慣性

在我所教導的一門科學通識課程 Our Place in the Universe 裡討論過一個問題:

自古希臘時期,對於宇宙的模樣有兩個主要的觀點:地心說(Geocentrism)和日心說(Heliocentrism)。地心說指地球是宇宙的中心,所有天體都環繞地球運動,而日心說則指太陽才是中心。直到16世紀,西方社會大多認為地心說是正確的。這基於幾點主要原因。一則太陽和所有天體東升西落是一般人每天也看得見的現象;二則天主教廷認為地心說符合聖經,不允許人們討論日心說。

三則比較複雜。當年的學者普遍認為物質分成兩種:地上的和天上的。地上的物質必然向著宇宙的中心(即地球的中心)掉落(縱使他們並不認為地球會運動,但已經了解到地球是球狀的),而天上的物質則環繞宇宙中心運行,不會掉落。因此,假使地球真的在運動(這並不必然代表太陽是宇宙中心),那麼當一個人站在原地不動、掉落一個物件時,該物件理應掉在該人的「後方」,因為在物件掉落的過程中,地球已經運行到另一個位置了。而我們都知道,每次掉落東西時,物件都只會落在自己的腳邊。因此,他們認為地球並不會運動,運動的是太陽。

第一點其實比較容易提出相反的意見,因為西方學者在很早以前就已經知道幾何學上不難建構出一個日心說模型,能夠解釋行星和恆星在天上的運動。他們知道,恆星之間不會移動,只會有每日東升西落的集體運動,而行星卻除了東升西落之外,相對背景星空亦會移動,甚至有時候會出現逆行的情況。事實上行星和恆星的運動方式不同,就是區別出行星的原因,行星(planet)本意指「遊蕩的星星」。到了16世紀,哥白尼提出的日心說模型為了解釋日漸精準的天文觀測(依然只靠肉眼,望遠鏡仍未被用於天文觀測之上),其複雜程度其實與地心說模型(主要是2世紀的托勒密理論)不遑多讓。至於第二點其實是對第一點的補足和對異見的禁制。既然地心說可以解釋天文數據,又得到聖經的背書,那麼它就一定是正確的,因為因上帝啟示而寫出的聖經是不會有錯的。誰提出相反觀點,誰就是異端,需要接受宗教法庭的審判。因此,令社會上大多數人都避談日心說的主因,是天主教廷的極權白色恐怖。

至於第三點,人們本以為這是個無懈可擊的論點,因為即使拋開上述兩點,地球不動這個經過實驗驗證的結論似乎也是堅不可破。然而17世紀的伽利略做了個很簡單的實驗,證明這個論點有一個根本性的問題。

伽利略的實驗非常簡單,你我也可隨時重複這個實驗:在一艘行進中的船上掉落一個物件。結果所有人都知道,就是物件會掉落在腳邊,就如同站在地面上靜止不動時,掉落物件的結果一樣。然而,如果我們不是與伽利略一起在船上,而是站在岸上看著伽利略在船上做這個實驗,我們看見的物件軌跡就不是一條直線,而是一條拋物線,因為船正在行進當中。

因此,基於同樣道理,即使地球在行進當中,掉下的物件都會與地球一同前進。伽利略發現了慣性定律

這裡有一點要注意。我留意到有些同學會以為這實驗證實了地球在運動,但這是個錯誤的結論。伽利略這實驗所證明的,只是上述「認為日心說是錯誤的第三點理由」並不成立。既然船是在地球表面運動,那麼無論假設地球動或不動也好,物件都應該掉落在船的後方。因此,物件隨船的行進方向掉落的這個結果,只代表地球並不一定不動而已。話雖如此,這個結論在當年的人們來說是震撼性的,因為它顛覆了古希臘(主要以亞里士多德和托勒密為首)的物理理論。

慣性(inertia)的發現,可說是現代物理學正式誕生的一刻。牛頓力學和愛因斯坦的相對論,都把慣性參考系放在一個特殊的地位,與其他非慣性參考系分隔開來。簡單地說,慣性就是一個物體維持其運動狀態的傾向。或者(不太嚴謹但又不太離譜地)我們可以說動量(momentum)就是量化慣性的方法。直到愛因斯坦在1915年發表完整的廣義相對論,才對慣性和非慣性參考系之間的異同有更深的了解。

