採訪 ‧ 撰稿 / 鄭凱菱 (科學推展中心特約編輯)
榮獲第 65 屆教育部學術獎的台大數學系教授林太家，在教學和研究方面都自有一套邏輯與脈絡，細細梳理發現源頭實指向「愛」。乍看以為是對數學的「愛」，背後更大的卻是一股探究未知、尋求解答的熱情，而這股熱情，或許正是林教授同時踩在科學與宗教──彷彿信仰的天秤兩端，卻都能站穩的原因。
「數學系教授」是兒時不曾想過的志願
這世界上分成兩種人：喜歡數學的跟不喜歡數學的。翻開林太家教授的求學歷程： 交大應用數學系、清大應用數學所，再到紐約大學攻讀數學科學博士，任何人大概都會以為他一生下來就是熱愛數學的那一方。「我小時候其實很討厭數學！」但林教授卻拋出這句驚人之語。
他說起廣為人知的兒童數學題：『雞兔同籠，一共有幾隻腳？』「邏輯清楚的人覺得這還要問嗎？國小的時候我真的覺得這類算術題目很無聊。」聽林教授篤定的語氣，便可十足相信，他那句：「國小同學要是知道我現在教數學，應該都驚訝到下巴掉下來。」並非誇張。
重新認識數學，發現課堂外的宇宙
升上國中，令許多人頭疼的未知數、函數計算，卻是林教授愛上數學的契機。他發現自己喜歡數學當中的未知，更陶醉於這份未知能幫助人類拓展已知。舊時台北重慶南路的書店街，是林教授求學階段的免費家教，但教給他的並非課本上的內容，而是無邊際、不用來應付考試，遠超過一般同齡者會接觸到的宇宙。因此，他很早就讀到關於黑洞、相對論等看似遙遠的知識，且從中發現：數學無所不在。
自此，林教授正式從不喜歡數學的那種人，倒戈加入了另一邊。但大學填志願的時候他還是有迷惘的，在應用數學與化學系之間有所踟躕，後來怎麼選呢？是高中老師給了他建議；而在交大應用數學系畢業後，他也同樣跟著大學教授的腳步，進入了清大應數所。細數來時路，林教授表示自己深受曾教導過自己的老師所影響；飲水思源下，即便後來在美國取得博士學位，他仍是選擇回到台灣任教。
真正的「學會」，是理解之後成為直覺
「反求諸己」是林太家教授在教學與研究上的中心思想，往下延伸，其執行方針則可以「學、做、寫」三字囊括。「學」，指的便是學習；但卻不是跟著老師或課本學而已，而是一種深入地理解，直到所學成為身體自然。「數學的本質不是公式和計算，」林教授說。在他眼中，數學的關鍵竟然是「直覺」？他進一步解釋，所有的公式其實都是數學家們觀察、歸納得出的結果，而非憑空捏造，若能真正地理解脈絡，便能讓這份智慧成為自己的直覺，再也不需要靠記憶背公式。
掌握原理之後，下一步便是「做」研究。在教學上，林教授會帶著學生從臨摹開始，直到他們可獨立運作，「我會像是抓著他的手一樣，拉著他完整地做一次。」林教授如此比喻；他希望學生能學會自己捕魚。最後來到「寫」這一步，則是驗證「學」與「做」的階段；透過書寫過程中的反思，檢驗輸出內容，才能發現是否還有其他問題存在。
純數與應數，恰如手背與手心
林太家教授目前任教單位是台大數學系，屬於純數學的領域，與其過往就讀的應用數學，雖看似同門，內涵卻有著些許差異。他以手背、手心來比喻純數學和應用數學的關係，兩者的本質雖然都是手，用途卻略有不同。
林教授表示，「純數學」像是手背，是手部較常對外、容易被看到的一面，是人們想起數學時的第一印象；而「應用數學」則像是手心。手心是拿來用的，要用的數學，就是「應用數學」。應用數學通常會和科學發展有關，從數學領域往外延伸，幫助科學家解決問題，如同林教授的專業──「生物離子通道數學建模」，便是將數學應用於生醫領域的典範。
投入數學專業，幫助生醫困境
林太家教授與生物離子通道的淵源可追溯至2008年，當時他前往明尼蘇達大學參訪一年，認識了一位研究離子通道的生物物理學者羅伯特‧艾森柏格（Robert Eisenberg）。在交流後，林教授得知離子通道建模的困境，從中看見自己作為一個數學家能努力的部分；便在那一年，投入研究讓生物離子通道的「偏微分方程建模」更加可行，最終成功地讓離子通道的「選擇性」有所突破，並撰寫成學術文章發表。
所謂的「生物離子通道」看似抽象，卻存在於每個人身上；任何離子要進入細胞膜，都是透過離子通道。因此它也和藥物使用、神經傳導等密切相關，在生醫領域中占有相當重要的地位；一路走來看似僅駐守在數學界的林太家教授，實則用行動演繹了應用數學的內涵，也就是讓「數學」成為「科學發展」最強而有力的後盾。
未來趨勢亟需數學專業，跨界前先扎根
「跨領域」是近幾年各界不斷強調的新方向，對於以「應用數學」為研究專業的林太家教授來說，卻像是理所當然的根本。雖然聽到數學家，一般人的印象多認為他們「不食人間煙火」，翻開歷史仔細端詳，卻發現人類的文明發展與數學息息相關；放眼未來，在AI應用、大數據分析等科技發展中，數學同樣扮演了重要角色。
作為注定要跨領域的應用數學家，林太家教授對數學在未來科技中的應用相當樂觀，希望有更多跟他一樣喜歡數學的人，以專業提供跨界協助。但他也不免要提醒，在跨領域之前需先扎根穩當，擁有深度足夠的核心，才有力量向外擴展。
