《錯把太太當帽子的人》一書的作者奧利佛.薩克斯(Oliver Sacks),2001年出版了一本回憶他童年時期的化學之戀,書名是《鎢絲舅舅》(Uncle Tungsten: Memories of a Chemical Boyhood)。我有一次搭高鐵在車上翻閱這本英文書,結果看到一段若在家裡一定哈哈大笑的鮮事,不巧人在公共場所裡,只好忍耐不大聲笑出來!

 

小時候害羞到近乎病態、成天沈醉在自己的科學世界的薩克斯,被說服參加幼童軍,以便學習與人互動,以及野外求生技能。不過他既無方向感,看了物件記不住也很缺辨識物件差異的能力,生火、搭帳篷完全學不來,因此被懷疑是智障。

 

有天幼童軍老師要他們在家做一種未發酵的麵包乾糧,做好帶到團裡受檢。薩克斯很當一回事做起這個功課,偏偏家裡的麵粉缸麵粉沒了,他想,當幼童軍就是要自己想辦法,不外求,因此就沒去買麵粉。他在屋子裡到處找,最後喜出望外看到牆邊擺了一包工人砌牆沒用完的水泥,於是他就用水泥代替麵粉。

 

把水泥揉成麵團,用大蒜調味,做成橢圓狀後放進烤箱烤,烤到很硬,非常硬!不過這種當乾糧的麵包本來就硬。他把做好的「麵包」帶到幼童軍團給老師檢查,老師掂一掂發現異乎尋常的重,或許放了很多料吧?嚐嚐就知道。他往嘴裡一放,咬了一口,只聽得一聲斷裂巨響,哇,老師的牙齒斷了!

 

薩克斯想不起當初為何會認為水泥可以代替麵粉,難不成真的笨到可以?還是心存惡意?抑或精神錯亂?總之他因此被逐出幼童軍團。

 

他當然不是智障,而是一位俱備多方才能,像文藝復興時期的全才型人物。他是醫生、腦神經醫學教授、獲獎作家、生物學家、業餘化學家。2015年剛出版的自傳(On the Move: a Life),封面是年輕的薩克斯騎著重型機車,像一隻孤獨野狼騎著重機奔馳是他的強烈嗜好。他曾締造1961年加州600磅舉重紀錄,而他的鋼琴琴藝亦具有表演水準。

 

 

《鎢絲舅舅》開頭的第一句話就是,他的許多童年回憶與金屬有關。這樣的環境可以追溯到他的外祖父。薩克斯說,他們家族的科學基因與這位外祖父脫不了干係。他的外祖父生於1837年,來自俄羅斯的一個猶太小村落,16歲時為了逃避從軍的命運,借用一位死者的護照出逃,先後到巴黎、法蘭克福,最後在1855年落腳倫敦。

 

書中對他這位外祖父有精彩的介紹。他是秀異之士,對精神與物質同等好奇,在自學的情況下,除了是一位鞋靴製造商,同時是希伯萊學者、神秘主義者、業餘數學家與發明家。也曾發行一份社區猶太報紙,對當時剛發端的航空科學感到興趣,並與萊特兄弟有過書信往返,萊特兄弟於1900年代造訪倫敦時,還特地去看他。薩克斯沒見過這位外祖父,他的舅舅阿姨跟他說,他外祖父喜歡躺在床上在腦中做複雜的數學演算。不過他最大的熱情是投注在各式燈泡的發明,擁有1870年代的多項專利。

 

他的外祖父非常重視教育,特別是科學教育,因此18個兒女中有7個兒子從事數學與物理科學,女兒則多從事教育與社會科學,其中有兩位是創校校長,而薩克斯的母親(在家排行第16)則相當著迷於化學,最後當了婦產科醫師與解剖學教授。

 

薩克斯在這樣的環境下,只要他願意,家族裡有各類專家可以提供他專業有趣的解答。事實上,他的好問與探索從一開始就受到鼓勵。他5歲開始愛問,而他的母親總能耐心回答,直到有天她無法回答他一些關於金屬的問題,就叫他去問戴夫舅舅,也就是他的《鎢絲舅舅》這本書的主角。

 

小小的薩克斯可以到鎢絲舅舅的燈泡工廠看他工作,問東問西,鎢絲舅舅甚至鼓勵他動手做,去感覺鎢絲的密度與質感。鎢絲舅舅對鎢絲全心全意的熱情感染了薩克斯。

 

薩克斯在書裡感慨說,早期不少實業家,本身常常就是發明家,能將知識與實用予以美妙結合。這主要是他們熱愛自己所從事的工作。比方他的鎢絲舅舅可以輕易將企業擴大,當起大老闆,但就是沒這麼做。反倒終生一本初衷浸淫在鎢絲燈絲的製作、研究與改進,事實上他的工廠設備早就可以做出精品,但他還是要在廠裡附設一個實驗室,享受那種不以賺錢為目的純粹研究的喜悅。那一代人集純科學與應用科學、藝術與企業於一身,這樣的生命態度與長遠的價值觀,很讓人嚮往。

 

