• 北风那个吹啊

    2009-11-01

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          这个周末,大连降温了,风刮个不停,隔着窗户,就仿佛听到一群野猪在低嚎。出门得尤其注意,衣服要足够厚而又不能过于蓬松,不够厚,则不到十分钟人已冻僵;太蓬松,则因为密度低,在经过风口的时候有被刮跑的危险。

          我在生活上是个本分的人,在这样的周末,只想把身子蜷在被窝里,有杯热茶暖手,有网可上,也就心满意足了。此外,我在实验上也是个本分的人,不能发好paper也罢,电镜、核磁不能多做也罢,申请乙醇有困难也罢……只要顺顺当当地毕业,也就不计较了,当然,课题组自家的设备能多碰碰,不用钱的表征能多做做,我会更高兴。但是这两个小小的愿望有时候也会冲突——比方说,组里有一台设备让你无条件天天碰,而那设备叫指纹识别机。

          我曾想过冷战时东柏林人的生活——如果人民物资匮乏是一个落后的专制社会的普遍现象,那么东柏林的人应该会遇到这样的困境:家里三天两头的断电,晚上时常乌灯黑火。想要电?发现城里供电最稳定的地方是沿柏林墙而建的高压电网。结果,想做烤面包片常常用不上烤面包机,想做烤全人则随时皆可。

          东德人民有一件全天候运行的电器,我们有一个每天都能做表征的设备,只是两者大家都不愿去碰。

          恐怕任何一个真正体面的科研机构,都会羞于让它的每个研究人员和学生几乎每天都体会一遍东德人的心情吧?

          都说科学的发展需要自由的空气,但细想来,近代科学在宗教的束缚下破茧而出,不少划时代的科学变革,都是冲破重重阻力而生——与其说科学的生命力在于外部的自由环境,还不如说在于其内在的精神:科学体现了一个理性思考的人的尊严,要是失去了善于思考、敢于质疑的素质,就免谈科学了。

          而专制最大的害处不在于自由的丧失、实际效率的低下以及伴生的资源匮乏,而在于它蚕食人的尊严和羞耻心。服服帖帖逆来顺受事实上等同于寡义鲜耻麻木不仁。专制不能培育完整的人,更不可能奢谈真正的科学了。

          古人云:忍之一字,众妙之门。一旦掉进了粪坑,且坑太深,最好的选择似乎不是手脚乱舞地挣扎,那会越陷越深。以我之见,应该捂着鼻子忍着剧臭,因为人的密度比粪小,终会有一天浮到顶,爬出坑外的。

  • 瀑布联句

    2009-10-13

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      【唐】 李忱

       千岩万壑不辞劳,

       远看方知出处高。

       溪涧岂能留得住,

       终归大海作波涛。

  •   【和谐】 木XX

       放屁崩出屎,

       擦腚抠破纸。

       科院读博士,

       放假开电池。

  • 去年的玩意,常玩常新

    http://duilian.msra.cn/

  • Firefly,Cowboy Bebop - [Movie/TV]

    2009-06-30

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    最近在看《萤火虫》和《星际牛仔》,两套很老的剧集,题材都是星际历险,更确切的说是带有西部片风格的星际历险。以下截图是《星际牛仔》里一句感人至深的台词……

     

  • 很绿很低能 - [Eight diagrams]

    2009-06-12

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         一个软件,运行时植入进程,能屏蔽色情图片,还有敏感信息过滤功能,那只是一款再寻常不过的软件。但如果一个软件,它植入的进程名分别叫goldlock.exe,purplerosa.exe,littleswallow.exe;它能屏蔽加菲猫却不能屏蔽黑人OOXX的图片;它的过滤功能受国家指定、部委认证——这样的软件就非“神奇”二字不足以形容了。

         爱因斯坦曾这样评价甘地:“我们的子孙后代恐怕很难相信,世界之上真有过这么一个人”,把“人”换成“软件”,这句话很贴切地表达了我对神奇的绿坝的感情。所谓事出有因,一个如此神奇的软件当然只能孕育于一个神奇的国度,它那些匪夷所思的特性事实上也有些确凿的解释。

