科學素養：看清問題的本質、分辨真假，學會用科學思考和學習


	面對人生的難題，科學思考總是可以在關鍵時刻給我們指引。科學是什麼？如何研究科學？為什麼要學科學？如何區分科學和偽科學？想要消除我們對於科學的「猜疑」，以及對於未來的「不安」，第一步就在於讓科學更普及。作者池內了（Satoru IKEUCHI）是天文物理學者、名古屋大學名譽教授，也是一位科學研究者，他在書中為以上問題提出解答。他帶領讀者了解科學如何誕生的歷史，以及觀察科學研究的方法，進而思考科學、技術究竟和人類與社會有什麼關係；並且以科學思考「問題的本質」是什麼，用什麼方式可以解決問題。他以散文般的筆調，分享科學研究者如何把對於所見所聞的好奇，轉而成為研究活動的過程。池內教授指出，科學的本質在於「好奇心」，科學家遇到疑問就會問「為什麼」，並且持續研究以解開疑惑。科學是一連串的觀察、觀測和實驗，科學的出發點從「觀察」大自然開始，對於自然現象的變化「專心注意看仔細」，找出變化的規則，歸納為共通、相異和逐漸變化的性質；接著進入「觀測」，除了專心注意仔細看自然引發的現象有什麼性質，還要加上測量，將性質轉換為數字。最後以「實驗」調查物理性質和化學性質，或是這種性質能否藉由人工合成產生；實驗的重點在於無論由誰進行，都能重現同樣的結果，這是區分科學和偽科學的關鍵。這本書有助於我們學會了解自己「知道什麼，又不知道什麼」，並懂得有效運用科學磨練洞察力，藉此「看見『看不見』的東西」，有助於我們站在科學的立場思考與學習。具備科學素養的關鍵在於，了解科學是「探究知識、逼近真理」的方法。想解決各種矛盾，就必須仰賴科學的力量。無論是對於科學稍微感興趣的人，甚至是文科生，都很適合閱讀本書。人人都應該具備科學素養，有助於我們分辨真假、迎接未來！第13屆講談社出版文化獎（科學類） ◎一致推薦科學研究是艱辛的，也是充滿挑戰的；是孤獨的，也是充滿樂趣的；是高度專業的，也是廣闊無邊的。投身科學工作的有志之士，在基礎科學的研究愈來愈多挑戰的情況下，能不好好認識這個最了不起的智性活動，如何成就我們今天人類史上最高效的社會嗎？——黃貞祥（清華大學生命科學系助理教授）此書原著出版至今已有二十二年，但作者看到的很多趨勢是很清楚的。例如作者池內了（Satoru IKEUCHI）教授說要打破理組和文組的隔閡；時至今日，認知科學與認知神經科學結合了心理學、語言學、資訊科學、神經科學與心智哲學，正是最好的例子。不同科學領域間的差異頗大，但目標十分一致：描述，解釋，預測，控制。能客觀觀察現象才能探究其運作機制，能了解機制才能預測，能預測才有機會控制與改變，讓世界變得更好。——蔡志浩（認知科學家）要培養科學素養，最關鍵的是認知「科學做為一種探究知識、逼近真理的方法，到底是怎麼來的？科學家又是怎麼從單純對現象的好奇，轉而成為一種由國民稅金支持的研究活動？」說真的，科學素養教育之所以被重視，絕不該被當成是科學家突然又要灌輸給大眾一些莫名其妙的東西，而該被認為是科學界與科學傳播界的反省運動才是。——鄭國威（PanSci泛科學總編輯）


	目錄【推薦序】科學的脈絡／蔡志浩（認知科學家）　3 【推薦序】我們更需要的科學素養／黃貞祥（清華大學生命科學系助理教授）　7 【推薦序】本書出版二十二年後，我們為何還在談科學素養／鄭國威（PanSci泛科學總編輯）　11 前言　圍繞科學的重大事件 24／科學這枚硬幣的正與反 24／科學的「偏食」 26／未來取決於「科學的智慧」 28／本書的內容30 第一章　我心目中的科學 33 　►我成為科學家的原因　34 　　宇宙的研究 34／「微分型」和「積分型」 35／天文少年？ 36／「看見『看不見』的東西」 38／「物理學帝國主義」？ 40／社會的動向與科學 42 　►研究工作及其魅力　44 　　研究這一行 44／科學家這一行的有趣之處：首次發現的喜悅 45／科學的架構在本質上相同 46／「文組」的科學也是如此 48 第二章　科學思考法 51 　►科學的出發點　52 　　科學始於自然的「觀察」 52／從觀察到「觀測」 54／從觀測到「實驗」 55／區分科學和偽科學的關鍵 56／問「為什麼？」 