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「世界是怎麼來的?」古希臘哲學家向科學邁出的第一步

寫點科普,請給指教
・2017/06/09 ・8675字 ・閱讀時間約 18 分鐘 ・SR值 577 ・九年級

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好啦,針對「顛覆世界的「電腦」是怎麼誕生的呢?」這個問題,讓我們從最源頭的地方開始討論起吧。關於電腦這個概念的出現,要先從西方的哲學思維,與歷史上三次的數學危機講起。所以我們今天就要來先介紹西方重要的古希臘哲學思想基礎啦!

哲學從哪來的呢?一天到晚聽到的「形上學」是什麼意思?

聽到畢達哥拉斯只知道勾股定理嗎?你知道他還是希臘影響力和傳播度最深遠的學派之一嗎?

你知道阿基里斯追烏龜的芝諾悖論嗎?芝諾說:世間萬物的運動都是假的。為什麼呢?

蘇格拉底、柏拉圖和亞里斯多德的思想到底是什麼呢?

古希臘文化是西方文明的驕傲。西方哲學、政治學,甚至是數學、物理、生物學… 等科學的思想根源,沒有一項智力活動不是從古希臘流傳下來。因此我們不能不清楚被稱為「西方文化之源」的古希臘哲學。

哲學家問:世界是怎麼來的?

你曾好奇過:「萬物是怎麼來的」這個問題嗎?世界是怎麼形成的呢?

這個問題好像很蠢,你一定在想:為什麼沒事要探究這個問題呢,明天還有考試、哪家餐廳好吃的不得了、該買新衣服了……之類的。

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但還是讓我們來思考一下:如果晚上和朋友聚餐時,朋友是用「飛」的進了餐廳,你會有什麼反應?

你可能會尖叫著把叉子摔在腳上。因為我們已經習慣了「人不會飛」的這件事,因此看到了不同於習慣的場景、我們會驚慌失措。

但對一個孩子而言,「人會飛」或許和「人坐在一個大鐵盒裡就能飛在天上」的新奇感是一樣的。

這世界的變動不斷發生,世上的種種都是新奇的、變幻莫測的。哲學家便是懷抱著好奇心,探究著:世界是怎麼來的。

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太陽神阿波羅

關於這個問題,神話告訴我們:太陽神駕著馬車橫過世界帶來光明,或是年獸吃人、雷公打雷。希臘的主神宙斯、中國的玉皇大帝、印度的梵天……。

數千年來,人類慣於用我們的想像解釋這個世界,直到哲學家們提出疑問為止。希臘哲學家企圖證明:這些解釋是不可信賴的。

西元前六百年左右,希臘人透過航海貿易和殖民擴張,在希臘本土、小亞細亞與義大利南部建立起了一個個作為貿易樞紐的城邦。由於希臘土地貧脊,城邦居民無論是必需品、還是手工業產品,都要透過進出口貿易。

商業活動與奴隸制的興盛,也讓契約關係與法律規範的重要性,逐漸取代了傳統農業民族的血緣宗法制,比如財產法、遺產法、債務法等維護個人私有財的法律。各城邦採取的政治形態不一,然而無論是君主制還是民主制,都必須遵從法律規範。

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希臘人正用口頭宣告律法

當所有的勞力工作皆轉嫁到奴隸身上,市民們也開始有了更多的閒暇時間投注在思考上。另外這種強調法律、規範與準則的普世價值,也啟發了希臘人:什麼是宇宙萬物的源頭與規範。

哲學一詞 Philosophia 即「愛智慧」,發掘離感官經驗最遠、包含著萬物最普遍原理的知識體系。

這種不以實用性為優先考量、而將知識本身作為終極目標的學術特點,我們現在稱之為「形上學」,便是從希臘哲學家開始的一種嶄新的思考方式。亞里斯多德也指出:智慧就是有關某些原理與原因的知識。

而最早的希臘哲學家被稱為「自然派哲學家」,觀察著大自然與其循環變化,包括了幾個學派:米利都、畢拉哥拉斯、伊利亞學派等。就這樣,哲學脫離了神話與宗教的範疇,朝向科學邁出了第一步。

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與米開朗基羅、達文西並稱「文藝復興三傑」的義大利藝術家拉斐爾,在其「雅典學院」這幅畫中,將古希臘、羅馬和文藝復興的義大利等不同時期的哲學家全集中在一個空間,表現對人類智慧的讚美。今天就是要來帶大家認識這幅畫裡面的人。

自然派哲學家:探討萬物從何而來

1. 米利都學派:有一種基本物質是萬物之原

米利都學派是西元前 600 年左右,由泰利斯(Thales)所創,他出生於小亞細亞的希臘殖民地米利都,對於數學和哲學具有卓越的貢獻。

如何推算出金字塔高度?如何測量海面上的一艘船到自己的距離?準確預測日蝕?泰利斯不但一一成功解答,還率先提出了「證明」這個在數學上重要的核心方法,使古代數學開始發展成嚴密的體系。因此他也被稱為「數學之父」。