         不能屏蔽黑人,据说是由于绿坝判别黄图的标准是图片里含肉色像素的比例。据说绿坝的研发人员是对着海量器官图进行数学建模编写出识别程序,虽然我不懂计算机图形学,但这很让我纠结:国外连人脸识别都越做越成熟了,咱们判别个器官都这么难?而且最后采用的是如此低智的方法。

         关于那几个进程名,几个别扭的单词换成中文一目了然:“金锁”,“紫微”,“小燕子”——程序员是还珠格格fan我没一点意见,但一想到这个软件背后是工信部哇,是人民政府哇,是全国人民哇,我就觉得这事情比任何辱华事件更打击我的民族自尊心。

         国家希望人民活得越来越道德,也不是坏事。我自己作为80后已经不再年轻,低级趣味陷进去就脱离不了啦,看到90后和00后在花季雨季得到绿坝的护航,心里甚感安慰。当然,以90后非主流ddmm们的作风,上不了黄网大可以直接来真人版。这样一来,花纳税人四千万弄个绿坝还不如实实在在的给中学生上几堂生理卫生课。

         开发绿坝的金惠公司自己预计2010年的营业额有6亿。有意思的是,6亿多除以13亿约等于0.5,也就是全国人民一人拿出五毛养着它——五毛党做到这种程度,也算是winner了。这件事情给人的启发是,loser跟winner的区别不在于脑子想到什么,而在于屁股坐在哪里。

         最后我想,要是我有了孩子,那我宁愿给他看playboy也绝不能让他用绿坝。因为让人洁身自好的方法至少有两种:一是阉割他的智力或身体;二是提高他的眼光和鉴赏力。我深信这种脑残软件对小孩子身心的戕害远大于黄色网站,只能培养虚伪的大色狼或者充满道德感的大笨蛋,都太可怕了。

  • 简洁之美,复杂之源 - [Digest]

    2009-05-11

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         《Deep Simplicity》(深奥的简洁)一书,正如其副标题所言,是一本介绍混沌、复杂性和生命起源的科普读物。作为既在Nature任职过,又为众多大众媒体撰稿的一名科普作者,John Gribbin写这本书深入浅出,语言平易,背景交代详尽,探讨领域广泛,虽然有时显得流于表面,甚至有计算上的小错误,但依然瑕不掩瑜。而该书第一手中译本的译者马自恒来自台湾中研院,他的专业水平我不敢妄评,但其责任心从译文中是易见的,特别是较之于内地以前引进翻译的《时间简史》、《果壳宇宙》、《皇帝新脑》等火星文,《深奥的简洁》起码做到了“信雅达”的第一点。正因如此,读完此书,我对混沌理论概念的了解也不再仅限于从前知道的分形、曼德布罗集合、蝴蝶效应、非平衡系统、能量耗散等零星概念了。

    好书和烂书都会让人读完以后有强烈的表达欲望,现在我觉得自己状态属于前者,便记下一些小结和观感:

    有序趋向混沌-分形-递归

    流体中的湍流是日常可见的混沌现象。而所谓“有序趋向混沌”,书中以河流流速变化,流形从平流向湍流过渡时,河中石头背后形成的小漩涡个数按2的指数幂形式增多,最后汇成混沌的湍流为例说明。而“分形”,书中举了Peano曲线、Sierpinski三角、Koch雪花等例子,我觉得更漂亮和更现实的例子可以在画家埃舍尔的画作中看到,像下图的蝙蝠,细节按不同尺度放大后总是自相似的。“递归”的例子就更简单了,用迭代计算x=Bx(1-x),0<=x<=1,B的取值决定了迭代次数足够大后x趋于稳定还是发散。

    其实三者都不是太陌生的概念,而这本书的难得之处是以浅显易懂的比拟说明了三者的内在联系。在有序过渡到混沌的临界点,系统在无限精细的尺度上是有序的,而且和先前大尺度的有序具有相似结构;而分形,从直观上说也有这种性质,无论图案如何放大,总和原图保持相似性;至于递归,上例函数中某一确定的B值事实上就对应了有序到混沌的临界点,在这个临界点上,x经过多次迭代后,并未发散,但却会在趋向无限多个稳定值中的一个。

     

