台灣天文教育的展望

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陳文屏（中央大學天文所及物理系）

每當有學生問我，學習天文學有什麼用，我總先回問莫札特的音樂有什麼用呢？意思當然是希望引導學生體會到這是人類心靈對「真、善、美」的終極追求。那麼，學習天文到底有什麼用呢？能賺錢嗎？天文學是怎麼樣的學問呢？現代國民對於宇宙應該有哪些基本認識呢？我國的天文基礎教育能夠達到這些要求嗎？

天文學研究的對象包括宇宙中的天體，以及其交互作用。太陽、地球，以及地球上的我們身為宇宙的一部份，無論是你我身上的物質，或是活動所需能量的來源，都與宇宙天體息息相關，天文學所研究的因此是切身的問題。想要瞭解這些物質交互作用的力量，我們必須具備如物理、化學、數學等科學知識。

但是天文學也研究地理的問題：我們想知道在浩瀚的宇宙中，自己所在的位置、我們有哪些鄰居，這些鄰居距離我們多遠、有哪些「特產」？天文學家利用科學方法，繪製出宇宙的「地圖」，利用天體發出的光，推論這些天體的距離、成分、大小等。另一方面，天文學也探討歷史問題：我們從何而來、往何處去？宇宙中的天體──甚至包括宇宙本身──如何起源、演化，其中發生了哪些事件？天文學家像考古學家一樣，根據珠絲片斷的證據，抽絲剝繭地（還是利用科學方法！）試圖重建這些歷史。

俗語說：「上知天文、下知地理」。我國基礎國民教育中有完整的地理課程，甚至近年更積極加入本土教材。但是，對於我們頭上的那片天空呢？我們可能知道法國產什麼、四川有哪些重要鐵路、金瓜石冬天吹什麼風。然而學遍中、外地理，卻忽略了人類地理！因為聯考不考，大家都成了「不知天高地厚」的小子。歷史科目亦然，我們學遍古今中外的天下大事，怎麼能夠渾然不知宇宙、地球，與人類的來龍去脈呢？

我們的教育，相當欠缺天文這一環節。即使和其他科學領域相比也是如此，例如我們學到原子中有電子，這當然是重要的知識，但這些是我們看不到的東西，而對於每天看得到的太陽、月亮、星星，當然更應該知道它們是什麼。不少人能夠背出牛頓三大運動定律（雖然大多不知道意義），但是卻無法說出四季的正確成因。先進國家其實也有同樣的問題，而這個問題也不僅止於天文這個領域，然而我國國民普遍缺乏天文學常識，尤其嚴重。

問題的關鍵當然是因為聯考不考，所以從家長、老師，到學生都不重視這門學問。目前國小自然課裡介紹了月球及太陽隨時間、季節在天空的位置，以及月相（圓缺）的變化等。國、高中的天文相關課程則包括在地球科學裡，透過介紹我們所在的地球，向外探討宇宙的大環境。根據經驗，學生通常對天文非常有興趣。然而在實際教學時，由於天文學往往安排在課程的最後部分，因此常囿於學期進度而匆匆帶過，這是很可惜的。教學時間不夠的主要原因，通常是內容太難。以中學物理課程為例，儼然就是簡化了的大學物理，連章節的順序（力學、電學、磁學、光學、近代物理）都大同小異，目的似乎在訓練人人成為物理學家。

地球科學也有一樣的問題。目前的課程大綱包含地質、大氣、海洋、天文等領域，依舊是大學系所的對照。因此教科書往往由這些領域的專家學者分別撰寫，如此編寫的方式，容易失之各自陳述，學生也就不易獲得整體的概念。造成這個結果的原因，乃是因為目前負責教育的我們這代人（當然包括筆者自己！），在求學過程中缺乏通識教育，因此只能透過單獨領域的訓練，來看事情（大自然）。缺少通識宏觀修養的結果，就是學電機的人，原諒自己不懂得DNA，而念管理的人覺得沒有必要知道工業廢氣對臭氧層的影響，但這些都是與生活息息相關，而應該具備的常識，就好像我們應該瞭解四季更迭、日夜交替、星辰升落、流星殞落等現象一般。報章雜誌如今也不乏天文新聞，例如哈柏望遠鏡最新的發現（雖然很多是眼睛看不到的），而流星雨、彗星、黑洞等早已成為耳熟能詳的日常字彙。天文學不該只是象牙塔裡，少數學者的學問。

