給學生的信同學系列關於啟發

同學,當我站在電磁學大師馬克斯威爾的儀器前


「你必不致受辱。」(以賽亞書54:4)

用簡單的儀器,發現宇宙裡的法則,是物理科學的美;用樸實的設備,揭開大自然的奧秘,是物理探索的藝術。

科學儀器似座橋樑,聯結思索與求證的探索;是人類本能的延伸,檢測更細的、更快的、更重的…;是有著邏輯思路的製造,去搜尋更多資訊的確證;是探索者的謙卑,仔細驗證自己的每個假設。

科學儀器帶著實驗的方法,方法(method)是美好的單字。met的原意是「追隨」,hod的原意是「道路」,方法是追隨的道路。這些概念,在比較原始的科學儀器可以看出。這些儀器都是手工製,款式簡單,造型純樸,體積不大。

馬克斯威爾寫道:「科學儀器的製作,在讓人類比大自然。」他在卡文迪爾實驗室,仍然留下測定光壓檢定的儀器。小小的玻璃管,造型似喇叭,一端是加熱電壓,另一端是小小轉輪。他將管中的空氣抽到極稀,而後用電壓加熱,使管內極稀的空氣分子互相激撞。激撞的熱能產生光能,射到轉輪上就能產生光壓,轉動輪子。

這是他擔任卡文迪爾實驗室主任發表「On Stresses in Rarefied Gases Arising from Inequalities of Temperature」所作的儀器,是近代「氣體動力學」的經典之作,開啟日後的「統計力學」。

馬克斯威爾寫道:「回到宇宙更深的問題,不是人的睿智,而是信仰,才會去關心。科學的探究,總會回第一個信念『宇宙的形式是有意義』。」,他又寫道:「出於愛的勞心與勞力,日後必能啟發後人。」信仰是科學研究的基礎,推動探索熱忱的催化劑。

當我在劍橋大學,站在馬克斯威爾的儀器前,我想到這聖經節。受辱的原意,是使探索者無所得。馬克斯威爾的科學儀器,在印證合乎上帝心意的探索者,必有所得,永不羞愧。

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