鎢絲舅舅愛的是熱光(hot light),他引領薩克斯進入白熱、稀土與金屬燈絲的世界,一睹化學反應的能量。而另一個以物理見長、大薩克斯母親15歲的耶柏舅舅,則帶他進入冷光(cold light)的世界。

 

什麼是冷光呢?舉凡自然界裡的螢光、鬼火、燐光與極光都是冷光,它們總給人詭異與神秘的感覺。至於螢光性的發現,最早可追溯到16世紀,牛頓稱這種光為「內部反射」。而不管是螢光性(fluorescence)或燐光性(phosphorescence),它們發光都需借助藍光或紫光。耶柏舅舅致力於發展一種能像熱光那樣穩定、持續、有效、給人愉悅感的冷光形式,而這種形式就是電激發光(electroluminescence)。耶柏舅舅慷慨地讓薩克斯參與他的實驗。

 

這兩位舅舅讓他對化學的好奇有了充滿趣味的正面發展,加上倫敦有收藏豐富的自然歷史博物館、科學博物館、地質博物館與植物園,供他倘佯,這對他日後多面向的發展頗有影響。

 

近代化學在十七世紀中期成形,到了十九世紀則是繁花盛開,當時英國許多家庭都有自己的實驗室。出生於1933年的薩克斯,離維多莉亞時期不遠,因此生活裡多少能感受到那時期的氛圍。還僅是小男孩的薩克斯在家裡就有自己的實驗室,擁有實驗室,不僅獲得父母親支持,哥哥們有時也會陪他一起作實驗。他又愛唸書,除了在書店買實用有趣的化學書籍外,家裡也到處有化學書,因為父母親是醫生,兩位分別大他9、10歲的哥哥也都念醫學院。閱讀這些書,不僅讓他可以看到化學的堂奧,也讓他見識了人類種種奇異行為,引領他進入文化的大觀園。

 

《鎢絲舅舅》這本書的一大特色是將近代化學演進史織進童年回憶,這花了薩克斯四年的時間書寫,寫了兩百多萬字。薩克斯以投入、生活化的筆觸,帶領讀者進入化學世界。那書中怎麼說化學演進的?

 

薩克斯談的第一個重要化學家是羅伯.波義耳(Robert Boyle)。小薩克斯對他的說理簡明清楚有好感,喜歡他很有人味。波義耳是近代化學的奠基人,他的實驗與理論使得化學成為一門真正的科學。化學上有一個他的定義,叫波義耳定義,也就是:在一定溫度條件下氣體壓力與體積成反比。出生於1627年的波義耳,仍處在鍊金術盛行時期,不過他不被當時的風氣淹沒,反倒倡導,元素定義應明確界定,他對元素所下的定義,被後世視為元素的第一個現代定義:

 

「我說的元素⋯是指某種原始、簡單、完全不摻雜其他東西的物體。元素不能用任何其他物體構成,也不能彼此相互構成。元素是自身的混合,也是自身最終的分解。」

 

有著無比好奇心的波義耳在倫敦的宅第建立自己的化學實驗室,試圖將嚴謹的實驗方法引入化學。他和助手羅伯.胡克(Robert Hooke)在1673年對物質的燃燒進行研究,發現在真空情況下,物質無法燃燒,進而揭示了空氣是燃燒的必要條件,不過仍認為燃燒是火與物質之間的作用。

 

接著這本書就講到英吉利海峽的對岸巴黎,讓我們見識到聰明絕頂的近代化學之父安東.拉瓦錫(Antoine Lavoisier)。生於1743年的拉瓦錫是個道道地地的啓蒙之子,他冷靜精明,擅於邏輯分析,辯才無礙,25歲就當上法蘭西科學院院士。

 

拉瓦錫改革化學命名法,將圖形性的術語轉成準確自明的術語;把化學從定性轉為定量,提出質量守恆,命名氧與氫。定義元素,並於1789年發表第一個現代化學元素列表,列出33種元素,他同時以代數語言描述化學變化,這些創新使化學更加物理與數學化。以氧化說解釋燃燒現象與動物呼吸是緩慢氧化,都是他的創見。他並寫下第一部真正現代化學教科書《化學元素》(Elements of Chemistry)。

 

這樣有著金頭腦的化學之父,卻命喪於斷頭台。當我(本文作者)看到這裡時,非常不願意去想像當時的情景。化學之父命喪斷頭台告訴了世人:不能得罪平庸的小人。

 

後起之秀總能在前人的理論裡找出破綻。書中指出,對拉瓦錫提出批判的是一位詩人化學家,生於1778年的漢弗里.戴維(Humphrey Davy)。出身工匠之子,僅受一點正規教育的戴維,18歲即熟讀拉瓦錫的《化學元素》。戴維發現拉瓦錫將熱視為元素的燃素說值得商榷。他以摩擦融解冰,結果顯示熱是一種流動的能量形式,而非拉瓦錫所認為的是一種物質實體。他因此開展了物質與能量的新視野。

 

經由電解實驗,戴維發現物質本身並非如牛頓以為的是惰性之物,由重力所維繫,而是由電力充電所維繫。他認為,化學裡原子之間的引力(chemical affinity)就是電力(electrical force)。1807年他用電解法離析出金屬鉀與鈉;1808年,他又分離出金屬鈣、鍶、鋇與鎂。戴維是發現化學元素最多的人,亦是第一代礦用安全燈的發明人。

 

若說拉瓦錫是辯才無礙,那戴維則是口若懸河。在大眾面前邊演說邊示範,是他的一大絕活。他能像詩人那樣用豐富的語言文字與獨特的風格,具體而微親切地談他的實驗、他的宇宙觀,還有生命。他的演說每每造成萬人空巷,就連當時最偉大的演說家詩人柯律治(Samuel Taylor Coleridge)都前往聆聽,以便「更新暗喻的庫存」。

 

薩克斯在書中也提到19世紀初文學與科學仍緊密相連,因此戴維與大詩人柯律治,以及其他浪漫時期的詩人都結為好友。戴維的筆記本裡不僅記載化學實驗細節,也寫了許多詩與哲思。他終身都保有男孩般的好奇心。

 

戴維有一個弟子,很傾心於他的演講,並抄寫一手漂亮的演講稿,還加注,很討老師的歡心。這個人就是電磁學與電化學上鼎鼎大名的法拉第。他通過大量的電解實驗得出法拉第電解定律。

 

小薩克斯在自己的實驗室進行實驗時,發現化學混合(chemical mixtures)與化學合成(chemical compounds)完全不一樣。舉凡溶解、金屬混合、水銀與其他金屬混合,都是化學混合,也就是混合的成分有原金屬的性質,且無固定比例。但化學合成的成份固定,成份裡的元素以精確不變的比例合成。

 

為何化學合成裡的合成元素比例是固定的?英國化學家、物理學家約翰.達爾頓(John Dalton)發現化學合成應與不可再分的微粒有關,這種微粒稱為原子,不同的元素化合時,這些元素的原子按簡單整數比結合成化合物。原子的獨特性,也就是原子量(atomic weight),賦予了元素的獨特性,達爾頓將化學裡的原子性質與結構發展成理論,提出近代原子論。

 

化學演進到這一步,需要有人將這些發現的元素加以整理,而俄國天才化學家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)的出現,讓這世界有了元素週期表。薩克斯12歲時在科學博物館看到佔據一整面牆的元素週期表,深深被它的完美吸引,喜愛到將整個週期表刻到腦海裡。這跟我們唸國中時不明所以被強迫死記,真是天差地別!

 

門捷列夫根據化學元素的原子序從小至大排列,並加以編號,特性相近的元素歸併在同一族(group)中,因此形成元素分區,而週期表內留有空格,預留給未知的元素。這種排列能準確預測各種元素的特性及其之間的關係。從1869年創用至今,隨著新元素的發現,週期表外觀一再擴張,並被廣泛用於科學範疇中。

 

薩克斯小時候無法適應寄宿學校僵化懲罰的教育,但在家的時間不管知性或感性都能獲得滋養,因此薩克斯在書裡說,是他的家人與親戚救了他。書中有一章叫〈出診〉專談他與父親的關係。他深情回憶著在他父親書房與父親一起看書,感覺著兩人之間一種深厚、無以言說的夥伴情誼。

 

他的父親壯得像一頭鯨魚,在陸地上看起來笨重,但在水裡游泳則像一隻魚般優雅輕盈。他年輕時曾是連續三年15英里游泳冠軍。薩克斯說,與父親游泳最能感覺是他父親的兒子。

 

薩克斯也曾坐在父親的車裡跟他一起出診,車子在倫敦猶太社區熟悉的街道行駛,那景象與氣味讓他回味無窮。他描述說,父親在看完病後,就直接走到病人家的廚房,將手清洗乾淨後,逕自打開冰箱門拿出食物烹煮來吃。這在台灣真是從未聽過的醫病關係!但他父親與他的病人就是有這樣如同家人的默契。

 

 

 

今年82歲的薩克斯在獲知肝癌已是末期後,於2月在報紙上發表了一篇名為〈我的生命〉的文章,該文章最後說:「最重要的是,在這美麗的星球上,我一直是個有感有情的人,一個能思考的動物,這樣的存在本身,就是一個巨大的特權和冒險。」奧利佛.薩克斯堪稱是21世紀的文藝復興人,發出多元的光芒,是一個很難得的、可與地球溝通的人。我們會發現,他這座遍藏智慧種子的薩克斯山,正歡迎我們入山採擷他以承先啓後方式栽培出的智慧果實。也許,我們騎著重機車上山更可以叫醒他呢!

 

附註:我這篇文章在天下獨立評論刊出後不久,奧利佛.薩克斯即於美東時間8月30日過世於紐約市家中,感覺像是我對他臨終前的致敬。

1、2兩張照片取自網路,最後一張薩克斯在火車站前站著振筆疾書的照片翻拍自我購買的薩克斯自傳On the Move: a Life

 

 

 

 

(文章僅代表作者觀點,不代表Newtalk新聞立場。)