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知識分子的社會責任

Jacky Hsieh
・2012/12/29 ・1271字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

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2012的最後一個工作天,我參與了SHS(科學人文跨科技人才培育計畫)的成果發表與公共論壇活動。SHS的計畫主持人,台大科教中心陳竹亭教授引述心理學家皮亞傑提出的「跨科際(trans-disciplinary)」概念--多角度學科的思索特定問題,看法將越來越清楚--作為這個計畫的宗旨,有點像是通識課程,但比起通識課更加深入的探究,讓不同主修的學生透過對話,達到交流。

這樣的概念,我覺得與泛科學所期待能透過科普與更多網友互動,對新聞片面的報導有更深入的解構其中的科學,想法不謀而合,故把一些簡短記錄在此分享。

在上午的計畫成果發表中,台大物理系的高涌泉教授一開始就提出疑問:「為什麽『公共知識份子』變少了?學術界更在意象牙塔裡的事,更在意一些『社會不在意』的假問題?」可能是評鑑制度問題導致研究點數成了重點,可能是媒體在處理公共話題時常過度的挑選可看性較高的議題放大讓學者不想淌輿論的混水……等等,我想到日前哈佛大學教授Michael Sandal日前來台時在台大的演講說到:「道德除了個人責任之外,還有一個時代的責任。」這個牽扯媒體記者與社會大眾對之期待的相互影響,又牽連著知識分子參與社會責任的連帶效應。

既然我們與社會牽連如此深,那台灣現在面臨的問題可能誠如清大清華學院的執行長王俊秀教授所說的:「我們要先成為人,再成為公民,再成為士農工商。台灣不缺教育,台灣缺教養;台灣不缺人才,台灣缺人品;台灣不缺個人游擊隊,台灣缺團隊。我們要像島一樣思考,像海一樣思考,不是向美國思考。

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下午則是一場精采的cross talk,以「教授冏很大」為主題,邀請學生代表、專家、教授針對高等教育問題進行討論,而重點主要被擺在近日最熱門的22K以及高知識高失業的問題。

台大哲學系苑舉正教授針對「高教評鑑市場化」問題說:「其實我覺得問題是整個社會的『商品化』。像如果媒體來採訪,我們說了哲學系的理想,但隔天新聞出來卻是『最低錄取成績是……』。」我們習慣性地用量化分數當作升學的標準,高等教育的評鑑制度不夠多元,所有科系使用單一的評量標準,甚至畢業生丟履歷時學校欄位所表達的意義……,都像是把商品貼上標價,標價來自於品牌,至於背後的生產過程則不被大眾注意。」

而大學與企業之間的關係,中正大學通識中心的黃俊儒副教授則認為,現在的高等教育像是「生產線」,「企業需要一隻雞腿,我們就生產雞腿,幾年後,雞腿風潮退去,需要雞翅,那之前的雞腿就不敷使用了。應該要像是培養幹細胞,讓細胞有獨自發展、獨立思考的能力。

吾輩「失落的一代」對於22K畢業低起薪有諸多質疑,許多專家則用了自身經驗分享,分享他們初入社會時的低起薪與碰壁經驗,也舉了許多大企業家如張忠謀先生如何鹹魚翻身的故事;而台灣北部大專院校學生會聯盟公關部部員李昂同學則提出了:我們看到了張忠謀的故事,但不可以忽略的是,並不是那些與他一樣白手起家的人都成了現在的張忠謀。他以《失控的正向思考》來表示,正面思考不應該被無限放大,台大物理系的林敏聰教授也呼應:「我們要有兩顆腦:當然要有正向思考,但也不要被『正向思考』所麻痺,麻痺到忘了對這個結構有批判。

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Jacky Hsieh
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中大認知所碩士。使用者經驗工程師。喜歡寫東西分享。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

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  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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時間是甚麼?國內物理學家與哲學家怎麼看?
臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
・2022/05/24 ・5139字 ・閱讀時間約 10 分鐘

  • 撰文|陳貴正(中央研究院歐美研究所博士後研究員)
  • 校對|陳樂知(臺灣大學哲學系助理教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會秘書長)

臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(LMPST Taiwan)為促進學科之間的交流,以及學界與公眾之間的交流,籌劃《種種意識講場》的系列論壇。

合辦者包括政治大學現象學研究中心、清華大學實作哲學中心、臺灣大學哲學系、臺灣跨校意識社群、PHEDO 台灣高中哲學教育推廣學會、沃草公民學院,贊助者則為順弈有限公司。

繼前次的〈意識的真象與假象〉論壇之後,第二次論壇則以〈時間與時間意識〉為題,於 2022 年 4 月 16 日在郵政博物館視聽室舉行。

鄭會穎教授(政治大學哲學系助理教授、現象學研究中心主任)再次擔任活動主持人,受邀講者則包括余海禮博士(中央研究院物理研究所研究員)、高涌泉教授(臺灣大學物理系教授)、周先捷教授(臺灣大學哲學系助理教授)與潘怡帆教授(東海大學哲學系助理教授)。

〈時間與時間意識〉論壇於 2022 年 4 月 16 日舉行。圖/LMPST Taiwan

經驗中的時間與物理中的時間

在不同的視角之下,時間似乎會有不同的樣貌。在開場的引言之中,鄭會穎教授(政治大學哲學系助理教授、現象學研究中心主任)談到了兩種對時間的視角日常經驗的視角物理學的視角。在日常生活之中,我們似乎能感受到時間正在不斷流動,也能感受到時間由過去趨向未來的變化。然而,這些在日常生活中感受到的時間現象,是否真的符合當代物理學理論,特別是愛因斯坦的相對論?

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如果答案是否定的,那日常經驗與物理學便產生了互相衝突的時間觀念。這種潛在的衝突,不但是哲學家研究時間的一大難題,也將是本次論壇的主題。

在鄭教授介紹了主題之後,潘怡帆教授(東海大學哲學系助理教授)便為討論提供了歷史面向。在時間理論的歷史中,有一場重要的會議:1922 年 4 月 6 日的巴黎會議。在這場會議之中,法國知名哲學家柏格森 (Henri Bergson,1859—1941) 與愛因斯坦進行了對話。柏格森主張,愛因斯坦的理論雖然帶來了時間測量方法的洞見,卻未能真正告訴我們:時間究竟是什麼?

潘教授解釋了柏格森採取這種立場的原因:「時間就是人,有人才有時間」。某種時間現象的意義為何,取決於人在那樣的時間現象中以什麼方式行動。因此,如果科學理論不再從行動者的角度來探究時間,而企圖將時間理解為某種可測量的物理量,那麼那種科學理論就忽略了時間的根本面向。柏格森對於愛因斯坦理論的疑慮,再次表明了生活中的時間經驗與物理中的時間理論之間,可能存在衝突。

潘怡帆教授(東海大學哲學系助理教授)為討論提供了歷史面向。圖/LMPST Taiwan

狹義相對論與時間

在潘教授闡釋了柏格森的觀點之後,高涌泉教授(臺灣大學物理系教授)把話題一轉,轉向巴黎會議中的另一主角——愛因斯坦。高教授介紹了物理學從馬克斯威爾(James Clerk Maxwell,1831—1879)的理論到狹義相對論的發展,藉此分析狹義相對論框架下的時間觀。

在馬克斯威爾的理論中,任何物體存在於什麼時間、處在空間中的什麼位置,都必須由一個絕對的座標系所來衡量,也就是以太座標。那麼,要決定任一物體運動的速度,就必須考量該物體與以太座標原點之間的速度差異。

就此而言,任一物體的速度對於一個觀察者而言,都是相對速度:假若任一物體的客觀速度,都是一個相對於以太座標原點的數值,那麼,對於一個觀察者來說,一個物體的速度,自然是取決於觀察者本身的客觀速度與被觀察的物體的客觀速度之間,兩者之間的相對差異。

