學者姐姐 黃美嬌 : 生命迴旋的核心,就從所愛的力學出發

照片來源:Unsplash
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選你喜歡的就對了!因為這是你自己的人生;因為你喜歡,所以別人就算不認同,你依然可以樂在其中。能讓你樂在其中的事,必定也是你擅長的事。當你有興趣、有熱情、有付出時,一路上總會留下印記,決不會留白。

在多數人眼中,我是個異數,因為我一個女孩子,卻選擇機械工程做為主修,而且我還是刻意選它的,因為我很清楚我喜歡它。

從小我就是個理科強、文科弱的女孩,每次月考前,不念數學,不念物理,只能抱著國文、英文、史地拼命地背,然後考完很快又全忘光光,下次考試又得重頭背起。我曾跟一位文科很強的女孩請教讀文科的技巧,她很驚訝地告訴我:「沒有技巧啊!讀過去就記得了,像讀故事書一樣。」然後她又告訴我理科才要背好多公式,她怎麼背都背不起來。我很幸運,這番對話是在我念國中時發生的,所以國中時的我,就明瞭了適性發展是怎麼一回事,自己注定該是念理工的料。

到了高中,課堂中接觸了力學、光學、電磁學等科學,雖然都聽得懂原理,可是只有力學與生活是如此息息相關,隨處可驗證,所以我喜歡力學多於其他。機械系正是力學的實務應用,自然成為我的最愛。

我是個很有主見的女孩,既然喜歡了,我不會在意旁人的眼光。當人們說男孩子理工比較強,女孩讀不過男孩,我只知道我喜歡理工科目,樂於其中,不明白男孩念得如何關我什麼事。我倒是知道當時社會文化定義下的女孩,沒有養家活口的包袱,在選擇前程時,反而比較自由、沒有負擔。

人們習慣認為機械系是黑手,耗體力又弄得髒兮兮,我卻很遺憾大學時除了大一工廠實習能玩到金工、鑄工、鉗工、鍛工等,其餘課程都沒能當黑手!想想看把一個機器做出來或修好,是多麼有成就感的事情!誰會在乎手髒不髒呢? 在美國留學時,每次我的二手車送修時,我總纏著修車師傅讓我在旁邊看,還不時問東問西,師傅索性把工具遞給我,問我要不要自己來動手?

至於這一行男性遠多於女性,我覺得完全不是選科系的考量點。女性同事之間相處也不見得容易些啊,磨練自己的EQ就是了。

機械工程涵蓋的知識領域十分廣泛,基本上就是要把一部機器給製作出來。從需求開始,要思考機器該如何設計方可滿足需求,當中要運用到哪些知識,如何設計機構讓知識實現,分析機器運作過程中會遭遇的問題並找出解決辦法,還要設計電路控制機器的運作,最後還要研發製程,成功將機器生產出來。

舉例來說,發電廠利用高溫高壓的蒸氣推動渦輪機的葉片,旋轉起來的渦輪機帶動發電機的線圈轉動,運用電磁感應原理就可以產出電來。原理是這樣,但如何產生高溫高壓的蒸氣?如何設計渦輪機葉片使其易於推動?如何回收水氣循環再利用?如何得知發電效率?如何把這些關鍵機器設計並製造出來?如何串聯它們一起運作?

機械為工業之母,各行各業所需要的工具機及產品零件,日常生活中的汽車飛機等交通工具、冷氣機冰箱等家電,無一不是機械工程應用的範圍!也因為機械知識及應用的領域如此之廣,在學校裡仍可依興趣選擇不同的路線發展,可以偏重設計製造,也可以偏重理論分析,可以偏工程,也可以偏科學,當然也可以兩者並重。

學業這一條路我算是走得很順利。理工科目原是我所擅長,大學拿了四年的書卷獎第一名,還是田徑校隊,大專運動會的金、銀牌選手,想當年也算是名滿天下。之後順利申請到當時熱流科學研究獨步全球的美國加州理工學院(Caltech)的獎學金,一年拿碩士、三年拿博士,何其幸運。

Caltech是一個很特別的學校,百分之九十以上的學生領學校獎學金,其餘的人多是拿自己國家的獎學金,少有人是自費來就讀。學校對學生照顧無微不至,剛報到時,不時有資深老師詢問你適不適應?錢夠不夠用?安排導師、感恩節招待家庭、JPL(Jet Propulsion Laboratory,附屬於NASA的噴射推進實驗室) 參觀等等。

最特別的是學校全面採榮譽制度,學生可以擁有圖書館鑰匙,半夜需要資料,自己開門、拿資料、登記借用。咖啡室咖啡隨你取用,自行投幣在旁邊的小桶子裡。甚至考試也常常是take home,時間限制、open or close book完全信任學生會自主管理。

