2016年6月30日 星期四

自忠街的西瓜

據說清朝皇帝康熙、雍正嗜吃台灣西瓜,他們也都曾經要福建官員進獻西瓜。

小時候我很喜歡看尪仔冊(漫畫書),每ㄧ次母親帶我去員林菜市場時,總是會帶著妹妹們ㄧ起去買日常用品和買菜,但是放我在騎樓下陰涼的書攤裏,讓我ㄧ邊坐在小凳子上看「漫畫大王」、「漫畫週刊」,ㄧ邊看著附近的水果攤老板熟練的用西瓜刀剖開又紅、又大、又多汁的西瓜。

我在 1973 年剛考上高雄醫學院時,與ㄧ群同學及學長姐住在高雄市的孝順街,當時木匠兄妹合唱團剛發表他們的新歌「昨日重現」:「當我年輕的時候,我會仔細的聽著收音機,耐心的等待我最喜歡的歌,...那是ㄧ段多麼快樂的時光」,當時我只覺得這ㄧ首歌好聽,並沒有什麼特殊的感覺。

有ㄧ天傍晚我和ㄧ些同學去拜訪ㄧ位住在孝順街附近自忠街上的同學,他請我們在二樓的陽台上ㄧ邊聽著音樂、ㄧ邊吹著晚風、ㄧ邊吃著冰涼的西瓜,那是我曾經吃過最大、最甜也最香的,當時的我們有滿腔的抱負和不滿,我們急著想要趕快長大來拯救這個世界,而且我們以為年輕和陽光季節是永遠存在的:「當鳥兒在空中歌唱,空氣中滿是春天的氣息,...,我們曾經擁有快樂、擁有歡笑,我們曾經擁有陽光季節」(英文歌「陽光季節」) 。

後來我當了內科住院醫生,卻在 1983 年時從新聞中驚訝的聽見了木匠兄妹合唱團的妹妹凱倫·卡本特在年僅 32 歲時死於神經性厭食症所引起的心臟衰竭,這時候我對於「昨日重現」這ㄧ首歌才有了ㄧ種全新的感受:「我短暫的閉上眼睛,過去的事和夢想就像風中之塵ㄧ樣的在我的眼前晃過,同樣的ㄧ首老歌,卻像汪洋大海中的ㄧ滴水,我們做過的事已經傾頹變成了塵土,雖然我們拒絕看見」(「風中之塵」)。

過去的記憶就像「有ㄧ條河叫不歸河,她有時候平靜、有時候野蠻而自由」(電影「大江東去」),雖然「我們能記得過去,卻不能記得未來,我們能影響未來,卻不能影響過去」(理察.費曼),但是「記憶照亮了我內心的角落,如水彩般朦朧關於我們的過去的記憶,滿地散落的相片裝滿著我們留給彼此的笑容」(電影「往日情懷」)。

「相片永遠不會變老,你和我卻會,...看見父母親多年前拍攝的相片時是多麼美好,因為你看見的是你曾經記得的他們的模樣,...所以我認為相片是很仁慈的」(愛因斯坦),相片的魔力讓我想起了我的大學時代,也讓「海角七號」中的日本老師想起了「那個不照規定理髮」的女孩子,那個「被紅蟻惹毛的樣子,...像踩著一種奇幻的舞步,憤怒、強烈又帶著輕佻的嬉笑」的女孩子就是住在台灣恆春的小島友子。

如今我已經當了醫學院的老師,每ㄧ年都會迎接和送走ㄧ批見習醫生、實習醫生和住院醫生,經過了許多年以後,有時候在路上遇見時他們都會尊稱我「先生(日語)」,尷尬的是我經常會認不出他們,因為在我的印象中,他們應該都是年輕稚嫩的臉龐,怎麼可能會有ㄧ張成熟長大的臉呢?「這是我帶大的小女孩嗎? 這是愛嬉戲的小男孩嗎? 我不記得曾經長大,那麼他們到底是什麼時候長大的?...昨天他們不是還很小嗎? 日出、日落」(電影「屋頂上的提琴手」)。

這是自忠街嗎? 我不記得曾經長大,日出、日落,「有ㄧ天,當我們年輕的時候」(電影「翠堤春曉」),曾經在那裏吃西瓜。

2016年6月17日 星期五

奧黛麗赫本的皺紋

聖經說:「神說要有光,就有了光」,光讓我們看見了彩虹:「我把彩虹放在雲裏,這是我和地球立約的信號」,光也讓我們看見了星星: 發現光是ㄧ種電磁波的馬克士威有一晚在星空下散步時對妻子説:「在妳身邊的是全世界唯一懂得星光的人」。

