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用社群的力量讓數學跨出同溫層,成為驚艷全球的藝術展演──Bridges 2018研討會(下)

Sharkie Lin_96
・2018/12/28 ・4161字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

Bridges 從 1998 年開始舉辦,是個一年一度以數學為主的大型全球聚會,結合藝術、音樂、建築、教育與文化,是國際間知名的跨領域會議。

如果數學是藝術創作的繆思女神?來自全球的數學藝術展覽── Bridges 2018 研討會(上)這篇文章中,我介紹了許多才華洋溢的數學家與藝術家,在Bridges 2018數學藝術展覽的精彩作品。

這回我想談談 Bridges 在什麼因緣之下展開,又是什麼力量成就了 Bridges 這種超跨領域又盛大的會議?這個活動有何獨到之處,讓紐約數學博物館 (MoMath) 館長都親自飛來斯德哥爾摩參加 Bridges 2018?

Bridges 2018文宣。圖/Bridges 2018

Bridges 的斜槓創辦人-雷薩.沙爾汗吉

要回答這些問題就必須提到 Bridges 的創辦人──雷薩.沙爾汗吉 (Reza Sarhangi,1952–2016),一位多才多藝的斜槓。生於伊朗的他從年輕時就醉心於波斯裝飾圖樣,對蘊含其中的數學藝術深感興趣,因而探索了相關領域。這樣的成長方式使得沙爾汗吉不但是數學教授,還是平面設計師、戲劇教師、劇作家、劇場導演、道具設計師1,我讀資料讀到這邊只覺得實在太厲害了,只想大喊有神快拜!

Bridges 創辦人沙爾汗吉 (Reza Sarhangi,1952–2016) 。圖/Bridges Organization。攝於 Bridges 2010

移民美國後的他在大專院校教書,更是將豐沛的人文與數理素養體現在課程中,大受學生好評。懷著將數學與藝術跨領域學科相互交流與對話的夢想,便在自己任教的學校創立一年一度的 Bridges 研討會。

這樣的理念感染了許多人,使得 Bridges 從只是一個大學裡的小型活動,逐步發展成全球最大的數學藝術活動與社群,主辦地點遍佈北美、歐洲與亞洲(2014年於首爾舉行)。

沙爾汗吉雖然因病去世[註1],但早期為了方便推動 Bridges 創立了委員會,希望藉由社群的力量延續這樣的跨域精神。也因此 Bridges 的名號愈來愈響亮,每年都聚集數以百計的各路高手,在數學與藝術之中迸裂出更多火花,讓幾百個人聚集在一起,共同創造出數學的樂趣。

接下來就讓前去參展的我,帶回 Bridges 2018 數學藝術活動(詳細議程)的第一手觀察,看看數學如何與電影、戲劇、短片、詩歌、音樂、科技、時尚、舞蹈、教育等眾多領域撞擊出 Bridges 的獨特魅力!

數學聚光燈──數學電影/戲劇/短片競賽

博物館之夜播出了一部由 Bridges 參與者在 2015 年跨國製作,片長 24 分鐘的跨國科學考察電影 La Figure de la Terre。故事劇情主要是十八世紀法國數學家皮埃爾.莫佩爾蒂 (Pierre Louis Moreau de Maupertuis) 與瑞典天文學家安德斯.攝爾修斯 (Anders Celsius),一起至瑞典拉普蘭 (Swedish Lapland) 量測地球形狀的故事。有沒有覺得 Celsius 這個姓氏很熟悉呢?沒錯,這就是攝氏溫度的攝氏!

科學考察電影 La Figure de la Terre,由 Bridges 參與者歐斯莫.沛昆恩 (Osmo Pekonen) 與約翰.斯通 (Johan Sten) 主演。圖/Bridges 2018

除了科學考察電影,Bridges 還有戶外數學劇場零距離演出!數學戲劇 Witches of Agnesi(阿涅西的女巫,也同時是箕舌線)在博物館旁邊的草坪,演出三位不同時代女性數學家穿越時空的神秘下午茶聚會,彼此分享她們的生命與職涯故事。

