電影中的科學 第一講 電影中的科學概論 授課教師：黃俊儒 授課週數： 2 週 【本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示—非商業性—相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】 電影中的科學 第一講 電影中的科學概論 授課教師：黃俊儒 授課週數： 2 週

課程介紹

課程簡介 科學是人類一項重要的文化活動，而在一般大眾可以接觸的各種管道中，科學電影又是其中最引人入勝的媒介。 一部稱職的科學電影，更可以體現包括科學的目標與本質、科學的過程、科學家的性格及經驗，或是科學的歷史、政治及社會面向，更包括了科學及科技的進展對於社會的衝擊等。

課程架構 本課程的概念架構是將科學依據「科學知識的屬性」、「科學與社會」、「科學與心理」、「科學與文化」等範疇，區分成包括科學與自然之美、科學的效果與侷限、科學理論與詮釋、社會脈絡中的科技發展、科學與產業發展、科學與社會爭議、科學與創造、科學倫理/價值等主題，選取相關的科學電影片段作為題材。 每一主題的探討都會經歷包括情節感受、場景解析、理論基礎說明、學生問題提問、教師問題解說、問題討論等步驟。試著從這種跨領域與擬真的情境中，協助學生對於科學及科技的發展進行一種整體與批判的思考。

教學目標 瞭解科學/科技的不同面向 瞭解科學/科技與自己的關係 培養對科學/科技欣賞與思辯的能力 培養對科學/科技相關議題判斷及決策的能力 最終希望能夠培養學生具備科技社會公民 所需的基本素養

授課大綱 單元 名稱 週次 1 電影中的科學概論：概念架構介紹 2 「科學與自然之美」介紹與提問解析與小組討論 3 科學理論與詮釋介紹與提問解析與小組討論 4 社會脈絡中的科技發展介紹與提問解析與小組討論 5 科學與產業發展介紹與提問解析與小組討論 6 科學與社會爭議介紹與提問解析與小組討論 7 科學與創造介紹與提問解析與小組討論 8 科學中的倫理與價值介紹與提問解析與小組討論 9 科學與風險介紹與提問解析與小組討論 10 期末考

科學的各種面向

科學的發展起源 十七世紀中期前：義大利 十七世紀中期後：英國 十八世紀下半：法國 十九世紀中：德國 二十世紀前中：美國 1543年，地球中心說，哥白尼（波蘭人，於義大利求學） （義大利擁有全世界最早的波隆那大學, 1088創立） 1610年，伽利略以望遠鏡觀測天體 1638年，伽利略自由落體運動 十七世紀中期後：英國 1687牛頓出版《數學原理》（Principia Mathematics）一書，當時他是劍橋大學Lucasian Professor of Mathematics 十八世紀下半：法國 十九世紀中：德國 二十世紀前中：美國 簡略概述近代科學發展的起源。

科學成為一個社會建制的過程 科學的思想與發展可以上溯到古希臘時代，但是有組織的科學工作主要始於十七世紀 十七世紀歐洲陸續成立全國性科學院 1601年，義大利成立「山貓學會」（羅馬王子贊助） 1662年，英國成立皇家學會 1665年出版世界第一份科學雜誌《倫敦皇家學會哲學學報》 1666年，法國成立皇家科學院 （華人世界：1928年成立中央研究院） 十九世紀，德國把科學吸收進大學，歐美大學開始設立科學實驗室 1871年，英國劍橋大學的物理系的凱文迪西實驗室 1887年，德國成立物理技術研究所；1911年威廉皇家研究所 簡述科學建制化的過程。

科學家成為一種社會角色 十七世紀開始，歐洲才開始有些人將自己看成是科學家（把科學研究當作職業） 科學家增加的速度（全世界） 過去多把自己看成是哲學家、醫學從業者、占星家 1840年，英國哲學家惠威爾的著作中才第一次出現英文的「科學家」（scientist）一詞 科學家增加的速度（全世界） 1800年→一千名 1850年→一萬名 1900年→10萬名 1950年→50萬名 1970年→320萬名 2000年→約1000萬名 科學家在社會脈絡下的角色。

科學對於社會的影響 科學活動的規模越來越大，需要社會各個部門甚至全社會的介入與支持 科學家的社會地位日益提高，社會責任更加重大 EX：1970年，美國費米實驗室的加速器，需安裝1000塊大磁鐵，圍成周長為6.4公里的圓環，耗資2億美元 EX：歷時約11年，耗資300億美元。在工程高峰時期，參加工程的有2萬家企業、120多所大學和80多個科研機構，顛峰時期總人數超過42萬人。 科學家的社會地位日益提高，社會責任更加重大 EX：諾貝爾講得主的社會地位及影響力 科學與生產的結合日益密切 形成「科學-技術-生產」的體系，創造巨大社會利益，並請加速科學自身的發展 科學發展對於社會的影響。

附錄一：美國費米實驗室加速器 費米國立加速器實驗室（Fermi National Accelerator Laboratory，縮寫為Fermilab或FNAL），簡稱費米實驗室，是隸屬於美國能源部的一所美國國家實驗室，位於美國伊利諾斯州巴達維亞附近的草原上。 實驗室成立於1967年，原名為“國立加速器實驗室”，主要研究領域為高能物理學、粒子物理學。第一任所長是羅伯特·R·威爾遜(Robert R.Wilson)。實驗室的原則是傑出的科學、藝術的瑰麗、土地的守護神、經費上精打細算和機會均等。 1974年為紀念美國物理學家恩里科·費米而更名為“費米國立加速器實驗室”。 Besselfunctions

周長約6.28公里，總花費約4.1億美元

Bodhitha .

