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只為了測量震動,他搭了202趟高鐵

15歲的高鐵科學家 吳承儒

柯曉翔
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柯曉翔

2012-06-28

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只為了測量震動,他搭了202趟高鐵
 

本文出自 2012 / 7月號雜誌 當醫生愈來愈少,台灣的病人誰來醫?

為了一件事、一個好奇、或一個夢想,持續每天清晨5點起床──你做得到嗎?

新北市南山中學國中部學生吳承儒今年15歲,6月剛考完基測,也參加完學校的畢業典禮,正式和國中生活告別。去年10月,當他的同學們正在為基測苦讀時,吳承儒心中卻有個更大的目標:台灣國際科展。為了測量高鐵的差異沉陷,他利用每週假日、學校舉辦校慶等時間,大半個月都在高鐵上度過。

為研究 1個月搭152趟高鐵

清晨5點起床後,吳承儒背起筆電、GPS定位系統和筆記本,爸爸吳育昌也睡眼惺忪地陪同出門。出門前,媽媽張夙貞總為父子倆塞上兩罐咖啡提神。「嗨,你們又來了,」一位站務人員向父子倆招手。從駕駛、服務小姐、保全到列車長,都認識這位高鐵上的小科學家。第一次交談時,有站務人員問吳承儒一堆問題:「你在幹嘛?你是高中生嗎?大學生還是研究生?是哪家公司派來的?」

「我有這麼老嗎?」吳承儒笑著回答。「他瘦了6公斤,一整年操勞很多。要是我,早放棄了,」媽媽張夙貞很不捨兒子的辛苦。光去年10月一個月,吳承儒就搭了152次高鐵。早餐和午餐都在高鐵解決,回到家已經晚上7、8點,要繼續分析當天蒐集到的數據,也得為了準備基測而K書。

因為做科展而沒有寫的考卷,早已堆成一座小山。老師半開玩笑地對他說:「你如果因科展保送高中,我就把這些考卷燒了;如果沒有保送,就回來寫完。」終於,今年2月,吳承儒以「高速鐵路差異沉陷的新測量方法」,獲得台灣國際科學展覽地球科學科二等獎,也是最年輕的得獎者。

上網找到方法 用筆電量震波

會投入這個研究,是兩年前陪著爸爸出差時,搭高鐵時感受到晃動,引發實驗靈感。兩年下來,讓他儼然成為高鐵專家。他的研究發現,高鐵經過苗栗和雲林路段,確實有差異沉陷,但還在安全值內,不像媒體報導那般嚴重。「每個人都可以用自己的方法測量差異沉陷,不需仰賴或盡信政府、媒體與高鐵提供的資訊,」他說。

兩年過程中,小小年紀的他就展露研究精神。當初在網路上搜尋英文老師Iris的名字,意外發現國外網站IRIS(Incorporated Research Institutions for Seismology)提及,可以利用裝在筆電的加速度感測器測量地震震波,讓當時苦苦找不到測量高鐵方法的他,靈光乍現。

吳承儒在筆電裝設加速感測器後,再灌入軟體QCN(測量地震的程式),打算行經高鐵路段時,即刻測量與擷取數據。為了方便測量,他自己設計了一個架子,去五金行請老闆幫忙裝架。老闆看他年紀小,只收他工本費,但篤信宗教的老闆有個附加條件:「你每週三要來這裡,聽我傳道一個小時。」他還真的履行承諾,連續聽了好幾個禮拜,最後才因太忙碌而中斷。

用傅立葉分析 奪科展二等獎

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在過程中他其實不斷遇到挫折。2011年,雖然拿下全國中小學科展國中組地球科學第一名,但評審認為,數據仍存在一些雜訊,可進行更精密的訊號分析。吳承儒再度上網蒐尋資料,也翻閱書籍,但數據仍然不對勁,代表自己了解得不夠通徹。

他上網找到台灣大學課程網,發現台大地質系正要上應用數學,會講到訊號分析所需的「傅立葉分析」。不知道哪來的勇氣,吳承儒每週一個早上,向南山中學請假,固定去台大報到旁聽,和大學生一起上了一學期的課,連課堂習題也跟著做。最後一堂課,他煞有其事對大學生報告他的高鐵差異沉陷研究。

