前言
紀念我的父親
最後一位「親力親為、冒險犯難」的偉大科學家
我曾聽說，最後一位搭乘太空載具「獨自冒險犯難」的太空人是卡本特（Scott Carpenter）。而我相信，老爸就是最後一位「親力親為、冒險犯難」的偉大科學家。
今天的科學計畫和規模都太龐大了，尤其是物理學。一大群團隊用著巨大而昂費的設備，再沒有哪個人真的親力親為、獨力做著什麼事了。
不過最重要的是，我老爸還是很會說故事的人。超過一個世代的人，都曾分享他的科學故事，其中包括「大霹靂」的宇宙起源。但我在這裡還是忍不住要把他一說再說的，一些比較輕鬆的科學故事，和大家分享。
波士頓的禁書！
曾經有很多人問我，為什麼這麼好辯？我的直覺反應是，應該是遺傳吧。
1958年，老爸出版了他第一本大學普通物理教科書《物質、地球與天空》。裡面有些東西，我們也選在現在這本書裡。在我的書架上還保留著那本書的第一版首印本——雖然曾經被我的德國牧羊犬金姆把它咬得爛爛的。那本書裡有一幅插圖是著名的畫作，後來並沒有出現在其他版本裡。
《物質、地球與天空》這本書被波士頓的文化管理單位列為禁書。我父親對這件事似乎不以為意，反而有些沾沾自喜。
問題是出在書上的第521頁。在這頁裡，談的是我們的銀河（Milky Way）。有些讀者對它的內容頗為反感。
很多書本談到這個題材時，放上去的都是銀河的實際照片，就像我們在天空清朗的夜晚，仰觀星斗所看到的樣子。老爸不喜歡這種陳腔濫調，因此別出心裁，找了一張丁托列多（Tintoretto, 1518-1594）的畫作擺在這裡。畫的內容是嬰兒時期的希臘英雄海克力斯（Hercules）正在吸吮女神赫拉（Hera）的奶。由於這個小鬼吸得太急、太用力了，奶濺得到處都是，就形成了天空裡的銀河。圖片的說明是這樣的：「圖20-15，丁托列多的『銀河起源』，代表希臘宇宙論的神話。赫拉哺乳給嬰兒時期的海克力斯。即使在這麼小的時候，海克力斯的力氣還是非常大。因此，把乳汁噴了赫拉胸前一大片，就成了天空裡的銀河。畫中那隻老鷹和兩隻孔雀，代表的意義則不詳。」
審查這本書的某位大學教授，並不欣賞這種幽默，他提出反對意見。因此，出版社沒有辦法出售這本書。後來，在印第二版的時候，出版社就把這幅圖畫抽掉，換上一張老老實實的「滿天星斗」的照片，就是大家眼中銀河的模樣。
所以啦，我父親的物理學課本第一版，和《查泰萊夫人的情人》以及喬哀思的著作《尤里西斯》有同樣的命運，在波士頓地區給列為禁書。
加莫夫上了《花花公子》雜誌
某天，一個物理課的學生告訴我老爸，說老師您上了《花花公子》雜誌。老爸聽了之後非常開心，立刻到街上的書報攤，買了25本該期的《花花公子》雜誌。
《花花公子》有個專欄，是由年輕的讀者投稿的，稱為《花花公子導師》。主要是投稿人在某些問題上，得到某位前輩的指導。而這些所謂的問題，絕大部分是性的問題。
在專欄裡，一個年輕人寫說，他和女朋友以及另一對年輕朋友到山上的小屋度假、滑雪。其中一對學生是學藝術的，另外一對是學物理的。當他們滑過一天的雪，拖著疲憊的身軀回到溫暖的小木屋，坐在壁爐前時，那位學藝術的學生對他女朋友說：「噢，好女孩，現在就親我一下吧，甜心。」（Oh be a fine girl kiss me right now sweetheart.）
物理學生在一旁，聽了哈哈大笑。弄得那對學藝術的年輕人一頭霧水。他就問同伴：「你們在笑什麼？什麼事這麼好笑？」物理學生告訴他，如果你上過物理課，就知道我們在笑什麼了。