附錄二：歐洲核子研究組織（約20個會員國家）的大強子對撞器 OpenStreetMap contributors LHC是在一個圓周為27公里的圓形隧道內，該隧道因當地地形的起伏而位於地下約50至150公尺之間。[1] 這是先前大型電子正子加速器（LEP）所使用隧道的再利用。隧道本身直徑三公尺，位於同一平面上，並貫穿瑞士與法國邊境，主要的部份大半位於法國。雖然隧道本身位於地底下，尚有許多地面設施如冷卻壓縮機，通風設備，控制電機設備，還有冷凍槽等等建構於其上。

大強子對撞器(LHC)已經在2008年9月10日投入運作，它被隱藏於周長27公里的環形隧道中，總金額約80億美元 大愛電視台對於大強子對撞器的簡介。

Frank Hommes 內部圖。

內部圖。 Fanny Schertzer

內部圖。 gamsiz

內部圖。 Juhanson

內部圖。 Harp

耳熟能詳的個體科學家… 伽利略：1564-1642 牛頓：1642-1727 愛因斯坦：1879-1955

大科學與小科學 小科學 大科學 透過個人力量完成對於科學或是自然界的理論或看法 EX：伽利略、牛頓、愛因斯坦 … 透過「團隊」的方式來進行科學理論或是科技研究的活動 EX：曼哈頓原子彈計畫、阿波羅登月計畫、粒子加速器計畫、人類基因體解碼計畫等。 小科學與大科學的差異。

從科學電影可以觀察什麼？

現代社會中的「科學」面貌 現代社會中，「科學」的規模越來越大，所牽涉的面向越來越多元及複雜 幾個「科學」的重要視角 知識面向：對自然界進行有系統探究的知識成果 心理面向：科學社群或個人所進行的探索活動 社會面向：一種人類文化活動或社會產業 可以用來反思、批判科學的面向。

從科學電影可瞭解的問題 科學的知識 科學的目標及本質 科學的過程 科學家的性格及經驗 科學的歷史、政治及社會面向 科學對於社會的衝擊 科學形成過程中的社會文化因素 … 出現在科學電影中可以進一步探討的議題。

科學電影的概況 大部分對於科學的描述多是廣泛但是零散 較著重的題材： 較忽略的題材： 逐漸增多的題材 尤其是分子生物學、基因及生態學 天文學相關(包括星球的科學) 太空探險、宇宙學（起源或是結束相關） 生物學相關 尤其是分子生物學、基因及生態學 機械及科幻相關（機械人系列） 較忽略的題材： 化學、地球科學 逐漸增多的題材 資訊科學、電腦科技 目前為止，科學電影的概況。

科學電影的類型 依據劇情題材區分 依據科學本質區分

科學電影的類型（依照劇情題材之屬性區分） 劇情片類 科幻類 一般劇情片 真實劇情改編類 傳記類 紀錄片類 自然紀錄片類 社會性科學議題類（socio-scientific issue） 卡通類 可愛類 科幻/寫實類 科學電影可以分為以下幾種類型。

劇情片類型：科幻類 透過著名科幻小說改編，或以科幻題材編劇的科學電影 著名作家包括如艾西莫夫（Asimov ）、菲利普狄克（Philip K. Dick ）、瑪麗雪萊 （Mary W. Shelley ）、威爾斯（Herbert George Wells ）、克萊頓（Michael Crichton）、倪匡… EX：變人（正子人） 、AI人工智慧、 機械公敵、關鍵報告、記憶裂痕、銀翼殺手、強殖入侵、科學怪人、世界大戰、侏羅紀公園、回到未來、決戰猩球（浩劫餘生）、 ET、衛斯理與原振俠… 科幻類劇情片簡介

劇情片類型：劇情片類 透過電影公司企畫、編劇、製作完成之劇情片 危機總動員(outbreak) 明天過後（after tomorrow） 慧星撞地球 接觸未來（contact） 可可西里（mountain patrol） 秘密客 （mimic） … 劇情片類科學電影簡介。

劇情片類型：真實劇情改編類 依據真實故事情節或案例加以改編，據此拍攝而成的劇情片 Appolo13 太空先鋒（the right stuff） 驚爆內幕（the insider） 永不妥協（Erin Brockovich） … 真實故事改編之科學電影簡介。

劇情片類型：傳記類 傳記類電影：依據科學家傳記改編或全新製作之劇情片 十月的天空（October sky） 居禮夫人（Madame Curie） 美麗境界（a beautiful mind） 迷霧森林十八年 （Gorillas in the mist） 勞倫佐的油（Lorenzo’s oil） 愛你一萬年（Infinity） … 傳記類科學電影簡介。

