世界是這樣運作的試閱



	自己的化學學術研究生涯會接觸科普其實並不意外，但是竟然在退休前工作落在「科學傳播」和「跨科際教育」的領域，卻是一生始料所未及。讀到布洛克曼（John Brockman）出版《世界是這樣運作的》(This Explains Everything：Deep, Beautifel, and Elegant Theories of How the World Works)一書是個偶然，更有一份英雄所見略同的驚喜！我在學校講授科學課程時，常喜歡說：「近代物理的兩根砥柱是相對論和量子力學；近代化學的兩根大柱是元素論和原子論；而近代生命科學的柱子就是演化論和遺傳學。」學問就像是宏偉的建築，精闢睿智的觀點總是引至堅實、優雅的思維結構，終於能將人類的心智文明帶入雅典娜的殿堂。布洛克曼是世界知名的「科博文」。1997年創立了「邊際」（Edge）基金會，事實上是主持網路科普論壇，經營網路知識社群的集思廣義創作與對話，致力鼓吹科學和人文結合，所謂「第三種文化」的思想文字事業。「邊際」每年一問（Annual Question），廣邀美國知名科學家和思想家撰文並成集出版。一些代表性的作品，譬如1995年的「第三種文化：科學革命之後」；2003年出版的「新人文主義：科學的邊際」；2009年是「改變世界：形塑未來的點子」。這本書是2013年出版的「每年一問」。此書中，單是瀏覽作者人名及文章目錄就可以引起好奇而心智胃口大開。諸如理查．道金斯的「減少冗餘和模式識别」；丘成桐的「數學物件或自然物件？」；史蒂芬．平克「演化遺傳學和人類社會生活的衝突」；弗里曼．戴森「不相容的世界觀如何共存」；羅伯特．薩波斯基「群體智能」；柯第．德夫林「語言和天擇」；賈德．戴蒙「生物電的起源」……。布洛克曼收集了一百五十位引領時代思潮的一流科學家與思想家，他們各就自身專業所長，以雋永的文筆針對「你最喜愛的深刻、優雅或者美麗的解釋是什麼？」，表達對這世界的看法。閱讀此書好比一享科學沙龍的a la carte。作為一個科學家，卻在近四十歲才好奇科學的源起：為什麼科學會發生在歐洲？為什麼近代科學會改變歐美文明？為什麼歐洲會發生文藝復興、理性主義、啟蒙運動？為什麼19世紀的歐洲天才輩出？從政治、經濟、社會、文學、藝術……到科學，舉凡世界文明中有名稱的領域，幾乎都沒有缺席。這些問題逐日比化學研究的課題更吸引我，我們到西方取經，得到了他們的學位、謀生的方法，回國後也能將研究論文躋入國際一流期刊，但是西方科學文化的精髓鮮少在我們的社會中造成理性的啟蒙，以致形塑心智的轉變。在21世紀，科學與科技已經發展成互為體用，亞洲的經濟也已能掠奪世界纓鋒，但是每年食安問題、環境問題、都市發展、金融資本、市場經濟、社會正義、教育改革、民主制度……東方追著西方的腳印亦步亦趨，卻似乎從未能避免重蹈覆轍。開了七竅，腦門未開，就無法從西方的經驗中避過既有的錯誤和失敗。科學在東方社會中扮演的角色，終究仍落在強兵富國之用；就個人而言，科學、科技常是通向富裕名利的捷徑，而非求真求實、啟迪民心、興盛文明的新思維。即使日本自從明治維新將科學引入亞洲已有一百五十年，但是日本科學人在研究之外，以科學文化挹注於社會集體智慧的尚屬稀少，遑論東亞其他20世紀崛起的國家。文化畢竟不是膚淺的喝采，短期的累積就能成就。缺乏互信、共識的多元社會就像人來人往的車站，各有主張，不缺人才，卻無團隊。漫無章法的聚集難以矯正沉疴，締造新猷。就像一盤沙拉，或許陳盤菜蔬的特色也能爭得繽彩紛紜，卻少了集體創新的和諧、沉穩及持久。「邊際」網路論壇的知識分子人文薈萃活動，能吸引科學界的思想菁英走出研究的象牙塔，站在另一個更高遠的視野，用深邃的跨界觀點檢視並且分享科學。他們熱衷和科學界內外的專家哲士對話，正是社會無盡藏的「智庫」。其交織出高階心智的社群腦力、知識與智慧，不僅是具有能見度的社會無價貲材，更是反映了時代科學文化的價值與格調。台灣缺少科學沙龍。雖然我們不是世界科學版圖上唯一的邊陲國家，既然有心站在知識經濟社會的前沿，布洛克曼的集沙成塔正是「大眾口味，小眾品味」的文化食材。

	分析上、美學上都非比尋常的解釋，共享以下特質：（一）和那些被認為是智慧的解釋相比，它們通常比較簡單；（二）它們指出，更真實的原因往往存在於某種與現象相當遠離的事物，以及（三）它們會讓你希望自己就是發現那個解釋的人。我們這些試圖理解人類心智的人，則有獨特的限制要面對：心智是做解釋的工具，也是要解釋的對象。與自己的心智保持距離，與自身物種或部族的特殊性保持距離，逃離內省與直覺（不是持續製造假設，而是給予答案和解釋），這些都是當我們要解釋自己和他人心智時，特別難達成的部分。基於這個原因，近幾十年來眾多解釋中，我最深刻滿意的是有限理性（bounded rationality）的觀念。其觀點認為，相對於其他物種，人類是聰明的；但以人類自己的標準（包括依循基礎自明的理性來行動）來看就不夠聰明，如今這樣的觀察更加精煉，並帶著深刻的實證基礎。認知科學家暨諾貝爾經濟學獎得主赫伯特．西蒙（Herbert Simon）透過研究訊息處理和人工智慧為此打下第一根樁，顯示出人和組織同樣採用「使人滿意」這樣的行為準則，結果限制了他們做出適當但非最好的決定。丹尼爾．卡尼曼（Daniel Kahneman）和阿莫斯．特沃斯基（Amos Tversky）打下第二根樁，他們發現連專家都會以令人吃驚的方式出錯，其後果不僅影響他們自己的福祉，也影響他們所處的社會。過去四十幾年來發展的人性觀點，讓關於「我們是誰、為何做我們所做」的解釋有系統地改變了。我們以我們所獨有的方式出錯，不是蓄意如此，而是因為心智結構的演化基礎，也就是：學習和記憶訊息的方式，以及我們被周遭事物所影響的方式等等。我們理性有限的原因，是因為我們處理事物所需的訊息空間，遠大於我們所擁有的，包括我們意識察覺力上，以及行為控制能力及按意願行事上的嚴重限制。我們也可以看看在道德標準上的妥協。道理還是相同的，也就是傷害的意圖並不是問題。相反地，解釋往往是在態度的許多源頭之中，某些訊息在我們的決策中，或是在我們簡化或過度簡化的能力中，或是作為日常生活特色的不道德行為的普遍性中，佔有不相稱的比例。這些是個人和組織道德淪喪的更有力原因。不好的後果來自於有限心靈無法儲存、計算或適應環境的要求，這種想法是一種對我們能力和本性完全不同的解釋。它的優雅和美感在於強調普遍和無形，而不是特殊性和惡意動機。這和另一種解釋的移轉──從上帝到天擇──並沒有那麼不同，且很可能同樣會遭受反抗。

