
你覺得熱,溫度計卻顯示只有 25°C,究竟哪一個才可信?這個看似日常的矛盾,其實牽涉一個很深的世界觀問題:人類如何由「感覺」的世界,一步步走向「數字」與「熱力學」的科學世界。在《學識睇世界》第一集,江啟明就由「冷熱」與「溫度」的分別講起,帶大家重新認識科學如何超越直覺,又為甚麼科學從來不應該令我們忘記人的感受。
同一盆水,為何左手覺凍、右手覺熱?
先做一個簡單實驗:準備三盆水,左邊熱水、右邊冷水、中間暖水。把左手放進熱水、右手放進冷水,過一會兒再把兩隻手一起放進中間那盆暖水。奇怪的事發生了——同一盆水,左手會覺得暖甚至凍,右手卻覺得熱。同一個環境,竟然可以在你身上產生兩種完全相反的感覺。
這說明了一件事:冷熱的「感覺」並不是那麼可靠。對很多人來說,討論到這裡就結束了——溫度才是客觀事實。但事情真的這麼簡單嗎?其實,「冷暖」和「溫度」根本是兩回事。冷暖首先是你的身體感受,經過皮膚、神經系統、血液循環與身體狀況,才成為你的第一身經驗;而溫度是一個物理量,它不問你的身體感覺如何,而是問某件物件在某個系統、某個環境之中,究竟處於甚麼樣的熱狀態。
古人的世界:用「性質」而非「數字」理解萬物
這個分別聽起來簡單,但人類用了很長時間才擺脫「受制於感官」的認知方式。古代人並不是用數字理解世界,而是用「性質」。古希臘哲學家亞里士多德在他的自然哲學裡,就用熱、冷、乾、濕這些性質去描述每樣事物:蒸氣又熱又濕,火又熱又乾。我們以為只有中醫才講寒熱乾濕,其實古代西方也是如此。在這種世界觀裡,每樣東西似乎都有固定的屬性,水和蒸氣因為性質不同,就被視為兩樣完全不同的東西。
值得注意的是,這並不是「對或錯」那麼簡單,而是另一種世界觀。古人測量不到溫度,不是因為沒有儀器,而是因為他們根本沒有「溫度」這個想法。與此同時,柏拉圖相信數學與幾何揭示了世界背後更深層的秩序;古代中國的《易經》,也反映了一種用數、象、變化去理解世界的追求。人類其實很早就隱約感到:世界不只是一堆感覺,背後是有結構、有規律的。
從溫度計到熱力學:數字如何成為新的真實
用數字理解世界在當時非常違反直覺。問題是:如果說「熱」可以有程度,你怎麼知道?怎麼測量?不同人量度的結果會一樣嗎?中世紀歐洲的自然哲學就出現了「形式與性質的增強與減弱」(Intension and Remission of Forms or Qualities)這個討論,認為熱不只是「有」或「沒有」,而是可以強一些、弱一些。到了十四世紀,John Buridan 與 Nicole Oresme 等學者開始用幾何方法去表示這些性質強度的變化——人類第一次有方法把感受變成可以討論、計算的客觀概念。
不過,光有數學圖像還不夠,因為大家都看不到。直到十七世紀初,伽利略被認為是第一個把古代儀器「thermoscope(測溫器)」用來量度冷暖程度的人;它透過空氣的冷縮熱漲反映溫度變化,但沒有穩定的刻度。後來與伽利略同期的學者 Santorio 在 thermoscope 上加入刻度,才成為我們今天理解的溫度計。從此,西方人的世界觀開始轉向:相信的不再是感受,而是客觀的數字,人類正式進入科學革命的年代。
熱質說的崩潰:熱不是一種會流動的物質
有了溫度計,人類可以問更深的問題:溫度為甚麼會改變?觀察一杯熱水慢慢變冷、周圍的東西慢慢變暖,很自然會以為有某種「東西」由高溫流向低溫。這種看法曾經是科學主流,叫做「熱質說」(caloric theory),把熱想像成一種無重量、會流動的物質。
但隨着十八、十九世紀蒸汽機與工業革命的發展,工程師想知道如何讓機器用更少的煤、把更多熱量轉化為有用的功,熱質說就遇到困難。最明顯的反例是:摩擦可以源源不絕地生熱——如果熱是固定的物質,這些熱又從哪裡來?到了十九世紀,焦耳(Joule)等人透過實驗,慢慢建立起今天的理解:熱(Heat)不是一種獨立存在的物質,而是因為有「溫度差」而發生的能量轉移過程。換言之,物件並不「擁有」熱,就像它不是「含有」熱一樣;只有當兩個系統之間存在溫度差,能量才會由一邊轉移到另一邊。所以即使兩件東西都很高溫,只要溫度相同,彼此之間就不會有淨熱量傳遞。
至此我們可以清楚分辨三個概念:你感受到的「熱」是一種感受;「溫度」(Temperature)是一種狀態;「熱量」(Heat)則是因溫度差而產生的能量轉移過程。三者並不相同。這也說明了:科學一點都不是 common sense,它很多時候是對直覺的修正,甚至會違反直覺。
科學不是要我們蔑視感受
那麼,科學是否就代表我們的感受不可信?並非如此。感覺確實有它的範圍與限制:我們感覺不到地球高速自轉,看上去地球也好像是平的;我們聽不到超聲波、看不到紫外線、看不見細菌與病毒,但這些都真實地影響着我們。科學其實不是與感覺對立,而是感覺的延伸——望遠鏡與顯微鏡延伸了我們的眼睛,溫度計延伸了我們的皮膚,把個人感受以外的世界呈現在眼前。只有當自身感受與科學測量出現矛盾時,我們才需要慎重判斷究竟相信哪一邊。
更值得警惕的是:科學可能可靠,但科學家與科學機構未必,因為他們都是由人組成的,也會有人的各種問題,甚至為了利益造假。當數字太成功、儀器太可靠,我們很容易以為「數字看不到的就不重要」、「數字正常就沒有問題」。但人往往不是一堆數字那麼簡單。一個病人說自己很辛苦,檢查數據卻全部正常——數據能幫醫生排除危險,但病人的痛苦同樣真實。教育若只看分數而忽略學生背後的努力、家庭與情緒,社會若只看 GDP、KPI、觀看數與粉絲數,就很容易忘記每個數字背後,都是一個有感受的人。
結語:感覺是了解真相的起點,不是終點
問題往往不在於數字或科學理論錯了,而在於我們太容易把「數字」誤當成「真實的全部」。科學幫我們超越感覺,卻不應令我們蔑視感覺;數字幫我們建立共同標準,卻不應令我們忘記人的經驗本身。
所以現代人不必二選一:判斷事實時,我們要相信科學;理解人時,我們要尊重情感。 當你覺得熱,那份感覺是真的;當溫度計顯示 32°C,那個數字也是真的——只是兩者屬於不同層次的真實。你的感覺,是了解真相的起點,但不是終點。這,正是《學識睇世界》想和大家一起做的事。

