你的題目有BUG！從科學測驗談科學思考

在火星上的一般環境下，沒辦法做到哪件事呢？
A.點燃一根火柴
B.讓紙飛機飛起來

當時設計的答案是B，我必須先自打臉的說，這題目是有bug的…但拜託請不要因此把這篇文章當廢文，因為我們可以藉此探討別的問題！

先談一下B選項的正確性，一般讓飛機飛行、滑翔的兩項物理參數就取決於「施加的外力造成的初速度」以及「白努力定律」。畢竟火星有很稀薄的大氣，依據理論只要有適合的初速就能提供足夠的升力可以飛行，如果是考慮稀薄的大氣，在地球上只要夠高，就可以模擬火星地表大氣對飛機的影響，而NASA也正利用此方式來開發在火星上飛行的飛機。

然而這選項討厭之處在於它是個極度「故意」的選項，故意不提最重要的幾個關鍵：「是人丟紙飛機，還是用特殊機器來射紙飛機，又或者是外星人丟紙飛機？」「飛機的材質、形狀與做法」，在缺乏這些資訊的情況下，我們只能推測：好吧，既然理論上可行，就當作它可行吧！但實務上能不能做出適當能用手丟出即可飛行(滑翔)的飛機。(註：這邊暫且把飛機飛起來當作飛行，不然根本不存在不用動力又能自行飛行的紙飛機…)

至於A選項，那真的是我完全沒有考量到的…我忘了最基本的問題，只要有適合的強氧化劑或是化學物質提供氧氣，就可以燃燒，而火柴頭的氯酸鉀(KCLO₃)就是提供初期點燃的主要來源。所以足要有火柴盒旁邊得紅磷，然後有足夠摩擦產生的熱，理論上要燒完火柴頭的成分似乎沒什麼問題。(感謝pansci的讀者大大們在臉書留言提供的資訊)只是要繼續燒到木柴就沒辦法了，畢竟缺乏氧氣，這也是原來題目設計時的設想。

點燃瞬間的火柴，維基百科共享資源，原作者Sebastian Ritter (Rise0011)

可能發生，也可能不會發生？

所以A、B都不對嗎？其實說不對，好像也對。哇勒…等等！為什麼又變成都是對的神邏輯？

做過實驗都會知道，要真正實做加上可重覆性的驗證，才能說某件事情是科學事實，然而一來我們還沒有人拿著火柴和紙飛機登陸火星，怎麼可以說「在火星可以做到哪件事」，基於這個理由，我們若要把一件事情或一個題目講得很符合科學性原則，就得要把上面的題目改成這樣：

「若只考慮目前已知火星表面的氣體組成成分，下列哪一件事情是『理論上較不可行』的？」

A. 在火星上只靠打火機來點火

B. 設計一台可以在火星飛行的飛機

可能這還是會有一點bug，但就可以把事情聚焦在「火星仍有稀薄的大氣，但是缺乏氧氣不易點火」這件事上。只是，大多情況只要越顧及科學，就越囉哆或是越沒有趣味性，甚至連中文也越來越拗口…

科學問題的設計難處

先前在泛科知識節上聊科學教育時提到了一件事：學生在寫考卷做答時，有考量到題目中各種「限制」的意義嗎？，例如：

「常溫常壓下…」

「且不與容器內液體發生反應…」

「不考慮天氣因素…」

「假設過程中熱量未散失…」

這些限制某程度是讓題目裡的數學更好算、讓選項的設計更有誘答或是更加沒有其它的科學疑慮，許多大型考試的出題者多半都會用這些方式避開解答的爭議性。不過有趣的是多數的答題者(學生)經過常時間的訓練(模擬考試)，對於這些用詞已經本能性、反射性的過濾，回想筆者自己過去考試的經驗，也是如此。

多數時候我們不會去在意「過程」，只注重「結果」，這也不是說只想著答案的或相信答案人就不科學，畢竟我們從小到大遇到的測驗題、升學考試早已形塑了我們遇到選擇題會習慣思考「尋找一個正解」的習慣。而包括像天天問裡的題目也暗指著每一題都只有一個答案，當我們的答案與公告正解有出入時，才會去思考「為什麼答案是這樣？」進而回去思索答案的過程。整體脈絡看起來，當答案與公告正解有出入，或是質疑問題的合理性時，進而主動追尋真理所得到的知識，相對的更能烙印人心。

「發現問題」的可貴

在某些時候，我們會忽略一些自己覺得是「理所當然」的事，譬如把「燃燒是需要氧氣」當作常識，便忘了廣義的燃燒就是「氧化還原」反應。相信很多人會像我想的一樣「對厚，氧化劑甚至不一定要有氧，只要得失電子符合定律就好了嘛！」這時就會發現，原來把科學套用在各種生活與陌生的情境時，自身的直覺也經常會帶領我們走向錯誤的道路。努力想著火星上的情況，而忽略了其本的理化知識，就造就了這個錯誤；這時無論是沒有人糾正，或是沒有願意修正的思維，往往就會阻礙科學的進展。好在從科學史上來看，多數的理論還是禁得起考驗，「發現問題」與「求真求實」也讓人類的科學知識不斷向前推進。

「好啦屁話這麼多，你就大方承認自己沒出好題目吧！」

是的，我出錯了。不過我也順便複習了我曾經重修還是不擅長的化學，幸好在科學上，正面的承認並面對錯誤，也是可以正向看待的事？

參考資料&延伸閱讀