三位故事主角分別是曾經上過 Google Doodle 的瑪利亞.阿涅西 (Maria Gaetana Agnesi)、北歐第一個女性教授的索菲婭.柯瓦列夫斯卡婭 (Sofya Kovalevskaya)、被愛因斯坦譽為數學史上最重要的埃米.諾特(Emmy Noether,延伸閱讀:埃米.諾特──蹣跚而行的仁厚數學家)。

Bridges 還有戶外數學劇場零距離演出!攝影/Shark Lin

編劇蘇珊.格羅夫斯基 (Susan Gerofsky) 與導演史蒂夫.亞伯特 (Steve Abbott) 只帶著劇本就來到 Bridges 會議現場徵演員、歌者、音樂家、技術人員,最後演出長達 50 分鐘,每位主角還有自己的主題曲與樂隊伴奏。整齣戲劇具有科學與性別意識不落俗套,非常佩服 Bridges 社群的力量,可以在短時間內聚集一群充滿創造力與行動力的數學藝術同好,完成這齣戲劇。不只電影與戲劇,Bridges 還有數學短片徵件競賽,可以在線上觀看充滿創意的數學短片

為數學朗讀──數學詩之美

Bridges 的一大主軸是文化,而詩凝鍊了文化的精華。Bridges 的詩歌朗讀從 2011 年開始,每年都會讓愛好者一起分享與朗讀詩,今年主辦方也將歷年的作品集結成冊。在我看來這件事頗具意義,即使詩的群眾相對少數,但只要敢在 Bridges 發聲,一切都有可能發生,我想這也是為什麼 Bridges 跨越的領域可以如此之廣。

數學詩朗讀。攝影/Shark Lin

一首數學歌的誕生──數學也能這麼好聽

以科學創意 MV 聞名的 OK Go 樂團的主唱達米安.庫拉什 (Damian Kulash) 曾受邀至 Bridges 2017 演講;最近 OK Go 與 Google 合作發展了OK Go Sandbox 計劃,此計畫主要是提取 OK Go 的 MV 中的數學/科學素材,提供教育工作者協助學生探索 STEAM (Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics)。OK Go Sandbox 計劃也在 Bridges 2018 開設工作坊,讓大家自由探索生活中各種物品搭配之後的聲音特性,以及製造出屬於自己的音樂。

正式音樂之夜 (formal music night) 有兩場表演[註2],第一場是混合遊戲、音樂、科技與數學的互動表演──Mathrix。四位玩家在下棋的時候會因為棋子移動的位置與方向,使得合成器產生不同的電子音樂,運用策略贏得遊戲同時也要考量音樂的悅耳程度,還真是一款高難度的遊戲啊!

話說回來,Bridges 2019 將在克卜勒大學 (Johannes Kepler University) 與林茲電子藝術中心 (Ars Electronica Center) 舉辦,相信會有更多數學、科技與音樂的碰撞。

如果說正式音樂之夜是主辦國家精心準備的表演,那麼非正式音樂之夜 (informal music night) 就是屬於 Bridges 社群的盛會,只要想表演的人都可以登記上台,全場不可預期又充滿創意!

多面體男子合唱團。攝影/Shark Lin

到了之夜的尾聲,出現這首有才的改編歌曲 “Don’t Worry, Be Bridges”,頓時覺得非常幸運和感動能夠來到 Bridges,可以和愛好數學藝術的夥伴齊聚一堂,更多的改編歌歌詞可見此連結

改編自 ”Don’t Worry, Be Happy” 歌曲的  “Don’t Worry, Be Bridges” 。攝影/Shark Lin

數學潮流──數學藝術時尚秀

在非正式音樂之夜,Bridges 今年新增了一場非常特別的表演──數學藝術時尚秀 (Math + Art Fashion Show)。在這場動態秀,金工(或珠寶)、服飾、配件等設計透過充滿自信模特兒的身體與走秀,散發出屬於幾何藝術的時尚美感。

數學時尚秀。圖/Sujan Shrestha

在這裡,每一場表演、每一場講座,分享者的眼神都是亮的,說到數學藝術就有止不住的興奮感;對我來說參加 Bridges 就像是回家那樣親切,感到彼此不分種族與國界。

數學時尚秀。圖/Sujan Shrestha

舞動數學──跳出你心中的數學

幾何金工時尚還能和舞蹈跨界合作!瑞典設計師莉娜.畢爾戈思朵特 (Lena Birgitsdotter) 與舞者伊娃.英格瑪森 (Eva Ingemarsson) 製作了一段優雅且富有詩意的舞作──Aerial Cube/Concrete,藉由可動的頂點設計,立方體便可產生無限的幾何形態:

這讓我想到台灣單挑概念工作室的PRISM01幾何金工創作與舞者趙敦毅的舞立方表演。在她們的分享會後,我前去介紹台灣的金工設計與幾何舞蹈,發現瑞典與台灣作品的相異與相同;可以確知的是,即使遠在地球的兩端,人類追求數學幾何之美的心靈是相通的。

相對於 Aerial Cube/Concrete 的獨舞,Dance your PhD (跳出你的博士論文) 2017 年獲勝者南西.薛利奇 (Nancy Scherich) 編了一齣以辮群為主題的當代舞作-Representations of the Braid Group。

在舞作中,薛利奇運用了三大原則吸引觀眾的目光:將計算過程中使用到的矩陣加以視覺化 (look for visuals in your computations),注重舞台整體效果的他們製造出一些抽象的場景 (create abstract landscapes),並且在舞者或週遭環境標上一些明顯的線索與標籤 (use visual clues and labels),讓觀眾更容易進入狀況。

在 Bridges 2018 的講座「Turning Math into Dance」中,薛利奇分享了創作緣由與概念。數學家認為,不可能把數學的美傳播出去;對一般人來說,數學是可怕駭人的,兩者之間有極大的鴻溝。

薛利奇希望藉由舞蹈翻轉一般民眾對於數學的印象,對她個人而言,跳舞和研究數學都是生命中不可或缺的熱情,因此她決定以舞蹈跳出她的博士研究(延伸閱讀:Dance Your Ph.D.:看不懂科學研究?那就用舞蹈跳給你看!),也因此登上了《科學-Science》期刊,我在講座現場完全可以感受到她對這件事的專業與熱情!

數學捕手──玩轉生活中的數學教育

Bridges 的家庭日 (Family Day) 為一般民眾準備了許多工作坊(點我連結),包括摺紙、手作、桌遊、益智玩具、環境聲音感測、科學秀、體感幾何、自造小旅行、VR 幾何體驗等活動,也開放數學藝術展覽、數學劇場、數學詩朗讀、短片欣賞供民眾參與,根本無一處不是數學的守備範圍,我在現場只覺得目不暇給非常精彩,十分羨慕瑞典的大人與孩童可以一次體驗到來自全球的數學藝術活動。

家庭日活動。圖/Sujan Shrestha

一起成為數學與藝術的 Bridges 吧!

Bridges 建立了許多橋梁,讓數學與其他領域有著趣味與深刻的鍵結;每位參與的人都是一座橋,回去各自的國家以後成了一座又一座的橋,把數學的美感與樂趣推廣到世界各地。

透過這幾天的觀察,我發現台灣的數學藝術其實不輸外國,也不禁尋思台灣未來是否有可能舉辦 Bridges 研討會?或許未來哪一年,台灣也能夠辦這樣的大型活動。因為結合數學與藝術的超能力,就來自人類無垠的想像力!

註解

  • 註1:2018 年也有具紀念意義的攤位,介紹剛去世的知名數學藝術家 Koos Verhoeff 與他在世界各地的作品(如海德堡購物中心 Mathematikon 的大型雕塑),讓人深深感覺到 Bridges 是個相當溫暖的社群。資料來源:沙爾汗吉紀念網頁
  • 註2:正式音樂之夜 (formal music night) 的第二場表演則是請到瑞典音樂團體 Varité Velociped,他們的音樂表演雖然和數學關聯較小,但擁有高超的音樂技巧、嗨翻全場的幽默感(像是用睡褲進行演奏)與文化感染力,以 ABBA 經典歌曲與美國民謠大合唱獲得高度共鳴與歡樂。

參考資料

  1. Shrestha, S., Mathematics Art Music Architecture Education Culture. Nexus Network Journal, 2018. 20(2): p. 497-507.

延伸資料-Bridges 2018相關網站

  1. 官方網站
  2. 線上藝廊
  3. 相關活動
  4. 論文集
  5. 詳細議程
  6. 家庭日活動

本次旅行獲得財團法人國家文化藝術基金會(國藝會)國際交流計畫補助。

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Sharkie Lin_96
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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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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》