊教授團隊自己發現了委員們都未曾注意的缺失。雖說如此，如果照原定計畫投稿，大約也能被頗佳的期刊接受，也許一陣子後才會被糾正。
但此時，那句作業評語嗡嗡響起：“Science is no place for dishonesty.” 他當下立即決定誠實正視這個問題。但審查委員會給的期限是三個月，就算每天三四點就抵達研究室，一樣難以解決這個棘手的問題。最後好在委員會同意延長期限，終於在逼近六個月時達成目標。
當然莊教授也沒有辜負了為人師者的任務。教學生涯中，難忘的故事自然不會少。有一年的高等微積分課堂上，同時坐了七十多歲的退休教授和十二歲的陳伯恩。這位十二歲的準國一生父親初找莊教授時，他直覺：「需要這樣嗎？讓他有個快樂的童年吧？」但一聊之下，這位學生優秀的程度以及天賦表露無遺。即使從小視力不佳、後來必須與血癌對抗，陳同學一路過關斬將之外，對人生早慧而早熟的看法也深深打動曾教過他的莊教授。
傳統的教學之外，莊教授擔任理學院副院長時，與同事一起推動開放式課程。那個年代，網上分享教學的觀念仍未普及，交大作為第一個響應 “We open; we share” 概念的國內大學，可謂披荊斬棘。談起數年來陸續有受惠者來信言謝，莊教授言語間充滿教育工作者獨有的滿足。
一路走來，教與學始終密不可分，莊重教授依然耕耘著、也依舊不斷學習。縱使數學的奧秘深不可測，至少「學數學，可以做什麼？」這多年來的疑惑，已然得解。
●5/14 莊重教授主講：「同步現象的歷史、數學和應用」點此報名！
