當作研究的動機只剩下「投 paper」或是「要畢業」,那是很悲哀的一件事情。這時候,看點閒書是個不錯的選擇。
基於對混沌(Chaos)的好奇,借了一本《深奧的簡潔(Deep Simplicity)》來看。作者從最古老的近代科學開始,哥白尼的地心說、刻卜勒三大定律、伽利略的落體加速實驗,引導出牛頓的萬有引力定律及牛頓三大定律,隨後經過拉普拉斯時代,來到法拉第及馬克斯威爾的電磁輻射時代,馬克斯威爾四個方程式所呈現出來的其中一個特性:光速為常數,更進一步引發愛因斯坦發表狹義及廣義相對論,至此,人類對物體運動及重力已有完整的描述。以力學為基礎發展出來的熱力學及統計力學,由傅立葉的熱傳導效應展開,隨後焦耳的熱功當量更指出「功」與「能」之間是可以互相轉換的,接著熱力學三大定律引出混亂度「熵(entropy)」的概念,看似整個宇宙會朝向最大的熵,也就是所有能量都變為熱的「熱終結(heat death)」演進。然而事實真的是這樣嗎?
羅倫茲的「蝴蝶效應」開啟了渾沌研究的開端。隨後由看似簡單的「後勤方程式(logistic equation)」x(next) = Bx(1 - x),卻意外得出的讓人嘴巴張到不能再張的費根堡圖,秩序之中存在混沌,混沌之中存在秩序的「自我類似(self-similar)」行為,更是讓人對這奇妙的碎形現象充滿好奇。
提出 Turing Machine 的涂林,在生物學上也有卓越的貢獻(原來類神經網路也是由他開啟的研究,真是有夠變態...),他提出的「涂林擴散反應」更是打破一般人對平衡狀態的認知。隨後「貝洛索夫-扎鮑廷斯基反應」的發現更是跌破無數支眼鏡。殊不知,生物的斑紋及特徵,正是經由這樣簡單的機制來達成。
將視野拉大,舉凡天氣、地震、經濟、物種滅絕與突現、生命的演化等,也都遵循著冪次律而有碎形的現象,也共同有還不太懂的 1/f 雜訊。儘管有這樣的秩序,並不代表我們能夠預測這些事件的發生,只能說發生之後的確會出現這樣的秩序(真是很沒用的一個結論啊)。最後作者以尋找熵衰減的技巧來尋找外太空生命來做結尾,讓人十分期待 2030 年所得到的結果。
總括一句:「宇宙並非是為了人類利益而設計的,因為我們就是宇宙本身面貌的一部份。」這果真是個奇妙又有趣的世界啊!