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歐洲最早的智人時尚 Runway 在哪裡?在4.6萬年前的保加利亞啦

寒波_96
・2021/03/16 ・5049字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 533 ・七年級

考古學界的上古神獸,桃樂絲.加洛德(Dorothy Garrod)一生調查過許多地方的遺址,法國、英國是她事業的基礎,直布羅陀、中東是她成就的巔峰。1938 年在保加利亞的工作,相比之下不太起眼。

2020 年發表的研究卻指出,保加利亞埋藏著智人最初移民歐洲的奧秘;這篇論文受到許多關注,排名 Altmetric 資料庫 2020 年的第 51 名。還有另一篇論文同時發表,著重在定年。[1, 2, 3, 4, 5, 6]

由於保加利亞遺址中的智人形象不明,因此這邊請來距今 2.5 萬年,住在法國的雕像模特兒—布拉桑普伊女士(Lady of Brassempouy)親情客串充當看板娘。她所屬的 Gravettian 文化,當初也是由加洛德首度定義。圖/ Wikipedia

智人什麼時候進入歐洲?

「智人什麼時候進入歐洲」這個問題,2019 年發表的研究假如估計正確,答案是超過 21 萬年。這件化石「Apidima 1」出土於希臘,型態看來像是智人,至少也是智人的很近親,21 萬年則是以鈾系列同位素定年法(U-series radiometric method)直接定年所得。[7]

非洲北部的摩洛哥出土過年代超過 30 萬年,具有部分智人型態特徵的化石;而地理上介於非洲與歐洲之間的以色列,也發現距今 18 萬年的智人。由此觀之,歐洲東南部的希臘,如果有「智人」在 21 萬年前出沒,並非難以想像的事。[8, 9]

但是在此之後很長時間,歐洲不再有任何智人的紀錄,至少仍然不為現代人知。下一次智人出現在歐洲,要等到距今 4 萬多年前。

歐洲南側由東到西,羅馬尼亞、義大利、伊比利等地的多處遺址,都找到超過 4 萬年的智人化石;而保加利亞的 Bacho Kiro 年代最早,估計為 4.6 萬年。

距今 4 萬年前的前後幾千年,歐亞大陸西側,一些智人與尼安德塔人遺址的位置。圖/取自 [參考資料1]

由膠原蛋白判斷動物所屬

加洛德 1938 年初步調查過的 Bacho Kiro 遺址,位於多瑙河南方 70 公里,地理上算是東歐的巴爾幹半島。加洛德之後,1970 年代才又有後續挖掘,最新研究則始於 2015 年,成果非常豐富。

遺址中找到一個下顎的第二大臼齒,型態上看來是智人;還出土約 14000 件動物骨頭、2000 件石器,70% 來自年代較早的地層。

骨頭過於殘破,無法靠型態辨識,是考古學研究的常見問題。所幸現代科技帶來解決之道,那就是抽取其中的膠原蛋白,用質譜儀(ZooMS)分析,假如蛋白質依然存在,便有機會判斷來自什麼動物。

蛋白質由一個一個氨基酸小單元組成,不同動物的膠原蛋白,氨基酸序列略有差異,憑著特定變異,有時候足以判斷是什麼物種;但是同一個屬的多種動物,彼此間也可能毫無差異,只能辨識到屬的層級,人屬(Homo)就是如此。

這回有 1271 件骨頭採取上述方法分析,發現 6 件屬於人類。可是人屬旗下的尼安德塔人、丹尼索瓦人、歐巴馬、謝長廷、馬雅人等等都是人,膠原蛋白無法分辨是什麼人。

根據人類粒線體 DNA 差異建構的演化樹,Bacho Kiro 出土的 6 個樣本以紅色標示,都落在歐亞大陸智人族群的遺傳變異之內。圖/取自 [參考資料1]

在骨頭中尋找DNA

幸運的是這批樣本保存不錯,裡頭除了膠原蛋白之外,還有一些 DNA 殘存,從中取得的古代DNA 足以拼湊出粒線體。和其他人類比對,能清楚看出他們都是智人,而且粒線體單倍群分屬 M、N、R 三大群。

現在的歐洲族群沒有 M,但是之前古代DNA 研究指出,幾萬年前的歐洲有過 M,這回又多一筆年代更早的記錄。更重要的是,DNA 證實這批「人」是智人。

儘管他們被歸類為不同大群,粒線體間的遺傳差異卻很少,每兩人之間,最多只有 15 個位置不同。相比之下,現代沒有直接親戚關係的兩位歐洲人之間,97.5% 的差異大於 15 處。這反映出智人累積的遺傳差異,在超過 4 萬年前時,仍然處於很有限的階段。