然而泰利斯之所以能成為哲學之父,只說了一句話:「水是萬物之原」。

這個說法對於現代的我們可能看起來很可笑,但要注意的是,在此之前希臘人對於宇宙起源的理解都是來自於神話傳說。泰利斯是第一個思考「什麼是萬物之原」的哲學家。

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首先,泰利斯使用自然物質來解釋自然界;相較於傳統用超自然的神話理由來解釋自然萬物,這是人類理性思維的一個發端。再來是他以「一」來解釋「多」,用一個簡單的原理來說明複雜的現象,可以說是尋找一個系統性的真理,將萬物歸因於單一元素。

至於泰利斯為什麼會認為萬物之原是「水」這個元素,他並沒有說明。由於四大古文明傍水而生,不僅希臘、埃及等神話中皆視水為重要命脈,希臘本身亦以海洋貿易作為經濟來源,可能都對於泰利斯提出水本原說有一定的影響。

然而比起認為「萬物是由單一元素組成」,泰利斯的學生阿納克西曼德(Anaximander)顯然不認同他的老師。

在畫中找到阿納克西曼德了嗎?

阿納克西曼德想,水、土、礦石……等等都是自然界中已存在的元素,既然如此,你要怎麼能讓「具體的」自然物質生成其他「具體的」物質呢? (難道砂石也是由水組成的嗎)所以本原應當是混沌的、無限的,阿納克西曼德稱之為「Apeiron」,認為這才是真正的萬物本原。

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在被稱為「Apeiron」的混沌中,具體的物質生成、殞滅,最後回歸混沌。

雖然對於「Apeiron」究竟是什麼東西,阿納克西曼德並沒有解釋;他只說:總之這東西不是任何具體有型的物質。

但這仍然是一個重大突破——相較於泰利斯認為自然元素的背後是自然元素、兩者同樣都是具體之物,阿納克西曼德使用抽象的概念去描述具體的自然元素。這已經是形上學的開端,革新了哲學思維。

但這個「Apeiron」到底是什麼?不講清楚的話大家還是不懂啊!別擔心。你的心聲,畢達哥拉斯聽到了。

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2. 畢達哥拉斯學派:數本原說(拜數教)

一般人對於畢達哥拉斯(Pythagoras)這個名字,可能唯一的印象就是國中學過的畢氏定理(直角三角形的兩邊長平方和等於斜邊平方)。還有多邊形內角和為 (n-2) π 、發現了無理數的存在(由於撼動畢氏學派的信念,被視為機密)。

然而畢氏在哲學上的貢獻,與後續對巴門尼德、柏拉圖等哲學家,與基督教教義的影響之深遠,近乎傳奇。在當時,畢氏學派也是規模最大、影響最廣的學派。

尋找畢達哥拉斯吧!

畢達哥拉斯是阿克納西曼德的學生,也受到了米利都學派與「Apeiron 本原說」的影響。畢達哥拉斯與其學派門人信奉:「萬物皆數」(All is number),認為萬物本原是「數字」。

你可能會想:「數本原」聽起來還是跟「水本原」聽起來很像啊?

不不,他們的思想有著根本上的差異。

水、土、氣、火……,都是自然界中具體的物質形態。但你能在自然界中找到一個「數」嗎?比如說 2 ?

2 是一個抽象的符號,在自然界中並不存在 。我們無法透過感官聞到、觸摸到「2」,但它仍能在抽象中存在在我們的思維中。

萬物間彼此都有數量關係,然而能夠抽象出一個數字來表達這樣的關係,卻耗費了人類相當長的時間。數學家羅素曾說:「『2』隻雞和『2』天的 2 是一樣的,人類卻花了數千萬年才理解。」

當泰利斯提出了「水本原」,他的學生阿納克西曼德說:「一項具體的物質怎麼能產生其他物質呢?本原應當是不存在在自然界的混沌!」

但因為阿納克西曼德又沒有清楚到底這個抽象的「Apeiron」到底是什麼,畢達哥拉斯的「數本原說」,可以說是對此加以改進的結果。雖然數是抽象的概念,但它在抽象思維中又是具體的、有規律、有架構的。

從具體的自然之物(水)、到不具體的自然之物(Apeiron),最後到了具體的抽象之物(數),我們終於成功超脫感官的蒙蔽,找到一種解釋世界與人生本質的方式。這也是真正的形上學——用抽象的架構說明實在的世間萬物。

由於最原始也最容易被感知到的數是「正整數」,因此正整數也被稱為「自然數」。畢達哥拉斯的數學研究也是正整數與正整數之比。

他認為:自然界是被合理的安排好了的。一切現象都是按一個精密的的規律進行的,而這個規律就是數學,世界即是建立在數學原理之上。比如:能生成萬數的「1」是萬物之母、「4」和「9」平方數代表公正、「8」是愛情(因為音樂有八度音)。

看起來又有點宗教的意味在了?畢達哥拉斯事實上就是一位哲學家、數學家、神秘學家,繼承了義大利南部的神秘教派俄耳甫斯教關於「靈魂」、「輪迴轉世」的教義。

傳說中有次畢達哥拉斯遇到一隻被打的狗時,叫道「不要打它,它是我一個朋友的靈魂,我能從吠聲中認出他」。不過在此之前,希臘人並沒有「靈魂」與「肉體」不同、還能分離的概念。後來柏拉圖繼承了這個概念、後續又融入到了基督教教義中。

3. 伊利亞學派:變化的日常世界是不真實的

揭開感官幻象、真理實際為抽象的這個努力,還有一個學派。西元前 500 年,希臘在義大利南部的殖民地伊利亞 (Elea)。還記得同樣位於南義大利的畢氏學派嗎?這個地方充滿了宗教和神秘學的色彩。

巴門尼德在哪呢?

