吧 火山 噴發 ， 是 因為 地 下 熔岩 的 壓力 上升 ， 造成 熔岩 與 氣體 從 地面 上 噴出 的 一 種 現象 ， 內部 的 熔岩 會 由 下方 的 地幔層 上部 繼續 供應 。 然而 葫蘆島 因為 是 飄浮 在 海 上 的 ， 所以 火山 下面 只 有 海水 。 這 火山 與 地幔層 根本 完全 隔絕 ， 竟然 還 會 爆發 ， 就 像 沒 接 水管 的 水龍頭 還 能 流出 水 來 一樣 ， 是 不可思議 的 現象 啊 【 圖 １ 】 。 但是 ， 葫蘆 火山 之所以 會 形成 火山 ， 表示 從前 應該 是 與 地幔層 相連 的 ， 才 能 提供 熔岩 。 那 會不會 是 當時 的 熔岩 一直 保持 著 高熱 持續 到 現在 ， 然後 某 一 天 突然 因為 壓力 增大 而 爆發 呢 ？ 問題 就 在 葫蘆 火山 有 近 半 被 高大 的 樹林 覆蓋 ， 這 告訴 我們 ， 打從 上 一 次 噴火 到 現在 已 經過 相當 長 的 歲月 了 。 據說 故事 的 設定 也 是 長年 以來 一直 以為 它 是 座 死火山 ， 然後 某 天 突然 才 爆發 的 。 既然 如此 ， 裡面 的 熔岩 已經 與 地幔層 斷絕 這麼 久 ， 卻 還 保持 這 如此 高熱 ， 這 是 怎麼 做到 的 啊 ？ ◆ 地球 為何 會 發熱 ？ 其實 這 與 「 為何 地球 直到 現在 還 在 發熱 」 這 個 問題 是 有 關聯 的 。 地球 內部 越 往 地 下 鑽 就 越 熱 ， 在 地 下 數百 公里 以下 會 熱 到 １千 ℃ 以上 ， 地球 中心 則 有 ６千 ℃ 。 這 是 因為 地球 是 由 無數 的 隕石 — — 正確 說來 是 無數 小行星 — — 集結 而 成 的 ， 當時 它們 各自 掉落 下來 的 能量 就 轉變為 熱量 而 保留 至今 。 但是 ， 地球 誕生 至今 已 有 46億 年 。 光 靠 這些 熱量 ， 就算 地球 早已 冷卻 下來 了 也 沒 啥 不可思議 的 。 之所以 沒有 如此 ， 是 因為 地球 內部 含有 鈾２３８ 與 釷２３２ 等 放射性 元素 。 這些 元素 放出 的 放射線 能量 ， 至今 仍然 在 為 地球 加溫 。 試 著 用 地球 的 這 段 歷史 來 看 ， 葫蘆 火山 就算 沒有 與 地幔層 相連 也 能 爆發 一 事 ， 也 不 是 完全 令 人 無法 接受 。 因為 葫蘆 火山 內部 的 熔岩 ， 只要 有 鈾 或 釷 等 元素 發出 的 放射線 能量 加溫 ， 當然 可以 一直 保持 熱騰騰 地 直到 現在 ， 甚至 還可以 繼續 加熱 下去 ， 這樣 想 就 行 啦 。 可是 ， 相較 於 一 整 個 浴缸 的 熱水 ， 一 小 杯 的 咖啡 當然 冷 得 快 。 這 是 因為 熱能 會 從 物體 表面 散逸 ， 而 尺寸 越 小 的 物體 ， 相對於 體積 ， 其 表面積 就 顯得 越 大 。 葫蘆島 遠 比 地球 小 得多 ， 所以 它 內部 的 熔岩 要 能 保持 熱度 直到 現在 ， 只 能 想成 所 含 的 鈾 或 釷 元素 遠 比 地球 平均 濃度 高 得多 。 