【人物專訪16】用好奇心探索問題的本質,用定量的語言闡述世界的道理—許良彥教授專訪

by Yang-Kuang Chao
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採訪 ‧ 撰稿 /  何郁庭 (科學推展中心特約編輯)

2022年,中研院原分所與臺灣大學化學系合聘教授許良彥,獲頒中研院年輕研究學者獎的殊榮,許教授的研究主題專注於理論物理化學的範疇,並以量子電動力學(quantum electrodynamics)相關的研究成果獲獎。儘管頭上頂著各種獎項與光環,但私底下的許教授,不但對「科學研究」有獨到的見解,對年輕的學生與後輩,更是相當重視。藉著本次訪談機會,我們將介紹這位研究者是怎樣看待研究與教學,在成長的路上,又擁有哪些特別的經歷。

尋找課本中沒提的知識,從師長身上看見研究的態度

如果瀏覽許教授的研究專長與興趣,不難發現,他研究的主題充滿著跨領域的色彩。不論是理論物理化學,或是量子電動力學化學,光是研究領域的名稱,就包含了高中的「物理」、「化學」兩門科目。不過,許教授的心中,大自然的道理本質相同,所以在思考研究問題時,並不特別定調自己是否在進行跨領域的研究。

在許教授求學時期,最初感興趣的科目是數學,因為數學這種語言能夠定量且精準地描述周遭的生活,它提供清晰的因果關係,而不是「想當然爾」這樣模糊的描述。高中時期,因為科展的緣故,許教授開始對化學產生了更多的好奇。之所以想鑽研化學,很大一部份的原因在於,化學這門學問,可以用物理跟化學的公式,來推導和證明背後的原理。

「既然我可以了解它的基礎來自何方,那麼我很好奇,如果大學去唸化學系的話,理論化學的內容是不是跟我想像的一樣呢?」滿心好奇的許教授,被這個學門內的知識所吸引,於是進入臺灣大學化學系就讀,繼續追究更基礎的「為什麼」。

許教授自言道,大學期間受到林敏聰副主委、周必泰教授、林聖賢院士等師長的教導,讓他除了化學知識外,還體會到科學研究的熱情,並了解物理這門學問的來龍去脈;此外,更理解了基礎的數學、物理是如何具體地與化學方程式、前端的研究銜接在一起。大學專題與碩士時,由於對較新領域的好奇心,進入了金必耀教授的研究室,鑽研於分子電子學的研究。其後,則進入美國普林斯頓大學化學系Herschel Rabitz教授的研究室,取得博士的學位。

走自己的路,專注於「不是自己就很難做的好」的主題

因為一路以來紮實的科學訓練,讓他具備獨立完成完整計畫的能力。然而,當許教授提到做科學最重要的事情時,他則將「求真」列為第一位。對許教授來說,科學是一種探索事實跟真相的過程,它的本質就是求真,如果這個東西不成立,那其他的東西也都不重要了。所以,成為一位學者,儘管有很多大大小小重要的事物,但真誠這件事情,必須要放在最前面。

對事物本質好奇,且不為問題設下框架的許教授,對科學有廣泛的興趣,並不侷限於化學。不過,手握著理論基礎,還擁有獨一無二物理數學工具的他,能提出與其他學者完全不一樣的問題,這讓教授在選擇題目時,著眼於「不是由他來做,就很難做好」的題目,將自己的價值發揮到最大。

許教授研究的主軸,其一是理論物理化學,其二則是量子電動力學化學。許教授說,量子電動力學化學是近年新興的熱門議題,或許可以將它比擬為電學版本的量子力學,在費曼的著作《QED:光和物質的奇妙理論》中,更直言道:「化學的本質是量子電動力學。」雖然過去在化學領域中,幾乎可以說完全不被重視,但打從2019年一篇《Science》期刊的成果發表後,因為其實驗結果無法被傳統化學理論所解釋,所以量子電動力學化學的重要性,重新開始被學者們重視。

