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用「發現」的眼睛，發現科學撰文／洪蘭（國立中央大學認知神經科學研究所教授）｜麥克DO科學-5

所有的知識必須在孩子想學時教給他，才可以被吸收，因為動機是學習最有力的驅力。孩子在幼小時，好奇心最多、動機最強，在孩子小時候給他正確的知識是很重要的事。

「觀察」是科學的根本
中國自從滿清末年打過幾次割地賠款、喪權辱國的敗戰後，開始對洋人的船堅炮利崇拜不已，當時的知識分子檢討中國失敗原因，都認為歸根究底是洋人有科學，所以有槍砲可以隔空殺人，他們的文明發達，所以可以製造侵略的武器，要不被外國人欺負就必須發展科學。中國的父母一夕之間改變了他們對兒女的期望，從科舉的狀元立刻變成科學家，最好還是諾貝爾獎的科學家。「科學救國」的口號從清朝末年喊到民國、從大陸喊到臺灣，喊了整整一個世紀，我們的科學還是不發達。吃香灰、喝符水的消息時有耳聞；火車出了軌，交通部不是檢討內部缺失，而是去更動部長辦公室的風水。我們才發現改變觀念竟是這麼的困難。
辜鴻銘當年拖條大辮子去北大上課時，學生看見他的辮子就哄堂大笑，他說：「我頭上的辮子是有形的，可以馬上剪掉，你們心中的辮子就沒那麼容易剪了。」說得真是對極了！有形易剪，無形難拔，所以發展科學第一要務是改變觀念，若是父母老師的觀念沒有改，還是要孩子每天乖乖的坐在桌子上唸書、背書、抄生字，不允許孩子去外面遊戲、觀察、發現的話，孩子怎麼會有科學精神呢？「觀察」是科學的根本，一定先觀察到現象才會去解釋這個現象，如果我們的孩子整天坐在教室裡，四體不勤、五穀不分的話，是不可能有科學力的。

科學是有條理可循的創造力
科學的基本要求是觀察力、形成假設的能力及動手實驗、驗證假設的能力。我們知道：「發現」、「發明」和「創造」的層次不同。「發現」意指事物原本已經存在，而人們去找到它、發現它。例如：哥倫布發現新大陸，他若沒有發現，其他人遲早也會發現，事實上，現在對誰是第一個發現美洲的人頗有爭議。「發明」是環境氣氛都已準備好，但是具有洞見、看得比別人遠的人拔得頭籌，例如：愛迪生發明電燈泡，有人認為，即使愛迪生不發明，別人也會發明出來，因為當時所有的條件都已存在了。發明要設專利，就是保護第一個想到的人。層次最高的是「創造」，好比沒有莫札特就沒有莫札特的音樂，沒有貝多芬就沒有貝多芬的音樂。
科學可以說是有條理可循，按部就班的創造力，它是在觀察到一個線索後，用邏輯的方式形成命題和假設，用實驗的方法去驗證這個假設。在科學界有一句話「只要問對問題，答案就出來了」；好的科學家，觀察力也一定好。像是提出「進化論」的達爾文，他在一個海島上看到有屬於大陸的植物，植物沒有腳，不會移動，所以應該是鳥兒帶過來的，但是鳥兒沒有手，怎麼攜帶呢？他推測應該是鳥爪上的一點點泥土，裡面包含有植物的種子。為了驗證「一點泥土裡就可能有種子」這個假設，他到附近池塘邊挖了一杯泥土回家，看看一小杯土中能長出多少植物來。每長出一棵植物就拔掉，不然先長出來的會抑制後面植物的生長，結果他發現一小杯土中竟然可以長出三百多種植物。於是他確定了鳥爪上的一點泥土，的確可以攜帶許多不同的種子過來。這就是科學精神，它從實作中去驗證對錯，而不是空想。

滿足孩子的好奇心
西元十九世紀末，印尼大地震使海域出現了一座新的火山島。法國皇家科學院的研究員便坐船去當地觀察第一個生物如何出現。他們等了很久，終於發現第一個生物是蜘蛛，是結網在葉片背後被風從很遠的大陸吹過來的。當然，那時芝加哥大學的研究人員還未發現氮、氧和水通電爆炸可以產生胺基酸，但是這代表人們對第一個生命的出現已充滿了好奇心，大家殊途同歸的追求答案，造就了現代科學的進步。
這些例子說明了作為一個科學家先要有好奇心，然後有觀察力，還要有毅力才會成功。所以要培養孩子成為科學家，父母必須先抑制自己的不耐煩；當孩子問為什麼的時候，能夠細心的從他了解的層面去回答他。孩子問的問題無奇不有，這常讓父母很頭大，因為雖然身為父母卻常不知道正確答案是什麼。過去的父母會用：「等你長大就知道了！」去搪塞，或是罵孩子：「正規的功課不做，問這麼多幹什麼？」，這些都會扼殺孩子的好奇心。孩子的好奇心若得不到滿足，常會從旁門左道去獲得不正確的知識，那就更糟糕了。所以想要推動「科學生根」的有心人便想替父母解圍，針對孩子常常問的問題編一些入門的科學百科，讓父母有正確知識可以告訴孩子（同時繼續維持在孩子心目中父母萬能、無所不知的形象），《麥克　科學》就是在這情況下產生的。

「科學」必須從小做起
《麥克　科學》是一套兒童科學的啟蒙書，內容多以漫畫的方式呈現，藉由吸引孩子的圖畫傳達正確的科學知識，裡面的主題幾乎都是父母在生活中常被孩子問倒的，如海水為什麼是鹹的？眼淚為什麼是鹹的？（其實比一般更好的答案是我們的祖先是從水裡爬上陸地的，我們曾經住在海裡很久，所以身體中有大部分是水分，人缺水會脫水而死，還可以告訴孩子為什麼要喝水。）飛機為什麼會飛？（每次在機場都會聽到孩子問這個問題，也常常看到大人張口結舌回答不出來。）鯨為什麼不是魚？牠不是在海中游水嗎？如果牠是哺乳類，為什麼要住在海裡呢？這時父母就可以跟孩子解釋：鯨的體積那麼大，若不是水有浮力，牠在陸地上就幾乎動不了了。我們看到擱淺的鯨都得動用起重機才能搬動牠，鯨曾經上過陸地，後來又回到海裡，所以身上有進化的大腿骨，牠的鰭有退化的手骨，而且牠不是像魚一樣用鰓呼吸，牠和我們一樣用肺呼吸（這是教孩子演化概念時非常有力的一個例子）。這套書同時也對孩子自己會感受到的各種生理反應，如心跳、冒汗進行詳細的解釋。
所有的知識必須在孩子想學時教給他，才可以被吸收，因為動機是學習最有力的驅力。孩子在幼小時，好奇心最多、動機最強，在這時候給他正確的知識是很重要的事。
「科學」必須從小時候做起，根扎實了，自然會開花結果，期待我們的下一代會有耀眼的科學表現。