0

0
0

文字

分享

0
0
0

「你心目中人類歷史上 / 未來的關鍵事件」徵文

PanSci_96
・2016/04/13 ・7432字 ・閱讀時間約 15 分鐘 ・SR值 533 ・七年級

學會用火烤熟食物,讓人類可以用更短的時間,攝取更多更營養的食物;農業革命的發生,讓人類擁有更穩定的食物來源,不再需要為了追逐食物四處遷徙;後來的工業革命、資訊革命,更是讓人類的生活有了大幅度的改變。更甚者,未來又可能會發生什麼「關鍵事件」,徹底翻轉人類既有的生活型態呢?

泛科學本次舉辦徵文活動,希望能募集網友告訴我們什麼事「你心目中人類歷史上 / 未來的關鍵事件」,泛科學編輯群從如雪片般飛來的稿件中挑出了以下 10 篇投稿,刊載如下。

(排序依來稿先後順序)

投稿人:莊博安(全職實習諮商心理師)

莊博安在泛科學的專欄

圖/公視新聞

「殺死自我」。

這是作為基本生物絕對不會想到的事情。動物的天性就是生存,但開始有自傷自毀的傾向時,明顯在心智上有了極大轉變,甚至可以推論那是「脫離本能」的開始或過程。

佛洛姆說,人類擺脫「天性」後,用理性的大腦看見自身存在的困窘。因為失去「天性」,我們反而不知何去何從,只能探索周遭環境,發展出對於生活的熱情。

接著這份熱情會變成我們的「性格」,取代原先佔主導地位的「天性」。不像動物般只是求生的覓食交配,人類發展出純粹享樂的濫交,因困頓或犧牲式的自殺。用佛洛姆談「惡」的角度來看,某些人也會走向非健康形式的熱情──剝削、虐待、屠殺,因為這是最迅速讓我們感受到熱情、或說「存在」的「意識」。

我們需要這份自我存在的意識感,否則擺脫天性後太可怕了,為了吃飯而吃飯、為了性交而性交,活在一個沒有意義卻又想找到存在意義的人來說,這是折磨。

我們想要什麼?什麼對我們比較好?脫離動物「天性」後,取代大腦的「意識」絕對是人類歷史上最重要的事件之一。「殺死自我」只是一種自我意識下的產,而這個產物又讓人類有了更多選擇;換句話說,這種「殺死自我」的覺察是種頓悟,讓人在絕望時有了希望,反而可以不顧後果地,做出任何迅速擁有熱情而不顧生命的事情。因為從歷史事件來看,生命從來都不是許多人更重視的事情,而是「意義」;不須苟活,能夠從被環境影響的性格中,讓好的或壞的「自我」爆發出來。

這經常是最快感受到自我存在的方法,也正是人類無法接受擁有「意識」卻不曉得「意義」為何的悲戚手段。

令人感嘆,與一絲無奈。

參考資料:

  • Fromm, E. (1992). The anatomy of human destructiveness. Macmillan. 《人類破壞性的剖析》。水牛出版。

投稿人:綠色平等

《智人勝利的關鍵:高度合作的起源》

在面對從蟲洞另一端來襲的侵略者,智人們的團結一致讓他們順利取得勝利。(雖然其中一個不是人、還有一個長得不太像人)圖/IMDb

德國科學家赫曼曾做過一項實驗,針對2歲半的人類與黑猩猩幼童進行推理能力和社交能力的測驗,結果推理能力雙方不相上下,但社交認知能力卻是人類大幅領先,並把結果發表於「科學」期刊。所以我可以合理的推測人類能擊敗其他所有人種的關鍵是「社交能力」。

