2013年8月30日 星期五

彈劾氣象局?別鬧了

前言

是幾年前莫拉克風災時,監委揚言要彈劾氣象局時我於報紙發表的意見。幾年過去後,現在縣市長又用相同理由來推諉。想要從政,拜託上一上通識課程吧!不要老是講無厘頭的笑話。連新聞記者都會指出有 CNN、日本氣象局、台灣氣象局的預測會有相當差異,沒有通識至少看一看電視。


混沌理論是七零年代之後興起的科學顯學。名稱廣為人知,但鮮少被深入瞭解;其中的現象「蝴蝶效應」更是被廣為傳頌,卻也屢屢的被誤解。「蝴蝶效應」一詞是由混沌現象的研究先驅大氣科學家愛德華勞倫玆在他的演講中所引用的標題中所節錄出:在巴西一隻蝴蝶的振翅是否能在德州引發龍捲風?他講的蝴蝶自然不是怪獸魔斯拉。

長久以來科學的進展是以對系統的可預測性來衡量,這是一般大眾對科學的刻板印象。像是前一陣子全球屏息以待的日全蝕,就是可以精確預測發生的時、地的現象。另外在量子電動力學中對精細結構常數 (fine structure constant) 的理論預測與實驗測量相互競賽,現在吻合到十二、三位數,就是科學可預測性的精彩範例。但是混沌恰恰好是這些傳統刻板印象科學範疇之外的系統。混沌系統的特性是它對系統的初始條件非常敏感,兩個很接近的初始條件,在同一系統中以後的演化發展可能隨即大相逕庭;差之毫厘,失之千里。在這樣的系統中,對於系統質的瞭解是可能的,短期行徑的大致預測也有可能,如果掌握的初始條件可以精細些。但是對系統長期行徑的無法預測,正是混沌系統的特徵之一。微觀世界中的量子力學也有「測不準原理」,雖然兩個測不準的因由截然不同,但都在在提示對於有些現象的無法完全精確掌握乃是自然的本質。這是科學的領域,無由用政治力或法律來規範。

很不幸的,大氣系統正是混沌系統的一種。這也是為什麼混沌系統的現象是由大氣科學家勞侖玆著先鞭,而他所說的蝴蝶效應,正是混沌系統的經典表徵:一點點看似無關痛癢的小變化,都可能對系統以後的演化產生巨大的影響。既使是在大致穩定的天氣型態,當天的下雨預測還要附上個機率,兩三天的氣象預測勉強可以參考,一週的氣候預測則有點搞笑。像是莫拉克颱風這樣急劇變化的天氣形態,對於一些特定量的預測,只能依過去的經驗,以對及時資訊的快速處理,不斷的修正短期的預測。遑論在地球暖化過程中大氣形態的急劇變遷,過去累積的氣象水文經驗資料,對於未來預測是否還幫得上忙。如果不健忘的話,大陸華南地區也才經歷過五十年、百年一遇的降雨洪澇。

氣象預測能改進的,大概只有多設觀察點,多採資料 (像是衛星、氣象偵察機),快速的資料處理,外延短期預測的大致準確性,以爭取災變的反應時間。對於類似的天然災害地震,它屬於災變系統 (catastrophe),也是至今無法預測的系統。日本計劃廣為布建的地震預警系統,爭取的不過是三十秒提前警示的逃生時間。如果改善電腦運算效率可以爭取超豪大雨預測的三個小時時間以疏散危險地區人口,為什麼是不符合經濟效益?人命的價值不同嗎?

出了事,總要找個人歸咎。這次該找誰?混沌理論?還是沒把執政官員及監委教會的科技顧問呢?找錯了方向,還要重複相同的苦痛。


2013年8月25日 星期日

睡眠與記憶 (一) --海豚怎麼睡覺的?

我以前真的沒想過這問題。看了文章,才知道做學問的好奇心真的還差很遠。

海豚是哺乳類,不時需要浮到水面呼吸。不像魚類可以在水中用鰓呼吸。如果經常要浮上水面,怎麼睡得著?

演化自有它的出路。腦子分左半球,右半球。海豚睡覺時是左右半球輪休。所以當你看到一隻海豚浮上水面時,它未必是完全清醒狀況。這個說法可以由腦波的測量簡單證實。

所有的生物都需要睡覺。睡覺對記憶有絕對的重要性,是以生物在演化上甘冒關閉外在知覺、陷入生存危機而演化出睡眠此一機制。

至於睡眠如何塑造記憶,最近的發現與傳統智慧是不一樣的。傳統智慧說睡眠時會重播白天的重要事件,因而強化神經元觸突的連結,深化記憶。但它不是這樣的。


那又怎麼樣?請待下回分解。

2013年8月24日 星期六

什麼是真實?