伊利亞學派學者巴門尼德(Parmenides)曾和畢氏學派學者頻繁往來,也非常瞭解米利都等學派的看法。在這樣的基礎下他寫了一首詩,描述他遇見了一位女神、而這位女神為他指點了兩條道路,一條叫「意見之路」、一條則是「真理之路」。

  • 「意見之路」:存在不存在,非存在存在。
  • 「真理之路」:存在存在,非存在不存在。

巴門尼德認為,唯有永恆、唯一、不變化不運動的東西才是存在的。世間萬物都是處於變化之中,只要是變化流動的事物也都是轉瞬即逝的,因此這些東西都是「非存在」。

既然水、氣等等,都包含在我們經驗的世界,故也都是非存在。然而米利都學派將非存在(水)當作萬物的本原、也就是將「非存在」視為存在,因此是意見之路,而非真理。

巴門尼德認為:能被思考、被表述的,比如思想和語言必定是存在,因為我們無法把非存在的事物放進心靈,唯一能思考的只有存在。(如:數學的永恆性,數學定理必定為存在;巴門尼德同時也是位數學家)所以真理之路存在存在、非存在不存在。

但這個「存在」到底是什麼東西呢?存在既不在過去也不在未來,是一個單一的整體。因此它既不被產生、也不會被消滅,也就是完整且連續的「一」。

巴門尼德的論證,也被認為是史上第一個完整的哲學論證。

簡單來說,我們感官感覺不到的宇宙萬物真相,實乃「永恆唯一」且「不生不滅」、「不變不動」的存在。因此感官與肉體為假、思想與精神為真。

當然你可能正忍不住想:你怎麼能說我們現在所感受到的東西通通是不存在呢?當時的人們正也是這樣想的,巴門尼德的思想受到不少嘲諷。

為了替他的老師辯論,巴門尼德的學生芝諾(Zeno)提出了一系列的悖論、欲從反面去證明:如果事物是「動」的、會比「靜」的荒謬;事物是「多」的、會比「一」荒謬。故變化的日常世界才是不真實的,存在是唯一且不動的。

其中知名的包括「箭矢悖論」與「阿基里斯悖論」:

  • 「箭矢悖論」:箭在飛行過程中的任何瞬間都有固定位置,則可知一枝動的箭是所有不動的集合,所以可導出:一根箭是不可能移動的。
  • 「阿基里斯悖論」:讓烏龜在阿基里斯前面 1000 米處開始,並且假定阿基里斯的速度是烏龜的 10 倍。當比賽開始后,若阿基里斯跑了 1000 米,設所用的時間為 t,此時烏龜便領先他 100 米;當阿基里斯跑完下一個 100 米時,他所用的時間為 t/10,烏龜仍然領先他 10 米。當阿基里斯跑完下一個 10 米時,他所用的時間為 t/100,烏龜仍然領先他 1 米…。

(歡迎參考 TED-Ed 製作的芝諾悖論介紹,記得開中文字幕)

關於阿基里斯悖論,芝諾解釋道:阿基里斯能夠繼續逼近烏龜,但絕不可能追上它。 直覺上,人一定跑得贏烏龜不是嗎?但芝諾問出了這個問題:你不能解釋人變化位置為什麼能比烏龜快。

芝諾悖論揭示了人們思維中一些似是而非、或似非而是的矛盾現象,對於無限的連續性和可分性的探索也非常深刻;然而要解決這個問題卻始終差了臨門一腳、遲至一千多年後的 17 世紀,才由萊布尼茨和牛頓發展出了微積分成功解釋。

上面我們大致介紹完了古希臘幾位著名的的自然派哲學家。除此之外還有其他眾多不同的思想包括:

  • 赫拉克利特的萬物變動觀:相較於伊利亞學派,赫拉克利特主張萬物都是變化的、流動的——「不可能在同一條河中踏入兩次」,第二次涉水時,我們已不處在原先的狀態、河水也不是本來流過我們腳下的河水了。
  • 恩培多克勒的四元素說:主張萬物是由風、氣、火、水四種元素構成
  • 德謨克里斯的原子說:相信每一種事物都是由最小單位(原子)所組成。由於西元前 470 年蘇格拉底的出現,開啟了一個思想上的新時代,故這些西元前 600-470 年的自然派哲學家又被稱為「前蘇格拉底時期哲學家」。

簡單來說,這些哲學家拒絕傳統神話對自然現象的解釋,依靠觀察和推理闡明自然界的真相,並嘗試回答:

  • 世上萬物從哪來?
  • 我們如何解釋萬物組成的本質?
  • 是否能用數學來描述它們?