雖然其他所有的人屬物種都有先進且複雜的社交能力,但智人為何鶴立雞群呢?我認為這要感謝 19.5 萬年前 – 12.5 萬年前地球的氣溫大幅下降,東非內陸,也就是智人的發源地食物日漸稀少,濱海環境成了我們主要覓食處,這也是我們智人團結和戰爭的起因,最近在南非的科學家馮克所做的實驗顯示,貝類礁石的生產力極高,採集一小時的熱量高達4500卡,使的會更團結守護礁石、能組成更大團體(反正食物夠多)、人緣好等個體在天擇中勝出;相對的我們生活在歐洲的表親尼安德塔人就沒這麼幸運了,因為太冷,甚至連海水都結冰了,所以沒有足夠的濱海資源,而尼安德塔人只好去狩獵冰原中的大型動物(有證據指出尼安德塔人幾乎只吃肉),而狩獵團體並非越大越好,人多能分到的食物也少。所以智人主要是跟智人為的高產值的領土打仗,而尼安德塔人則是狩獵技巧高的小團體。

後來智人大約在 4 萬年前進入歐洲後,與尼安德塔人一起生活了 1.5 萬年,在這麼長的相處時間,我們也有可能學到尼安德塔人那精良的狩獵技巧,幫助我們在歐洲生活,最後他們滅絕的原因可能是兩種路線:

  1. 加入 or 被迫加入智人團隊的因為「人緣差」而滅絕了,但還是有少數混血。
  2. 沒加入的則因為戰爭,但寡不敵眾,而滅絕了,畢竟智人不是什麼寬容的物種,歷史上的大屠殺很常見。

投稿人:jerryss97

《農業革命》

autumn-965347_960_720

兩百萬年前,在東非的人類祖先,僅僅是地球上浩浩蒼生中的一員,逐漸向各大陸、島嶼徙居,造成當地大型動物滅絕。最後,在1.3萬年前,弗洛瑞斯人絕種,智人成為唯一存活的人類物種。

而究竟,使我們的先祖,從發現、到征服、至最後的支配?

是什麼改變,使我們定居一處、專業分工、階級出現、以至於後來的城邦、帝國、國家?

答案就是:1.2 萬年前的新石器革命:農牧業開始發展,在足夠良是積累下,其他器物技術也開始提升,進一步改善生活。人群逐漸吸引、聚集,生產技術進步至需要分工,而產品的交換,則發明了貨幣。為了管理這生產活動的一切,政府便誕生了。

人類與其他生物開始截然不同的新石器革命的源頭,便是能產生糧食積累,才能衍生出爾後諸多制度的:農業革命(1.2 萬年前)——馴化動植物,出現永久聚落。

目前所知,人類農業革命的起源是多元分立的,不同的地區分別各自發展出不同的農作物和家畜。兩河流域地區的人們相繼培育出大麥、小麥、豌豆、橄欖、無花果等農作物,以及山羊、綿羊、豬、牛、貓等家畜。而東亞地區大約從西元前 7000 年起,陸續育種了稻米、小米、大豆、芋頭、香蕉、甘蔗等農作物,以及豬、雞、鴨、水牛等牲畜。

但是,哈拉瑞指出,看似訓服農作物、家畜的我們,也放棄了多元的選擇,而人口的激增,使得居民與作物必須展開增量的競賽,一旦作物無法支撐,飢荒便隨之而來。又為什麼會一步步越陷越深呢?因為總是對未來保持期待,心想現在多一點的付出定能有更優渥的生活,如此使得社會進步,卻也越來越無法承受風險。

投稿人:陳韻安

4228136580_9cca4426b0_z
溝通(當然也包含嘴砲)是人類發展的重要里程。圖/@flickr

人類歷史上最重要的發展關鍵之一是溝通和紀錄,亦即語言和文字/圖像。哈拉瑞博士提到人類之所以稱霸地球,是因為能夠大規模且靈活地合作,而背後基礎是因為我們能共同相信一個虛構的架構。這需要的不僅是抽象的思考,也需要能夠傳達這些抽象思考的語言,如此才能在一個群體中傳播同樣的思想,接著接受同樣思想的人才能聚集起來合作。除此之外,不論是口述歷史還是文字/圖像紀錄,都可以讓人類跨越時空合作,亦即牛頓所說「站在巨人的肩膀上」。缺乏紀錄的後果就是無法累積智慧,便無法進一步突破,也不可能達到現在人類的成就。