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以太座標本身固然產生了不少問題,例如那個座標到底為何?然而,更為重要的是,物理學家發現,不管對於任何速度的觀察者而言,光速都是恆定的,不是一種相對於觀念者自身速度的相對速度。面對這個難題,愛因斯坦提出了他的解決方法,即放棄以太座標作為絕對座標,轉向相對論的時間觀。高教授透過「位移除以時間」的速度定義,以簡明易懂的方式說明這種轉向背後的思路:「如果有某種速度是絕對的,那麼既然位移是相對的,那麼只有讓時間是相對的」。

高涌泉教授(臺灣大學物理系教授)介紹了物理學從馬克斯威爾的理論到狹義相對論的發展。圖/LMPST Taiwan

一旦時間被視為相對的現象,兩件事情發生時間的同異就沒有了絕對的標準。如果兩個觀察者以不同的速度移動,時間相對於這兩個觀察者的流動速度就不相同。舉例來說,即便兩個人在校對時間之後,考慮「一年後」這一特定時間點,只要這兩人接下來的移動速度不同,「一年後」這時間點相對於兩人的來臨時刻就不相同。高教授指出了這對物理學時間觀的意涵:「時間再也沒有絕對性」,反而是「每個人都有他自己的時間」。因此,物理學從馬克斯威爾理論到狹義相對論的發展,也標誌了物理學時間觀的重大轉變。最後,高教授為討論留下了空間:各種有關時間的哲學理論能否成功,取決於它們能否為上述物理現象提供合理的解釋。

廣義相對論與時間

高教授對狹義相對論進行了分析,余海禮博士(中央研究院物理研究所研究員)則著眼於廣義相對論的理論意義。余博士指出,狹義相對論並非完整的理論,因為完整的理論必須是一種動力(dynamical)理論──它必須說明在特定的起始條件(initial data)之下,物理系統的狀態將會如何作用和改變。

舉例來說,牛頓力學的原則即捕捉了物理系統的狀態改變。一旦某物體最初所處的位置與狀態確定下來,牛頓力學的原則就可以預測同一物體在之後任一時刻所在的位置。若要說明狹義相對論的限制,就必須進一步討論它與廣義相對論之間的關係。

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余海禮博士(中央研究院物理研究所研究員)著眼於廣義相對論的理論意義。圖/LMPST Taiwan

按照余博士的觀點,廣義相對論的任務是「描述各種可能時空的動力變化。給你任何一種起始條件,你都可以研究一下它的動力變化長得怎麼樣。」相較之下,狹義相對論的任務僅為提供均速座標之間的變換;而且,它僅適用於特定種類的時空,也就是所謂的「閔考斯基空間」(Minkowski space)

余博士認為,這種空間「在廣義相對論的角度來看,沒有任何的特殊性、沒有任何的地位,或者沒有任何的基本性、本質性」。以演講現場存在着一張椅子的空間為例,余博士指出這已經不是閔可夫斯基空間。即便拋開這些較為特異的例子,僅僅關注我們實際所處的宇宙,當今主流的宇宙學模型也非基於閔考斯基空間的模型。縱然如此,時間的流動速度受運動狀態影響的現象依舊存在。這說明了探討時間的根本(fundamental)特性,並為時間提供一個完整(complete)和根本(fundamental)的解釋的時候,我們不應受限於狹義相對論跟作為特例的閔考斯基空間,而應該採取廣義相對論的框架。

對於時間問題,廣義相對論提供了怎麼樣的洞見?余博士首先分析了邏輯學家哥德爾(Kurt Gödel,1906-1978)的觀點。哥德爾的論證指出:在某些廣義相對論的解之下,物體即便不以超越光速的方式運動,也能夠回到過去。如果回到過去在邏輯上是可能的,則時間應該不存在。另一方面,哥德爾也不樂於接受狹義相對論中同時性由運動狀態決定的結果。隨著時間流動,許多原本不存在的事物將轉為存在;但事物存在與否,理應是完全客觀的事。既然時間的次序對應於存在的次序,時序也就該是一件完全客觀的事。

