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東亞與西方大不同:古代人「已知用陶器」未必是新石器時代的特徵

科技大觀園_96
・2021/09/09 ・4331字 ・閱讀時間約 9 分鐘

人類漫長的演化史上,更新世(Pleistocene)末期到全新世(Holocene)初期發生翻天覆地的變化。在此之前,人類仰賴狩獵、採集的方式生產,不在同一個地方長久居住。距今 11,700 年前的全新世開始以後,採行農耕、畜牧生產,定居一地的生活方式,在世界各地漸漸普及。東亞這塊地方的人們,從狩獵、採集到農耕的過渡,是高德(David J. Cohen)關注的問題。

高德是臺灣大學人類學系助理教授。他就讀哈佛大學博士班時,師從張光直,主要在中國的河南省進行殷商考古,成為獨當一面的考古學家。拿到博士學位後,他加入哈佛大學另一位大師 Ofer Bar-Yosef 的團隊,2005 年起投入目前的領域,探索華南稻作起源,發掘湖南省的玉蟾岩遺址。

高德參與 2005 年玉蟾岩遺址的發掘。由左至右為 Paul Goldberg、Mary Prendergast 與高德。圖/高德提供

東亞與西方有別:陶器先出現,卻尚未進入新石器時代

對於舊石器到新石器時代的過渡,過去考古研究的目光大部分放在西南亞與歐洲。簡單說,西南亞地區的人在舊石器時代以採集、狩獵維生;接著長期定居,開始農耕、畜牧以後,也踏入新石器時代;等到使用陶器,完全轉型為新石器時代之際,已經是初次定居的數千年後。他們接著又帶著全副家當移民歐洲,令歐洲邁入新石器時代。因此考古學界曾經將出現陶器,視為一地轉型為新石器時代的特徵。

然而近來可以肯定,東亞的狀況有所不同。舉例來說,江西省仙人洞遺址出土距今 2 萬年的陶器,是世界最早的紀錄。高德 2009 年參與的發掘和定年結果指出,那時仙人洞的居民仍然仰賴採集、狩獵,不長期定居一處,也沒有農業的跡象;表示當地開始使用陶器的時候,並沒有進入新石器時代。

原本學者認為,仙人洞遺址既然出土陶器,又有早期的稻,應該算是初期的新石器時代;但是高德參與的研究證實,陶器出現的年代明顯比耕種稻米更早。類似狀況在東北亞、東亞多處遺址被屢次發現,可見東亞的演變過程和西方有別。

主題既然是「東亞」從更新世到全新世的過渡,高德的視角不侷限於少數遺址,而採取跨區域、長時間的比較,所以他的研究地點遍及各地,探討不同環境下的轉型與適應,像是華北山西省的柿子灘,華南的玉蟾岩、仙人洞、湖南省的衫龍崗(屬於彭頭山文化,新石器時代早期),以及東南亞外海巴拉望島的 Ille Cave 遺址。

高德參與主要研究的考古遺址地點。圖/何庭劭繪,背景地圖取自 Snazzy Maps

跨領域考古研究,全方位認識古代人類行為

儘管視野廣泛,高德對單一遺址的探索依然深入。如今考古學可謂跨領域的學科,盼望從各方面認識古代人類的生活。研究團隊由仙人洞遺址採集約 50 個不同地層的樣本定年,不但得知最早的陶器在 2 萬年前出現,還能判斷某些長達數千年的時段,其實沒有人類活動。

問題在於,年代是一回事,又怎麼知道某些時候有人活動?最直接的證據當然是人類遺骸,但是高德參與研究的舊石器時代遺址,由於年代久遠、保存條件欠佳等因素,幾乎沒有人骨出土。所幸若是找到人造物,如石器、陶器等等,也能間接證實人類曾經存在。

不過仙人洞和玉蟾岩這般這般地層完整的遺址,就算缺乏人骨與人造物也不要緊(雖然它們的人造物數量也算不少)。凡住過必留下痕跡,當今人類活動明顯改變自然環境的原貌,古時候也是如此。

高德(右)與 Paul Goldberg(左)在仙人洞遺址合影,攝於 2009 年。圖/高德提供

人類居住過的地點會留下某些跡象,擅長微形態學(micromorphology)的考古學家,藉由分析遺址沉積物的組成,搭配其他資訊,有能力分析當時是否曾經有人居住、居民吃什麼食物、從事哪些活動等問題。如玉蟾岩遺址的某地層存在紅色黏土,黏土不會自然出現在洞穴內,所以應該是人類帶進來的,或許是生火留下的痕跡。

綜合跨領域的證據,才能回應高德關心問題的宗旨:不滿足於尋找、分類物質,更重要的是認識「人類行為」——了解某個時空之下的古人做什麼、怎麼做、為什麼那樣做。

東亞北方的細石葉,冰河時期先進科技

華北的柿子灘則是另一種光景。柿子灘靠近黃河,遺址群占地廣大,許多不同年代的大小遺址散佈各處,適於探討同一地點在不同年代的演變。

更新世末期,距今 27,000 年前,全球邁入非常寒冷又乾燥的末次冰盛期(Last Glacial Maximum),許多地方變得不宜人居,一直延續到 2 萬年前結束。隨後氣候漸漸回暖,直到距今 12,900 年前又經歷千餘年的新仙女木期(Younger Dryas)。在這一段冰河時期過後,地質年代進入溫暖宜人的全新世,世界多處地方獨立轉型為新石器時代,如中東的肥沃月灣,東亞的黃河與長江流域。

位於山西省黃土高原,柿子灘 29 號遺址附近的景觀。圖/宋艷花攝

這一段過渡期間,西伯利亞、華北、東北亞、日本,延續到北美洲的廣大地理範圍,都流行一類叫作細石葉(microblade)的新科技。細石葉寬度一般不到 1 公分,如刮鬍刀般相當鋒利,常與骨器等其他材質的工具搭配使用,功能多變。

製作細石葉並不容易,事先需要周密計劃,製作時經過精緻加工,通常必需加熱才能完成。這也意謂師傅要懂得溝通,才能教會新手生產細石葉。小小的細石葉見證思考、規劃和語言溝通的能力,是東亞古人展現行為現代性(behavioral modernity)的證據。

柿子灘遺址的細石葉繪圖。圖/取自參考資料 6,高德提供

柿子灘出土距今 26,000 年的細石葉,是已知年代最早的紀錄之一。柿子灘有些細石葉的原料並非本地生產,可以追溯到黃河更上游處,表示當時的人已經懂得長距離交易。細石葉技術誕生的年代,應該處於末次冰盛期之初。當時北方天寒地凍而難以生存,促使人群南遷,和細石葉的發展與擴散息息相關。

細石葉相關科技、處理植物的磨棒與磨盤(grinding stone),以及縫製衣服的骨針,都被視為冰河時期對寒冷的適應。另外,用貝殼等非本地材料製作的藝術品,反映的象徵行為,暗示當時衍生出新的社會組織,各地人群必需加強聯絡感情,才能在嚴寒中生存下去。

柿子灘地區最晚的遺址,至少延續到 8,500 年前,已經是新仙女木期結束後的數千年。當時黃河周圍,已經有些人在河流平原上邁入新石器時代,展開初步的農耕;但是黃土高原上柿子灘的居民,依然維持舊石器時代延續下來,採集、狩獵的生產方式。

柿子灘人最後與遷移到附近的農夫集團有了接觸,可惜後來的事不得而知。他們是與農夫新移民融合,或是被取代了?這些是考古學家研究過渡期希望回答的問題。

東亞南方用竹子取代石器?有待證實的竹子假說

東亞南方、東南亞一帶(包括臺灣的長濱文化),一直到新仙女木期結束後,距今 9,000 年前左右,仍然持續使用以鵝卵石等材料製作的砍砸器(chopper)。相較於東亞北方的細石葉,砍砸器比較簡陋,意謂南部人技術比較落後嗎?未必如此。古老傳承的技術,也可能用於全新的目的。

玉蟾岩遺址出土的砍砸器。圖/高德提供

華南地區氣候比較溫暖,到處都是竹林。有考古學家提出「竹子假說」(bamboo hypothesis),大意是只要有粗陋的石器,就能把竹子加工為各式各樣的工具,而且鋒利度不輸石器。但是竹子難以保存,所以後世只剩下簡陋的石器。

高德參與的研究團隊實際測試,發現只靠砍砸器和石片確實足以加工竹子;但是技術上可行,不等於古人實際這樣做過。要證明竹子假說,仍需更多證據。

研究團隊測試是否能用砍砸器和石片加工竹子。圖/高德提供

有趣的是,華北儘管擁有進步的石器,陶器出現的年代卻可能是東亞最晚。華南如前所述,早在 2 萬年前率先出現陶器;接著距今 15,000 年前之際,東北亞和日本的繩文文化也都已經擁有陶器;華北與中國的東北地區,則要等到距今 11,000 到 13,000 年前才出現陶器。

這些議題反映出,東亞南方、北方各地的居民,採取不同的適應策略。

向更南方、更近期探索

華南、東南亞、臺灣在舊石器時代流行的石器,皆以砍砸器系列為主,而且海外島嶼也不例外。東亞大陸之外,高德近年也將研究範圍向南延伸,關注菲律賓的巴拉望島。

冰河時期海平面較低的時候,臺灣與東亞大陸相連,巴拉望或許也是如此。不過距今 11,000 年前,人類開始使用巴拉望北部的 Ille Cave 遺址時,當地已經長期屬於海島。除了比較大陸與島嶼的雷同和相異外,高德特別好奇此處洞穴的使用方式,初步看來主要是儀式性的用途,和中國遺址風格不同。

巴拉望北部的 Ille Cave 遺址,攝於 2019 年。圖/高德提供

除了更新世到全新世過渡期的主軸,高德有時也受邀參加別人的計劃。這方面最出名的研究,莫過於在青海省的喇家遺址,發現距今約 4,000 年前,黃河上游一場大洪水的證據。這場近一萬年內規模最大的洪水,曾經刺激東亞首度形成國家,催生出「夏」嗎?「大禹治水」傳說中,蘊含多少歷史上的真實? 

從計畫、執行,到做出結果,人類的行為複雜多變,不只受到客觀的環境背景影響,也取決於主觀的選擇。多重因素綜合之下,令不同時空的人們衍生出多元的文化。冀望以地層中有限的線索,重現古代人的一舉一動,是考古學家的艱困挑戰,也是高德的追求。

高德(David J. Cohen)。圖/劉馨香攝

參考資料

  1. Boaretto, E., Wu, X., Yuan, J., Bar-Yosef, O., Chu, V., Pan, Y., … & Gu, H. (2009). Radiocarbon dating of charcoal and bone collagen associated with early pottery at Yuchanyan Cave, Hunan Province, China. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(24), 9595-9600.
  2. Wu, X., Zhang, C., Goldberg, P., Cohen, D., Pan, Y., Arpin, T., & Bar-Yosef, O. (2012). Early pottery at 20,000 years ago in Xianrendong Cave, China. Science, 336(6089), 1696-1700.
  3. Patania, I., Goldberg, P., Cohen, D. J., Wu, X., Zhang, C., & Bar-Yosef, O. (2019). Micromorphological analysis of the deposits at the early pottery Xianrendong cave site, China: formation processes and site use in the Late Pleistocene. Archaeological and Anthropological Sciences, 11(8), 4229-4249.
  4. Cohen, David J. (2011) The beginnings of agriculture in China: a multi-regional view.” Current Anthropology 52 (S4): S273-S293.
  5. Song, Y., Cohen, D. J., Shi, J., Wu, X., Kvavadze, E., Goldberg, P., … & Bar-Yosef, O. (2017). Environmental reconstruction and dating of Shizitan 29, Shanxi Province: An early microblade site in north China. Journal of Archaeological Science, 79, 19-35.
  6. Song, Y., Grimaldi, S., Santaniello, F., Cohen, D. J., Shi, J., & Bar-Yosef, O. (2019). Re-thinking the evolution of microblade technology in East Asia: Techno-functional understanding of the lithic assemblage from Shizitan 29 (Shanxi, China). PLoS One, 14(2), e0212643.
  7. Bar-Yosef, O., Eren, M. I., Yuan, J., Cohen, D. J., & Li, Y. (2012). Were bamboo tools made in prehistoric Southeast Asia? An experimental view from South China. Quaternary International, 269, 9-21.
  8. Wu, Q., Zhao, Z., Liu, L., Granger, D. E., Wang, H., Cohen, D. J., … & Zhang, J. (2016). Outburst flood at 1920 BCE supports historicity of China’s Great Flood and the Xia dynasty. Science, 353(6299), 579-582.

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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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