作者序
樹幹上的大提琴手 文/張文亮
草上飛的文章是如何寫成的?
我在一九九O年一月回到臺灣大學任教。我剛到系上,就覺得實驗室外的幾顆欒樹實在長得太茂盛了,十幾公尺的高度,往四方延伸的枝幹,茂密的葉子似乎想截下天空撒下的每一道陽光。活力這麼旺盛的喬木是值得欣賞,但是伸至屋頂的眾多枝椏,就令人擔心。
實驗室上方的屋頂是鐵皮屋,如果掉落的樹枝弄破鐵皮,雨水便會淋入。我向學校反映,申請校工來鋸屋頂上的樹枝。但是申請的公函,就像欒樹的種子,被風吹到無法測度的地方。
我等了一陣,只得自行剪下幾根低處的小枝,聊慰心意。
二OOO年三月,砍樹的校工終於來了,等待果然沒有落空。我完全能夠體會校工解釋校園樹多人少的無奈,只覺得光陰過得飛快。我帶他們去看那幾棵大樹。欒樹的樹幹更粗,伸延更高了。我指著屋頂上的樹枝,說:「颳大風時,要是枝幹掉下來,就不堪設想了。」
「我會爬上樹處理。」老校工微笑時露出的牙齒不多,看起來像隻河馬,我不禁多看了他幾眼。對於我的注目,老校工不以為意,他解釋:「這是我爬上樹鋸樹時,被打上來的樹枝撞到下巴,所以大部分的牙齒都掉了。」
我心想,這人的話違反牛頓萬有引力定律。我問他:「鋸下來的樹枝是往下掉的,怎麼會打上來呢?」
「因為我鋸樹時,只注意枝幹,沒有注意到枝幹的枝條與樹葉,更沒有注意到風是怎麼吹。」老校工總有寶貴的經驗可以分享。
「喔,與風也有關係?」我還是不明白。
「是啊,枝條會伸到圍牆外面。」老校工繼續熱心說道,似乎過去不大有學校的老師或學生,會這麼關心他的工作。
「什麼──下巴被樹枝撞到,還與圍牆有關?」我暫時放下萬有引力定律,努力的想趕上他的論點。
「是啊,鋸樹時,一般都沒有注意到周遭,只注意要鋸下的枝幹。有時剛鋸好樹枝,大風吹來,風撞到圍牆,改為向上吹,吹到茂盛的枝條與樹葉,樹枝沒有往下掉,反而打轉,猛撞過來,就打到下巴了。幾次以後,牙齒都快被打光了,現在嘴裡的幾顆牙齒,還是假牙呢!」他邊說邊撫著下巴。
在空中旋轉的樹幹,不只提醒我風力的強大與不均勻受力產生的旋轉力,在這些力的影響下,人的力量不過像牙床上的牙齒,軟弱又不堪一擊。老校工的落牙,不是白白的損失,仍然讓人有所體會與學習。
我將這種好問、到處都可以學習的閱歷,轉換成撰寫草上飛與教授一問一答的文章。許多讀者以為我是在扮演教授的角色,其實老校工才是教授,我反而比較像喜好發問的草上飛。
愛好自然科學的思索者,永遠像小孩子般的單純,飛翔在廣大知識的草原上。
內容摘錄
孫悟空三借芭蕉扇──談燃燒的原理
「教授!急件!」草上飛一進門就急嚷著。
一聽是急件,我連忙放下手上的烏龍茶,打開抽屜,猛翻一陣,「真糟糕,印章不知放到哪裡去了!」
「不是郵局的限時掛號,是《西遊記》裡的孫悟空送來的急件啦!」草上飛連忙解釋。
我立刻把抽屜關上,免得被草上飛看到裡面有多亂。我拿起烏龍茶,慢慢的喝一口,才鎮定的說:「孫悟空?他這麼一個厲害的角色,發生了什麼事,要你送急件來呢?」
「唉!他過不了火焰山,才來信要我幫忙。」草上飛一定又跨越時空,急功好義的找來一堆事情。
「唔……他是過不了哪座火焰山呢?是雲南金沙江畔綿延數十里的火焰山?還是高聳於新疆吐魯番窪地的火焰山?還是臺灣苗栗大安溪旁,土石易崩,表土氧化深紅的火焰山呢?」我平靜的說。