加入了傅立葉分析,他的報告脫胎換骨,展現更為成熟的研究高度。今年2月,一舉奪下台灣國際科學展覽二等獎。吳承儒的故事在多數台灣人還不太清楚時,就被台灣Google發現,以他為主角,拍成「Google搜尋故事」廣告。影片於今年5月16日放上YouTube,短短一個多月,吸引25萬9000多人次點閱,也引發網友熱烈迴響。

許多網友為他喝采,稱讚他小小年紀就擁有令人欽佩的研究精神和熱情;但也有不少網友把焦點集中在「為了做研究,向爸爸借貸15萬」,奚落他一定有個富爸爸,才能有如此成績。

不補習、買車 省出研究經費

走進吳承儒位於新北市永和區的家裡,事實上,他的家境並不如網友預期般富裕。頭頂的天花板有些斑駁脫落,排行老大的他和弟弟共用一間房間。家裡沒有汽車,電視也沒裝第四台。書籍倒是多到數不清,書櫃堆不夠,地上直接堆起兩、三疊。問起《量子力學》和《微積分》是誰在看的?答案十分嚇人,竟是吳承儒。

兩年來參加全市、全國和國際科展的全部花費,包括買筆電、材料費與202次高鐵車票等加總,約15萬。但是吳承儒決定參加科展的第一天,父母就開宗明義:這是你的科展,所有的花費要自己想辦法處理。參加全市和全國科展時,還有兩個同學是研究伙伴,三人把壓歲錢全掏出來,多數貢獻在高鐵車票上。據媒體報導,高鐵行經苗栗、雲林路段有地層下陷的問題,他們集中測量雲林路段的差異沉陷。為了省錢,一大早搭6點半的台鐵到台中,再轉乘高鐵。

最後一個階段,吳承儒隻身一人參加國際科展,把研究焦點放在高鐵苗栗路段,買爸爸和自己的高鐵月票兩張,又投下5萬元。最終,學校補助經費加上比賽獎金,補了6萬元。提起網友的留言「可惜我家沒有錢,我做不到,」媽媽張夙貞語調不禁高昂起來,15年來沒有第四台、沒有汽車的燃料稅和牌照稅,再加上沒有三個小孩的補習費,可以累積多少錢!「圖書館和網路免費資源這麼多,沒有什麼做不到,」她說。

自己追尋答案 才是科展精神

這個15歲的中學生,講起話來已像個小大人。曾經瘦了六公斤,曾為了銀兩和分析數據煩惱,甚至去年10月,新竹強勁的九降風,還把他記載數據的紀錄紙,吹落高鐵軌道,出動站務人員幫忙用夾子拾撿。在他的國中生活裡,吳承儒學到比基測更重要的事。他把一般同學補習、休閒玩樂的時間,統統拿來投注在科展。

「在他身上,我看到堅持很重要。當大人都沒辦法堅持的事情,他還願意這麼做,我們更應該要支持他,」張夙貞說。得到國際科展二等獎的那天,吳承儒接受平面媒體訪問時,直率地說:「自己的假設經過實驗得到驗證,最爽了。」爸爸聽在耳裡,想著兒子這兩年的成長,能體會做實驗的樂趣,一切已足夠。

「16年來,只遇過這樣一個孩子,」吳承儒的科展指導老師莊貴冠擁有豐富指導科展的經驗,他說,台灣的中小學絕大部分科展,老師的主導成分很高,有時遇到研究瓶頸,也多是老師幫忙解決,「承儒很執著,自己主導,自己發現問題與找尋答案,這才是真正落實科展的精神。」

今年基測寫作測驗題目是「影響生活的一項發明」,吳承儒寫下,火藥源於煉丹術,經由蒙古西征傳入歐洲,造成封建制度的崩潰;火藥用於現代,開炸隧道以便利人類生活……。 對吳承儒而言,他發明的「高速鐵路差異沉陷的新測量方法」,改變了自己的生活,也給予在現行教育體制下的學生、父母與老師許多啟發。畢竟,我們當中誰會堅持每天清晨5點起床,只為了一個答案?

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