2014年12月28日 星期日

台灣的翻譯與大陸的翻譯

海峽兩岸的書我都買。台灣的書在裝訂以及編輯比較貼心,大陸的書雖然有所不如,但現在慢慢的趕上來,而且價格便宜些。另外大陸的市場規模大,有很多在台灣不會出版的小眾的書在大陸還能出版,所以大陸的新書、到貨我也盯的勤。但是繁、簡體、編輯等只是外表,有趣的是翻譯的風格。

如果以傳統的翻譯標準信、雅、達來說,大陸占個信字,而台灣偏重達。至於雅字,以前台灣略佔上風,因為簡體字曾經有一段時間服務於政治需求而失去光澤。開放後,簡體字又開始生鮮活潑起來。像米蘭昆德拉的《生命中不可承受之輕》海峽兩岸公認最好的譯本是韓少功的。不過這也難怪,韓少功本身就是優秀的作家。作家肯降尊紆貴去翻譯,文字自然有聲色。像林文月翻譯《源氏物語》、《枕草子》等,文字中兼有日文和中文帶貴族味的優雅。

文學作品文字講究的緊,看其它領域好了。Richard P. Feynman 的《Surely You’re Joking, Mr. Feynman》台灣很早以前有譯本,但原譯者沒有科學背景,也沒請專業的人審訂,讀來有時令人噴飯,包括專業和非專業的內容,像圍棋 (Go) 都沒翻出:「有一種叫 go 的遊戲」。後來天下文化取得了版權,當時的副主編吳程遠先生要請我翻譯,因為我的專業與費因曼相同。商業條件誘人,出版社願意用原作者相等的版稅來支付翻譯稿酬。我當時醉心於研究,自覺沒有餘裕來從事科學普及而婉拒了。但是還是想盡一份心力,讓這本充滿智慧靈光的書來啟迪大眾對物理的興趣。我找了大陸的一位著作等身的同行朋友黃濤。黃濤博士很有心,當時大陸經濟狀況還沒起飛,他與費曼熟稔因而請費曼免費授權。費曼慨然允諾,大陸因而有了專業人士翻譯的簡體版。他送了我一本,我將它送給吳程遠參考。打開第一頁,「我在十一二岁的时候,在自己家里搞了个实验室... 」,台灣的讀者讀到這兒,大概會像吃飯時冷不防的磕到一顆細砂子一般。儘管科學內容精確無誤,但文字內容肯定得重洗一遍。出版後兩地書名的對照我覺得最能說明翻譯風格的差異:大陸版的叫《爱开玩笑的科学家费曼》,台灣版的就是現在所見的《別鬧了,費曼先生》。


講求信先於達雖然有時候讀來比較彆扭,但自有其好處。最近讀一本 Richard Dawkins The Greatest Show on Earth》的大陸譯本《地球上最偉大的表演-進化的証据》 (http://www.books.com.tw/products/CN10982868),文中講到陸龜 (tortoise) 是如何由海中生物上岸後、又入海成海龜 (turtle)、又重新上岸的演化過程。這一段是以「我必須再次入海」當標題。文字明確到我可以明確猜想道金斯斯是如何在賣弄 John Masefield Sea Fever I must go down to the seas again 的名句。信譯雖直白,但自有其好處-可以直接回想至原文。

2014年12月25日 星期四

磁阻感應器的應用

磁阻感應器 (MRS; Magnetoresistive Sensor) 是利用自旋電子學 (spintronics) 原理所做成的感應元件。它的結構為包含鐵磁 (ferromagnetic) 物質的多層膜結構。它感應的對象為外在磁場。因外在磁場的方向變化,流過磁阻感應器的電流會經歷大小不等的電阻,這也是它命名的原因。磁阻感應器輸出的訊號可以是類比的或數位的。

磁阻感應器的工作原理種類包括自旋霍爾效應 (Spin Hall Effect)、各向異性磁阻 (AMR; Anisotropic Magnetoresistance)、巨磁阻 (GMR; Giant Magnetoresistance)、穿隧磁阻 (TMR; Tunnel Magnetoresistance),各有其工作特性。由於其多層膜結構與現代半導體製程相容性極高,可以輕易被整合入積體電路。特別是穿隧磁阻,現在已被納入自旋轉矩移轉隨機存取記憶體 (STT RAM; Spin Torque Transfer Random Access Memory) 之中,預計於 2017年前會先以嵌入式 DRAM市場。未來將有機會跨入非揮發性記體甚至邏輯線路。也就是說未來半導體的元件將大量整合入自旋電子學的元件,成為積體電路的核心技術。

磁阻感應器首先於 1996 年以 GMR 的技術被大量應用於磁碟的讀取頭,大幅增加了磁碟的儲存容量;之後在 2005又以 TMR 技術更進一步倍增磁碟的密度。另外既存的大量應用還包括手機及穿戴式裝置中必備的三個感應器:加速儀 (accelerometer)、陀螺儀 (gyroscope) 及測量地磁角度變化的磁阻感應器。

雖然磁阻感應器只能感測磁場信號,但是可以透過其前置的機電信號轉換器將其轉換成磁場信號,譬如在水錶之轉針上鍍上磁性薄膜即可以用磁阻感應器偵測流量並回報即時用量,所以其應用範圍極廣,主要包括智慧裝置、物聯網 (IOT; Internet of Things)、汽車零件、設備儀控以及生醫等領域,詳見下表。

Applications
Device
Smart appliance
Electric compass
IOT & equipment control
Water meter, gas meter, heat meter, proximity switch, liquid level sensor, linear and rotational sensor, motor control, magnetic field detection, current sensor (for smart grid), intelligent transport (traffic monitoring and parking state detection), rotary encoder, rotary position sensor, brushless DC motor control, non-contact voltage meter, magnetic scale read head, etc.
Automotive parts
Intake air pressure sensor, air flow meter, throttle position sensor, crankshaft position sensor, oxygen sensor, intake air position sensor, gear tooth detector, coolant temperature sensor, Knock sensor, etc.
Biomedical
cardiographycephalography (can also be used in game, navigation, etc.)

