身為一名訓練師，你真的了解你的寶貝們嗎？寶可夢圖鑑讀熟了沒？

其實圖鑑告訴你的比想像中的還多喔！每個星期周末跟著 R 編一起來上一門訓練師的科學課吧！來跟大家分析這些寶可夢們是如何使用科學力來戰鬥的。

這次我將一次討論一整個家族，因為他們不靠什麼複雜的花招如沙塵暴、智商、挖洞，是一群用肌肉說話的寶可夢，單純用力氣告訴你他們多強。

 我要打 100 個  #66 腕力

腕力的圖鑑中，針對他傲人的力氣的介紹大概有三種（註1）。

「他可以把隆隆岩輕鬆地舉起來，反覆練習」（水晶、藍寶石、鑽石）

隆隆岩體重有 105 公斤，而人類的職業舉重選手最高紀錄幾乎全是100公斤起跳（註2），如果你這樣就覺得腕力沒什麼特別的，那你就錯了？ 

腕力體重 19.5 公斤，隆隆岩體重 105 公斤，兩者重量相差了 5.4 倍之多。一個正常人類別說舉起，能夠扛著比自身重 2 倍的東西就已經非常了不起了，但腕力的情況差不多等於一個 70 公斤的人類有辦法舉起兩台重型機車。重點是這還不是使出吃奶的力氣的情況下，圖鑑中很明白的說明這件事對腕力而言再輕鬆不過了。比較有趣的是隆隆岩基本上比腕力高出一個頭（前者身高 1 公尺，後者 80 公分），所以腕力將隆隆岩抬起來就好像是藝人納豆把白雲抬起來一樣的概念，真是賞心悅目啊（註3）。

至於在綠寶石版的介紹，腕力稍微換了另一種方式……

「腕力能夠輕鬆地讓一位相撲選手坐在他的肩膀上」（綠寶石）

相撲選手的體重從 90 公斤出頭到 200 多公斤都有，平均差不多是150公斤，儘管用肩膀背是一個比用手抓更好承受重物的方式，但如果人類還想要移動或者不受傷的話，這個重量還是不能超過自身體重的 2~3 倍。

另外一個腕力的豐功偉業是腕力

「有辦法與 100 個成年人角力並把他們扔出去」。（紅寶石、火紅、終極紅寶石）

如果以台灣來講，成年男性平均體重差不多是 70 公斤，而女性為 58 公斤，總體平均是 64 公斤。如果這 100 個倒楣的傢伙男女各半，那麼腕力就是有辦法使出超過 6.4 公噸的力氣，換句話說就是把 6 台小客車丟出去。我們不知道學齡前兒童體型的腕力是如何把 100 個人扔出去的，很明顯的他沒有足夠表面積，或許這 100 個人全部被塞在漁網裡之類的，所以別看這傢伙體型小就欺負他喔！

差點被腕力比下去 #67 豪力

進化之後，豪力莫名其妙多了一個腰帶，圖鑑都說那個腰帶是穿上去的，以壓抑豪力誇張的力量，想也知道腰帶不會莫名其妙從身上長出來，所以每一隻腕力進化成豪力之後，都會有一個專人去幫他們穿上腰帶，我猜這大概是全世界最危險的工作之一。（註4）

豪力與腕力一樣與相撲選手有過節，這次他是

「能用一隻手指頭就舉起一名相撲選手。」（紅寶石）

這裡開始我們應該就沒有人類數據做比較了，畢竟奧運沒有……等一下，金氏世界紀錄竟然有！！

2012 年，一名亞美尼亞的男子用他的右手中指舉起了 121 公斤的重物，創下金氏世界紀錄（註5）。不只是這位人士的手指，最令我震驚的是這數字竟然與相撲平均體重（150 公斤）相差並不大，而且這已經是相當於一些輕量級相撲的重量了，所以豪力能夠辦到應該是一點都不奇怪。如果豪力每一根手指都能舉起一位 150 公斤的相撲選手，那麼他的 10 隻手指頭就能舉起 10 位相撲，整體重量差不多 1.5 公噸……

等等！如果這就是豪力的全力的話，根本連腕力能舉起重量（6.4 公噸）的 25% 都不到，還虧你是進化型咧！

不過幸好豪力還有第二招，就是他「能單手能舉起一台垃圾車。」（珍珠）

垃圾車從街頭巷尾的基本款，到負責工業區垃圾匯集的大貨卡都有，彼此重量大相逕庭。最多的我找到的可以重達 60 公噸，最少都有 19 公噸，而一般大家看到的那種差不多是 20 公噸級的垃圾車，所以如果豪力一隻手能舉起一台垃圾車，兩隻手不就能舉起超過 40 公噸！？這下子面子全都保住了不是嗎？幹嘛還花力氣去舉相撲選手，就算一台垃圾車裡坐了 100 個相撲選手，豪力應該還是能很輕鬆的用雙手舉起來啊！

吃我的飛彈拳 #68 怪力

而身為最終進化版的怪力有比較厲害嗎？當然是有，而且還是誇張很多。（註6）

根據圖鑑介紹，怪力能「把對手打飛（扔出）到地平線彼端」（紅、藍、銀、藍寶石、葉綠、魂銀、Y、史原藍寶石、太陽）

假如怪力身處於一望無際的大草原上，根據商高定理和地球半徑，他所看見的地平線應該距離自己 4.5 公里遠。如果他的對手有 70 公斤（如果我只有 70 公斤的話我不會去找怪力麻煩），並且拳頭接觸的身體的時間有 1 秒鐘，那麼要將他從靜止不動送到地平線，拳頭接觸時需要有每秒 9 公里的加速度。

這個倒楣的人類會受到 63 萬牛頓的撞擊，承受 28.35 億焦耳的能量，這種力量足以將 2 公噸的鋼鐵融化，相當於一枚戰斧巡弋飛彈在你身上爆炸一樣。我相信這人類不用到地平線，大概到半空中就變一團血霧了。而且這還是在平飛的情況下，如果怪力想要一個完美的拋物線的話，他還需要使用出更大的力量（註7）。

如果我們額外考慮他的另一個圖鑑介紹，那麼怪力根本就是一個不折不扣的人間凶器：

「出拳速度快如閃電，可以在兩秒內出 1000 拳。」（火紅、鑽石、Ｘ）

根據《空想科學讀本：大咖對決誰比較厲害》，以出拳速度知名的《北斗神拳》主角拳四郎在 1 秒內能出 45 拳，而這已經凌駕於正常人類拳擊手好幾倍了。但是怪力是以他 11 倍的速度出拳，1 秒內能出 500 拳，而且如果每一拳都有把人打飛到地平線的程度的話，那這位人兄豈不是在 1 秒內受到的 500 枚巡弋飛彈的轟炸嗎？綜觀歷史大概沒有一個場世界大戰有如此密集的飛彈雨了吧！這下子別說飛出去了，瞬間這位大哥就化成灰塵，四散在荒涼的草原中……

這樣在怪力身上綁一個腰帶哪裡夠啊！要把他全身綁滿滿才對，不然那一天怪力和他的訓練家獲得了聯賽冠軍，興奮地互相擊掌，那位冠軍不就…….。所以各位千萬不要跟這三隻任何一個起爭議，犯錯了就道歉，不要拿自己的生命開玩笑喔~

註解：

1. 其他的介紹如「他的肌肉特殊，永遠不會累」、「會自己一個跑進深山訓練」、「會去練習每一種武術」…..之類的。比較有趣的是他身高 80 公分，體重 20 公斤嬰兒般的體型，如果是人類的話在 2 歲左右就有 80 公分了，但體重只有腕力的一半出頭，果然有鍛鍊有差。
2. 基本上全部的男性紀錄，從 56 公斤級開始不管是捉舉或挺舉全是 100 公斤起跳；而女性只有最輕量級 48 公斤的抓舉世界紀錄不到 100 公斤，綜觀全部的紀錄，都在自己體重的 2 倍左右。
3. 如果我們再針對白金版的介紹：「腕力可以把成群的小拳石丟出去」做一下運算的話，一隻小拳石 20 公斤，所以一隻腕力有辦法舉起 5 隻以上的小拳石；但是如果我們用後面的 6.4 公噸來計算的話，腕力變成可以把 320 隻小拳石丟出去，雖然不知道丟這麼多小拳石要幹嘛，但小心不要砸到人好嗎？
4. 豪力的介紹基本上圍繞著他的腰帶，和他很願意幫人類做粗活。我說難道他們沒想過要把腰帶拿下來嗎？還是說這又是人類某個邪惡的發明？
5. 有關手指的金氏世界紀錄還包括另一名亞美尼亞人用他的「小指」吊起 110 公斤創下紀錄、一名英國人以單指做了 124 下伏地挺身、一名中國人以 4 指倒立 19.23 秒……等，多達 106 個與手指有關的世界紀錄，看來世界上有許多人在朝練成「指槍」邁進，小心 CP9 在你身邊。
6. 除了這裡提到的介紹外，怪力還有黃版的「單手可以移動一座山」，但我們不知道是什麼山，畢竟月世界和太魯閣的地形相差有夠多的；月亮版的「輕鬆地抬起垃圾車」，我說這已經沒什麼了不起了，豪力都笑了；其他如「四隻手可以從各種角度攻擊」、「這是學習各種武術之後的成果」……等。R 編自己有練一些國術，雖然我沒長出 4 隻手，但我敢說怪力一定沒有練習踢技，大家試著切他下盤。
7. 如果怪力選擇往上打的話會怎樣呢？Space X 的獵鷹 9 號 v1.1 火箭推力為 825 千牛頓，而怪力的一拳還有這個數字的 7 成左右，所以可想而知如果怪力多打幾拳，這位受害者可能就變人造衛星繞著地球打轉了。

參考資料：

1. Pokemon Database
2. 金氏世界紀錄
3. 《空想科學讀本：大咖對決誰比較厲害》P44~46
4. Titan Recycle and Trash
5. 維基百科 （能量數量級、炸藥當量、火箭推力、舉重紀錄、相撲）
6. 衛服部國人平均體重

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位。

• 採訪撰文｜郭雅欣、簡克志
• 美術設計｜林洵安、蔡宛潔

在學術與搖滾的多重維度上行走

還記得美劇《The Big Bang Theory》嗎？劇中常常出現的物理名詞「弦論」，是描述物理世界基本結構的理論。中央研究院「研之有物」專訪院內數學研究所程之寧研究員，她正是研究弦論的科學家，也是熱愛音樂的搖滾樂團鼓手，這種跨領域身份並不衝突，兩邊都需要創造力與紀律。由於天生斜槓的性格，讓程之寧在數學和物理領域大展身手，透過數學的深入探討，她試圖將弦論更往前推進。最近程之寧更跨足到人工智慧領域，為學界提供理論物理上的貢獻。

萬有理論和難以捉摸的「月光」

世界從那裡來呢？物理世界的本質是什麼呢？回答這樣的大哉問，一直是理論物理學家所追求的目標。從牛頓力學（日常應用）、廣義相對論（探討很重的物質）到量子力學（探討很小的物質），隨著物理學不斷發展，我們似乎一步步接近答案，但至今卻還未走到終點。

舉例來說，如果有個東西很重又很小，就像「黑洞」，或是大爆炸時的宇宙，我們要怎麼用數學描述？於是科學家試圖整合廣義相對論和量子力學，找出所謂的「萬有理論」（Theory of Everything）──能完全解釋物理世界基本結構的核心理論。

程之寧研究的「弦論」就企圖發展成這樣一個萬有理論。弦論一如其名的「玄妙」，它設定宇宙所有的粒子都是由一段段「能量弦線」所組成，每一種基本粒子的振動模式不同，產生不同的粒子特性。

「人類一直以來的夢想之一就是，如果能用一句話解釋所有事情，那該有多麼美好。」中研院數學所研究員程之寧說道。

程之寧的研究牽涉到數學上的「月光猜想」（Moonshine）與弦論中 K3 曲面的連結。月光猜想是存在於模函數係數與特殊群之間的數學關聯，程之寧與其研究夥伴共發現了 23 個新的關連，並稱之為「伴影月光猜想」（Umbral Moonshine）。

