#科技與人文

科技與人文的連結

林一平

牛頓(Isaac Newton；1643－1727)。林一平繪

交通大學向以理工見長，我八年前擔任交大副校長，受媒體邀訪問如何整合科技與人文，讓科技人有人文素養。訪問之前，我先反問訪者，如何定義人文及科技。訪者愣住，人文及科技的差異，不是一望而知嗎？我接下來問，牛頓（Isaac Newton；一六四三至一七二七）大部分的作品屬於人文或科學？訪者說，當然屬於科學。我再問，歌德（Johann Wolfgang von Goethe；一七四九至一八三二）屬於人文或科學？訪者說，當然屬於人文。

其實牛頓的宗教作品是科學著作的八倍，發展出統一世界各地年代的時間軸，對歷史的宗教研究方法有極大貢獻。而歌德則由於在人類的胚胎中發現頜間骨，聞名於世。這兩個例子說明人們主觀認定，將人的專長簡單劃分為科技或人文是值得商榷的。

即使我們強分科技與人文，也應了解，兩者是一體的兩面。例如老子哲學說：「道者，物之所由」，而牛頓的運動第二運動定律 F=ma，當中Ｆ是「力」，ｍ是「物」，而加速度ａ是「所由」，牛頓說的是：「力者，物之所由」。牛頓的物理觀念和老子的哲學想法很相近，不是嗎？又如《莊子》提到「一尺之極，日取其半，萬世不竭」，這正是牛頓發明微積分中的極限觀念。

每個人原本都能接受科技與人文的涵養，而在專業的訓練過程，被便宜行事的分類後，思考方式僵化，就無法兩者兼得了。那麼在理工大學如何讓學生能恢復或培養人文涵養？一般做法是要求學生選修通識課程。不過我的經驗，在通識課堂上還需要盡量舉例說故事，較易讓學生接受，若以學術論說方式教學，難以達到效果。

如何進一步連結學生的科技與人文涵養？我以苦思多年的心得，創造一個智慧美學的校園物聯網平台IoTtalk，讓學生發揮科技與人文的創意。如果科技是「真」，人文是「善」，則真與善都有呈現「美」的特質，自然可經由「美」來連結。例如利用我發展的IoTtalk物聯網技術在水池將噴泉和音樂結合，製造水舞的效果，增加花園的美感。工程背景的學生深入體會音樂的涵意，將之呈現於水流，很自然地增進其美學素養。

交通大學和德國後劇場（Post Theater）於二○一八年利用IoTtalk，聯合製作了六燃國際互動劇場，於新竹市「原日本海軍第六燃料廠 新竹支廠」舉行《無／非 紀念碑》（Nonuments）互動劇，從深厚的人文省思出發，以智慧科技融合劇場表演來進行對人的關懷，對歷史的探究，與國際社會對話。美學平台如何進一步發展充滿無限想像，我非常期待。

（作者為交大資工系終身講座教授、科技部前代理部長）

拚多多 黃崢 最新股東信，哲學+物理學orz
----

What time?
今夕何夕？

今年2月，COVID-19作為一個新詞彙在全球家喻戶曉，並顛覆了我們的日常生活。就在我書寫這封信的時刻，世界上仍有一半的人蝸居家中，無助地等待著引發全球危機的小小病毒盡快消失。等待之初，我們急切盼望生活能夠重回正軌；而越來越漫長的等待，則讓我們逐漸忘記了時間。

今天，我們正身處怎樣的時間之中？時間又究竟是什麼？

對人類來說，這是一個危機的時刻，流言和混亂四起，人們因不同的理念意見而產生分裂，甚至是對抗。這是一個百年不遇的特殊時刻，不過也許它也只不過是歷史長河中一個再平常不過的片刻。

病毒是大自然向人類派出的危險“信使”。出於生存本能，我們竭盡所能地調動自身的機體能量與之對抗。這種對抗的副產品是傷及自身甚至致命。很快，激戰從單個生物體蔓延至整個社會有機體，不同大小不同類型的公司、政府和國家，都在用自己的方式對抗這一威脅，其副產品也是不可避免地傷及自身。

這一切只是源於一個幾乎看不見，離開宿主都無法復制的病毒。一個攜帶了一些信息（RNA）和很少能量的小小“信使”而已。這和數十年來我們擔憂的原子能威脅形成了鮮明的對比。一朵可以升騰出巨大能量的烏雲，與自身幾乎毫無能量的“信使”，誰會給人類造成更大、更持久的危害？
這真是如幻如夢…… 這是大自然給我們的一個啟示？一個教導？抑或是對我們的懲罰，還是救贖？也許，僅僅是大自然和人類開的一個小小的玩笑？

