鄭先祐 (Ayo) 台南大學 環境與生態學院 教授

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1 鄭先祐 (Ayo) 台南大學 環境與生態學院 教授 http://mail.nutn.edu.tw/~hycheng
第一部 科學本体篇 科學的定義與美國科學教育改善計畫 鄭先祐 (Ayo) 台南大學 環境與生態學院 教授

2 第一部 科學本体篇 Joy of Research Science as a way of knowing 摩登的陷阱
化約主義(Reductionism) vs.整合主義(Holism) Darwin 與 Einstein的研究計畫 垃圾大戰 的 大學教育 研究的力量泉源 科學本質與社會

3 第一部 科學本体篇 §the Joys of Research 研討會 -- Albert Einstein 誕生百年紀念
Ernst Mayr 1926 獲得Ph.D. 學位。 1946 參與成立 the society for the study of Evolution. 1947 出版Journal of Evolution. 1953 獲得Alexander Agassiz Professorship in Zoology in Harvard University. 1982 出版 The Growth of Biological Thought. 科學本質與社會

4 What is the Science? A. Einstein: Ernst Mayr:
Science is the attempt to make the chaotic diversity of our sense-experience correspond to a logically uniform system of thought. Ernst Mayr: Science is not an accumulation of facts, rather science is the search for an understanding of the world around us. 科學本質與社會

5 第一部 科學本体篇 研究不只在「puzzle solving」，更重要的是在探求ultimate (演化上和歷史上)的問題。在這價值上，我們建立我們的「生命哲學」。這些問題的挑戰，使我們的生活更富有，也使我們更能瞭解人類生存的意義。 科學本質與社會

6 §Science as a way of knowing-- XXX
a project of the education committee of the American Society of Zoologists cosponsored by The American Society of Naturalists The Society for the Study of Evolution The Biological Sciences Curriculum Study The American Institute of Biological Sciences The American Association for the Advancement of Science The Association for Biology Laboratory Education The National Association of Biology Teachers The Genetics Society of America 科學本質與社會

7 ASZ的「教育改善計劃」 問題：美國科學教育的功能，有嚴重的下降趨勢。
原因：大學的科學教育太偏重片斷的知識，特別是「摩登的」知識。整体性與歷史性的科學架構，卻被忽略。學生因而沈溺在「知識海」中，無法認識過去，也無法推求未來。屈服於必要是「摩登的」誘惑。 科學本質與社會

8 ASZ的「教育改善計劃」 計劃： 從1983年起，每年一個科目。 探討這一個科目教學方法與內容。
第一年計劃(1984)：Evolutionary Biology 第二年計劃(1985)：Human Ecology 第三年計劃(1986)：Genetics (遺傳學) 第四年計畫(1987)：Developmental Biology 第五年計畫(1988)：Form and Function 第六年計畫(1989)：Cell and Molecular Biology 第七年計畫(1990)：Neurobiology and Behavior ( )=> a conceptual framework for Biology 科學本質與社會

9 §「摩登」(modern)的陷阱 這是一個知識爆炸的時代。 知識成長的速率> > > 學習的速率。
每位教授都有能力，以「新知識」將學生沉溺於「知識海」中。 科學本質與社會

10 §「摩登」(modern)的陷阱 肇致的問題： 學生無能力獨立自主，開創未來。 就算緊跟「新知識」，其實已經是落後至少5-10年。
任何「新知識」都須要經過「考驗」。緊跟「新知識」，有可能是「捕風捉影」。 polywater 為例。 科學本質與社會

11 §摩登的陷阱 -- 知識的爆炸與學習速率。 -- polywater 為例
圖1. Polywater 研究過程與成果的整理。於1962年至1974年間，有關polywater的研究報告(文獻)之數量。前蘇聯、美國、及其它西方國家，各發表的篇數總合，列於其國名之後的括弧中。原資料取自Franks (1981), p.120。 科學本質與社會

12 Polywater 的研究報告 Haynes, J. M. and P. J. McElroy (1969) Anomalous water. Nature 224: Donohue, J. (1969) Structure of “polywater”. Science 166: (Anonymous) (1969) Polywater. Scientific American 221:90-9 Allen, L. C. and P. A. Kollman (1970) A theory of anomalous water. Science 167: Allen, L. C. and P. A. Kollman (1971) Theoretical evidence aganinst the existence of polywater. Nature 223: 科學本質與社會

13 檢討Polywater案件的文獻： Schaffer, S. (1976) Polywater research and pathological science. M.A. thesis, Harvard University. Franks, F. (1981) Polywater. The Mit Press, Branscomb, L. M. (1985) Integrity in Science. American Scientist 73(5): 科學本質與社會