	我們的世界和社會大部分面向根據所謂的反冪律（Inverse Power Laws）來分布，我對這樣的經驗事實感到興趣。也就是說，許多分布曲線的形狀是，曲線從中央峰值俯衝而下，沿著一條長長的尾巴漸近地抱住水平軸。反冪律優雅簡潔又深遂神秘，但還稱不上美麗。反冪律會自我組織和自我維持。基於還不完全了解的原因，反冪律自發地突現在平行計算的廣泛範圍中，在社會和自然中都有。社會科學家中第一個注意到反冪律是語言學家喬治．金斯利．齊普夫（George Kingsley Zipf），闡述了一套如今被稱為齊普夫定律（Zipf’s Law）的觀察結果。它陳述的事實是，在大多數文件中，一個詞的使用頻率大約與它的普及排名數成反比。所以，出現頻率位居第二的單詞，其出現頻率大約是頻率最高單詞的一半，而出現頻率第十位的單詞則是最高單詞的十分之一。在社會中，類似的反冪律支配社會的報償。例如，身為作家而言，我注意到第一百暢銷作家的銷售書籍，是首位暢銷作家的百分之一。如果第一名作家賣了一百萬本，像我這種作者可能就賣一萬本。心懷不滿的文士有時幻想著烏托邦市場，其中自然產生的反冪律分布會強行用線性分布取代。也就是，銷售明細會是平滑的斜線，而不是如現實中的反冪律，從一個很離譜的高峰俯衝而下，一瞬間就貼著水平軸緩緩而進的曲線。但是沒有明顯的方式，可以使得作家的銷售曲線改變。讓一些支配組織強行產生不同的分布當然是沒有希望的，畢竟人會自己選擇要讀什麼書。社會是一種平行計算的系統，某些方面是無法控制的。反冪律在收入分配方面特別令人不安。因此社會中第二富有的人可能擁有最富有人的一半財富，第十首富有的人可能只有十分之一，然後排在第一千的人就只有首富的千分之一。同樣的現象再說得露骨一點，某間公司的執行長可能年薪一億美元，同間公司的軟體工程師可能只賺到年薪十萬美元，該公司海外組裝工廠的工人只有年薪一萬美元，僅是最高主管收入的萬分之一。這種冪律分布也可以在週末首映電影票房收入、網頁點擊量、電視節目收視率中發現。是不是有某些原因，可以對排名前面的人做得太好，而排名底層的人似乎被過度不公平地懲罰，這樣的現象給些理由？簡短的回答是否定的，沒有任何真正的理由。不需要任何陰謀詭計來扭曲報償。雖然不舒服，但反冪律分布是系統行為的基本自然法則。它們無處不在。反冪律不限於社會，也主宰著自然界的統計數據。第十大的湖可能是最大湖面積的十分之一，一座森林裡第一百大的樹可能是最大樹的百分之一，海灘上第一千大的石頭是最大的石頭千分之一的大小。無論我們喜不喜歡，反冪律就像湍流、熵，或是萬有引力定律般不可避免。雖然這麼說，但在我們的社會脈絡下我們可以多少緩和反冪律的影響，要說我們完全無法控制任何貧富之間的差距，也過於絕望。但反冪律曲線的基本結構永遠不會離開。喜歡的話我們可以抱怨反冪律，或是我們可以接受，也或許是希望將這嚴峻的定律彎曲到不那麼陡直俯衝而下。

	我們打那兒來？我們由恆星而生，這解釋真是深刻、優雅、美麗。這解釋說，我們身體的大多數原子，是由早已消失的恆星熔爐所產生的微小粒子構成。只有我們原始的氫原子存在於恆星出現之前。由宇宙的角度計算，我們90％是恆星殘骸。就我們核心而言，人類基本上是核融合的副產物。這些巨大熔爐中極高的壓力和溫度，將崩塌的基本顆粒聚合成較重的顆粒，一旦聚變，終究會被壽命已了的熔爐炸到太空。我們骨頭內最重的一些原子，也許需要超過一輪的熔爐循環才能打造出來。數不盡被打造出來的原子聚合成行星，而所謂生命這種奇妙不平衡反應，將部分原子涵括成為凡人如我們。我們都是星塵的集結。而且藉著最優雅非凡的轉變，我們這些恆星之子得以望進夜空，感知到其它恆星的發光。看起來遙不可及，但我們其實很接近，無論它們距離多少光年。我們看到的彼此都是由恆星而生。這是多麼美麗？