「天哪!火焰山還有這麼多座!孫悟空的信上只寫是很熱、又有火在燒的那一座。」草上飛急了。
「迷人,真迷人!一座燃燒不斷的火山,可能是火山爆發,
或是地下瓦斯外洩,或是森林大火;這種具有自然奇觀的地方,應該設立國家公園來保護。」我笑咪咪說道。
「什麼保護!他遇到火焰山,過不去,就去借了一把芭蕉扇來滅火,結果不僅沒用,還燒得更旺,連自己都被燒著了。」草上飛邊說還邊示範搖芭蕉扇的動作給我看。
「火焰燃燒,需要空氣裡的氧氣,他在火焰旁邊搖芭蕉扇,等於提供空氣助燃,火當然燒得更旺。」
「原來他滅火的方法不符合科學的原理,他還以為是借錯芭蕉扇了呢!」草上飛恍然大悟。
「不要慌,滅火有四種方法。第一是用水滅火,火的溫度降低,就燒不起來了。」
草上飛一聽有方法可循,趕快拿筆記錄,同時喃喃說道:「但是現場沒有水。」
「第二個方法,是噴泡沫,或在火焰中覆蓋大量的土,減少火焰與空氣的接觸面積,火就會熄。」看到學生認真作筆記,我愈說愈興奮,而且愈說愈快,口沫橫飛。
草上飛不以為意的擦去臉上的飛來橫沫,繼續說:「現場土很少,孫悟空雖會七十二變,就是不會噴泡沫。」
「第三個方法,是趕快將火焰旁的助燃物移走,例如將樹木砍倒,或將瓦斯桶移走。」
「孫悟空被火燒了一次後,已經失去接近火焰、移走東西的勇氣了。」
「第四個方法,是要他站遠一點,站在高處,用全身所有的力量,拿著芭蕉扇,對著火焰連續用力搧,以快速的氣流運動,將火焰裡的熱帶走,火就會熄。」我繼續說明。
「好!就用這熄火的最後一招。孫悟空的力氣大得很,連續大力搧絕對沒問題!」草上飛說完就飛走了。
事後,草上飛告訴我,他來請教我的期間,孫悟空又去借了兩次芭蕉扇,還與牛魔王大打一仗。最後他拿起芭蕉扇,站遠一些,站高一些,用力猛搧,火焰山的火就熄了,但是孫悟空依然不解,究竟是他後來借的那把芭蕉扇比較有效?還是他最後一次滅火的方式正確?
《西遊記》的作者吳承恩沒有給答案,那我為什麼要給答案呢?讓各位看倌自己去思考吧!
為什麼薯條這麼迷人?──火候、調味料背後的數理化
那天,與草上飛坐在漢堡店裡,草上飛手拿一根薯條,想了一會兒,問我:「為什麼小小一根薯條,能夠吸引成千上萬的人呢?」
他講這幾句話的時間,我已經像機關槍上連發子彈似的,吃下了四五根薯條。我邊吃邊說:「你怎麼知道愛吃薯條的人有成千上萬呢?」
「我看過一篇報導,光是某知名速食店,就已經遍布一百一
十八個國家,全世界分店約有三萬兩千家。假設每一家店每天有一千個顧客光臨,這樣就有上千萬人。如果每人都買一包薯條,每包有二十根,那每一天就可以賣出六億四千萬根薯條。」草上飛有如市場分析師般的計算。
「不要算了,趁熱吃吧!」我的那一包薯條已經吃完了,轉而伸向草上飛的那一包。
「真是的,不要一看到薯條,大腦所給的訊號就是吃、吃、吃,而不去進一步思考薯條會這麼好吃的原因。」草上飛反應真快,他一出手,我就找不到那包薯條藏在何處了。
「好吧,如果我告訴你有關薯條的生物學、物理性、化學和數學知識,你那包薯條就要分我吃呵!何況錢還是我付的呢!」
「什麼?你可以從這麼多角度來分析薯條好吃的原因?」草上飛驚呼。
我先用紙巾拭拭嘴角,恢復斯文本色後,才說:「薯條的原料是馬鈴薯,馬鈴薯是非常有趣的農作物,未成熟前是有毒的,只有成熟以後才沒有毒。馬鈴薯一去皮,由表面至中心的結構,質地都一樣,所以無論切割馬鈴薯的哪一部位,炸了以後,吃起來軟硬都相同。」我說。
