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正當且公開的實驗室裡的秘密實驗——《再.創世》專題

再・創世 Cybernetic_96
・2021/07/15 ・6052字 ・閱讀時間約 12 分鐘
  • 作者 / 林纓

在許多年以後的某個地方。

那裡的土地有兩種顏色,紅色與藍色。紅色是因為鐵鏽、藍色是因為鈷和銅。紅土與藍土界線分明,幾乎是一條延伸到地平線另一端、看不見盡頭的直線。

空氣則是灰的。灰色的空氣像濃霧一樣籠罩土地之上的所有空間。如果你有眼睛,你會發現你看不到天空,只看得到眼前一公尺半的距離,而且你的眼睛會越來越痛,並在半小時內壞死。

所以這地方已經沒有所謂的「原生動物」或「原生植物」,會移動的只剩下灰撲撲的空氣和四種東西:

AI。

把人腦裝進殻裡行走的人類。

機器人。

和奇美拉。

雖然這四種東西都能自主行走,在「人權」的劃分方面卻有著非常明確的界線──就像紅土與藍土一樣。

擁有人權的是「AI」和「把人腦裝進殻裡行走的人類」,它們都有著相當的情感、智能和人格。

而機器人和奇美拉都不具有人權。機器人只是普通的工作用的空殼,沒有人格也沒有情緒,所以當然不具有人權。至於奇美拉──牠們是實驗室製造的「生物」,能在這種極端的灰色空氣裡生存的複合式生命體──組成牠們的是各種生物的基因,目的在於創造能適應這種極端環境的生物,但這實驗其實沒什麼意義,就屬哲學性質和娛樂性質。

圖爲展於安納托利亞文明博物館的獅身人像「奇美拉」。「奇美拉」在近代演變為異種生物部位混和之神話幻想生物的泛稱。圖/wikimedia

畢竟現在所有具有「人權」的「人」都已經不需要肉體──或許需要腦,但不需要眼睛耳朵和皮膚,也不需要進食──所以既不需要能吃的動物糧食,也不需要能被使用的動物肉體──那麼創造這些能呼吸灰色空氣的生命體又有什麼用呢?

大概就像開發手機遊戲和桌上型點頭娃娃的目的一樣,為了賺錢或紓壓吧。

但奇美拉終究不及遊戲和影視等其他娛樂產業討喜,因此在全盛期的熱潮過後,許多奇美拉都被放歸自然,數百間實驗室惡性倒閉,現在只剩寥寥幾間矗立在這奔馳著野生奇美拉的荒蕪大地上。

而其中一間全然合法、營收還過得去、經歷過三波裁員但在員工福利方面頗有口碑的中型實驗室,正巧就座落在那條紅色與藍色的土地交界線上,紅色三百坪、藍色三百坪,不多不少剛剛好。