接下來,讓我們進到雅典的三賢者時代。

雅典三聖賢:蘇格拉底、柏拉圖與亞里斯多德

1. 蘇格拉底:自知無知

大約西元前 450 年左右,哲學發展聚集到了古希臘最大的城市:雅典;之所以會如此,有一說是因為當時雅典的議會、法庭等民主制度成形的關係。

相較於自然派哲學家關切的是自然的本質,雅典哲學家關注的主題則是人與社會間的關係、人與人如何共同生活。

比如詭辯學派和蘇格拉底。詭辯學派是蘇格拉底時代最受歡迎的學說。由於詭辯學家們多四處遊歷、見識到各地不同的政治制度和價值觀,比如殺人在希臘違法,但對於其他地區而言可能則是一件稀鬆平常的事情。

該學派最有名的一句話即為:「人是萬物的尺度(Homo Mesura)。」 基本主張是:善良、真理、正義都與人本身的利益相關,所以沒有絕對的真理與是非標準。

再加上當時正值波斯對希臘戰爭,時局變動、人心惶惶,執政者只要能抓住演說技巧即能獲得群眾支持,使得辯士廣為流行。(當時還有許多人開班授課教人如何演說抓住人心,是否有點像現在的文案行銷課呢)

然而蘇格拉底則試圖證明:世間存在絕對的真理與道德。

蘇格拉底在圖中是穿著綠色衣服貌不驚人的胖子噢,不是回頭的小帥哥。

蘇格拉底早年在一些智者門下學習,之後生命中的絕大部分時間都用於和雅典城中每一個人談話辯論,內容包括美德、正義、平等。

蘇格拉底說:「我是個精神上的助產士,幫助別人產生他們自己的思想。」提倡人們應當認識做人的道理、過有道德的生活。他也很討厭詭辯學派用知識來賺錢的行為,因此把哲學家定義為「愛好智慧的人」(Philo-sopher)以劃清界線。

另外蘇格拉底也曾說:「鄉野的樹木不能教我任何事情」與「我只知道一件事情,就是我一無所知。」認為自然是哲學的目的不在於認識自然,而在於認識自己。

到後來,蘇格拉底卻因腐蝕雅典青年思想的罪名被判處死刑。其一生毫無著作,卻激勵了眾多門徒。而今我們透過柏拉圖的《對話錄》來了解這位啟發西方兩千五百年的偉大哲人。

2. 柏拉圖:理型的世界

自然學派哲學家關注「自然界的變動與不動」、詭辯學家與蘇格拉底關注「人類道德的變動與不動」,柏拉圖師事蘇格拉底、又受到自然派學家的影響,對於兩個問題都相當關心,因此他嘗試找到一個真理能掌握這世間。

左邊這個最高調最明顯的就是柏拉圖啦!手指天,代表著關注於理型的世界。 猜猜右邊的人是誰呢?

面對「唯一且不變不動」與「流動變化」的迥異學說,柏拉圖該怎麼處理呢?

他認為,我們所能感知到的物質世界,是由一個「理型的世界」所複製過來的,並用洞穴比喻來描述這個理論:有一群囚犯背對著被關在一個洞穴中。

在他們的面前有一堵牆,身後則燃燒著一堆火。由於囚犯們在牆上看到身後事物的影子,因此以為這些影子就是真實的事物的樣貌。比如我們見到的眾多不同樣貌的馬、只不過是「馬」的完美理型投射的殘影。太陽也只是「光明」這個理型的殘影。

當有個囚犯掙脫了束縛、轉身看到了真正美麗的世界,回過頭來想說服洞穴裡的人「牆上的影子不是事物真實的樣子」、只是單調無趣的殘影,卻被其他人認為是在說謊、希望能殺掉他(如果其他囚犯們的手能掙脫的話)。

這個故事闡述了哲學家如何試圖找到世間的真理、卻不被世人所接受,比如柏拉圖被判死刑的老師蘇格拉底。

而柏拉圖真正要說的,是利用這個故事來告訴我們:人類感官所能感受到的只是理型世界粗糙的複製品(牆上的影子),各種現象的背後有一個永恆不變、完美且至善的「理」。世間萬物都是對這個理型世界的拙劣模仿,因此理型才是人類所要追求的目標。

人類的靈魂原先是活在這個理型世界,然而一旦靈魂降生到了肉體上,卻忘記曾經處在這個完美的理型。

對於柏拉圖來說,最理想的生命歷程是:當我們透過感官、感受到這個不完美的世界時,靈魂會渴望著掙脫肉體的枷鎖、回到理型的世界。但大部分的人這輩子都受困於理型世界的倒影,無法真正的達到至善的境界。

3. 亞里斯多德:邏輯

亞里斯多德雖然是柏拉圖的學生,卻有著截然不同的哲學思想——他認為感官的世界是重要的,因此才有了一句名言:「吾愛吾師,吾更愛真理。」

和柏拉圖激烈爭辯的男子正是亞里斯多德。手指地,象徵他認為知識是透過經驗觀察所獲得的概念。

對柏拉圖而言,研究哲學是為了找到比感官世界更高層次的完美理型。然而亞里斯多德認為:理型、也就是事物的形式,只能與事物共同存在。

再來是,如果說世間的馬是對於「理型馬」的模仿,你要怎麼去證明這件事呢?說不定理型馬也是參考了另外一隻「更加理型的馬」才創造出來的。我們雖然試圖想要找到具體世界背後的真相,同時卻也在虛構了另一種世界。

