【化學奇境】科學世界與日常生活的嫁接—化學家的鏡中奇緣

■ 雖然現實是多重的,但仍以日常生活為依歸,科學無法取代生活世界(lifeworld),並且在很大的程度上仰賴生活世界。

Aliceroom_wikipedia
愛麗絲夢遊仙境的第二部《鏡中奇緣》,愛麗絲穿過了鏡子去到一個不同的世界。

撰文 ∣ 高子壹

  一日,在小熊媽媽飾品DIY專賣店的櫥窗外,化學家看到一個個亮晶晶的串珠擺飾。他尋思道:「咦?這不是碳六十嗎?」

  如同《鏡中奇緣》(Through the Looking-Glass)中的愛麗絲穿越了一面融化的鏡子,這是化學世界與串珠世界的初次相遇。興奮的金必耀教授馬上帶了一堆珠子回家,經過幾十分鐘的研究,很快地做出他的第一個碳六十分子模型。化學家得意地看著這個新出爐的作品,卻失望地發現:「這不是碳六十。」

  依照理論,一個碳原子旁邊應該接三個碳,可是金教授的串珠模型卻是一個珠子旁接了四個珠子。失落的化學家拿著模型擺弄一陣子,突然靈光一閃:「原來珠子不是碳原子,而是碳碳鍵。碳原子並未在整個模型中被表現出來,這個模型其實是碳六十的鍵結表像!」

  化學家馬上被串珠的奇異世界吸引,就像鏡子的兩邊存在兩個世界,化學世界有螺旋碼,告訴我們的芙類分子的分子平面圖;串珠世界則有「左手穿孔,右手加珠,交叉成環」的編織碼。化學世界有價殼層電子排斥理論(Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR),而串珠世界則能用圓形珠子去模擬分子內的力場。化學式串珠甚至能連結數學世界,串珠所需的線長問題是漢米爾頓線(Hamiltonian chains)問題,計算多面體頂點與邊的理論能計算原子間的鍵結情況。

---Alice entering glass room through mirror,and the chemist entering glass room through beading...

  化學家在不同的學科間來來回回,在理論、計算與實做中摸索。

  不同於數學,化學特別強調理論—模型—實驗三者之間的交織,甚至可以說,自然科學的發展是建立在先猜後證的步驟上。化學家先猜測分子結構,再到實驗室裡,依據理論,不斷改變實驗條件,去合成未知的分子。實驗條件並非隨機地修正,而是在不斷的實作及理論推導中,科學家養成一種內化在身體中的方向感。所以金教授看到串珠動物模型,第一個想到的卻是「碳六十」。

  這種內在的方向感類似化學家兼哲學家博蘭尼(Michael Polanyi)所說的默會致知(tacit knowledge)。默會致知是一種經驗知識,化學家第一次做串珠時,注意力集中在串珠行為,這是焦點意識(focal awareness),而化學家關於立體幾何及分子構造的背景知識則是所謂的支援意識(subsidiary awareness),若沒有足夠豐富的支援意識,化學家很難看出串珠規則與分子結構規則之間的關聯。這是一種做中學、學中做的過程,難以言傳且銘刻在身體上——它是一套技藝。

  正如金教授所說:「那些串珠做久的,我稱為『有經驗的串珠者』,對他們來說,要加幾顆珠子是顯然的。」不論串珠者是要串出「分子結構」或串出「動物模型」皆是如此,在這一點上,化學家與常民是一樣的。

鏡子在哪裡?

Schutz_Alfred
已故的舒茲,曾為知識社會學打下基礎。

  化學家在化學、數學與串珠世界間來去自如。但也或許,化學家並沒有真的穿越那面鏡子。

  社會學家舒茲(Alfred Schutz)將社會世界看做多重的生活領域,不同的生活領域中有不同的意義理解,把「知識」視為目的的科學世界中,懷疑、假設、實驗是基本的科學態度,但相反地,在日常生活中,實作(practice)是主要目的,我們將外在世界視為當然,以幫助事物順利地進行下去。

  我猜測,化學家到飲料店點一杯柳橙汁,也許不會這樣思考:「這杯柳橙汁內含有兩種旋性的維生素C,抗壞血酸的維生素C是純的左式右旋光,相對地左旋光異構物在人體內毫無用處,雖然無用,但至少無害,所以這杯柳橙汁可以喝。」

  雖然現實是多重的,但仍以日常生活為依歸,科學無法取代生活世界(lifeworld),並且在很大的程度上仰賴生活世界。

  金必耀教授說到,他有一陣子很喜歡用綠色做模型,當時端午節快到了,綠色的正四面體有很實際的用途。從左邊看是化學分子,從右邊看是粽子,為了知識目的而生產出來的分子模型竟也能在日常生活中被賦予不同的意義。

  若我們在生活中就能穿越這些不同的生活領域,會不會發生這樣的情況?看著櫥窗裡亮晶晶的串珠動物,化學家說:「這不是碳六十嗎?」串珠者說:「這是手工藝術品。」心理學家說:「我看到模型只是光線進入視網膜後大腦的認知過程。」那麼,也許不需要穿越化學家的鏡子,在日常生活中便穿梭於不同世界的我們,不斷地調整態度面對我們所遭遇的一樁樁奇緣。若是如此,到底哪裡才是所謂的「真實世界」呢?

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(本文作者為清華大學社會學研究所碩士班研究生)

延伸閱讀:Alfred Schutz on IEPThrough the Looking-Glass, and What Alice Found There (1871)

責任編輯:MissZoe

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2 thoughts on “【化學奇境】科學世界與日常生活的嫁接—化學家的鏡中奇緣

  • 2010 年 11 月 30 日 at 00:06:45
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    你講的不同世界,讓我有點混淆。真實世界也好,生活世界或科學世界也好,未必是不同的世界。或許只是複雜的程度不同,而不是規範的規則不同,所以用鏡子的兩邊來比喻,不盡理想。因為鏡子的兩邊,就對稱的規則而言,恰好是截然不同的規則。
    我也不是化約主義者,複雜系統與化約系統,層次有異,也未必是不同的世界。
    化學家的鏡子遊戲並不表示科學家真的能進入鏡中世界,哲學和科學對我而言,還是有本質上的不同。

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  • 2010 年 12 月 02 日 at 16:34:01
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    老師您好,

    謝謝您的閱讀以及討論,我真的很開心:)

    就我對舒茲的理解,舒茲所說的多重現實與老師說的沒有太大的差異,雖然鏡子的兩端有看似很多相似之處(如此才有關於博蘭尼默會致知的討論),但還是不同的現實,有不同的運作規則,正如老師說的,哲學與科學還是有本質上的不同。

    而且,舒茲也認為,世界只有一個,只是我們會穿梭在不同的生活領域中,他稱之為多重現實,最簡單的例子就是夢境,夢也是一個現實,但不脫離世界,而我們從夢中醒來時常會有種衝擊感,這可以說明不同現實之間的斷裂。其實,舒茲的討論中談了很多科學的東西,可惜我學藝不精,無法傳達太過深奧的東西,怕露餡了 XD

    不知道這樣能不能回答老師的問題,謝謝老師這麼用心地讀了這篇文章。

    m(_ _)m

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