淡江大學天文社

作者：李太楓

地球是宇宙中的一員，學習地球科學，廣義說來，應該也要包括宇宙演化的來龍去脈，以及地球與其他天體的關係，因而目前我國的天文教育，至少在中學階段，是地球科學的一部分。

天文之「用」

在歷史上，天文是一門實用的學問，從遠古的占星以求預知人事起，到殖民帝國時代的重視天體導航止，天文研究與教育無不以「用」為出發點。而對現代人面臨的挑戰來說，太空是未來發展的一大方向，天文知識當然是了解太空環境所必備的。

更重要的是，近來發現了天體對地球演化的重要，可能遠超過已往科學家所能想像的。最明顯的如太陽表面活動的強弱與地球氣溫的高低息息相關；在較長的時間上看，地球自轉與繞日公轉而產生的種種日照變化，似乎是觸發冰河期的一大原因；更長久來說，小天體（小行星、彗星）的撞擊地球，非常可能是生物演化的原動力之一。地球絕不是一個與宇宙隔絕的單體，而是個時時刻刻與其他天體交互作用著的行星。因此，要了解地球上的種種變化必須研究天文。

從科學史的觀點來看，天文是物理學的實驗場。許多地球上所無法模擬的極端狀況，在廣大多樣的宇宙中都存在著。著名的例子如：早期的有行星運轉定律對牛頓力學的影響；較晚近的有宇宙線觀測對高能粒子物理的貢獻，更新的有雙星波霎提供給廣義相對論中重力波的佐證。

天文的「無用」

從全人類整個文明的角度來看，天文固然是有其「實用性」，但是在教育上這應該還不是重點所在，天文對人心的影響，才是它真正的無用之用！自古以來，不知道為什麼，人對天文總是抱著最大的好奇心與神祕感，一直到現代還是如此。例如業餘天文學家在全世界到處都有，但很少有聽說過業餘地震學家吧？又例如最近國立編譯館在對國中地球科學教本的反應調查中發現，課本裡的地質、海洋、氣象、天文四大部分中，各校教師認為學生對天文最有興趣者占了將近一半。引發興趣，可以說是教育已經成功了三分之一。如果能夠好好利用這直通心扉的大門，將科學驗證的精神和科學預測的能力，讓未來的一代感受到，那對一個現代人反迷信的心理建設該有多重要！稍為消極一點來說，天文教育也能傳達給學生這樣的觀念：宇宙時空非常廣闊久遠，而地球與人類實在非常渺小短暫；那麼也許能讓現代人在面對繁忙緊張的日常生活之餘，心靈上可以稍有海闊天空的退路，或能對人世因而持較長遠、較不功利的觀點，進而消除許多重商社會對人心的不良影響。筆者認為這才是天文教育的重點。

我國天文教育的現況

直到大約十年前，我國的天文教育可說是接近於零，在中、小學中僅僅粗略提到地、日、月的運行，食的原理，及恆星行星的分別。大學裡設天文課程的絕無僅有；而社會上亦只有一、兩處有星象放映，坊間書籍也多是二次大戰前的舊本。記得當時筆者要出國攻讀天文前的夏天，好不容易在美國新聞處圖書館發現一本較新的大學程度的天文入門課本，真是如獲至寶。拜讀之後，方得以通過研究所入學程度鑑定，而獲准免補修大學部的天文學。

與過去可憐的基礎相比，目前的狀況當然勝過多多。小學、國中到高中至少已經有一套還算有系統的教材（其內容要目請見附表）。在國小階段，著重實作和生活中的明顯事物，到國中則稍加入對整個宇宙大小秩序的概念，並包括觀察星象的實際活動。如此則受完國民教育的學生，對人類和地球在宇宙中的時空地位應能稍有認識，對星象運轉等現象亦應能以科學眼光視之，或可不為占星迷信所惑。在高一基礎地球科學中，則著重以物理與化學來了解天體現象，用意為讓學生體會科學無遠弗屆的威力，並進一步提供我們認識宇宙的方向。可惜的是，原有的供高三選修的一學期天文學（地球科學第四冊），在大學聯考不考的情況下，全國無一學校開設此課程，因而名存實亡。雖然如此，經過這些中小學基本教育的學生，應該已有相當足夠的機會接觸天文，一方面獲得現代人對宇宙的基本認識，另一方面可以知道自己興趣所在，並據以選擇是否將來進一步去接受更多的天文教育。不過理想上雖然如此，在實施上由於目前的師資在過去均未曾有機會受天文教育，而受過短期新訓練的師資，在高中階段尚可應付，在國中階段則由於過去教育行政上配合的不當，有嚴重的短缺現象，這是目前中小學天文教育的問題癥結所在。

在大學中，目前已有相當多大學開有介紹天文學的課程，多半由物理系負責，筆者所知的有清華大學、台灣大學、中央大學、師範大學、淡江大學、文化大學、東海大學及中原大學。其中尚有少數有較深入的天文物理課程，而中央大學物理及天文研究所更設有碩士班。

不過，大學天文教育所面臨的人才問題可能更甚於中小學，最遺憾的是許多天文課程僅限於物理系，其他科系受教的機會較少，因而影響面較小，而且師資也與中學一樣有極度參差不齊的現象。具有天文研究實際經驗，受過完整博士班訓練的師資很少，由物理專長的轉而任教天文，除實務訓練或有可能不足外，應該問題不大。最怕的是本身並無真正天文專業訓練，而將已經過時的舊資料，甚至似是而非的假科學（如星相、命運、不明飛行體等），夾雜在天文課程中，造成莫大的遺害。