磁阻感應器使用時的好處包括靈敏度高、低能耗、反應速度快、工作範圍大、抗油污、體積小、容易被整合入網路及其它積體電路、抗幅射等。目前各產業已逐漸將磁阻感應器納入系統設計並藉以替代傳統感應器。

2014年12月19日 星期五

什麼是動能?

大二上《近代物理》時,老師好沒來由的問了一個問題:「什麼是動能?」那時是七O年代中期,雖然物理系不再是聯考第一志願,但楊、李得物理諾貝爾獎的餘暉尚在,班上同學儘有的是以第一志願考進來的。對於剛開始登入堂奧的課程,既是興奮、又滿心敬畏。猜想在這樣的課堂上問這樣狀似簡單的問題,怕是有深奧的意涵在。整個教室氣氛靜肅,陷入苦思。台上老師對於這樣的反應顯然有點不耐,點了班代來回答。班代是個女同學,成績不錯,但被點到之後只是帶著靦腆的表情低頭站著,還是不敢貿然做答。老師發怒了,「笨,二分之一 mv 的平方都不會!」課堂的氣氛一下子化開了,許多人忍不住噗嗤一笑,儘老師正在更加怒不可遏的數落同學如何的不用功。別鬧了,能考進這兒以物理為志業的,那個不是在國中就把這式子玩得通透,用得著進最高學府來學這式子嗎?

但這問題後來卻纏繞著我,而且經常突如其來的上心頭。老師講的顯然不是我要的答案。在後來的學習、研究過程中,這問題好似在滴水下的石頭,有一天終被穿透。穿透那一時刻,真有豁然開朗的感覺,Eureka

物理學家-或者直說是人類好了-對於問題處理的手段其實非常有限。拿會計來當例子好了,複式簿記最主要的精神是管理進出。在進項與出項都計入後,期初與期末的差能被正確解釋後,結帳才算完事。錢不會憑空消失,更不會憑空增加。物理裏的大部份方程式也是在做相同的事,只是關心的對象不同。

許多物理教科書的第一章從單位講起,以前學的時候總覺得興味索然。但是單位至關緊要。好的物理學家都有些本事,能做 off-hand 估算,而且結果八九不離十。要領是抓緊要估量物理量的單位。單位對了,至少數量級就錯不了。在所有的物理現象中,有三個基礎單位都會用的著:長度、時間和質量。在國際標準單位 (SI) 中它們分別是公尺、秒和公斤。這些單位的大小取值一點也不科學,只是出於歷史的偶然。然而它們的性質卻至關緊要。在物理的範疇中,物理量都是由這些單位來表示的,譬如速度的單位是 公尺/秒。能量的單位是焦耳 (joule),以基礎單位表示,焦耳是 公斤.公尺^2/秒。

物理學最早期時最有興趣的題目之一是動力學 (dynamics),基本上是理解物體運動的因由並且用以之預測運動的軌跡。這是個困難的題目,為了研究這個題目,牛頓 (Issac Newton) 和萊布尼玆 (Gottfried Wilhelm von Leibniz) 各自獨立發展出微積分。以前數學的範疇分為代數 (algebra)、幾何 (geometry) 和分析 (analysis),微積分屬於分析的範疇。現在的數學不興這麼分,是以模式 (model)稱之,而微積分就是運動的模式 (model of movement)。可見微積分與動力學是怎麼樣的體用交纏。

言歸正傳。對於位置、速度、動量、加速度等這些隨時間變化的量我們有什麼手段來管理?回到前面提的方法,用簿記的方法,管制進出。那麼在這些關於運動的量中,那個量像錢一樣,不會憑空產生、也不會憑空消失?換句話說,它在經歷一段時間後其總量是不變、是守恆 (conserved) 的?以SI的三種基礎單位來拼湊,這就是公斤.公尺^2/秒,也就是能量的單位焦耳。如果以運動學的諸種常數來表達,這就是 mv^2。其實當初萊布尼玆對動能的定義就是如此。然而考慮到與其它種類能量的轉換以及一些物理式子表達的簡潔,後來動能的定義就再乘以 1/2,這就是目前的動能定義。

物理量的定義源於我們能處理、掌握它的方式:在時間的變化中,能量是守恆的,因此動能會如此定義。此一守恆的主題不斷的在其它的物理現象中出現。像在量子力學中的薛丁格方程式 (Schrodinger’s Equation)、愛因斯坦的質能守恆式甚至處理流體的白努利定律 (Bernoulli’s Law) 等,都是能量守恆的重複展現。

這是我今年在教大一新生時講的動能。我很高興他們知道了為什麼動能是長得這個模樣,而不是背來的。


2014年12月18日 星期四

第三方支付 (二)

我以為第三方支付的問題已經解決了,結果是問題才開始。

孫大千在立法院的會議中讚許金管會主委曾銘宗,「將草擬法案的工作,交給最熟悉金融交易的銀行公會,是再適合不過的。」孫大千這個講法是比大陸落後很多的想法。

大陸的第三方支付以及其它新的支付方式如 NFC (Near Field Communication) 等,銀聯當然也如芒刺在背。在阻止新的對手出現上,銀聯極盡其力。但大陸的國務院沒有只聽銀聯的,也聽取工信部的,後者是網路支付及行動支付廠商的主管機構。結果是在網路支付市場中銀聯只排第三,而且與前兩名是 distanced 3,只佔 10% 多。而在 NFC 規格上,雖然銀聯取得制定規格的權利,但規格是開放規格,業務是開放業務。

想一想好了,誰比較接近需要第三方支付的廠商、消費者?誰有行動支付的大數据?是銀行嗎?銀行的卡特爾還真有人敢出面捍衛!



2014年12月13日 星期六

油價為什麼下跌?

說頁岩油是油價下跌的元兇 [1] 只是部份事實。頁岩油的存在由來已久以及最近開採技術的進步水平鑽井和水力壓裂技術這的確是事實,但美國頁岩油在國際石油市場的份量有多重?