幾處智人、尼安德塔人遺址的定年結果。圖/取自 [參考資料1]

歐洲4.6萬年前的智人時尚

考古學研究,年代時常是爭議焦點,怎麼知道這群人住在 4.6 萬年前?此研究直接以死人骨頭為材料,用碳同位素定年法,估計最早的智人化石超過 4.5 萬年,可能有 46940 年之久,不過 4.6 萬年是比較安全的數字。

然而上述定年結果發表的幾個月後,碳同位素定年的最新校正版「IntCal20」問世,在距今 4 到 4.8 萬年這段期間改變較大。假如依照新版,Bacho Kiro 樣本的年代會比舊版微幅縮減一些,剩下 4.5 萬年左右。[10]

碳同位素定年 2020 年問世的新版 IntCal20,與舊版 IntCal13 的對照。根據新版的計算方式,Bacho Kiro 樣本的年代稍微少掉一點。圖/取自 [參考資料10]。

與智人埋藏於同樣地層的石器,原本被定義作「Bachokirian」,不過後來重新歸類為「Initial Upper Palaeolithic(IUP)」,也就是歐洲的奧瑞納文化出現以前,從中歐、中東,到蒙古都有發現過的石器風格。它也許源自西南亞,隨著智人移民傳往各地。(奧瑞納 Aurignacian 是歐洲的智人,早期流行的一種文化風格)

死人骨頭以外,還出土大量動物化石,至少有 23 個物種,主要是牛、羊、鹿、馬。有些動物骨頭有經過人為加工的跡象,幾件上頭還有紅色的赭石痕跡。

遺址中也有錐子、1 件穿孔象牙珠、12 件穿孔吊飾。11 件吊飾的原料是穴熊牙齒,另一件是有蹄類動物的牙齒。由此可以推論 4.6 萬年前,保加利亞是歐洲最潮的時尚中心。

Bacho Kiro 遺址出土,智人製作的手藝產物。圖/取自 [參考資料1]

智人曾經啟發尼安德塔人的進步思維?

這波智人移民帶來的影響,很值得玩味。遺傳上看來,他們雖然是智人,和後來的歐洲族群或許沒有延續關係,狀況一如年代更早的智人前輩,都不幸滅團了。

也有專家懷疑,他們是否與尼安德塔人有過互動。超過 4 萬年前,歐洲各地仍然有不少尼安德塔人存在,當時移民歐洲的智人們,有機會接觸幾千年後消失的親戚。不過支持雙方見面過的直接證據,至今為止仍十分有限,保加利亞也缺乏這類證據。

法國的尼安德塔人 Châtelperronian 文化創作的手藝產物,和幾千年前保加利亞的智人手筆,非常相似。圖/取自 [參考資料11]

然而非常可疑的是,這批智人距今 4.6 萬年之後製作的手藝品,和數千年以後,法國 Grotte du Renne 遺址中,由尼安德塔人創造的 Châtelperronian 文化產物,可謂驚人的相似。[11, 12]

當然,外表長的像不等於一定有關係,也可能單純只是巧合。保加利亞和隨後的法國時尚間到底有沒有關聯,尼安德塔人的進步思維是否曾受到智人影響,是有趣的問題。

加洛德另一遺產:住在非洲附近的尼安德塔人

加洛德曾經挖掘,最近又有新研究的遺址,不只保加利亞的 Bacho Kiro。1928 年她前往巴勒斯坦的 Shukbah 洞穴,獲得不少石器和動物化石,可惜該遺址後來淡出學界視野,沒什麼存在感。

加洛德一生挖掘過的遺址記錄,Devil’ Tower、Bacho Kiro、Shukbah 最近都有全新的分析。圖/取自 One vision, one faith, one woman; Dorothy Garrod and the Cystallisation of Prehistory

90 多年前出土的一顆臼齒,最近重新分析發現屬於尼安德塔人,成為地理上已知最南端的尼安德塔人。該地距離開羅只有 400 公里,古人類學家史傳奇(Chris Stringer)因此猜測,距今 5 到 7 萬年前,住在中東的尼安德塔人,也許曾經踏進非洲,只是至今尚未見到考古紀錄。[13]