    初值敏感性与决定性

    我以前头脑里总是认为混沌和不确定两个概念有密切联系。而事实上,混沌系统虽然对初值敏感,初值极小差异可造成结果迥然不同(也就是“蝴蝶效应”),但事实上它依然是决定性的——也就是说拉普拉斯的论断“知道了某一时刻系统的确切状态,则可以反演过去,预言未来”对于混沌系统依然适用。只是人类的测量条件有限,再加上“无理数”这个似乎不可逾越的屏障(无法用有限信息准确表示),使得这个决定性的系统实际上不可预测。

    初值敏感较为数学化的表述是:当初值平缓微小地变化时,结果可能会出现突变。其实由上面的迭代函数可以作定性的解释。这是一个二次函数,若原x的定义域是[0,1],设B=3,则迭代时发生了如下映射:[0,0.5]——>[0,0.75],[0.5,1]—>[0.75,0],x的值域被折叠成两重,区间比原来“缩短”了;再迭代一次则成为四重,反复迭代就如同做拉面一样把x的值域折叠成多重(在低维截面上形成Cantor集合的结构)——如此一来,x取[0,1]上差距微小的两个初值,只要迭代的次数足够多,也就是折叠的重数足够多,对应的结果总会落在不同的重上,数值变化的平滑性从此被打断,最后就有可能趋向于两个截然不同的定值了。

    另外,在混沌理论中还有所谓“吸引子”的概念。因为在某种意义上,混沌对应的其实是热力学平衡态。我们知道,由熵增原理,系统总会从非平衡状态趋向平衡——虽然趋向的速度可快可慢,现实中也不可能出现绝对的平衡态。所以,有序总会慢慢趋向混沌。换个角度来看,平衡态就像有吸引力一样,把系统引入混沌的方向。如果吸引子有两个,系统就会出现非常有趣的行为(也就是图中轨线的走向),位置相差无几的点最后可能落在不同的吸引子上,也是初值敏感性的一个反映——这是关于混沌理论的一幅经典图片,Edward Lorentz发现的“双池吸引子”。

     

    幂次律

    这是先前未曾听说的概念,也是书里最有趣的概念之一。书里举了好多例子,比如地震强度和发生频率,城市人口和城市规模,海岸线长度和最小测量单位等等,在这些例子里面,把前一个量和后一个量均取对数,都可以得到线性关系——作者称之为“幂次律”。事实上,这是分形的一个重要特性,分形的观察尺度和对应的精细结构的个数在双对数图上也呈现直线,这样的线性比例可理解为分形的维度。正因为有了这样的相似之处,作者认为,地震、人口分布、海岸线乃至物种存活时间等等都具有分形的特性,因此都可视为混沌系统。当然严格来说这里存在充分性与必要性的问题,但我觉得这个想法很有启发性。另外,作者虽然举了大量现实的例子,但没有对这种判定方法做概括性的定义,我觉得可以这样叙述:如果一个系统的某种性质,在任何测量尺度上,尺度和对应测得的系统性质的强度都满足幂次律,那么它就有可能是一个混沌系统。

     

    基因如何实现控制

    没有化学反应的混合溶液,各组分最终将通过扩散作用变成均匀的整体。而图灵曾假想过,一系列带有催化、抑制、循环特性的化学反应就如同一个具有反馈机制的混沌系统,如果参加反应的物质是带有不同颜色的液态组分,则它们能以有序的方式组成溶液,从外观上看就是一些有序的斑纹,也称为“图灵斑”。书中有专门的一节“图灵扩散反应”叙述这一现象,但对化学过程的描述过于含糊,而且对该现象和热力学定律的关系的探讨带有误导性质。

    然而,当作者接下来把这一现象与生物生长相联系时,得到的结论是相当有趣的。我们知道,动物身上具有各种各样的斑纹,斑纹花样复杂,遍布全身。我们也知道,控制动物遗传性状的是基因。那么基因实现对这种性状的控制,传统的理解是:它如实记录了生命体的各种信息,比如动物斑纹的花样,还有分布位置等。但不难想象,用这种方式记录一个生物体,所需的信息量是非常庞大的。从混沌的发生机制考虑,如同上面那个能得到复杂结果的迭代公式本身如此简单,具有无限细致结构的分形也只需要简单的初始定义,那么就存在这么一种可能:基因只是记录了生命体生长时发生的化学反应的基本要素,比如反应物、反应比例、反应时间等等,最后因为反应系统本身呈现出某种有序特性,就得到了有序的生命。既然理论上化学反应能形成图灵斑,那么它也有可能形成动物身上的斑纹。而且这种形成方式相当于只规定了递归算法,所以需要记录的信息量比起前者简直可谓九牛一毛。如果按照一切从简的“奥卡姆剃刀定理”,那么这样的生长原理可能更接近现实。

