觀念與實用
生活經驗之外的偉大意義

黃定維口述  陳韻琳執筆                                                                                               

網頁製作:鄭佩宜

        談完天文學、力學,我們要來看看「電」「磁」的發展了。

        電的發展比天文學、力學都晚,是因為它比天文學、力學都來的抽象。摩擦生電,很早就被人發現,但是都是用來作魔術表演等娛樂,因為大家對摩擦生電的原理完全不瞭解,所以很覺得神奇。我們如今都聽說了,富蘭克林在有閃電的時刻,放風箏來研究「電」。這故事是不是真的呢?沒有人知道!但我們可以確知的是,後來有位德國科學家 Richmann 用同樣的方法研究電,被閃電和雷殛死了。

        研究電,比研究天文、力,要危險太多了。今天我們因為計算電的單位「伏特」「安培」,而永遠紀念這兩位研究電學的科學家,焉不知有很多無名的科學家在默默研究的過程中犧牲了呢!

        至於「磁」的發展,都要歸功於法拉第了。法拉第因為太窮,沒辦法唸書,他此生最大的願望,就是進大學唸書。為了滿足他的求知慾,他盡量讓自己的工作,可以接近學問研究,譬如說在研究室作實驗助手、或在大學裡當工友。

        法拉第在大學當工友時,經常利用打掃機會偷偷抄筆記,有一次,他斗膽把自己抄的筆記拿給教授過目修改,教授深受感動,決定給他助教的機會好滿足他的心願。就這樣,法拉第由幫助教授、最後成為教授,他的實驗研究,也把「磁」的領域推展出來。

        法拉第最大的貢獻,不只是「磁」的研究,還在於他像牛頓一樣,將兩個本來不相干的領域,找到關連 - 他把「電」和「磁」關連起來。 而我們現在都知道,發電機若能發明出來,絕對必要的條件,就是「電」和「磁」必須產生關連。

        當「電」的領域、和「磁」的領域開發出來,又產生關連以後,我們就要談麥斯威爾( Maxwell 1831-1879 )這個偉大的科學家了。

        麥斯威爾將「電」和「磁」帶入「光學」的領域。譬如說,我們今天會在光照射下的 CD 上、或肥皂泡泡上,看到很多的彩色。 但我們都知道,CD 和肥皂泡泡原本並沒有被塗上彩色。為什麼會看到彩色呢?因為光的「干涉」原理。它不是顏色,而是光的「干涉」產生作用,因存諸腦海而產生認知。又譬如後印象派大師秀拉的繪畫點描法,是可以隨觀畫者所站的位置的遠近不同,產生不同的感覺,這叫做光的「遶射」作用。

        當光學領域一這樣被開發,馬上引發思想界革命。人們明白很多我們「看」到的,其實是我們「想」的。於是馬上會問到一個問題:「到底什麼叫做看到?」當我們看到蘋果時,是蘋果主動射出光讓我們看到?還是我們的眼波射向蘋果因而看到?到底是誰主動呢?

        其實這時候多少有衝擊到所謂的「客觀性」的問題,但是因為所有會衝擊客觀主觀的問題,都挪移到其他正在大力發展中的社會科學諸如心理學領域去了,所以十九世紀末二十世紀初,還是竭力追求著「客觀性」,直到量子力學發展出來,「客觀性」這三個字就徹底被搖撼了,而出現了「主觀論」的論點。

        麥斯威爾被譽為「十九世紀最偉大的科學家」「牛頓之後最偉大的科學家」,原本排名第二,但二十世紀愛因斯坦出現之後,麥斯威爾就只能作老三!

        麥斯威爾結合了「電」「磁」「光」三個領域。麥斯威爾透過嚴謹的數學公式,找出電公式和磁公式之間的矛盾,修改數字,然後發現如此修改以後,光公式便可並列。他是透過數學符號的嚴謹邏輯推理量化,發展出觀念。

        但是麥斯威爾英年早逝,沒有辦法驗證其理論,是赫茲幫忙驗證的,赫茲後來被紀念,成為無線電波段的專有名詞。

        赫茲也英年早逝,赫茲死後,終於,無線電因這些觀念被發明出來。

        無線電連發明家愛迪生都沒有發明出來,實在是因為它太超乎生活經驗之外了。有誰能料想得到,透過數學公式的量化嚴謹演算,會產生如此偉大的觀念,使後人以這觀念走出經驗生活,發明出無線電這經驗事物之外的發明呢!

        真正偉大的科學家,很多時候往往就像哲學家,對他們而言,經驗生活、看的見摸的著的事物,往往不成為其限制,他們推衍觀念,在這當中自滿自足,在這樣做的時候,並不在乎是否實用,然後他們的觀念,卻被後世證明了他們增進了人類全體的幸福。

        類似的例子,我們將會在二十世紀的愛因斯坦身上看見。他將把「機械力學」、「光」「電」「磁」數學公式並列,找到矛盾,推導出偉大的「相對論」來!