在傳播科學知識的過程中,我也發現了人的另一種「慣性」。那是一種思考的慣性。我發現(包括我自己在內)人會以習慣的方式去思考問題。換句話說就是雖然最終結論可能是一致的,但各人會以不同的思路出發,著重重點可能都不相同。不過這是完全沒有問題的。正因為不同的人會有不同的思維模式,世界上人與人之間的交流才會這麼豐富和有趣。

最常見利用不同思路達到一致結論的領域,應該是數學和科學。數學有邏輯上的絕對性,科學亦有大自然作為最高法院,兩者的真確性並不受人類的意見所左右。這就好像用兩種方法證明同一個數學定理,或者用兩種實驗證實同一個科學理論。

但令我不解的是,有種思考慣性是會傾向把事實扭曲來迎合個人立場。當事實與他們的認知不同的時候,他們會更堅定地相信自己的想法,否認事實或者用各種陰謀論去解釋事實與他們的信念之間的落差。心理學裡,這叫做 backfire effect。

我舉一個例子。有些人到現在仍然相信地球是平的、是宇宙的中心,他們會用上述第三點去反駁「地球環繞太陽運行」的客觀科學事實,但他們同時亦能理解物理學中的慣性定律。他們也會利用牛頓力學駕駛車輛,卻不理解這在一個平的世界上會導致什麼不同的結果;會運用應用了廣義相對論的全球衞星定位系統,卻不相信人類曾上太空;會相信自己 Google 出來的陰謀論是正確的,卻認為同樣能被 Google 出來的科學資訊都是謊言。這種對固有想法的「慣性」有可能是人類演化遺留下來的自我保護機制,不惜犧牲事實、邏輯和理性也要「捍衛」自己的信念,甚至認為自己才是「理性」的,其他人要不是被陰謀論所欺騙,就是參與陰謀論的一份子,迫害他們這群「覺醒者」。

發現物理學的慣性定律是人類邁向現代文明的里程碑。我希望人人都能拋開對固有想法的「慣性」,保有理性的自由意志,開創人類未來新的一頁。

封面圖片:1636年 Justus Sustermans 所畫的伽利略人像。

延伸閱讀:
重力是什麼?愛因斯坦的廣義相對論》——余海峯

重要的不是有沒有可能發生 而是有多可能發生

我很少把重點寫在文章的開頭。

在科學中,重要的並不是一個理論有沒有可能是正確的,而是該理論有多可能是正確的。因此,在科學中要下結論,最重要的是計算理論正確的機會率。即使在難以客觀估計絕對機率的情況下,科學家亦應該比較各種理論的相對可能性。比較後,縱使不知道最有可能的一個是否真的就是對大自然現象的正確解釋,至少我們必須如實報告:哪個比較有可能、哪個又比較沒什麼可能,支持各種論點的證據是什麼,以及又是如何計算出/比較出那些機率的。

我們很可能聽過一句說話:「在排除了所有可能性後,剩下的無論再不可能,也是真相。」這句說話的邏輯當然正確,但有時候我們在引用這句說話去佐證自己的論點時,都會忽略了一個重點:是否真的已經窮盡了所有可能性?

我舉一個較簡單的例子:很多不明飛行物體的報告,目擊者都會從完全不確定——目擊的是「不明的」物體——突然跳到完全確定的結論——「那就是飛碟!」要知道,從「不明的」、未能辨別的物體,到「就是飛碟!」之間,相隔著一道鴻溝啊!比如說,那是自然現象(例如雲與光線造成的錯覺)或者是人類飛行器具如直升機或飛機,這些源自地球的解釋都比外星飛碟等源自地外的解釋更有可能。

另一個相似但比較複雜的例子,是幾年前天文學家發現了一顆恆星的不尋常閃爍現象。很多媒體大肆報道,稱「天文學家發現了外星建築物的證據」。但其實只要去讀讀原論文,作者們事實上提出了四、五個可能的自然解釋,比較了各種解釋的機率,甚至在文章中連「外星人」一詞都根本沒有出現過。他們只是作出了「現階段不知道是什麼原因導致恆星不尋常閃爍」的結論,卻被媒體寫成「因為不知道是什麼,所以是外星文明」的炒作報導。

再說一些比較貼近人類生活的例子。近來我看了不少世界各地奇怪案件的調查資料,其中有些令人費解:負責這些案件的調查員都偏愛比較不可能的解釋,然後稱這些解釋是「有可能發生的」。就算假設調查員都是公正的(這點當然不一定),這種調查方式也是極有問題的。原因就如同上述例子,在「真相」與「有可能發生的事」之間,往往仍然有著許多未能被排除的「更有可能發生的」可能性。例如有一宗,一個男孩在山上被發現雙手被反綁在背後,然後在一個斜坡上吊頸而亡,竟然被認為是自殺而結案。科學上,當然未能排除這個可能性,但同時都未能排除其他他殺的可能性,他殺可能性的機率亦不太可能較自殺的低。科學鑒證亦是科學,必須遵守科學的研究方法。

事實上,日常生活許多事情都可以運用這個科學原則。例如飯煮得不好吃,是廚師功力不足,還是廚具有問題?或者是否食材本身有問題?理性地比較各種可能性的機率,才能幫助我們找出問題的源起,能夠幫助我們作出合理的決定,以解決問題。習慣科學式的思維,也能夠幫助我們分析身邊社會發生的事情。

希望大家在亂世中都能保持科學的獨立思考。

延伸閱讀:

人類並沒探測到外星巨型結構》——余海峯

四季與曆法

我們知道一年有四個季節:春季、夏季、秋季、冬季。你知道為什麼嗎?

很多人以為這是因為地球繞太陽的軌道是楕圓形的,因此地球有時離太陽近一些,就是夏季;有時離太陽遠一些,就是冬季。然而,這個理論有著致命性的缺陷。如果季節成因真與地日距離有關,那麼無論身處地球上哪裡,季節都應該是一樣的。可是,事實上南北半球的季節卻是相反的。當北半球是夏天,南半球就是冬天,反之亦然。

(北半球霸權:事實上,當地球位於軌道上最接近太陽的位置,即「近日點」時,北半球正是冬季啊)

哪麼,究竟為什麼一年有四季?原來這是由於地球的自轉軸是傾斜的,而自轉軸傾斜的方向在一年中都不變。對於生活在北半球的人,在夏天時太陽以較高的角度直射地面,因此就比較熱;而在冬天,太陽照射角度比較接近地平線,地面吸收的熱能就比較少,所以就較寒冷了。

一年四季中有許多節日,但大部分其實都與文化有關,跟天文學沒有什麼關係。之不過,你又知道原來有幾個特別日子,在天文學中有著重要意義嗎?

每年3月20或者21號叫做「春分」,在這一天,無論我們身處地球哪裡,太陽的日照時間都剛剛好是12個小時。耐在春分之後的北半球,每一天的日照時間都比12個小時更長,而且越來越長,直到6月20或21號,叫做「夏至」的這一天。這天是北半球日照最長的一天,而相反地在南半球則是日照時間最短的一天。在夏至之後,北半球的每一天會越來越短,南半球則越來越長。

然後是9月22或23號,稱為「秋分」的一天。這天是春分的相反,在這一天,無論我們身處地球哪裡,太陽的日照時間都剛剛好是12個小時,而秋分之後日照時間都比12個小時更短,而且越來越短。最後就是「冬至」,在每年的12月21或22號。冬至可說是夏至的相反,在這天是北半球日照最短、南半球則是日照時間最長的一天。在冬至之後,北半球的每一天會越來越長,南半球則會越來越短。

在農曆中,這四天就是所謂的「四時八節」中的「四時」,是廿四節氣中最重要的四個節氣。在西曆中,這四個日子亦由於其天文學上的重要性,同樣被特別稱之為equinox(分)和solstice(至):春分vernal equinox、夏至summer solstice、秋分autumnal equinox、冬至winter solstice,而節氣則稱為solar term。

有趣的是,春分、秋分、夏至、冬至在農曆和西曆中都是重要的節日,但在農曆中它們並不會每年出現在固定的日期,而在西曆之中它們卻固定在上述日子。這跟兩種曆法分別如何處理月份有關。

我們常說的西曆,其實叫做格里曆(Gregorian calendar),是世界通用的曆法。格里曆是一種陽曆(solar calendar)。陽曆的意思是,太陽在一年中相對背景星空的位置(黃道)在曆法中的日期是固定的。換句話說,由一個節氣到下年同一節氣之間的日子排列方式是固定的。這就是為什麼格里曆對於閏年的處理很簡單,而且新年都必定在同一天,因為每天都會對應於太陽在黃道的某個位置。亦因此,春分、秋分、夏至、冬至的日期不會相差多於一天。

至於農曆,很多人以為是陰曆(lunar calendar),但其實它並不是陰曆。陰者,太陰也,即月球。陰曆就是根據月球的月相而製成的曆法,例如伊斯蘭曆就是陰曆的一種。月相是太陽、月球、地球之間的相對位置造成的,但由於月球環繞地球運動(陰曆的根據)與地球環繞太陽運動(陽曆的根據)並無關係,因此陰曆裡的四季更替並不是固定在某幾個月的。

農曆其實是一種陰陽曆(lunisolar calendar)。故名思義,它結合了陰曆和陽曆,同時考慮到地日互動和地月互動對曆法的影響。因此農曆新年在陽曆中的日期雖然會浮動,但最多浮動約一個月的時間,不會發生陰曆新年日期浮動整整半年的效應。廿四節氣(包括春分、秋分、夏至、冬至)在農曆中的日期亦會浮動,因為節氣是根據太陽在黃道的位置(即地球繞太陽運行的位置)來決定的,而農曆月份的時間長度則是依據月相來決定的。因此,農曆的置閏方法十分特別,即我們可能聽過的「19年7閏」和「5年3閏」規則,而且是置閏月而非閏日。關於農曆置閏的詳細規則,請參考延伸閱讀文章。

日常使用的曆法其實藏著很多有趣的天文知識,以後有時間再慢慢與大家討論。

封面圖片:Sandro Botticelli 15世紀畫作Hl. Augustinus in betrachtendem Gebet, Detail

延伸閱讀:

略談農曆曆法,以及置閏的規則》——Curtis Lai

救不救小貓頭鷹?科學與訴諸自然

*** 17 Apr2020 5pm更新 ***
感謝王偉雄教授提醒,我混淆了訴諸自然(appeal to nature)和自然主義謬誤(naturalistic fallacy)兩種不同的謬誤,特此更正,抱歉引起誤會。

在邏輯學101中,有一課是要學習各種不同的謬誤,即理解因果時所犯的錯誤。其中之一,叫做訴諸自然(appeal to nature)。訴諸自然可以這樣描述:因為某事情符合自然,所以某事件就應該被作為(即某事件是好的/對的)。而「符合自然」通常指「沒有受人類影響」。

(這裡發一下牢騷:作為物理學家,我認為「自然」一詞包含宇宙間所有東西,包括人類行為在內的所有事情都必然符合自然,因此把人類排除在外,對我來說有點難理解。不過,這只是定義「自然」一詞的分歧,在此就不多作討論。為免混淆,在本文中我使用「宇宙定律」代替「自然定律」)

邏輯並非科學,但在科學當中,必然需要邏輯。作為科學家,我需要謹記,即使一件事情是自然的,我仍只能夠描述該事情如何發生,而不能用科學去判斷該事件應否發生。科學並無分好與壞,因為科學只不過是一套有效理解宇宙定律的方法。當然,作為一個人,我仍然可以跟據自己的想法去判斷一件事情應否發生,無需亦不能引用任何科學作為依據。

例如,我知道殺人是不對的,並非因為科學告訴我如此這般,而是因為我所習慣的道德標準告訴我如此這般。如果我引用「科學」,說「科學告訴我們,人是應該老死/被獅子老虎吃掉的,因此殺人是不對的」,那麼雖然我同樣抵達「殺人不對」的結論,可是我就犯了訴諸自然,因此我的論點並不成立。

近日有一則新聞,有個人偶然見到幾隻小貓頭鷹將被蛇吞食,就救了牠們。事後,有人說他拯救了貓頭鷹,所以是好事、正確的;亦有人說蛇吃貓頭鷹是生物學上的定律,他救貓頭鷹因而是違反自然,所以是壞事、不正確的。兩邊吵得起勁,究竟哪邊論點才正確?

我相信任何一個稱職的科學家,當他們以科學家身分去回答這個問題時,答案只應是「不知道」。你會說有沒有搞錯,讀這麼多書,這樣簡單的道理也不知道?