    这种解释还有一个优点——它可以说明除了我们熟知的基因变异和基因的显隐性以外,造成带有相同基因的不同胚胎具有各种差异的另一个原因。从基因控制带有混沌特性的化学反应的角度考虑,怀孕时的温度,母体摄入的营养,甚至子宫和胚胎的形状大小,都会影响化学反应的最终结果。有一个有趣的现实现象可以反映胚胎大小对动物性状的影响——构成绝大部分动物斑纹颜色的物质是显棕黑色的褐黑素和显橘黄色的真黑素,而动物按照体格从小到大,其斑纹有如下变化趋势:宽纹-细纹-斑点-斑块-单色,这完全是依照大小变化而与具体的门类种属无关。甚至单一观察豹的斑纹,如图中所见,也可发现其肢体中不同大小部分的斑纹也服从这样的规律。可见对于斑纹的大小分布来说,化学反应的环境比基因本身起到更大的作用。由此可见,基因并不控制所有的性状,也许要借腹生子的人需要特别注意到这点。

     

    自组织网络

    根据各种计算机模拟以及真实实验,带有一定反馈机制,达到一定规模的网络会显示出混沌系统的性质。而且根据规定的反馈机制相连的网络节点,其连结数的多寡决定了网络趋向有序还是混沌。比如使用布尔逻辑(与、或、非)电路连接的电灯泡网络,当系统处于有序时,无论最初亮的灯泡是哪些,最后总会稳定在某些灯泡恒定打开,某些灯泡恒定关闭的状态(这也是吸引子);而当每个灯泡的连接数超过2时,网络将趋向混沌,永远只能看到一片乱闪的灯泡。

    Gribbin提到,人体之所以能靠相同的基因发育出不同的体细胞,很可能就是因为基因也组成了这样的网络,每一种体细胞其实是就是网络的一个吸引子。而且从低等生物细菌、藻类直至高等生物人类,各自的基因数目和体细胞种类数也满足幂次律。

    由此延伸开去,不但细胞和人体,就连生物圈、经济圈、由生命和无机环境组成的地球生命区、甚至银河系都是这样的网络,因为这样的网络有自我调节平衡的功能,所以称为self-organized network(“自组织网络”的译法不太全面)。显然,国家宏调是对经济网络的一个扰动,如果这个扰动并不大(如果认为战争是大扰动,利率调整汇率调整只是非常轻微的调节),根据混沌的特性,最终系统变化的方向,甚至变化本身会不会发生,都是不可知的。所以可以认为:无论是政府部门还是经济专家对于这种经济微扰的结果所做的预测,都应该有大量的重复事件为基础才有相对较高的可信度,否则都是扯淡。所以有时也不能对专家的言论太苛刻,咱是“摸着石头过河”,没淹死就是命好。

     

    生命的真相?

    这是书中一章的标题,作者由自组织网络和生命的熵减现象发散开去,说到了盖亚,说到了星系的生命特征,越说越悬乎,后来自己也觉得过了头,便说“保守的情况下,利用流入能量由反馈机制调节以保持在非平衡状态,是生命的必要非充分条件”。

    Gribbin提到,“盖亚”学说原来的本意是地球上的生物和无机环境经由相互反馈组成了一个庞大的自组织网络,每个物种都往有利于自身的方向发展,但总体效果却实现了整个网络的平衡和发展。而后来盖亚被曲解成有生命的“地球之母”,并衍生了很多宗教性质的故事,例如:星体具有生命,生活其上的生物之间互利共荣,一片生气蓬勃的景象,唯独万恶私自的人类对各种生命盘剥压榨,最后盖亚母亲也受不了啦,人类就走向了愚蠢的自我毁灭。虽然这样的想象造就了诸如《最终幻想7》等好游戏,但我总是觉得,不同物种之间互惠互利的想法很矫情,就像某些诡异的体制认为所有人心往一处想,力往一处使就能营造出和谐幸福的新世界——殊不知每个个体本分地追求最大的幸福才是全社会的福祉所在。