這是2013年八月份的 Scientific American 中的一篇文章 What is real? (p33)[1]。已經很多年沒有在科普的期刊上看到哲學的文章了,因為稀罕,所以拿來談一談。啊,哲學好像是瀕臨絕種的動物了。

以前看哲學的書最頭疼的問題之一就是「實有」、「存有」這一類實體論 (ontology) 的字辭,比繞口令還難。我德、法語的程度連點餐、問路可能都有問題,遑論讀這些深邃的原文著作。可翻譯後的中文更是不知所云。

這篇文章的作者 Prof. Meinard Kuhhmann是物理、哲學雙學位的德國哲學教授,他是以物理的語言來敘述此一永恆的哲學命題,這次至少聽懂了,而且還可以複述。自己還有小小的發明。

都是量子場論 (quantum field theory) [2] 釀起的禍端。量子場論是現代物理最基礎的柱石之一。在此架構之下,世界基本上原分為物質 (matter) 和作用力 (interaction),此二者在量子場論均可以用量子力場來描述。場的意思是在每一個時空座標上都可以指定一個量值,而這個量值是時間和空間的函數,容許我用一個數學符號 Ψ=Ψ(x,t),其中 x 是空間座標,t 是空間座標。所謂的量子場論便是要求這樣的場遵守一些量子規則的理論。各種物質粒子和作用力便是由各式各樣量子場來敘述。

量子場論的正確性已受到充份驗證。理論預測與實驗觀測已經競逐到小數點以下 1213 位尚未分軒輊 [3]。問題是量子場論中關於物質實有的概念與我們日常生活經驗相去太遠,所以不得不問:「What is real? 」。

日常經驗中物質的存在實有是你我不必以語言敘述也可以互相心證的。說一道牆的存在好了。如果你朝著牆走過去,碰得額頭腫起,那種堅硬、實在的感覺就是對物質實在存有最直觀的感受。它佇立一地,位置邊界清楚;你玩 hide and seek,它也不會在你不看它時就消失了。它的顏色、高度等也不會因另一座牆的存在或改變而起變化。

但是量子場論下的物質與作用力,呈現的面貌就大異其趣。量子場在空間各處有有值,粒子被測量在什麼地方,這只是個機率的問題。有點像《Phantom of Opera》的唱詞:「Its there, its everywhere. 」它的有些性質撲朔迷離;未被測量之前,難見分曉,這就是著名的 Schrodingers cat [4] 的悖論:「生耶?死耶?」。另一個更讓人疑惑的問題是量子纏繞 (quantum entanglement) [5]。在談這個問題之前,先來點「電子小百科」。

電子除了帶電荷和有質量外,在量子現象中,電子具有自旋 (spin) [6]。請注意這個字,以後至少有一部份的電子零件可能會由對電子電荷的利用轉變成對電子自旋的利用,影響我們的生活既深且遠。自旋有點像是電子的小磁矩 (magnetic moment),會與磁場交互作用。自旋也是一種角動量 (angular momentum),而一個系統的總角動量與能量一樣,必須守恆。我們現在用它的第二種性質來討論量子纏繞。

假設在一個電子過程之中,一對電子背道而馳。其中一個自旋為1/2,另一個為-1/2,所以這系統總自旋 (總角動量) 0。當這二電子背道而馳時,如果我們不對其中任何一個電子測量其自旋,我們是無由知道這二電子的自旋處於什麼狀態。但是即使此二電子飛行了很久、很久以後,我們測量其中一個電子的自旋之後,則另外一個電子的自旋也瞬間立即可知,因為總自旋必須守恆而加總為0。這奇異的現象當然會引起很多的問題,譬如訊息是否傳遞的比光速還快?對於我們對於實存的大哉問,這個現象引起的問題是一個物質的性質是否真的由它所獨具?或者是要看整個系統之後才能得知?在這個例子中,系統是各處於天各一方的兩個電子。

所以傳統而且直覺的物質存在概念在量子場論之中變得模糊了。就連空無一物的「真空」概念,也不是真的空空真空會產生虛擬的粒子對,而且會產生可以測量的到的極化現象 (vacuum polarization) [7]。而運動中的觀察者所看到的「真空」,卻是可以充滿粒子的 heat bath