因此，這位尷尬的藝術學生，就去請教「花花公子導師」，到底那對物理學生在笑什麼。這位導師告訴他，在早年望遠鏡還不是很靈光的時候，我們觀測到天上的恆星有些很明亮，有些則比較黯淡。因此，當時的天文學家就把恆星光度的等級，分為 a, b, c, d, e, f, … 等等，還認為那些最明亮的恆星距離我們最近，而那些最黯淡的恆星，可能離我們最遠。後來的研究指出，黯淡的恆星，本質上就是比較黯淡的，並不意味著它的距離一定比較遠。因此，恆星的亮度問題只好另起爐灶。
此後，恆星的絕對亮度就稱為恆星的「光等」，一般就是所謂的幾等星之類的。而恆星的距離我們現在已經知道了。因此，原先的 a, b, c, d, e, f, …等等的光度表示，就改成：o, b, a, f, g, k, m, r, n, s 了。我老爸為了幫助學生記憶，就編了一句順口溜「Oh be a fine girl kiss me right now, sweetheart.」（噢，好女孩，現在就親我一下吧，甜心），在天文學的課堂上，教給學生。
我不知道這句順口溜是不是老爸發明的。但是《花花公子》的導師告訴詢問的學生，說科羅拉多大學的加莫夫教授在上天文學的時候，就常提到這句話。所以老爸就去買了區區25本《花花公子》雜誌。
金皇冠落水試驗花絮
1958年，我進入科羅拉多大學。當時父親幫非物理系的學生，開了一門物理通識課程，也叫「物質、地球與天空」，就用同樣名字的書當教材。我也選了這門課。這是我第一次以一個學生的身分，在教室裡看我父親。我記得選這門課的大約有百來人。我敢打賭，他們對這門課一定印象深刻。
父親深信，一位好的理論物理學家，一定是個差勁的實驗物理學家。他常說一則德國某間大工廠離奇爆炸的故事。
話說工廠無緣無故，突然爆炸起火，夷為平地。經過徹底調查，都找不出原因。最後有人注意到，工廠爆炸的時候，偉大的理論物理學家鮑立（Wolfgang Pauli）正好搭乘火車，經過工廠所在的城市。有人就開玩笑說，意外的發生可能是一種神祕的「鮑立效應」：偉大理論物理學家鮑立的出現，使時空和磁場發生了扭曲，引起工廠起火爆炸。
在這門通識課程裡，父親決定首次嘗試，親自進行課程當中相關的實驗。他在列寧格勒大學念研究所的時候，實驗的成績只是馬馬虎虎而已。或許他想給自己一次機會，再試一下。他想表演的是阿基米德著名的實驗故事。據傳說，當時國王要阿基米德想個辦法，來檢驗自己所戴的皇冠是不是純金做的，但前題是不能把皇冠刮傷或破壞，因為它的樣子國王還滿喜歡的。阿基米德最後想出一個方法，就是把皇冠浸入水裡，藉由皇冠排出的水量來計算它的密度。最後的結果是，皇冠果然是純金的。
科羅拉多大學當然不會做一項金皇冠來實驗。因此，機械工廠特別製作一頂青銅的代替品，給我老爸做實驗。在這麼一天，加莫夫教授帶了他的「皇冠」到教室裡去，想玩玩幾千年前老希臘人玩的把戲。他在桌上擺了一個玻璃燒杯，裡面裝滿了水。現在只要把皇冠放進燒杯裡就行了。一切似乎還算順利。
他把皇冠用一根細線綁住，吊在一個由螺絲控制的環上。皇冠下方是一個裝滿水的5,000 cc玻璃燒杯。他的想法很簡單：只要轉動螺絲，讓皇冠慢慢浸入燒杯裡，水就會溢流出來。之後再吊出皇冠，就知道它取代掉多少水了。他對學生解釋了所有的原理之後，開始用一根螺絲起子轉動螺絲，把皇冠降下去。但不知怎麼回事，皇冠並不是慢慢降低高度，而是突然掉下去。當然，玻璃燒杯給打碎了，裡面的水濺得到處都是。