14 生命世界的組成架構 -- 是無法切割的。 -- 非「of、by、for」某個學科
科學本質與社會

15 §化約主義(Reductionism) vs.整合主義(Holism)
物理學：探索「宇宙最微小」的粒子。 生物學：探索「分子(基因)」的生物學。 掌握「分子(基因)」就掌握「生命」。 「生命科學」就是「分子生物學」。 分子(基因)生物學 vs. 生態學(emergent properties) 科學本質與社會

16 化約主義 (Reductionism) vs.整合主義 (Holism)
探索「宇宙最微小」的粒子 (物理學)。 分子(基因)生物學 整合是過程，化約至極是目的。 整合主義 複雜與混沌(物理學) emergent properties(生態學) 化約是方法，整合是目的。 科學本質與社會

17 化約主義的問題 「化約」原本是「方法」，不是「目的」。掌握「分子(基因)」就掌握「生命」，這是一種未被證實的「信仰」。
「生命」最小的單位是「生物個体」。 「生命」延續的最小單位是「族群」。 維持生命生活的最小功能單位是「生態体系」。 每個生命組成的位階，都有其「emergent properties」。 科學本質與社會

18 表12. Darwin 與 Einstein 要完成其個別研究的成果, 他們各別提出的「計劃書」。按此計劃書的內容, 於現代的國家研究補助的制度下, 是否可通過「審查」。
Proposal of C. Darwin 科學本質與社會

19 表12. Darwin 與 Einstein 要完成其個別研究的成果, 他們各別提出的「計劃書」。按此計劃書的內容, 於現代的國家研究補助的制度下, 是否可通過「審查」。
Proposal of A. Einstein 科學本質與社會

20 TIP § 垃圾大戰 的 大學教育 平時上課：教授丟垃圾，學生代表撿垃圾！ 考試前：圾圾copy，各自回家作垃圾分類！
進入考場：掃瞄垃圾場，傾倒垃圾！ 傾倒完畢，如釋重負！ 清倒夫 vs. 拾荒者 TIP 獨特的清倒夫能力！ 徹底的垃圾分類！ 捨得垃圾！ 科學本質與社會

21 TIP 你個人的情況？ 讀過多少本書(完整的)？ 屈服於「摩登」的誘惑？ 知識間是否有矛盾？空白？有無問題？ 清倒夫？ 拾荒者？
清倒夫？ 拾荒者？ 企圖心？願景？ Darwin？ Einstein？ TIP 作禪打坐，靜思。 捕捉剎那！ 科學本質與社會

22 §研究的力量泉源 整體結構的知識 (基礎與能力的建立)。 新知識的消化、整合與批判。 自然材料的認知與体驗 (知識與經驗，相輔相成)。
執著，可忍受長期的「無聊」；等待與保握「機緣」。 徹底瞭解某一領域，證明「有研究能力」，成為「專家」。 同時亦要保持高度的自由，隨時有能力轉換研究主題(甚至是全新的)，以避免陷入「象牙(專家)城堡」。 科學本質與社會

23 問題與討論 科學本質與社會

24 鄭先祐 (Ayo) 靜宜大學 生態學系 教授 http://www1.pu.edu.tw/~hycheng
生態與社會 鄭先祐 (Ayo) 靜宜大學 生態學系 教授

25 社會學 研究「人與人互動」的科學 研究社會的起源、發展、結構、與功能的科學。 a. 人類社會 b. 社會團體與團體生活 c. 社會組織與制度
d. 人類關係與社會關係 e. 社會過程與社會互動 f. 社會行為 科學本質與社會

26 名詞定義 社會科學: 人類學、心理學、經濟學、 政治學、法律學、歷史學、和社會學。 行為科學: 人類學、心理學、和社會學 科學本質與社會

27 社會學的簡史 1. 十八世紀末期：誕生。 2. 十九世紀：基本理論的建立。 「社會」物理學 (孔德，1830s)。 受達爾文的進化論影響。
「社會學」分為 social statics (社會靜態) and social dynamics (社會動態)。 受達爾文的進化論影響。 經濟與社會的研討：資本主義和共產主義。 社會分工論與宗教生活。 科學本質與社會

28 社會學的簡史 二十世紀：多元的發展。 主要的社會學派有： 多方的發展，成為學院。
互動論、功能論、衝突論、交換論、現象學派、民俗方法論、實證社會學。 科學本質與社會