全球每日原油產量約 8500 萬桶 [2]OPEC 組織占 3000 萬桶,而美國頁岩油不過是 100 萬桶,占 1% 多一點。當然,期貨市場有時需要精細平衡 (detailed balance),極小的產銷失衡,也可能造成價格劇烈變動,這也見於其他大宗貨品 (commodity) 市場,譬如 DRAM。但 OPEC 是唯一毋需考慮美國反壟斷法的組織,有充分的彈性來回復平衡。像在阿拉伯之春時的產銷平衡,OPEC 就說了算,2% 的缺口,也能輕易補得上。

這次油價狂跌,為什麼 OPEC 得不到共識呢?我猜是美國因素,但不是來自於頁岩油。最依賴石油輸出的是委內瑞拉,也是全球石油蘊藏量 [3] 最高的國家,卻是美國後院極頭痛的鄰居。油價下跌,委內瑞拉首先會飽受打擊。但更主要的目標是蘇俄。烏克蘭事件仍然持續發燒,歐美的經濟制裁見效緩慢,直接的軍事衝突想也不敢想,怎麼辦?原油價格下跌衝擊最直接。現在的原油價距近一次的高點已近乎腰斬,利潤的削減幅度當然更大。以前幾十年冷戰無法完成的,用經濟的手段讓蘇聯解體了。這次不過是如法泡製。看最近盧布的跌幅,覺得開始奏效了。

不過還有一個問題,美國打的算盤為什麼 OPEC 要跟著附和?答案是 ISIS。蘇俄和委內瑞拉對於 OPEC 成員都是遙在天邊,但 ISIS 是心腹之患。且 ISIS 的明確目標,不就是這些肥得流油的國家嗎?ISIS 每日經由原油輸出可掙百萬美元,所以攻城掠地,無往不利。但 ISIS 的原油輸出是經由黑市,價格較差。如果油價降到接近成本,ISIS 的經濟來源就算斷了。所以 OPEC 開會減產只是擺擺樣子,真正的結論卻是要迫使油價再下降。

對於美國這是一箭三雕,這比同時處理政治、軍事問題要簡單的多了。所以 ISIS 問題沒解決、蘇俄沒從烏克蘭收手,油價短期內很難回升了。所以 TVBS 方念華的國際新聞是有道理的。天下的事,卻比街坊鄰居與我們更相關。再忍一天,下周油價還要降 0.8 元。

References:

2014年12月7日 星期日

3D 列印

3D 列印已悄然的進入我們之中,不管你查覺到沒有。
最近去看牙科,醫生建議裝兩個牙套。牙套以前醫生建議用貴金屬材質的,因為需要一些韌性。這次醫生建議用陶瓷的,但是價格卻昂貴如貴金屬材質的。我問他為什麼他改變建議?他說現在牙套已經開始採用 3D 列印。用 3D 列印,牙套與牙齒可以達到完全密合的狀態。他接著解釋說,後排的牙齒基本上比較合適,因為後排的牙齒只有承受正向壓力,簡單的結構即可應付。相較於後排的牙齒,前排的牙齒需要多層次的結構,同時有銳利的鋒面及韌性,猶如武士刀需由多層次的鋼與鐵鑄造,現在的 3D 列印還需要一段時間才能夠達成這樣的結構。
裝的時候兩個牙套醫生只花了廿餘分鐘就完工了。交待的只是廿分鐘內不要進食,讓粘膠乾了。他甚至沒提一週後回診。
所以我現在身體已經有一部份是 3D 列印的了。我前面說「3D 列印已悄然的進入我們之中」,沒說「我們生活之中」,是因為真正在我們身體之中。這一次是牙齒,下一次是什麼?你猜。也許是膝蓋骨,也許是心臟。


2014年12月5日 星期五

簡諧振子 (Simple Harmonic Oscillator)

上小朋友的物理課講到震盪這一章,中間最經典的例子當然是簡諧振子。別說過你沒讀過,國中講的彈簧力 F = - kx 就是它。只不過國中、高中、大學第三次學,要學得比較高尚些。用黑話說,就是要解一個二階線性常微分方程,而解為 sincos 之類的三角函數。

首先是釋義:簡字是 simple 的直翻,諧呢,也是 harmonic 的直譯,但這與樂理中的諧音也有關係。簡諧振子是週期運動,系統有它的自然頻率。然後就問了台下一個樂理小問題:差八個音程的兩個音的頻率之間有什麼關係?台下百餘人寂靜無聲。這是多元入學管道挑選出來的拔尖,一般的知識卻如此的貧乏。真想念以前受的常規教育,到了初三,絃歌不綴、畫照畫、球照打,不讓補習、讀書也不能晚過十點。樂理就是那樣正常教育裏學來的。

然後講到簡諧運動是往復的運動,馬上聯想到金庸在《笑傲江湖》中說說莫大的琴聲往而不復,一昧的悲淒。發了狠,把課講岔了,在黑板畫了泰卦的卦象,上坤下乾。乾卦是三陽,所以也說三陽開泰。泰卦的爻辭說:「無平不陂,無往不復。」所以說有往有復,持盈保泰。又天陽地陰,但卦象是坤上乾下,象徵天地通氣交流。相對的否卦上乾下坤,天地相隔而氣滯。北京紫禁城,坤寧宮在北,乾清宮在南,中間為交泰殿。這就是在建築裏圖個國泰民安。一口氣講到這兒,還是一片楞然。

簡諧運動是講頻譜分析前的基礎知識,頻譜分析最常用的工具分析是傅立葉分析 (Fourier Analysis)。有一個教學很傑出的同僚說他在唸研究所時才猛然發現自己對課業之外的知識如此匱乏。他用的詞是「窮的只剩傅立葉」。我跟小朋友說:「你們窮的連傅立葉也沒有了。」


鐘響,下課了。

2014年11月13日 星期四

羅塞塔號的探險

文中說探測器錄下奇怪的聲音,這真是匪夷所思了。

慧星上因為重力不夠,所以留不住大氣層。真空的狀況下,聲音的傳導只能靠接觸來傳遞振動。所以聲音的來源要麼來自於慧星的 bulk,要麼來自於機器本身,或者是如文中所說的電荷粒子束 (charge particle beam) 所發出的聲音。

