2015年4月26日 星期日
門得列夫Mendeleyev 做過一個夢……
難攻大士 難攻大士的相片。
(引文)
他用「原子量」為經、採「化學性」為緯,再佐以自己獨特科學直覺的大膽修正和預測,一舉破解出埋藏於(當時所知)63種元素背後的邏輯脈絡謎團,正式終結困住鍊金術士(Alchemists)千年之久的魔障,完成了人類歷史上第一部「元素週期表」(The Periodic Table)。
難攻大士 難攻大士
2010年12月
【門得列夫做過一個夢……
Once Upon a Time, When Mendeleyev Had a Dream…】
「一九五五年,發現了第一0一號元素,並且如預測地在週期表找到了它的位置。此元素被命名為鍆(mendelevium),是為了紀念門得列夫的崇高成就。它是一種不穩定、且有自發性核分裂傾向的元素,就像是門得列夫。」
──Paul Strathern, “Mendeleyev’s Dream: The Quest for the Elements”, 2000
如常地,你又翻開了這本最新的一期《工業材料》雜誌;如常地,你又開始沿著目錄頁掃瞄這領域最新的研發情報……突然間,〈門得列夫做過一個夢……〉這怪異的文章標題醒目地躍出紙面。拗不過心底那僅僅出現了一微秒的好奇,你當下決定翻開這篇怪文一探究竟(若做出的是另一種選擇,那現在的你,應該就不會在這裡……)
門得列夫?一個既熟悉又陌生的名字、一種既現實又遙遠的感覺。你循著思緒一路向前,開始遠離《工業材料》雜誌、開始遠離冰冷的材料實驗室、開始回到還是個青澀材料系學生的年代、開始回到第一次認識材料科學的那個瞬間……
你想起了名叫「狄米崔‧伊凡諾維奇‧門得列夫」(Dmitri Ivanovich Mendeleyev;1834~1907)的俄國科學家。這狂人在1869年曾經做過一件足以驚天動地(如今卻不再神奇)的大事──他用「原子量」為經、採「化學性」為緯,再佐以自己獨特科學直覺的大膽修正和預測,一舉破解出埋藏於(當時所知)63種元素背後的邏輯脈絡謎團,正式終結困住鍊金術士(Alchemists)千年之久的魔障,完成了人類歷史上第一部「元素週期表」(The Periodic Table)。
是的,就是「這個門得列夫」!一個「好久沒有想起」的古老名字、一種「為何在此遇見」的微妙感覺。
「好久沒有想起」,或許是因為「工業材料」已經離開它的「原點」太遠之故:「工業」(Industry╱Industrial)是一種「生產商品的經濟行為」、「材料」(Material)則是「為人所運用的各種物質」;而「物質」(Matter)正是「物理世界中各種基本元素的有效組合」;最終,「元素」(Elements)就是這整個創意無限的拼圖遊戲當中,無比基本的構成單位──從「工業材料」一路迢迢回溯至「基本元素」,是啊,無怪乎好久沒有想起……
那「為何在此遇見」的心情又是作何解釋?要敘述這種微妙的訝異,中文似乎有些詞窮,但洋文裡倒是有個叫「Déjà vu」的字眼差堪比擬──在《工業材料》雜誌裡遇見門得列夫,有點像是在「全球儒家思想座談會」裡遇見孔夫子、或在「資本主義國際研討會」裡遇見馬克思一般,有種「理性上理所當然」但「感性上覺得蹩扭」的心情。
原因何在?說來也簡單:對於「研究人員」來講,無論是「工業材料」、「儒家思想」或「資本主義」,統統早已成為一種徹底地物化、外化、理性化、客觀化的「研究對象」。在這樣的學術邏輯與科學傳統中,「人」是不應該現身的,因為那不但不理性客觀,而且也沒有必要──就算萬不得已要讓某些「重要人物」出現,最好也是用「第三人稱歷史書寫」的記錄形態登場:我們只需要認識「歷史上撰寫資本論的馬克思」、「課本裡創建儒家派的孔夫子」和「傳說中發明週期表的門得列夫」就好,他們敢愛敢恨、會夢會醒、有掙扎有人性的那些活生生面相,「研究人員」不太想瞭解,也不需要知道。
於是,別說你看到〈門得列夫做過一個夢……〉這個標題時,產生了一種詭異的「疏離感」;當我翻遍幾冊《工業材料》雜誌,卻找不到幾個「你、我、他」這樣的人稱代名詞時,一種相對應的「疏離感」也是油然而生……
我在想,《工業材料》雜誌除了作為一本「科技新聞」、「知識型錄」、「論文索引」以及「市場情報」的專刊外,有沒有必要在滿足「科學家/工程師」職業反射的功能需求之餘,更根本地照顧到身為「發明家/創作者」甚至是身為「一個人」的理性與感性需求?