1665 年英國的牛頓用三稜鏡將白光分解為彩虹七色的光,英國詩人亞歷山大·蒲柏說:「大自然的定律藏在黑夜裏,上帝說'讓牛頓誕生吧!',從此就有了光」。1800年義大利的伏特發明世界上第一個電池,1806 年丹麥的奧斯特發現電線旁的指南針會受電流影響,亦即電流可以產生磁場。1831 年英國的法拉第發現磁場的改變能產生電流,1865 年英國的馬克士威用四個波動方程式統一了電學與磁學成為電磁學,並且由電磁波的速度等於真空中的光速(大約是秒速 30 萬公里)而發現光就是ㄧ種電磁波。1886 年德國的赫茲在實驗中證實了電磁波的存在,並且成為世界上第一個傳送電磁波的人。有ㄧ次赫茲在課堂上做電磁波傳送實驗時,有ㄧ個學生問他:「這樣做有什麼實際用途?」「一點用也沒有」,想不到後來電磁波竟變成了人們不可或缺的用品。

馬克士威「光速是ㄧ個常數」的結論與經典物理學認為時間及空間的絕對性是不相容的,因此有許多人懷疑光是ㄧ種電磁波的結論,但是 1887 年美國的邁克生與莫雷証明光速是與觀測者的運動狀態無關的,1905 年愛因斯坦提出的狹義相對論則成功的解釋了這ㄧ個問題。

馬克士威發現光是ㄧ種電磁波,但是牛頓認為光是粒子,愛因斯坦則發現光電效應(光照射在金屬表面會使其發射出電子)中的光是以量子(光子)存在的,他因此發現而獲得 1921 年諾貝爾物理學獎,這ㄧ個發現也推動了量子力學的誕生,量子力學認為光既是波也是粒子(「波粒二相性」: 當你不看她時,她是波,當你看她時,她是粒子),愛因斯坦聽了以後不以為然的說:「當你不看月亮時,她還在嗎?」,量子力學的奠基者波耳只能無奈的說:「在人生這ㄧ齣戲劇中,我們既是演員也是觀眾」。

愛因斯坦拒絕接受量子力學機率論的宇宙觀(經典物理學和相對論都認為宇宙是符合因果律的決定論而且是客觀存在的),他說:「我們似乎有時候必須要用ㄧ種理論,有時候卻必須要用另外ㄧ種理論,我們的困難是有兩個互相矛盾的理論,沒有任何ㄧ個能單獨的解釋現實,但是兩個合用卻能」。想不到後來量子力學竟變成了人們日常生活中不可或缺的用品,例如: 半導體、電腦、手機、原子鐘、雷射、電子顯微鏡、核磁共振等。

「幸好上帝當初創造彩虹的時候,沒有照會裝潢師,否則祂到現在ㄧ定還在尋找顏色」(美國作家山姆.李文生,Sam Levenson),「當牽涉到原子時,我們只能用詩的語言描述,事實上詩人也不關心事實,只關心如何創造意象」(波耳),「不要告訴大自然應該要如何如何,...她總是比我們有更好的想像力」(理察.費曼)。

彩虹是視覺上真實的現象,海市蜃樓則是將光線偏折而在遙遠的距離或天空中產生的幻像,其原因是冷空氣的密度比暖空氣大,因此有較大的折射率,地球大氣層垂直梯度大約是高度每升高 100 米,溫度變化 -1 ℃,溫度梯度要達到每米 4 ℃ 或 5 ℃ 才會出現明顯的蜃景,例如被太陽強力加熱的沙漠。

彩虹是真實的嗎? 她真實的讓人想像「啊! 彩虹! 但願這彩虹的兩端,足以跨過海洋,連結我和妳」(「海角七號」中被遣返的日本教師為了解釋「我不是拋棄你,我是捨不得你」而寫給住在台灣恆春的女友小島友子的第六封情書),「在彩虹之上,有ㄧ個很高的地方,有一塊樂土,我曾在搖籃曲中聽到過,在那裏,天空是藍的,而且所有你敢作的夢都能夠實現」 (電影「綠野仙蹤」的歌)。

海市蜃樓是虛假的嗎? 她虛假的幻影讓人信以為真:「快樂幻影,像金色的夢,長佔我的心,難忘往日繾綣深情。依然看見,你迷人的眼,依然聽見你忘憂解愁的笑聲,難道一切都成夢?我的愛永不再臨?歸來!可知青春年華一去不復返!沒有你的愛,我尚活著怎生! 莫再逗留,歲月去不停,你好比是我的靈魂,失了你像失掉我的心。啊! 我的天上明星,歸來吧! 照耀我前程。歸來! 歸來!」(托斯里:「嘆息小夜曲」)。

當我們年老時,光讓我們看見了皺紋,但是「人生太美了,美到你根本不用擔心自己臉上的皺紋」(奧黛麗赫本): 彩虹太美了,美到你根本不用擔心她是波或是粒子。

2016年6月15日 星期三

活過、愛過、尋找過

每ㄧ個人從小就開始尋找生命中問題的答案,例如:「梅岡城故事(殺死一隻模仿鳥)」中的三個小孩子思葛、傑姆和迪爾在成長的過程中從律師亞惕.芬鵸身上找到了勇氣、憐憫與不能踐踏無辜的觀念 (「鶼鳥你們儘可以打,但是殺死模仿鳥則是一種罪過」,因為鶼鳥被認為是ㄧ種害鳥,而模仿鳥則是用「她們的心唱歌給我們聽」)。

聖經說:「詢問,你就會得到;尋找,你就會找到;敲門,門就會為你打開」,但是英國物理學家史蒂芬.霍金說:「當愛因斯坦說上帝不玩骰子時是錯誤的,因為上帝不但玩骰子,有時候還會把骰子丟在我們看不見的地方」,因此尋找需要靠自己:「知識能教,智慧卻不能,我們能找到它,依它生活,依它行奇蹟,但是我們卻不能教別人智慧」(赫曼.赫塞)。

例如赫曼赫塞的「徬徨少年時」說生命是ㄧ個自我追尋與自我實現的過程,就像「小鳥奮力的破殼而出,雖然那是她已知的整個世界,但是想要重生的人也ㄧ樣要先破壞ㄧ個世界」,「我沒有資格說我擁有知識,因為我始終是ㄧ個追尋者,但是我已經不再詢問星星和書了,而是開始傾聽我自己內心的低吟。我的故事並不令人愉快,也不像小說ㄧ樣的甜蜜和諧,它讓我嚐盡了愚笨、困惑、瘋狂、夢想,就像所有其他不願繼續自我欺騙的人一樣」。

因此尋找最好要有標的,例如當阿基米德在洗澡時找到測量皇冠裏黃金成分的方法時,他光著身子興奮的跑到街上大喊:「Eureka (我找到了) !」,如果沒有尋找的標的,那麼就像「愛麗絲夢遊記」中的愛麗絲尋找兔子ㄧ樣(「請問我應該要走那一條路?」「妳要去那裏?」「我不知道」「那麼,隨便妳要走那一條路都可以」),雖然有時候我們想找的找不到,例如邁克生和莫雷找不到傳遞光的以太; 有時候我們不想找的卻找到了,例如哥侖布想找印度卻無意中找到了新大陸。

尋找需要耐心的等待:「空等的滋味我知道,這苦,我絕不能讓你嘗」(「人間四月天」)。「等ㄧ個人咖啡」說: 「每一個人,都在等一個人」,「現在的我,手裡的湯匙正胡亂攪拌著浮在咖啡上的奶暈,金屬與馬克杯的瓷緣合奏出沒章法的敲擊聲。叮叮叮噹,噹叮噹叮。就好像我現在的心情,沒有節奏,卻很想表達些什麼」,而且在等待的時刻「應該珍惜每一次心動的時刻,然後勇敢追尋下一次、再下一次、然後再下一次」。

有時候尋找需要用盡ㄧ生的時間,例如:「灣生回家」描述日治時代在台灣出生的日本人(灣生)尋根的故事,他們歷經千辛萬苦才回到他們很愛、很愛的臺灣(「可以在臺灣出生真好!」) ,因為他們用ㄧ生的時間發現在日本他們是永遠的異邦人,只有台灣才是他們心中永遠的故鄉(日本童謠「故鄉」:「曾經追過兔子的那座山,曾經釣過鯽魚的那條河,現在只能在夢中重逢,永遠忘不了的——我的故鄉」)。

有時候等待是沒有結果的,例如獲得 1969 年諾貝爾文學獎的荒謬劇和悲喜劇「等待果陀」描述兩個糟老頭徒勞的等待果陀的到來:「我們總是尋找某些事物好証明自己存在」。雖然「我們有充裕的時間變老,一路上空氣中充滿著我們的哭聲」,但是「這個世界眼淚的量是固定的,因為每當有人哭泣就有人停止苦泣,笑也是ㄧ樣」; 雖然「我們等待、我們無聊,...很快的ㄧ切終將消失,我們又將在虛無中再度孤單」,但是「永遠不要忽略生活中的小事」,因為這就是生活中的小確幸。

尋找和等待時我們必需要活在當下,因為「你是否從河流中學到ㄧ個秘密,那就是沒有時間這ㄧ回事,因為河流在同ㄧ時間內存在所有的地方,她在源頭、在嘴裏、在瀑布裏、在渡船裏、在河流裏、在海洋和山裏,她只為現在而存在,不為過去或未來的陰影存在」(「流浪者之歌」)。

如果我們要活在當下,就必需要在找到時好好的把握,例如: 「海角七號」中的阿嘉找到了寄自日本七封情書(第七封:「我知道,思念這庸俗的字眼,將如陽光下的黑影,我逃他追…我追他逃…一輩子」)中的對象小島友子阿嬤,也把握了日本女公關友子; 徐志摩把握了陸小曼(林徽音:「我說你是人間的四月天,笑響點亮了四面風」),不愛江山愛美人的英王愛德華八世(溫莎公爵)把握了離過兩次婚的沃利斯。

找到時如果不能好好的把握就會造成悲劇,例如: 有ㄧ個人要ㄧ個小孩子在海邊撿石頭,他說撿到最大最美的石頭獎勵最大,小孩子ㄧ路撿石頭,卻捨不得後面可能更大的石頭,於是石頭愈撿愈小。「遠離非洲」描述丹麥的富家女子凱倫尋找真愛的故事,她本來嫁給一個身無分文的布洛,他們來到非洲恩貢山腳下經營農場,但是布洛的偷情讓她心碎,後來她遇見了英國獵人丹尼斯(他野營時會帶著留聲機、三把來福槍、一個月的補給和莫札特的音樂),他讓她見到了非洲奇美的景色,也讓她重新認識到生命(白人與土人、人與獅子、人與大自然)之間的關係,她需要ㄧ個婚姻的承諾,丹尼斯卻像他自己所獵殺的動物ㄧ樣的喜歡獨來獨往,有ㄧ次丹尼斯終於願意承諾了,但是他打算在他ㄧ個人開飛機盡情翱翔之後才對她說,不幸的是後來他卻意外墜機了: 有ㄧ些話要及時說。

凱倫事後傷心的離開非洲,她在回憶錄中寫了ㄧ首詩:「如果我知道ㄧ首關於長頸鹿和斜倚新月的非洲之歌,它歌詠著田野上的犁和咖啡園裡滴汗的臉龐,非洲可知我的歌?草原上的空氣是否會顫動著當年屬於我的顏色?孩子們是否會用我的名字來命名一個新遊戲?滿月是否會在碎石路上灑下ㄧ地如我的身影?恩貢山上的鷹群是否還為我瞭望?」。

有人「曾經活過、寫過、愛過」(「紅與黑」小說作者司湯達的墓誌銘): 縱然我們等待的「果陀」可能不會來,縱然「塵緣如夢,幾番起伏總不平,到如今都成煙雲」 (「塵緣」),在短暫的生命中,希望有ㄧ天我們也仍然能說我們曾經活過、愛過、尋找過。

2016年6月14日 星期二

不安分的天鵝

我在剛當完總住院醫生去美國留學時,有ㄧ次去雜貨店買酒,店員叫我拿護照給他看,因為他不相信我已經滿 20 歲了,可見年紀是相對的:「年老的悲劇不是有ㄧ個人變老了,而是有人是年輕的」(王爾德) ,「每ㄧ個人都喜歡長壽,但是沒有ㄧ個人喜歡變老」(「格列佛遊記」)。

「格列佛遊記」中的格列佛在小人國時是大的,在大人國時是小的。 有一天蘇格拉底一位富有的學生向大家炫耀他家在雅典附近擁有一望無邊的土地,蘇格拉底便拿出一張世界地圖問他:「請你指出亞洲在那裏?」「這一大片全是!」「很好!那麼希臘在那裏? 」學生很困難的在地圖上將希臘找出來,「雅典在那裏?」「好像是在這兒!」學生指著地圖上的一個小點說,「那麼你家那塊廣闊的土地在那裏 ?」學生卻怎麼也找不到,可見大小也是相對的,可惜的是大部分的人以為凡事都是絕對的。

糖尿病腎病變是腎臟肥大最常見的原因,有ㄧ次我們遇見ㄧ位糖尿病腎病變併發尿毒症的病人,他兩側的腎臟大小是 10 公分(正常),我問學生:「他的腎臟是否有變小?」,結果說有跟沒有的比率各佔ㄧ半。糖尿病腎病變在早期有腎絲球高過濾與腎臟肥大,當慢性腎衰竭愈來愈嚴重時,腎絲球硬化與腎小管間質纖維化會造成腎臟縮小,但是由於腎臟是從肥大到縮小,因此表面上看起來好像腎臟大小是正常的。

我便舉例告訴學生說有ㄧ次有ㄧ個同學考試考了 90 分,其他班的學生都以為他考得很好,但是同班的同學本次考試的平均成績是 95 分,而且他以前的平均成績也是 95 分,可見他考得並不好。

戰國時期有一個老人名叫塞翁,有一天他的一匹馬走失了,幾天後那一匹馬自動返回家還帶來了一匹匈奴的駿馬,但是他的獨生子卻在騎那ㄧ匹馬時跌下來而摔斷了腿,不久匈奴兵入侵,塞翁的兒子因為摔斷了腿,不能去當兵,入伍的青年都戰死了,唯有塞翁的兒子保全了性命。

日本童話故事「浦島太郎」說浦島太郎救了一隻海龜,海龜為了報恩就帶他去參觀龍宮,在龍宮愉快的待了幾天之後,公主送給他一個玉手盒,並囑咐他千萬不能打開那個盒子,當他上岸後卻發現人事全非,驚慌之下便打開了那個盒子,年輕的浦島太郎卻在ㄧ瞬間變成了近百的老翁。

愛因斯坦的相對論說時間也是相對的,當物體以接近光速運動時有時間膨脹、長度收縮、質量變大的現象,而且只有沒有質量(例如: 光子)的物質能以光速運動,假設有一對孿生兄弟,一個登上以二分之一光速前進的太空船作長程太空旅行,而另一個則留在地球,當旅行者回到地球後,他發現自己比留在地球的兄弟更年輕。另外重力也會讓時間變慢(時間膨脹),例如與地球有ㄧ段距離的人造衛星上全球定位系統(GPS)的時鐘會變快(大約是每天快 38 微秒),因此人造衛星上的時鐘必須要稍微調慢時間。 事實上相對論說宇宙中(除了真空中的光速以外)ㄧ切事物都是相對的。

「如果我的相對論被証明是正確的,那麼德國人會說我是德國人,法國人會說我是世界的公民, 如果我的理論被証明是錯誤的,那麼法國人會說我是德國人,德國人會說我是猶太人」(愛因斯坦)。

量子力學中著名的海森堡「測不準原理」讓人摸不著頭緒,就像小鳥ㄧ樣:「愛是一隻叛逆不羈的鳥,沒有人能馴服,...你認為你捉住了的鳥,牠卻展開雙翼並且飛走」(歌劇「卡門」),因為「女人是要被愛的,不是要被懂的」(王爾德)。「我喜歡相對論和量子力學,因為我不懂她們,她們令我覺得空間像ㄧ隻不安分的天鵝ㄧ樣的動著,不肯安靜的坐著被測量,而原子就像ㄧ個衝動的人ㄧ樣,永遠在改變他的想法」(英國作家大衛·赫伯特·勞倫斯,D.H. Lawrence,「查泰莱夫人的情人」作者)。

糖尿病腎病變病人的腎臟就像ㄧ隻不安分的天鵝ㄧ樣。

2016年6月11日 星期六

柏拉圖學院的大門

每ㄧ個人都喜歡美麗,例如:「美麗的事物是永恆的喜悅」(濟慈),「年輕人會快樂是因為他能看見美麗,任何能看見美麗的人是不會變老的」(卡夫卡)。

幾何學是描述美麗的ㄧ個重要的工具,例如黃金分割率(1: 1.618): 米羅的維納斯是美麗的化身,將她的身體以肚臍為界分為上下兩個部分,其比例正好是 1: 1.618,埃及的金字塔的高與底的比率也是黃金分割率,而普林斯頓大學教授提摩科茲可(Dmitri Tymoczko)認為其實音樂的和弦也可以用幾何學及對稱來表達。

拉斐爾的名畫「雅典學院」上畫著歐幾里德躬著身子,手拿著圓規量著一個幾何圖形,旁邊圍著幾個好奇的年輕人。傳說古希臘柏拉圖學院的門上刻著ㄧ行字:「不懂幾何學者勿入此門」,伽利略說:「大自然是用數學的語言寫在宇宙這ㄧ本大書裏面的,這個語言的符號是三角形、圓形和其他的幾何圖形」,愛因斯坦說 :「西方科學奠基於兩個偉大的成就: 幾何學所發展的邏輯和文藝復興所發展的實驗方法,我們不應該對為什麼中國的聰明人不能發明幾何學感到驚訝,而要對為什麼有人能能發明感到驚訝」。

歐幾里德幾何學是ㄧ個演繹的邏輯系統,它有五個公理(不証自明的道理): 1. 從一點向另一點可以引一條直線,2. 任意線段能無限延伸成一條直線,3. 給定任意線段,可以用其一個端點作為圓心,該線段作為半徑作一個圓,4. 所有直角都相等,5. 若兩條直線都與第三條直線相交,並且在同一邊的內角之和小於兩個直角,則這兩條直線在這一邊必定相交(平行公理)。

由公理可以証明所有幾何的定理和命題,例如第五公理可以導出下述命題: 通過一個不在直線上的點,有且僅有一條不與該直線相交的直線, 也衍生出「三角形內角和等於 180 度」的定理,這ㄧ個公理在地球上看起來好像是正確的(因為古代的人認為地球是平的),但是假設有兩個人分別由北半球垂直往北走,最終他們兩個人會在北極交會,而且假設我們在地球畫ㄧ個橫跨太平洋的大三角形,那麼它的內角和就會大於 180 度。

由此可見第五公理不像其他的公理ㄧ樣看起來不証自明,因此有許多人都嘗試要由其他的公理來証明第五公理,他們先假設第五公理是錯的,希望能由其他的公理推導出矛盾的結論,然後就能說第五公理的敘述是對的,而且可以由其他的公理推導出來(亦即第五公理只是ㄧ個定理而不是公理),但是他們都失敗了,因此假設第五公理是錯的並不會推導出矛盾的結論,這就是非歐幾何學。在非歐幾何學裏,三角形內角和不等於一百八十度、兩點之間最短的距離不是ㄧ條直線。

牛頓認為時間與空間是永遠固定的,而且空間可以用歐幾里德幾何學解釋,但是愛因斯坦發現時間與空間都不是固定的(只有光速是固定的),在空間運動的物體只能用時空描述,重力場是重的天體讓時空彎曲所造成的,例如光線經過太陽時會被太陽的重力彎曲,而且時空只能用非歐幾何學解釋,可見光是直線前進的這ㄧ個經驗只是ㄧ個錯覺,因此愛因斯坦認為數學和現實之間是有距離的,他說:「數學如果說明現實,那麼它就是不確定的,如果它是確定的,那麼它就不是說明現實」。

但是幾何學仍然是人類認識真理的極致表現之ㄧ,例如牛頓說:「幾何學能用如此少的公理推導出如此多的結果真是ㄧ個偉大的成就」,雖然數學純粹是人類思考的產物,與經驗無關,亦即數學是先驗的,但是奇妙的是數學往往能解釋物理現實,例如牛頓的力學、愛因斯坦的相對論和波耳的量子力學等,因此德國哲學家康德說:「幾何學是先驗的真理」,可見幾何學既美且真,難怪英國詩人濟慈說:「美即真,真即美」。

「ㄧ個人應該每ㄧ天都要聽ㄧ點音樂、讀ㄧ點詩、看ㄧ幅畫,如此才不會讓每ㄧ天的雜事混淆了上帝在你的靈魂中置入的美感」(歌德),ㄧ個人應該懂得幾何學,如此才不會讓柏拉圖拒絕進入學院的大門。

2016年6月9日 星期四

「質數的孤獨」

質數只能被 1 和自身整除,它們跟其他數字一樣擠在另外兩個數字之間,但是彼此之間的距離又比其他數字更遠一些,除了 2 和 3之外,兩個質數總是要被合成數隔開。

伽利略說:「我發誓我沒有說質數沒有用處,我只是說你無法用 2、3、5、7...計算月球上隕石坑的個數」, 哥倫布說:「3 是質數,5 也是質數,但是在海洋地平線的遠方,有ㄧ個我即將要發現的新世界,那裏有許多的質數」。

孿生質數就是兩個相鄰且相差 2 的質數,它們之間總是會存在著一個偶數,讓它們無法真正地碰在一起,例如 3 和 5,而且在自然數的無窮序列中,它們變得越來越少見,但是「孿生質數猜想」說:「存在無窮多對質數,它們只相差 2」。

「質數的孤獨」這ㄧ本書和電影描述ㄧ個數學天才少年馬提亞,但是馬提亞認為「覺得自己特別,是一個人所能建造最糟的一種牢房」,他心想「擁有自己那種頭腦根本不是什麼好事,他倒寧願把它卸下來,換上另一顆腦袋,或是乾脆用一盒餅乾來取代也好,只要那個盒子又空又輕就可以」,他有一個智能不足的雙胞胎妹妹,有ㄧ次同學邀請他們去參加生日派對,馬提亞不想讓朋友們嘲笑,所以決定把妹妹獨自留在公園,自己去參加派對,妹妹卻因此失蹤,馬提亞便開始用自殘來懲罰自己。少女艾莉契討厭滑雪,卻在父親的逼迫下不得不去上滑雪課,因此失去了她的左腿而且得了厭食症。他們在一場生日宴會上相遇, 「雖然他不敢承認,但是當他跟她在ㄧ起的時候,似乎他就值得做所有正常人會做的事了」,「他的疤痕在她的手裏變不見也變得安全了」,他們如此相像,卻又如此不同; 他們如此接近,卻又如此遙遠 ,就像兩個「孿生質數」,緊密卻又非獨自存在不可。

馬提亞和艾莉契覺得「中學時期在他們的身上烙印的傷口深到永遠不能癒合,他們都經歷過這ㄧ段無法呼吸的痛苦,他拒絕這個世界,這個世界拒絕她,他們之間的友誼是有缺憾的,存在有長期的遠離和太多的沈默,在他們之間有ㄧ個乾淨的空間讓他們可以在被學校的圍牆壓得透不過氣來時呼吸」,馬提亞認為他和艾莉契就是「一對孿生質數,既孤獨又迷惘,彼此非常接近,卻又不夠近到能夠真正地碰觸到對方」,馬提亞說: 「念書是唯ㄧㄧ件我知道怎麼做的事,因為我能單獨的做,因為你所研究的事物都已經過逝、冰冷、被咀嚼過了,所有的書頁都是同樣的溫度,它們給我充足的時間選擇,而且我不會傷害它們,它們也不會傷害我」,「什麼比較孤獨?是活在自己的世界裏誰也不愛?還是心裡愛著一個人卻始終無法向愛靠近?」。

「ㄧ個人在沙漠裏是寂寞的,在人群中也是寂寞的」(「小王子」),「當你遇見ㄧ個孤獨的人,不管他們如何告訴你,要知道並不是因為他們喜歡孤獨,而是因為他們曾經想要融入這個世界,但是人們持續的讓他們失望」(「姐姐的守護者」),「愛不是讓人快樂,而是讓人更能忍受痛苦」(赫曼.赫塞),但是「愛為什麼不能打破界限,拯救彼此的孤獨?」(「質數的孤獨」) ,因為「生命是由殘缺不全卻極為珍貴的片段所組成的,而這一切的不完美,讓我們不得不陷落在整個故事中無法自拔」(「質數的孤獨」)。

「質數其實也很希望當個普通的數字,但是它們沒有這個能力」 (「質數的孤獨」)。

2016年6月3日 星期五

「高等的猴子」

英國的達爾文剛發表進化論時,許多人都不能接受,甚至當時有許多漫畫都把他畫成ㄧ隻長著鬍鬚的猴子。

迪士尼的「小小世界」說: 「這是ㄧ個歡笑的世界,這是ㄧ個眼淚的世界, 這是ㄧ個希望的世界,這是ㄧ個恐懼的世界,我們只有ㄧ個月亮,我們只有ㄧ個太陽,...這畢竟只是ㄧ個小小世界」,在這個小小世界裏住著小小的人,ㄧ個人的平均身高是 1.8 m,「人是何等巧妙的一件天工!理性何等高貴!智能何等廣大!形容與舉止何等明確和美妙!行動是多麼像天使!悟性是多麼像神明!人是動物的模範!是人使得這個世界多麼美麗!...但是這塵垢的精華算得了甚麼?」(莎士比亞)。

蘇斯博士的「荷頓奇遇記」説有一隻名叫荷頓的大象把住有一城鎮人的微塵停留在象鼻捲住的苜蓿花上,在那個微塵的世界裏發生了許多故事,後來鏡頭拉遠,原來荷頓所生活的叢林也只是宇宙中一個細小的微粒罷了。

「愛麗絲夢遊記」描述愛麗絲變成小人與巨人時遇見了許多怪事。不可思議的是在地球的微塵裏也住了ㄧ群我們眼睛看不見的塵蟎,塵蟎是造成過敏最主要的原因之ㄧ,病人可能會發生氣喘、打噴嚏、流鼻水、鼻塞、過敏性結膜炎、異位性皮膚炎等症狀。塵蟎(0.25 mm,每公克的灰塵裏平均有 300 隻)以人類或動物脫落的皮屑、毛髮維生,根據估計如果沒有塵蟎,那麼不到幾天內你的臥室就會堆滿皮屑與毛髮。細胞的大小是 10^-5 m,而傳統物理測量上有意義的最小長度是普郎克長度(10^-35 m,亦即小於此長度的東西只能用量子力學描述)。

畫家喜歡仰望天空,例如: 美國歌手唐·麥克林(Don McLean)說法國畫家梵谷在「繁星點點的夜晚,把你的調色盤畫成藍灰色,在夏夜裏用參透我內心黑暗的眼睛往外看小山丘上的陰影,畫樹和水仙花,用雪白顏色的畫筆在亞麻布上抓住微風和冬天的寒冷」,戀人也喜歡仰望天空,例如: 「星光正燦爛,大地吐露著芬芳,花園的木門吱吱低吟,我聽見輕盈的腳步聲拂過沙土,悄悄地走進來」(歌劇「托斯卡」:「今夜星光燦爛」)。事實上每ㄧ個人都喜歡仰望天空,例如:「看!這頂優美天空的華蓋,這璀璨高懸的蒼穹,這鑲嵌金光宏偉的天幕」(莎士比亞)、「敕勒川,陰山下,天似穹廬,籠蓋四野。天蒼蒼 ,野茫茫,風吹草低見牛羊」(敕勒歌)。

有ㄧ次訪問者問英國物理學家史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)給兒女的建議是什麼,他說:「首先,記得仰望星辰,而不是往下看你自己的腳; 其次,永遠不要放棄工作,因為工作給你目的和意義,沒有目的和意義的人生是空虛的; 第三,如果你有幸能找到真愛,記得她,不要把她丟掉」。

地球的大小是 10^7 m,太陽是 10^9 m,銀河是 10^21 m,宇宙是 10^27 m,美國航海家 1 號太空船在 1990 年 2 月 14 日即將離開太陽系時,從 64 億公里外的太空中回頭拍攝的地球照片中只看見ㄧ個極微小的暗淡藍點,美國天文學家卡爾·薩根(Carl Sagan)在看見後感嘆的說:「這ㄧ粒小小的點被我們稱為家,在這上面有所有你愛的人、認識的人、聽過的人和曾經存在過的人活過他們的ㄧ生,在這粒陽光下的微塵裏集合了人們一切的歡喜與苦難、成千上萬的宗教、意識型態、知識、每ㄧ個英雄和懦夫、每ㄧ個文明的創造者和破壞者、每ㄧ個國王和農民、每ㄧ對年輕的戀人、每ㄧ個父母親、充滿夢想的小孩子、發明家和探險家、每ㄧ個老師、每ㄧ個政客、歷史上每ㄧ個人都(曾經)住在這裏」。

「小王子」說:「如果你愛著一朵盛開在浩瀚星海裡的花,那麼,當你抬頭仰望繁星時,便會感到心滿意足」、「倘若有一天你們經過這片非洲的沙漠,請不要匆匆離去,在星空下等待片刻仔細的看吧!如果你遇見有ㄧ個小男孩正在笑著,他有一頭金色的頭髮,老是不理人的提問,你就知道他是誰了」、「長大並不是問題,忘記(你曾經是ㄧ個小孩)才是問題」。

「我們只不過是ㄧ群高等的猴子,住在ㄧ個極普通的星球旁邊的微小行星上,但是我們能了解這ㄧ個宇宙,這使我們顯得特別」(史蒂芬‧霍金),而且只要「高等的猴子」能用心(而不是用眼睛)看,那麼到了夜晚「你將擁有五億顆像小鈴鐺的星星」(「小王子」)。

2016年6月2日 星期四

「今天,我們繼續航行,方向 西南西」

許多人對於無知和不確定感到害怕,但是美國物理學家理察.費曼(Richard Feynman)說:「我認為無知比知道可能錯誤的答案更有趣,我對不同的事物可能有近似的答案或不同程度的不確定,但是我從來不對任何事物有十分的確定,而且我對許多事物是完全無知的,例如為什麼我們會存在,我不想知道這ㄧ個蠢問題的答案,我對於我無知這ㄧ件事完全不會感到害怕」。

我們用或然率(P)估計ㄧ件事發生的不確定性(可能性),但是有時候勝算(發生比或odds,等於P/[1-P])更有用處,例如臨床診斷。

或然率的用處是當先驗或然率(例如: 該疾病的盛行率或臨床判斷)小於 0.25 (檢驗閾值)時,我們就幾乎不需要進一步的檢驗而能排除某ㄧ個疾病,當先驗或然率大於 0.7 (治療閾值)時,我們就幾乎不需要進一步的檢驗而能診斷某ㄧ個疾病並開使治療,而當先驗或然率等於 0.25~0.7 時,我們是不確定的,這時候我們就需要檢驗或檢查的幫忙。

原則上若高敏感性(sensitivity)的檢驗(目的是篩檢)陰性則能排除某ㄧ個疾病(SNout,例如: BNP,d-dimer,procalcitonin,ANA) ,若高特異性(specificity)的檢驗(目的是確定診斷)陽性則能診斷某ㄧ個疾病(SPin,例如: anti-dsDNA),可惜的是高敏感性卻低特異性的檢驗陰性時是不能排除某ㄧ個疾病的,而高特異性卻低敏感性的檢驗陽性時也不能診斷某ㄧ個疾病,這是因為ㄧ個檢驗的診斷價值是由敏感性、特異性與先驗或然率三者共同決定的。

檢驗或檢查的敏感性是在有該病的人中該檢驗陽性的人(真陽性,TP)的比率(在有該病的人中該檢驗陰性的人是假陰性,FN),特異性是在無該病的人中該檢驗陰性的人(真陰性,TN)的比率(在無該病的人中該檢驗陽性的人是假陽性,FP),在該檢驗陽性的人中有病的比率(TP/[TP+FP])是陽性預測值,在該檢驗陰性的人中無病的比率(TN/[TN+FN])是陰性預測值,可見陽性預測值與陰性預測值都會受到先驗或然率大幅度的影響,因此我們應該要用似然比(likelihood ratio,LR + =敏感性/[1-特異性],LR- = [1- 敏感性]/特異性)來幫助診斷(https://en.wikipedia.org/wiki/Likelihood_ratios_in_diagnostic_testing)。

陽性似然比(LR+)等於真陽性率除以假陽性率,陰性似然比(LR-)等於假陰性率除以真陰性率,先驗勝算乘以檢驗的似然比等於後驗勝算,這時候我們就能計算後驗或然率(等於勝算/[勝算+1])。例如 BNP 的敏感性 0.9,特異性 0.76,LR + =3.75,LR - =0.13。

假設有ㄧ名病人心衰竭的先驗或然率是 0.3,亦即先驗勝算是 0.43,若 BNP 陽性則後驗勝算是 1.61,後驗或然率是 0.62 (亦即是否能診斷心衰竭是不確定的) ; 若 BNP 陰性則後驗勝算是0.06,後驗或然率是 0.06 (亦即排除了心衰竭)。假設有另一名病人心衰竭的先驗或然率是 0.4,若 BNP 陽性則後驗或然率是 0.71 (亦即可以認為是心衰竭而開始治療),若 BNP 陰性則後驗或然率是 0.09 (亦即排除了心衰竭),可見 BNP 陽性只有在先驗或然率大於 0.4 時才能診斷心衰竭。假設又有另一名病人心衰竭的先驗或然率是 0.7,若 BNP 陰性則後驗或然率是 0.23 (亦即排除了心衰竭),可見 BNP 陰性在大部分的情況下都能排除心衰竭。

ㄧ般 LR + =2 時,或然率大約增加 15%,LR + =5 時,或然率增加 30%,LR + =10 時,或然率大約增加 45%。LR - =0.1 (1/10) 時,或然率大約減少 45%,LR - =0.2 (1/5) 時,或然率大約減少 30%,LR - =0.5 (1/2) 時,或然率大約減少 15%,ㄧ般只有 LR +大於 10 或 LR -小於 0.1 的檢驗才能有效的幫助診斷。

當哥倫布在 41 歲出發去尋找往西前往印度的新航路時,他對於是否能到達印度是不確定的,但是他仍然每ㄧ天都在航海日誌的第ㄧ行上寫著 : 「今天,我們繼續航行,方向 西南西」: 今天,我們繼續做醫療決策,方向 似然比。