先講第三個。太空中的帶電粒子束是標準的背景,所以所有的電子設備全都要抗幅射的 (radiation hard)。如果錄音錄到帶電粒子束對電子儀器造成影響的聲音,設計的人該打屁股。

機器本身振動的聲音更是不應該,而且因為頻率容易檢查而可以簡單予以排除。

至於慧星振動的聲音,這是探測記錄的目的。但帶電粒子束撞擊慧星會發出如此的聲音,這比較是屬於地球日常生活經驗之外的信號。地球有磁場,因而帶電粒子束襲向地球時,帶電粒子會在地磁的作用下被改變軌道。能順利進入大氣層的,大都是中性粒子,譬如微中子 (neutrino)gamma 射線等。微中子與其它粒子的散射截面 (scattering cross section) 甚小,用平話說就是幾乎不發生作用無害通過。因此如果是帶電粒子束撞擊慧星發出聲音,這真正是天籟了。

這次探測器以 Rosetta 為名,是要解譯異文字。Rosetta stone (http://en.wikipedia.org/wiki/Rosetta_Stone) 當初在破譯古埃及文字的競賽在西方文化中堪稱盛事。但想想那不過只是西漢初的事。這與以利簋青銅器中關於天象的記載來決定武王與殷的牧野之戰的日期,要解讀甲骨文、要回推天象、月相、還要輔以碳十四加年輪校正定年,其實在時間的跨度、工作的難度上要差多了。




2014年10月31日 星期五

大腸癌的致癌路徑

這個發現當然重要,大腸癌已經是國人十大死因之首。瞭解它,對於治療當然有很大的幫助。

可是怎麼發現的?是用 structural biology 的分析方法。大腸癌的致癌路徑原來已有理論,現在只是證實了它。但是科學是實證的,要經實驗檢驗才算是塵埃落定。

最近有許多領域的進展令人驚訝,十年前寫的書,大抵都得重新改寫。其中最重要的原因,是各領域中有新的分析方法投入,譬如腦造影技術之於神經科學,或又如分子生物學的人類基因圖譜分析之於考古人類學。

今年化學諾貝爾獎的得獎項目也是分析方法。這在物理學家的眼中是比較奇特的。固然物理諾貝爾獎也有給予做儀器、分析、實驗方法的,但是多數是給新理論或新現象的發現。在化學及醫學,給分析或實驗方法的就多得多。藉由大腸癌致癌路徑發現的例子,可以瞭解為什麼在化學、醫學的領域,對於工作的重要性理解如此不同:新的分析工具往往開啟一大片新領域的拓展,這對該學科發展的重要性是無可言喻的。


抽銀根

我對頂新的事與其他人的關注程度一樣,但對於今天金管會的動作很好奇。

金管會的結論有五:

1.契約到期收回不續借。
2.無擔保授信未動用額度不再使用。
3.無擔保授信部分洽增擔保品,有擔保授信部分要求提高設定。
4.適度提高利率。
5.不受理新貸案。

125 都是銀行可以單方面決定的,但是 34 卻一定在聯貸 (syndicated loan) 合約有記載的,要動作要有一定的法律支撐,譬如違約 (default)。否則銀行單方面的變更條件,在法律上能不能站的住腳就會有疑義。

這麼多的銀行有這麼多的法務長,相信做事不會魯莽,假設他們有法律的根據好了。

參加這次會議的雖然都是公營行庫,但效應自然會擴及民營銀行。第一個會發生的是 negative pledge 條款的啟動。這是一條在幾乎所有質押貸款合約中都會有的條款。抵押品的目的在於保障貸款的回收,但是抵押品有優先次序、份量等的差別。借款的銀行是天王老子,借錢的時候會要求「最惠國待遇」。意思是說我目前同意的抵押品為合約所載,但如果貸方在過去或未來有其它抵押貸款而抵押條件較目前為優,則本合約自動適用。所以公營行庫增加質押,其它民營銀行依約有權利自動跟進。譬如原來的質押品為 120% 101 股票,調整為 200% 以後,貸方馬上對所有的貸款提供相同的抵押品。這一點的效應也不限於台灣,其他地區的貸款銀行也可能適用。

調高利息通常是貸方違約後的解決手段之一,違約輕的處罰如增加利息,重的則是貸款立即到期。。如果公營行庫是以主張違約來要求,這也可能引發交叉違約 (cross default) 的危機。交叉違約條款也是貸款合約中的標準條款之一,指的是如果貸方在任一類似貸款中違約,則本合約也自動視為違約,銀行有權要求立即返還所有借款。這也是銀行保障債權的方法之一。公營行庫如果宣告違約 (call default),則民營銀行也可以選擇依約跟進,這個效果也不一定只限於台灣。

如果所有貸款即時到期,很難有企業挺得住;企業營運沒有運用財務槓桿的如鳳毛麟角。但是一般銀行即使貸方有違約事實,也不會輕易宣告違約。因為後果太嚴重了。一旦宣告違約,企業馬上會面臨破產的危機,貸款反而不容易拿回來。

這次的結論,相信對這些都已考慮過了。這是幾十年來少見的下重手,結果如何,拭目以待。


2014年10月20日 星期一

性的起源

這個挺有趣的。

儘管性的形成在演化上有許多的理論闡釋其優勢,但有真實的化石證据總是令人特別心動。

不過不要弄錯,這個只是體內受精的最老祖宗,其它有性而以其它方式繁殖的還有許多物種,至今也還健在。但是這個發現之所以存在是因為它的器官會變成化石,所以有機會可以被發現。

地球的年齡是四十六億年,四十億年前才開始有生命。多細胞生物的繁盛在六億年前,而性的紮實證据在接近四億年前。一個演化優勢表現型的出現其道路十分漫長。




2014年10月7日 星期二

2014 物理諾貝爾獎 -- 藍光 LED

物理諾貝爾獎開獎了,得獎的項目是藍光的發光二極體 (Light Emission Diode; LED)

意料之外,卻是情理之中。

先說意料之外。發光二極的物理理論久為人知,在抽象心智的課題探討上,不是一個極具挑戰性的題目。而且紅光、綠光的發光二極體也問世已久,所以在科學上沒有太大的驚奇。因此這個題目得獎,有點令人意外。就連得獎者也沒有這樣的預期。