29 社會(society) 人們有組織的集合體，在一個地區內生活，其內有各種團體，各種團体間合作以滿足其基本需要，並且擁有共同文化，以及下列的功能。 1. 結合的功能 2. 溝通的功能 3. 延續的功能 4. 整合的功能 科學本質與社會

30 生態學與社會學 人類生態体系： 1. 維生体系(物質與能量) 2. 科技力量(經營與管理) 3. 文化規範(文化的變遷) 科學本質與社會

31 生態學與社會學 1. 生態學：研討人類，植物，與動物間的互動關係。
2. 社會學：研討「人類社會」的結構與過程。欠缺與外在的「自然環境」關係的研討。 3. 「人類社會」與「自然環境」有何關係? a. 「自然環境」限制「社會」的發展。 b. 「社會」影響「自然環境」(污染與資源耗用)。 c. 受影響的「自然環境」，再回頭影響「社會」。 科學本質與社會

32 成長的極限(the limits to growth)
1. 成長的極限：全球經濟與工業成長的極限。 2. 考量「工業化」、「資源耗用」、與「污染」的持續增加，以及「糧食生產」與「人口成長」的問題。 3. 電腦模型：以 年的趨勢，預測「未來」。 <成長停止於2100年> 科學本質與社會

33 成長的極限 第一種情況(標準型)：依1900-1970年的趨勢，無修正。 第二種情況：科技的發展，使資源供應量加倍。
結果：工業化 資源耗盡 資金轉向探索資源 工業崩潰 農業崩潰 缺乏糧食和醫療 人口減少。 第二種情況：科技的發展，使資源供應量加倍。 結果：高度資源供應量 高度的工業化 高度的污染 糧食供應下降 增加死亡率 資源終將耗盡。 科學本質與社會

34 成長的極限 第三種情況：科技的發展，使資源供應量加倍；並且使平均每人享用的資源減少至當時的四分之一。
結果：高度資源供應量 高度的污染 工業生產，糧食供應下降 死亡率增加。 第四種情況：科技的發展，解決「污染」的問題。 結果：工業生產和人口的增加 土地的過度開發 糧食欠缺 資金轉向農業 工業生產崩潰 人口下降。 科學本質與社會

35 成長的極限 第五種情況：科技的發展，增加土地的可用量。 第六種情況：假設自願的生育控制，減少人口的增加。
結果：工業和糧食生產的增加 更多的污染 更高的死亡率 資源終將耗盡。 第六種情況：假設自願的生育控制，減少人口的增加。 結果：自願的生育控制 不足以減少人口的增加 糧食生產危機 人口下降。 科學本質與社會

36 成長的極限 第七種情況：所有的辦法都用上。 結果：土地過度開發 糧食欠缺 資源耗減 過量污染 糧食生產危機 死亡率增加。 文獻資料：
結果：土地過度開發 糧食欠缺 資源耗減 過量污染 糧食生產危機 死亡率增加。 文獻資料： Meadows, D. H., D. L. Meadows and W. Behrens (1983) The limits to growth: A report for the Club of Rome‘s project on the predicament of mankind. Pan, London. Meadows, D. H. D. L. Meadows and J. Randers (1992) Beyond the limits: Global collapse or a sustainable society: sequel to the limits to growth. Earthscan, London. 科學本質與社會

37 社會學者的批判 災難來到的時刻(timescale)：應該可延長更久。
悲觀主義與失敗主義：只考慮物理條件，欠缺有關社會與政治適應能力的考量。「悲觀者」自我設限，缺乏行動。 系統與電腦模型的限制：簡化實際的情況，選擇自認為重要的，排除不重要的。不同的價值判斷和假設，往往可得不同的結果。 數據使用的缺點：不完整，以偏蓋全。 個人利害與理念誤導結論。 整体世界的分析，無法察覺地區性的差異，特別是低度開發的國家。 科學本質與社會

38 「低度發展國家」應否「重視環境」？ 只有「已發展」國家可有能力考量環境的問題。低度發展的國家(LDC)為要克服貧窮與饑餓，根本無法考量環境的問題？然而， 溫室效應與臭氧層破洞等生態危機，影響每一個人。 忽視環境帶來嚴重的災難，目前已有可行的替代途徑，可有不同的發展模式，避免重踏覆轍。 工業發展帶來的環境問題，因LDC對已發展國家的「依賴」，使其更加惡化。 科學本質與社會

39 「低度發展國家」的發展 全世界整體理應盡可能的停止成長。
但LDC可持續成長，已開發國家則應減緩成長。LDC的成長與現代化，可增加全球可用資源的大餅。 以「永續發展」與「自主」的方式發展。 應選擇「適宜的科技」(appropriate technology)。 科學本質與社會

40 永續的社會 社會學的觀點 1. 「永續」須要對科技、資源的使用、與生產方式作適宜的決策。同時要限制成長、資源耗用、與污染，這意含「社會生活形態與價值」要作基進的(radically)改變。 2. 「社會生活形態與價值」與「消費」、「社區」、和「經濟」相關，是社會學者長期關注的內容。 科學本質與社會

41 一、消費與儉素 1. 污染起源自開發，生產與消費。目前的消費非長的高，造成一些資源的耗盡與自然無法消化的污染。減少消費，是永續之道的開始。
2. 然而，減少消費，意味要有「儉素」的生活形態。或是要減少「孩子」的數目。但這可能會造成社會的問題。 科學本質與社會

42 一、消費與儉素 a. 購買東西，具有美感，個人特質與自我肯定的價值。
b. 知識與精神的充實，是現代人生活必要的支柱。減少物質的消費、勞力密集與簡單生活，將可能會減少知識與精神充實的機會。 c. 工業化之前的生活，對許多人而言，是「黑暗時代」。 科學本質與社會

43 二、去中心化(decentralization)的社會
(一) 理由 1. 「自給自足」(local production and self-sufficiency)的社會，對環境的傷害，比較可敏感的查覺。這並可減少道路的興建，燃料的消耗，以及交通的污染。因為要自行承擔污染的問題，可形成社會力量減少污染。 2. 獨立自主的社區，可以去除因外來的政治力與經濟力，所帶來的環境耗損的問題。並且可增進全民的參與和共同解決問題的意願。 科學本質與社會

44 二、去中心化(decentralization)的社會
(一) 理由 3. Sale (1974,1980,1984,1985)提出「生物區」(bio-region)的觀念。以「生態」的標準，劃分「社區」的範圍。每一「社區」即是一個獨立自主的「生態區」，可以「永續的維生」。 4. 小型的社區，可增加居民的歸屬感，以及責任感。 科學本質與社會

45 二、去中心化(decentralization)的社會
(二) 問題：適當的大小與互動問題 1. 「自給自足」的社區，其大小與範圍如何界定。 2. 任何一個國家，其內的各個社區，可能都各自走向「獨立自主」嗎？若是，結果將會如何？可行嗎？ 3. 這些各自「獨立自主」的社區，其間將應如何互動與共同解決共同的問題，如水源，跨社區或跨國的空氣污染，或是臭氧層破洞的全球問題。 科學本質與社會

46 二、去中心化(decentralization)的社會
(二) 問題：適當的大小與互動問題 4. 「行動地區化」(acting local )，實際往往會抑制「全球的觀點」(thinking global)。 5. 只談「去中心化」，而無「聯合互助」的內容，將是不可能達到「永續」或「環保」的目標。 科學本質與社會

47 (三) 全球的聯合互助與環境的永續力 科學本質與社會

48 c. 就算每個「社區」都是「綠色」的，仍然是須要有聯合協調的工作。
(三) 全球的聯合互助與環境的永續力 第一類型： 1. 假若每個「自給自足」的社區，都是「綠色」的，且是有「全球」的觀點，則不須要「聯合」。 2. 然而，這將是有問題的。 a. 「自治」並不保證就可是「綠色」的。 b. 社區間的衝突與矛盾，如何面對？ c. 就算每個「社區」都是「綠色」的，仍然是須要有聯合協調的工作。 科學本質與社會

49 b. 環境開發和污染，所形成的「利」與「害」的分配，往往是不一樣的。受利者(社區)，未必要付出相對的「代價」。
(三) 全球的聯合互助與環境的永續力 第二類型： 1. 自願式的聯合互助，必然會於去中心化的社區間，自然出現。 2. 同樣，這將是有問題的。 a. 環境問題往往是「混合」產生的，自願的合作將可能是沒有效果的。 b. 環境開發和污染，所形成的「利」與「害」的分配，往往是不一樣的。受利者(社區)，未必要付出相對的「代價」。 科學本質與社會

50 b. 或是如同「聯合國」，管制力量「太弱」。
(三) 全球的聯合互助與環境的永續力 第三與第四類型： 1. 有形成機構化的單位，主掌「聯合互助」。 2. 有些人的擔心。 a. 有可能形成「極權主義」。 b. 或是如同「聯合國」，管制力量「太弱」。 科學本質與社會

51 問題與討論 科學本質與社會