像這樣的題目,在速度上,臺灣很難與其他國家或研究單位比拚,可是只要自己在研究上有獨特的地方,拋出不一樣的問題,提供不一樣的觀點,就能跳脫鴻海似的競爭,尋得自己的一席之地。

研究,不預設影響力的大小

匠心獨具的思維,和與眾不同的研究策略,讓許教授得以產出許多研究成果,同時也獲得了許多獎項的肯定。其中,也包含了2022年的中研院年輕研究學者獎項。

對許教授來說,這個獎項最大的意義,是鼓勵年輕的學者與學生,追求他們真正想知道的基礎科學問題。臺灣的社會氛圍,往往認為做出對社會很有影響力的研究才是好的,而這個傾向,或多或少也影響了政府的決策或學術圈的氣氛,然而——很多科學發展的一開始,研究者並沒有預期他的研究將有多大的影響力。

現在有影響力的研究,不代表未來也會有影響力;就算事情有好的影響力,也不代表它不會同時具有負向的影響力。如果一昧將影響力視為最重要的事情,將自己的價值與成敗取決於單一的評判標準,那麼當一位研究者或學生的成果或成績不如他人時,可能會促使他們求「勝」而不是求「真」,進而造成某些人產生作假的行為,偏離做研究或是求學問的本質。

許教授舉了一個例子,在他的課堂上,學生可以互相討論功課,也可以引用同學的作業,但是不能照抄,除了呼應他不能容忍作假的行為外,他也希望學生在學習的路上,不要太在意分數的高低。比起成績,學生更需要問自己的是,為什麼需要這個成績?找到自己想做的事情,遠比成績單上的數字要來的更重要。

鼓勵學生探索與實作,理解科學研究的多樣性

聽到許教授提到教育相關的話題,不難發現他對教育的重視。許教授認為,自己本身讀化學的原因,就是想要探索「為什麼」,所以當指導的學生有自己想研究的主題時,教授也會鼓勵他們探究自己感興趣的研究主題。

在資源允許的情況下,許教授會盡可能創造學生多與研究者交流的機會,比如舉辦線上或線下的演講、鼓勵學生參加研討會或工作坊,和國內外學者交流,藉著更多元的刺激,讓學生了解學術圈的各種樣貌。儘管如此,許教授最重視的,還是讓學生尋找他們各自的方向。做學術研究也好,賺錢也好,跟著學校與科目的安排,被動的讀著課本,並不一定能讓他們發現自己的興趣,提出屬於他們自己的問題。

許教授認為,學生在探索的過程中,首先要理解他想要的是什麼,再根據這個目標,進行知識爬梳與實作練習。學習不是讀完課本後才能做,而是先有了想要做的事情,才進行主動的學習。即便是現在學校的課綱,也沒辦法保證學生學習的課程,在未來也同等重要。

延續學生主動學習的話題,許教授也提到對普羅大眾推廣科學的看法。推廣科學或科普知識,需要充足的人力與資源,但在那之前,或許大眾需要對推廣的族群有所共識,才會知道下一步該怎麼做,以及有效地利用有限資源。而這個共識,需要許多人一起討論,才能整合各方的想法與觀點。

這是一個沒有標準答案的問題,但是,許教授也期許,臺灣的化學領域,是不是也能擁有一份像《數學傳播》或《物理雙月刊》這樣的刊物。

單就許教授的研究成果來看,或許會將他定位為一個優秀的跨領域研究者,但實際上教授真正感興趣的,是如何用物理和數學的語言,了解這個世界,只是因為題目實在太多,所以教授才選擇了化學這個領域。化學的理論基礎,與數學、物理的智識,能讓他看到更不一樣的世界,而優雅且真確地闡述世界的本質,對許教授而言,或許比影響力、獎項,或是狹隘的成績,都要來得更加重要。

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  2. 【專欄】量子電動力學與化學之間的連結:電磁極化子化學| 中研院訊

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