全校職員也都隨時親切地等著服務有需要的同學及老師。一切一切只因學校超級重視學術研究,因而教授和學生成了學校最寶貴的資產,整個校園也營造出人人以學術研究為天職的氣氛。在這兒是都是被深深寵愛著的學術研究驕子,不用功是會自然而然覺得內疚的(當然,如果你沒那麼享受從事學術研究,這兒就是枯燥無味的修道院了)。更不用提這兒的學生都是來自世界各地的菁英,彼此切磋琢磨過程中,不自覺會自我要求提升自己的水準,以免被淘汰。

在Caltech第一年修課,印象最深的就是選修後來成為我的指導教授的Prof. Leonard所開授的「計算流體力學」課程。課堂中老師神奇的只畫龍點睛式的介紹每一個數值方法的概念及精髓,起個頭然後拋下幾篇相關的期刊論文,就讓學生寫作業去了。因為是進階的課程,老師認為學生應有能力自己讀懂這些論文,也已有相關流體力學基礎,自己要能建構出完整的數值方法、程式撰寫及結果討論。

換言之,學生要來修這個課,自己要先有充分準備,老師不幫忙複習相關知識,也不會一步一步詳細推導數學式子。這個體認恐怕是臺灣學生最欠缺的,總常聽學校老師們提起即使是進階課程也沒法教得很深入,因為同學們這個忘記了、那個沒學過,處處仰賴老師幫他們複習,幫他們補充,也仰賴老師詳細在黑板上進行數學推導。其實讀書是自己的事,應該自我負責,也是要自己深入去體驗所有的學習過程,才能一步一步紮下自己的底子,我在Caltech徹底領悟到這一點。

不管在台灣還是美國,我的求學都算順利,但我人生的挫折,卻從回台大任教開始。

由於一路走來我偏愛基礎理論研究,加州理工學院也以不食人間煙火出名,原理的釐清十分重視,步步要求嚴謹。回國初期,國內正迷失在期刊論文的數量中,無論是計畫申請或升等,極端重視發表了多少篇期刊論文,重量不重質的結果是,原該一份完整的研究論文會被硬生生拆成數篇內容相似性很高的論文來發表,或是學者間彼此相互掛名。

新興研究領域如雨後春筍般冒出,也使得從事傳統熱流科學研究的我吸引不了學生。我開的課程堂堂爆滿,卻少有研究生選擇我擔任指導教授。幾經掙扎,我也曾想掛冠離去,最終仍因對學術的熱愛而決定留下。

留下要生存則必須調整,我選擇轉換跑道,踏進奈米熱傳的研究領域,至於論文數量只能盡力而為,品質總是要顧的,不曾參與的研究當然也不能掛名,君子有所為有所不為。所幸這樣的努力與堅持最後終於得到肯定,學術風氣也逐漸修正,我也順利完成教授升等。這次的危機反而成了轉機,讓我的研究領域擴展了,視野逐漸打開,更有自信去接受新的挑戰。

近年來又面臨另一個危機,學術圈內氛圍愈來愈重視實務應用,對基礎科學的支持愈來愈低,學生的數學程度也愈來愈差,我再度陷入瓶頸中。不過,這次我只微調自己,省思自己已貢獻的、還能貢獻的,一方面開授新課程,把這些年的研究知識與心得傳授下去,另一方面花更多心思了解臺灣目前的產業,試圖透過產學合作與專業審查提供微薄的幫助。對於學生,我只能試著遊說他們要改變,說服他們,就算是實務應用也不要滿足於知其然卻不知其所以然,數學該加強就應加強,各個研究領域總要有人、也總會有人願意投入。

一路走來也曾風雨也曾晴,能堅持下去的主因仍是最初對機械知識的熱愛。如果說要給現在的小學妹選科系建議,我還是說:「選你喜歡的就對了!」因為這是你自己的人生因為你喜歡,所以別人就算不認同的,你依然可以樂在其中而能讓你樂在其中的事,必定也是你擅長的事。因為只有挫折、沒有成就感的事,是不太可能讓人可以樂在其中的。至於熱門不熱門、就業市場的問題,我始終相信行行出狀元,也相信在每一行的金字塔裡,總能找到自己能接受又快樂的位置。當你有興趣、有熱情、有付出時,一路上總會留下印記,決不會留白。

作者:黃美嬌 ( 臺灣大學機械系教授 )

學經歷:
美國加州理工學院機械所碩士、博士 / 臺灣大學機械工程學系畢


責任編輯 : 王文娟

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