記得二千年左右我在電子時報寫介紹發光二極體文章時,那時候的焦點是顯示器用的發光二極體還缺藍光,湊不出 RGB 三原色。其實他們的工作已在九O年代完成,但應用於顯示用途還有一大段距離。但是顯示的應用不是他們得獎的原因。他們得獎的原因是他們所發展的藍光二極體極有效率,因此為以後的白光照明奠定了基礎。此項發展,讓十五億處於電力艱困環境的人獲得光明。由這樣看來,這個獎給的入情入理。

兩點意見。一點關於給獎的考慮。去年給獎的項目是 Higgs 粒子的發現。雖然這是我的老本行,但我很難想像此發現除了滿足物理學家心智於完備性的需求外,在未來五十年對文明能有什麼實際的貢獻。而今年的評審標準卻從科學擺向科技。

另一個是 LED 真是省電。2005 年我在青島參加一個電子展,看到剛初爐的 LED 手電筒,也隨手買了一副沒有什麼牌子的電池。現在滿十年了,電池還沒換過。但是用 LED 照明,要當心光譜偏藍的問題 (啊,我不是在談政治)。用於長期照明的光源,色溫標準要在 9000 以下。光向藍偏移,用久了就可能產生黃斑部病變。如果你的 LED 燈顏色偏冷色系,要提神。



2014年10月6日 星期一

理論與實驗的對偶關係

霍金沒有得諾貝爾獎的道理很簡單:他發展的理論是關於廣義相對論的種種,譬如黑洞。關於大尺度物理的實驗一向困難。譬如超新星 1987a 的爆炸已是近三十年前的事。如果沒有恰好恭逢其盛,那也是無可奈何的事。

記得愛因斯坦得諾貝爾獎的題目嗎?不是狹義相對論也不是廣義相對論,是比較不著名的光電效應。這個理論對量子力學的進展當然很重要,但不是像狹義相對論或廣義相對論不世出的作品。但是它的實驗證明乾淨俐落,所以沒有任何懸念。

今年物理諾貝爾獎呼聲頗高的拓樸絕緣體 (topological insulator) 就是如此。2006 年張首晟的理論計算指出以 HgTe 的量子位井可能有拓樸絕緣體的行為,隔年 Molenkamp 即以實驗證明,也是乾淨俐落,是以呼聲甚高。

相較於這些工作,其實弦論 (string theory) 曾經吸引兩三個世代的物理學家前仆後繼的投入,至今仍沒有被認真的考慮過,最主要的原因無它它跟現在可測量的世界還沾不上邊,沒有可以驗證其對錯的機制。雖然其在數學及場論妁結構非常漂亮,但說白一點,是否屬於科學的範疇還有待努力呢!



2014年10月5日 星期日

黑洞不存在?

代誌大條了!如果沒有黑洞,時空沒有歧點 (singularity) ,時間有無窮長的過去,而我們有堅實觀察基礎的大爆炸 (big bang) 也無由發生,一切都亂了套。事實上,在本星系銀河的中心,有相當的證據支持存有大黑洞。

我對她的結論存疑,不只是因為上述的理由。

以前物理分理論物理 (theoretical physics) 與實驗物理 (experimental physics)。九O年代後,拜電腦的計算能力之賜,又多了計算物理 (computational physics)。計算物理在許多領域取得重大進展。譬如在凝態物理 (condensed matter),現有的計算程式能將各種分子放置於其晶格上後,就可以依賴程式中以第一原理 (ab initio) 計算出能帶結構 (band structure)、電荷密度分佈 (charge density distribution)、自旋流 (spin current) 等各式各樣有用的物理量。與實驗結果相比,有時候準確的程度驚人。所以理論物理、實驗物理學計算物理鼎足而立,現在成為物理的三個重要支柱。

只是理論物理多以解析 (analytic) 的方式呈現,而計算物理多以數值 (numerical) 的方式呈現,二者在可複製性 (reproducibility) 上有很大的差別,而科學是要可以被複製檢驗的。

Laura Mersini-Houghton 是以數值的方法說黑洞無法形成。對她的第一個批評是數值計算需要一些假設。假設錯誤了,junk-in junk out。數值計算很難檢驗,除非你照著整個過程重新做過一次。這一點,我即使去閱讀原文,我也無法告訴你她的結論是對的還是錯的。

另外一個疑點是更深層的。黑洞本身是時空的歧點,意思是在黑洞裏,質量密度趨於無窮大、時空曲率也趨向無窮大,所以處理的對象及數值都是發散 (divergent) 的。用數值方法來處理無窮大的東西,我心裏總覺得有點不靠譜。而從理論物理的方法來計算,愛因斯坦的廣義相對論是有黑洞解的。在兩種方法中,我比較傾向理論物理的預測。

所以先安心一下,宇宙是可以開始的。


2014年10月1日 星期三

無題

有好一陣子工作內容的一部份是投資關係 (investor relations),經常需要去世界各金融城市巡演 (roadshow)。承辦的華爾街投資銀行 (investment bank) 是不把錢當錢使的機構,每次餐飲都安排在各城市的米其林星級餐廳。如果要問我吃過什麼珍饈美味,我還真的不記得。巡演一天有時候要連續講上十三、四個鐘頭的話,晚上有時還得在飛機上過。徜若得閒,首願不開口,再願睡大覺。飲食男女,人之大慾不復存焉!