父親很尷尬的站在講台上，前胸以下的衣服全濕了。坐在最前排的學生也難以倖免。他們當然都開心得大笑。父親自我解嘲說：「看起來，這是個動力學的實驗，而不是密度實驗。」不過他一向很堅持，於是拚命努力，想看看有沒有什麼辦法可以挽救自己的實驗。當然，燒杯破了，所有的水都流光了。但是他發現在講桌旁邊有個水槽。於是他開心的對大家宣布：「今天的實驗還有救。我們可以放水到這個水槽裡，再用皇冠來做實驗。」
他彎下腰，打開一個水龍頭。可惜噴出來的並不是水，而是水蒸汽。大量的蒸汽馬上湧出來，把他的眼鏡都弄花了。他看不到東西，雙手亂抓，希望能碰到原來的把手，把蒸汽關上。忙了好一陣子，都沒有成功，最後好不容易才搞定。
大家笑得更厲害了。一位坐在前排的女生，笑得幾乎喘不過氣來。我就坐在她旁邊，窘得恨不得面前有個地洞，可以讓我鑽進去躲起來。大家都興奮極了，惹起很大的騷動。老爸終於從水蒸汽中冒出頭來，說：「我好像開錯水龍頭了。」之後，他再彎下腰看了一下，然後說：「啊！原來水在這裡。」他打開水龍頭。但這個水龍頭接著一根橡皮管。由於水量太大了，這根橡皮管忽然騰出水槽，到處亂噴。父親手忙腳亂，想要去抓住橡皮管。學生們七嘴八舌大叫：「先關水龍頭！先關水龍頭！」這時候，物理系辦公室的祕書和職員，都趕緊跑進教室來。父親的助教也上前幫忙，他捉住父親的手肘，先把他拉開；然後拿拖把和掃帚進來，清理地面上的水漬與碎玻璃，還掃掉一堆濕的筆記本，並大聲宣布實驗課下課。
在整個學期裡，父親還是堅持自己做實驗。當然，偶爾還是有些實驗相當順利啦。
西部牛仔拔槍實驗
父親的小名叫喬（Joe）。當他和波耳（Niels Bohr）一起待在哥本哈根那段時期，兩人都很喜歡看美國的西部片。在賈利?古柏主演的這些牛仔電影裡，大部分的牛仔都叫喬。這就是我老爸小名的由來。他非常嚮往西部片裡的英雄。
波耳是個大科學家，看待任何事都很嚴謹，正經八百的。他對牛仔電影很難理解。在看了很多部西部片之後，他對電影中必然出現的決鬥場面頗有意見。電影中，好人通常穿白衣戴白帽，壞人總是黑衣黑帽。有一次，他忍不住問我爸：「為什麼那穿黑衣的人先伸手拔槍，但穿白衣的人總是後發先至，先開槍把黑衣客打死，或把他手中的槍打掉？」
對所有人來說，這真是個蠢問題。答案很簡單：這是演電影嘛，當然是邪不勝正囉。但是波耳卻有不同的看法，他說：「我猜想，當你看到別人動手去拔槍，而不得不產生拔槍動作的反射式反應，應該會比主動去拔槍的思考型反應要快。」也就是說，後拔槍的人由於進行的是被動的反射式動作，應該反而快一些。
波耳非常認真，想追根究柢。於是他買了幾把玩具手槍和兩頂牛仔帽，和我父親一起做實驗，看看到底誰的槍快？是先去拔槍的人呢；還是等別人拔槍，然後不得不反應的人？在做完實驗之後，老爸說，戴白帽子的波耳「把我們都累死了。」
波耳的假設是對的，後拔槍的人往往比較快。
聽了這個故事之後許多年，我教了一門「行為的分子基礎」課程。裡面有些教材談到一些人類行為在神經學上的基礎。有某一本課本裡提到的東西，非常類似波耳的實驗。它倒不是用槍來決鬥，而是空手道選手的對打。他們發現：先出拳的人其實是比較不利的一方，因為動作反而比較慢。讓別人以拳頭相向的人，其實進行的是一種反射動作，它比有意識的行為迅速得多。
我能說什麼呢？波耳和我老爸的西部牛仔實驗，領先了他們的時代。也許這就是做科學的態度吧。
天天爆殺 
今日66折 
博客來
博客來
博客來
博客來
博客來
常見問題
線上客服
客服信箱