試 著 從 故事 中 的 畫面 場景 測量 一下 ， 葫蘆 火山 的 高度 竟然 有 ２９００ 公尺 ， 可 說 是 與 日本 阿爾卑斯 山脈 並駕齊驅 的 高山 。 就算 如此 ， 高度 還 不 到 地球 直徑 的 ４４００分之１ 。 試 著 算 了 一下 ， 它 的 體積 只 有 地球 的 ３００億分之１ ， 表面積 則 是 ７００萬分之１ 。 如此一來 ， 每 單位 體積 的 表面積 ， 也 就 是 熱量 散逸 的 速度 ， 是 地球 的 ４千 倍 。 要 讓 内部 的 熔岩 無視 這 一 點 而 依舊 保持 高熱 ， 只 有 一 種 可能 ： 葫蘆島 火山 內部 含有 比 地球 平均 濃度 高出 ４千 倍 的 鈾 與 釷 等 元素 。 這 下 可 不得了 啦 ！ 現在 我們 的 大地 每 年 都 會 放射出 ０・５ 毫西 韋特 單位 左右 的 自然 放射線 ， 放射源 就 是 來自 地下 的 鈾 與 釷 等 元素 。 西韋特 是 表示 放射線 對 人體 影響 大小 的 單位 ， 目前 的 規定 是 ： 成年 男子 一 年 內 不可 承受 超過 50 毫西韋特 ， 過往 ５ 年 之內 不可 承受 超過 １００ 毫西 韋特 ； 成年 女子 則 是 ３ 個 月 內 不可 承受 超過 ５ 毫西 韋特 。 結果 產生 許多 與 「 圖書館 通信 」 連載 時 幾乎 完全 不 一樣 的 新 原稿 。 讀者 您 與 筆者 我 若是 都 能 因此 而 享受到 空想 與 科學 之間 的 熱烈 交戰 ， 正 是 令 我 最 高興 的 事 。 中文版 十 週年 譯序 熱血 談 空想 ， 快樂 玩 科學 五月 下旬 ， 在 南 台灣 如 盛夏 般 的 陽光 中 ， 我 來到 「 科學 可以 這麼 教 」 的 座談 會場 。 台 上 孫維新 教授 關於 有趣 的 物理 教學 的 演講 讓 我 聽 得 入神 ， 幾乎 忘記 自己 等一下 要 上台 講 什麼 ； 然而 聽到 他 說起 「 教 物理 的 老師 跟 教 數學 與 化學 的 老師 比賽 ， 看 誰 能 讓 自己 早日 脫離 『 學生 們 最 討厭 的 課程 』 的 冠軍 …… 」 ， 也 不由得 感慨 萬千 。 對 所有 數理化 等 自然 科學 的 教師 而言 ， 這 無疑 的 是 個 尷尬 的 現實 ， 而且 非 我國 獨有 之 狀況 ， 日前 ＢＢＣ 報導 英國 面臨 工程 人才 短缺 問題 ， 竟是 肇因於 學生 自 中學 時代 就 不 願 學習 自然 科學 。 昔日 工業 革命 發祥國 竟 淪落 至 斯 ， 原因 無 他 ， 「 因為 自然 科學 科目 念起來 有夠 無聊 ！ 」 就 是 這 個 理由 。 聽 著 孫 教授 講述 各 種 有趣 的 物理 教學 方式 ， 心 中 一面 佩服 他 的 努力 ， 一面 感嘆 ： 「 要 把 自然 科學 教 得 這麼 有趣 ， 真 不 容易 ！ 」 我 的 母親 退休 前 於 專科 任教 數學 幾十 年 ， 至今 仍 時而 感慨 ： 「 我 真的 不 知道 有 什麼 可以 讓 數學 學起來 輕鬆 一點 的 方法 。 」 坊間 近來 雨後春筍 般 冒出 各 種 科目 的 「 漫畫版 」 ， 甚至 以 「 萌 角色 」 主打 的 教育 書籍 ， 都 是 希望 能 讓 教育 和 學習 變 得 有趣 一點 ， 「 假如 課本 像 漫畫書 」 的 口號 彷彿 實現 了 。 