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啊哈!你確定嗎? 所選書目: [天外天-人類與黑暗宇宙的故事]、[別鬧了,費曼先生-科學頑童 的故事]、[爺爺的證明題:上帝存在嗎?] ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------我們選讀了《別鬧了!費曼先生》 、 《天外天-人類與黑暗宇宙的故事》和《爺 爺的證明題》 。《天外天》從史前的「許昌人」出土而為「智人多元區域起源說」 的亞洲體系湊到最後一塊拼圖開始說起,道出人類和宇宙的纏綿悱惻,一直講到 尋找暗物質、天尺與黑洞的存在等議題。《費曼》包含了很多有趣的故事,讓讀 者更了解費曼這位傳奇人物的性格,他對所有事物均有極高的好奇心,相信一切 現象背後都有一個定律。至於《爺爺》,則是在討論絕對確定性的問題,書中主 角經過一連串的探討,雖然結果不盡如人意,但過程耐人尋味且充滿哲思。 《天外天》書中的宇宙平直問題用到了非歐幾何,和《爺爺》書中探討的幾 何問題連結,激發我們思考宇宙平直的來龍去脈。 宇宙平直問題,以臨 界密度是否為1共分成三 種狀況-若臨界密度大於 1,宇宙空間呈圓形,則 三角形的內角和大於18 0度,宇宙將有足夠的重 力場,膨脹至一定程度 後,便會開始內縮,造成 「大崩墜」 ;若臨界密度小 於1,宇宙空間呈馬鞍 型,內角和將小於180 度,宇宙沒有足夠的重力 場,不斷膨脹,物質間距 離大到彼此間無法作用, 這便是「大撕裂」 ;但若臨 界密度等於1,宇宙空間 會呈現平直,三角形內角 和正好等於180度,不 會走向「大撕裂」 ,或「大 崩墜」,是比較穩定的宇 宙。實驗顯示我們的宇宙 是平直狀的。事實上,若 我們的宇宙不是平直的, 而是圓形或馬鞍形的話,

上:圓形宇宙-臨界密度>1、中:平直宇宙-臨 界密度=1、下:馬鞍形宇宙-臨界密度<1 (圖片為組員手繪) 1


基本上就無法產生星球、星系等,當然也就不會有我們了! 若是如此,那是否還有不同的宇宙存在? 暴脹理論出現的本意是要解釋單磁極,但它意外能夠解決宇宙平直的問題。 暴脹係指大霹靂後十的負三十二次方秒,宇宙瞬間膨脹十的二十幾次方倍,因此 相對來說我們的宇宙看起來又平又直,同時暴脹理論提出了一個包含許多宇宙的 超巨大宇宙。儘管暴脹理論漂亮地解決了單磁極、宇宙平直和視界的問題,廣為 目前學界接受,但仍有許多未證明的假設,包括提供暴脹所需至高暗能量的「偽 真空能」 、穿梭在整個巨大宇宙間的「重力波背景輻射」等,因還不確定是否存 在,只能推測。 但確定無誤的完美真理一定存在於某處吧? 確定性的確是個美麗的問題,不知多少最優秀的心靈都曾對它深深著迷。 《爺 爺》一書的獨特之處便是,它不只是數學,它也是小說。這樣的表現方式表示它 必須帶有某種價值觀,提出某種不只是數學—例如哲學—的詮釋與解答。 誰不希望自己相信的事物有不可撼動的基石?書中藉教授尼可提到這點: 「相信有一種秩序瀰漫整個宇宙…每一個科學家都是如此,否則何以我們企圖為 這個世界賦予意義,或者尋找引導我們的模式和律則?」看著書中人物為了確定 性針鋒相對、辯論不已,思考確定性是否可以推及其他領域,我們不禁暗暗設想, 如果是物理呢?如果可以找到一種確定毫無矛盾的超級理論,那豈不是再也不會 有理論預測和實驗值的誤差,物理學家只要大筆一揮,電腦一算,就可以知道宇 宙的真相?歐氏幾何和非歐幾何的部分,令人聯想到目前物理公理化的極致— 非相對論和量子力學莫屬,兩者要運用在真實空間裡存在矛盾,但可以解決一切 的萬有理論尚未出現。 而那迷惑眾生的絕對確定性已然宣告死亡。這是全書的轉折,主角們所堅信 的價值遭到動搖甚至推翻,他們既失落又焦躁,不明白自己努力追尋的一切怎麼 會沒有意義。 讀到這裡那幾天,我們其中一位組員正好遇到一件趣事。因為天氣晴朗,她 想觀賞夏季夜空卻找不到常用的指北針,只好拿出小學買的簡易指北針使用。不 料,看完星星後發現她認為的「指北針」背面寫著斗大的「指南針」字樣。當時 她驚恐地心想剛剛觀星時沒有發覺任何異狀,難道從小學以來就南北不分嗎?雖 然後來查證那是一場虛驚,但或許我們稍微感受到了那種一直相信的事物被動搖 的衝擊吧。 另一位以前則是發生過這樣的情況。 因為對太空科學的興趣,她曾到美國太空總署的詹森太空中心研習。當時 最新的星作計畫,因為歐巴馬政府大幅刪減預算而不了了之。但許多硬體設備及 書面計劃都已經完成,所以很多相關的科學家及技術人員對這件事極為不滿。讀 完本書的「人類太空 50 年」一單元後,她開始了解這些事情的原因。這章字裡 行間都可以感受到李傑信博士和其他 NASA 科學的氣憤與無奈。自從和蘇聯太空 競賽的「阿波羅時代」結束後,美國政府不知該如何處理遺留下來的眾多科技人 才,於是「國際太空站計畫」油然而生。實際運行後,因為花費是預算的百倍, 2