	自己的化學學術研究生涯會接觸科普其實並不意外，但是竟然在退休前工作落在「科學傳播」和「跨科際教育」的領域，卻是一生始料所未及。讀到布洛克曼（John Brockman）出版《世界是這樣運作的》(This Explains Everything：Deep, Beautifel, and Elegant Theories of How the World Works)一書是個偶然，更有一份英雄所見略同的驚喜！我在學校講授科學課程時，常喜歡說：「近代物理的兩根砥柱是相對論和量子力學；近代化學的兩根大柱是元素論和原子論；而近代生命科學的柱子就是演化論和遺傳學。」學問就像是宏偉的建築，精闢睿智的觀點總是引至堅實、優雅的思維結構，終於能將人類的心智文明帶入雅典娜的殿堂。布洛克曼是世界知名的「科博文」。1997年創立了「邊際」（Edge）基金會，事實上是主持網路科普論壇，經營網路知識社群的集思廣義創作與對話，致力鼓吹科學和人文結合，所謂「第三種文化」的思想文字事業。「邊際」每年一問（Annual Question），廣邀美國知名科學家和思想家撰文並成集出版。一些代表性的作品，譬如1995年的「第三種文化：科學革命之後」；2003年出版的「新人文主義：科學的邊際」；2009年是「改變世界：形塑未來的點子」。這本書是2013年出版的「每年一問」。此書中，單是瀏覽作者人名及文章目錄就可以引起好奇而心智胃口大開。諸如理查．道金斯的「減少冗餘和模式識别」；丘成桐的「數學物件或自然物件？」；史蒂芬．平克「演化遺傳學和人類社會生活的衝突」；弗里曼．戴森「不相容的世界觀如何共存」；羅伯特．薩波斯基「群體智能」；柯第．德夫林「語言和天擇」；賈德．戴蒙「生物電的起源」……。布洛克曼收集了一百五十位引領時代思潮的一流科學家與思想家，他們各就自身專業所長，以雋永的文筆針對「你最喜愛的深刻、優雅或者美麗的解釋是什麼？」，表達對這世界的看法。閱讀此書好比一享科學沙龍的a la carte。作為一個科學家，卻在近四十歲才好奇科學的源起：為什麼科學會發生在歐洲？為什麼近代科學會改變歐美文明？為什麼歐洲會發生文藝復興、理性主義、啟蒙運動？為什麼19世紀的歐洲天才輩出？從政治、經濟、社會、文學、藝術……到科學，舉凡世界文明中有名稱的領域，幾乎都沒有缺席。這些問題逐日比化學研究的課題更吸引我，我們到西方取經，得到了他們的學位、謀生的方法，回國後也能將研究論文躋入國際一流期刊，但是西方科學文化的精髓鮮少在我們的社會中造成理性的啟蒙，以致形塑心智的轉變。在21世紀，科學與科技已經發展成互為體用，亞洲的經濟也已能掠奪世界纓鋒，但是每年食安問題、環境問題、都市發展、金融資本、市場經濟、社會正義、教育改革、民主制度……東方追著西方的腳印亦步亦趨，卻似乎從未能避免重蹈覆轍。開了七竅，腦門未開，就無法從西方的經驗中避過既有的錯誤和失敗。科學在東方社會中扮演的角色，終究仍落在強兵富國之用；就個人而言，科學、科技常是通向富裕名利的捷徑，而非求真求實、啟迪民心、興盛文明的新思維。即使日本自從明治維新將科學引入亞洲已有一百五十年，但是日本科學人在研究之外，以科學文化挹注於社會集體智慧的尚屬稀少，遑論東亞其他20世紀崛起的國家。文化畢竟不是膚淺的喝采，短期的累積就能成就。缺乏互信、共識的多元社會就像人來人往的車站，各有主張，不缺人才，卻無團隊。漫無章法的聚集難以矯正沉疴，締造新猷。