台灣的 COVID-19 疫情，在今（2022）年四月急遽升溫，許多公司行號也再度實行遠端上班、分流上班，減少接觸以及染疫風險，許多染疫者、接觸者也必須居家隔離。任何需要跟人接觸的活動，都改以線上的方式進行。因此，視訊會議就成為了一個相對安全、又便利的新選擇。多虧了現代電腦、網路，和通訊軟體的發達，我們不必非得要面對面才能「見面」。

這樣遠端工作、開不完的視訊會議所帶來的結果是，我們必須整天盯著螢幕看，造成眼睛、精神上的疲勞。國外有人甚至發明了「視訊會議疲勞」（Zoom fatigue，或作 videoconference fatigue）一詞^[註一]來形容這種過多視訊開會造成身心疲乏的現象。而且，這種現象，不但在職場中出現^[註二]，就連線上課程也都讓學生覺得更疲累、難以專注、學習困難、焦慮感提升^[註三]。

為何會產生「視訊會議疲勞」？

為什麼「視訊會議疲勞」那麼普遍呢？Bailenson（2021）解釋，我們之所以會在視訊會議中更容易感到疲倦，主要是以下四個原因：^[註四]

1. 過多的眼神交流：在一般的面對面互動中，我們很少會靠一個人的臉那麼近來跟他說話，視線也不需要持續聚焦在一個人的臉上。尤其對於會議主講人來說，一次有那麼多雙眼睛直勾勾地盯著你看，大腦很容易進入一種過度激發（hyper-aroused）的狀態。
2. 看到自己在說話的畫面，讓你時時刻刻都在審視、評價自己：同樣地，在一般的面對面互動中，幾乎沒有人會一邊拿鏡子照自己，一邊跟別人說話，但這種不自然的狀況卻會在視訊會議中出現。一旦我們看得到自己的影像，難免會注意自己在鏡頭前好不好看，臉上有沒有沾到東西，表情和談吐是不是夠優雅、自信。一邊說話，還要一邊持續自我審查的過程，對大腦來說非常耗能。
3. 視訊會議限制了我們身體的活動空間：視訊會議進行期間，尤其是自己的鏡頭必須開啟時，我們基本上只能端坐在電腦前，眼睛直視螢幕，免得被誤認為是在分心、做別的事。身體要僵直地維持在這種狀態一到兩小時，屁股坐麻、手腳痠痛不說，大腦要控制身體維持姿勢也會變得疲乏。
4. 透過視訊來進行社交互動更為困難、費力：面對面互動的時候，任何語言的、非語言的社交訊息（例如眨眼和微笑）都可以即時被互動者接收，但在視訊會議時，難免會遇到畫面卡卡的、網路不順的狀況，這都使得訊息傳達更為費力、耗時。

當然，這些容易讓我們疲勞的因素，並不是無法可解。Bailenson 也提到一些簡單的方法，像是把視窗從全螢幕調整成讓你沒有壓迫感的大小、關掉自己的個人畫面、在會議與會議之間安排休息等，都能有效降低疲勞。

疲勞的問題或許是解決了，但另一個可以探討的問題是，視訊會議的成效和面對面開會一樣嗎？尤其針對需要創意發想的行業，哪種討論方式更有助於人們想出新穎的好點子？

發想創意提案，到底是面對面還是視訊比較好？

為了探討這個問題，一篇 2022 年刊登於《自然》（Nature）的研究^[註五]邀請了 300 名受試者，隨機分成兩兩一對，進行腦力激盪的作業。內容是花 5 分鐘跟夥伴討論「飛盤」有哪些非典型的用法或功能，再花 1 分鐘選出最有創意的答案。

在這些兩兩一組的受試者中，一半的受試者（75 對）被分配到「面對面互動組」，而另外 75 對則被分到「視訊互動組」。研究人員想知道，哪種形式的討論方式可以產出更多有創意的點子，還有，每個小組花一分鐘討論出來的最終方案，是不是最有創意的點子（用以判斷小組的決策準確度）。

研究人員除了記錄每個小組所產出的創意總數（想出幾種飛盤的新用法）之外，還邀請了兩位事先不知道研究假設的「裁判」，依據創意性和實用性評分受試者的點子。研究團隊將「有創意的點子」定義為「創意分數高於整體平均創意分數的點子。」

為了減少實驗題目造成的偏誤，並增加受試者總數，團隊接著找了另外 302 位受試者參與類似的實驗流程，但是腦力激盪的題目改成：討論「泡泡紙」有哪些非典型的用法或功能。

根據這 602 位受試者的結果顯示，「面對面互動組」想出的平均點子總數是 16.77 個，不但在統計上顯著多於「視訊互動組」的 14.74 個，「面對面互動組」也產出更多被評定為有創意的點子，平均有 7.92 個創意點子，相較於「視訊互動組」平均只有 6.73 個創意點子。

在小組的決策準確度方面，研究人員發現，「視訊互動組」選出的最有創意點子，似乎比較符合裁判對其的創意性評分；也就是說，「視訊互動組」的決策準確度較「面對面互動組」高。可是，這樣的差距，在控制了每組所想出的點子數量後，就消失了。

以「實地實驗」驗證研究結果

上述的研究發現都是在實驗室情境下的結果，真實世界的互動也會有這樣的差異嗎？

為了驗證這一點，研究團隊在芬蘭、匈牙利、以色列、葡萄牙、印度等五個國家，都進行了實地實驗（field experiments）^[註六]。實驗最終邀請到 1490 位工程師，隨機分派成為兩兩一組，以 45 到 60 分鐘的時間討論出可以向公司提案的新點子，並在所有想到的點子中，選出一個他們自認最有創意的想法。

這些實地實驗的結果都驗證了一開始在實驗室的發現。在五個國家的研究數據均顯示面對面互動比視訊討論更有助於發想更多有創意的點子；而視訊討論則能提高決策準確度。

為什麼在面對面討論時，人們較能想到更多有創意的點子？

研究也針對這些現象的原因作出探討。首先，在實驗室進行實驗的過程中，「面對面互動組」和「視訊互動組」的受試者在腦力激盪時，手邊都有筆電或平板，提供他們紀錄或視訊。研究人員事先安裝了 OpenFace 眼動追蹤軟體在這些 3C 產品上，透過電腦或平板的前鏡頭，測量受試者的視線動態，目的是為了得知受試者在跟夥伴討論時，視線多常放在實驗夥伴、手邊作業和實驗室環境。

眼動追蹤的結果發現，「視訊互動組」的受試者在過程中，花更多時間注視螢幕上的實驗伙伴，而且比較不常環顧實驗室四周。至於視線關注手邊作業的時間，兩個組別間並沒有差異。事後的分析更發現，花越長時間環顧環境周遭的人，他們想到的點子越多！

另一方面，為了再次確認受試者到底放多少注意力在四周環境上，研究人員在做實驗室佈置時，也特地放置了五個常見於心理學實驗室的物品（抽屜櫃、文件夾、紙箱、音響喇叭、鉛筆盒）和五個不常見於實驗室的物品（人體骨架海報、巨大盆栽、一籃檸檬、藍色的碗、瑜珈球的盒子），目的是，受試者做完腦力激盪之後，要他們畫出實驗室的擺設。結果顯示，能夠記得越多「不常見物品」的受試者，想到的創意點子就越多！

所以，我們該怎麼用注視時間和對環境的記憶，去解釋「面對面討論的人有更多創意想法」這件事？研究團隊認為，在視訊面談的情境中，我們的注意力會聚焦在螢幕上，同時也限縮了我們認知處理的廣度，阻礙「創意發想」這種需要發散性思考的活動。

當然，疫情中，以視訊會議取代面對面接觸，主要是防疫考量。我們不得不以遠端的方式互動、開會。但如果未來疫情趨緩，我們有得選擇工作模式的時候，不妨優先把面對面開會的機會留給需要發揮創意的事情，或時不時提醒自己從電腦桌前站起來動動筋骨，幫大腦伸個懶腰！

註解與參考資料

• 註一：雖然叫 Zoom fatigue，但不限於使用 Zoom 平台進行的視訊會議。
• 註二：Riedl, R. (2021). On the stress potential of videoconferencing: definition and root causes of Zoom fatigue. Electronic Markets, 1-25.
• 註三：Peper, E., Wilson, V., Martin, M., Rosegard, E., & Harvey, R. (2021). Avoid Zoom fatigue, be present and learn. NeuroRegulation, 8(1), 47-47.
• 註四：Bailenson, J. N. (2021). Nonverbal Overload: A Theoretical Argument for the Causes of Zoom Fatigue. Technology, Mind, and Behavior, 2(1).
• 註五：Brucks, M. S., & Levav, J. (2022). Virtual communication curbs creative idea generation. Nature, 1-5.
• 註六：實地實驗（field experiments）是指在真實生活環境中，實驗者操控獨立變項，以測量其對依變項的因果關係。實地實驗雖然不能像實驗室實驗一樣嚴謹控制環境，但其研究發現的可類推性（generalizability）較高，也就是可以應用在現實生活的程度可能會較高。

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。

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。

• 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。

• 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。

• 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？」

• 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》