難道,你們在對某些實驗創意拍案叫絕的同時,不想多瞭解一下那個「精彩的動機」是如何湧現的嗎?
難道,你們在對某些技術突破撫掌讚嘆的同時,不想多瞭解一下那個「關鍵的瞬間」是怎麼觸發的嗎?
如果我說:當「科學家」碰到難以突破的實驗困境時,也許一個「搖滾吉他手」的角色會讓他靈機一動!(注意:他們應該是『同一個人』,只是看待『弦』的角度有點不同……)
如果我說:當「工程師」碰到腸枯思竭的技術瓶頸時,也許一個「業餘魔術師」的身份會給他神來一筆!(還是注意:他們應該也是『同一個人』,只是設計『道具』的目的不同……)
讓我們再回到〈門得列夫做過一個夢……〉這個主題。是的,這篇文章讓你想起來「門得列夫發明了週期表」這檔事情。不過,我想再接著說些不只是「事情」的「故事」給你聽:(在《工業材料》雜誌上聽人講故事?是不是一次很新鮮的經驗呢?)
「1869年,門得列夫發明了『週期表』。」
這段敘述簡單明瞭,作為一種「知識」絕對及格,但要說是一則「故事」,恐怕連你也不會同意。
暫時忘掉你「專家」的身份,回憶起小時候在床邊聽故事的興奮與好奇,你應該會很想問:「門得列夫是怎麼發明週期表的呢?在白天還是晚上?是在陽光下的窗邊?還是在幽暗寒冷的實驗室裡?他是突然靈機一動?還是困坐在書桌前捻斷好幾根鬍鬚?是有什麼東西觸發他的靈感?還是在徹夜的禱告中突然獲得天啟……」
事實上,從以前到現在的任何教科書,都不曾打算回答你的這些問題。門得列夫究竟是一個天才?一個怪胎?一個偏執狂?還是一個幸運兒?當然對於「1869年,門得列夫發明了『週期表』。」這段既成事實已經無關緊要──不過,換個角度來講,為什麼人類坐困愁城十幾個世紀的重大謎團,竟會由這樣的一個特殊心靈、在那樣特定的天時地利人和之下靈光乍現?也許,拆解門得列夫「福至心靈那個瞬間如何發生」的Know-How與Know-Why,對你的幫助會遠遠勝過一千篇技術論文。
準確地說,事情發生在1869年02月17日星期一的傍晚。那個時候,身心疲憊已經到達某種極限的門得列夫,焦慮卻又無奈地坐在桌前。年初,他才剛完成了傳世名作《化學原理》(The Principles of Chemistry;1869)十二部鉅著計畫的第一冊;這陣子,他正著手進行第二冊的編寫工作。本來,一切都很順利,(當時已知的)元素與化合物們按照相似的性質,陸續集結成冊──這本來就是門得列夫的拿手好戲。不過,在1869年02月14日的清晨、在順利完成第二冊前兩章的內容之後,門得列夫僵住了──
接下來,該介紹哪一「族」呢?