另一個嚴重的問題是教材，由於上課的學生總數仍少，又分散各地，所以很少有書商引進原文教科書，而翻印者亦在逐漸消失中。少數幾位比較有潛力寫作大學程度天文學入門的人，又因為本身其他事務的繁忙（如研究生教育、本身研究工作或中小學教科書編輯），而無法投入足夠的精力和時間，迄今尚無一本內容充實、周全、新穎而又有教育性的教科書出版。這不但使得選課的同學得克服語言的障礙去使用原文書，而未選課的同學也缺少自修的憑藉。中學教師自然也就沒有利用大學教科書來參考的機會。大學入門層次的天文教育已經有這麼多問題，那麼更深入的大學高年級及研究所教育就可想而知了。層次愈高，當然所遭遇到人才不足的痛苦就愈大，而培養所需人才的時間也愈長。在研究這個層次上，天文學還完全在起步階段，方向和方法都需要從長計議。

在社會教育上，進行天文展覽及星象放映的地點大增，逐漸擴至各學校，其中國立自然科學博物館的太空劇場是較吸引人的地方之一。缺乏通俗社教的專門人才當然也是嚴重的問題，因而有許多機構備置了星象儀而束之高閣，不能發揮社教功能。另一促進天文興趣的原動力是，社會上各種通俗科技刊物的風行。據筆者了解，常有小朋友們拿著刊物上的問題去問學校的地球科學教師，而教師多有無法作答的現象，真是後生可畏！更高深的天文教育必須加速準備，以免到時無以為繼。雖然資訊的蓬勃是可喜的，但同時也夾雜了許多謬誤，或者生吞活剝的國外資料。最明顯的就是將日文的星座名直接搬過來，如寶瓶成為水瓶，天鵝變了白鳥等等。另一方面假科學更是魔高一丈，紫微斗數、西洋占星等種種可笑的迷信變成時興流行，於是大學生見面先問你是那一座，如果僅僅是茶餘酒後的話題，談完付之一笑，那也就罷了，只怕是中毒深的不在少數。就連比較嚴謹的通俗刊物，也絕大部分是直接翻譯外稿，也常有錯誤之處，有時甚至就連審稿的所謂專家也並不真正通曉。通俗科學的寫作在先進國家已是相當專業化的，在我國則尚有待增強改善。

天文教育的展望

天文是我國目前科學發展所陷入的惡性循環裡最極端的一例。在過去是冷門一直不受重視，培養的人才少，因此已有的人才庫小；現在需要時就不夠，要補充卻也不是短時間內所能竟功，因而也就無法迅速培植下一代的人才。這個人才缺乏的問題，乃是目前我國天文教育每一階段所遭遇到困難的核心，如何突破是當務之急。下面是些粗淺的建議。

在大學高年級與研究所階段，需要多促請國外研究天文的專業人才回國任教。為了不使這些人員的研究中斷，而我國又無適當研究設備與天候情形下，似可由國科會每年支援他們參與國外主要天文台的研究工作一段時間。在人數較多後，可加入國際性天文設施的共同投資，以換取部分觀測時間。最後再研擬在國內建設一流天文研究設備的辦法，由於天候並不十分有利光學觀測，或許應該向電波天文學方面著手。在這個比較高的層次上，有了蓬勃的研究群，教育水準自然便會提升。由國外請人輪流客座也是彌補不足的短期辦法。

在大學入門的層次上，一方面需將天文從物理或地科系中開放出來，並建立共識──天文是現代知識分子應有的基本素養之一；另一方面為了克服師資的不足，需要鼓勵跨校承認學分。而在暑假期間，也可集中目前國內師資，擇校試辦密集式的大型天文班，並由教育部承認學分，供有志入門的同學參加。

在中學方面，得設法在短期內，將正確的天文資訊傳給大量的同學，為此似可利用現代的傳播設備，攝製一套配合天文教育的錄影帶。其內容可包括：專業人才依據課本替老師上課，與老師座談回答與討論常見問題，並加以補充教材的以及示範實務操作。這樣的錄影帶，可供全國各校教師在授課前參考，並由其酌情採用其中補充與示範的部分，放給學生觀看。在較長遠的觀點上，當然調訓現有師資以及培養新師資的工作也不能中斷。

一國的天文學的發展，往往比經濟發展落後至少二、三十年。例如，英國的經濟發展早已進入後工業革命期，且有停滯的現象，但其天文學研究卻仍能秉持過去三百年來的優良傳統，在世界上的地位要高過俄國和日本。另一方面，日本在六十年代經濟起飛以來，直等到八十年代，才開始在天文研究上露頭角。去年的超新星爆炸研究中，日本的微中子偵測結果為全世界所矚目，其Ｘ光觀測衛星則是目前唯一正在軌道中工作者，因此能繼續監視超新星的活動，重要的結果指日可期。這個三十年的時差，當然是由於在經濟上行有餘力後，方得進行學術活動，而學術活動需要培養專業人才和鼓舞社會興趣，這都需要好幾代的教育工作。

我國今日剛剛步上經濟發達之時，實應深思熟慮，全力以赴，以求三十年後在世界的文明史上占一席地位。荷蘭、比利時、瑞典等國的人口不比我國多，經濟的差距亦非遙不可及，最適合作為我國學術發展的典範。筆者深望在個人退休之年，可以看到我國成為一個具現代天文素養的社會，在全球天文學發展上亦能有其特定不可磨滅的地位。

李太楓任職於中研院地科所，本刊編輯委員。