0

1
0

文字

分享

0
1
0

馮.紐曼誕辰|科學史上的今天:12/28

張瑞棋_96
・2015/12/28 ・1208字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

1946年6月,一堆機械與金屬零件陸續運到普林斯頓高等研究院所在的福德大樓 (Fuld Hall) ,經過一樓愛因斯坦的辦公室,搬進地下室。校園內的學者見此莫不大皺眉頭,高等研究院不應該是個安靜的地方讓愛因斯坦這類的頂尖天才們專心思考嗎?他們就只需要紙筆和黑板,搞台電腦要幹嘛?反而感覺玷汙了這個聖地。

呣,這麼說也不是沒道理,只不過,要打造電腦的人可是創院時與愛因斯坦一起被延請的四位教授之一;何況,誰能拒絕馮.紐曼?!

馮.紐曼。圖/wikimedia

倒不是馮.紐曼位高權重或年高德劭,此時他也不過四十出頭,當年出現在普林斯頓高等研究院時還被誤以為是研究生呢!主要還是因為馮.紐曼天賦異稟,過去已多次在不同領域完成開創性的研究,如今要搞電腦這新玩意兒一定也有其道理吧!

是的,馮.紐曼六歲就能心算八位數的除法,八歲就會微積分;他的記憶力驚人,看過的書過目不忘,還能背下電話簿;他的才思敏捷,向他請教問題的人總是發現他五分鐘內就全盤掌握問題關鍵和方向,甚至很快就超越提問人的見解。他22歲拿到數學博士學位後,就到柏林大學任教,成為該校有史以來最年輕的教授,並在三年內發表了32篇數學論文。除了在數學上做出許多重大貢獻,他還跨足到其它領域。

在物理方面,他利用希爾伯特空間 (Hilbert space) 證明矩陣力學和波動方程式等價,為剛萌芽的量子力學提供嚴謹的數學架構;而往後的數學家與物理學家也因而有了處理多維空間的數學工具。他也將數學應用到經濟學,首度為賽局理論建立系統化的模型,因此被視為「賽局理論之父」。而這些都於四十歲之前完成。

好吧,物理與經濟學至少都與數學有所牽連,那電腦是怎麼回事?原來馮.紐曼這人充滿好奇心,1944年8月聽到軍方正在建造第一台通用型的電腦ENIAC,就興沖沖的跑去參觀。一看之下簡直昏倒,龐大耗電不說,每次要執行不同程式竟然得重設上千個開關、插拔上百條電纜。馮.紐曼回來後動動腦,第二年就發表了一篇現代電腦發展里程碑的論文,將電腦硬體劃分成五大組件,並且定義了軟體的邏輯結構,成為現代電腦的基本架構,因此被譽為「電腦之父」。

馮.紐曼當然不想紙上談兵,所以才要求校方讓他實際將電腦做出來。就在他找來的同事還在趕工時,他又將興趣轉向自我複製的機器,不但會從漂浮的零件海中挑選適當零件組合出與自己一樣的硬體,還可以將自己體內的軟體拷貝進去,如此一來,每個子孫也都能自我複製,而成指數成長。四年後,華生與克里克才揭開DNA的秘密,原來馮.紐曼的構想與生命繁衍的方法不謀而合。

只可惜馮.紐曼在53歲的壯年就因為骨癌過世。化療期間他正在研究如何讓電腦學習人腦的思考方式,若無病魔纏身,也許他又要多一個「XX之父」的頭銜了。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。


數感宇宙探索課程,現正募資中!

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 478 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。


0

2
1

文字

分享

0
2
1

「好奇心」不只是珍貴的學習動機,還能讓孩子學得更好、記得更牢!

數感實驗室_96
・2022/05/12 ・1781字 ・閱讀時間約 3 分鐘

大家或許都有這樣的經驗:隔天要考試了,卻不管怎麼背誦依然記不得內容,反倒是平常無意間看到的有趣事情,那怕再冷僻或有些困難,卻深深印在腦海裡,就算隔了好一陣子依然記得很清楚。
就算隔了好一陣子依然記得很清楚。或者回想一些學習能力很強的友人、孩子,好像也特別愛問「為什麼」,對事物都充滿好奇。

一些學習能力很強的友人、孩子,好像也特別愛問「為什麼」,對事物都充滿好奇。圖/envato elements

究竟,好奇心跟學習有甚麼關聯呢?

