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數學X性別X文學──東野圭吾小說的莫比烏斯環

Sharkie Lin_96
・2017/03/31 ・2060字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 569 ・九年級

3/31是國際跨性別現身日(International Transgender Day of Visibility),此節日是由跨性別權利運動者蕾切爾•克蘭德爾(Rachel Crandall)於2009年發起[1],跨性別指的是心理狀態與原生性別不完全一致的人,例如說電影《丹麥女孩》的主角莉莉·艾爾伯(Lili Elbe)和《當他們認真編織時》的主角凜子。廣義來說在男女二元光譜之外的非性別二元(Non-binary)的人都包含在內。

有別於11/20的國際跨性別紀念日是以紀念因恐跨(transphobia)而被殺害跨性別的紀念性質,「現身日」則是以正面的方式慶祝跨性別為社會中的一員且為自己感到驕傲。今年在世界許多地方都有慶祝活動:像是英國倫敦舉辦了非競賽型的跨性別駭客松,為了讓大眾了解世界各地經常發生針對跨性別的犯罪活動以及增進跨性別社群的權益;TDoV 2017在加州舊金山舉辦了兩天的活動,30號在推特總部舉辦由YouTube Red原創的「This is Everything: Gigi Gorgeous」影片欣賞會,31號則是有大型的慶祝晚會;美國北卡羅萊納州則是有跨性別藝術家的作品展覽與拍賣會

代表跨性別的旗幟

今天來聊聊數學和跨性別可以有怎樣的關係呢?這個問題可以從文學裡頭找到答案。知名小說家東野圭吾在《單戀》這本小說裡頭以一貫的懸疑、謀殺為劇情的故事裡頭,探討跨性別的生活處境與多元面貌,用極富詩意的莫比烏斯環「Möbius strip」比喻性別狀態。

Photo source:博客來網路書店

莫比烏斯環是一個數學上的拓樸結構,只要將長紙條的一端扭轉180度再接到另一端黏起來,就可以得到只有一個面的莫比烏斯環。莫比烏斯環出現在許多藝術作品中,像是二十世紀的藝術大師艾雪(Maurits Cornelis Escher)創作的三條蛇互相咬住對方的〈莫比烏斯環(一)〉和紅色螞蟻在莫比烏斯環上不斷向前爬像是無限符號∞的〈莫比烏斯環(二)〉以及〈騎士〉。台灣有一部與跨性別有關的紀錄片就叫做《莫比烏斯》。

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莫比烏斯環。圖/ByDavid Benbennick, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

小說家用莫比烏斯環描述性別狀態

如果是普通的一張紙,背面不管到哪裡都是背面,而正面永遠都是正面。兩者不會有相遇的一天。但若是莫比烏斯環,心想是正面而往前進的話,不知不覺間就會繞到背面。換句話說,兩者是相通的。這世上的所有人,都身處在這條莫比烏斯環之上。沒有完全的男人,也沒有完全的女人。不但如此,每個人手上的莫比烏斯環都不只一條。

性別氣質或是性向可以變換且非二元的特性經常以光譜做為比喻,小說家超脫出凡人的視角以數學拓樸結構描述性別狀態,可以不知不覺地從裡繞到外又能夠從外繞到裡,而且還是在同一個面上。如同書末〈M/W的悲劇〉一文所寫,人的靈魂同時具有男性和女性,一種有如莫比烏斯環「∞」的狀態,也像是將英文字母M和W上下疊在一起的樣子[1]。

小說中東野圭吾還用了比例這個數學概念解釋性別狀態:

假設男人是黑石,女人是白石,原本所有人就不是徹底的黑或白,而是居於由黑至白的漸層當中。

每個人身處於漸層上的位子,會因為那一天的身體狀況或四周環境而左右挪移。就算是我或你,也會因為日子的不同,有時靠近女人那一端。不過就算百分之九十五的黑變成百分之九十的黑,也不會產生決定性的影響。但如果百分之五十的黑變成百分之四十五的黑,就差的遠了。如此一來,白的部分就多了百分之十。

黑和白之間有無限多種灰階,有些人的顏色和出生時的顏色很接近,有些人的顏色則是在灰階較為中間的位置就像是跨性別,用數學的說法只是比例不同而已。而比例並不是永遠固定不變的,而是在面對不同情境或是人物之下可能有不同的組合。