就像一盤沙拉，或許陳盤菜蔬的特色也能爭得繽彩紛紜，卻少了集體創新的和諧、沉穩及持久。「邊際」網路論壇的知識分子人文薈萃活動，能吸引科學界的思想菁英走出研究的象牙塔，站在另一個更高遠的視野，用深邃的跨界觀點檢視並且分享科學。他們熱衷和科學界內外的專家哲士對話，正是社會無盡藏的「智庫」。其交織出高階心智的社群腦力、知識與智慧，不僅是具有能見度的社會無價貲材，更是反映了時代科學文化的價值與格調。台灣缺少科學沙龍。雖然我們不是世界科學版圖上唯一的邊陲國家，既然有心站在知識經濟社會的前沿，布洛克曼的集沙成塔正是「大眾口味，小眾品味」的文化食材。

	分析上、美學上都非比尋常的解釋，共享以下特質：（一）和那些被認為是智慧的解釋相比，它們通常比較簡單；（二）它們指出，更真實的原因往往存在於某種與現象相當遠離的事物，以及（三）它們會讓你希望自己就是發現那個解釋的人。我們這些試圖理解人類心智的人，則有獨特的限制要面對：心智是做解釋的工具，也是要解釋的對象。與自己的心智保持距離，與自身物種或部族的特殊性保持距離，逃離內省與直覺（不是持續製造假設，而是給予答案和解釋），這些都是當我們要解釋自己和他人心智時，特別難達成的部分。基於這個原因，近幾十年來眾多解釋中，我最深刻滿意的是有限理性（bounded rationality）的觀念。其觀點認為，相對於其他物種，人類是聰明的；但以人類自己的標準（包括依循基礎自明的理性來行動）來看就不夠聰明，如今這樣的觀察更加精煉，並帶著深刻的實證基礎。認知科學家暨諾貝爾經濟學獎得主赫伯特．西蒙（Herbert Simon）透過研究訊息處理和人工智慧為此打下第一根樁，顯示出人和組織同樣採用「使人滿意」這樣的行為準則，結果限制了他們做出適當但非最好的決定。丹尼爾．卡尼曼（Daniel Kahneman）和阿莫斯．特沃斯基（Amos Tversky）打下第二根樁，他們發現連專家都會以令人吃驚的方式出錯，其後果不僅影響他們自己的福祉，也影響他們所處的社會。過去四十幾年來發展的人性觀點，讓關於「我們是誰、為何做我們所做」的解釋有系統地改變了。我們以我們所獨有的方式出錯，不是蓄意如此，而是因為心智結構的演化基礎，也就是：學習和記憶訊息的方式，以及我們被周遭事物所影響的方式等等。我們理性有限的原因，是因為我們處理事物所需的訊息空間，遠大於我們所擁有的，包括我們意識察覺力上，以及行為控制能力及按意願行事上的嚴重限制。我們也可以看看在道德標準上的妥協。道理還是相同的，也就是傷害的意圖並不是問題。相反地，解釋往往是在態度的許多源頭之中，某些訊息在我們的決策中，或是在我們簡化或過度簡化的能力中，或是作為日常生活特色的不道德行為的普遍性中，佔有不相稱的比例。這些是個人和組織道德淪喪的更有力原因。不好的後果來自於有限心靈無法儲存、計算或適應環境的要求，這種想法是一種對我們能力和本性完全不同的解釋。它的優雅和美感在於強調普遍和無形，而不是特殊性和惡意動機。這和另一種解釋的移轉──從上帝到天擇──並沒有那麼不同，且很可能同樣會遭受反抗。

	我們的世界和社會大部分面向根據所謂的反冪律（Inverse Power Laws）來分布，我對這樣的經驗事實感到興趣。也就是說，許多分布曲線的形狀是，曲線從中央峰值俯衝而下，沿著一條長長的尾巴漸近地抱住水平軸。反冪律優雅簡潔又深遂神秘，但還稱不上美麗。反冪律會自我組織和自我維持。基於還不完全了解的原因，反冪律自發地突現在平行計算的廣泛範圍中，在社會和自然中都有。社會科學家中第一個注意到反冪律是語言學家喬治．金斯利．齊普夫（George Kingsley Zipf），闡述了一套如今被稱為齊普夫定律（Zipf’s Law）的觀察結果。它陳述的事實是，在大多數文件中，一個詞的使用頻率大約與它的普及排名數成反比。所以，出現頻率位居第二的單詞，其出現頻率大約是頻率最高單詞的一半，而出現頻率第十位的單詞則是最高單詞的十分之一。在社會中，類似的反冪律支配社會的報償。例如，身為作家而言，我注意到第一百暢銷作家的銷售書籍，是首位暢銷作家的百分之一。如果第一名作家賣了一百萬本，像我這種作者可能就賣一萬本。心懷不滿的文士有時幻想著烏托邦市場，其中自然產生的反冪律分布會強行用線性分布取代。也就是，銷售明細會是平滑的斜線，而不是如現實中的反冪律，從一個很離譜的高峰俯衝而下，一瞬間就貼著水平軸緩緩而進的曲線。但是沒有明顯的方式，可以使得作家的銷售曲線改變。讓一些支配組織強行產生不同的分布當然是沒有希望的，畢竟人會自己選擇要讀什麼書。社會是一種平行計算的系統，某些方面是無法控制的。反冪律在收入分配方面特別令人不安。因此社會中第二富有的人可能擁有最富有人的一半財富，第十首富有的人可能只有十分之一，然後排在第一千的人就只有首富的千分之一。同樣的現象再說得露骨一點，某間公司的執行長可能年薪一億美元，同間公司的軟體工程師可能只賺到年薪十萬美元，該公司海外組裝工廠的工人只有年薪一萬美元，僅是最高主管收入的萬分之一。這種冪律分布也可以在週末首映電影票房收入、網頁點擊量、電視節目收視率中發現。是不是有某些原因，可以對排名前面的人做得太好，而排名底層的人似乎被過度不公平地懲罰，這樣的現象給些理由？簡短的回答是否定的，沒有任何真正的理由。不需要任何陰謀詭計來扭曲報償。雖然不舒服，但反冪律分布是系統行為的基本自然法則。它們無處不在。反冪律不限於社會，也主宰著自然界的統計數據。第十大的湖可能是最大湖面積的十分之一，一座森林裡第一百大的樹可能是最大樹的百分之一，海灘上第一千大的石頭是最大的石頭千分之一的大小。無論我們喜不喜歡，反冪律就像湍流、熵，或是萬有引力定律般不可避免。雖然這麼說，但在我們的社會脈絡下我們可以多少緩和反冪律的影響，要說我們完全無法控制任何貧富之間的差距，也過於絕望。但反冪律曲線的基本結構永遠不會離開。喜歡的話我們可以抱怨反冪律，或是我們可以接受，也或許是希望將這嚴峻的定律彎曲到不那麼陡直俯衝而下。

	我們打那兒來？我們由恆星而生，這解釋真是深刻、優雅、美麗。這解釋說，我們身體的大多數原子，是由早已消失的恆星熔爐所產生的微小粒子構成。只有我們原始的氫原子存在於恆星出現之前。由宇宙的角度計算，我們90％是恆星殘骸。就我們核心而言，人類基本上是核融合的副產物。這些巨大熔爐中極高的壓力和溫度，將崩塌的基本顆粒聚合成較重的顆粒，一旦聚變，終究會被壽命已了的熔爐炸到太空。我們骨頭內最重的一些原子，也許需要超過一輪的熔爐循環才能打造出來。數不盡被打造出來的原子聚合成行星，而所謂生命這種奇妙不平衡反應，將部分原子涵括成為凡人如我們。我們都是星塵的集結。而且藉著最優雅非凡的轉變，我們這些恆星之子得以望進夜空，感知到其它恆星的發光。看起來遙不可及，但我們其實很接近，無論它們距離多少光年。我們看到的彼此都是由恆星而生。這是多麼美麗？