整本書的結構,就決定在這個前有迷霧的交叉路口。根據經驗所歸納出來的元素性質體系,已經走到極限,若不能及時找到隱藏在元素排列背後更根本的「潛規則」,這第二冊的《化學原理》就將要進行不下去……
門得列夫的焦慮完全轉化為歇斯底里──他卡住了!三天後,他得出門遠行,事情不能就這樣掛在這裡,他沒有時間了!從1869年02月14日到17日之間的那幾天,門得列夫瘋狂地在雜亂的書房裡尋找靈感,屋裡高掛的伽利略、笛卡兒、牛頓與法拉第肖像,彷彿同時帶著期許與嘲弄般凝望著他……「原子量」?「化學性」?門得列夫屢次試圖在兩者之間找出皆大歡喜的秩序,帶來的卻總是令人失望的崩潰。
星期一早晨殘酷地來到,失魂落魄的門得列夫泡了一杯茶,兩眼無神地望著那張催命的遠行邀請函,反射動作般把信封翻到背面的空白,逕自在上頭將「化學性」相似的元素按「原子量」排出一列列的遞增接龍……已經三天三夜未曾闔眼的他,彷彿知道自己正站在偉大發現的邊緣,但就是怎麼努力也搆不著。
他,門得列夫有能力在六十天內寫完五百頁的「有機化學」教科書;如今卻困在這個呼之欲出的猜謎遊戲之前──十幾個元素似乎找到了秩序線索,但,剩下的四十個(已知)元素,卻仍是一團混亂地不受指揮……
宇宙間最不可解釋的美妙瞬間出現了──「化學教授門得列夫」找上了「接龍高手門得列夫」!他突然想起自己最愛在火車旅途中排遣無聊的撲克接龍遊戲,開始將所有他知道的元素做成一張張的「遊戲紙牌」(是的,有點像你家小朋友熱衷收集的《遊戲王》卡片,只是門得列夫牌面上所寫的是元素的名稱、原子量與化學特性描述。)顧不得馬車與火車正在等著,門得列夫趕走了車伕,關上了書房大門,緊緊盯著散落一桌的「元素遊戲卡」──
「一切都在我的腦子裡成形」但「就是無法表達出來。」他絕望地玩弄著桌上的六十多張卡片,不覺天色已暗,馬車的鈴聲又開始在門外催促,他真的沒有時間了……
有時候,當「理性」因焦慮而放鬆壓抑的時候,讓「直覺」從潛意識溜出來跳tone地翻天覆地一下也不見得是件壞事。
「接龍高手門得列夫」想起接龍遊戲的「經緯法則」──「花色vs.數字」──他開始把「化學性=花色」與「原子量=數字」拿來當成一局接龍遊戲玩耍起來。天色黑了嗎?馬車還在嗎?火車走了嗎?那場遠行的邀約呢……沒有人知道門得列夫當時還在不在乎這些事情,因為──累翻了的門得列夫,竟然就趴在這場即將開始的「化學元素接龍遊戲」桌上,倒頭睡去……
然後,他做了一個夢。
後來,門得列夫自己是這麼回憶的:「在夢裡,我看到這麼一張表,所有元素都按照定位排好。醒來後,我就立刻將它寫在紙上。」
很難想像吧?門得列夫做過一個「夢」,從這個「夢」中誕生了「元素週期表」、「元素週期表」建立了「化學科學體系」、「化學科學體系」解開了「物質構成之謎」、「物質構成之謎」的破譯引爆了「材料科學發展」、「材料科學發展」開拓並加速了「工業材料研究」──於是,今天你才會在此地閱讀這本《工業材料》雜誌。
門得列夫所做過的這個夢,就好比「工業材料」領域的創世「大霹靂」(The Big Bang),是這一切得以發生的源頭。
就是那個圍棋手喊出「我叫吃(atari)了!」、希臘人喊出「我發現(eureka)了!」、修行者喊出「我領悟(bodhi)了!」的瞬間──不單是來自「化學教授門得列夫」,也不單是來自「接龍高手門得列夫」,而是來自於這兩個門得列夫在潛意識(the unconscious)裡的一次巧妙「遭遇」(encounter)。
這個由「夢境」產生「洞見」的過程絕非偶然,也無關運氣。套句存在主義心理分析大師羅洛‧梅(Rollo May;1909~1994)的話來闡述最為精闢。他說:「人的心靈時常需要擺脫內在的控制,在幻想或白日夢中鬆弛下來,以便讓那些不太熟悉的觀念可以自由浮現。」兩個門得列夫早已各自做好了萬全準備,就等著那個神奇的歷史瞬間降臨、來上一次驚天動地的「遭遇」!