我們的師資養成教育亦面臨同樣的問題。小學自然科老師，以及中學的物理或地球科學老師，普遍沒有天文學背景，因此在教學時，難免感到生疏。這不是老師們的錯，在當今的教育制度下，跨科系的訓練普遍不足（大學教授同樣如此！），因此即使是高科技的人造衛星計畫，我們有得是優秀的工程師，卻缺乏整合系統的人才。每次我參加由老師們自發組成的天文讀書會，我都很感動。然而後天的調理永遠彌補不了先天的不足，根本解決之道當然還是扎根的工作，但願透過你我的努力，我們的下一代能有較為實用而宏觀的國民常識。

全國目前約有7∼8所大學開設有天文相關的課程，不少是應學生的要求而開設。從修習人數來看，這些課都相當受到歡迎。除了現有的中央大學天文研究所以外，清華大學與台灣大學也正籌畫設立天文研究所，而各大學的天文課程也陸續增加，在在顯示我國在高等天文教育急起直追的旺盛企圖心，也奠立日後天文教學穩定的人才來源。天文學是觀測的學問，望遠鏡是最重要的研究工具，今日國內天文發展最大的隱憂，是沒有適當的觀測設施。中央研究院雖然參與國際合作，能使用一流的設備，但是僅限於少數人，同時設備放在國外，因此雖然是研究上的利器，在教學上卻無法直接利用。目前國內最大的望遠鏡是中央大學位於鹿林山天文台，口徑0.76公尺的反射鏡，而現在世界上超過6∼10公尺的光學望遠鏡已經比比皆是了。

我國的天文社會教育在近幾年亦急起直追。台北市立天文教育館除了靜態展示外，也舉辦各項動態活動，其中包括中、小學老師研習。台中自然科學博物館若能擴充天文人力，相信也能獲得有如在生物學方面的傑出成果。一些縣市的天文協會，由天文愛好者組成，在工作之餘除了欣賞星空之美，也餘積極推廣天文教育。近來天文新聞登上媒體的機會增多。我們不難見到具備人文修養的科學家，而今我們亟需具備科學背景的文史人才，例如中央大學中文系正在規劃「科技報導」的學程，就是個很好的構想。近年來市面上興起科學普及書籍的出版風氣，開始出現一些優良的天文讀物。但願這股風氣能持續下去，讓包括天文在內的科學教育能夠普及到更廣的層面。從科學教育的觀點來看，由於宇宙天體漂亮與神秘的照片，還有容易引人入勝的內容，因此天文學是引導學生對探討大自然奧秘感興趣的絕佳工具。

宇宙萬物之美並不僅止於漂亮而懾人的彩色照片，而是其得以預測的規律性。學習天文得以探討宇宙的奧秘，不單開拓我們的心胸，也讓我們更加疼惜自己。那麼，除了形而上的享受外，有沒有實質的價值呢？

天文學是門應用的科學。這裡所謂的應用不僅止於民生或國防，而是因為要研究宇宙天體必須具備多種領域的綜合知識，除了物理、化學、數學等基本知識外，還需涉獵光學、電子、機械等儀器，因此天文學家在電腦計算、網路通訊、資料分析、影像處理、儀器製造、程式開發等「能賺錢」的技術方面，也都有很好的訓練。日後即使不從事科學研究，也都有紮實「賴以吃飯的本錢」。

總之，觀諸國內過去幾年的覺醒，以及所做的努力，我們有理由樂觀，預期會有越來越多的人關心天文教育，取得天文資訊也將越來越容易，國民的天文常識將可大幅增進。由於我國天文學目前處於急起直追的時期，仍需要很多研究以及教學人才，所以高等天文教育是有市場出路的。至於一般人，由於國內大眾對天文知識的飢渴，懂得一些天文知識不僅開拓眼界，在個人工作上也都可以找到發揮之處，如果你是位記者、漫畫家，或是軟體設計師，試想如果你懂得天文，市場機會將會很不一樣！

曾經有人反駁我，學天文和莫札特的音樂怎麼能相提並論呢，莫札特的音樂起碼可以賣CD賺錢呀！所以，天文教育的目的是什麼呢？我衷心希望不只是想賣音樂CD賺錢，而是學到如何欣賞莫札特的音樂！說不定哪一天甚至會驚喜地造就出另外一個天文莫札特！