其他生物之間的溝通模式的確也是語言,但缺乏兩個要素:大量的抽象思考、長久的紀錄。其他生物是否有抽象思考可能不容易證明,不過即使存在,目前看來也無法用天生的溝通模式傳達給其他同種類的生物瞭解。除此之外,每一代的突破(例如某隻猩猩發現特別好用的工具)無法有效紀錄並傳承給後代,讓後代有機會以此為基礎進一步完善,也無法避免在長久的傳承中失真。但人類的文字/圖像紀錄可以做到。

因此,個人認為未來如果能更降低語言間的隔閡(例如發展更好的翻譯系統,不必做到秦始皇的車同軌、書同文),可能會更促進人類之間合作的效率。

投稿人:顏廷耀(中央大學經濟所)

economic

身為一個經濟系的學生我特別關注經濟成長的途徑,我希望能找到經濟發展的軌跡,才能幫助落後的國家順利的沿著條途徑成長。所以要確定是否有這條軌跡存在,我認為尋找歷史上的「文明標誌」是很重要的,也就是人類歷史上的關鍵事件。

有三樣東西我覺得特別重要:貨幣的發明、分割繼承制跟廢奴

貨幣的發明很多人覺得很重要,我也不能確定他正式的時間點為何,我相信上古就有各種貨幣的形式存在。貨幣就是象徵信用的實體化;在人跟人不信任的時候,專業生產的分工根本無法進行。我不能推斷貨幣跟經濟活動的因果關係,但是司馬遷在史記寫道:「農工商交易之路通,而龜貝金錢刀布之幣興焉」。所以至少當貨幣興盛的時候,我們可以推斷經濟活動的程度為何,非常符合文明標誌的概念。

分割繼承制度的概念主要是要區別嫡長子繼承制。嫡長子繼承制在物資匱乏的年代或是對統治者的家族是很好的制度,它確保了家產不會被任意的分割,只會有一個人有同樣的霸權地位,而且會延續這樣的霸權。但是它阻止了階級流動的可能性,而且做法相當違反人性,但是在物資缺乏的年代,違反人性的制度,可能對於整個社會有幫助;但一旦脫離嫡長子繼承進入分割繼承,代表社會進入到一個新的境界。

奴隸制度對於物資匱乏的年代也是不錯的制度。為奴並不是你想像的那麼糟,不在莊園裡為奴的,出去到荒野,容易生病、遇到強盜還會遇到野生動物的攻擊。而在莊園有領主的保護,他也不會刻意刁難你,畢竟你完全屬於它,沒有人會刁難自己的財產,你生氣的時候會打桌子,但你會蓄意破壞它嗎?廢奴制顯然是一個文明的象徵,畢竟奴隸的生產力是受到壓迫的,賺再多錢也都屬於主人的,你有看過你不推牛車,牛自己跑的嗎?廢奴制才能解放人類的生產力。

投稿人:陳韻卉

Palenque_glyphs-edit1
古文明留下來的文字,讓我們有機會窺探當時人們生活的樣貌。圖/wikipedia

以文科腦的角度來看,我心目中人類歷史上最關鍵的事件,莫過於使用「文字」。

等等…這裡並不是要爭論到底是蘇美人還是埃及人還是中國人發明的,我所謂的「文字」,指的是第一個在牆壁上留下的塗鴉。

試想那個畫面:一群人拖著野牛的屍體回到洞窟,圍著火堆取暖烤肉,孩子在旁邊奔跑嬉戲,首領獻上鮮血讚美大地。稍遠的角落裡,有個人突然靈光一閃,決定拿起石頭在牆壁上畫下眼前的景象。