紀錄片類型：科學知識類 真實或是擬真的方式紀錄大自然的現象 鵬程千萬里（winged migration） 小宇宙（microcosmos） 台灣生態探索 Discovery系列 National geography系列 NHK、BBC、公視或其他獨立製作之相關系列 影片 … 科學知識類紀錄片科學電影簡介。

紀錄片類型：社會性科學議題類 真實或是擬真的方式紀錄社會事件或是歷史事蹟 麥胖報告 穿越和平 無米樂 樂生劫運 生命 … 社會性科學議題紀錄片科學電影簡介。

科學電影的類型：卡通類 可愛類 蟲蟲危機 海底總動員 獅子王 晶兵總動員 … 科幻/寫實類 阿基拉 攻殼機動隊 蘋果核戰 … 卡通類科學電影簡介。

科學電影的類型（依照科學的本質區分） 科學與自然之美：說明科學知識特質中有關數學、對稱、邏輯…等美感元素；以及自然環境中相關的美感特質及觀察視角。 ex:小宇宙、基因狂想曲、鵬程千萬里、台灣生態探索 科學的效果與侷限:說明科學知識形成過程中的方法及過程與科學在科技社會中的功效及必然的侷限性。 ex：阿波羅13號 本課程在後續各章節中，將依科學的本質對於科學電影進行討論

科學理論與詮釋：說明科學知識或理論的形成過程與詮釋方法、科學理論在詮釋過程中的衝突、協商與妥協，以及科學理論間的競爭過程。 ex:以不願面對的真相、全球暖化大騙局這兩部以不同視角探討全球暖化的紀錄片為案例 社會脈絡中的科技發展:說明科學與技術在發展過程，相關社會文化因素所可能造成的影響，具體說明科技、媒體、產業之間的互動關係。 ex:驚爆內幕、麥胖報告、卯上麥當勞 中正大學 黃俊儒

科學與產業發展：說明科學與科技的發展對於產業型態的影響；如台灣農業在面對產業轉業轉型時的問題及因應之道。 ex：無米樂、西瓜大王 科學與社會爭議：說明科學與科技發展過程中所引發的社會爭議、社會性科學議題之結構及相關性質，以及社會性科學爭一之相關解決方式與公眾所需要扮演的角色 ex:貢寮你好嗎？、奇蹟背後、永不妥協 中正大學 黃俊儒

科學與創造(科學中的心裡過程)：說明科學知識形成過程中的心理因素、科學家或科學從業人員的認知、創造及社會心理歷程。 ex：美麗境界、迷霧森林十八年、十月的天空、羅倫佐的油、愛你一萬年 科學與科幻：揭示科幻電影中對於未來世界的各種想像，找尋科幻電影在現實世界中實現的軌跡 ex：機器人三部曲（AI人工智慧、變人、機械公敵）、關鍵報告、2001太空漫遊、老人Z、攻殼機動隊 中正大學 黃俊儒

科學中的倫理與價值：說明科學與科技發展所牽涉的倫理判斷與價值取捨問題，以及人類對於科學發展之未來的想像。 ex：千鈞一髮、科學怪人 科學與風險：說明科技社會中無所不在的風險，以及人們在面對這些風險應該有的認知 ex:危機最前線 中正大學 黃俊儒

版權聲明 作品 授權條件 作者/來源 besselfunctions http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fermilab_WilsonHall.JPG 2009/10/01 visited Fermilab, Reidar Hahn http://zh.wikipedia.org/wiki/File:Fermilab.jpg bodhitha http://en.wikipedia.org/wiki/File:IMG_3758.jpg OpenStreetMap contributors http://www.openstreetmap.org/?lat=46.2741&lon=6.0612&zoom=12&layers=B000FTFT 臺灣科技國際發光（ㄧ）-物理無所不在 大強子計畫揭密 http://www.nsc.gov.tw/scicircus/fp.asp?xItem=14045&ctNode=1976 2010.06.28 visited

版權聲明 作品 授權條件 作者/來源 Frank Hommes http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Atlas_November_2005.jpg 2009/10/01 visited Fanny Schertzer http://commons.wikimedia.org/wiki/File:CERN-20060225-10.jpg gamsiz http://en.wikipedia.org/wiki/File:LHC_quadrupole_magnets.jpg 2009/10/01 visited Juhanson http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Inside_the_CERN_LHC_tunnel.jpg harp http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Insertion_of_vac-tank_2.jpg

版權聲明 作品 授權條件 作者/來源 http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Galileo.arp.300pix.jpg 2009/10/01 visited Sir Godfrey Kneller, Bt (died 1723) http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:Sir_Isaac_Newton_by_Sir_Godfrey_Kneller,_Bt.jpg Photograph by Oren Jack Turner, Princeton, N.J. Modified with Photoshop by PM_Poon and later by Dantadd. http://zh.wikipedia.org/wiki/File:Albert_Einstein_Head.jpg 中正大學 黃俊儒