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在天涯海角追尋恐龍的足跡——《恐龍一億五千萬年》

馬可孛羅_96
・2021/08/12 ・4310字 ・閱讀時間約 8 分鐘
  • 作者 / 史提夫.布魯薩特(Steve Brusatte)
  • 譯者 / 黎湛平
景观, 山, 天空, 云, 性质, 恐龙
圖/pixabay

嚴格來說,恐龍時代始於侏儸紀。當然,初代真恐龍在侏儸紀前至少三千萬年就已踏進歷史舞台。誠如你我所見,這群早期的三疊紀恐龍壓根算不上優勢物種。後來,盤古大陸分裂,恐龍從末日餘燼探出頭來,看到了一個更為空曠的嶄新世界,讓牠們得以盡情征服。在初入侏儸紀的數千萬年內,恐龍家族開枝散葉,繁衍出大批眼花撩亂的新物種並組成子群(subgroups),有些血脈甚至延續一億三千多萬年。

恐龍的體型也越來越大,分布全球,在潮濕區、沙漠區及兩者之間的所有區域開疆闢地,大量繁殖。來到侏儸紀中期,世界各地都能見到數群最龐大、最具代表性的幾種恐龍。博物館展覽或童書經常出現的經典畫面並非虛構,而是事實:恐龍轟隆隆踩過大地,站上食物鏈頂端;凶猛的肉食恐龍和體型巨大、脖子長長或自帶盔甲的植食恐龍生活在一起,至於小小的哺乳動物、蜥蜴、青蛙及其他非恐龍動物就只能在恐懼中苟且偷生。

在盤古大陸的裂隙火山孕育出侏儸紀之後,以下幾種大家熟悉的恐龍也一個個躍上舞台:譬如肉食的獸腳類恐龍「雙冠龍」(Dilophosarus),頭上有兩道龐克風的「莫霍克式」(mohawk)突起物,體長約二十呎,比騾子大小的腔骨龍及其他多數三疊紀肉食動物大上許多。至於以植物為食、全身覆滿骨板的鳥臀目動物(如「稜背龍」〔Scelidosaurus〕、「小盾龍」〔Scutellosaurus〕)沒過多久即進化成你我更為熟悉、外形像坦克的厚頭龍,或是背覆骨板的劍龍;體型小、移動快、可能為雜食型的「畸齒龍」(Heterodontosaurus)和「賴索托龍」(Lesothosaurus)也是這個支系的早期成員,後來演化成三角龍及鴨嘴龍。其餘耳熟能詳、現蹤於三疊紀,但大多局限在少數環境的幾種恐龍(譬如長脖子的原蜥腳類、以及最原始的鳥臀目恐龍)也開始向外移動,散布至整個地球。

雙冠龍示意圖。圖/pixabay

巨龍現身

在這群新近取得生存優勢、且多樣性急劇增加的恐龍家族中,最具代表性 的就是蜥腳類(或稱「蜥腳下目」):頭小身體大,長脖子,大肚腩,四肢如柱 ,進食時宛如一座超級植物處理機。恐龍界最有名的幾種大多出自蜥腳類,包 括雷龍、腕龍(Brachiosaurus)和梁龍,不僅博物館展覽少不了牠們,牠們也是 電影《侏儸紀公園》的明星主角;卡通《摩登原始人》訓練牠們挖板岩,美國 「辛克萊爾石油」(Sinclair Oil)數十年來都以長脖子綠恐龍為公司標誌。與霸 王龍相比,蜥腳類才是最出名、最具代表性的恐龍。

蜥腳類是在三疊紀末期、從一群我習慣稱之為「原蜥腳類」(proto-sauropods)的原始恐龍演化來的。這些原始種是一群體型小如犬、或大至長頸鹿,脖子超長,以植物為食的動物,也是兩億三千萬年前現身伊沙瓜拉斯托的首批原始恐龍之一。後來,牠們成為三疊紀盤古大陸潮濕帶的主要植食動物,卻因為無法在沙漠區生存,故無法發揮潛能,登上顛峰。不過,這種有志難伸的窘境在侏儸紀早期有了變化:蜥腳類終於突破環境限制,邁向全球,演化出最具特徵性的細長脖子,亦逐步成長為怪物級的龐然巨獸。

蜥腳類恐龍,由左到右依序為:圓頂龍腕龍長頸巨龍盤足龍。圖/wikipedia

小島上的巨龍

過去數十年來,學界陸陸續續在蘇格蘭西側的美麗島嶼「天空島」(Isle of Skye)發現真正的初代蜥腳類恐龍化石―這些動物個個重達十餘噸,體長超過五十呎,頸長高達數層樓。雖然線索還不夠多(頂多在這裡挖到幾支粗壯腿骨、在那裡翻出幾根牙齒或幾節尾椎),但證據顯示這種巨型動物約莫生活在一億七千多萬年前―當時早已進入侏儸紀時代(盤古大陸分裂、火山洪災已成遙遠記憶)―恐龍處於主宰地球前的最後一次大量繁殖期。

二○一三年,我一拿到博士學位就接下愛丁堡大學的新職,從紐約遷居蘇格蘭,想到即將主持自己的研究室就滿心雀躍。天空島的蜥腳類恐龍化石正巧引起我的興趣。剛到職的最初幾週,我常跟系上兩位同事一塊打發時間,一位是老練的田野地質學家馬克.威金森(Mark Wilkinson),他的馬尾與略為邋遢的落腮鬍使他看起來一副嬉皮樣;另一位是湯姆.恰蘭德(Tom Challands),這位虎背熊腰的紅髮男子是古生物學博士,專攻四億年前的微化石。

湯姆才剛結束為能源公司探勘石油的工作合約(算是應用地質所學吧)。那段時間,他幾乎都住在客製化的露營車裡(車上有床和小廚房),並且把車停在調查點附近。後來他結了婚,這種生活方式就此喊停,但那輛露營車仍隨時支援野地考察,而湯姆也常在週末駕車沿著蘇格蘭霧茫茫的海岸尋找化石。湯姆和馬克都在天空島做過地質調查,對那塊土地暸若指掌,因此我們決定組隊尋找更厲害的寶藏―巨大、神祕的蜥腳類恐龍化石。

位於天空島的Rock pinnacles of The Storr,  曾出現於電影普羅米修斯開場畫面。圖/Pexels

關於天空島,我們涉獵的資料越多、就越常看到「杜加德.羅斯」(Dugald Ross)這個名字。我對這個名字毫無印象。他既不是古生物學家、地質學家,也不是任何一類科學家,然而他卻發現並描述過許多出自天空島的恐龍化石。杜加德從小在天空島東北深處的小村落「艾利沙德」(Ellishadder)長大,那是一片擁有崎嶇山峰、蓊鬱丘陵與泥灰溪流的荒地,海岸長年受強風侵襲,十足「魔戒風」(Tolkienesque),活像從奇幻小說蹦出來的地方。羅斯家族講「蓋爾語」(Gaelic) ―這是蘇格蘭高地的母語,目前僅一萬五千人操持。你不只會在路標上看到蓋爾語,像天空島這類偏僻島嶼的學校也會教。羅斯十五歲那年,在他家附近發現一個藏有箭尖和銅器時代工藝品的隱蔽洞穴。這項發現使他迷上家鄉島嶼的歷史,到了成年都還如此,也為自己開創「建築工兼農場主人」的事業。(在蘇格蘭高地,「農場主人」〔crofter〕專指從事小規模農業兼牧羊的人。)

杜加德.羅斯正在移取巨石內的恐龍骨骼化石。(地點:天空島)。圖/《恐龍一億四千萬年》


件大概是我寄過最幸運的信件之一,它開啟了一段友誼,也是這段科學合作的 濫觴。數個月後,我們踏上天空島,羅斯―他比較喜歡我們喊他「杜吉」―立 刻邀請我們去找他。他指示我們開上天空島東北沿岸蜿蜒的雙線幹道,在一幢 牧場風格的長型建築前與他會合。屋子外牆以各種大小不一的灰石拼貼而成, 屋頂則是黑色磚瓦;古老農具四散在屋外草坪上。農場前方有塊牌子寫著 「TAIGH-TASGAIDH」,即蓋爾語「博物館」之意。

杜吉從他的紅色工作用卡車 裡冒出來,身上掛著一大串鑰匙,短暫自我介紹之後便驕傲地領著我們走進博 物館。他以歌唱般的輕軟口音―融合史恩.康納萊(Sean Connery)迷人的蘇格 蘭腔和愛爾蘭腔―說明他如何接管這幢無隔間的校舍廢墟,再改建成我們此刻 置身的「斯塔芬地質暨恐龍博物館」(Staffin Museum)。這座博物館是他十九 歲那年成立的,今天,這座博物館依舊沒有隔間―沒有咖啡休憩區,沒有禮品區,沒有任何大城市博物館常見的昂貴設施、標誌或裝飾,甚至沒有電!裡頭 收藏許許多多他在天空島找到的恐龍化石,還有能回顧天空島住民歷史的種種 工藝品。這次體驗相當超現實:在巨大的恐龍骨頭和腳印旁,擺著老磨坊的木 輪子,還有挖蕪菁的鐵桿和高地農民使用的古式補鼴鼠陷阱。

蘇格蘭天空島迷人的地景風光。圖/《恐龍一億四千萬年

踏破鐵鞋無覓處

那禮拜的其餘幾天,杜吉帶我們去他最愛的幾處地點。我們找到一大堆侏儸紀化石―有體型如犬的鱷魚下顎骨,某種屬於「魚龍目」(ichthyosaurs)爬行類牙齒和脊骨(魚龍目的外形似海豚,生活在海裡,牠們出現的時間差不多是恐龍開始稱霸陸地的年代)―獨獨不見巨無霸恐龍的身影。接下來幾年,我們仍持續返回天空島不斷搜尋。

二○一五年春天,我們終於找到尋尋覓覓的夢幻化石。起初我們並未領悟這個事實。那天,我們幾乎整天都趴在地上,尋找埋在侏儸紀岩塊裡的小小魚齒和鱗片(這片岩石平台直直探入北大西洋的冰水中,就在一座十四世紀城堡廢墟的正下方)。咱們之所以在這裡,都是湯姆的主意:最近他在研究魚類化石,為了請他幫我找恐龍化石,我便答應幫他採集魚骨魚末作為交換。我們瞇眼皺眉、盯著這些岩石已有個把鐘頭,身上裹了三層防水衣卻依然冷得快凍僵了。午後陽光逐漸西沉,潮水上漲,晚餐正在向我們招手。於是湯姆和我動手整理工具、收拾幾袋魚齒,準備慢慢走回停在海灘另一頭的多功能廂型車。就在這時候,某樣東西引起我們的注意:那是一塊印在石頭上、跟汽車輪胎差不多大的變形凹痕。先前之所以沒注意到它,是因為我們專注在尋找尺寸更小的魚骨,這麼大的痕跡完全不符合當下的搜尋目標。

我們繼續往前走,一路上頻頻發現更多類似的痕跡;在午後斜陽的映照之下,這些凹痕更加明顯,大小幾乎都差不多。我們越是仔細瞧,看見的凹痕就越多,而且還繞著我倆朝四面八方延伸出去。這些凹痕似乎呈現某種模式:一枚枚凹洞接續組成兩道長排,且呈「之」字型排列―左、右、左、右、左、右。這些長列有如緞帶,在我們工作一整天的岩石平台上散布交錯。湯姆和我對看一眼。那是兄弟之間心知肚明的一瞥,基於多年共同經驗、無須言語即可領會的連結。我們以前也看過這種痕跡。地點不在蘇格蘭,而是西班牙、北美西部這類地方。我們知道這是什麼玩意兒。咱們眼前這窪凹洞是足跡化石。尺寸超大,毫無疑問是恐龍的足跡。我們湊近細瞧,看出這些凹痕有些是掌印、有些是足印,有的甚至還留下掌指和足趾的印跡。依形狀判斷,這絕對是蜥腳類的掌足跡。我們竟然找到了一億七千萬年前的恐龍大舞池,而留下這片紀錄的是身型龐大、體長約五十呎、重量可比三頭大象的蜥腳類恐龍。

我和湯姆.恰蘭德在天空島上找到的恐龍舞池─蜥腳類恐龍足跡。圖/《恐龍一億四千萬年
——本文摘自《恐龍一億五千萬年:重新發現這個失落的世界,2020 年 6 月,馬可孛羅


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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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