加上中國的載人太空任務使美國政府倍感威脅,因此突然終止了這個計畫,另尋 一個「回月球,去火星」 ,確定月球不會被中國「搶走」 。然而,政府再度在這個 計畫進行得如火如荼的時候收回經費,使太空總署被迫改以花費較低的無人探測 計畫為主。她感到不可思議,在美國政府反反覆覆的過程中浪費了許多金錢和人 力,不斷的改變心意更使所有計畫半途而廢。不管是命運或人為,生命充滿了許 多的不確定,即使一心想要探究真理,也未必能如願。那我們到底該追求什麼? 前面有提到《爺爺》是一本充滿哲理的書,引導讀者重新思考相信的意義, 不管你相信的事物為何。書中也提供了許多生命問題的解答。在前述一句之後, 尼可接著說:「絕對確定性的確可能躺在我們抅不到的地方……我們就會為『發 現』的那個神奇瞬間而活。」如果絕對確定的真理遙不可及,至少我們擁有相信 的自由、我們心裡相信的真實、和發現瞬間的感動。 至於那位神奇的費曼先生,我們為書中 P.369 有關費曼作證支持上空餐廳 部分,和《爺爺》書中人物做了聯想與劇本形式的有趣擴寫。人物的時空背景經 過重組:F:費曼(教授時期) V:維傑(第一次到美國時期) J:泰勒法官(和維 傑已經變成好友時期)。以下是擴寫: △費曼從法庭出來,邊走邊沉思 F:該怎麼證明這家店可以為社區所接受呢?(沉思)或許我該做個抽樣調查。社 區的總人數大約是…….(無聲計算了一下)好,那就從轉角這位先生開始好了。先 生你好! V:啊,你好。 F:可以問個問題嗎?我正在做個調查。 V:請說。 F:請問你可以接受上空秀嗎? V:接受?我甚至不知道這裡有上空秀。為什麼要調查這個? F:我想證明這個社區應該有百分之五十以上的人能接受上空秀。 V:這恐怕很困難喔。你每天做這個工作嗎? F:不,我在加州理工教物理。我只是想幫朋友的店。 V:你常去? F:常啊,我都在那裡做點物理,有時候畫畫。 V:你認為那裡適合思考? F:我很喜歡那家店。 V:等等,你說你要證明這裡一半以上的人接受某件事? F:沒錯。 V:啊,要是剛好有一半人接受,那麼每個人接受的機率就是二分之一……(陷入 碎碎念沉思) F:那如果機會不均等的話…… V:不不,應該是……(兩人忽然熱烈討論) △過了很長一段時間 J:啊(往這裡走來)維傑,原來你在這裡! 3


V:啊,法官!你怎麼會走到這裡來? J:我剛回去,聽家裡的人說,你早上出門就沒回去了,我就出來找你。 V:什麼?幾點了?我每次想問題都忘記時間。(看錶)這麼晚了!抱歉,我們先 回去好了。 F:等等,這位也讓我調查一下吧? J:什麼? F:請問你可以接受上空秀嗎? J:當然不。 F:啊,現在有兩個樣本了,而且薩尼先生應該會喜歡適合思考的地方,所以…… V:(打斷)機會均等!……(兩人再度熱烈討論,不顧錯愕的法官) J:……. 這三本書的領域不同,但在我們眼裡他們有許多共同之處。宇宙之於現代人類科 學,就像科學之於亞里斯多德時代的人們一樣,我們看著燦爛星空,還有好多的 夢想等待發掘。雖然每個人要探尋的東西不同、研究的方式不同,但尋根究底的 精神是相同的。願「發現」瞬間「啊哈!」的感動常伴各位左右! 文獻出處:高瑞夫,哈托許《爺爺的證明題:上帝存在嗎?》

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啊哈!你確定嗎?  

參賽稿件-啊哈!你確定嗎?

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