好奇心讓你記得更清楚

戴維斯加州大學曾作過一項研究相關研究。他們邀請了一群受試者,給他們快速看過一系列題目,不用作答,只需自評對題目的「把握度」及「好奇度」。評分完畢後,實驗者將一邊進行 fMRI 掃描大腦活動,一邊觀看方才「把握度較低」的 50 餘組題目與對應解答。

全部看完後休息 20 分鐘,受試者被要求再次作答同樣、但順序調整過的題目。由於都不是選擇題,受試者完全無法猜答案。22.5 小時後,受試者被要求第二次作答。

有趣的結果發生了。

實驗結果發現,受試者20分鐘後,針對「好奇度高」的題目答對率高達 70.6%;「好奇度低」的題目答對率只有 54.1%。

22.5小時後,「好奇度高」的題目答對率依然有 45.9%;「好奇度低」的題目答對率只剩 28.1%。

好奇心讓你記得。圖/數感實驗室

與問題無關的資訊也能記得牢牢的!

不只如此,實驗裡還設計了一個很特別的橋段:在每題的【題目】與【解答】中間,隨機插入一些人臉,之後的兩次測驗中,同時請受測者辨認那些人臉照片是否有出現在原本的題目中。

實驗結果發現,受試者在看到比較好奇的題目,不只答案會記得比較牢,連辨認在題目和答案中間呈現的人臉的正確率也比較高!圖/envato elements

實驗結果發現,受試者在看到比較好奇的題目,不只答案會記得比較牢,連辨認在題目和答案中間呈現的人臉的正確率也比較高!

好奇度高與好奇度低的題目,各自有著 42.4% 與 38.2% 的人臉辨識正確率。換句話說,好奇心不僅能幫助記得關心的事件,還能連帶強化和事件無關資訊的記憶力。

為什麼會這樣呢?研究人員利用 fMRI 掃描,發現好奇心引發的強化記憶迴路,和外在動機啟動的區域非常相似,同樣仰賴多巴胺在神經間進行傳遞。

受試者看到他們比較好奇的題目時,會活化大腦內部一條與獎勵機制有關的途徑,增加負責大腦記憶的海馬迴活動。此時,大腦會處在能夠吸收各種資訊並記憶下來的狀態,所以即使是與問題無關的無聊資訊,也比較容易記住。

過去我們一直鼓勵探索、鼓勵孩子喜歡數學,激發學習動機。這次跟大家分享的研究,更進一步展現了「好奇心」與「喜歡」的價值。它不只是學習的起點,不只是讓孩子學習時快樂些,更是學習路上的加速器,能讓孩子學得更好、更有效率。

好奇心讓學習更快樂也更有效率!圖/envato elements

那麼,好奇心要去哪裡買?

數感實驗室最新於嘖嘖推出了 \ 數感宇宙探索課程 / ,激發要孩子好奇心,陪伴孩子度過一個充實有趣的暑假 😋

課程全套 3 組,超過 60 支的線上影音課 + 6 套手作探索包 + 12 本知識小書,早鳥特惠 3,860 元,現省 2,020 元!

最活潑最生活化的課程內容,陪伴孩子運用數學探索世界,享受思考樂趣,學好數學。

數感宇宙嘖嘖集資中→https://r.zecz.ec/AfuY
#給孩子一堂不一樣的數學課
#愛上數學的起點
參考資料

  • Matthias J. Gruber, Bernard D. Gelman, Charan Ranganath. States of Curiosity Modulate Hippocampus-Dependent Learning via the Dopaminergic Circuit. Neuron, 2014 DOI: 10.1016/j.neuron.2014.08.060

數感宇宙探索課程,現正募資中!

數感實驗室_96
9 篇文章 ・ 7 位粉絲
數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/