58／回答問題的關鍵：衡量物質的作用 59／物質及其運動：化約論 61／化約論並非萬能 62／物理定律的結構 63 　►科學研究的進行法　70 　　科學的方法：實驗 70／實驗樣本和實驗方法 70／現在的實驗 72／科學研究的進行法：理論 73／建立模型 73／模型與「假說」 75／「假說」的根據和「對稱性」 77／留意「對稱性」 78／對稱性的作用 80／對稱性的破綻 82／打破對稱性是一種演化 84／數學的作用 85／數學與物理定律的關係 88 第三章　科學是怎樣誕生的？ 91 　►最早的科學　92 　　從猴子演化成人 92／人類最早的「高科技革命」 93／時間和空間的劃分及天文學 94／一年的劃分 95／一星期為什麼有七天？ 96／天文學與占星術 97／數學的開端 98／其他文化的起源 100／文字發明帶來的貢獻 101／希臘的自然哲學家 103／「萬物的根源是水」 104／德謨克利特與「原子論」 104／亞里斯多德 105／測量地球大小 107／依巴谷 109／阿基米德 111 　►中世紀的「科學」　113 　　鍊金術 114／永動機 115／第一種永動機為什麼不可能實現？ 116／熱力學第二定律與第二種永動機 118 　►「科學革命」的時代　120 　　地動說的復興 121／地動說的確立 123／科學實驗的重要性 124／實驗器具的發明推動科學研究 127／科學的方法論 128／新數學的開發 130／科學的交流與發表 131／發表結果的重要性 132／科學家集團的成立 133／發表論文所具備的意義 134／science的意義 136／科學的轉變：與國家聯繫起來 137／日本的特殊性 138 第四章　推敲現代科學與科學家 139 　►現代科學的目標　140 　　探索物質的根源 140／探討原子核的結構 142／基本粒子的出現 144／宇宙與地球的起源和演化 148／宇宙論的難題 149／行星是怎麼形成的？ 151／單一系統之下的地球 153／生命的邏輯 154／以物理學的方法分析DNA的結構 155／遺傳資訊的解讀和生命的起源 157／基礎科學與應用科學 158 　►現代科學的特徵　160 　　科學規模變龐大 160／以巨大裝置研究時的問題 162／偶然產生的新發現 163／疏離的科學 164／數學的問題 166／現代科學的難解問題　168／難解問題的共通點 168／非線性的物理學 169／混沌（chaos）的世界 172／蝴蝶效應：一隻蝴蝶飛舞會引發颱風？ 173／碎形現象 174／混沌與碎形的關係 177／形狀的科學 179／科學、技術與社會的關係　182／無法回頭的科學技術化 182／技術方法多元 184 　►科學家的責任與倫理　186 　　阪神淡路大震災 186／科學家是什麼樣的人？ 188／「文殊」的事故 191／科學健全發展的條件 192／藥害愛滋問題 194／奧姆真理教風波 196／科學家倫理是什麼？ 197 第五章　二十一世紀的科學與人類 199 　►地球環境問題　200 　　人類的活動導致地球毀滅 200／「債」留子孫 201／啟發解決之道：「善待自然的科學」 202／啟發解決之道：運用生體反應的技術 204／啟發解決之道：擺脫電能 205 　►嶄新的科學技術與我們　207 　　「規模適中的科學」 207／打破理組和文組的隔閡 208／技術的發達與我們 210／技術的提升與人類的水準 210／「資訊革命」的問題 212／生化科技與我們 213／創造出自然界不存在的生物 214／「上帝之手」落到人類手中 216／「對話的科學」 217／與民眾對話的科學家 218 第六章　寫給肩負未來的你們 221 　如何學習科學 222／利用科學館 222／嘗試閱讀第一線研究的解說類書籍 223／嘗試思考身邊的事物 224／掌握基本原理：科學家就是偵探 224／將嶄新的風氣帶進科學中 225 參考書目 227 附錄　阿基米德的牛群問題 231 致謝 233 圖表索引　238