    另外,我认为,《深奥的简洁》一书更多阐述了“生命的进化”,而对“生命的真相”这个话题采取了回避的态度。因为我觉得对于生命本质的认识有一点极为关键——到底是否存在“自由意志”。而这本书除了在三体碰撞中对这个话题一带而过便没有进一步的探讨,当然这个概念应该也超出了混沌理论的范畴,因为混沌理论本质上是决定论。

     

    热力学第二定律的极限?

    最后顺带说一个关于热力学的话题。之前说过系统总是趋向混沌,但毕竟我们的现实世界没有成为一坨浆糊,热寂也被证明了不会发生。非平衡热力学认为,体系发生熵减是由于摄入了负熵流,比如人和动物吞食的食物本身就带有有序结构;而植物、浮游生物则可利用无机环境中的能量——热能、光能或化学能变得有序;地球系统变得有序是因为阳光照射……那么归根结底是什么阻止了宇宙的热寂?我是个土人,印象中之前只看过两种解释:宇宙不一定是个孤立系统;又或者宇宙在膨胀,热平衡速度赶不上膨胀速度。宇宙是否孤立,恐怕谁也无法洞见;而膨胀则更像一种耗散行为,熵增但不平衡的宇宙,有序度还是在降低。两个解释都不太令人满意。

    直到看到书中的一句话:“引力吞噬熵”,感觉这才是个真正有意思的解释(我知道我很out)。经典热力学里,Kelvin和Clausius都没有把引力纳入考虑范围。而我们可以设想,一个接近于热平衡状态的大尺度系统,比如一团温度均一的星云,由于大量粒子的引力作用发生聚集,形成星体,星体经历了生命周期后坍塌,爆炸,放射出能量和物质,如此周而复始,引力的存在避免了热寂。但是否可以说热力学第二定律在引力存在的情况下就失效了呢?我觉得未必。因为热力学第二定律更深刻的意义应该是指出了时间箭头方向上的能量耗散。引力固然导致了能量集中,但引力场同时能带来时空的扭曲——那么是否有可能扭曲到改变时间箭头的方向呢?如果这种情况确实发生,则引力只是造成了热力学第二定律的反演,而并非否定了第二定律。

    当然,以上都是一个没有任何天体物理和相对论基础的化工博士生进行的民科性质的探讨。

     

     

          最后,感觉Deep Simplicity在本书的意思应为“深层的简洁”,也就是复杂混沌现象背后的简洁发生原理,书的译名表达有偏差。另外,简体中文的译本除了人名和术语换用了内地惯用的表达形式以外,和繁体版一模一样,但译者却完全变了个人,对繁版原译者只字未提而且删掉了他写得很好的一篇译序——这大概也算是忽悠了。

  • 转博了 - [PhD]

    2009-04-30

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          由于至今未发现月薪两万每年带薪假期一百五十天的非公关类工作,所以我正式转博了。虽然考核结果没公布,但鉴于不通过的概率小于我从自己卧室隧穿到女生宿舍,所以现在我们这伙人也可以自称博士研究生了。

          随着时间的累积,我发现,如果要举出一个我身边的化学专业博士研究生(包括我自己)的最大共同点,我想大概就是对化学的厌恶。这个事实有点出乎我的意料——我本以为和谐社会里,大家应该是干一行爱一行的——至少当他把这行当读到博士学历时应该如此。即使是法医专业的学生,当他读到博士时,我也认为他也该多多少少带点恋尸癖才算正常。所以我原来的想法是,讨厌化学的化学博士应该只限于少数几个像我这样脑子频频进水的人,直到后来才知道,这种诡异现象是个普遍的存在。

