人物概念：湯兆昇「不離地」教物理

[2017.02.23] 發表

【明報專訊】一說到物理，大家或會想起黑板上一條條算式、一串串英文字母，深奧難明。近年物理循影視作品走進大眾的視角，社會掀起科學討論熱，原來人人都有「十萬個為什麼」的疑惑。有賴一眾學者的努力，物理不再令人退避三舍，而是解釋身邊不明現象的好幫手，當中最為人認識的一個「推手」，要數香港中文大學物理系高級講師湯兆昇。

由數學不及格到成為物理博士

湯兆昇為大學物理系高級講師，做研究或教學時常常計數，但他兒時數學成績平平，甚至不及格。「因為我喜歡先想通道理。小時候做數要快，你看出算題的pattern(模式)，把數字代入就可以。但我以前不明白為何要這樣算，每一條數我都堅持先想明白。但很多時都不明白，然後就不懂如何算下去，所以數學科起步很慢，成績不好。」不過這個習慣對他後來修讀物理很重要，因為物理科一定要想通每個步驟，才能一步步為現象找到答案。

湯兆昇初中開始對天文學產生興趣，亦因此認識物理。「我先對天文有興趣，鍾意觀星，中學時在校辦天文學會。慢慢我發現天文現象都要用物理學解釋，例如星星的生死、如何燃燒自己、為何會發亮等，都涉及物理學。」湯兆昇研究物理多年，仍然震懾於它的奇妙。「物理理論似乎很複雜，但有強大的預測能力，用精確直接的數學語言計算解釋，可以被檢證、否證(否定該理論)，研究因此迅速發展。而且其他的科學理論多只可以應用在特定範疇，但只要是有物質的事物，物理學的理論都適用：由所有化學反應，大至星星宇宙的演化都適用。所以物理是科學中最基礎的一環，是十分偉大。」

走出象牙塔跳入公仔箱

比起研究取得成就，湯兆昇更希望把物理學發揚光大。他享受在講授過程中能表現自我，也可以吸引其他人對物理產生興趣，「我做研究一年可能撰寫兩三篇論文，最多只有幾十人會留意到我的研究成果。但我做教育工作，一年可以接觸很多學生、不同的人，可以影響的範圍廣泛很多，對我來說工作亦更有趣」。

由小學生到大學生，湯兆昇都教過，他認為教學要靈活，關注不同學生的學習能力和接受程度，提供程度合適的相關概念和知識。他以「時間是相對的」為例子解說，有一艘太空船用光速前進，太空船上的人衰老速度會較慢，「有些人能以抽象思維思考，再計算太空船上的人老去多少。有人則會覺得這跟自己日常生活很不一樣，為何時間在太空船上會慢了？然後就不想計算下去。」曾獲多個模範教學獎的他每次上課都會留意學生反應，再調整下次上課的內容和程度深淺，「有時說到一半你就知道今次『瀨咗嘢』，這次學生領悟不到。有時跟另一班講完，你又知說得太淺，下一課就會把程度加回」。

課餘的時候，湯兆昇曾替教育局編寫教授物理的網站、與海洋公園合作用機動遊戲解釋物理理論、參與編撰教科書、和中學的物理科教師交流，介紹不同教材及軟件協助他們授課。直至幾年前，有電視台職員找他在一個科學知識節目出鏡，示範科學實驗及解釋現象背後的原理。初時他只是站在鏡頭前說幾段文字，誰知說着說着，變成在古裝街城樓粉墨登場，參演小劇場做西瓜降落傘的實驗，變得街知巷聞。

STEM教育重點在學懂原理

港府近年向中、小學撥款20萬元額外津貼，鼓勵學校推行科學、科技、工程和數學(STEM)教育，湯兆昇直呼政府「無plan(計劃)」，認為STEM教育的出發點良好，但敗在配套不足，「有些學校只是用這些錢去找公司教砌robot，再學少少programming(程式編寫)、3D printing(3D立體打印技術)。其實這些資源是否應投放在教師身上，讓他們有能力繼續舉辦這些活動呢？」

湯兆昇認為香港目前欠缺較長遠的科學和科技教育策略發展，學界把注意力放在短期的活動和比賽，但沒有完善的師資培訓。政府應提供培訓課程予中、小學的常識科及科學科教師。他指新加坡在這方面很成熟，「他們會劃分某些學校是STEM學校，有機構會派遣專員到學校留教3年，透過不同活動把STEM教學技巧傳授給教師，3年之後那人會成為該校的教師或者回到機構。但香港完全沒有這些配套，政府只會撥款到學校，然後校長又不知道要做什麼，教師就建議搞比賽或者買些配件回來，未必做到(理想)效果。」

他認為教學活動有時過於側重學習某些專門技術和急於求成，「科技是否就是砌機械人，是否就是3D printing呢？學校着重快速看到成果，要馬上看到學生表達出創意，創造一個新發明……那個發明最後可能沒有什麼人用，效果亦未必好，然後去拿個獎。」他慨嘆學生可能還未明白背後的基礎原理，卻花太多時間在技術層面，重點應放回科技和科學原理的應用。

「我去中學、小學辦活動時，都會強調基礎科學原理的理解。例如教小學生做太陽能車，我都會先教電路、能量等概念，學生玩完做完會更明白背後的科學原理。」湯兆昇強調，講授了原理，學生理解後再運用原理解決問題，才是應用了科學和科技，「如果他們講不出來，即是他們運用不到這個科技。只是動手裝砌，對他們日後學習科學的興趣和能力都沒有幫助」。

物理出路多按興趣選科

香港中學文憑試4個必修科裏，湯兆昇認為中、英、通識都是文科，對擅長數理的同學不太「着數」。他鼓勵同學看重數理科目，因為不少學系計算文憑試最佳5科成績，令理科同學有更大機會升讀大學。學習取向和能力不同的學生都有機會接受大學課程，才是公平健康的教育發展。

不過，學科畢業後的前途往往成為學生和家長選科的抉擇因素。湯兆昇留意到高中選擇物理科的同學愈來愈少，有學校更放棄開設物理科。因興趣而選修物理的湯兆昇認為，社會價值太單一，令青少年發展空間變得狹隘，「香港教育似乎有既定的階梯，一定要讀商從商。就算孩子想修讀藝術或科學，就一定有人會說讀這科會很辛苦、找不到工作等。從我們那年代開始，大家都覺得科學是『水泡科』，讀醫讀法律才叫叻。會考時我取得5A成績，有同學聽到我選擇物理系，跟我說『你攞5條A讀物理係咪嘥咗呀？』」。

現實殘酷，修讀物理的學生愈來愈少，但湯兆昇欣慰還有同學對數理科學有興趣。他寄語對物理有興趣的學生和家長，千萬不要因為覺得物理系似乎沒有好出路而不考慮，「現在社會更多元化。我們有學生畢業後到外國做研究、去華爾街做市場分析、加入天文台、從事統計工作……大家應該把前路看得更廣更遠。香港強調未來發展科學科技，社會開始更需要數理科技方面的人才，現在不一定讀商讀醫才有出路！」物理的邏輯分析、數學思考「一理通百理明」，放諸四海各個行業都合用，他強調同學最重要是按自己的能力和興趣，選擇相關的學科，將來的發展才最有潛力。

■相關概念

社會價值觀(social value)

社會壓力(social pressure)

科技發展(technological development)

■博士推介好書

?《數理化通俗演義》(梁衡著)

推介原因：獲中國科普作品一等獎，內地唯一以章回小說形式演繹世界科學歷程的書

?Richard P. Feynman,“Surely You're Joking, Mr. Feynman!(Adventures of a Curious Character)”(《別鬧了，費曼先生》)

推介原因：費曼(圖)是我最喜歡的物理學家。此書與物理理論沒有太大關係，但表現出費曼的幽默

?Albert Einstein,“Relativity: The Special and the General Theory”《相對論入門──狹義和廣義相對論》)

推介原因：我中學時其中一本物理啟蒙書籍

文：何思諾、圖：王寶熒