也就是說,世界上的馬沒有更高一層次的「真正的馬」。人類不是因為靈魂中看過「真正的馬」才知道世間上的馬是「馬」。所謂的「馬」的概念,是從人類的感官中形成的觀念。

藉由馬的形式(長臉、蹄、鬃毛)、與雞的形式(尾羽、肉冠),也就是「特徵」,我們分辨出馬與雞的差異,也就是馬和雞屬於不同的種類。

亞里斯多德把自然當作科學研究的客觀對象、並進行科學分類,使得自然科學逐漸演變為許多獨立的學科。也因此,亞里斯多德創建了邏輯學,試圖找出事物的真理。最有名的方法莫過於三段論法:

  • 凡馬皆有馬蹄。(第一前提)
  • 蒙古馬是馬。(第二前提)
  • 蒙古馬有馬蹄。(結論)

亞里斯多德的一生堪稱是百科學書般的研究者,著作超過 170 種,涵蓋哲學、物理、生物學、心理學、天文學、邏輯學、政治學、美學……。其所奠定的形式邏輯以及建立科學體系的方法論,後續也影響了歐幾里德的數學研究與其名著《幾何原理》。

所以世界是怎麼來的?

關於古希臘哲學家的各大思想便到這邊告一段落。讓我們回到一開始的問題:世界是怎麼來的?自然是怎麼運作的?人與人之間該如何共處?

自然是怎麼來的,由泰利斯(水本原)、阿納克西曼德(Apeiron)、畢達哥拉斯(數本原)、伊利都學派(不變不動且唯一的存在)等自然派哲學家試圖解答。有說法認為自然萬物恆久不變、也有人認為萬物恆常變化(赫拉克利特),然而都是人類從神話時代到理性思維的所邁出的一大步。

人與人之間該如何共處,受到了雅典哲學家的關注,如:詭辯學派、蘇格拉底等人,探討美德是永恆不變、還是變動的。

最後,柏拉圖與亞里斯多德對於兩個問題皆相當重視,前者認為「萬物只是理型世界的倒影」,後者則反駁:「萬物的形式就是其具備的特徵」。

在探討哲學的過程中,我們可以發現幾乎每一位哲學家都是基於他的老師或前人的哲學思想上不斷的思辨、再去做改良革新。

泰利斯是阿納克西曼德的老師、阿納克西曼德是畢達哥拉斯的老師、畢氏學者和巴門尼德來往甚密、巴門尼德是芝諾的老師、蘇格拉底是柏拉圖的老師、柏拉圖是亞里斯多德的老師……,顯然他們提出的哲學理論,沒有一個是全盤接收老師的說法:都是參考了自己的老師、卻得出了和老師大相逕庭的結論。

當研究哲學時,務必瞭解當時的時代背景、與他們關注的課題,使用該哲學家的眼光看待世界。若一個人剛剛讀到一位哲學家便能宣布:「我不認同他的觀點」、或「他的觀點很荒謬」,只說明你還沒有看懂。

對一個初初接觸哲學的人來說,思維能力尚未成熟;而凡是能在史上留名的哲學家,都是該時代絕頂天才的人物。我們能做的只是站在巨人的肩膀上,知道當時他為什麼這麼想、知道後續哲學家對於此觀點的其他想法。然後藉此去理解、促進我們的理性思維。

理性思維最重要的特點就是把主觀和客觀分離、把握客觀規律,所以西方哲學在古希臘誕生的同時也就是西方科學精神的誕生,可以說哲學是所有學科之始。若無千年以前的古希臘哲學家,就沒有思辯精神、沒有現代科學,甚至不可能會出現電腦。

之後的文章開始,我們會為讀者介紹康托爾、希爾伯特、哥德爾等推動電腦科學的數學家。除了數學家的身分、他們同時也是哲學家,後續會再提起他們所依恃的古希臘哲學思想,瞭解他們是如何因此而發掘真理。

  • 註:有限於本次討論的主題圍繞在「電腦是怎麼出現的」,在這邊只介紹與我們接下來要討論的內容有所相關的哲學思想;另外由於篇幅限制,上述哲學家的學說介紹為簡化過的內容,尚不能涵蓋所有該哲學家的深厚理念,歡迎有興趣的讀者進一步研究。

本文轉載自寫點科普,請給指教。 ,原文標題:《世界是怎麼來的─西方文明與科學的起源:古希臘哲學》

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我是Lynn,【寫點科普,請給指教】是一個針對各產業現況進行科普的寫作計畫, 期望能用淺顯易懂的文字,讓讀者瞭解各產業領域的運行規則,以培養思考與觀察力的敏銳。

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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人工智慧的極限
賴昭正_96
・2026/01/15 ・5790字 ・閱讀時間約 12 分鐘

在發現的道路上,智慧(intellect)作用不大。意識(consciousness)━你可以稱之為直覺或其它任何你想用的詞━會發生一次飛躍,答案會突然出現在你面前,而你卻不知道它是如何或為什麼出現的。