Time for new
新生之時

當愛因斯坦寫下他著名的方程式 時，他優雅地（某種意義上，也可以說是傲慢地）描繪了他腦海中的物質世界。但他並沒有解釋那描繪物質世界的精神世界與客觀物質世界之間的關系，也沒有解釋能量與信息之間的關系。

今天，全世界都處在一種常規的反常中。成萬上億的人被迫困在家中，與親朋好友分離。然而，我們又同時通過某種精神和情感連結在一起。這種關系也影響著我們所能感知到的物理世界。虛擬世界和物理世界之間的邊界前所未有地模糊，我們開始看到（而不僅僅是想像）一個新的世界正在走來。或者，更精准地說，是一個全新的人類世界正在走來。在這個新世界中，“虛擬現實”一詞已經過時。現實和虛擬可以相互轉換，現實變得虛幻，虛幻卻是現實一種。同樣，人類物質與精神需求之間的分別也愈發模糊。

當這個微小的病毒進入人類世界時，它就像試管中的催化劑一樣，加速了新世界的形成。過去世界的某些維度在被重構，一些規則也在被改寫。這股席卷全球的力量將從根本上永久地改變我們所生存的世界。就像我在前面兩封致股東信中解釋“拼多多的誕生”時所述，新物種將會以和從前完全不一樣的樣子在新的土壤中孕育和生長。現在，正是世界萌發新生，重新構建的時候。

Feel the time
感受時間

1. Time with an arrow/direction
時間的方向

人類一直努力地用我們所掌握的邏輯和原理，試圖理解和控制世界。在許多事情上，我們確實成功過，比如科學。在科學的世界裡，我們試圖從客觀物質世界裡抽離出來，以超然的上帝視角來進行“客觀”的觀察、理解，並通過有限的方程式來定義這個客觀物質世界。在這樣的框架中，時間變成了方程式 -t = (-)t 中的一個可逆參數。它只是描述物體在按預定軌跡運動的方程式中的一個參數而已。

但是，當一個渺小的病毒把我們從幻夢中驚醒，我們發現人類並沒有凌駕於世界之上，僅僅是這個被觀察的世界中的一個可忽略不計的組成部分而已。我們唯一能做的，是停下手中的一切，等待時間流逝，感受時間流過的痕跡。

我們進而意識到，時間很可能不應該是方程式中的一個可逆參數，它更像是一個不可逆的向量。它是一股強大的有方向的力量，默默地驅動著我們所見所感的一切事物。無論我們多麼固執地渴求著對稱和永恆，時間總是在不斷制造著世間種種的不對稱、不可逆以及死亡。

熱力學第一定律（∆U = Q-W）給予了我們一定的控制感和確定性，而熱力學第二定律（∆S> = 0）又使我們謙卑地認識到有另外一種存在，在力和質量組成的物理世界之外。熵（S）與信息有關，我不確定熵是否連接著精神世界，但它確實可以幫助我感受和理解時間。時間不應該只是物理世界裡一個可逆的變量，或是孤立的存在於精神的想像，沉默而永不停息的它更像是在物質和精神世界表像背後的那股強大的有方向的不可逆的驅動力。

2. Time, crowd and uncertainty
時間、人群和不確定性

當牛頓最早揭示F = M（dV / dT）時，它讓我們有了“可以控制世界”的錯覺，或至少給了我們可以掌控力量的某些理解和暗示。我們不再感到擔心，因為每個物體都可由其位置、質量、速度和作用力來計算出軌跡。我們假設每個物體的過去的所有歷史都已經被其當前狀態所完全包含，並且每個物體都是獨立的。在這樣的假設下，大量物體之間的大量交互隨著時間的推移將變得愈發復雜、混亂，也會表現得不確定和隨機。時間之矢好像創造了混亂和不確定。而所謂概率，是對大量相互作用下的確定性的物體的軌跡集合的一個近似統計描述。

但是，當我們被隔離在家中，在焦慮和不安的情緒中等待時，我們開始懷疑“每個物體之間的相互獨立性”是否真的是我們在試圖理解和解釋世界時的一個正確的假設。在我們對確定性的渴望中，我們選擇性地接受了諸如“物體間的獨立性”這樣的簡單假設，以幫助我們解釋復雜的世界。我們的渴望是如此的強烈以至於讓我們開始相信這就是真理。