作為科學家,我只可以告訴大家「蛇吃貓頭鷹是生物學上的定律,」——然後就是一條分界線,分開科學和非科學——「所以這是正確/不正確的。」只能夠是跟據個人意見、喜好、想法得出的結論。

「科學的好處在於,不管你信不信,它都是正確的」這句出自天體物理學家與科學普及工作者Neil deGrasse Tyson的名言,顯然是有些少(「只有些少?!」)自大,但不無道理。他的意思,在我這樣一個同是天體物理學家的人看來,是「科學『方法』的好處在於,不管你信不信,它都是『有效』的」。科學是一個自我修正的方法,它的研究對象是宇宙本身。科學家問:「某現象如何發生?」然後就觀察宇宙,尋找答案。因此,科學能夠告訴人類如何以數學來越來越接近描述出正確的宇宙定律。

可是,我們必須注意,科學做的僅僅是描述,而非判斷。科學不能幫助我們判斷一件事情的好壞、正確不正確,因為這不是科學問的問題。亦因此,訴諸自然是一個謬誤。

剩下的問題,就是作為一個人,我們的意見、喜好、想法,或者習慣的道德標準。而這是沒有「放諸四海皆準」的定律可遵從的。就連殺人對不對也沒有辦法達到一個所有人類的共識,因為這因不同地方的法律和文化而異。我們為什麼可以認為自己能夠代表宇宙判斷,「救出將被蛇吃掉的小貓頭鷹」對不對?注意,我並不是說「應該/不應該救」,而是我們不能以自然與否去「判斷應該/不應該救」。

以我個人喜好,我是偏愛貓頭鷹多一些,因為我覺得貓頭鷹比較可愛,因此如果是我,我會(在確保自身安全下,因為我愛自己的性命多於貓頭鷹)救貓頭鷹。反過來說,其他人也可以偏愛蛇多一些,因此不救貓頭鷹。甚至,有些人亦可以偏愛「自然」多一些,希望「不干擾自然」,因此不救貓頭鷹。這幾種觀點都沒有問題,因為這些全都是基於個人意見、喜好、想法,或者習慣的道德標準。

只不過,我們就必須接受,這些只是基於個人意見、喜好、想法,或者習慣的道德標準所得出的結論「應不應該救」,因此,為何我們自以為可以據此判斷他人「救不救」此一行為是「對不對」?

一變四 四變十二 宇宙演化永恆真理

一變四
四變十二
來到這禮拜更加諷刺

作為科學家,我並不相信報應,但我相信物理上的因果。除了生物學上的病毒傳染會「一變四四變十二」,天文學上亦有「一變四四變十二」,而且這個過程更直接影響地球上的生命,甚至整個宇宙的演化。

恆星是一個巨大的煉金術熔爐。構成恆星的元素,絕大部分是氫(原子量為1)。由於恆星自身的重力,恆星裡的氫會互相擠壓。好像擠壓一個氣球一樣,壓力和溫度會上升。當溫度提昇至約1,500萬度,氫原子核就能夠突破彼此的電磁力,透過量子穿隧效應結合在一起。

在這個溫度下最的過程是「質子-質子連鎖反應」(氫原子核其實就是一個質子)。簡單來說,就是四個氫結合成一個氦(原子量為4)。

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質子-質子連鎖反應。圖源:Wikimedia Common

一變四

不過要注意的是,這個過程並非一步登天。事實上,首先兩對氫核各自結合成氘(氫的同位素),然後這兩個氘再各自與一個氫結合成氚(氫的另一款同位素)。最後,這兩個氚結合成氦,並同時放出兩個氫。這兩個氫能夠繼續連鎖反應。

不過,當太陽差不多用盡體內的氫元素,更多有趣的事情就會發生。其細節很複雜,如果我們只簡略說重點的話,大概就是首先因氫核不足,太陽核心的核反應放出的能量漸漸變少,重力開始將恆星中心壓縮。

本來太陽只有中心部分才會發生核反應,但恆星外圍的氫亦因壓力和溫度增加,亦開始發生核反應,因此恆星中心會向內壓縮,外圍卻會膨脹。這時,太陽就進入所謂的紅巨星階段,尺寸變得比地球軌道更大,因此地球要不是被燒得灰飛煙滅,就是因太陽重力場改變而向外移動。無論如何,因太陽變得非常熱,地球海洋會完全蒸發,所有生物都難逃一死。

扯遠了。回來討論太陽中心的核反應。因體積變小,溫度和壓力再次提高,直至點燃另外一個核反應「碳循環連鎖反應」。碳循環連鎖反應亦是把氫結合成氦的連鎖反應,只不過這次需要一個碳原子核幫手——太陽內部只有微量的碳,來自前一兩代的恆星殘骸,不過已經足夠了。

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碳循環連鎖反應。圖源:Wikimedia Common

質子質子連鎖反應的效率正比於溫度的4次方,而碳循環連鎖反應的效率則正比於溫度的16次方。這個恐怖的數字顯示,太陽裡的核反應將會失控地加速,核反應所產生的能量根本來不及散失到太空之中,因為一個光子要從太陽中心走到太陽表面需時以百萬年計。

這意味著,太陽中心溫度將不斷提高。當溫度達到1億度,另一個核反應「三氦核連鎖反應」就會接手,將三個氦結合成一個碳(原子量為12)。

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三氦核連鎖反應。圖源:Wikimedia Common

四變十二

三氦核連鎖反應由兩個步驟組成:先由兩個氦結合成一個鈹,然後這個鈹再跟一個氦結合成一個碳。三氦核連鎖反應的效率正比於溫度的40次方。

太陽中心的溫度將不斷提高,逐步點燃其他的核反應。加上各種不穩定同位素的核衰變反應,太陽共可合成80種元素。太陽能夠合成的最重元素是釙。

比太陽更重的恆星,有可能合成更重的元素,直至所有比鐵輕的元素都合成鐵了,恆星中心就會變成一顆鐵球。由於鐵的核結合能——即每個核子(質子和中子)結會時釋放了的能量——是所有元素之中最高的,結合鐵需要輸入能量而非放出能量。因此恆星中心的核反應會停止,沒有壓力[1]能夠抵抗重力,中心會急速向內坍塌,然後反彈,造成超新星爆發(II型超新星)。整個過程不足一秒。

超新星爆發之中,所有合成過的元素都會被光分解成氫,然後又在極高溫度裡再次重複核反應,合成宇宙中可以自然找到的所有元素。地球上的生命需要的各種元素,大都來自於超新星爆發[2]。而恆星以至星系的演化過程,又受各種元素的比例所影響。因此,整個宇宙的演化,都取決於主宰這些核反應的物理定律。

一變四,四變十二,宇宙演化永恆真理。

P.S. 都係聽返《喜氣洋洋》。飲杯!

[1]事實上,簡併壓力會再抵擋重力一段時間,不過要解釋的話就過於離題,有興趣的讀者可參考《星海璇璣》第五章第三節「恆星的死亡筆記」,或我的文章《恆星的死亡筆記

[2]2017年,人類觀察到首個來自雙中子星結合所釋放的重力波。近年研究發現,許多以往被認為源自超新星爆發的重元素——例如金,比較可能是來自於這類雙中子星結合事件的。可參考LIGO網頁的解說

第四次世界大戰

愛因斯坦的相對論推導出質動等價方程E=mc^2,發現物質的質量蘊含巨大能量。莉澤.邁特納以此解釋奧圖.漢的實驗數據,原子核分裂前後總質量不相等,因而發現核反應能夠釋放能量,後世稱她為原子能之母。

二次大戰,愛因斯坦寫信敦促羅斯福總統製造原子彈。最終,美國展開曼哈頓計劃,先於納粹德國造出原子彈,並投下於日本廣島和長埼,使兩座城市被夷為平地,終結了戰爭。

細小的原子竟然能夠釋放出如此巨大的能量,舉世震驚。愛因斯坦得知廣島被毀,驚訝得說不出話來,心情良久才平靜下來,說:「早知如此,我寧可當個鐘錶匠。」

當然,問題並不在於愛因斯坦發現質能等價、不在於誰向羅斯福進言、不在於原子能的應用,亦不在於造出原子彈的人。科學無分好壞,問題在於擁有科技的人如何使用。曼哈頓計劃的粒子物理學家Kenneth Bainbridge目睹原子彈試爆後說:「Now we are all sons of bitches.」

曼克頓計劃中,費曼負責帶領一隊美國頂尖高中生進行原子彈爆炸的理論計算。他回憶道,戰後他過了一段時間才發覺自己有份造出史上最恐怖的武器。他看著街上的修路工人,心想:「還建設什麼?一切都徒勞無功。」他以為世界很快就會毀滅於核戰之中。

後來,有位記者問愛因斯坦:「第三次世界大戰會用什麼武器來打?」愛因斯坦答道:「我不知道第三次世界大戰會用什麼武器來打,但我知道第四次世界大戰會用石頭和木棍來打。」

愛因斯坦的回答常被用來說明核武器的恐怖。但我覺得,愛因斯坦預言會發生第四次世界大戰,才最令人不寒而慄。愛因斯坦看穿人類不會從歷史中學習,認為即使經歷毀滅文明的核戰爭,人類仍會繼續互相殘殺。

核戰爭之所以從未(仍未?)發生,是基於所謂的「確保互相毀滅」原則:擁有核武的雙方都深明對方能夠毀滅自己,而且雙方都沒有能力防禦。因此只要其中一方發射核彈,雙方都必定毀滅。由於雙方都不願被毀,雙方就都不會使用核武。這也是博弈論中的一種平衡點:正因為知道能夠互相毀滅,所以才不會互相毀滅。

但這種平衡,只在雙方皆擁有毀滅對方的能力,以及無法防禦對方攻擊的條件下,才有可能成立。如果其中一方有著壓倒性的武力優勢,而且沒有自我約束的能力的話,毀滅另一方就很自然變成「Why not?」歷史上這情況累見不鮮,問題不是會不會發生,而是何時發生。

現實非理論,並不只有兩個完全敵對的陣營,因此政治往往很難預測。在這充滿變數的世代,我們只能做好應做的事、出應出的力,不放棄,希望可以保存性命,有天會看見曙光。

圖:1946年7月1號《時代雜誌》封面。

談教育

作為三年前才剛剛PhD “fresh grad”(見工時真的曾被如此稱呼🤡),在國父孫文革命時期曾入讀的母校香港大學當一個小小的講師,的確沒有什麼專業資格談論教育。

然而,眼見有人把教育妖魔化,指「中學教出『暴徒』、大學教出『曱甴』」,我必須嚴正駁斥。

我相信,教育的目的不單是學習知識。教育是一個讓學生成長的過程,而學習知識是這個過程的其中一部分。

我不會說「學習知識嘛,自己讀書不就可以?」書本很難把所有細節和重點一一列舉,必須要有師生互動、同學間的討論,方能事半功倍。然而,這亦不代表學習知識是教育的唯一意義。

教育的另一個目的,在於把學習到的知識抽絲剝繭、融會貫通,盡可能在生活中實踐。好的教育,必須引導學生分析問題、鼓勵學生批判思考、培養學生敢於發言。

學生應該「聽話」嗎?不必然是,也不必然不是。學習課本上的知識時,「聽老師的話」很大機會是有效率的,因為老師面對同一問題的經驗通常都比學生更多。但這也並不必然,許多科學上的革新思想都是學生「不聽話」而想到的,例如愛因斯坦推翻牛頓二百多年的運動定律。

這就涉及為什麼我認為「聽話」不必然是好的。在討論、辯論、尋求進步的過程中,需要的就是打破舊有框架的勇氣。普朗克提出光量子假說,不但解決了長久以來的黑體輻射問題,亦開創了量子論。當然,打破框假亦不必然代表正確,就例如很多嘗試推翻愛因斯坦廣義相對論的嘗試亦未曾成功。

但這就代表革新是不智的嗎?非也。雖然在革新的過程中,失敗的次數定必比成功的更多(成功只有一次),但如果不去嘗試的話,就永遠無法成功。因此,教育必須鼓勵人們去嘗試:嘗試失敗,而非只着眼於灌輸課本上的知識,要學生一生循規蹈矩,但到頭來一事無成,這是不會帶來進步的。

作為家長或者老師,如果你是真心希望人類社會有良好的教育的話,是應該支持及鼓勵學生提出反對聲音、去做一些上一代人沒有做過的事。這才是進步的來源。

因此,我認為那些刻意詆毁香港鼓勵學生多元探索的教育制度、誣蔑大、中、小學教師對尋求社會進步所付出的努力的人,才是真正的居心叵測。

我也認為,社會是屬於接受過良好教育而做出該做的事的下一代的,而非我們這些沒有做過該做的事的上一(幾)代的。