除此之外,加洛德 1926 年在直布羅陀,魔鬼塔遺址(Devil’ Tower)發掘的尼安德塔人化石,最近也順利從中取得 DNA。[14]

加洛德的成就,生前很早就受到認可,令她獲得「迪士尼考古學教授」的頭銜,以及成為劍橋大學第一位女性教授。去世多時後,她將近一百年前的工作,仍然協助著現在的我們前進。

延伸閱讀

參考資料

  1. Hublin, J. J., Sirakov, N., Aldeias, V., Bailey, S., Bard, E., Delvigne, V., … & Tsanova, T. (2020). Initial upper palaeolithic Homo sapiens from Bacho Kiro Cave, Bulgaria. Nature, 581(7808), 299-302.
  2. Fewlass, H., Talamo, S., Wacker, L., Kromer, B., Tuna, T., Fagault, Y., … & Hublin, J. J. (2020). A 14 C chronology for the Middle to Upper Palaeolithic transition at Bacho Kiro cave, Bulgaria. Nature ecology & evolution, 4(6), 794-801.
  3. Puzzling out the Middle-to-Upper Palaeolithic transition
  4. The oldest Upper Paleolithic Homo sapiens in Europe
  5. New research determines our species created earliest modern artifacts in Europe
  6. Oldest Homo sapiens in Europe—and a cave bear pendant—suggest cultural link to Neanderthals
  7. Harvati, K., Röding, C., Bosman, A. M., Karakostis, F. A., Grün, R., Stringer, C., … & Kouloukoussa, M. (2019). Apidima Cave fossils provide earliest evidence of Homo sapiens in Eurasia. Nature, 571(7766), 500-504.
  8. Hublin, J. J., Ben-Ncer, A., Bailey, S. E., Freidline, S. E., Neubauer, S., Skinner, M. M., … & Gunz, P. (2017). New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of Homo sapiens. Nature, 546(7657), 289-292.
  9. Hershkovitz, I., Weber, G. W., Quam, R., Duval, M., Grün, R., Kinsley, L., … & Weinstein-Evron, M. (2018). The earliest modern humans outside Africa. Science, 359(6374), 456-459.
  10. Bard, E., Heaton, T. J., Talamo, S., Kromer, B., Reimer, R. W., & Reimer, P. J. (2020). Extended dilation of the radiocarbon time scale between 40,000 and 48,000 y BP and the overlap between Neanderthals and Homo sapiens. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117(35), 21005-21007.
  11. Caron, F., d’Errico, F., Del Moral, P., Santos, F., & Zilhão, J. (2011). The reality of Neandertal symbolic behavior at the Grotte du Renne, Arcy-sur-Cure, France. PloS one, 6(6), e21545.
  12. Welker, F., Hajdinjak, M., Talamo, S., Jaouen, K., Dannemann, M., David, F., … & Hublin, J. J. (2016). Palaeoproteomic evidence identifies archaic hominins associated with the Châtelperronian at the Grotte du Renne. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(40), 11162-11167.
  13. Bokelmann, L., Hajdinjak, M., Peyrégne, S., Brace, S., Essel, E., de Filippo, C., … & Stringer, C. (2019). A genetic analysis of the Gibraltar Neanderthals. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(31), 15610-15615.
  14. Blinkhorn, J., Zanolli, C., Compton, T., Groucutt, H. S., Scerri, E. M., Crété, L., … & Blockley, S. (2021). Nubian Levallois technology associated with southernmost Neanderthals. Scientific reports, 11(1), 1-13.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁


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寒波_96
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既是科學家,也是樂團鼓手!──專訪數學物理學家程之寧

研之有物│中央研究院_96
・2022/03/11 ・5978字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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。

中研院數學所程之寧研究員,主要研究 K3 曲面(特殊的四維空間)的弦論,她發現模函數和有限對稱群之間有 23 個新的數學關聯,稱之為「伴影月光猜想」(Umbral Moonshine)。圖/研之有物

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。

在弦論的設定中,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。圖/iStock
  • 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。

程之寧向「研之有物」採訪團隊解釋「把維度乘起來」的概念。圖/研之有物
  • 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。

數學家有兩種,一種人喜歡建立美麗又有系統性的結構,另一種人喜歡尋找和收集奇怪特殊的數學物件(比如函數),程之寧表示自己屬於後者。圖/研之有物
  • 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?」

程之寧表示,學術界仍有許多性別不平等問題未受重視。圖/研之有物
  • 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》

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