正好我之前的文章曾經介紹過在花蓮可以看到莫比烏斯環的石雕創作,是德國藝術家瓦勒里歐‧奇瑪裘(Valeriu Ciumacu)製作的〈世界可以是不同的〉,作品說明現實的兩個層面在本質可以是一體的;從不同角度觀看一個物體也會有不同的解釋,因此世界可以是不同的。此作品的色調符合小說中黑和白的比例關係,名稱與內涵也巧妙呼應跨性別呈現的多元氣質。

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Photo source:作者提供

莫比烏斯環看似沒有實用功能,卻能夠在文學和藝術作品裡詮釋人類的內心世界,在意想不到的地方發揮了用處。

參考資料:

  1. 陳國偉,M/W的悲劇–東野圭吾《單戀》解說
  2. 花蓮縣石雕博物館,世界可以是不同的
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Sharkie Lin_96
24 篇文章 ・ 6 位粉絲
在國二無聊的早自習意外發現數學的趣味,因此近來體驗到數學研究、藝術創作、採訪寫作、展覽策劃、資優教育等工作。不是念數學也不是學藝術,但樂於從多元視角聊聊數學的各種姿態,以及進行數學藝術創作,希望能為世界帶來一點樂趣。科普部落格〈鯊奇事務所〉https://medium.com/sharkie-studio,聯絡信箱 sharkgallium@gmail.com

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

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  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
43 篇文章 ・ 56 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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莫比烏斯把紙帶轉了幾圈——《數學,這樣看才精采》
天下文化_96
・2022/05/21 ・2870字 ・閱讀時間約 5 分鐘

莫比烏斯環。圖/David Benbennick, CC BY-SA 3.0

記得 2018 年初我在谷歌搜尋引擎裡打入「莫比烏斯」,出乎我意料之外第一頁跳出的全是關於電影《莫比烏斯》的訊息。我本來對此電影毫無所知,瞄了一下摘要文字,原來是一部沒有臺詞,內容又涉及閹割和亂倫的韓國電影,真是有點讓人感覺噁心。

再用英文 Mobius 打入谷歌,結果出來的都是電玩《莫比烏斯 Final Fantasy》的訊息。這是一款可以在手機上單打獨鬥的遊戲,需要操作喪失記憶的主角與各種魔物在未知世界裡廝殺。其實我想找的是數學家莫比烏斯(August Ferdinand Möbius),哪裡知道他的大名已經移植到與數學不相干的場域。

天文學家的數學遺產

數學家莫比烏斯(August Ferdinand Möbius)。圖/Adolf Neumann, 公有領域

日爾曼地區在莫比烏斯出生的時候,還沒有一位國際知名的數學家。但當他過世時,日爾曼的數學家已經發揮強大的影響力,吸引各國年輕人紛紛前來學習。這種巨大轉變的產生,關鍵性因素是高斯的橫空而出,徹底革新了數學的面貌。

1815 年莫比烏斯曾去哥廷根跟隨高斯學習理論天文學,次年進入萊比錫(Leipzig)天文臺擔任觀察員。十九世紀初的日爾曼世界,當天文學家遠比數學家有更良好的聲譽和安穩的待遇。高斯跟莫比烏斯同樣是寒門出身,不也在 1807 年開始終身領導哥廷根天文臺嗎?

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莫比烏斯雖然最終成為萊比錫大學的天文學正教授,但是時至今日他所留下的學術遺產,卻是在數學裡多方面的貢獻,最有趣的是他晚年所發現的一條極簡單又美妙的環帶:莫比烏斯環帶。

請讀者拿一張長紙條,把一端轉 180 度與另一端黏在一起,便完成了神奇的莫比烏斯環帶。這個環帶突出的特性是它只有單面,不像原來的紙帶有正反兩面。那麼有一個面到哪裡去了?當你沿著紙帶表面向前走到原來的一端時,因為已經做過半圈的旋轉,你現在就滑入了原來紙帶的背面。於是在莫比烏斯環帶上走啊,走啊,永遠不需要翻過側緣,也永遠碰不到盡頭。

在空間裡看起來扭曲的莫比烏斯環帶壓扁到桌面上,就得到圖 17-1 左邊的平面摺疊圖形。此圖與右邊谷歌雲端硬碟的商標(2012–2014)很相似,相異之處在於商標左側的那段紙帶是在底側紙帶的上面。

其實,我們可以用摺紙方法製作這個商標。首先拿出一張長條紙,我們要在一端摺出一個60度底角。

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在圖 17-2 裡,先把長條紙上下邊緣對齊,產生一條中線。然後把左邊緣的線段 DO 往中線摺疊,使得點 D 碰觸到中線上的點 A,於是角 BOC 就剛好是60度。為什麼呢?讓我們從 A 作垂直線段 AB,假設 AB 的長度是 1,則 AO = DO 便為長度 2。從三角關係便知角 AOB 為 30 度,從而角 AOD 就等於 60 度;但因角 AOC 與角 COD 相等,所以角 AOC 也是 30 度,那麼角 BOC 只好是 60 度了。

在長條紙上摺出了 CO 這條摺痕,接著我們用剪刀沿著 CO 剪下去,把三角形 COD 丟掉。然後把 O 點摺到上緣,使得線段 CO 與上緣邊線重合,就會產生一個正三角形。下一階段用這個正三角形做為模板,把長條紙反復摺疊,打開後修剪掉右邊多餘的紙條,就成為具有 15 個正三角形摺痕的紙條,如圖 17-3。

最後沿兩條粗摺線(在摺紙的術語裡,左邊的虛線稱為谷摺、右邊的點虛線稱為山摺),把左段摺在前面,右段摺到背面,右端放在左端上面,用膠紙黏合,就得到谷歌雲端硬碟的商標。如果仿照旋轉紙帶製作莫比烏斯環帶的方法,我們可以抓緊長條紙帶一端,把另一端同方向旋轉三個 180 度後黏合,然後壓扁到平面上,也會得到商標的圖形,只是邊的長度也許沒那麼整齊。

環帶的靈感何處來?

有人說莫比烏斯是偶然間發現了這樣的環帶,其實這是有點戲劇化的講法。莫比烏斯在研究如何構成多面體時,使用了一種基本的想法,就是以黏合三角形來逐步形成多面體。為了準備參加巴黎科學院有關多面體幾何理論的競賽,莫比烏斯也研究了非封閉型(也就是會有邊界)的多面體,他從操作類似圖 17-1 的摺疊圖發現了單面曲面。在莫比烏斯身後出版的著作全集裡,收錄了一篇未曾發表的 1858 年文稿,其中包含了旋轉 3、4、5 個半圈的環帶,如圖 17-4。

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可見莫比烏斯有系統的分析了這類環帶,發現旋轉半圈的次數如果是奇數,產生的環帶只有單面;但如果次數是偶數,則環帶仍然保有正反兩面。他更深刻的察覺,這些單面曲面上無法賦予明確的方向,也就是說你從一點出發,也知道當時的順時針方向為何,而當你沿著環帶遊歷一周後,雖然處處你都覺得延續了正確的順時針方向,可是返回出發點時,卻與原始的方向背反。莫比烏斯環帶破壞了所謂的可定向性,這是屬於曲面的拓撲性質,是比度量長度、角度、面積、體積更寬鬆的幾何性質。

1858 年莫比烏斯寫下單面曲面研究成果前幾個月,另外一位現在少為人知的數學家李斯廷(Johann Benedict Listing)已經作出同樣的環帶。莫比烏斯要到 1865 年才在公開發表的著作裡披露單面環帶,而李斯廷在 1861 年出版的專著裡,便公布了單面環帶的存在。李斯廷甚至在 1847 年出版有史以來第一本使用「拓撲學」這個名稱的書(德文書名為Vorstudien zur Topologie)。不過,今日即使想替李斯廷討個公道,把莫比烏斯環帶改名為李斯廷環帶,恐怕也無能為力了。

製作莫比烏斯環帶是如此的簡單,很難不讓人懷疑為什麼沒有人更早發現它呢?在李斯廷之前的數學文獻裡,到目前為止沒有發現有關莫比烏斯環帶的記載。那麼我們探索的對象何不轉移到各種藝術圖像呢?結果在義大利的古跡山提農(Sentinum)羅馬別墅中,發現西元前 200 年至西元前 250 年期間的地板馬賽克,正中央描繪了永恆時間之神艾永(Aion)站在一條代表黃道諸星辰的環帶之中(如圖 17-5)。當我們仔細沿著環帶移動時,能夠毫無疑義分辨出是在一條莫比烏斯環帶上游走。現在還可在多處看見古羅馬遺留下艾永的繪像、浮雕、馬賽克,然而唯有在山提農的別墅中,艾永所踩的環帶是莫比烏斯環帶。

山提農的馬賽克在 1828 年送進慕尼黑的博物館,三十年後李斯廷與莫比烏斯先後研究這個特殊的環帶,他們是否曾經去慕尼黑參觀過博物館,因而受到古羅馬人的啟示呢?我們恐怕永遠也無法確知,然而要寫一本《莫比烏斯密碼》之類的書,也許有可能編織出充滿懸疑的故事。

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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同婚後,性別真的平等了嗎?——變更身分證性別的不合理要求
法律白話文運動_96
・2021/09/14 ・3324字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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  • 作者 / 林伯謙。
    作者介紹:畢業於世新大學法律學系,目前就讀世新大學法律研究所,從小患有脊髓性肌肉萎縮症,雖然身體的障礙,但從來不影響我看世界的角度,熱愛關係社會時事,並且以人權之角度來看待分析社會議題,曾經擔任世新大學特教推行委員的委員,目前也從事主持並製作以障礙者為主的廣播節目,未來更去挑戰更多的不可能。

2017 年 5 月 24 日,在我國不論是憲法史或是社會發展上,都是十分重要的一天,因為我國司法院大法官做出了釋字第 748 號解釋,正式宣告台灣的同性婚姻,取得跟異性婚姻一樣的保障。但就算大法官已在釋字第 748 號解釋,為性別平等(如性傾向)做出了一番努力,但無論我國機關或是法院對於性別議題還是趨於保守,比方說變更性別這件事。

想表達性別認同,卻被要求切器官的證明書?

筆者前陣子注意到一則新聞,主要內容是說有一位生理性別為男性的民眾,因自我認同是女性,想去戶政事務所將身分證上的男性變更為女性,但戶政事務所卻依照函釋認為:該位民眾必須提供二位精神科專科醫師的鑑定書,還有與摘除生理性器官完成的診斷書。

由於為了避免不肖人士利用變更來達到不法意圖,所以針對醫師確認,並要求提供鑑定,對於此部分筆者認為是合理的。但有疑慮的地方在於,該函釋要求變更性別的當事人,除了附上兩位精神科醫師的證明文書外,也必須附上性器官摘除手術完成的診斷書。對於摘除的要求,筆者認為並不合理,因為這違反了憲法上的平等原則。

表達性別認同所需提供的書面資料,似乎違反了憲法上的平等原則 。圖/Pexels

變更性別為何要忍受差別待遇?

身分證上的註記只是為了區別身分,而「性別欄位」的變更,與「變更姓名」的變更,並沒有什麼大不同。

姓名比起性別,甚至更是代表社會活動的象徵,像是借款。而性別的區別在現今性別平等的社會中,也沒有那麼明顯影響公益的急迫性。

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那麼當變更姓名只需要當事人去戶政事務所辦理即可,那麼為何變更性別還要如此繁雜手續:除了醫師證明還不夠,還必須切除器官證明,如此的差別待遇是否合理,即須進一步檢視。

這次的差別待遇,發生在孤立隔絕的少數身上

變更性別者之所以要申請調整,是因為他們心理與生理性別不一致的狀況,並無法用後天手段加以調整;他們縱然有生理性別特徵,但他們還是會將自己裝扮成心理所認同的性別。

而社會上的多數人卻經常以「人妖」等有歧視意味的詞來稱呼這個族群,且變更性別的族群仍舊為社會上的少數,所以在討論性別平等的時候,就會稱呼這樣的狀況為「孤立而隔絕之少數[註1]」。

而點出「孤立而隔絕之少數」這件事,用意如大法官在司法院釋字第 748 號中所說:將來政府對於這番情況所做的差別待遇,應該要採取較為嚴格的審查標準,也就是要更仔細去審查,這樣的分類是否正當[註2]

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也就是說,政府在做這項決定時,必須追求的是重要公共利益,而且所使用的手段與達成目的之間必須要有實質關聯。

孤立而隔絕之少數。圖/Pexels

摘除器官才能變更性別,這要求是否正當?

變更性別的流程,要求當事人於摘除器官之後,才可以進行變更。如此作法,雖然可能是要避免社會對於某人性別認知錯亂的問題,但跨性別者,通常會將自己裝扮成心理所認知的性別,只有極度親密的人才會知道真實性別,所以筆者認為避免他人誤認,很難算得上是具體的重大公益。

而且筆者實在想不出來,摘除器官這個手段與避免大眾誤認的目的之間有何實質關聯?

或許內政部可能認為,既然你都要變更成新的性別了,當然要把舊的性別性特徵移除,但試問有誰在一般社交場合,會去檢查對方有無摘除器官,以便確知跟身分證上面的性別顯示是一致的?

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且當內政部仍然堅持必須摘除私密性器官才可以變更性別時,將會使已裝扮與另一個性別外型無二致的人,因為無法變更性別,讓身分證顯示與實況有出入,導致參與社會活動時,容易受到歧視對待——不論是求職或是聯誼等社會活動,長久下來更會對那些族群的心理與生理產生不小的壓力。

更何況,變更性別手術費用高昂、危險性高、術後照護困難,如同報導訪問醫師指出:因為變更性別手術是從身體原本沒有的器官製造出一個新的器官,而製作的材料通常是從身體上既存器官或是組織所產出,而這樣的器官終究並非自然天生存在,所以也容易後天造成開刀部位感染的問題。

再者,由於摘除的性器官是人體荷爾蒙主要產生器官,而缺少荷爾蒙會造成心理上與身體上不小負擔,也因此容易導致變更性別者壽命比起常人縮短[註3]

由此可知,假使變更性別手術的弊大於利,那麼有變更性別需求的民眾,為何還要為自己的認知而被迫賭上那珍貴的性命呢?

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變更性別手術帶來的弊恐遠遠大於利。圖/Pexels

結語

針對內政部函釋,即變更性別的要求,就算去打訴訟來伸張權利,但不可諱言的,訴訟過程傷身耗時。相比之下,內政部只需要花費一點時間,就可以把函釋變更,卻依舊不為所動;換句話說,簡單在身分證上的性別欄位變更性別,其所耗費的行政資源遠遠不及當事人為訴訟所花費的成本。

號稱民主法治國家的臺灣,卻讓人民持續遭受委屈,實在是一大遺憾。

而當內政部不願意變更函釋,人民唯一能做的就是提起救濟,而近年相關案件也因有了「台灣伴侶權益推動聯盟」的協助,讓當事人不需要為此花費高額金錢聘請律師。

筆者有幸,也旁聽了該案件在台灣高等行政法院的言詞辯論。旁聽的過程中,也理解到就算大法官已於釋字第748號解釋中,為性別平權做了許多努力,但我國機關甚至法院可能還是會對性別議題——如這次的性別認同——趨於保守。

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希望類似案件在九月宣判的時候,到時結果會是:應尊重跨性別者的意願,不再強迫規定要摘除性器官之後才能變更性別,徹底解決內政部怠惰不肯除去的違法產物,移除跨性別者追求自我的換證障礙,讓我們能對世界驕傲疾呼臺灣是個重視性別平等的國家!

讓我們能對世界驕傲疾呼臺灣是個重視性別平等的國家。圖/臺灣同志遊行

註釋

  1. 孤立而隔絕之少數,是指這個群體有不可改變的特徵,而社會或是歷史上總是以特徵作為與其他群體的分類,而這個群體在社會或政治上較少注意。因為民主國家的決定大多數是以多數決的方式,所以這個群體因為人數比較少就比較無法以民主多數決方式發聲,也因此他們這個族群的需求比較難被大家注意到,所以長久下來容易造成這個族群在社會地位上跟其他多數族群容易發生不平等的現象,所以需要透過法律來幫助這個「孤立而隔絕之少數」的群體,能夠獲得與其他多數族群有一樣平等的地位。
  2. 「…同性性傾向者過去因未能見容於社會傳統及習俗,致長期受禁錮於暗櫃內,受有各種事實上或法律上之排斥或歧視;又同性性傾向者因人口結構因素,為社會上孤立隔絕之少數…」
  3. 其它詳盡觀察,可參考:徐淑婷,變性慾症患者變性手術後的身心社會適應,高雄醫學院行為科學研究所碩士論文,1998年。

參考資料

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法律白話文運動_96
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