前言：洞穴裡的畫家與未來領袖的培育
人是獨特的生物，在古老的年代，就做一些令人費解的事。
例如，在亞洲的古老洞穴裡，或是在歐洲懸崖的深洞裡，或美洲深邃的山穴裡。長年幽暗，見不到陽光的地方，總有人在洞穴的石壁上畫下動物的圖畫：幾隻奔跑的鹿、幾頭牛、幾匹馬或幾條狗等。
他們繪出的畫作是那麼工筆，所用的色澤是那麼豐富，所勾勒的線條是那麼流暢，顯然這不是毫無意義的塗鴉，而是在表達與其他生物之間某種微妙的連繫。
文明的產生、文字的使用與口述的歷史，都可以看到人們依然在關心大自然。
埃及法老的金字塔裡放著植物的種子，希臘時代的哲學家在討論動物學，羅馬時代的觀察家有鯨魚的紀錄，中國人用動、植物的形象造字。他們不祇知道耕種的作物、畜牧的動物，而且了解動、植物，並賦予更多的解釋。
中古世紀的科學思索
中古世紀時期，雖然有許多瘟疫、戰爭，但是人類對於動、植物的認識愈來愈多，進而帶動農業耕種技術的進步。
他們知道用豆科植物與小麥輪種，使土地更肥沃；知道由植物取得更多的治療藥物，由動物取得更多的肉食與奶品等，這些知識的累積，大多是在修道院裡。
到了十三世紀初期，孕育了大學的產生，巴黎大學、牛津大學、劍橋大學等相繼成立。大學圍牆裡的學者，仍像古代洞穴裡的畫家，研究瞭解大自然的動、植物，並留下紀錄。
十四、十五世紀是航海探險的時代，了解更多的未知之地，發現了更多未知的動、植物，促進了人類對未知大自然的探索。
十六世紀，實證科學興起，哥白尼(Nicolaus Copernicus，一四七三～一五四三)、伽利略(Galileo Galilei，一五六四～一六四二)、刻普勒(Johannes Kepler，一五七一～一六三○)等人，將自然科學與數學結合，發現這個大自然存在著基本的法則，是歷久不衰的，比所有的王國更久遠，比最有權力的君王更影響人的生活。
十七世紀牛頓(Isaac Newton，一六四二～一七二七)將物理與微積分結合，發現萬有引力定律；波義耳(Robert Boyle，一六二七～一六九一)以氣體體積與壓力的變化率，解釋原子的存在；約翰．雷(John Ray，一六二七～一七○五)以生物的外型特徵去分類動植物，這些傑出的科學家組成「英國皇家科學會」，並定期討論，發表研究。
這種自發性的學術組織，與科學家對於真理追求的認知，使十七世紀成為歷史上科學最蓬勃發展的時期。
近代工程的起源
十八世紀，道爾頓(John Dalton，一七六六～一八四四)、亞佛加厥(Amedeo Avogadro，一七七六～一八五六)、拉瓦錫(Antoine Lavoisier，一七四三～一七九四)的研究，使「化學」逐漸脫離物理，成為獨立的學科。在林奈(Carl Linnaeus，一七○七～一七七八)的研究基礎上，「生物」自傳統的醫學領域獨立出來。
科學與技術的結合，帶來工業革命，人類對能量的控制與機械操作，帶來從史未有的快速生產力，「機械工程學」趁此而生。一八二○年，在泰爾福德(Thomas Telford，一七五七～一八三四)的努力下，開始有「土木工程學」；一八三一年，法拉第(Michael Faraday，一七九一～一八六七)發現電磁感應，開啟了「電機工程學」；一八五四年，柏琴(William Henry Perkin，一八三八～一九○七)自煤炭中提煉染料，開啟了「化學工程學」。
這四大工程不斷的發展，使人更有效力地獲得大自然的資源。
十九世紀是知識爆炸的開始，各學科分得更細，科學家與工程師愈來愈侷限在一個狹窄的領域，很少有人能夠橫跨不同的學術領域，去思考問題。
但是大自然是一體的，就像是個完整的蛋糕，科學家與工程師不過是自蛋糕上切了一小塊，進行更深入的研究，愈來愈難以窺其全貌。
工程的誤用
科學與工程的成就，使人的自我驕傲逐漸膨脹，到十九世紀中期，許多人相信「人定勝天」、「科學萬能」，前途似乎一片光明。科學家委身高能物理、核子工程、農藥合成、高樓結構、大壩工程等，大自然是拿來利用與掌握的資源，人們漸漸忘了，起初在洞穴裡畫動、植物的精神。
二十世紀，二次的世界大戰，千萬人死亡，億萬人流離失所。在人類歷史上從來沒有發生過如此重大的殺戮，引發人思索人類到底出了什麼問題，科學的成就究竟給人帶來什麼祝福？
有人主張應該回歸自然、生活簡樸，讓人的心靈重獲舒緩；也有人認為要加緊建設、增加生產，將人類帶離戰後的破敗。這兩種看法成為二十世紀中期，生態環境保護與工程建設間矛盾的基點。
二十世紀末期，是個「解構的時代」。後現代主義興起，舊式的學術藩籬受到考驗，產生了更多的切割，更多的衝突，與更多群眾的對立與抗爭。
但是，仍然有人在那全然黑暗、未知的領域裡，點燃了一點點的光；或是在冰冷的牆上畫下動、植物，期待人類與野生動、植物一起快樂、和諧地共存。
二○一一年，我在台灣大學開授「生態工程導論」，有二百六十個學生來上課，學生給這門課很高的評價，學校也作為第一屆「開放式課程」(Open Course Ware)的課。二○一二年我開第二次，二百七十個學生來上課。學校給這門通識課程教學優良獎。
我相信科系的教育，是培養專業的人才；通識的教育，是培養未來的領袖人才。培養領袖本來就需要更嚴格的要求，為有心受裝備的學生而教，嚴格的好處在讓他們知道自己的極限而謙卑。可惜，我的年紀已大，體力大不如前，無法陪學生走太遠的路。
二○一三年，二百九十個學生來上課，這門課每次上課學生都要寫「隨堂心得」，等於每堂點名。課後交習題，還有三次超過二千字的心得，三次風雨無阻的野外導覽，以及一次期末大報告。許多學生稱此為「台灣大學最重的通識課」，並戲稱此課與我開的其他課為「張文亮學程」，一路挑戰上來。原來有那麼多學生願意，與一個老師，將課堂當成洞穴來塗鴉。
人是獨特的生物，在古老的年代，就做一些令人費解的事。
例如，在亞洲的古老洞穴裡，或是在歐洲懸崖的深洞裡，或美洲深邃的山穴裡。長年幽暗，見不到陽光的地方，總有人在洞穴的石壁上畫下動物的圖畫：幾隻奔跑的鹿、幾頭牛、幾匹馬或幾條狗等。
他們繪出的畫作是那麼工筆，所用的色澤是那麼豐富，所勾勒的線條是那麼流暢，顯然這不是毫無意義的塗鴉，而是在表達與其他生物之間某種微妙的連繫。
文明的產生、文字的使用與口述的歷史，都可以看到人們依然在關心大自然。
埃及法老的金字塔裡放著植物的種子，希臘時代的哲學家在討論動物學，羅馬時代的觀察家有鯨魚的紀錄，中國人用動、植物的形象造字。他們不祇知道耕種的作物、畜牧的動物，而且了解動、植物，並賦予更多的解釋。
中古世紀的科學思索
中古世紀時期，雖然有許多瘟疫、戰爭，但是人類對於動、植物的認識愈來愈多，進而帶動農業耕種技術的進步。
他們知道用豆科植物與小麥輪種，使土地更肥沃；知道由植物取得更多的治療藥物，由動物取得更多的肉食與奶品等，這些知識的累積，大多是在修道院裡。
到了十三世紀初期，孕育了大學的產生，巴黎大學、牛津大學、劍橋大學等相繼成立。大學圍牆裡的學者，仍像古代洞穴裡的畫家，研究瞭解大自然的動、植物，並留下紀錄。
十四、十五世紀是航海探險的時代，了解更多的未知之地，發現了更多未知的動、植物，促進了人類對未知大自然的探索。
十六世紀，實證科學興起，哥白尼(Nicolaus Copernicus，一四七三～一五四三)、伽利略(Galileo Galilei，一五六四～一六四二)、刻普勒(Johannes Kepler，一五七一～一六三○)等人，將自然科學與數學結合，發現這個大自然存在著基本的法則，是歷久不衰的，比所有的王國更久遠，比最有權力的君王更影響人的生活。
