「騎著野豬上學」的魯蛇大學生「土砲」出一個核融合反應爐,核工專家都要跳樓?

「騎著野豬上學」的魯蛇大學生「土砲」出一個核融合反應爐,核工專家都要跳樓?
Photo Credit: R.J Clark CC BY 2.0

我們想讓你知道的是

教育更重要的事是給年輕的學生,對於某種學問的狂樂喜歡與好奇。

作者:Dennis(關心永續能源政策與科技發展的大學教師)

這兩天大家都在討論這個台東的大一學生,土砲搞了個Fusor的新聞,反正現在的氣氛風向不適合討論國家大事(不然會被破門),我們來專心討論專心研究這個問題好了,這個問題有一點牽涉到科技法律的規範觀問題

先聲明,我中學數學與物理的學習相當挫折,完全沒有機會能夠選擇理組,即便我對於數學以外的天文相當有興趣。我做為一個研究能源政策相關法律研究者,完全以理工外行人關心相關科技的心情來寫以下。

核融合是科學界追求的聖杯,根據質能方程式e=mc2,核融合會產生相當大的能量。現行的核能發電是核分裂,套用相同的公式,也會產生相當大的能量,但是核分裂是分裂一顆重原子,核融合是將兩個輕原子融合成一顆,相對來說,融合可以產生的能量較大。(關於相關的科普,可以參考這篇文章

看完上面那篇科普,就可以了解融合的難度,要用強大的能量創造出適合的環境,讓原子能夠衝破核力的拘束,融合在一起,但是產生的能量能夠大於輸入的能量,真的是很困難。

所以說,根據新聞報導:「原能會核能研究所所長馬殷邦說,依常識判斷……若1名學生可完成,『愛因斯坦以來的科學家都可以跳樓』。」

是對的嗎?

Photo Credit: William Jack CC BY SA 3.0

嗯,好像有對有錯。剛剛說了,現在的困難是output>input很難,但創造出可能可以融合的條件呢?

Farnsworth–Hirsch fusor(Fusor),是Philo T. Farnsworth(真空管電視的發明人)在1960年代做出來的,後面也有許多學術機構驗證做出來,甚至有許多素人發明家也DIY做出來。(DIY的詳細步驟,請參考這篇文章

原理是在真空管裡面產生電漿,並加速粒子後,就有機率可能產生幾顆粒子融合,但是這個裝置能量耗損相當大,根本沒有實際能量產出的意義,因此如果你有看完Fusor DIY的說明,他很清楚的說,這是一個展示性的實驗裝置。

這也是我看完在Mobile 01上面長長的討論串,可以慢慢得出的理解。很多神人專家都批評說,這只是個土砲的氚氣燈,只有形成電漿火球而已,但那個學生也回應說,沒有產生電漿,哪來下一步的融合,何況除了產生電漿,也用磁力加速粒子了,你又知道難道沒有幾顆粒子有融合在一起了!

這些好像都對,但還是回到,Fusor的設計與製作,上面有寫了,本來就是一個展示原理的實驗裝置,有可能會有融合產生,但這牽涉到機率,就好像在一個體育館裡面有兩顆乒乓球撞來撞去,你可以說兩顆小乒乓球沒有撞在一起的機率嗎?

所以我看完一堆科普與討論,我只能說,這件事情的重點應該不是台灣第一人做出fusion出來,而是,這個以天龍國的角度來看,一個騎著野豬上學的魯蛇大學生,為什麼有這麼強的實作能力來做這件事,而這件事的意義是什麼?

我有仔細去看這個學生自述的學習過程。這個學生,在我們現在的教育體系來說,就是個怪咖魯蛇。除了對自己感興趣的事情外,其他的學科一蹋糊塗。他就是喜歡動手做實驗DIY,然後在動手中學習補強這些理論的缺陷。如果他的po是真的,他在高中時,就做了一堆奇怪的東西,包括手做燃料電池等,但他的處事態度與其他學科真的是,以現在的教育來說,就是問題學生。英文也不怎樣,個性也不討喜,大學甄試面試,也不穿正式衣服,也不印精美的說明計畫書……

難怪大學甄試,台清交是不會要這種學生的(如果我是口試委員,也可能會做同樣的決定),所以他最後只有上不是以理工為主要發展的台東大學。

這裡面可能牽涉的核心,是這個學生的學習方式,我猜測,他是那種對於自己感興趣的問題,就想知道,就想做看看是不是真的;理論的吸收,是沒有體系的,但是對於自己感興趣做過的東西,卻是打破砂鍋問到底。但是這種學生在體系化的科學學習上,是失敗的,所以考試會考不好。對於整個科學的理論體系的理解,可能也不完整。

但,就算是天馬行空,也會想做看看做得出來嗎?不懂的知識,為了改進實驗的成果,也會自行去找應該正確的知識。或者,我們可以問,一個台灣清大核工所畢業的原子能博士,會有這種狂熱,會去想土砲一個類似的裝置嗎?還是會先嗤之以鼻說,這個又發不了Paper,沒點數……還是,這個博士可能模型講得頭頭是道,但連把這些鐵件、電線土砲起來的能力都沒有?

但科學的進步畢竟不是只建立在土砲上面(保留一下,愛因斯坦在發表相對論時,不就是個在瑞士專利局裡面打工的小魯蛇嗎?我們可以稱他的論文也是土砲嗎?)我想說的是,我們需要嚴謹學術訓練的專家,來確證落實嚴謹的科學訓練與發展,但教育更重要的事,也需要給年輕的學生,對於某種學問的狂樂喜歡與好奇,並且讓他們有hands on的能力去carry out。

我昨天寫了,還好這個年輕人不是在台清交,因為如果在台清交,或許這種沒有論文點數,申請不到計畫經費的土砲,就是高中科展的事.……

但另一點,昨天原能會跳出來說法律,引起不少網友憤慨。我從另一個角度來看,成功的科學家一定要是狂熱的(瘋子),不然科學是沒有辦法突破,但是這些突破,有的是有代價的,有倫理上的問題,也有安全上的問題。