基於弦論的假設，我們的世界是十維的，除了人們在日常生活中可以感知到的 3+1 維（空間＋時間），還有六維是因為尺寸太小而無法用肉眼觀察的，這些看不到的維度影響著物理世界，最終也產生了我們這個物理世界所需的各種條件與特性。

綜觀程之寧的研究，橫跨了物理與數學兩個領域，她笑稱自己「天生斜槓」。在學術上，程之寧原先喜歡文學，之後卻走上數理研究的道路；在音樂上，程之寧喜愛搖滾樂，至今仍在自己的樂團裡擔任鼓手。

她如何看待自己一路走來的各種轉折？游徜在數學與物理之間，她又對這兩個領域的連結有怎樣的體會？在與「研之有物」的訪談中，程之寧侃侃而談她的經歷、想法，以及對學術研究的熱忱所在。

• 請問您是如何對數學及物理產生興趣？從何時開始？

一開始考大學時，其實我想去念中文系（笑）。不過，因為我高中是選理組，而且只念了一兩年，對文科考試比較沒把握，加上對工程科系沒興趣，最後就選擇臺大物理系就讀。

後來發生兩個轉折，第一個是我很認真的去修了大學中文系的課，結果發現真的沒有想像中容易。第二個就是我發現物理系的課還蠻有趣的，像量子力學和相對論，讓我覺得還想再多學一點、多知道一點。

我開始覺得如果念完臺大物理系就停下來，好像有一種小說沒讀完的感覺，所以就想繼續讀碩士班。那時還沒有覺得自己會走上學術研究的路，單純抱著想把故事看完的想法。

• 後來是如何接觸到弦論？弦論是如何引起您的興趣？

後來我去荷蘭念碩士，指導教授是諾貝爾物理獎得主 Gerard ’t Hooft。他其實蠻不認同弦論，但他對於如何處理量子力學與相對論很有興趣。

當時 ’t Hooft 教授在建議我碩士題目時就說：「你也知道我不太認為弦論是一條正確的道路，不過聽說弦論最近真的在量子重力這一塊有一些成果。不如妳去讀一讀，看看是不是真的有一些東西在那裡，也可以比較一下其他量子重力理論。」

在我很認真的比較各個量子重力理論之後，就變成弦論派了（笑）。’t Hooft 教授對此也保持開放態度，他有幾個不錯的博士生後來也變成弦論學家，之後我在 Erik Verlinde 的指導下念博士時，就完全以弦論為研究主題了。

• 研究理論物理會影響您對現實世界的理解嗎？

蠻多人會問我說，妳學了量子力學，是不是就會比較了解這個世界不是非黑即白？或問我量子力學跟宗教是不是有關？可是我覺得我分得很開，我不會去做這樣的連結，我還是活在現實裡，走路時大部分都在專注於自己不要跌倒之類的。

如果真的要講，我蠻感激我們的存在，因為我所學的東西讓我知道這是沒有必然性的。我們能這樣以一種人形的很奇怪的生物的形式存在，然後在這樣一個環境過一輩子，是機率很低的事情，而且我還蠻開心我是當人，而不是奇怪的阿米巴蟲或外星生物！有些人會從這裡連結到宗教或轉世，但我不會，我就停在這裡。

• 來談談您的研究，伴影月光猜想與 K3 曲面弦論之間是什麼關係？

弦論中有很多的可能性，我們可以挑選特定的四維，然後假設這四維空間是個 K3 曲面。例如說，我們可以把兩個甜甜圈乘起來，在上面做特殊的奇異點，來製造出一個 K3 曲面。這個曲面有一些很有趣的對稱性。從弦論的角度來講，我們可以透過這個過程，找出一個解釋為何有伴影月光猜想的框架。

「把維度乘起來」這個概念很難想像，但這在數學上是成立的。我舉例一個我們能想像的「乘起來」：如果有一個空間是一條線，另一個空間是一個圓，乘起來就變成一個圓柱形，從一個方向剖面可以切出圓，另一個方向則切出線。而在數學上，不管幾維，能不能在紙上畫的出來，都可以這樣操作。

• 如何透過計算，發現捉摸不定的「月光」？

有時候這看似湊巧，一個數學上的函數正好就是弦論某個問題的答案。但其實並不是真的那麼巧，弦論看起來很有彈性，好像什麼都可以解釋，但它其實有非常多結構及限制。

當我在計算一個弦論理論時，它的內部結構可能原本就具有某些特定的性質，然後我再去觀察數學中，有這樣性質的函數可能就只有一兩個，只要再初步算一下，就能知道哪一個是答案。弦論學家日常的計算常常是這樣的，所以這是巧合嗎？是也不是。

• 您曾經發現 23 個新的伴影月光猜想，您對這類題目特別有興趣嗎？

我覺得數學有兩種，有些數學家喜歡系統性的事情，就像蓋房子一樣，在數學裡建造一個很美麗、非常有系統性的結構，可以把很多事情都放入這個結構來理解。

另一種比較少數的，就是喜歡獵奇，去收集分類奇奇怪怪的特殊東西，例如有這些性質的函數在哪裡？可能你算出來就是 5 個，你也不知道為什麼。月光猜想很明顯就屬於這一類。

兩種的樂趣感覺是不一樣的，我覺得應該都很棒，但我可能是屬於偏好獵奇的這種。

• 您的研究連結了物理上的弦論與數學上的月光猜想，您怎麼看待這兩個知識體系的互動？

弦論是一個需要很多數學理論配合的物理理論，它是一個有點繁複的框架，我們什麼都要會一些，才能看懂這個理論。當你把許多不一樣的學門的知識加起來，有時候就會在某一個學門──例如幾何──有意想不到的收穫。

弦論在數學上也扮演探索與找尋新方向的角色，讓數學家有新的發現。雖然最後數學定理的證明還是得仰賴傳統數學方法，但在這二三十年間，我們一直從弦論身上找尋數學研究的新方向或有趣的猜想，看到了弦論與數學之間的互動。

• 剛才一開始提到，您高中只念了一兩年，是因為對學校沒有興趣嗎？

其實我一直都覺得上學很無聊。我小時候臺灣教育和現在很不一樣，一班 50 幾個人，老師必須盡量軍事化管理，大家最好都一模一樣，比較好管理。我和學校一直處於互相磨合的狀況，我自認已經努力配合學校，但學校一直覺得我在反抗，這可能是一個認知上的差別。

舉例來說，我小學的時候不想睡午覺，可是老師說大家都一定要睡午覺，不睡午覺的人要罰抄課文，所以我早上到學校時就會把已經抄好的課文交給老師。我覺得我這樣做是在配合老師的規定，可是以老師的立場會覺得我在反抗，學校教育中我遇到了很多類似的情況。

還有就是不喜歡高中的升學氛圍，同學和老師好像都只有一個活著的目標，就是「考大學」。我當時無法習慣升學氛圍，感覺好像活在平行宇宙一樣。

• 高中休學後，您去唱片行工作，可否談談當時的想法？

我國中開始聽音樂，這是我除了看書之外的重要興趣，我也很快就喜歡上了搖滾樂。高中休學的時候，我唯一的謀生技能可能就是我對音樂的各類知識吧！所以我就去了唱片行，這是唯一一個我會做又有興趣的工作，還好那時候還有很多唱片行（笑）。

• 對音樂的熱忱，讓您與朋友共組了樂團，並擔任鼓手。您是否比較過樂團生活和學術研究之間的異同之處？

有些人覺得我這樣很跳 tone，但我自己覺得還好。音樂和學術都是我發自內心覺得好玩的東西，兩者也有相同之處，例如它們都需要創造性，也都有需要了解的框架。數學需要嚴謹的證明，音樂演奏也需要遵循結構，例如不能掉拍。

音樂領域還有一點和數學類似──玩樂團的圈子也是以男性為主。我們樂團則是只有一個男生，其他都是女生，可能我真的天生對框架有點遲鈍，玩團之後才發現：「怎麼大家都是男生？」

• 也就是說，目前數學學術圈仍是男性主導，在研究路上，您有因為性別而感受到一些衝擊或眼光嗎？您怎麼面對？

有。那感覺很明顯，日復一日地要去面對，尤其是年紀還比較輕、還必須每一天去證明自己的能力的時候，特別有感。

我遇到時的反應就是，在心裡暗罵一句髒話，然後繼續做我要做的事。我不會想改變別人的想法，感覺那是浪費時間，就算環境給我的阻礙是這樣，我還是繼續去做該做的事。

可是有些事情沒那麼簡單，現在我也當過老師，有時候會看到年輕女生在學術界因為性別而被欺負，或遭到不公平待遇、甚至騷擾。

對此我感到心痛，覺得為何我們學術領域還是這樣的狀況？甚至為什麼性騷擾至今還是一個議題？可以確定的是，學術界許多性別不平等問題未受到重視。

• 您現在已經有傑出的研究成果，還會因為性別而遭受質疑嗎？

我現在比較會遇到一個狀況反而是來自學生的質疑。我在荷蘭阿姆斯特丹大學教書時，有時候學生會因為我是女教授，而且我的外表在許多歐洲人眼中看起來就像小妹妹，所以比較容易去挑我的毛病。

在課堂上，下面坐的可能都是男學生，只有一兩個女學生，那個氣氛就會變得很奇怪。例如說偶爾會聽到學生評論我的身材或樣貌。

我有和其他一些在歐洲或美國的女性教授聊過這樣的問題，似乎不少人都有類似的不太愉快的經驗。感覺不是很好。

• 看到您最近的研究和人工智慧（AI）有關，為何會想往這個方向發展？

我有兩個動機。一個就是我真的想深入了解人工智慧。我也可以像普羅大眾，看看 AI 下圍棋，讚嘆「哇！好厲害！」這樣就好，可是我覺得我一定可以真的去理解它，這可能就是數學家的自大吧！

另一方面，我知道對科學研究來說，未來 AI 將會是一個非常重要的工具。這是「在職訓練」的概念，我可能會用到這個新工具，或以後我可能會需要教這樣的課，因為學生是下一代的科學家。因為這些原因，我覺得我需要去訓練自己使用新的工具。在我的領域裡，也有一些有趣的、還沒被解答的科學問題，是 AI 有可能幫得上忙的，我看到了一些潛力。

• 弦論和 AI 感覺差距很大，AI 也可以應用到弦論的研究嗎？

乍看之下，弦論的確比較抽象，也不像其他許多實驗會產生大量數據。但其實弦論有大量的可能性，我認為使用 AI 來在這些巨量的可能性當中搜尋特別有趣的理論，是一個有潛力能夠加深我們對弦論理解的新的研究方法。

而且 AI 的應用絕不僅限於巨量資料。如果是面對一些比較新的挑戰，在沒有現成的演算法可以用的情形之下，可以自己做出需要的功能嗎？這過程我覺得也非常很有趣，而且應該是會有成果的一條路。這種不是那麼顯而易見的事情，我覺得很有挑戰性，也蠻好玩的。

除了用 AI 來幫助物理跟數學的研究之外，我也試著物理研究當做靈感來源，找出新的 AI 的可能性，我覺得這也是一個很有趣的研究方向。我現在有和 AI 的學者合作，嘗試做出一些創新的演算法，真的還蠻有趣的。

• AI 對您而言是全新的領域，您如何面對跨領域遇到的門檻？

一開始會覺得真的要去碰這個新的領域嗎？其實現在也還是偶爾會有這樣的懷疑。我在弦論領域可能已經是專家，但去了一個新的領域，我學得不會比二十歲的人快，要怎麼去跟人家競爭？是不是在浪費時間？

但也會想，與其想這麼多，不如先做再說。到目前為止我做了兩年多，感覺還蠻好的，我有學到東西，也有做出小小的貢獻。

其實我還蠻感激有這樣的學習機會。對我來說當科學家最大的好處就是，去搞懂一個新的東西就是工作的一部分。當科學家雖然蠻辛苦，但就結果論來說，我還蠻開心能當一位科學家！

延伸閱讀

1. Moonshine Master Toys With String Theory | Quanta Magazine
2. Mathematicians Chase Moonshine’s Shadow | Quanta Magazine
3. 林正洪教授演講 一 怪物與月光（Monster and Moonshine），《數學傳播》