所以物質是否有存在的自性 (thisness) [8]?哲學家解決的方式有二。一個是 ontic structural realism (實體結構性實在論,我一個字一個字翻譯,但你一定有看沒有懂) 。這個主張說是物質本身我們無法探知其本身,我們所能知道的是他們彼此之間的關係。聽起來有幾分道理,因為物理的方程式就是說明一群東西的相互關係。又好比腦中的神經元連結,連結方式本身就是記憶、認知等。另一個主張叫 tropes (轉義、比喻),聽起來有些突兀,但哲學家就這麼叫。主要的想法是所謂的物質其實是它所屬的性質 (properties) 的集成,如此而已。作者是持此態度。

我自己的想法是目前的疑惑都是來自於以巨觀的生活經驗來看微觀物理產生的扞格。其實以量子場論來看量子現象,一切通透,沒有窒礙處,是以實驗與理論沒有任何乖違。實體就是這樣。聽起來比較像禪宗公案的機鋒。少了分析、歸納、演繹,卻直指人心見性。

References:

8.     這字很難翻譯。想起「三生石上舊精魂,賞月吟風莫要論。慚愧情人遠相訪,此身雖異性長存。」之後,決定用自性,在信、雅、達都照顧了一些。

2013年8月21日 星期三

民國情事與標題


金庸寫小說時說他有個遺憾,無法像傳統章回小說一樣為回目寫個七言對句,有時候只以簡單兩個字帶過,在可以著墨的地方留白。說是「霞乃雲魂魄,蜂乃花精神」,章回小說少了回目,魂魄精神就不齊整了。

最近看傅野寫的《民國情事》(廣西師範大學出版社),除了內容之外,讓我覺得有趣的是標題回目。這書講六女八男,十四個章節各以一句七言來提綱契領。以下是各個人物以及其相對的七言句:

張愛玲︰情到深處花靡盡。
蕭紅  ︰孤影飄零為誰傷。
林徽因︰人間四月芳菲盡
丁玲  ︰昨夜西風凋碧樹
冰心  ︰小箋春水休洗紅
蘇曼殊︰恨不相逢未剃時
徐志摩︰多情冷月葬詩魂
沈從文︰雲水孤影共徜徉
魯迅  ︰橫眉冷骨亦憐花
戴望舒︰丁香空結雨中愁
胡適  ︰偶向人間作散仙
郁達夫︰曾是驚鴻照影來
陳獨秀︰狂狷書生自風流

第一個張愛玲沒用「民國臨水照花人」我就覺得有意思。「民國臨水照花人」是眾所熟知的,卻是胡蘭成講張愛玲的。張既不愛胡了,用胡的話自然不宜。用張愛玲自己的話:「我將只是萎謝了」化成「花靡盡」有道理多了,這也是張的情事實情。講林徽因的「人間四月芳菲盡」自然是由於她的著作《你是人間四月天》、講蘇曼殊用他自況的《本事詩十首》、用魯迅的《自嘲》講魯迅、用戴望舒的《雨巷》講戴望舒,都是由才及情,才情兼備。講沈從文的「雲水孤影共徜徉」與他《邊城》中的風光意象十分貼切。講丁玲的、冰心的分用晏殊的《蝶戀花》及晉人的樂府《休洗紅》,講徐志摩用黛玉的詩,卻也契合他的身世。其餘的有無來歷的,都算還差強人意。只有用陸游的《沈園》講郁達夫我覺得是失了分寸。以前在《傳記文學》中看到郁達夫的《毀家詩紀》中的「九州鑄鐵終成錯,一飯論交竟自媒」,句中的悲憤莫名是可以感覺得到的。王映霞之於郁達夫絕不如唐婉之於陸游。

2013年8月20日 星期二

唉!文本主義

以前看《太太萬歲》、《不了情》,不知道劇本是張愛玲寫的,知道後別有一番感受。

以前不知道《初戀女》歌詞「妳牽引我到一個夢中,我卻在別的夢中忘記妳。現在我每天在灌溉著薔薇,卻讓幽蘭枯萎。」是戴望舒寫的,知道了背後的情事,聽了以後也是另一番感受。

戴望舒與徐志摩及聞一多合稱民國三大詩人。當初苦追施絳年不得。他老婆穆麗娟看了這詞氣壞了,以為幽蘭是指施絳年,最終走上離異之途。

年輕的時候有機會去採訪《望春風》的作者李臨秋,他講寫《補破網》時他正追一女人,一陣子後散伙了。他就寫這《補破網》,以五毛錢的代價央一羅漢腳每日至那女人樓下唱,居然奏效,又挽回了好一陣子的感情。李的老妻在旁聽了,仍不免喝陳年乾醋,全不顧我這在場的後生仔,悻悻的在他腿上擰了一把。所以現在聽《補破網》,一聽就想笑。