今天過四十年前舊地,許多店名及菜色卻一一再浮上心頭,是緊緊一輩子銘刻住的。鳳城、峨嵋、重順、大聲公 (不賣粥改賣牛肉麵了)、台一至今仍然屹立。

當時父母給的月薪是一千八百元,伙食、交通、娛樂、交友等一應在內,不算寬裕也不算緊。如果日子要過得滋潤些,得兼家教。如果還有編輯、翻譯等外快,那就更美了。然而有時候透支,能動手腳騰挪的,就只有飲食了。偶而同學晨間在宿舍擦身過相借問:「吃中餐還是西餐?」,意思是饅頭還是白土司?月底到了麼。

正經的吃自助餐一餐十塊以下可以打發。像聚團伙到重順、峨嵋吃合菜,就高檔些;分一分,十來塊湊合。大福利的排骨飯十八塊、雞腿飯二十二塊,吃以前心裏可真要先盤算一下,有點掙扎。至於到現在紫藤蘆處的曰式房舍吃老爺雞,一餐九十塊,算是封頂了,總共也不過去了三、兩次。再上去就不是窮學生所能聞問的。

今天去吃的,就是大福利的排骨飯,得先付帳一百塊,順便問了雞腿飯要一百一。鳳城的廣州炒麵百元還有找呢。也許就其本身而言不能再算是美食,但是再加上勾起的前塵舊事,還是有滋味的。如果再攙入年少時的種種,真會像王國維說「細雨溼流光」般的,懾人魂魄。



2014年9月16日 星期二

人類的演化(二)

人類的家譜 (family tree) 越來越難畫,特別是在亞洲的化石紛紛出土之後。

現代人和尼安德塔人 (Neaderthal) [1] 是較為人知的「近代人」。其它的還包括印尼 Flores 島上的 Homo floresiensis [2],他們存活至一萬七千年前。另外在亞洲的直立人 (Homo erectus) [3] 原先認為在一百四十幾萬年前就絕跡,但現在發現他們存活的比過去認為的要久多了。Denisovan [4] 存活於四萬年前。是在西伯利亞阿爾泰山 Denisova Cave 發現的一個年輕女性指骨。由其粒線體 DNA 分析,與現代人、尼安德塔人不同。而由細胞核 DNA 分析,與曾經在其地居住的尼安德塔人有相當程度的混血。後面這三種都是在亞洲發現的。

在短短的十萬年內,至少有五種以上「近代人」同時存活於地球,並且有基因的交換。有理由相信有更多的「近代人」種有待發掘,畢竟非洲的地表只挖了 3%,遑論其它地區。所以現代人的直系祖先越來越難追溯。

對於中國學者,這也許是一大勝利。雖然以前考古人類學的中心教條 (central dogma) 是非洲單一起源說,但中國一直存有多源說的想法。現在天平逐漸傾向於多元演化,長久處於學術界的陰暗角落,現在也許不那麼孤寂了。

References:

2014年9月15日 星期一

人類的演化(一)

從九月份的 Scientific American, The Human Saga

先睹為快。

90 年以前的理論正統:
1.        人類 (hominid) 大概在四百四十萬年前出現於東非的大峽谷。
2.        一百萬年前,人類第一次出走非洲。在各地有其後裔。
3.        十萬年前以及六萬年前,人類再次出走非洲。
4.        人類依其智慧及工藝技術,取得競爭優勢。其它人種如尼安德塔人因而滅絕。

修正後的看法:
1.        人類至少始於七百萬年前 (查德共和國的 Djurab Desert 化石) 。有可能來自於西非。
2.        二百萬年前人類就出走非洲,在人類演化出長腿、大腦容量及工藝之前。存活至一萬七千年前印尼的 Homo Floresiensis 可能就是其後裔。要不,中國的元謀人、藍田人又怎麼說?
3.        尼安德塔人的工藝非常先進。非非洲人每人約有 3% 的基因來自於尼安德塔人。尼安德塔人的 DNA 在現代人基因庫中約佔 20%,對人類的免疫系統極有幫助。Denisovans 的基因則對西藏人的抗山症能力極有貢獻。

這些人類史的改寫我覺得有三個因素扮演重要角色:
1.        對於基因分析能力的大幅改進。這是 2000 左右人類基因圖譜完成後的重大副產品。
2.        新的化石。像南非約翰尼斯堡附近的 Rising Star Cave 發現了近一千六百塊人類化石,史無前例。
3.        對於氣候變遷加入考慮後的影響。


                   (待續)

2014年9月14日 星期日

李香蘭

若是鄧麗君還在,當敬她一聲老大姊。鄧麗君的成名曲《何日君再來》是李香蘭
先唱紅的。

李香蘭算是幸運的了。她證明她日本人的身份而免於漢奸的罪名,躲過一劫。《花隨人勝盦摭憶》的作者黃濬就沒這麼幸運了。他祖籍福建侯官,卻是不折不扣的台灣人。當時台灣是日本的屬地,黃濬在法理上是日本人,卻在 1937 年以漢奸罪處死。嚴格來說,他連漢奸的資格都沒有,最多是間諜罷了。

兩個人情況相似,下場卻大不同,只能說是時代背景下身份認同混亂的悲劇吧!



2014年9月8日 星期一

江淹的彩筆沒了?

在物理學中有各式各樣的常數 (constant)。有些常數一如其名,是恆定的常數;有些常數,特別是用來敍述各種作用力強度的耦合常數 (coupling constant),它會隨著物理實驗觀察的能量尺度而有變化,術語叫做流動耦合常數 (running coupling constant)。簡單的講,這些「常數」事實上是以能量為變數的函數,它們會改變的。這些流動耦合常數包含四種基本作用力強作用力、電磁作用力、弱作用力和重力。像大家熟悉的重力常數就有這樣的性質。

我們一般測量得到的耦合「常數」,都是在一些特定的能量尺度量得的。如果能量尺度變得非常巨大,這些流動耦合常數可能會有急遽的變化,因此極端的物理行徑可能會發生,這些是預期中的事。

看這則報導的標題,我看不到創意,因為這是流動耦合常數的必然結果。如果算出發生真空衰變 (vacuum decay) 的發生能量尺度,這算是科學的預測,但只是常規性的預測。Higgs 粒子是弱電作用的重要一環;弱電作用目前理論與實驗的吻合程度非常高,要計算流動耦合常數的變化並不困難。我還沒有看到詳細預測的內容,不能做有深度的評論。希望這只是記者一如以往的誇大。如果不是,我會非常惋惜一位巨星的逐漸黯然失色。



2014年9月5日 星期五

華人合食的習慣

最近看電視連續劇《大宋提刑官 II》,真長了知識。《大宋提刑官》講的是南宋的宋慈,世界刑事鑑識學鼻祖《洗寃集錄》的作者。宋慈是連《CSI》在劇中都要提一下以顯示其知識淵博的一號人物。

言歸正傳。話說劇中提起宴會合食,每人備兩雙筷子一根湯匙,說是宋高宗南渡後國用拮据,因此改為合食,並每人加公筷一雙,以充份利用食物。這當然是戲劇之言,當不得真。但依稀記得華人的合食習俗是從宋代開始。查了查文獻,合食的習慣的確由宋代開始成為主要的餐飲形式。

唐代以前,華人是分食的,而且是一人一案,或盤膝、或長跽、甚或箕踞席地而坐。《史記》項羽本紀 (大一的國文課本教材!) 中是這麼說鴻門宴的:「項王即日因留沛公與飲。項王、項伯東向坐,亞父南向坐。亞父者,范增也。沛公北向坐,張良西向侍。」顯然人坐不到一塊兒,而中間還要容留項莊、樊噲舞劍的空間。到了唐代,情形慢慢有些變化。主要的變化來自於幾個方面。一是傢俱的改變,譬如床榻、胡床、椅子、凳相繼問世。而床、案脚也配合逐漸加高。新式傢俱的引入逐漸改變坐姿,慢慢的垂足而坐變成主要的坐姿。腿較舒展,而背有所靠。日本與中華文化的大量交流中止於中唐,所以在坐姿、飲食和喝茶這些日常生活習俗就分了流。

另外的是食物的形式變得豐富,合食使得烹飪較容易,遍嚐佳餚變的可能。即使以今日的眼光來看,聚餐的時候人少吃日式料理或西餐,人多的時候吃中餐,這是很自然的選擇,主要的考慮就是東洋、西洋菜是個人分食,而中餐是合食。宋朝雖然在武力上積弱不振,却是經濟高度發達的年代。有許多現代還盛行的菜餚如糖醋魚、東坡肉等,都是發端於宋。

有幅圖很能說明這唐宋之間的緩慢變化。唐宋之間五代南唐顧閎中的《韓熙載夜宴圖》中有一截正好有各式坐姿模樣。圖的右上是床榻,坐姿有箕踞的、也有盤膝的。左邊的三張有靠背的高脚椅自然是垂足而坐,但在畫的其它的部份却也有人盤膝坐在有背高脚椅上。至於食物,左右各有擺案,却不是一人一案,似乎食物也分著吃。這正是習俗交替的年代。

由於宋代轉變成合食,筵席變得複雜。有專業人士叫「白席人」,功能有點像司儀。職司其中之一是提示賓客送多少禮的在那一道菜上後離席為宜。看來現代人講:「二千塊退!」也不全然是笑話。


 韩熙载夜宴图

2014年8月14日 星期四

不再模糊的三代

中華文化以前的準確紀年自周共和起 (公元前 841)。之前的事雖有文字記載,但是對於記載的真實性是常常要心中打個問號的。至於年代的事更是渺茫,越古的事,差個數十年甚至百年是常有的事。

上世紀初的甲骨出土以及安陽殷墟的發掘至少證實了商代的歷史文字記載是有所本的。王國維研究甲骨文所列出的殷王世系發現《史記》與《竹書紀年》的記載竟是驚人的準確,中間脫漏或錯誤只有兩三處;《史記》成書時據商周之交有八、九百年了。後來的鄭州商城、二里頭文化及偃師商城的陸續發掘更堅實了商代的歷史,並往上推至夏代後來的推論是二里頭文化一至四期全是夏文化,早夏應該回溯及河南龍山文化,譬如王城崗文化。

這一切發現雖然堅實,但是關於紀年的事仍然模糊。地下文物、建築的出土雖然可以用碳十四來檢測年代,但即使經樹木年輪校正後,誤差仍可能達 3%。以約三、四千年的歷史來看,誤差近百年。

夏商周斷代工程是中國大陸近年來比較大型的集體研究。研究的工具除了史料、甲骨文、出土文物、碳十四定年之外,最主要的是加入加速器質譜儀 (Accelerator Mass Spectroscopy; AMS) 以及對星象的解讀。加速器質譜儀基本上也是碳十四定年的一種方法,誤差在 5% 左右,但極微量的樣本就可以用以定年。有些珍貴的樣本像是龜版就是以此法取下小樣品定年。另外的天象包括星象、月象和日、月蝕。這不能不說是老祖宗給的特別恩典。

司馬遷的父親司馬談因不能隨漢武帝去肅然山封禪以為耻而抑鬱以終,臨終前跟司馬遷說:「戎們家自周代以來世為天官。」,天文一直是史的一部份。閒話一句,司馬遷也許是因為家傳的職業,所以保有許多私有的史料,是以在溯及五帝三代歷史實,還能保有其準確性。

天文既是史的一部份,在甲骨文及銘文中屢見天象記載就不足為奇。甲骨文卜辭中常見有干支及月相魂、霸 (朔、望),因而用天象來定年就可以有準確的時間推論。武王克商的年代可以依天象準確定在公元前 1046 年,這些天象分別在銘文及史書記載中可見,譬如克商是在甲子日、東方可見歲星 (木星)、歲星在鶉火 (獅子座)、月在天駟 (天蠍座)日在析木之津 (二十八星宿的尾、箕二宿) 等。這些天象的綜合資料,加上出土文物給的年代框架,可以準確的定出武王在公元前1046 年前 1 20 日於牧野克商,這是多麼令人驚奇的結果。

有幾個青銅器給了西周各王及事件的天象敍述,其中最令人津津樂道的是懿王元年的「日再旦」,《竹書紀年》及其它史籍中有「懿王元年天再旦於鄭」的記載。日出兩次,現在合理的解釋是日出時分日全蝕。日出時分以及日全蝕時間都可以精確計算,但能看到日全蝕與否還依地方而定。這條記載三個要件都全了,所以可以準確計算。計算結果是公元前 899 4 21 日早晨。這個推論將帝王紀年與公元紀年準確接榫,類似的支撑共有七個。