-愛因斯坦(1879-1955),1921年諾貝爾物理獎

2025 年 10 月 13 日在參加建國中學高三 6 班畢業 66 週年的同學旅遊後,希望能瞭解一下投稿多年、從未謀面之《泛科學》的作業情形及發展計畫等,我決定到「泛科創新股份有限公司」參觀一下:沒想到知識長鄭國威竟然邀請我錄了一集「思想實驗室」。當被問及有關人工智慧(artificial intelligence,AI)的看法時,我突然冒出「因為科學的發現很多都是意外的,因此AI無法像人類一樣具有創造性」。沒想到這句話似乎成為這次訪問的主題,也引起比較熱烈的討論,因此我想在這裡補充一下。

AI(人工智慧)是否能青出於藍、更勝於藍地超越我們?這事實上也是專家爭論最多的話題。我不是專家,雖然知道「我思故我在」,但完全不知人類如何思想、大腦如何運作,更不瞭解上面愛因斯坦所提到之意識(consciousness)如何飛躍!但是已經被國威推上了這個平台,因此只好在這裡野人獻曝,依我所知的科學史提出懷疑。

回歸正題,上面問題的直覺反應答案是:人製造出來的怎麼可能比人聰明呢?但相信很多人都知道:人類所製造出來的圍棋軟體 AlphaGo 已經戰勝了所有的人類!其主人谷歌(Google)謂:它能戰勝人類是因為它利用策略網絡來推薦有希望的走法,並利用價值網絡來評估在給定局面下獲勝的機率,從而大幅縮小搜尋空間,使得它能夠「預想」數百萬步棋,並透過自身的對弈不斷學習,最終超越人類的層次。從這段話看來,我覺得 AlphaGo 能戰勝人類是基於高速地使用人類所設計出來之有路可循、亦有跡可尋的「邏輯策略」!

同樣地,如果我們給 AI 一含所有物質之性質的資料庫,然後告訴它如何尋找「規律」(pattern),相信它會非常勝任地發現許多具有某種特性的「新物質」、「新藥物」、甚或告訴我們如何製造它們(有機合成的資料庫)。但是 AI 雖然知道哈密瓜的所有性質(資料庫),可是它會想到哈密瓜含有能大量分泌青黴素的菌株、即時在第二次世界大戰中拯救了上百萬士兵的生命嗎(見後)?我覺得後者不是邏輯的問題,是沒辦法訓練的,因此 AI 不能「真正創造」不是依靠邏輯的發現。這正是本文所要談的:許多科學大突破都不是靠訓練或邏輯分析的!

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視眾人所見視,思眾人所未思

牛頓的傳記《艾薩克·牛頓爵士生平回憶錄》(Memoirs of Sir Isaac Newton’s Life)於1752年出版;作者斯圖克利(William Stukeley)在書中轉述:「晚餐後,天氣溫暖,我們去了花園,在幾棵蘋果樹的樹蔭下喝茶……他(牛頓)告訴我,他當時的處境和以前一樣,剛剛想到萬有引力的概念。當他正沉思時,一個蘋果掉了下來。他心想:『為什麼蘋果總是垂直落到地上,永遠不會向上或向一側掉落呢?……』,這使他得出結論:地球一定具有『引力』,從而發展出他的萬有引力理論。」

早在西元前 4 世紀左右,亞里斯多德(Aristotle)及歐幾里德(Euclid)等希臘哲學家就為自然哲學和邏輯奠定了基礎。樹上的水果都是往地面掉,這是任何小孩都知道的「常識」,但為什麼卻等了 1700 年才引起牛頓的注意?我們不知道為何牛頓會想到這個問題,但 AI 也會注意到這個現象嗎?如果會,它會先想到萬有引力或是直接跳到更精確的愛因斯坦廣義相對論(見後)呢? 

發現世上第一個抗生素的弗萊明(Alexander Fleming)度假回來後發現培養皿因未加蓋而發霉(見後),一般的研究者大多會將這些被黴菌孢子污染的培養皿丟掉;但弗萊明這次卻心血來潮……。他回憶說:

「基於先前「溶菌酶」的經驗,也像許多細菌學家那樣,我應該會把污染的培養皿丟掉,……某些細菌學家也有可能(早就)注意到我(那時)看到的相似變化,……但是在對天然產生的抗菌物質沒有任何興趣的情況下,都會順手地將培養物丟棄。……但(這次)我沒有找個藉口丟掉受污染的培養液;相反地,我做了進一步的探討。」

如果AI也能做實驗,它會像許多細菌學家那樣「順手地」丟棄培養物嗎?機會總是降臨在那些做好準備的「人」身上。

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幸運的靈感/直覺

一位正在自由下落的人不會感覺到自己的重量,那不是等於漂浮在沒有任何重力的外太空空間嗎?如果加速度可以抵消重力,那麼在沒有重力的情況下,加速度本身不是可以模擬重力,產生與真實重力沒有區別的人造重力嗎?愛因斯坦稱上面這一發現為「等效原理」(Equivalence Principle):我們雖然不知道重力是什麼,但其現象可以用加速度來模擬!這一想法啟動了愛因斯坦嘗試改變牛頓重力論的八年艱苦抗戰,於 1915 年 11 月完成了人類有史以來最美麗的物理理論━「廣義相對論」(General Theory of Relativity)。100 多年後的今天,愛因斯坦這一透過想像力來推測的理論仍然在指引著物理學家們去瞭解宇宙的基本特徵!怪不得愛因斯坦後來大膽地稱它為「我一生中最幸運的靈感」。