旁邊有人湊過來指著那圖案問他畫什麼,於是有了第一個藝術評論……

過沒多久有人覺得每次都要畫一頭牛太麻煩了,等他畫完牛都跑了,於是他畫了個圈圈加上兩隻角,旁邊人問他這什麼,他指著遠方的牛群說,就是牛啊。

第一個在牆上的作品已經消失,我們也無法得知驅使他撿起石頭的原因。或許「想要留下點什麼」的衝動是人類共通的欲望,為了記錄生活軌跡或是祈求打獵順利,從無義的發聲到有義的語言,如此漫長又無價的一步。

多了不起啊……

從可見的事物到不可見的思想,人類免於浪費重複學習傳遞訊息的時間,得以站在前人基礎上繼續前進。從共通的畫面延伸成不同族群的語言,就算指著同一頭牛,我們仍保有各自的「牛」。

人類由同而異,發展文明爭強噬弱,最後繞回原點才發現萬流同宗。石頭必然會被撿起,它只是在時光裡靜待,那個改變歷史的瞬間。

投稿人:Sean Yeh

men-in-black
當我們和外星文明接觸時,真有可能像 MIB 電影那樣雙方盡量互相配合,或者人類文明會在一瞬間被消滅?圖/IMDb

當外星文明向人類展示他們的存在時,這將是人類史上最為關鍵的事件!

假如這個外星文明是有敵意的,那這個關鍵事件就是人類最後一件大事,句點。

但假如這個外星文明是沒有敵意的,這個事件也會改變整個人類發展的歷程。首先,人類發現自己不再是萬物之靈了! 在整個宇宙的生態系來看,人類只不過是一個毫不起眼的族群,才正要想辦法踏出家門口而已。我們不再孤獨,但人類卻被貶為低等動物。原本,人類是地球的主宰,還曾想像自己是宇宙的奇蹟,竟然能以一己之力,破解宇宙創生及終極粒子的謎題;然而,現在只能成了太陽系第三號野生動物園裏的高等掠食動物。

也有一大部分的人宣稱找到了神,他們完全放棄了原有的信仰,改把外星文明當作是真神!是的,當年印加帝國的印第安人也以為騎馬帶槍的西班牙人是神一樣。只是這個新的神會符合人們對神的期待嗎?也有一大批人主張要拋棄人類的文明與價值,來完全擁抱外星人的文明,這也不稀奇,才在一百年前,中國就為這事激辯不已;但是,向來注重團體行動的日本人比中國人早三十年認命,徹底全盤西化,而且大獲成功!

然而,假如這個外星文明是沒有敵意的,我們依然還是自己命運的主宰,我們應該要慶賀!因為宇宙顯然還有太多的奧秘是我們所不知的,而我們的高等物理教科書很顯然可以改寫了!我們該慶賀有比我們先進的文明,向人類證實科技進步與毀滅並不是孿生子!科技進步的同時,心胸可以更開闊。如果,外星異族都能和平共處,那同樣是人類的我們,有何理由不行呢?

我真心希望這個人類最為關鍵的事件,最後成為人類永遠和平的轉捩點。

以上,是我的想法。

投稿人:周冠妤

human-brain-activity
圖/learningmind

我認為人類歷史上最重要的關鍵轉變是「認知革命」,它形成人類很重要的獨特之處,也是現今人類世界建構的基礎。

認知革命和人類語言有密切關聯,許多動物都有自己的溝通方式,如蜜蜂的移動路徑、狗的叫聲…而人類語言的獨特之處在於,能夠以簡單的元素組合成複雜的訊息,因此人類能夠彼此交換大量而繁複、甚至嶄新概念的訊息。更重要的是,經過認知革命後,人類能夠談論「假的事物」,這是其他任何動物都難以達到的能力。因為能夠談假的事物,人類不會被侷限於身邊親眼所見、只與當下經驗有關的談話,而能夠透過語言建構出實際上不存在,但所有人都相信的事物。

而透過這樣的能力,金錢、宗教、國家等許多維繫當今世界的重要法則,才能夠被「創造」出來。許多日常中習以為常的事物,深植於生活習慣、看似再自然不過的社會運行規則,背後都來自人類認知革命的能力。雖然我們經常談論金錢、宗教、國家如何發展、創造的過程,卻從未看透它們背後所需的巨大思考和認知能力,以及這些體系本質上其實是一個共同想像。藉由多數人類都能夠「想像」這些事物,它們才有可能被相信、被賦予實際的影響力,而成為人類世界的運行規則。