但是，如果概率和隨機性本來就是每個物體的天然屬性呢？如果大量的物體在本質上就是相互交織和關聯的呢？就像我們的人類社會一樣，無論每個個體有多獨立，我們都在真實和虛擬的世界中，通過相互關聯而定義自我的存在。由於物體存在這些內在聯系，試圖屏蔽物體之間的關聯，研究孤立個體的方法也就不再能夠那麼有效。相反，我們看到，時間推移下的個體間大量互動反而成為一種為社會和世界帶來秩序和確定性的力量。我們再一次感受到了時間的力量和魔力。

Seize the time
把握今朝

當新型冠狀病毒席卷全球時，每個機體都不得不面對大自然帶來的殘酷挑戰。相對年輕的人或許心存一些僥幸與慰藉。這並不是說我們要在“危”中討巧得利。任何妄圖趁人之危或利用漏洞使自身受益的想法，在時間面前顯得異常愚蠢，無異於一個狂妄的賭徒試圖在賭場上贏過時間。

相反，我們感受到了需要更加努力工作的衝動和動力。這是因為我們比以往任何時候都更理解和珍惜寶貴的青春。我們越發意識到我們應盡的責任。我們需要證明我們這一代人的與時俱進和與以往不同。在這個新世界中，新物種和新生物必將誕生並茁壯成長。
大自然的蓬勃發展和趨勢不會因為任何個人意志而改變。理解這些自然規則不應該讓我們感到優越，更不可能讓我們有能力統治自然。相反，這使我們能夠謙卑地認識和承認，我們只不過是世界自然演變過程中的滄海一粟罷了。

恰如一位詩人寫道：“我冷眼向過去稍稍回顧，只見它曲折灌溉的悲喜，都消失在一片亙古的荒漠。這才知道我的全部努力，不過完成了普通的生活。”

帶著這樣的視角，我們既感到無比的謙卑和平靜，又無比感恩於擁有的寶貴青春和擔負著的重大責任。因此，我們將更加堅定地投資未來，努力建設面前的新世界。在這新世界中，我們的美好旅程才剛剛開始。

黃崢
謹代表拼多多
2020年4月20日

【#霍金 留給世人的10個大哉問】

我們提出很多大哉問，
它們展現了我們的好奇與想像。

例如：上帝存在嗎？
霍金也提出了他的見解。

================================

這將是你最後一次讀懂霍金的機會👇👇👇
博客來：https://pse.is/FFSNR
誠品：https://pse.is/EDWMJ
誠品獨家精裝版：https://pse.is/FJTM5
金石堂：https://pse.is/FFPRE
天下文化：https://pse.is/FG8US

#科學人書摘📘《霍金大見解：留給世人的十個大哉問與解答》#霍金遺作出版

❓大哉問之一：#上帝 存在嗎？

科學已開始回答許多原本屬於宗教領域的問題。宗教是人類早期的嘗試，希望能回答我們共有的疑問：我們為何會在這裡？我們從何而來？

從很久以前開始，答案便幾乎只有一個：神造萬物。這個世界其實是一個相當恐怖的地方，因此即使強悍如維京人，也相信有超自然的神存在，從而去理解一些諸如閃電、暴風雨與月食等自然現象。現在，即使科學已經為這些自然現象提供了更好、也更具一致性的答案，但還是有許多人仍舊依附在宗教上，因為宗教給了他們慰藉，而且他們也不信任或不瞭解科學。

✴上帝沒有創造宇宙

幾年前，《泰晤士報》的頭版標題是〈霍金說：上帝沒有創造宇宙〉。這篇文章的插畫擷取了米開朗基羅著名畫作《創造亞當》中，生命之火從上帝的右食指傳遞給了亞當的畫面。文章下方，附帶一張我看起來像是沾沾自喜的照片。整個版面看起來，似乎是我與上帝展開決鬥的樣子。然而，我對上帝完全沒有絲毫怨恨。我也不希望給大家一個錯誤的印象，認為我的科學研究工作與「證明上帝是否存在」有關。我的科研工作，是希望尋求一個理性的架構，可以用來理解我們身處的這個宇宙。

數個世紀以來，人們一直相信，像我這樣的身心殘障人士，是受到了來自上帝的詛咒。好吧，也許我真的是得罪了「上面的某人」，但我傾向於認為，每一件發生的事都有另外的一種解釋方式，譬如自然律（law of nature）。假如你像我一樣相信科學，認為自然界中有些定律是牢不可破的。你若喜歡，你也可以說這些定律是上帝的傑作；但這比較接近是「上帝」這個稱謂的定義，而不是證明上帝存在的證據。

大約在西元前三百年，古希臘的哲學家阿里斯塔克斯（Aristarchus）對於各種食（eclipse），特別是月食，感到非常有興趣。他很有勇氣的提問了：是否真的需要由神來引發月食或日食現象？

阿里斯塔克斯可算是真正的科學先驅。他仔細觀測與研究天象，得出一個大膽的結論：月食是由於地球的影子投射在月球上，而不是一件神蹟。由此發現而解開的思想束縛，讓他可以真正搞清楚，在他的頭頂上方到底發生了什麼事，他並且繪出太陽、地球與月球三者之間，真正的幾何關係。由此，他得出一個更為驚人的結論：地球不是位於宇宙的中心，而是位在一個繞著太陽運行的軌道上。這與當時所有人的想法都不同。

事實上，他的這份理解，可以完美解釋所有的食：當月球的影子投射到地球上時，發生日食；而當地球的影子投射到月球上時，發生月食。不僅如此，阿里斯塔克斯再進一步推論：天空中的星星，不是當時人們普遍認為的，是天堂地板上的裂縫，而是像我們的太陽一樣，只不過是距離非常遙遠的太陽。

✴「自然律」就是愛因斯坦和我的上帝

這是一個多麼迷人、多麼讓人讚嘆的領悟啊！這個宇宙就像是一部機器，依循著少數幾條原理或定律在運作，而我們人類的心靈，竟然可以理解這些定律。

我相信，發現這些定律，是人類最偉大的一項成就；這些我們現在稱為「自然律」的東西，將告訴我們，我們是否真的需要一位上帝，來解釋這個宇宙。

這些自然律確切描述了，各項事物在過去、現在與未來的運作方式。例如打網球時，這顆球總會根據這些定律的指示，飛往它該去的地方。掌管世間事物的定律不只這一條，還有許多其他的定律，例如能量如何從網球選手的肌肉，轉換成揮拍的力量；再如草地球場上，這些綠草的生長速率快或慢。然而最重要的是，這些物理定律不僅容不得任何的修改，而且適用於萬事萬物——不僅適用於飛在空中的網球，也適用於行星運動，以及宇宙中的每一樣東西。它們與人類制定的法律不同，對自然律而言，沒有「違法」這回事，這就是它們為何如此有威力、有權威的緣故，這也是為什麼從宗教的角度來看，它們非常具有爭議性。

如果你也像我一樣，可以接受這些自然律是固定的、牢不可破的，那麼很快你就想問：上帝在這裡扮演了什麼角色？這是存在於科學與宗教之間的一個重大矛盾，雖然我在不久之前才登上報紙的頭條新聞，但這卻是一個淵源已久的古老矛盾。我們或許可以定義，上帝是這些自然律的化身。然而，這卻不是大多數人心目中的上帝形象。大家心目中的上帝，是個像人一樣，且可以和我們建立個人關係的神。然而，當你仔細去思索宇宙的浩瀚，以及人類的渺小與偶然時，這種上帝的形象似乎就顯得讓人難以接受了。

跟愛因斯坦一樣，我使用「上帝」這個詞，也是採取一種非人格的態度，指的是自然律。因此，所謂瞭解上帝的心靈，其實就是瞭解這些自然律。我個人的預測是，在二十一世紀末之前，我們便會瞭解上帝的心靈。

✴宇宙來自空無

目前，創世（宇宙的起源）是宗教還能置喙的領域，然而，即使是這個領域，科學也已經有長足的進展，相信在不久的將來，也能為宇宙的創生，提供明確的答案。我之前出版了一本書，主要討論上帝是否創造了宇宙，結果引起了一些騷動。科學家就宗教議題發表言論，的確讓人惱火。我無意去勸說別人，該去相信什麼，但對我而言，思考上帝是否存在，是一個真真切切的科學問題。畢竟，我們很難再去找到一個比這個問題更重要、更基本、也更神祕的問題：究竟是什麼，或是誰，創造並主宰了這個宇宙？

根據科學定律，我認為，宇宙是從空無（nothing）之中很突然的、自發誕生出來的。科學的基本假設是「科學決定論」：若已知道系統某個時刻的狀態，那麼科學定律便能決定該系統（宇宙）後續的種種演化過程。這些定律可以是由上帝所頒布的，也可以不是；但無論如何，上帝都無法再干擾或違背這些定律，否則這些就不能稱為定律了。

如此一來，上帝僅剩的自由，便只剩下決定宇宙創生之時的初始狀態了。然而，即使是那個瞬間，也可能有一些必須遵守的定律。換言之，上帝在決定這些事情上面，是根本不享有任何自由的。

✴宇宙級「食譜」

除去宇宙的複雜與多樣性暫且不論，試想一下，如果我們想創造出一個宇宙，我們需要哪些材料？讓我們像在寫食譜那樣，把這些材料寫下來。對於宇宙「這道菜」，我們需要準備哪些材料呢？
首先是物質；所有的物體都具有質量。我們的四周充滿了各式各樣的物質，不論是在腳底下、頭頂的天空中，甚或是在太空之中。灰塵、岩石、冰塊、液體等等，都是物質。散布在浩瀚而難以想像的距離之外，那些巨大的氣雲、為數眾多的螺旋星系、以及每個星系之中的那數十億顆恆星，也都是物質。

能量，是我們需要的第二樣材料。即使你從來沒有思考過這個問題，我們也都知道能量是什麼。它是我們每天生活都會遭遇到的東西。抬頭看看太陽，你的臉立刻就能感受到它的熱，這是從一億五千萬公里遠的恆星傳來的能量。能量在宇宙之中穿梭，驅動各式各樣的過程，讓宇宙成為一個生生不息、充滿變化的地方。

現在我們有了物質，也有了能量，第三樣材料則是空間，很大、很大的空間。你可以用很多方式來形容宇宙：令人讚嘆的、美麗的、猛烈的，但是你絕對不能用擁擠、狹小來形容它。無論我們望向何處，總會看到空間，而且愈看，看到的空間愈多、也愈廣闊。

環顧四面八方，所有這些物質、能量與空間，究竟從何而來？我們一直等到二十世紀，才開始有些頭緒。

這個答案，來自於一個人的洞察，他也許是有史以來最了不起的科學家。他就是愛因斯坦。我很遺憾，自己沒有機會和他碰面，因為他過世時，我只有十三歲。

愛因斯坦理解到一件相當特殊的事情：兩樣構成宇宙的主要材料，質量與能量，基本上是同一樣東西，你可以把它想成是一枚銅板的兩面。他最著名的方程式 E = mc^2基本上就是說：可以把質量想成是某種形式的能量，反之亦然。所以，現在構成宇宙的材料，不再是三樣，而是只有兩樣：能量與空間。

那麼，所有這些能量與空間，又是從哪裡來的呢？經過數十年的研究，科學家終於找到答案了：空間與能量是在一個我們如今稱為大霹靂的事件中，自發創生出來的。

在大霹靂的那一瞬間，整個宇宙就此出現，並與空間一起存在。它開始暴脹，就像氣球被吹氣膨脹那樣。那麼所有這些能量與空間，究竟來自何處？這個充滿能量、有著浩瀚驚人的空間、以及擁有那麼多萬事萬物的宇宙，如何能從空無之中突然出現？如何無中生有？

對某些人而言，這就是上帝現身的地方。上帝，就是創造這些能量與空間的造物主；大霹靂，就是創世紀的時刻。然而，科學卻有另外一個版本的故事。冒著讓自己惹上麻煩的風險，我想：我們現在已經可以理解，當初讓維京人感到害怕與恐懼的一些自然現象；我們甚至可以超越愛因斯坦所提出的能量與物質這個優美的對稱關係；我們更可以根據自然律，來探討宇宙的起源，並試著問自己，是否「上帝存在」是宇宙創生的唯一解釋。

--

✴《霍金大見解：留給世人的十個大哉問與解答》
✴作者：史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）
✴譯者：蔡坤憲
✴出版社：天下文化
✴購書連結：●博客來│https://goo.gl/pPKsy6

牛頓給了我們答案，霍金卻給了我們問題。

--
#宇宙 #大哉問 #天文 #黑洞 #愛因斯坦 #霍金

先備知識：
1.牛頓第一、第二運動定律
2.質量的定義

影片重點：
1.質量是依照「鉑銥合金圓柱」定義出來的，平常可以用「天秤法」測量質量。
2.重量不僅與質量有關，也有「重力場」有關，常用單位為「公斤重」、「公克重」。
3.月球的重力場僅是地球的六分之一，一個物體在地球月球上的質量相同（因為只跟物體本身有關），但是在地球上的重量是月球上的六倍（因為和重力場有關。）

更多教學影片在均一教育平台 http://www.junyiacademy.org/