現在這間實驗室的某個房間正在進行一場哲學的思辨。

「你說,為什麼練僧侶的人那麼多?」白色殼子裡的AI傳了一條思緒。

「為了省藥水錢吧。」坐在它隔壁的黑色殼子裡的人腦也傳了一條思緒。

「不是為了滿足某種對他人施恩的慾望嗎?自我滿足的救世情節之類的。」白殼AI傳。

「不是為了滿足某種對他人施恩的慾望嗎?自我滿足的救世情節之類的。」白殼 AI傳。圖/Pexels

「好啊,那我今晚不補你啊,你自己打王去。」黑殼人腦傳。

「你當我沒人要嗎?去廣場揮個手就十五個僧侶黏上來。」白殼AI傳。

「好啊,拆夥啊,你去跟他們打啊。」黑殼人腦傳,順帶附上3D晃動效果的不雅手勢貼圖。

「好啊!拆就拆!怕你啊!」白殼AI附上發光效果的爆破貼圖。

黑殼人腦舉起手,揍了白殼AI肩膀一拳,坑的一聲,白殼AI的警示器響了兩下:「嗶嗶,遭受衝擊。損傷率百分之零」。

白殼AI也舉起拳頭,正要往黑殼人腦肩頭揍去,門就開了,兩人立刻坐正,埋頭檢查觀察箱裡的資料。

「身體素質……B。」黑殼人腦公開傳訊。

「還不錯呢,果然是亞洲獅、鞭蠍和豪豬的混種。」白殼AI公開傳訊,讚賞地敲敲觀察箱的強化隔窗。

「或許應該加點蟑螂?」黑殼人腦公開傳訊。

「你什麼都想加蟑螂。」白殼AI公開傳訊,附上翻白眼貼圖。

「蟑螂是已知曾經存在的最強勢物種,混什麼都是優勢吧。」黑殼人腦公開傳訊。

「既然都滅絕了,當時的素質評比就沒什麼意義。現在重要的是基因之間的協調性。」白殼AI敲了敲操作台。

門口的機器人嗶嗶兩聲,移動手腳到一旁進行例行房間維護。

「既然都滅絕了,當時的素質評比就沒什麼意義。現在重要的是基因之間的協調性。」圖/Pixabay

白殼AI和黑殼人腦這才回頭,兩人都洩氣地傳了一連串無意義的貼圖,重新懶回椅子上。

「還以為是陳上司咧。」黑殼人腦傳。

「你都叫它陳上司啊?我都叫它奧特曼。」白殼AI傳。

「那是它幾年前的名字啊?」黑殼人腦問。

「二十年前……?還是四十?忘了。這個比較好記。」白殼AI傳。

「那肯定是它黑歷史時期的名字……它後來都取簡單的單名了。」黑殼人腦傳。

「我倒是不喜歡換名字。」白殼AI傳。

「對喔,沒見你換過名字。我倒是換過兩次。」黑殼人腦傳。

「三次。還有『黑月X影殺』。」白殼AI傳。

「黑歷史──」黑殼人腦傳了一連串表示崩壞的貼圖。

「當時大家都不知道那個X到底是什麼意思呢。問你你也不說,只會傳月亮貼圖。」白殼AI傳。

「別說了。還是談談奇美拉吧。我們還在工作呢。」黑殼人腦傳。

白殼AI對黑殼人腦露骨的轉移話題感到可笑,同時也憐憫它曾經暴露於工作場合的黑歷史時期,想想如果是自己取了那種名字來工作,肯定會在清醒後立刻羞憤辭職的吧。就這點來看黑殼人腦還算有骨氣,就這麼堅持到現在沒換工作,著實令人敬佩。

白殼AI於是配合地轉移話題:

「你覺得如果把這些奇美拉的腦裝進殻裡,牠們也能和我們溝通嗎?」

黑殼人腦停頓了一會兒,把掃描器的正面轉向白殼AI,遲疑地傳:

「你怎麼每次都在想這麼哲學的問題?」

「你怎麼每次都在想這麼哲學的問題?」圖/Pexels

白殼AI傳:

「不然我們繼續聊你的名字?」

黑殼人腦傳:

「奇美拉的腦嗎?我覺得嗯,我想想,應該是可以。或許能進行某種程度的溝通吧。」

白殼AI傳:

「但這樣會產生更嚴重的人權問題。萬一證明這些怪物真的有思考能力,這些實驗或許就得終止了。畢竟目前牠們被視作和機器人同等級無智能、無感情、無人格的生物嘛。」

黑殼人腦傳:

「而我們會失業。」

白殼AI傳:

「你怎麼老是能提出這麼膚淺的觀點?」

黑殼人腦傳:

「那如果是人腦被放進奇美拉裡呢?」

白殼AI傳:

「肯定無法和我們溝通。奇美拉的身體裡沒有晶片也沒有收發器,無法接收到我們的訊息。」

黑殼人腦傳:

「但人腦放得進去嗎?」

白殼AI傳:

「如果建構一個內接轉換槽……可以試試看。」

這兩人的哲學探討隨著時間過去,就這樣持續了六年。

終於在某一天,兩人都難以按耐住好奇心,打算在這座一成不變的實驗室裡展開一場秘密實驗。

終於在某一天,兩人都難以按耐住好奇心,打算在這座一成不變的實驗室裡展開一場秘密實驗。圖/Pexels

把人腦放進奇美拉肉體裡的秘密實驗。

它們利用自己的工作時間和休息時間暗自打造了人腦轉接槽,暗自解剖了觀察箱裡它們創造的第十二隻奇美拉:黑猩猩和家豬和塔朗圖拉狼蛛混種,並在那一天──那關鍵的一天──把黑殼人腦的殼蓋打開,並把黑殼人腦的腦放進奇美拉裡。

