「工程研究跟其他科學研究一樣,但好像有點不一樣?」
「大家是怎麼區分科學領域的呢?」「科學傳播企劃的範圍與邊界在哪裡?」
當我們提到「科學」兩個字的時候,大家腦中可能會浮現約略的印象:研究室、做實驗、科學精神、學者、資料分析、文獻爬梳......。不過,不知道有沒有人曾經好奇過,大家劃分各種不同科學領域的那把刀是怎麼切下去的呢?
至少我曾經花了好一段時間在思考這件事。
從做科學傳播開始,為了寫出有趣又不與他人重複的科學傳播文章,偏好冷門資訊的我,總會朝研究邊邊的邊邊探索,看看有沒有不為人知卻很酷的知識,所以不知不覺總是會走到「好像可以分享,卻不知道算不算在領域內」的區域。
擔任過出版行銷、寫手、編輯,並採訪各式各樣學者,經手各種知識文章後,我對科學領域界線的劃分有了自己的一套想法。這篇文章不執著於領域和領域交界處的嚴謹定義,反而想用現有常見的分類架構,討論大家普遍認為科學分支應該要怎麼分,以及為什麼人們會「習慣」這樣做區分。
為了方便區分所做出的階層結構
在分享各個不同的分類方法前,我想要先提出「分類」是方便人們貼標籤、辨認類別的方法,如果一昧幫研究貼上OO領域的標籤,可能會使理解的過程受到侷限。因此,我想要先分享我對區別科學分支的想法。
「分類」是人們直覺的行為,我們習慣將相似的東西歸類在一起,不同的東西區分開來。為了有條理分類大量東西,常見的方式會依照層級,先區分為若干大類,每個大類再分成幾小類,每個小類包含數個較為接近的單元。就像分類生物的域、界、門、綱、目、科、屬、種一樣,每個物種都有各自的歸屬,依相似或相近的關聯聚集在一起。

儘管直覺,但許多情況,「分類」也會造成一些區隔和麻煩——畢竟,不是所有事物都可以如此區分。比方說,整理過電腦資料夾的人可能有過一種經驗:有些資料難以歸類,既可以放在A資料夾也可以放在B資料夾,因為那個檔案與兩個類別皆有相關。
對我而言,科學研究也是如此,儘管我們會將科學區分為不同的類別,但實際上一項研究會用到的專業知識可能跨了不同的分類群、不同的領域、不同的學門。好比說,以植物分類而言,視不同的需求,可能會需要分子生物學、統計學、生物化學的專長等;又或者是,進行海洋方面的研究,需要了解GIS、海洋生物、化學元素分析,甚至對船本身也要有一定的瞭解等。
用科學方法探究未解的問題,需要多種手段、方法,或思維,不同的知識如互相連結的網子。所以,對我來說,即便科學分支有常見的區分方法,但仍然需要視個別研究判斷,它到底包含了哪些領域的元素。
維基百科怎麼說
如果想要查科學的大項分類,可以參考維基百科科學分支的頁面,它先將科學領域區分為「形式科學」、「自然科學」與「社會科學」:
- 形式科學:對形式系統的研究,如邏輯和數學分支下的學科。它們依據先驗知識,而非建立在實證基礎上。
- 自然科學:對自然現象的研究(包括宇宙內的宇宙學、地質學、物理學、化學和生物學影響)。自然科學可分為兩個主要分支:物理科學和生命科學(或生物科學)。
- 社會科學:在社會和文化角度研究人類行為的科學。
也就是說,數學雖然在義務教育中如此習以為常,在普通高中分類組的時候也被區分為「理組」要念的科目,大學中理學院的課程常常將統計學列為必修學分。但依照這項分類,數學和其他被稱為「理科」的科學學門,反而有較大的差異,也難怪討論科學時,偶爾會有人說出「我們先把數學排除不看」了。
有趣的是,依照英文版的頁面介紹,除了邏輯和數學、統計以外,資訊科學、決策論、電腦科學也都被列在形式科學的範疇。
把焦點換到自然科學,可以發現「自然科學」包含了物理科學和生命科學兩個分支。有趣的是,在台灣不論是從事物理科學研究的學者,或從事生命科學的學者,有時都會混用自然科學這個詞彙,將自然科學視為物理科學或生命科學。我想,這或許是造成對科學領域混淆的原因。
社會科學同樣因為傳統教育文組、理組的區分,無形間和自然科學領域的社群有了較明顯的分隔。但社會科學研究不乏需要高深統計能力和邏輯判斷的研究,此外,與空間分布相關的研究,也需要大量使用空間資訊工具。所以,有些學術研究的技巧或概念,其實可以在自然科學和社會科學間平移。
教育上的分類:STEAM
STEAM為科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Arts)、數學(Mathematics)五個字的縮寫,舊稱STEM,最初由美國國家研究委員會在1980年代提出。這項概念期盼教育單位、政府部會、學術單位、科技機構攜手培育中小學生,打造具有發明和創新能力,可以回應社會需求和人文關懷的下世代人才。
因為目光聚焦於中小學生,所以現行義務教育的課綱、課程設計也較常和五大領域呼應,通常也伴隨著動手做、五感學習、探索問題等訓練目標相互呼應。
臺灣國科會的分類
國家科學及技術委員會身為補助和推動科學技術發展的專責機構,自然而然需要依照不同的類別來區分各自的業務了。根據國科會的組織職掌,和科學研究相關的包含八個處、三個管理局與四個法人。
除了目標導向的法人外,「自然處」、「工程處」、「生科處」、「人文處」算是較清楚的領域區別。各個處內包含若干學門,國內研究者在計畫申請、審核上,都需要依對應的學門申請,因此對申請者來說,需要依想投計畫的學門,調整計劃書撰寫方向,貼合學門方針,制定對應的策略。
各大專院校的分類
與國科會雷同,一間規模龐大的研究單位或教育單位,也會區分不同的學院和系所。依照各個學校的歷史、地緣、重要人物,會有設立不同的院別,有時,就算是相同名稱的系所,在不同學校也會被劃分在不同的學院中。
學院、系所的名稱大多顯示了那個組織的主旨,但若要真的知道單位著重哪些研究,關注哪些議題,需要到對應的網頁查詢系所介紹、師資列表和課程地圖,才能真正了解特定系所想要往哪個方向發展,沿著哪些脈絡研究,想要培養出哪些人才。
撰寫這篇文章,倒不是想爬梳各個分類和領域的流變,而是想回頭思考「為什麼我們會習慣這樣區分」?就像前面提到的,我們可能會因為從小的教育、機關的分類、書上撰寫的列表而認為哪些領域和哪些領域相近,但依照不同的分類標準,它們可能會歸類到不同的地方。
與不同背景的人溝通時,大家心中「科學」的範圍和樣貌可能是不同的,進行科學傳播的時候,需要認知到這項差異,才更能在每一次的專訪和互動中,調整自己的位置,進入對方的脈絡中,梳理科學知識的前因後果。
分類有助於人類理解和標籤,但分開後若認為沒有關聯,則將落入限制和窠臼。理解劃分領域的原因,並了解各領域的關聯,才是融會貫通,在各種知識間穿梭的最佳態度。
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