          事实上,当一个化学博士研究生拿起他苦苦做了好几天的实验成果——比如说一个装着深蓝色液体的烧瓶时,他总会怀着惴惴不安的心情。如果为了确切体会这种心情,你想在日常生活中找到类比,那我的建议是:一个手攥福彩双色球票等待开奖的彩民。无数的历史经验告诉我们:化学是一门实验科学。实验科学的意思就是,你的操作等价于摇奖,别人的中奖经验看得再多,自己的烧瓶摇得再猛,你也永远猜不透出来的彩数是什么。读化学博士的过程是:实验—>表征—>发文章;中彩票的过程是:摇奖—>开奖—>兑奖。不难发现两者的匹配度高的惊人。对此我有一套解释:化学科学的前身是炼丹造药,彩票预测的前身是算命卜卦,两者同源道家,一脉相承,所以自然而然就应该体系相似,逻辑相容了。

          PhD本来是Philosophy Doctor,正因为有了这个philosophy,所以无论在何种专业领域,博士应该都包涵了“哲思、冷静、达观、求知”的素质,或者简而言之:“智慧”。知识可以来自实践,但智慧只能源于思考,而有思考价值的对象必须具有某种处于形而上层次的性质——比如说,拿着电磁铁的任何一个人都可以观察到电磁感应现象,但只有在场的抽象层次进行思考的麦克斯韦才拥有能写出电磁方程的智慧。智慧源于思考,高深的例子还有近世代数,搞笑的例子还有真空中的球形鸡……但无论如何,这与摇奖沾不上边。如果说从思考获得智慧的PhD是Philosophy Doctor,那从摇奖得到学位的PhD应该就真的可以理解为Permanent Head Damage了。

          王小波说“智慧本身就是美好的”。读一个PhD要五年,且不说智慧的产物实用不实用,要是用五年单单来追逐美好的智慧,也算是活出了境界。然而不幸的是,化学科学从来缺少思维的美感,有人甚至说过“所谓的化学理论就是一堆大白菜”。我想起当年复习政治考研的时候,看到过一句话,记不清是马导师还是恩导师说的了,大概意思就是:造成人与人之间差异的主要因素是职业分工的不同,相较而言,先天条件所起的作用相当小。换一种具体的说法:如果每天的工作要求你思考,那么智力的发展,智慧的积累都是自然而然的;反之,如果每天的工作要求你摇奖,恐怕你的大脑就要往着混乱、低智、僵化的路子上走了。当然我是俗人,要是低智地度过五年能带来各种形而下的好处,我也会尽力爱上摇奖。

          关于形而下,我曾经构想过一个荒诞的故事:有个人天赋异禀,虽然生下来五岁才会说话,十岁才勉强能用母语正常表达,但对于各种稀奇古怪的语言他却悟性非凡——他甚至能用诸如非洲部落、印加文明使用的那些濒临灭绝甚至早已失传的语言写诗。直到二十岁,某天清早他一觉醒来,更宣称自己能读懂火星文。当然,由于他使用母语和其他主流语言有困难,所以生活困顿不堪。这样的生活一直到了四十多岁,某一天,火星人真的来到地球了,但并非来开战,而是来认祖归宗——他们自称是公元前八千年强盛的印加古文明在火星殖民留下的后裔。这样一来,作为唯一一个精通印加语和火星文的地球人,我们的男主角终于熬出了头,成为了几十亿地球人和十几亿火星人的联系纽带。自然,后来的故事就剩下只手遮天,权倾寰宇,三千后宫,百子千孙,blah blah的俗套结局了。

          我的意思其实是,一个通晓火星文的人成为地球的统治者,大概和一个化学科研工作者成为富得流油的大老板历程是相似的——虽然前者极端得多,概率也低得多。也就是说,他们前半辈子干着一些高深莫测的事情,因为太高深,别人都不关注,因为没人关注,所以一直饿着肚子。然后世界上发生了一些莫名其妙的变化,比如说火星人降临又或者石油价格暴跌——此时,他们脑子里那些高深莫测的东西都诈尸般蹦了出来,什么火星文啊煤制油啊刹那间都成了圈钱分权的有力武器,让火星文学家和化学家最后修成正果。由此可见,一次化学实验是一次小摇彩,而你想在人生中依靠化学捞到形而下的好处,就相当于要摇一次大彩。

          既然说一命二运三风水,那么把人生看成摇彩也没什么不对,而且不管你从事化学还是其他职业,人生的摇彩特性依然存在。但我想说的是,既然最后都要摇彩,那么中奖前那段饿着肚子的低智生活就很让人倒胃口了,况且中奖的概率还是有限的,搞不好就是一辈子的低智和饿肚子。