可見文本主義 (textualism) 不是那麼準

2013年8月5日 星期一

《軍事審判法》的凍結

立委的版本有六,從《軍事審判法》完全凍結到最低涵蓋此次所有軍檢所起訴之所有罪名的最小範圍都有。

我認為司改會提的全面凍結《軍事審判法》會比較簡單,對於軍隊風紀的整頓效果比較顯著。政治上也最乾淨。

最糟糕的是最小範圍的司法管轄權移轉。先不論其對人權的維護以及軍紀的整頓效果如何,單只是從政治面來看,那是凌遲處死版。如果在審判的過程又有新事證或法官諭知檢方可能有其它犯罪嫌疑,而罪名不在移轉管轄的範圍,那怎麼辦?再修法嗎?還是切割給軍檢起訴於軍法庭審判?再一次白衫軍靜坐?每一次的處置都劃一條停損線;停損不了又後退一小步,終致一退再退。對於國防部以及政府,這是凌遲處死。

另外軍檢的起訴書顯然爭議很大。如果依軍檢的起訴書起訴,不管是依其偵察內容及起訴罪名都是可以預見還會有很大的社會爭議。既然行政院同意連以前定讞的軍法案子都可以重啟調查,不如就從這一件開始,交給桃檢重新偵查起訴。

這件事其實國防部及法務部應該有立場的,而不是尊重立法院。如果兩部的立場都是全面凍結《軍事審判法》,相信在立法院會得到多數的支持。對於受重創的形象,也小有彌補。

一個單獨的案件卻引發整個社會全心力的關注是因為這是集體的傷痛記憶。集體的傷痛記憶要靠整體制度的改革來療傷。如果一個修法只針對一個案件量身訂做,就永遠會有其它的受害者,只是手法、罪名不同罷了。


2013年8月4日 星期日

理性市場的神話 (二)

 理性市場的神話 ()

這是作者 Justin Fox 敘述芝加哥學派兩大開山領袖之一 George Stigler (另一為Milton Friedman) 的片段。

1960 年代初期在芝加哥唸書的研究生說:「他是非常的樂天派。據說有人跟他一起走在芝加哥大學的校園裡,告訴他說:「地上有一張 20 元美的鈔票。」史帝格勒回答說;「不對。要是真是 20 元的鈔票,應該早就被人撿走了。」史帝格勒真的相信這一點。」

書中要提史帝格勒及傅利曼自然是因為理性市場相信市場的效力,而二者都是鼓吹自由市戰的健將。傅利曼多次訪台,且其書諸如《選擇的自由》、《資本主義與自由》在台發售多版,較為人所知。連他兒子 (David Friedman) 的書《傅利曼的生活經濟學-從換車道、吃爆米花和踢姊姊談起》[5]、《經濟學與法律的對話》[6] 在台灣也賣得很好。David Friedman 也是極有趣的人,他的學位不是經濟,也不是法律。他是法律學博士。又,他的兩本書也很好看。

史帝格勒「卻比傅利曼更服膺市場可以矯正一切的理念」。自己學術的信念也成為生活中的指引。我講的可不是書呆子,史帝格勒是 1982 年的經濟學諾貝爾獎的得主 (傅利曼早些,1976)

[1]: http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010459904
[2]: http://en.wikipedia.org/wiki/George_Stigler
[3]: http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010395109
[4]: http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010522334
[5]: http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010352863

[6]: http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010189342

理性市場的神話 (一)

理性市場的神話 () [1]

書中是這麼說 John von Neumann [2] 的:

「馮紐曼在經濟學家的世界裏,扮演外星人的角色;而且是從遠比人類先進的物種下凡,跟大家分享知識的外星人。」

這樣說來 John von Neumann 竟是謫仙了。底下是 Wiki 對他的描述,對於數位電腦的貢獻竟被排在所有貢獻的最後一位。他在經濟學的貢獻主要來自於他在賽局理論的工作,這是為什麼這本書必須提他的理由。而他賽局理論的餘緒,竟也可以養一個諾貝爾獎。

He made major contributions to a number of fields, including mathematics (foundations of mathematics, functional analysis, ergodic theory, geometry, topology, and numerical analysis), physics (quantum mechanics, hydrodynamics, and fluid dynamics), economics (game theory), computer science (Von Neumann architecture, linear programming, self-replicating machines, stochastic computing), and statistics. He was a pioneer of the application of operator theory to quantum mechanics, in the development of functional analysis, a principal member of the Manhattan Project and the Institute for Advanced Study in Princeton (as one of the few originally appointed), and a key figure in the development of game theory and the concepts of cellular automata, the universal constructor, and the digital computer.

至於書本身,太多太精彩的片段,容後再敘。

[1]: http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010459904 
[2]: http://en.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann