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溫度計校正問題 在 Facebook 的精選貼文
為何我以前說過,我相信科學,但不相信科學家?
這個喔,嗯嗯...
我不知道在座多少人是這樣學的,至少在我念大學的時候,物理系教的第一個概念,叫做:
「邊界條件(boundary condition)」
重點不在於怎麼設定,也不是怎樣靠這個計算,而是「你有沒有認知到設下的條件,到底對結果產生何種影響,跟現實差異多少?」
理工科的朋友可能覺得這是廢話,我們怎麼可能不知道,但請恕小弟直言,真的絕大多數的人都「不。知。道」
我在中研院時做過一個系列的研究,內容是半導體相關的光、電與磁與表面性質,延續國外某個國際知名研究單位,據說對未來半導體、記憶體等等都有重大影響。有常看我講的應該知道,這個研究在10多年後,差不多2010年被同各研究單位,重量級大老發的論文判死刑,認為實驗雖然都正確,但方向可能錯誤。
嗯,醫龍裡面第一集的經典台詞「手術很成功,但患者死亡」
唉,其實我做這研究的第一年就知道,這整個系列都有問題了,只是別說老闆很難接受,所長他們也很難接受,美國跟印度等來的合作朋友也很難接受,我自己也是。所以最後傾向「這個年輕小鬼一定哪邊做錯了」,所以我也算了。
好了,公布答案,哪邊有問題?
「溫度」
我看過外國的實驗儀器,裝在真空腔體內的溫度計,是固定式的。而敝單位設備老舊,自己都要去車铣工件安裝,溫度計(Thermocouple)是很克難的懸掛在空中。任何人看了都會覺得是我做錯,我一開始也這麼認為。
但很早就發現,因為設備不好,每次都會碰到溫度計的位置,為了調整煞費苦心。累積大量資料的結果,統整出一個很奇怪但合乎邏輯的結論,那就是根據溫度計位置不同,整套實驗結果也不同(廢話),但某個錯誤的條件可以跟所有國外知名研究機關的論文結果符合。
蛤(*´・д・)?
總之,一不做二不休,把溫度計的位置全部調整固定做不同條件三次,結果發現依照各國研究的條件設定,死都做不出來,而做得出來的條件,與他們所說的差異甚大。
溫度差100度!
夭壽,假設這是高溫超導體實驗,差100會是多大,同業各位自己可以明白。
總之,我弄了很久後確定,其他國家的實驗室,因為設備齊全,固定所有參數,所以反倒漏了一點。就是基板的stage材料,跟加熱裝置與溫度計的差異。因為在真空環境下,溫度計升溫最大因素是熱輻射,使用加熱絲跟燈泡是不同的,而stage雖然都是不鏽鋼,卻有厚度之差。
也就是若我依照距離做梯度出來,光是stage差幾mm厚,燈泡放的近或遠,有沒有熱絲輔助,Thermocouple放哪,結果就完全不同。你說這廢話,看也知道?拜託,那是人家講了,所以你覺得這看也知道,沒做這實驗前看看,最好你知道差十萬八千里,每個做實驗的都會認為自己條件控制的很好。
這叫做後設認知,後來去教書後最常碰的理論,物理界很少人認真的去審視,往往因為固定的機器跟參數不變,就覺得結果應該也會不變,而當每次實驗結果出來「在預想範圍內」,就認為這不會有問題。
問題可大了,代表美國那家頂尖研究室,他們機器的裝設法,會讓Thermocouple測到的,跟你基板溫度差100度。原本認為製造出接近室溫可實用的材料,得在零下100度才有用,這是電影明天過後嗎?
好了,每個學長跟老師都會說,那一定是你哪邊沒做對。好啦,老師們,我早沒打算在學術界發論文當教授啦,直說好了。所有的條件我都調過,我一個人的實驗總數據比隔壁的整間還要多,熬夜不知多少次還被罵要注意身體,唯一可以做出跟國外實驗室相同成果的,只有「低溫」。
意即,根本沒有奈米性質出現,全部都是bulk的特性,而為了要驗證,我還額外做一系列,用單層、多層,厚度不同幾十個,去確認奈米性質的邊界在哪,結果出來的結果,只證明出這整套系列的數據,都不是奈米性質,全部都是塊材的低溫特性。
好了,我要講什麼?
這裡面出現了3個值得我們去想的東西
第一個叫做權威,當著作等身的專家,享譽國內外的研究單位做了個實驗,其他跟從的實驗室,顯然不敢挑戰,我還看到印度等較後進國家,發過點數很低的論文,說這實驗可能有問題,但更可能是自己哪邊弄錯了。
第二個是從眾,那麼多人都有相同的結果,就你不同,應該是你不對吧?啊就邊界條件不對啊,你們沒有用紅外線檢查,我有。然後有人理我嗎?所長跟指導教授都覺得,應該還是你哪邊弄錯了。XD
第三個是忽略基礎證據,其實指出有室溫材料可能的那篇論文,拿去跟塊材性質對照,曲線幾乎是一模一樣,只是scale差100倍。那麼我們應該第一個檢視的,是這個真的有奈米特性嗎?沒看到重要期刊刊登過類似論文。
我私下也有發信去問過作相同研究的國外實驗室,還真的沒人想過這個問題,因為越有錢的單位,都是買整套機器,由專人校正過,像我這種從頭到尾都要自己校正的很少,多半都是所謂的後進國家。有做的都覺得很怪,但一樣不敢質疑權威,畢竟你要拿論文畢業,走學術界路線,怎麼能初出茅廬就跟像是貝爾實驗室這種巨獸對幹?
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如果連算最嚴謹之一的物理學界,研究都會有這種狀況,你怎麼能相信那些科學家說的科學,能百分百屏除所有疑慮?像是近年常見,邊界超大的暖化、全球氣候、環境等等研究,就我的標準來看,根本問題重重。但你一質疑,就會出現諸多的專業與否批評,因為你不是這行的。
更好笑的,質疑你越大聲的,九成以上都不是科學家。
我的經驗,在台灣跟學經歷比較有關,越是念頂大出身的,就越有這種「論文跟書本證據、國外知名研究單位說的,應該會比你現場作的正確」,的這種說法。在中研院我就遇過,台大來的暑期大學專題生,根本看你不起,死都不想動手,只想用理論描繪世界。要不是我們是學長,已經用鼻孔看人了。
科學界講究一致性,但這也很容易誤導你,因為當過去若是錯的,就會一直錯下去,很難被糾正。即便事後找到錯誤,也不會承認,而是用許多說詞,堆砌出一套完美的修正路線。
如果連科學界都這樣,你跟我說更複雜的人類社會,僅需要少量的社會研究,跟沒有實務經驗的純理論,就可以描繪一個天堂:
「其他人都要聽我們這些專家的意見改政策」
我當然覺得你在鬼扯啊!
我後來在教育界遇過很多學生,行為表現都是後設領域的東西,更多的狀況是,自己腦補跟修正記憶,美化經驗中的行為。而老師要怎樣搞定學生?
以彼之矛,攻彼之盾
你也後設回去,誘導他們的思維,控制他們的行動,在老師的權威下,多半學生都會聽。然後,你就會發現,所謂的開放學生自由自在學習,更多時候只是一種,方便給你洗腦的手段。
真正的自由學習存在?還是,這只是邊界條件設立下的假象?你真的認為你看到的是真實?一切都只是一個虛擬實境下的遊戲?
我真的懷疑,那些天天發表教育高見的專家,真正的想法只是希望,學生腦袋可以空出來,讓他們有充足的時間塞自己的思想,成就他自己的功名,達成他想要的社會。
因為,就我們這種死硬保守派理工人來看,有些工作的技能就是不能少,你沒有基礎訓練,學習不夠扎實,就是不會。人類不是可以替換的螺絲,每個長的都一樣,沒有教跟帶,知識經驗中核心的眉眉角角就是不會。
不會就是不會,跟數學一樣。