德國理論物理學家普朗克 (Max Planck) 謂他是靠「幸運的直覺 (lucky intuition) 」而意外地敲響了量子力學革命之鐘聲!在 1918 年諾貝爾獎頒獎典禮上,普朗克回憶說:

「然而,即使(我推導出來的)輻射公式絕對準確,它仍然只是一個幸運猜測(lucky guess)了正確插值公式的結果,其價值是非常有限的。因為這個原因,從那時起,我就忙著… 想闡明此公式的真實物理特性,這導致我考慮連接熵和概率之間的波茲曼(Boltzmann)關係。在經過我生命中最艱苦的幾個星期之工作後,光明終於驅除了黑暗,一個新的、從未夢想到的的觀點在我面前展開了。」

這普朗克從未夢想到的觀點是什麼呢? 就是「能量量化」的觀念,違反了當時「能量是連續」的共識!因之此後的十幾年,普朗克便一直在努力地想使他的量子觀念能容於古典力學裡;可是每次嘗試的結果,似乎均使自己失望得想收回那革命性的「大膽假設」而已。

錯誤的假設

好吧,就假設 AI 像愛因斯坦一樣也有「最幸運的靈感」,發現了廣義相對論。可是後來物理學家瞭解到了愛因斯坦的「等效定理」事實上不完全正確,是有限制的,也就是說它只是一種近似的基本定律,只適用於一個局部、無限小的時空區域內。哈,如果AI比人類聰明,怎麼會在邏輯上犯下這個錯誤呢?如果不犯這個錯誤,它能發現廣義相對論呢?

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又如 1905 年,愛因斯坦在題為「關於運動物體的電動力學」的(狹義相對論)論文引言裡,開宗明義地謂「不要爭辯」光速了:

「我們建議將「相對性原理」這個猜想(conjecture)提升到一個公設(postulate)的地位,並引入另一個表面上與前者不調和(irreconcilable)的公設,即光是在真空中的傳播速率為一與發射體運動狀態無關的定值 c。 這兩個假設足以(讓我們)透過適用於靜止物體(狀態)之馬克斯威(Maxwell)理論,導出一個簡單且不矛盾(consistent)的電動力學理論。」

愛因斯坦真大膽:一個可以用實驗來確定的光速,怎麼可以定為「公設」呢?光速與發射體運動狀態無關不是完全違反了我們日常生活的經驗(如聲速)嗎?愛因斯坦在其時鐘「同步程序」的假想實驗裡魔術般地導入了他的公設:光在任何方向的速度都是一樣的 c 值!完全忽略了當時幾乎所有物理學家都相信光是在「以太」中傳播的理論。

1924 年,一位名不見經傳,任教於東巴基斯坦的講師波思 (Styendra Bose) 在一篇 1500 字的論文裡做了一個誤打誤撞、連他自己本人都不知道、在整篇論文中隻字未提的重要及創新性假設:光量子是不可分辨的!在當時,所有的物理學家都認為光量子像銅板一樣是可以分辨的(我們可以分辨哪個是 A 銅板、哪個是 B 銅板、…),因此兩個銅板出現「一正及一反」的或然率是 2/4;但如果它們不能分辨呢?則出現「一正及一反」的或然率將變成 1/3。沒想到這一「錯誤」的假設後來竟成為打開量子統計力學的鑰匙!超強邏輯的AI會犯這種錯誤嗎?

愛因斯坦1915年完成他的廣義相對論後,發現他的方程式所預測的宇宙只能膨脹或收縮,與當時大部分科學家所認為的靜態宇宙觀相衝突!沒想到推翻了深植物理學家心中達兩百多年之牛頓時空觀念的革命壯士,竟然在這裡屈服了:為了符合當時的想法,愛因斯坦於1917年強行地於其廣義相對論導出之宇宙觀中加入一「常數」來平衡萬有引力,使他的宇宙能保持靜態!沒想到1929年後,新數據顯示宇宙不是靜態,而是在膨脹中;愛因斯坦因而後悔當初為何不相信自己的推論,稱那強行加入人為常數━「宇宙論常數」(cosmological constant)━為他一生中所犯之「最大錯誤」。AI會犯這種錯誤嗎?

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只有萬有引力的宇宙膨脹速率在一段時間後應該慢慢減小;但90年代末期,新的發現顯示現在宇宙膨脹速率不是隨時間減小、而是在加大!沒想到那錯誤的「宇宙論常數」現在竟然成為提供瞭解釋膨脹速率加快所需之排斥力來源─雖然我們還不知道那是啥!當然,我們也不知道愛因斯坦在天之靈是否還認為「宇宙論常數」是他一生中所犯的最大錯誤?而AI如果當初未犯那「最大錯誤」,現在是否反而會後悔呢?