「但是不同種類的馬鈴薯,吃來總有不同吧?」草上飛果然會問問題。
「嗯……這裡隱藏了一個非常感人的故事,很少人知道,恐怕連賣薯條、炸薯條的人也沒聽過。以前馬鈴薯長得五顏六色,體積有大有小,形狀有直有彎。在西元一八七五年,有個園藝學家伯本克(Luther Burbank, 1849~1926),在美國加州的聖塔羅莎,以育種雜交方式改良馬鈴薯,種出了大粒、質均、白肉的一流品種。從此,速食店的薯條所用的馬鈴薯,大都選用伯本克的品種。」我仔細說明。
「薯條也和物理學有關嗎?」草上飛從另一個角度切入。
「那當然,所有的食物加工都可以用物理來分析、說明。薯條是一八五三年,一個紐約廚師發明的;他將馬鈴薯切成條狀,高溫油炸,發現味道更好。」我多麼期待孩子能由喜愛薯條,進而喜歡物理呀。
「為什麼要切成細條狀再炸呢?整個馬鈴薯放進油鍋炸,不是更方便嗎?」草上飛邊聽邊問。
「切成細條後,薯條的表面積增加,再放入溫度攝氏一百八
十度左右的油鍋,薯條內的水分快速蒸發,高溫的油就會滲入薯條裡面。滲入的油越多,薯條的比重就減少,會逐漸浮出油面。等到油滲入薯條的中心點時,薯條內部最後僅存的水分,會被熱油所取代;這時,要立刻撈起來,以免水分完全蒸發後,薯條溫度會劇增而焦掉。」我仔細的說明。
「所以撈上來的時間很重要呵!那是不是撈上來就可以吃了呢?」草上飛急著問。
「撈上來的薯條,其中含有大量的油,所以還要輕輕一搖,或置於鐵架上,讓油濾掉一些,再給客人吃。不過,薯條裡面還是含有不少油。」
「那麼,怎麼知道炸多久,薯條中心點位置的水分才會完全蒸發呢?」草上飛越問越有學術味了。
「這屬於數學問題,早在十八世紀,法國有個數學家傅立葉(Jean-Baptiste-Joseph Fourier, 1768~1830),就用數學去計算溫度由物體的表面,傳導進入物體內部所需要的時間。」
「哇,原來一根薯條還可以綜合生物、物理與數學一起思考!」
「沒錯!如果原來油鍋的溫度是攝氏一百八十度,薯條的中心點是攝氏二十五度。要讓攝氏一百八十度的油,經過約零點五公分的薯條厚度,達到中心,使溫度上升到水的沸點一百度,這是炸好薯條的最佳時間,大約需要兩三分鐘。」我想了一下說。
「為什麼用『大約』呢?」草上飛很有追根究柢的精神。
「有些薯條,油炸前經過冷凍,冷凍過的馬鈴薯,細胞組織已受損,油體進入較快,但不均勻。新鮮的馬鈴薯,細胞間水分較多,油體進入較慢,但很均勻。最高級的薯條,是用新鮮的馬鈴薯來炸的。」
「那麼薯條炸好後,為何還要撒上鹽,又要蘸番茄醬呢?」
草上飛邊說邊把薯條拿出來吃,他終於由物理原理知道冷凍過的薯條,對薯條品質有影響。
「油炸的高溫,使薯條的澱粉與蛋白質產生化學變化,特別是含硫的部分經過高溫氧化後,會產生特別的芳香。」
「果然很香。」草上飛邊吃薯條邊說。
「番茄醬是食品工業大師海因茨(Henry J. Heinz, 1844~1919)首先調配出來的。薯條的香味,配一點鹽,或再配上酸甜的番茄醬,就更好吃了。」我說。
「難怪那麼多人愛吃薯條。」草上飛明白了,這時,他的薯條也吃完了。
「那……要分我吃的薯條呢?」我眼巴巴的望著草上飛將最後一根薯條塞進嘴裡。