然而 ， 就算 教室 像 電影院 ， 難看 的 電影 還是 令 觀眾 如坐針氈 ； 就算 課本 像 漫畫書 ， 無聊 的 漫畫書 還是 會 令 讀者 想 闔上 它 。 連 娛樂 本業 的 電影 或 漫畫 都 不見得 一定 是 「 好看 的 電影 」 「 有趣 的 漫畫 」 ， 要 將 學習 的 課程 變為 好看 又 有趣 的 電影 或 漫畫 ， 豈非 難上加難 ？ 「 讓 學習 科學 變 得 有趣 」 絕非 易 事 。 年長 一 輩 的 人 總 認為 「 讀書 學習 本來 就 是 件 有趣 的 事 啊 ！ 何 需 『 讓 它 變 得 更 有趣 』 ？ 」 是 的 ， 用功 讀書 努力 學習 是 很 有趣 。 不過 ， 那 是 指 努力 學習到 某 一 階段 之後 ， 也 就 是 「 讀出 了 興致 」 之後 才 能 嘗到 的 甜頭 。 對 剛 接觸 學習 、 正在 起步 的 莘莘學子 而言 ， 恐怕 還 沒 體會到 學習 的 樂趣 之前 ， 就 先 嘗遍 艱澀 困難 的 痛苦 。 以 化學 比喻 ， 就 像 要 先 付出 足夠 的 「 活化能 」 ， 跨越 這 道 能量 障壁 之後 ， 反應 才 得以 進行 吧 。 師長 「 在 教學 方式 上 下功夫 讓 學習 變 得 更 容易 」 和 坊間 的 另類 教育 書籍 ， 就 像是 催化劑 在 降低 這 道 能量 障壁 ， 讓 學生 能 輕鬆 一點 的 跨越 這 道 門檻 ， 嘗到 讀書 學習 的 樂趣 。 然而 ， 真正 能 讓 人 跨越 障壁 的 ， 還 是 自身 在 學習 上 付出 的 「 努力 」 。 反過來說 ， 有 什麼 樣 的 「 誘因 」 足以 誘使 學生 願意 付出 努力 來 學習 科學 ？ 最 常見 的 誘因 就 是 「 考試 」 ， 學生 為了 應付 考試 而 不得不 學習 。 但 這 實在 說不上 是 好 誘因 ， 常常 「 考 過 了 之後 還給 老師 」 。 更何況 ， 對 許多 未來 工作 專業 不需 用到 的 學科 ， 學生 更 是 「 只是 為了 應付 考試 而 學習 ， 除此以外 毫無 意義 」 。 在 此 ， 要 提出 一 個 比 考試 更 好 的 誘因 ： 為 了 快樂 。 之所以 要 努力 學習 科學 ， 為 的 就 是 用 科學 來 玩 ！ 而且 要 玩 得 精彩 ！ 玩 得 有趣 ！ 學習 科學 的 過程 ， 或許 很 費力 、 很 辛苦 ， 但 為了 享受 用 科學 來 玩 的 樂趣 ， 這 點 辛苦 又 算得了 什麼 ！ 舉 個 實際 的 例子 吧 。 著名 的 液態 燃料 火箭 學者 羅伯特‧ 哈金斯‧戈達德 （ Robert __UNDEF__ Hutchings __UNDEF__ Goddard __UNDEF__ ） 就 自承 年輕 時 討厭 數學 ， 卻 喜歡 研究 飛行 及 太空 科學 ； 後來 明白 想要 研究 火箭 等 航太 工程 必 先 讀好 數學 ， 因此 發憤 學習 數學 。 這 正 是 一 個 為 了 樂趣 而 努力 學習 的 好 例子 ， 儘管