投稿人:吳孟臻

2256612-avengerfrozen3212012c
人體冷凍會是解決當下醫學難題的解答嗎?圖/IMDB

死亡是每個人都必須面對卻又不想面對的終點,在中國,各朝各代的君王無不追求長生不死,從秦始皇到近代的雍正帝,耗費許多國力在尋找長生神藥;在埃及,法老王將自己做成木乃伊,期待能死而復生,卻沒有真正得償所願者。

在醫學如此先進的 21 世紀,長生不死依舊是醫學界想創造的神話, 2016 當下的醫學看來是無法達到,那未來呢?為了讓生命得以延續,便開始發展人體冷凍保存技術,期望能在未來實現這個不可能的任務。在生物技術上,將人體細胞以抗凍劑冷凍保存於 -190°C 後,再以 37°C 快速回溫,幾乎可以使人體細胞有 90% 以上的存活率,這是每間生物實驗室都能簡單達到的技術,目前也已經發展出人體血液、組織、器官的冷凍保存技術,美國也已經有公司提供人體全體的冷凍保存,費用當然也高得嚇人,但是在未來「可能」得以延續自己生命的誘因下,許多人還是願意賭一把。

人體冷凍已經不是問題,但怎麼解凍才能讓人存活?而且還必須是無任何細胞損傷的條件下繼續存活,這才是目前遭遇的最大難題。在未來的某天,也許這個難題能被解決,我們能從冷凍狀態下順利的復活,並藉由未來高度發展的醫學,治癒我們的不治之症,實現長生不死的神話,但隨之而來的人口壓力、道德問題,可能是比技術層面更難解決的問題了。

投稿人:廖榮豪(康橋國中)

科學家們正如火如荼的想研發出機械義肢。那機械腦也是有可能的嗎?圖/DARPA

身為一位業餘的科普讀者,想當然爾我並不專精任何一項專業領域,但也因為這樣讓我可以廣泛的吸收各大科學領域的知識。而對我來說,將會是人類史上最重要的事件莫過於利用其他物質來建構我們肩上的這顆腦袋,並同時保有意識、想法、記憶等等。換句話說,也就是獲得一個完整的鋼鐵之軀。

眾多器官中,就屬大腦最為神秘了。心臟壞了可以移植,腎臟壞了也可以移植,基本上,我們的五臟六腑壞了都可以替換,唯獨就大腦換了這個最根本的你也就不存在了。我們到現在都沒辦法去完全的理解我們大腦的運作功能,包括最基本的思考,意識的存在等等對目前的我們都是謎一般的存在,但是以其他角度去看的話,我們的大腦其實也不過就是一堆原子、分子所組成的。所以理論上來說,並不無可能利用其他材料來建構出我們這獨一無二的大腦。

而一旦我們可以使用其他物質來打造我們的大腦時,基本上剩下來的所以部分都不是問題了。最重要的是,這將會達到人們數千數萬年以來的夢想—–長生不老。且當我們的身軀可用矽及鐵鋁等元素建構而成時,我們也不在受限於我們現在這個脆弱無比的身體了,也代表我們做得到事情就不止是單單在月球上留個腳印而已了。不論是要移民太空或是進行跨星系之間的旅行等等的事物在我們突破機械大腦這個奇異點後,一切都會變得相當簡單了。


看完以上文章之後不妨也問問自己:你心目人類歷史上 / 未來的關鍵事件又是什麼呢?


數感宇宙探索課程,現正募資中!

文章難易度
PanSci_96
989 篇文章 ・ 698 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。


2

6
3

文字

分享

2
6
3

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》

數感宇宙探索課程,現正募資中!

文章難易度
所有討論 2
研之有物│中央研究院_96
10 篇文章 ・ 8 位粉絲
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