          前面说了一大堆,其实只有两个大点一条精神:化学无论是作为形而上的精神追求还是形而下的赚钱手段都不是太好的选择。事实上,我的讨论顺序很不合理,先追求精神后追求物质是一种有误导性质的自欺欺人的思维方式。在物质贫乏的条件下,为了摆脱贫穷进行研究,其目标就不可避免会失于短视并带有功利性。在科研里提倡艰苦作风更是一种畸形心理,因为这往往联系到一句话:吃得苦中苦方为人上人——煎熬大半辈子就为了摇出个大奖,实在是虚伪而低智。回想起小学课本里那几个热爱科学的穷孩子,我觉得把这些题材选入课本的人就应该是个虚伪或低智的人。我不否认有人心中有坚定的信仰,即使自身生活困苦,思考的关怀的却是人类的未来——但这种人毕竟少之又少,在科学家群体里也是凤毛麟角。大部分科学家出身于中产家庭,从事科研更多是为了思考的乐趣。因此,像小学课本的文章里暗含的“吃苦是从事科研的先决条件”的思想,实在是害人不浅——对于既没有信仰推动又无暇享受思维乐趣的大部分人,为什么不坦率地传播合理追求物质,最大化自身价值的观念呢?

          至此,对化学的厌恶总算明明白白的写了出来,这是第一次也是最后一次了。泻这股邪火不是为了诅咒什么,只是整理一下脑子里浆糊般的思绪,并表明一种态度,一种拒绝低智生活的态度。

  • 足球战术的数理原理

    2009-04-20

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    某狗同学最近对热力学第二定理比较热衷,以致让我想起了多年以来对足球的一些yy理论,现论述如下:

    1. 防守反击与热力学第二定理

         所有人提到防守反击,第一个想法就是“功利”。一个东西能称之为功利,不外乎具备两个特征:一、效率奇高;二、恶心异常。所以足球场上的防守反击,从效果上讲,就是一种能置敌死地且倒人胃口的战术。从物理学的角度来说,我们并不关心胃口,只探讨其效率,我的结论就是:防守反击蕴涵了宇宙中最牛逼的定律之一:热力学第二定律,也就是熵增定律,所以它本身也极为牛逼,极为有效。我们假设进攻方和防守方实力均等,这个情况下,足球受的人为影响相互抵消,它在球场上任意位置出现机会均等;再定义进攻成功=足球出现在防守方球门内,防守成攻=足球出现在除守方球门外的球场上任意位置;由此可见,防守成功的概率比进攻成功高了不知多少个数量级。换句话说,防守成功是热力学稳定的状态,也是无序度更高的状态。这样一来,防守足球顺应了自然定律,如此和谐如此稳定;反过来,进攻却要求把足球从一个广阔的空间移动到狭窄的球网——这是赤裸裸的熵减,所以往往难以有好结果。

    2. 短传渗透、POMO与系统误差

          据说六十年代,查尔斯休斯,当时英足总的技术总监,找来几个物理学家和弹道学家,发明了一套POMO(postition of maximium opportunity)理论,其核心是:最简单的是最有效的。一次射门之前,如果传球超过3次,足球的效率将大大降低。如果把球队看作机械系统,球员是零件,运转过程中都有一定的发生错误的概率,而且传接球是一个串联过程,系统的正确率应该按乘法递减——那么,按POMO理论踢球,确实比繁复的短传渗透成功率高得多。POMO理论的实现方法理所当然就是:开大脚,长传冲吊。有了一套足球专家+弹道学专家发明的理论,英国足球也理所当然地走向了堕落,而且一堕落就是二三十年。最为讽刺的是,在此期间纵横欧洲的英国俱乐部,像利物浦,诺丁汉森林,都有个共同点:它们的主教练,香克利和克劳馥,都固执地玩短传渗透,根本不鸟POMO。照我看,这套理论推导过程没问题,但却隐含一个低智的假设——所有传球有相同的成功率。短传的准确率可以通过练习练就,但三十米开外长传的成功率,撑死了也只能是技术人品五五开了。比较接近现实地假设:短传准确率为0.9,长传为0.5,容易得到七次短传犯错的机会才接近一次长传,再算上奔跑接球消耗的体能,POMO球队遇到短传渗透流不被打成筛子才怪。这个故事再一次告诉我们:笨蛋并不可怕,用知识武装过的笨蛋才是最可怕的。