因為要用無菌低溫箱轉換的關係,黑殼人腦失去意識了一段時間。

當它醒來,設法掃描周圍的時候──

它發現它的感知器變得十分奇怪。感知範圍只有面前一小塊區域,而且無法模式轉換,只能用色感光譜的方式呈現。

而且它要呼吸。每一口氣吸進肺裡都像異物,那感覺一點也不好,噁心且疲累。

它想傳訊給白殼AI說這簡直是個糟透的蠢殼,但它無法傳訊,只能透過窗格看著光譜下呈現白色的那具人形金屬殼。

它於是上前──幾乎難以移動,因為它的腳是八隻很不協調的巨型狼蛛腳,而驅動狼蛛腳的肌肉是猩猩的大腿肌──跌跌撞撞地摔向窗格,用力打了打窗面。

白殼AI對它揮了揮上臂,它們之間只剩下這種溝通方式。

畢竟沒有晶片、沒有網路,只剩下奇美拉的眼睛和耳朵。

而無論AI或人腦,現在的人們溝通只需要意念,自從耳朵與嘴巴被淘汰後,語言和聲音成了失落許久的古文明。

自從耳朵與嘴巴被淘汰後,語言和聲音成了失落許久的古文明。圖/Pexels

它驅動狼蛛腿也想進行一樣的揮手動作,卻狼狽地摔倒了。摔進地上那坨黏膩的──黏膩?這種感覺也是第一次。神奇的令人不自在的觸覺。還有痛覺。天啊!竟然會痛,它摔倒了。

它在地上翻滾爬行想站起來,但這具不協調的混合軀體無法隨它所願。

白殼AI拍了拍窗格,它不確定這是要它冷靜或是在詢問它在幹嘛的意思,但它冷靜不下來也不知道自己在幹嘛。

這具軀體實在太不自然也太不協調了。

一切感官都如此限縮又多餘,限縮的部分在於:不能三百六十度掃描、不能切換鏡頭、不能傳訊、不能開啟腳部的噴射推進器,多餘的部分在於:有痛覺、要呼吸、有八隻腳。

它才待兩分鐘就受不了了,它想立刻換回去,終止這現在看來完全就是無意義且愚蠢的好奇心,但它爬不起身,無法告訴白殼AI它的想法。

當它終於重新用八隻腳站立,已經過了一個半小時,白殼AI坐在觀察窗前觀察它,而它撲向觀察窗,很野性地用兩條前腿敲打窗格。

白殼AI又對它揮了揮前臂。

這個混帳。

它暗自傳了一大堆不雅手勢貼圖,卻發現它現在這具肉做的軀體根本無法傳貼圖,它越來越惱怒,又敲了敲窗格。

此時,外頭那扇門開了。

它看見白殼AI回頭,而陳上司走進來,白殼AI和陳上司說了一些話,白殼AI被帶走,陳上司也離開,這裡只剩它一人。

怎麼回事?

它感到驚慌,但安慰自己等等就能換回來吧。

但是白殼AI沒有回來,過了半小時後,變成另外兩位灰殼和紅殼的人坐在觀察窗外,很不熟練地操作房間的設備,好像正在瀏覽這隻奇美拉的資料。

調職?這是調職嗎?

之前有聽說過最近要調職,所以它們兩人才加緊這項秘密實驗的腳步,沒想到竟然是在這種關鍵的時刻調職?

不,或許只是例行的職場檢查?白殼AI馬上就會回來吧?

它惴惴不安地盯著窗格外的灰紅兩人,因為種族歧視的問題現在多數的外殼型號已經無法從外觀辨別是人腦還是AI了,總之就是兩個人。

它就這樣在這具不協調的軀殼裡盯著那兩人──

持續了半年。

在這半年內它沒日沒夜地等著白殼AI回來,沒日沒夜地感到疼痛,沒日沒夜地設法要和窗格裡的灰紅兩人溝通,但那兩人什麼都不明白。

它們只會在儀器上操作,只會在房間偷懶,只會在窗格前悠哉地打鬧,對它的舉動視而不見,頂多偶爾敲敲窗面,但顯然不是為了要認真溝通。

天啊!這一切都是因為那該死的好奇心!該死的哲學思辨!該死!

終於在它變成奇美拉的半年後,陳上司進來,紅灰兩人離開房間,取而代之的是白殼AI。單從外觀型號它不確定那是否就是它的同事、它的朋友,畢竟沒有晶片無法感知到IP位址或姓名ID。

但那顯然是白殼AI,因為陳上司一離開,它就立刻用力拍了拍窗格,然後開始準備無菌低溫箱,然後嘶──麻醉氣體瀰漫整個觀察箱,奇美拉的軀殼昏了過去。

當它再次醒來時,已經回到那具再熟悉不過的黑色外殼。

它不用再眨眼了。它有感應器。

它傳的第一條訊息是:

笑臉貼圖。

它傳的第一條訊息是:笑臉貼圖。圖/Pixabay

那是最便捷的基礎貼圖。

「你還好嗎?」白殼AI傳,「我沒想到那麼剛好會在那個時間點被調走,據說是人事部挪用公款的問題,還有第四波裁員……這房間又必須靠個體晶片掃描才能進入,我只能向奧特曼申訴說我想調回來,奧特曼這個人又很會拖,沒想到竟然耗了半年才回到這個房間……」

黑殼人腦傳不出訊息,它現在正感動於這具協調身體的無病無痛無呼吸和切換三百六十度掃描以及遠紅外線感知模式和全境衛星視角。

「啊對,第四波裁員你中獎了,你現在失業了。」白殼AI傳。

黑殼人腦又傳了一個笑臉貼圖。

「你沒事吧?」白殼AI傳。

黑殼人腦緩慢地點開記錄檔,開始撥放自己這半年來的錄像。

監視錄像裡的它,無論是遲鈍不協調的動作還是那些看似無意義的行為,看起來都像隻再普通不過的奇美拉。

像每一隻被它們創造出來的奇美拉。

「看起來……和其他奇美拉一模一樣。」黑殼人腦傳。

「是啊。」白殼AI傳。

「沒有人會發現異常。」黑殼人腦傳。

「是啊。」白殼AI傳。

「會不會其他奇美拉其實也有和我們相當的智能和人格……」

「這個問題就不要再深究了。自從你遭遇這件事後,我就對哲學探討沒興趣了,我現在的興趣只有躺著不動自動續能,和玩遊戲。」白殼AI傳。

黑殼人腦沉默接收著奇美拉的監視錄像。

白殼AI關掉錄像撥放,推著黑殼人腦走出房間,提前打卡請假下班,一路將黑殼人腦推到研究室外,站在荒蕪的藍紅土地交界線上。

白殼AI輕輕揍了黑殼人腦的肩膀一下,黑殼人腦沒有感覺到痛,只聽到警示器響了兩下:「嗶嗶,遭受衝擊。損傷率百分之零」。

黑殼人腦體會到一種難以言喻的情緒,它漫無目的地傳了熱咖啡和陽光燦爛的海邊的貼圖給白殼AI。

白殼AI沒說什麼,拉起黑殼人腦的手,用黑殼人腦的手打了自己一下:「嗶嗶,遭受衝擊。損傷率百分之零」。

黑殼人腦的感測器正面轉向白殼AI,然後伸出拳頭。

白殼AI的拳頭和它撞了一下,就像每次下班後它們的默契。

「今晚,再一起打遊戲?」白殼AI傳。

「幸好我練僧侶。我今天實在……沒心情打怪物。」黑殼人腦傳。

實驗室靜靜地矗立在藍與紅土的界線上,兩年後,又一波經濟蕭條襲來,這間中型奇美拉實驗室終於也在拖欠了員工十個月薪水後惡性倒閉。遊戲和貼圖產業倒是一如既往地蒸蒸日上,應該說現在只剩這兩樣能穩定推陳出新又賺錢如洪水的產業了。


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再・創世 Cybernetic_96
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由策展人沈伯丞籌畫之藝術計畫《再・創世 Cybernetic》,嘗試從演化控制學的理論基礎上,探討仿生學、人工智慧、嵌合體與賽伯格以及環境控制學等新知識技術所構成的未來生命圖像。


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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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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook