鳳梨的小宇宙

愛因斯坦，德裔猶太人，出生在德國烏姆

自小愛因斯坦就不得老師疼愛，所以常常聽到他小時候不聰明之類的話

事實上，我因為學德文的關係，間接知道當時德國的教育是如何進行

在當時是德意志帝國剛成立不久，所有的孩子都必須被教育成熱愛祖國 (蛆蛆教育 XD)

所以當時學校是偏向軍事化教育，這是愛因斯坦完全不能忍受的

他曾經說過：德國的學校是教人服從，而不是讓人思考

這樣的學生在課堂上也絕對不會乖乖聽老師說些什麼，當然也就沒有愛了 XD

總之在他大約15歲左右，愛因斯坦一家遷到米蘭，但不久後愛因斯坦就隻身前往瑞士

前去報考蘇黎世理工學院，雖然愛因斯坦在數學和物理有相當優秀的成績

但是他其他科實在是太爛了，所以蘇黎世理工學院就拒絕了愛因斯坦的申請

為此愛因斯坦親自前往了校長室，向當時的校長解釋他的處境，說他真的很想入學

如果是在台灣的話，愛因斯坦這種越級打怪的作法可能就馬上黑掉了

可是該校長直覺的認為這孩子非池中之物，但礙於學校規定又不能讓他入學

於是他就推薦愛因斯坦到一間瑞士的中學就讀一年，並鼓勵他明年在來

果不其然，愛因斯坦隔年來考就順利入學，不過數理以外的成績是低空飛過

(有一說是說校長故意保他進來，若他真的不行自然會被淘汰)

無論如何，愛因斯坦順利的進入了蘇黎世理工學院，也很爭氣的...被教授討厭 XD

有不少教授對他的評價就是聰明有餘，但自以為是。這當然也讓愛因斯坦吃了不少虧

而在愛因斯坦畢業之後，想申請學校的助教當工作，可想而知，一定是被打槍

所以他就在蘇黎世流浪了一陣子，也像一般人一樣，他為了生活貼出了家教廣告

而這些廣告現在也被保存下來，證實愛因斯坦當時真的是滿慘的 XD

過了一陣子，愛因斯坦靠著大學死黨格羅斯曼父親的幫忙，進入了瑞士專利局工作

然後人類就開始見證奇蹟了...

其實在我看來，也沒有那麼的奇蹟，怎麼說呢？首先是專利局這份工作

這份工作的內容不外乎就是審查一些號稱"發明"的可行性和真實性

這對擁有豐富物理知識的愛因斯坦來說，根本就是大砲打蒼蠅

於是乎，他就有一卡車的時間可以思考他有興趣的問題，他也最需要這個

接著愛因斯坦也了解到當時大頭們尚未好好解決，但又急需被解決的問題

這個問題也就是狹義相對論...

雖說勞倫茲寫下了勞倫茲轉換，彭卡瑞說出了速度和長度的關係

但都沒有好好的解釋"為 什 麼"，沒有人知道這些大頭的推論的基礎是什麼

而當時的愛因斯坦有腦袋，也有時間可以仔細的思考這些問題

發球權自然也就到了他的手上，而他也把握住，發了一記漂亮的ACE球

只是這球還不是狹義相對論，而是光電效應...

事實上狹義相對論的完成時間是早於光電效應的，但為什麼1905年光電效應會發在前面

如果我們回顧愛因斯坦當時的處境，其實不難想像，當時他的身分是什麼？大學教授？

不是，他只是個沒人會去注意的專利局人員。如果他就這麼丟了這篇爆炸性的論文

可能這篇就此ＧＧ，石沉大海，再被撈出來的時候可能早就被某個大頭給弄出來了

愛因斯坦在學生時代吃的虧已經讓他學習到不要跟這些大頭們為敵

於是他先丟了光電效應的論文，這篇再說光子在某個頻率以上照射金屬就可以產生電子

而光子基本上就是能量量子化，而能量量子化是誰提出的？眾所皆知的普朗克

但各位可能不知道普朗克也是當時德國最大物理期刊(Zeit fuer Physik)的總編

當普朗克一看到這篇論文。唉唷，引用我提出的概念耶，而且還有新東西耶

普朗克整個是龍心大悅，就記住了愛因斯坦的名字，論文也順利發了

接下來愛因斯坦再餵了一篇口味不算太重的布朗運動給普朗克，也發了

這時科學界已經注意到這個傢伙了，而愛因斯坦更加的似無忌憚

丟了那篇狹義相對論出去，而這篇論文甚至沒有Reference (現在馬上被退稿)

據當時的馬路消息，普朗克是審都沒審就讓他發了。而在愛因斯坦爆紅之後

也沒什麼人有資格可以審他的論文了，所以有人說，愛因斯坦的論文除了光電效應之外

幾乎都沒什麼被審過，而也就發了。但是愛因斯坦最厲害的也在於此，為什麼呢？

因為他的論文幾乎都是對了，錯誤率低的嚇人，都是最原創的論文還可以如此正確

志玲姐姐：可怕...

1905年後，愛因斯坦人生平步青雲，連原本不要他的蘇黎世理工學院都請他回去當副教授

過了一陣子，愛因斯坦受普朗克之邀回到德國柏林大學擔任理論物理教授

而從1905之後的十年，一場更大的科學革命也即將要展開，就是廣義相對論

這個歷經十年深層焠鍊，而成為人類史上最重要的經典之一，盡是由愛因斯坦獨立完成

如果我們回顧這段歷史，可以發現愛因斯坦也不是一路順順利利的完成這部鉅作

他也遇過困難，而這困難不意外，又是數學...

愛因斯坦要處理的問題是彎曲的時空，這對熟悉直角座標的人類是完全的難以想像

而一般的做物理的人也沒有注意到這種數學工具可以使用，包括愛因斯坦自己

正當他煩惱之際，他偶然讀到一篇論文，是一位義大利女數學家所寫的

所探討的內容所謂彎曲的空間有關，愛因斯坦喜出望外，親自到義大利找這位女士

這位女士看到來了個大名人，想說發生了什麼大事。在得知愛因斯坦的問題之後

她笑著對他說：這種數學工具是你們德國人發明的，怎麼跑來問我呢

這位女生所說的德國人叫做黎曼(Riemann 積分定義黎曼和就是他)

黎曼的老闆來頭更大，他老闆叫做高斯 XD，他是高斯的最後一個學生

而黎曼的的博士論文就是在探討這類非歐氏空間(例如三角形內角和大於180度)

一般稱為黎曼幾何學，在愛因斯坦之前根本沒人知道可以拿來衝啥小，只限於數學研究

有一個關於黎曼的小故事，話說在黎曼博士論文口試的時候，在場除了高斯還有其他教授

在黎曼洋洋灑灑介紹完他偉大發明的時候，全場教授面面相覷，完全聽不懂

只有高斯激動的站了起來，用力的鼓掌說：太棒了！真是我見過最完美的理論

其它教授想說高斯都這麼HIGH了，那應該是很厲害。而黎曼就畢業了 XD

可惜的是，黎曼英年早逝，39歲就肺病去世了(高斯活了85歲，那年代根本就是彭祖！)

回到愛因斯坦，在愛因斯坦得知這消息之後，馬上回到德國學習相關的數學

但黎曼幾何不是一個容易理解的東西，所以著實花了他不少時間，甚至去請教別人

關於這部分有人會爭論說愛因斯坦的數學程度不好，其實不然，他數學好到炸開

那有人會說他數學好還要問人，重點是他問的人叫希爾伯特(Hilbert)

至於希爾伯特是誰就麻煩各位自己去Google吧，清大數學館掛的數學家照片

這位老兄可是和高斯擺在一起呢...

最後，在1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論，其中最有名的重力場方程式就在裡面

而在當時有另外一組人也提出了相關的重力場方程式要來和愛因斯坦一別苗頭

但實際上愛因斯坦在寫下他的方程式的時候就已經驗證過了，拿什麼驗證呢？水星進動

水星進動是在牛頓時代就被觀察到的現象，但如果用傳統萬有引力解釋水星的軌跡

會有大約八分的角度差無法解釋，而這問題也一直留到愛因斯坦的年代

寫下方程式的愛因斯坦馬上將相關的數據帶入，唉唷我的媽呀，這角度差完全吻合阿

至此愛因斯坦已經知道自己必然正確，所以在之後的日蝕實驗，他根本懶的看結果

有趣的是，後來有人重新做了一次日蝕實驗，發現當時的實驗誤差非常大

幸好愛因斯坦沒拿日蝕實驗當作證據...XD

先到這裡，下集待續

有件有趣的事
女朋友最近正在寫畢業論文
在老闆開的書單裡面有這麼一本書
What is life? by Erwin Schroedinger
這本書裡面講到了薛丁格他的方程式
也講到了他那隻半死不活的貓
不懂物理的女友當然面臨了困難
於是跑來找我求救...
以上不是重點，我想說的是
我們常常會聽到某某長輩或某某大人說：
哎呀，你念這個沒用啦，你念這個以後要幹嘛？
但在我的經驗當中(或許我才活了27年，data不足)
所有現存的學科，都是有它的意義的
人類是很現實的生物，我們不會保留無意義的東西
我相信，除了一些應用的學科如：光電!?
數學、理論物理、藝術、文學這些東西
總是無時無刻影響我們的生活，只是你沒發現
但你沒發現的原因並不是因為它不重要
而是因為你的無知讓你忽視它的重要性
甚至更直接的，這些東西會影響我們所謂「有用的學問」。

要知道，物理之神愛因斯坦
他的文學和音樂造詣也都是出類拔萃的
廣泛學習各類知識決不是浪費時間
它可以讓你的眼界更加開闊，更加有見地
歷史上，在人文和科學的來回激盪之中
有太多太多新的見解被提出
而這些見解也常徹底改變我們看待世界的方式
直到現在，對於一個專精於表演劇場的教授
仍希望他的研究生去了解科學家看待世界的角度
或許從這件小事我們就可以看出來
知識，在某些程度上是不分領域的
只是我們運用的工具有所不同罷了
最後，我想起電影霍元甲對日本武士田中安野說的話：

「世上的武術確實沒有高低之分，只有習武之人才有強弱之別。透過競技我們可以發現和認識一個真正的自己，因為我們真正的對手，可能就是我們自己。」

我想，世上的知識也沒有優劣之別，唯有透過不同知識之間相互的碰撞，我們才能了解，知識真正的價值和所謂的"用處"究竟是什麼。

Quantum Entanglement 量子糾纏態，是一種量子力學中特有的現象
它的描述兩個互為糾纏態的粒子(可以是電子、光子、原子甚至是分子)
它們的狀態是互相牽扯的。也就是說，當你確定其中一個狀態時
另一種就能夠馬上知道，無須經過測量。
這個事實就算兩個粒子的距離如宇宙般遙遠也不會違背
不懂物理的人可能覺得理所當然。但這件事其實違反兩件"本來"的認知
第一件事是由愛因斯坦在1935和他的Postdoc們所提出EPR悖論(Paradox)
EPR是分別是三個提出者的名字(E=Einstein, P=Podolsky, R=Rosen)
EPR指出量子糾纏態違反物理的局域性(locality)。藉此來控訴量子力學的不完備
然而什麼叫做局域性原理呢？局域性原理是一種符合直覺的性質
例如說首爾被平壤丟了飛彈，遠在台北的你不會覺得你家被炸到
因為它離你太遠了，遠到你根本無需考慮它的效應，即便真的有發生。
但根據量子力學的理論，量子糾纏態是違反局域性的。
就算在宇宙兩端的糾纏態粒子，一個的改變是會馬上影響另一個的狀態
此結果和局域性產生明顯矛盾...
但哥本哈根學派的精神領袖波耳(Bohr)認為量子糾纏態是可以超越距離的
因此愛因斯坦還戲稱這是一種"鬼魅般的超距作用"(spooky action at a distance)
至此一切都只是在愛因斯坦的思想實驗階段(Though Experiment)
沒有任何的"實際的"實驗結果可以證明誰對誰錯。
第二件事情就是假設真有所謂量子糾纏態
那我如果定義其中一個粒子的狀態(例如電子自旋向上是1，向下是0)
如此我就可以傳送01訊號給另一個原子(也就是電腦訊號)
這個過程是超光速的，完全不需要任何的作用時間
但如此一來就違反相對論的基本假設：訊息的傳遞時間絕不會超過光速
到此物理界可說是一片混亂，兩個大頭(Einstein和Bohr)互不相讓
可是卻沒辦法說對方是錯誤的，但也不能證明自己是對的。
最後問題直到兩個人都嗝屁之後，在1964年一位年輕科學家John Bell解決
Bell提出一種實驗上可行的方法，並提出Bell不等式
只要測量出結果，再把結果帶入不等式看是否有違反，就能看出對錯
有趣的事，John Bell是站在愛因斯坦陣營的擁護者
他認為他的式子必定可以證明量子力學的不完備性
諷刺的是，貝爾不等式最後的結論是量子力學的勝利，愛因斯坦錯了
而他的不等式也成為量子力學更加穩固的基石之一(how ironic !)
也就是說，理論上，量子糾纏態確實是可以違反局域性的！
但科學家話就不能說太滿，事實上Bell不等式的條件嚴苛，目前並無法全部符合
不過至少答案不會是走向愛因斯坦的結論...
至於違反相對論的問題，對念物理的人不難，但非物理背景就有點難懂了
因為你至少要懂一點相對論，才能聽得懂它有沒有"違反"相對論
然而相對論又是另外一個很長的故事了...所以不講 :D

由於後世實驗證實了量子糾纏態確實存在
在Bell之後，人們的注意力從它對不對轉變成它有什麼用
量子糾纏態是在現在新興學科量子電腦或是量子資訊的基礎
(也就是剛剛前面提過的0和1訊號)
基本上量子訊號傳輸不但是無耗損的，更是完全加密的
(加密是因為如果有人要偷看，就會改變它原本的訊號。此事實是量力基本原理)
目前量子電腦最多可以做到因式分解105=3X5X7 (不要偷笑，這很威了！)
至於它的潛力絕對是十足，但真正的成品我們可能無法活著看到 :D
然後今天提到它是心電感應的的可能機制，其實我覺得有點可能
但實際情況究竟是怎樣？我想搞清楚的人應該可以直接頒個諾貝爾獎。
不過台灣現在是真的有人在做相關的研究，不是別人，就是目前台大校長
有興趣可以去Google看看，他做過非常多研究(當然也都是被砲到不行 XD)

以上
(這篇文章打了我一個多小時，害我少念一小時IELTS T^T)

最近的生活很大麻，看到的笑話有大麻，看NGC也介紹大麻
今天聽個BBC 6 minutes English也聽到澳洲考慮開放大麻
那就讓我這鍵盤知識分子聊聊大麻吧
老實說，你問我台灣該不該開放大麻。我認為完全不該
不是因為我守舊那些有得沒得毛一堆
而是台灣是一個自制力低落且公權力不彰的國家
(不過幫建商財團拆房子的公權力倒是用的很快)
看看那精美的二手菸防治法，再看看室內抽菸的人數
所有事情不言可喻，不證自明...

大麻是一種印度麻，種類非常繁雜
不過比較High可以鎖定在一些特定品種
大麻的纖維可以做燃料或編織，迷幻作用是偶然被發現的
可能是以前某個部落在燒的時候，旁邊忽然覺得有點High :D

然後，大麻的成癮性其實跟香菸差不多
但是產生效果和香菸卻差很多，因為成分不同
雖然對身體都有害處，但大麻在美國某些州已經開始用於醫療
用於減輕化療所帶來的劇烈疼痛。據說比任何止痛藥都有效
但也因為醫用大麻的合法，導致某些不肖醫生販賣牟利
其實看看荷蘭，大麻在荷蘭跟我們在Seven買飲料一樣方便
荷蘭人有沒有每個都呼麻呼到國家衰落，好像也沒有
就是因為開放加上有規範，人們就不會有想要一試的心理
因為人總是很賤，叫你不想獅子你腦袋馬上想獅子
讓它成為生活的一部份，反而沒有任何感覺

然而某些程度上台灣還是很保守
或許某天等到民智完全開化的時候
這些議題才沒有被討論的必要
但是現在，我認為時候還不到
因為歐洲的文明早我們超過一百年
他們可以實行，不代表台灣可以
因此台灣真的還要再加點油

前兩天和一個同事在聊天
他問了我一句話：為什麼你可以一整天都唸英文
我看一個小時頭就暈了，你怎麼這麼有「毅力」
我笑了笑，老實說我一點都不覺得我有毅力
從國中開始，我的英文一直都是爛到不行
我曾經過做過一件事，就是進行式公式 be+Ving
在考試的時候我就寫 You be doing ~~~
因為我不知道be是be動詞，公式這樣寫我就這樣背
但是我一直都沒有放棄它，但也一直都沒有面對它
從高中開始，我的英文還是非常糟糕
但是我強迫我自己做一件事情
就是只要是翻譯過的東西我都不碰
所以，打電動我從來不中文化，英文文章也從來不看中文翻譯
我用一種很自以為的方式在學英文，不懂就查查單字
我的想法很簡單，我不要因為考試學英文
我要把它當作吸收知識的媒介，進而熟悉它
這樣的方法我沒有任何壓力，因此大學聯考英文還考了個高標
(但是克漏字和作文幾乎全滅，因為我完全沒有文法概念)
到了大學，我接觸的東西更多元了一些
而念滿是英文的課本，對我其實也沒有壓力
我的想法仍相同，我要讓眼界更寬闊些，所以我要熟悉他
然而這一切到了研究所開始出現問題，要開始寫論文了...
寫作需要大量的文法輸出，但可惜我完全沒有文法基礎...
我能做的，就是抄別人的句子，照著他的主詞動詞這樣代換
寫久了，也能夠寫出一篇還算像樣的文章
一直到現在，為什麼我念英文會念的這麼勤，原因很簡單
如果大家有拚過拼圖，在剩最後幾個洞的時候
你就會非常興奮的想把快點完成
對我而言，現在就正是這樣的情況
每念點英文，我的腦袋就把更多零碎的片段連結起來
一點一點的，整個概念越來越清楚
雖然還有很長的路要走，但知道自己有在進步其實是很令人興奮的
我常說我是個為興趣而生的人，我不碰沒有興趣的東西
在我和英文奮戰十多年的今天，我終於有了興趣來念它
當有興趣時，現在念下去的感覺就和我推導方程式時一樣了
我很慶幸我當初沒有放棄它，讓我現在可以寫這篇心得
五月中的IELTS考試不會是終點，但至少是個里程碑
上面應該會寫滿我和英文交手的這十年血淚史吧！