    3. 底线传中与动量定理

          底线传中和远射常常被认为是破密集防守的两种方法。底线传中的惯常模式是:中路分边-边路下底-传中-中路接应-射门进球。我以前常常想:既然策动和完成都在中路,为什么要在边路绕一圈呢?岂不是增大了犯错机会?我现在的想法是——因为底线传中最合理地应用了动量定理。假设在密集防守时,前锋在门前几乎没有控球调整的空间和时间,只能触球便射,那么对于从后而来的直传和底线传出的横传就有很大区别了。假设射门时球速Vs,传球球速Vp,Vs>Vp,球员射门部位(这里假定是头部)质量为Mp,球质量为Mb,那么当接直传射门时,前锋为了触球完成射门,需要给予的动量应大于MpVp,而面对传中球,他给出的动量只要达到MbVs就可以了。由于最后一传要突破防线,球速不可能太慢,不妨假设Vp=1/2Vs;现代足球的Mb不到500g,但一个70kg的运动员,头部重量至少有5kg,马上可以得出MpVp=5MbVs,也就是说,接直传球射门需要的动量大概相当于接传中射门的5倍。即使壮如德罗巴者,颈部力量也不见得比一般人——比如我,强上5倍,撇开技术上的差距,那么就可以认为,德罗巴接直传射门的效果还不如我接传中射门好——更遑论职业球员之间的较量了。

    4. 全攻全守与均值不等式

         一天到晚都说全攻全守理念的先进,但它为什么先进?恐怕很难说出个所以然。我觉得,对全攻全守合理性最简明的解释就是高中数学的工具:均值不等式。全攻全守要求前锋失球反抢,后卫参与助攻,也就是说把攻/防力量尽可能平均地分配到每个球员身上。如果把攻/防效果定义为攻/防成功率,最简单的情况下,攻/防可视为串联过程,所以如果不算守门员,10个球员的攻/防力量分别为a1,a2,……,a10,那么全队整体的攻/防效果为A=a1*a2*……*a10,由均值不等式可知A小于等于[(a1+a2+……+a10)/10]^10,a1=a2=……=a10时等号成立,且a1+a2+……+a10为定值时,在每个ai上数值的分布越趋于平均,A值越大。由于每个球员的体力和能力都是一定的,一部分用于防守,一部分用于进攻,全队的加和也是如此,在教练要求的某一攻/防力度下,球队a1+a2+……+a10可视为定值,所以全攻全守把攻/防力量平均化的理念就使得整体的效果A达到较大值。一样的力量投入,更高的效果产出,这大概也就显示了全攻全守的牛逼之处吧。

    最后的结论

         由上可见,牛逼的战术似乎都暗含了合理的数理原理。但并不是说,足球就只能往熵增里踢,往低误差概率里踢,谁用尽了功利的恶心的合理的战术谁就踢得牛逼。因为几乎所有理论都有一个假设前提——实力对等。如果你技术巨好,身体暴牛,你就爱熵减熵减,爱显摆显摆去吧。退一万步,足球也只是娱乐,你非得机关算尽,恶心个遍然后捧杯,到头来也显得滑稽。足球如此,生活也是如此,生物界的普遍生存准则是趋利避害,顺应熵增,而我觉得人之所以为人,就因为他在生存之余还需要有趣,还自觉地对熵减的事物有不懈的追求。

  • 悼念张大煜先生,请保佑我早日发POWER SOURCES。

    悼念林耀基先生,请保佑我日后还有练琴的兴致和闲暇。

    悼念香克利先生,请保佑利物浦做掉曼联。

    悼念王小波先生,请保佑人世间所有才华横溢的操蛋鬼。

    悼念伽罗瓦先生,请保佑地球上一切激情澎湃的数学家。

    悼念格瓦拉先生,请保佑那些还没死光光的理想主义者。

    悼念爷爷,只要你过得还爽就好了。