何不試著想像,將這本《工業材料》裡每篇文章前頭的「大頭照片」、「職業頭銜」、「專長介紹」和「學歷資料」換成故事般的「發想動機」、「心路歷程」、「突破緣由」與「願景想像」,讓那個「硬梆梆的研究者」與「活生生的發明人」能合而為一、現身說法,跟讀者對話呢?就好比現在電影行銷手法上的「精彩正片」與「幕後花絮」雙管齊下一樣,讓讀者不但吃飽了新鮮海產,同時還學會了獨門的釣魚技巧。
「硬梆梆」的工業材料,真的有機會能「活生生」嗎?也許,我們可以再回到這一切的原點──「元素週期表」的例子──看看事情可以怎麼跳出專業框架、接上人性軌道。
光說「元素週期表」的畫法,你曾經見過幾種?
「不是只有那一種嗎?」很顯然地,你一定是個台灣僵化升學教育體系下可憐的「一言堂」信徒……
「元素週期表」可以是課本裡那張標準的「天際線」(Skyline)版本,也可以堆疊成「金字塔」(Pyramid)的模樣;可以長得像「樓層圖」(Stories)、也可以畫得像「蜂巢狀」(Cellular);可以攤開成「折扇型」(Folding Fan)、也可以捲屈成「螺旋狀」(Spiral); 「蝸牛型」(Snail)、「風向標」(Wind Van)、「田徑場」(Track and Field)……
「元素週期表」可以有各式各樣的表現法(當然在無損科學定義的前提之下)──唯一的限制條件,就只是你的想像力。
「元素週期表」還能更生動、更生活、更有生命力嗎?當然。英國牛津大學物理化學教授彼得‧艾金斯(Peter W. Atkins;1935~)曾經寫過一本名為《化學元素王國之旅》(The Periodic Kingdom;1995)的「觀光導覽手冊」,向你介紹這個信奉門得列夫為造物主的虛擬王國,一舉將冷硬的化學元素系譜,轉化為一個充滿完整地理、歷史、物產、典章、英雄、傳奇的烏托邦。
日本這個熱好編纂參考資料的國家,當然也不遑多讓。2008年出版的《超萌!化學元素週期表:118動漫少女幫你奠定化學基礎》(Element Girls Gensoshuuki),將(當時確認的)118個元素描繪成118個「超級卡哇依」的美少女,從性格、體態、服裝、道具、職業到口頭禪,徹底將原本抽象難懂的「元素」塑造成栩栩如生、落落大方的青少年偶像!
無獨有偶地,2009年時,日本插畫設計鬼才寄藤文平(Yorifuji Bunpei;1973~)也創作出一本名為《元素生活:118個KUSO化學元素,徹底解構你的生活》(GENSO SEIKATSU: Wonder Life With The ELEMENTS)的小繪本。在書中,化學元素化身為一個個「元素公仔」:用「髮型」區分「族類」、以「形體」代表「三態」、拿「體重」象徵「原子量」、取「年紀」標示「發現年代」,最後,用「服裝╱職業╱超能力」顯示「用途╱特性」──於是,一張「超級元素週期表」就這麼活靈活現地躍然紙上!
發現「週期表」竟然可以如此貼近生活、物質和材料竟然可以如此具有個性,你現在的表情是訝異的嗎?那,若是我最後再說個故事給你聽,告訴你有個曾經活過的人,將自己坎坷的生命經歷與反省體驗,寫成一本名字就叫《週期表》(Il Sistema Periodico;1975)的書時,你又能怎麼想像呢?
普利摩‧李維(Primo Michele Levi;1919~1987)的名字,你一定不熟悉。不過,對於義大利人而言,這個名字絕對刻骨銘心。李維是個身兼「化學家」與「文學家」的奇才,同時也是二次戰後從納粹最為惡名昭彰之「奧茲維茲集中營」(Auschwitz Concentration Camp)倖存的極少數猶太遺民之一。在《週期表》這本幾近自傳的著作中,他從週期表裡挑選了廿一種基本元素,來總結他的一生。
李維說,他的猶太裔祖先,有著「氬」(Argon)一般惰性氣體的疏離氣質;而在從「氫」(Hydrogen)到「鎳」(Nickel)的美好時光中,他度過了愉快的童年與青春期;在「鉛」(Lead)和「汞」(Mercury)之間,他開始感受到死亡與無常;在經歷了「磷」(Phosphorus)、「金」(Gold)與「鈰」(Cerium)這段失去所有自由、尊嚴與名字的殘酷歲月之後,他烙著174517這個恥辱的號碼苟活了下來;最後,經過從「鉻」(Chromium)一路挨到「釩」(Vanadium)的這段灰色戰後歲月,每個元素都代表了一種人類身心靈中絕對難以承受的不堪與折磨……
最後,李維醒悟了。他以這本《週期表》總結了他作為「化學家」、「文學家」甚至是「如果這是個人類」的一生。在《週期表》的最後一章,他用「碳」(Carbon)這個象徵生命之源的特別元素當作結尾。世界會經過「成╱住╱壞╱空」,人類會嚐盡「生╱老╱病╱死」──但對於永恆的「碳」本身而言,「時間」是沒有任何意義的。
不過,李維卻在《週期表》的最後一段,寫下了某個「碳原子」在他生命中曾經留下意義的瞬間。他是這麼停筆的:
它(一個碳原子)再回到我們之間,進到一杯牛奶,在一長鏈的分子之中。它被喝到肚子裡。既然所有生命體對外來生命結構都存有蠻橫的不信任,鏈索將細細拆解,碎片一一檢查,被接受或丟棄。我們關心的這原子通過腸壁進到血液,奔跑,敲到一個神經細胞大門,進門,提供了所需的碳。這細胞是在大腦,我的大腦,正在寫這本書的腦子。這原子所屬的細胞,所屬的腦子,正進行著巨大、不為人知的活動。此刻,這活動錯綜複雜地發出指令「是」或「不」,讓我的手在紙上規則地移動,勾畫出渦形符號,一筆一劃,上上下下,引導我這隻手在紙上圈出這最後的句點。
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後記:
這篇文章寫於2010年底,原文刊載於《工業材料》288期的「材料補給站」專欄,是刻意寫給台灣的「科學家/工程師」們讀的。
我想,拿到當期雜誌的材料科學家跟工程師們,跳過去的機率應該頗高,對此,我原本就不樂觀,不過還是放手一試了。
在台灣的奴隸教育設計之下,原本應該帶領人類文明大膽前進的科學家與工程師們,卻一個個變成只懂只顧短視獲益和名利現實的「高級奴工」,對社會和人文的無知與冷漠,更加深了這種淺碟的異境。
這些人拿走社會最多的優勢資源(當然他們也認份地賣足了他們的肝細胞),對人文思維之無感和幼稚的程度,想來真的痛心疾首...
啊...我又開始抱怨了......打住。
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