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《哥本哈根》審判香港的科學教育

「一個科學家研究原子核能的實際用途,是否需要負上道德責任?」這個問題是《哥本哈根》的故事核心,而玻爾和海辛堡的神秘會面確實不止是一件物理事件,這個獲得東尼獎最佳劇本的故事,是科學和現實相撞的一次重要想像,亦是給香港觀眾一個全新的體驗,因為香港從來不著重科學史,於是乎令大眾往往有「科學與我何干?」的疑問。

二十世紀初全世界最聰明的腦袋開墾著量子力學的麥田,但英雄總是生於亂世,當量子力學的基礎大致奠定,戰爭亦隨之來臨。《哥本哈根》記載的故事是1941年兩位物理巨人的會面,背景大概是這樣:丹麥物理學家玻爾是原子物理之父,也是德國人海辛堡的老師。德軍攻陷丹麥後,政治原因令玻爾和海辛堡情同父子的師徒關係變得尷尬,但海辛堡仍排除萬難,安排和玻爾見面。這次的見面十分短暫,但卻引來世界的關注,因為當年一直傳聞海辛堡為希特拉製造原子彈,而原子彈的原理和玻爾的理論有密切關係。然而,這次的會面沒有任何文字紀錄,甚至連當事人也這件事有不同的講法,到底海辛堡是為德國當說客,還是要刺探同盟國的軍情;是簡單的師徒相聚,抑或有其他政治目的?一切到現在亦沒有答案,而《哥本哈根》則企圖用超現實的想像來解開這重要的歷史迷團。

雖然這迷團是關於一個晚上的短聚,但當中的歷史矛盾、科學背景,牽涉到數十年的江湖恩怨,要在三個多小時把來龍去脈弄清楚,然後企圖歸結一個「結局」,當中有相當大的野心,亦是極嚴峻的挑戰。事實上,觀眾需要對量子力學有基本認識,方能明白劇本的匠心獨運,遺憾的也許是文本比較艱深,觀眾需要時間去消化內容,演員的速度卻快如閃電,這雖然充份顯示了科學家在談論理論時的雀躍和興奮,但對觀眾來說,是不友善的安排。儘管場刊導讀印有幾個重要理論的解釋,量子力學畢竟是物理系二年級的課程,單是海辛堡和玻爾的理論,已是價值三個學分的課程,豈是觀眾憑短短幾千字的描述可以弄清?然而,整個劇本正是應用了海辛堡的測不準理論,於是觀眾必須硬著頭皮嘗試理解,而演員也要挖空心思去平衡戲劇的流暢度與觀眾理解內容的速度。

舞台上的窘態正指出了推廣科學的困難,間接使科學故事變成歷史秘聞。大家都聽過牛頓在樹下被蘋果擊中,以及伽里略在比薩斜塔的實驗,其餘的就似甚麼都沒有發生,可是這些鮮為人知的事蹟正是學習科學的鑰匙。正如《哥本哈根》的故事,其實涉及了科學與政治、道德的關係,也探討了科學家自以為遺世獨立的想法。這也是《哥本哈根》在香港的另一個意義:啟發教育工作者對物理教學的看法。

香港過去的中學物理教育,分成力學、波動學、電磁學等單元教授,學習的階梯是以方程式為主,練習題為副。學生學習了牛頓三條力學定律後,過了兩三年才知道微積分也是他的傑作,但其實牛頓是先完成微積分的偉業,經過在光學的奮鬥,才開展在力學的傳奇。學生不會知道事情發生的次序,更不會知道牛頓是個終生不娶的教徒。

這種教學方法有甚麼問題?一來學生看到漫天數學符號已頭昏腦漲,根本看不到物理學的美妙;二來弄不清楚科學家發展學術的過程,便不能感受理論環環相扣的重要。筆者在大學修讀量子力學,是從物理學史開始教授。先從湯姆遜發現電子,到拉塞福研究粒子的行為,才有玻爾的原子模型、海辛堡的測不準定律,還有哥本哈根學派的豐功偉業。唯有跟隨學派發展,每個理論才會變得有意義。科學家因為宗教、戰爭、天災而東奔西走,見證了科學一直和塵世接觸,牛頓時代的科學是要證明上帝創造了完美的世界,人的存在變得無關重要;現代物理卻以人的測量為重心,重新肯定了人的存在價值。《哥本哈根》亦有指出這個看法,而筆者認為這是相當重要的觀察,也是解答「科學與我何干?」的重要線索。從來教延、軍方、獨裁者也重視科學對世人的影響,科學家在研究學術理論的同時,往往承受各種壓力,哥伯尼提出日心說而被燒死、海辛堡因政治任命而遺臭萬年,他們永遠有著繼承者,也許今天地球某個角落,有科學家因為複製人技術或隱形科技而正在承受巨大的壓力和良心的審判。

雖然現代物理的歷史實在太過緊湊,相比之下古典物理學的確大為遜色,但這不代表古典物理學的故事不能整理。或許過去中學教育受限於課程編排,或辦學團體的宗教背景,未能把科學家的理論和想法詳細闡明。當然,筆者明白順著理論發展而學習,需要考慮理論程度是否合乎學生能力(例如微積分對初中生確實太難),但其實很多理論是和物理現象同時出現,引介了物理現象和科學家初步的想法,最少可以向學生灌輸正確的物理概念,也減少出現「這些考試不會出現,你們不用理會」這類可悲的校園奇景。筆者認為新高中的通識課程應該朝著這個方向,例如在「能量科技與環境」一單元中,可以從地球形成說起,為甚麼地球可以孕育生命?關於能量,科學家又有甚麼驚心動魄的故事?

所以說官員都應該看《哥本哈根》,因為它告訴我們的,科學不單可以和道德哲學有關,也處處散發出可貴的人文關懷,而這正是我們希望學生得到的價值和態度。

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