所以夏起於公元前約 2070 年,商起於約公元前 1600 年,而周起於公元前 1046 年。紀年、定年的斷代,到此有個定論。但文化有多個面向,譬如種族的源起。像周的起源至少與商同時,他們是同一個時代存在的不同族群。夏商周斷代工程是二十世紀末的工作,當時人類基因圖譜的分析工作尚未完成。現在技術成熟多了,當有機會為考古再加入一支新的科學支柱。

本書作者岳南也是《風雪定陵》等書的作者。關於三代的綜合論述,這是條理最清楚的一本,至少我從其中釐清了所有夏都、殷墟的關係。


2014年8月10日 星期日

關於「核」的小故事:NMR 與 MRI

以前剛進研究所時是做高能物理實驗的。實驗室剛做好了一個粒子偵測器,指導老師要我去向核物理教授借弱電子幅射源,用來校正偵測器。

我們的實驗室在九樓,核物理教授的辦公室在五樓。下坡,我選擇走樓梯。急怱怱到時還是有點喘。核物理教授已經預期我的到來,爽快的將準備好的樣品交給我。樣品是一塊不怎麼起眼的黑色金屬,放在一個扁平的塑膠盒中,盒上貼有鮮明的幅射標幟。核物理教授和我都沒太在意,因為我們都暸解弱電子源是不會對健康造成威脅的,看電視、電腦接受的幅射都比這強。

我接過樣品道謝,轉身就走。才一起步,就被核物理教授叫住:「你打算怎麼回去?」這問題有點突兀,但既是上坡,我回說:「坐電梯」。核物理教授說:「Then, it needs a little protection,」然後給我一張白紙。我腦筋轉了三轉才明白。我原以為弱電子源是無害的,怎麼需要保護?轉而又想要擋幅射,總是要用鉛罐吧!最後才想明白,核物理教授是要我將塑膠盒夾在對摺的紙中,免得那個幅射標幟驚嚇了坐同一電梯的人,雖然整棟大樓都是學自然科學的教授和研究生。

以前近代物理的實驗課親手做過核磁共振 (Nuclear Magnetic Resonance; NMR)的儀器,這個儀器可以藉原子核的磁偶極的耦合強弱來顯像,以前就用於醫學的檢測。現在的醫院見不到這名字了,只有磁共振顯像 (Magnetic Resonance Imaging; MRI)。不一樣嗎?不是的,只是把那給駭人的字頭 Nuc (英文中核彈的簡稱) 拿掉,就可以與病人相安無事。


我每次上醫院做 MRI 檢查,就會想到那張白紙。而且我對那位核物理教授的話體會更深了:那張白紙其實保護的是我,免得被電梯裏的人丟出去。

2014年8月7日 星期四

双生子質數猜想與張益唐

在今週刋報導張益唐,實在有點突兀,但張益唐 [1]的故事,實在是做大學問人的常態。

他的成就是解決數論中的一個猜想:双生子質數 [2] 猜想。双生子貭數是指相差為 2 的貭數對,譬如 (3, 5) (5, 7),或者 (29, 31)。在數目小的時候,這樣的貭數對很容易尋找,但是數目大了以後,就慢慢的變得稀少。現在問題來了,在數目變得很大時,双生子貭數對是否永遠存在?還是有最大的双生子質數對?這個就是困擾學界百餘年的問題。

問題可以簡單敍述,甚至不用公式,但答案可不行。想一想,數目大時,單只是要確定一個數目是否貭數都是很困難的,更何况要找一對只相差 2 的貭數。張益唐的貢獻就在於證明兩對双生子質數之間最遠只間隔七千萬。這個結果比原來双生子質數猜想的要強。是的,數目即使變大,双生子質數永達存在,而且密度不會下降!

張益唐的經歷其實並不是孤例。上世紀末的費馬大定理 [3] 的證明也與此相若。在沒有證出費馬大定理之前,誰聽過Andrew John Wiles 只是張益唐的經歷更艱辛。他所在的 New Hampshire College位於麻州西部,與 Amherst College Smith College這些貴族學校群聚。如果我沒記錯的話,陳若曦以前唸的就是這一所。New Hampshire College文學的 program很不錯,但這些學校絕非以數、理、工的研究見長。

孤獨的心靈、對知識的堅持以及必要的聰明睿智,這是做大學問的一種典型的個類型。



2014年8月6日 星期三

甲骨文之系统方法

繼羅振玉、王國維之後,對甲骨文研究貢獻最大的應該是董作賓,這一點應無疑義。
甲骨上的卜文一般分為四段:前詞,記干支以及占卜人名。第二段是占卜事由,第三段是所得卜文,第四段是驗詞,就是撿查應驗與否。
董作賓的最大貢獻之一,在於確定前詞中卜貞二字之前夾的是貞人 (巫師) 的名字。譬如卜辭的前辭中:「甲寅卜觳貞,翼乙貿易日。....」甲寅是干支記日,觳就是貞人的名字。
這樣的發現有什麼樣的重大意義呢?甲骨文至今出土約十五萬片,很多是在非正式考古的過程中發現的。這麼龐大數量的數据,如果缺少各片的前後相關性,很難從其中有系统的發掘史實。
但是有貞人的名字便不同了。貞人的名詞與卜辭中前後諸王的名字前後有重疊,便可以將史實貫串起來。而且一片龜甲上也許刻有四五則卜辭,會有同時期的其它貞人名字,可以與其它甲骨文相互印證補強。
以《史記》、《竹書記年》的殷王世系做為草稿,以甲骨文的卜辭校訂,並輔以碳十四測年做為旁證,殷朝的歷史就大約可以建立起架構。從二里頭四期文化的滅亡、偃師商城、鄭州商城的建立,商大約始於西元前一六OO年,而終於西元前一O四六年武王代紂之役。
認得幾個貞人的名字並不會幫助我們對商代的歷史文化多些暸解,董作賓建立的是一門學問中的系统研究方法。這是他研究工作的重要性來由。由此回看自己做的以前研究,過了這麼多年仍陸續有人引用的,大多是方法學。對於單一現象的研究,即使是有創意的真知識,也會在時間的淘洗下逐見沈澱。有的也許還重要,有的就消失無蹤。