哥德爾的論證指出:在某些廣義相對論的解之下,物體即便不以超越光速的方式運動,也能夠回到過去。圖/Wikipedia

在這樣的脈絡下,余博士問道:在廣義相對論中,有沒有任何物理量能夠被視為普世時間,其中不存在不同觀察者之間的差異?余博士提出了一個答案:「宇宙透過自己的體積(volume)的膨脹而產生的時間」,也就是說,「空間大小的變化,蘊含着時間的資訊」。時間作為空間的變化,是作為一個因果序列而存在;所有與時間相關的資訊,都被包含在這個因果序列之中。而這個時間作為因果序列的看法,亦正好與德國哲學家康德的觀點相形。余博士提出他的一個核心觀點:嚴格來說,時間比空間更為基本,因為空間透過時間才得以生成。

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作為排序的時間

就物理學的視角來看,時間或者相對於觀察者、或者可由更根本的事物解釋。這是否代表時間說到底是種幻象?緊接發言的周先捷教授(臺灣大學哲學系助理教授)指出:要回答這個問題,首先必須考量在不同的時間觀念底下,時間究竟有哪些不同的特性;而時間是否幻象,則取決於我們在討論哪種時間觀念,以及那種時間觀念所定義下的時間特性是否存在。

周先捷教授(臺灣大學哲學系助理教授)指出:考量在不同的時間觀念底下,時間究竟有哪些不同的特性;而時間是否幻象,則取決於我們在討論哪種時間觀念,以及那種時間觀念所定義下的時間特性是否存在。圖/LMPST Taiwan

我們可以先問:日常生活的時間觀有哪些要素?這個問題可以透過分析日常生活中對於時間的經驗來回答。首先,在日常經驗中,「現在」這個時刻具有任何其他時刻都不具有的特殊地位。其次,這個特殊時刻不對應任何固定的事件;當發生在這個時刻裡的事件被另一事件取代,後者就成了發生在「現在」的事件。周教授以「動態的時間觀」稱呼具備這兩個要素的時間觀。

以動態的時間觀為基礎,可以有多種的時間理論。其中一種理論是「現在論」(presentism)。就現在論者看來,為了闡明「現在」這個時刻的特殊之處,我們應當宣稱只有這個特殊時刻裡的事物才存在。過去的事物、未來的事物都不在「現在」這個時刻裡,因此都不存在。

「移動聚光燈論」(the moving spotlight theory)的倡議者則認為,「現在」的特殊之處應該用其他方式來說明,存在的事物不會因為沒被看到就消失。用聚光燈的比喻來說,被照到與沒被照到的事物間只有看不看得到的差異,沒有存在與否的差異。

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因此,當討論時間的時候,「現在」這個時刻裡的事物就有如聚光燈所照射的事物,因被照到而顯得特殊。相較之下,過去的事物、未來的事物則沒有聚光燈照射,但它們就如現在的事物般真實存在。

不管這些動態的時間觀如何發展,都面臨一個棘手的問題:它們有可能不容於物理學,因為它們強調了「現在」這一時刻的特殊之處。若要發展合乎物理學的時間理論,那我們可以回到一開始的問題:有沒有其他時間觀念,其定義下的「時間」可以作為討論的出發點?一種作法是採取余博士所提及的、以空間與因果關係為基礎的時間觀。然而,周教授考慮了一種更為簡單的時間觀,是任何立場的論者都不應該反對的:時間「就是一個時間線」,或者說「就是一個排序」。換句話說,一旦宇宙所處的各種狀態給定之後,任何排列這些狀態先後順序的方式,就是一種時間。

這樣的時間觀雖然簡單,卻清楚指明了為何時間不能單純只是一種幻象。要建立任何科學理論,科學家都必須訴諸實驗所提供的證據。然而,任何實驗都有進行的順序。如果沒有按照特定順序執行的實驗,也就沒有被證據檢驗的科學理論。周教授在此強調:否定了排序的可能,就是否定了實驗的可能。在「時間作為排序」的時間觀下,這也就是說:沒有時間,就沒有實驗。那麼,時間就不能單純只是一種幻象。任何人提出時間僅是幻象的理論,就等於是宣稱自己的理論不可能得到實驗上的支持。

在討論時間議題時,周教授的說法指明了一種有效的討論方式:唯有透過釐清所使用的時間觀,我們才有可能真正回答「時間真實與否」的問題。那麼,除了上述那種最簡單的排序觀,是任何討論時間的論者都不應該反對的,時間有沒有可能有更多特質?換句話說,有沒有一些其他更精深的時間觀念可能為真?周教授為這問題留下了空間,也為本次論壇提供了可供反思的結尾。

〈時間與時間意識〉論壇於 2022 年 4 月 16 日假郵政博物館視聽室舉行。影/Youtube
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臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
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臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(The Taiwan Association for Logic, Methodology and Philosophy of Science and Technology, LMPST Taiwan)為國內非營利法人團體,主要幹部均為國內教授或研究員。本會以促進科學型的哲學研究為宗旨,工作包括國內專業學術工作、跨領域學科交流及哲學普及推廣。

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求解 20 點!你也用過 Yahoo 知識+嗎?|【科科齊打交】
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・2021/04/07 ・1396字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 496 ・六年級

【科科齊打交】是我們希望可以與大家一起進行的全新對話形式。

泛科學編輯部會盡力蒐集資料,提供可以協助討論的內容,非常期待能夠塑造一個開放與理性討論的空間。

現在,我們想邀請你閱讀完內容後,在此文底下留言,與我們分享你的想法!這次特別想和大家聊聊「論壇」這回事,一起盤點一下從小到大,我們看過的各方論壇,還有他們曾經帶來的回憶吧!

時代的眼淚——Yahoo 奇摩知識+

「在線等,急!求解 20 點!」在座的你各位啊,一定多多少少聽過,甚至在上面留過問題、替別人解答過問題。

現在的年代,大家萬事問臉書、萬事問 IG ,但是在更久以前,其實是 Yahoo 奇摩知識+ 的時代。

Yahoo 奇摩知識+ 於 2005 年 6 月 28 日上線,至今超過 16 年。它是一個的知識交流平台,如果你有任何疑問,只要上知識+ 發問,都可能獲得網友的回答。其中流通的是類似虛擬代幣的知識點數,作為在詢問問題、提供解答時的籌碼和回饋。

發問者可以自行選出「最佳建議」,但很多時候其他建議也都不錯,所以發文者也可以選擇標註「謝謝建議」,贈送點數來回饋對方。

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最近知識+宣布,服務將於 2021 年 5 月 4 日終止服務,且從 4 月 20 日起轉為唯讀模式,將 16 年的歷史畫下句點。最近大家可以抓緊機會,趕快去回味一下童年的知識寶地呀!

圖:Yahoo 奇摩

論壇時代——那些乘載著我們無數時光的網路平台

除了充滿問與答的 Yahoo 知識+,臺灣還有許多歷久不衰、或者正在成長茁壯的網路論壇。提到論壇,第一個不得不說的就是臺灣的批踢踢(PTT)了。

批踢踢是一個臺灣電子布告欄(BBS),在 1995 年 9 月,由當時就讀國立臺灣大學資工系的創世神 PTT 本人杜奕瑾創辦,目前總註冊人數約 150 萬人,是現行臺灣使用人數最廣泛的網路論壇。

批踢踢是網路言論自由文化的孕育地之一,也促成了非常多近代臺灣的社會運動,但在 2018 年 9 月,站方公告因浮濫註冊情況嚴重,所以暫停新帳號的申請,直到 2020 年 3 月才開放 ntu.edu.tw 信箱註冊新帳。

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圖:ETtoday

此外,還有像是華人地區最大的電玩動漫社群網站,時時刻刻總有無數場外鄉民在線的巴哈姆特;成員組成以臺灣大學生為主,兼具發文和抽卡交友功能的社群論壇 Dcard

Dcard Logo。圖:Wikipedia

以及 2016 年曾經出現在科夥伴生命裡的泛答。(創辦泛答的 P 編表示:有朝一日會復活泛答。)

圖:目前把自己關閉的泛答,也是時代的眼淚。

近期,泛科學經歷了改版,只要註冊會員就可以在貼文下方留言,和作者與其他網友討論唷!

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B. 問親朋好友口耳相傳

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D. 在 Dcard 上問網友

E. 其它,留言跟我們分享

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