十七世紀牛頓(Isaac Newton，一六四二～一七二七)將物理與微積分結合，發現萬有引力定律；波義耳(Robert Boyle，一六二七～一六九一)以氣體體積與壓力的變化率，解釋原子的存在；約翰．雷(John Ray，一六二七～一七○五)以生物的外型特徵去分類動植物，這些傑出的科學家組成「英國皇家科學會」，並定期討論，發表研究。
這種自發性的學術組織，與科學家對於真理追求的認知，使十七世紀成為歷史上科學最蓬勃發展的時期。
近代工程的起源
十八世紀，道爾頓(John Dalton，一七六六～一八四四)、亞佛加厥(Amedeo Avogadro，一七七六～一八五六)、拉瓦錫(Antoine Lavoisier，一七四三～一七九四)的研究，使「化學」逐漸脫離物理，成為獨立的學科。在林奈(Carl Linnaeus，一七○七～一七七八)的研究基礎上，「生物」自傳統的醫學領域獨立出來。
科學與技術的結合，帶來工業革命，人類對能量的控制與機械操作，帶來從史未有的快速生產力，「機械工程學」趁此而生。一八二○年，在泰爾福德(Thomas Telford，一七五七～一八三四)的努力下，開始有「土木工程學」；一八三一年，法拉第(Michael Faraday，一七九一～一八六七)發現電磁感應，開啟了「電機工程學」；一八五四年，柏琴(William Henry Perkin，一八三八～一九○七)自煤炭中提煉染料，開啟了「化學工程學」。
這四大工程不斷的發展，使人更有效力地獲得大自然的資源。
十九世紀是知識爆炸的開始，各學科分得更細，科學家與工程師愈來愈侷限在一個狹窄的領域，很少有人能夠橫跨不同的學術領域，去思考問題。
但是大自然是一體的，就像是個完整的蛋糕，科學家與工程師不過是自蛋糕上切了一小塊，進行更深入的研究，愈來愈難以窺其全貌。
工程的誤用
科學與工程的成就，使人的自我驕傲逐漸膨脹，到十九世紀中期，許多人相信「人定勝天」、「科學萬能」，前途似乎一片光明。科學家委身高能物理、核子工程、農藥合成、高樓結構、大壩工程等，大自然是拿來利用與掌握的資源，人們漸漸忘了，起初在洞穴裡畫動、植物的精神。
二十世紀，二次的世界大戰，千萬人死亡，億萬人流離失所。在人類歷史上從來沒有發生過如此重大的殺戮，引發人思索人類到底出了什麼問題，科學的成就究竟給人帶來什麼祝福？
有人主張應該回歸自然、生活簡樸，讓人的心靈重獲舒緩；也有人認為要加緊建設、增加生產，將人類帶離戰後的破敗。這兩種看法成為二十世紀中期，生態環境保護與工程建設間矛盾的基點。
二十世紀末期，是個「解構的時代」。後現代主義興起，舊式的學術藩籬受到考驗，產生了更多的切割，更多的衝突，與更多群眾的對立與抗爭。
但是，仍然有人在那全然黑暗、未知的領域裡，點燃了一點點的光；或是在冰冷的牆上畫下動、植物，期待人類與野生動、植物一起快樂、和諧地共存。
二○一一年，我在台灣大學開授「生態工程導論」，有二百六十個學生來上課，學生給這門課很高的評價，學校也作為第一屆「開放式課程」(Open Course Ware)的課。二○一二年我開第二次，二百七十個學生來上課。學校給這門通識課程教學優良獎。
我相信科系的教育，是培養專業的人才；通識的教育，是培養未來的領袖人才。培養領袖本來就需要更嚴格的要求，為有心受裝備的學生而教，嚴格的好處在讓他們知道自己的極限而謙卑。可惜，我的年紀已大，體力大不如前，無法陪學生走太遠的路。
二○一三年，二百九十個學生來上課，這門課每次上課學生都要寫「隨堂心得」，等於每堂點名。課後交習題，還有三次超過二千字的心得，三次風雨無阻的野外導覽，以及一次期末大報告。許多學生稱此為「台灣大學最重的通識課」，並戲稱此課與我開的其他課為「張文亮學程」，一路挑戰上來。原來有那麼多學生願意，與一個老師，將課堂當成洞穴來塗鴉。
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