老天的幫忙

硝化甘油為液體,非常不穩定,一不小心就爆炸;因此諾貝爾 (Alfred Nobel)一直在尋找取代物,但久而不得。傳說有一天儲存的硝化甘油意外泄漏,與用來包裝儲存鐵桶之板狀矽藻土混合但未爆炸,使他想到了試用此板狀矽藻土。經實驗後,他發現兩者相混之固體不但安全可靠,而且還可保持原有之爆炸威力─這不正是他夢寐以求、研究甚久而未能找到的「穩定炸藥」嗎?他因此發了大財,設定了今日大家所知道的諾貝爾獎。

在「發現能治療糖尿病的胰島素—胰島素與生技產業的誕生(上)」一文裡,我提到了「….將狗的胰臟割除,發現這隻可憐狗整天口渴及隨地小便。數日後,一位助手覺得實驗室內的蒼蠅好像突然多了起來,尤其是在狗小便過的地板。分析狗尿及其血液後,梅倫(Joseph von Mering)及明考斯基(Oskar Minkowski)很驚奇地發現裡面充滿了糖份。」顯然地,胰腺具有調解體內糖代謝的功能,它一旦受損將導致糖尿病。就這樣,法國兩位外科手術醫生無意中發現了「困擾」人類三千多年之糖尿病的病源━胰臟分泌物「胰島素」失調!這不是透過邏輯分析得到的結果,AI能做到嗎? 

前面所提到之蘇格蘭醫生兼微生物學家弗萊明是一位粗心的實驗室技術員。1928 年夏在研究葡萄球菌的某一天,他忘了將含有葡萄球菌培養物的培養皿放在培養箱中,留在實驗室工作台上就匆匆忙忙地離開實驗室去度假。命運就是這樣作弄人:那時室內的溫度及濕度均適合霉菌(mold,或譯「黴菌」)的生長;因此兩個禮拜回來後,弗萊明發現在敞開窗戶旁的培養皿因未加蓋而發霉。經細心觀察及研究後,弗萊明發現抑制或預防細菌生長的不是黴菌本身,而是黴菌產生的「黴汁」。就這樣,弗萊明發現了世上第一個抗生素「盤尼西林」(Penicillin,又稱為「青黴素」)!被《時代》雜誌評選為20世紀的100位最重要人物!

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1943年的某一天,在伊利諾州皮奧里亞 (Peoria) 的農業部北部區域研究實驗室 (NRRL) 工作的亨特 (Mary Hunt) ,無意中在一雜貨店裡發現了一顆表皮長滿漂亮及金色青黴的哈密瓜。將它帶回實驗室,篩選出能大量分泌青黴素的菌株後,她發現該菌株產生的青黴素數量是notatum的200倍━她因之贏得「發霉瑪麗 (Moldy Mary)」的綽號。在許多研究團隊紛紛加入菌種及製造方法的改良後,青黴素產量由1943年只能醫治不到1000人,一下子跳到1944年時,已有足夠的青黴素來治療每位需要的士兵,為第二次世界大戰提供了功不可沒的貢獻!也啓動了尋找其它抗生素的研究,開創了醫學的新紀元。

結論

上面我們提到科學家意外地發現了穩定的炸藥、控制血糖的胰島素、及治療特定細菌感染的抗生素。這些化合物都已經存在自然界中,但絕對不是邏輯分析可以發現其功能的,因此如果不是「老天的幫忙」,我實在很難理解AI怎麼會想到?事實上靠「老天幫忙」所發現的化學物是非常之多的。不需要靠老天幫忙的理論物理呢?

在討論牛頓「思眾人所未思」地發現萬有引力、開創了古典物理後,我們其它的討論都是針對全面改變我們日常生活之近代物理━量子力學及相對論━的發現史。希望讀完本文後,讀者能體會到科學進步不但鮮少一帆風順,相反地是一條充滿了意想不到之彎路和迷茫時刻的曲折蜿蜒旅程:這正是我在訪談中所提到的要多看「課外書」,鑑古知今瞭解理論背後歷史有助於瞭解理論本身。也希望讀完本文後,讀者能感受到科學上的突破幾乎全不是源自邏輯分析,而是出自無法捕捉的「靈感」、「直覺」、「錯誤假設」,「老天幫忙」、以及挑戰既有認知的「勇氣」。AI具有這些人性「缺點」嗎?

最後讓我們在此以公認為最偉大之兩位物理學家的話來結束。牛頓說:「沒有大膽的猜測,就沒有偉大的發現」;愛因斯坦謂:「我從未通過理性思考的過程取得任何發現」。

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致謝

謹在此感謝《泛科學》鄭國威、曹盛威、謝富丞、廖儀瑄、王喆宣等同仁的招待及讓我有機會當了一次近代科技 Podcast 的明星。Podcast 的出現造就了許多不需要經過好萊塢的影視明星以及網紅,是我首次接觸到之近代日常生活典範的另一個重大轉變,真是活到老學到老。

延伸閱讀

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賴昭正_96
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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,因此獲有「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,IBM顧問研究化學家退休 。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它轉載我的科學月刊上的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」。