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  佛多與波特的奇幻冒險 首部曲: 飛天獅子的秘密
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  ◎ 來自外星球的佛多與波特,捲入了一場智能機械與殖晶動物的戰爭。
   
 
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商品訊息
 

作  者:王志宏 吳育慧
類  別:文學小說
出  版:時空研究書苑 Spacetime bookshop
出版日期:2019年11月
語  言:繁體中文
I S B N :9789869817103
裝  訂:平裝

定  價:NT$480

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內容簡介

 
 
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內容簡介

序 / 導讀

試  閱

作  者

   
 

◎ 從小說中探討未來的人工智能對人類社會所造成的衝擊。
◎ 透過小說的劇情,帶領讀者去探索蟲洞、量子電腦與人工智能背後的奧秘。
◎ 本書附有科學筆記,將小說中所提到的科學知識作深入淺出的介紹。

「科斯摩斯」星球上一本古老且神秘的書引發了一場意外,這場意外使得小男孩「佛多」與小猴子「波特」從科斯摩斯星球來到了遙遠時空的彼端:地球,遇到了擅長數理卻從小痛恨人工智能機械的阿萊莎,共同展開了一場奇幻的冒險。其中一隻飛天獅子背後隱藏著巨大的秘密與陰謀,點燃了一場矽與碳的戰爭。地球上自從第四次工業革命後,大量的自動化製造以及各種人工智能機械的出現逐漸在工作上取代了人類,人類社會正面臨著教育與生存價值的巨大衝突,而國家之間則是面臨著科技資源的爭奪戰。在此同時,殖晶的世界正秘密的在改造人類與動物,超人類與超動物的誕生對智能機械的世界將會造成什麼樣的衝擊?人類演化的方向是大自然決定的還是由人類自己來決定命運?一場智能機械與殖晶超人類的戰爭就此展開。

本書附有六十頁的科學筆記,內容涵蓋了小説中所提到的科學知識,其中有黑洞、蟲洞、重力波、奇妙的量子世界、量子糾纏、量子電腦以及人工智能與神經元演算法等,讓讀者除了跟著佛多和波特一起參與這場精彩的冒險旅程之外,也可以從科學筆記中獲得許多科學新知。

讓想像遨遊到宇宙邊界
開啟科幻與創意之門
一場穿越時空的冒險旅程中
結合了量子糾纏、蟲洞、重力波、神經元演算法
人工智能與殖晶世界的對立
交織出友情、愛情、仇恨與人性的衝擊
黑暗與光明從來就不是對立的
它們必須共同存在!


◎代理經銷:白象文化

   
 

   
 

第一章:科斯摩斯星球

波姆斯村莊
在浩瀚無垠的宇宙中,有著數不盡的星系,這些星系座落在宇宙各個不同的角落。然而,在一個未知的巨大螺旋星系中,存在著一顆非常美麗的藍色星球。雖然這顆星球看起來是如此的渺小,但它卻是獨一無二的,因為這顆星球孕育著各式各樣的生命體以及人工智能的機械體。這顆藍色的星球正是小男孩佛多.哥白尼所居住的星球-「科斯摩斯」。
在「科斯摩斯」的附近有一顆恆星,星球上的人將它取名為「天軌」星。它所發出的光芒提供了科斯摩斯上的生命體與機械體所需要的能源。十分特別的是在科斯摩斯的附近並沒有其他的星球,似乎只有它孤獨地繞著「天軌」星。
清晨,和煦的天軌光從山間的縫隙灑落在「德溫特」。「德溫特」是位於兩座高山中間的一個天然峽谷。這裡的地形平坦,有一條清澈的河流平靜的從旁邊流過。在河流的西方可以看到幾十間木頭所建造的矮房子,而屋頂則是用紅磚瓦所堆砌而成的。位於這些房子的東北方有兩排十幾顆巨大的橡樹,而這些橡樹的樹枝交錯在一起,形成了天然的出入口。在入口的旁邊插著一個木頭做的牌子,上面刻著「波姆斯」三個字。
『媽,我吃完早餐了。我幫妳把餐桌整理好了,我和波特先出去玩了。』一個爽朗的聲音從小木屋中傳了出來。
『佛多,等一下,不要忘記帶午餐。還有不要太晚回來。』一個溫柔的聲音回答著。
『媽,我知道了,天軌下山之前我就會回來。』佛多說著。
一位深褐色皮膚,藍色捲短髮的小男生從小木屋衝了出來,後面緊跟著一隻綠色的小猴子。從外表看起來,這位小男生的年紀大約是十二歲左右,身高約一百四十公分,有著一雙大大的眼睛和黑色的眼珠,身上穿著米黃色的上衣和咖啡色的長褲。雖然他的身形略顯纖瘦,但是身上的肌肉卻讓人感覺很結實。
『波特,快點,我們去秘密基地玩。』佛多邊跑邊說著,波特在後面點著頭。
佛多和波特往「波姆斯」的出口方向跑去。沿途中,可以看到村莊中許多房子的周圍都種著各種不同種類的小花,這些五顏六色的花朵把「波姆斯」村莊點綴的非常迷人。空氣中不時的聞到花朵與綠草的芳香。突然,佛多和波特看到前面的羅素先生正在檢查他的小飛象—維特。維特的耳朵似乎出了什麼問題。佛多和波特便跑了過去。
『早安,羅素先生。早安,維特。』佛多說。
『早安,佛多。』羅素先生抬起他滿臉皺紋的臉看了佛多和波特一眼,又低下頭去檢查維特的耳朵。
『怎麼了?羅素先生。維特的耳朵受傷了嗎?』
這時維特搶著回答說:『佛多,我今天早上起來發現左邊的耳朵不太能拍動,所以沒辦法飛起來去幫羅素先生摘蘋果。羅素先生正在幫我檢查。』
這時羅素先生拿下他的眼鏡,嘆了一口氣說:『年紀大了,眼睛不太管用了。』
佛多說:『羅素先生,讓我來試試看吧,我很會維修機器的。』
這時佛多掀起維特左邊的耳朵,打開皮膚,皮膚下面出現許多非常細的金屬線。
佛多對著波特說:『波特,可以幫我找 FET-1 的電路圖嗎?』
波特說:『好,沒問題。就看波特的眼睛轉了幾圈後,胸前的皮膚慢慢的向左移動,出現了一個螢幕,螢幕上顯示出了FET-1電路圖。佛多看了一下電路圖,從羅素先生的工具箱取出一根非常細長的金色鑷子。他夾住了其中一根斷掉的金屬線,此時金色鑷子的尖端流出了一種金色的液體。佛多小心翼翼的將金屬線接觸裡面一塊板子的某個位置,此時金色液體瞬間就將金屬線又重新黏回板子上,而維特的左耳也開始慢慢的拍動。
『太好了,我的耳朵又可以拍動了,謝謝你,佛多。』維特興奮地大喊著。羅素先生在一旁露出感激的眼神。
『不用客氣,維特。如果沒有別的事,我們就要先離開了。』
佛多看著波特說:『走吧,波特。』他們揮著手向羅素先生和維特道別。此時維特快速的拍動著他大大的耳朵飛了起來,高興地在天空中旋轉,揮舞著他長長的鼻子向他們道別。

秘密基地
佛多和波特繼續往「波姆斯」的出口方向跑去。終於到了出口的地方,佛多對著波特說:『波特,我們再來比賽賽跑吧,看誰先到秘密基地。』
波特回答說:『沒問題,這次一定是我先到。』
接著就聽到他們倆異口同聲的說一、二、三開始。佛多邁開腳步,飛快地穿過橡樹林。此時波特也很快的爬到橡樹上,在樹幹之間擺盪著。波特先一步穿過了橡樹林,而佛多則在後面緊緊追趕著。他們持續的往「波姆斯」村莊的北方跑去。「波姆斯」的北方是一大片的森林,森林中有著許多非常巨大的紅木。許多紅木的年齡都已經好幾百年了。然而在森林的深處,更存在著上千年的神木。此時佛多和波特已經進入了這座森林,佛多看到波特在前方的樹上跳躍著,而秘密基地就在前方不遠處。他趕緊加快腳步,幾乎是用跳的方式往前奔跑。突然波特從樹上跳了下來,而佛多也用力一蹬腳,往前飛撲出去,正好接住了波特。兩個都倒在了柔軟的草地上。森林的深處傳出了他們的笑聲。
佛多笑著說:『同時抵達。』波特笑著點了點頭。
沒想到在森林的深處竟然會有這麼奇特的地方。這是一個天然的圓形廣場,廣場的四周由十三棵超過千年的神木所環繞著。廣場的地面上覆蓋著柔軟的草皮,而最令人感到特別的是廣場的正中央竟然有一棵非常巨大的神木,它的樹幹比那十三棵神木都要大上許多,最少需要十三個大人才能將其環繞一圈。它的高度大約有三十層樓高,可以看到它的樹頂已經裂開,而且裂縫一直往下延伸到神木一半高度的地方。這棵神木就是佛多和波特口中的秘密基地。
佛多和波特來到了神木前,在距離地面三公尺的附近有一個很大的樹洞。他們以非常熟練的方式爬上了神木,來到了樹洞前。時間已經接近中午,天軌光斜照在洞口前。佛多將洞口旁邊的樹枝和葉子拿開,底下出現了一個很大的鏡子,這面鏡子是佛多和波特一起製做的。佛多調整了一下鏡子的角度,將天軌的光反射進入到樹洞中。瞬間,樹洞裡面變得非常明亮,裡面有擺放著桌子、椅子還有書櫃。佛多將午餐放在桌上,而波特則是跳到一個藤蔓做的吊床上躺了下來,這個吊床是佛多特別為波特所做的。佛多吃著午餐並對著波特說:『波特,你知道今天是什麼特別的日子嗎?』
波特搖著吊床說:『當然知道。今天剛好是我們發現秘密基地的第五年。』
佛多繼續說:『我還記得五年前的今天,突然下了一場很大的雨。晚上睡覺前,我們看著窗外的天空,突然一道巨大的閃電打在這座森林中。你嚇得躲到被窩裡,我看到被閃電擊中的地方出現了微微的亮光。隔天,我們就來這座森林裡探險,並且發現了這棵裂開的神木。』
波特好奇的問:『佛多,你覺得這棵神木是被閃電劈開的嗎?』
佛多回答說:『我不是很確定。不過從閃電擊中的位置來看,很像是這個地方。不知道為什麼,我第一次看到這棵神木,就有一種熟悉的感覺。』
波特笑著說:『當然熟悉啊,這棵神木是我們的「哥白尼太空號」啊!』原來佛多和波特將這棵神木命名為「哥白尼太空號」。
佛多笑著將餐盒蓋上,走到書櫃旁。書架上有著許多天文學、物理學和數學的書籍。佛多從書架上拿出他最喜愛的那本書—《宇宙探險三百天》。
『波特,我好希望可以去宇宙冒險。我想去看美麗的星雲,還有超新星爆炸,還有還有去黑洞附近看看。不知道待在黑洞附近,時間是不是真的會變慢?』
波特從吊床上跳下來說:『書上是這麼說的。佛多,你要去冒險時,一定要記得帶我一起去哦。』
佛多點點頭說:『一定。從我三歲生日那天,爸爸把你帶回家送給我之後,我們就再也沒有分開過。你是我一輩子的朋友。』
接著,佛多從另一個櫃子裡拿出兩頂他們用木頭做的船長帽。他將其中一頂帽子拿給了波特,並說道:『波特副艦長,哥白尼太空號即將出發,我們趕緊到駕駛艙吧。』
波特說:『遵命,佛多艦長。』他們趕緊坐到椅子上,想像著眼前是廣大無際的宇宙。
佛多撿起一根樹枝說:『副艦長,往右前方四十五度航行。注意!前方出現了一大片星雲,形狀看起來很像螃蟹。』
波特副艦長說:『哇!有藍色、綠色和紅色,好漂亮喔!』
『副艦長,趕緊加速離開,螃蟹追過來了。』
就在佛多和波特玩的很愉快的同時,位於波姆斯中心的一座古老建築物裡正在發生一件非常重要的事。這座建築物是波姆斯村莊唯一的一所學校-「塞沙特」學院,而佛多的父親卡爾.哥白尼正是「塞沙特」學院的教授。哥白尼教授是一位身材高大,但是體型偏瘦,年紀約五十歲左右的中年人。他有著一雙睿智的眼睛,但總是讓人感覺很嚴肅。和他相處過的人都知道他是個溫和有禮的人,但是他從不把情緒表達出來。他精通數學與物理,更熟知電腦與機械。對佛多來說,似乎沒有什麼東西是父親所不知道的,也沒有什麼東西是父親修不好的。
在佛多三歲時,卡爾製造了一隻具有人工智能的機械猴MONKEY 1.0,送給佛多當生日禮物,也就是波特。卡爾將他自己特製的電腦處理器SIA 5.0放入到波特的大腦,並且讓波特學習許多的數學和科學的知識。透過他與阿格瑞教授所共同開發的「神經元強化學習程式」,波特擁有自我學習的能力,並且可以表達各種情緒。阿格瑞教授還特地幫波特加入了自我保護程式,所以當他遇到危險時,會以躲避危險和保護自己的安全為第一優先,因此有些人總會認為波特是一隻膽小的猴子。

史瓦茲黑洞
哥白尼教授正坐在實驗室裡的書桌上埋頭計算著蟲洞的形成,蟲洞是一種時間空間的通道,它可以連結宇宙任何兩個不同時間與空間的位置,這意味著穿越蟲洞就可以前往未來或是回到過去,甚至可以很快地到達其他遙遠的星系。書桌上堆滿著許多的書籍,在書桌後面掛著一片大黑板,黑板上面寫滿著密密麻麻的數學符號。在書桌的前方,有一大片窗戶,從窗戶看出去正好可以看到那兩座環繞著波姆斯的高山,而且山頂上終年都覆蓋著白雪。窗戶下面放著一個銀色的桌子,這時銀色的桌子突然發出聲音:『尤瑞卡來電。』
哥白尼教授摘下眼鏡,抬起頭說:『開啟。』這時窗戶的玻璃突然變成黑色的,同時桌面自動的打開,出現了一個螢幕。螢幕發出了光芒,並且在螢幕的上方投影出一位看起來面容慈祥,和藹可親的老婆婆。
老婆婆微笑的說:『好久不見啊,卡爾。』
『是啊,尤瑞卡,應該有五年沒見了,怎麼突然聯絡我了?』卡爾回答道,臉上閃過一絲的不安。
『時間可能快要到了,你要有心理準備。』尤瑞卡平靜地說。
卡爾忽然站了起來,有些激動的說道:『妳是怎麼確定的,難道妳已經找到那張失落的紙片了?』
『是的,卡爾。』尤瑞卡回答說。
卡爾緊張的問:『紙片上怎麼寫?』
『兩天後就是佛多十二歲的生日,阿格瑞教授會去參加佛多的生日宴會,到時他會親自跟你說明。』尤瑞卡依舊平靜地說。
尤瑞卡接著問:『佛多知道了嗎?』
卡爾搖搖頭說:『我還沒有跟他說,我開不了口。』此時卡爾跌坐在椅子上,陷入了沈思。
尤瑞卡又問:『卡爾,還有另一件事。你已經找到控制「涅格特」的方法嗎?』
卡爾搖搖頭說:『還沒,「涅格特」還是不穩定。』
『我和阿格瑞教授從最近的計算以及重力波的觀測資料發現,有另一顆黑洞正在接近史瓦茲黑洞,它們大概在一個月內就會融合成一個更大的黑洞。我們必須密切注意這個事件,盡快找到控制「涅格特」的方法。』說完,尤瑞卡的影像便消失了。
哥白尼教授獨自坐在實驗室沈默不語,而外面的草皮上,不時的傳來學生的笑聲與玩耍的聲音。他的腦中不自覺的浮現了許多和佛多的各種回憶。他想起了佛多剛出生,他將他抱在懷裡時,佛多大哭的模樣。他想起佛多第一次開口叫他爸爸,還有他第一次帶佛多作科學實驗時,佛多臉上興奮的表情。不知不覺的眼淚沿著他的臉頰滑落。他擦乾了淚水,走進了另一個房間。
這是一個很奇特的房間,房間的上方是一大片圓弧狀的黑色螢幕,螢幕上顯示著許多的星星以及星系。每一顆星星的旁邊都有三個數字標示著它們的位置。房間的桌面上擺放著許多電子儀器以及插滿金屬線的板子。
哥白尼教授抬頭對著螢幕說:『道一,幫我顯示出史瓦茲黑洞的資料。』這時,螢幕右下角的一顆黑洞忽然被放大並且移到螢幕的正中央,旁邊出現了一些的數字。
接著他轉頭對著一隻坐在地上的紅色猩猩說:『無為,幫我去書櫃上拿《涅格特的製造》,還有我書桌上的筆記本。』
無為將東西拿過來後說:『教授,「涅格特」的問題解決了嗎?』
教授回答說:『還沒有,不過我已經快要解開最後的謎團。』
『佛多真的會離開這裡嗎?那我可不可以跟著去保護他?』無為說著。
教授強忍著淚水,拍拍無為的肩膀說:『我相信一定有辦法解決這個問題,你不要擔心。』
哥白尼教授開始做著最後的計算,並且將計算的結果都寫在了筆記本上。他闔上筆記本,按了一下筆記本左上方的圓形按鈕,這時筆記本的中央浮現出一塊黑色的小方塊。他拿起方塊走到房間最裡面的一個櫃子前,說了一句:『拉波替。』櫃子慢慢地向左邊移開,後面的牆上出現了一個圓形的洞口。他從洞口拿出了一顆純白色的小球,大小跟網球差不多。他將黑色小方塊放在小球上,接著小方塊便漸漸地融入到小球中,變成了白色小球表面上的一個黑色方塊。
外面的天色漸漸暗了,天軌星即將要下山了。哥白尼教授將小球放到袋子中,收拾好文件準備回家。這時佛多和波特已經回到家。佛多正在幫母親準備晚餐,波特則是坐在書房裡看著書。佛多的母親是一位非常溫柔的女性,有著一頭烏黑的長髮和棕色的皮膚。她喜愛研讀歷史,並且精通許多地方的語言。
一樓的書房是她的工作室,書房裡有許多的書櫃,而書櫃上擺滿了各種歷史和哲學的書。白天的時候,她總是待在書房裡撰寫著小說與兒童書籍。每到假日,她時常會邀請村莊裡的小孩來家裡,告訴他們許多有趣的故事。晚餐的時間快到了,餐桌上擺滿豐盛的食物。佛多將餐桌上的蠟燭點燃,同時大門傳來了敲門的聲音。佛多大聲說:『一定是爸爸又忘記帶鑰匙了,我去開門。』
佛多門一打開,出現的是一位身穿藍色大衣,頭上戴著一頂深灰色帽子的老人。這位老人的身材不高,體型有點微胖,年紀看起來有八十多歲了。佛多驚訝地大喊:『阿格瑞爺爺。』並且上前抱住了他。這個老人也彎下腰抱住了佛多說:『好久不見啊,佛多。』
『阿格瑞爺爺,快進來,我先幫你把大衣和帽子放好。』
佛多接著說:『你剛好來和我們一起吃晚餐,我去幫你準備餐具。』
就在這時,書房裡的波特聽到阿格瑞三個字,趕緊闔上書本跑了出來,阿格瑞教授笑著說:『波特,你看起來過得很好。』波特開心的點點頭。
佛多的母親從廚房走了出來,微笑著說:『阿格瑞,好久不見,你不是一直和尤瑞卡在一起,今天怎麼會特地過來拜訪我們?』
阿格瑞說:『是啊,伊西絲,好久不見。後天就是佛多的十二歲的生日,這麼重要的日子我特地帶了一件生日禮物要送他。』阿格瑞對佛多眨了一下眼睛。
大門又再度打開,哥白尼教授走了進來,看到阿格瑞教授時,顯得有點驚訝,他說道:『阿格瑞,我以為你後天才會到。』
『我想早點來跟你們敘敘舊,而且也好久沒有看到可愛的佛多了。』阿格瑞笑著說。
『大家先來吃飯吧,不然飯菜都要涼了。』伊西絲催促著大家。
眾人來到餐桌前坐了下來,享用了一頓美味的晚餐。吃完飯後,佛多和波特跑去屋頂上看星星。卡爾和阿格瑞坐在書房裡,這時,伊西絲泡了一壺茶走進了書房。
阿格瑞聞著茶香說道:『嗯,好懷念的味道,伊西絲泡的茶總是特別好喝。』
伊西絲笑著說:『阿格瑞,我已經幫你把房間準備好了,你可以在這裡多住幾天。』阿格瑞微笑的點點頭。
此時卡爾突然起身走到一個書櫃前,打開書櫃下方的抽屜,從抽屜裡拿出一個用藍色絨布所包住的東西。他小心地打開絨布,裡面放著一本看起來非常古老的書。這本書都已經完全泛黃,在它的封面下方畫著一隻有著一對老鷹翅膀的飛天獅子,而書本的正中央有著一個奇特的符號:



伊西絲有點不安的說:『卡爾,你為什麼要拿出這本書?』
卡爾沈默不語,他非常小心地翻開第一頁,彷彿稍微用力一點紙張就會裂開,上面畫著一位捲髮的男孩,然而因為紙張的泛黃,男孩的臉孔已經十分模糊,不過依稀可以看到這個男孩的左手臂上有著一個類似葉子的圖案。不知是什麼原因,男孩下方的部分整個被撕掉了。
阿格瑞說:『卡爾,你還沒跟伊西絲說嗎?』卡爾搖搖頭,將書本放到阿格瑞前面的書桌上。
『阿格瑞,到底發生了什麼事?』伊西絲有些慌張地說。
阿格瑞喝了一口茶,然後從口袋裡拿出一本筆記本,他打開筆記本,裡面夾著一張泛黃的紙張,他小心地拿起這張紙和書本的第一頁拼在一起,高興的說:『完全吻合。』伊西絲聽到後,表情顯得非常驚訝和不安,她過去看著拼好的第一頁,被撕掉的部分上面畫著一隻小猴子,而小猴子的旁邊則是畫了一個星球。在星球下面有兩個符號,符號的形狀分別是「地」和「球」。
阿格瑞接著說:『這張被撕碎的紙片是我上個月在伊西絲一位遠房親戚的家中無意間發現的。』
伊西絲突然感到一陣暈眩,她仍然強忍鎮定的說:『阿格瑞,你真的確定書中這位男孩是佛多嗎?』
阿格瑞回答說:『伊西絲,在還沒找到這張失落的紙片前,我只有五成的把握,但是,從這張失落的紙片中所畫的小猴子,我現在有九成的把握,這個小猴子就是波特。』
阿格瑞拿起杯子喝了一口茶後說:『真好喝。伊西絲,這本書是妳們家族世代相傳所遺留下來的。非常特別的是這本書所描述的事情都不是發生在科斯摩斯星球上,而且裡面甚至有許多文字也不是屬於科斯摩斯上的文字。妳還記得嗎?當初妳來找我和尤瑞卡,想要請我們幫忙了解書中的內容,你也是因為這樣才認識當時在我這邊從事研究的卡爾。』
伊西絲點點頭,眼眶含著淚水說:『當時你和尤瑞卡告訴我這是一本描述小男孩在外星球冒險的書,但是我沒有想到這位小男孩就是佛多。』
阿格瑞嘆了一口氣說:『我想佛多出生時,你們看到他左手臂上的胎記和書中的葉子形狀一樣時,應該多多少少就有心理準備了。』
伊西絲強忍著悲傷,指著第一頁上面的星球說:『阿格瑞,你已經知道這顆星球的位置嗎?』
阿格瑞回答說:『伊西絲,由於這本書的許多頁面都已經破損的非常嚴重,我和尤瑞卡花了很久的時間研究,才從沒有破損的內容中推斷出這顆星球應該是位於距離這裡大約二百五十萬光年遠的星系,而且這顆星球的名稱就叫做「地」「球」。』
阿格瑞又喝了一口茶後說:『從書中,我和尤瑞卡還分析出「地」「球」上應該存在著具有智慧的生物,而且有些生物和科斯摩斯上的生物很像。』
伊西絲著急的問:『你和尤瑞卡已經知道佛多什麼時候會出發去「地」「球」嗎?』
阿格瑞指著那張他所找到的紙片說:『妳看,這邊的字跡雖然已經很模糊,但是仍然可以看到上面寫著十二歲。』
伊西絲難過地倒在卡爾懷裡說:『那不就是今年了。』
阿格瑞對著伊西絲和卡爾說:『佛多從他滿月時我就認識他了,他真的是一個很特別的孩子,妳和卡爾把他教導的很好。他對科學的興趣真的讓我印象深刻。』
卡爾摸著伊西絲的頭,一句安慰的話也說不出來,腦袋陷入一片空白。
吃完飯後,佛多和波特就一直待在屋頂上看星星。「波姆斯」夜晚的天空可以看到滿天的星斗,一閃一閃的星光像是在對著我們眨眼睛,令人著迷。佛多非常喜歡研究天空中星星的位置,而且屋頂上還有一台佛多和波特兩個人共同製造的天文望遠鏡。佛多正透過望遠鏡觀察著星星。他對著波特說:『你看,東北方那顆星星其實是一個橢圓星系。』波特點著頭說:『我知道。我昨天晚上有看到。』這時,佛多將望遠鏡指向北方天空一個沒有星光的地方說:『波特,你知道嗎,那個地方應該有一個黑洞。』
波特懷疑的說:『疑?不是沒有光可以跑出黑洞,你怎麼可以看到它?』
佛多得意地笑著說:『我已經觀察了好幾年。』佛多從口袋裡拿出一本筆記本說:『波特你看,我從五年前就開始觀察這個黑暗地區周圍的四顆星星,我發現它們都緩慢的繞著這個地區。這代表這個黑暗的區域一定存在著一種不會發光的東西可以拉住這些星星。我猜這個東西應該是黑洞。』
佛多將筆記本遞給了波特說:『你看這裡,我把這五年來它們環繞的軌道位置都記錄下來了。』
波特接過筆記仔細地閱讀著。佛多接著說:『我想去那個黑洞看看。不知道那裡有什麼好玩的東西。』
波特抬起頭看著佛多說:『不要忘記我也要一起去喔。』
突然樓下傳來伊西絲的聲音:『佛多,該上床睡覺囉。』此時的伊西絲已經平撫了情緒,她不想讓佛多看到她憂傷的表情。
佛多和波特趕緊回到房間,躺在了床上。伊西絲走到了床邊,微笑的對著佛多說:『後天就是你的生日,到時我會烤一個很好吃的生日蛋糕給你。』佛多開心的點點頭。
『好了,你們兩個,現在乖乖的去睡覺了。』伊西絲分別在佛多和波特的額頭上親吻了一下。佛多很快地就進入了夢鄉,而波特也進入了休眠狀態。

科學筆記I:飛天獅子的秘密

(一)宇宙冒險之旅
科學革命先驅伽利略曾經說過這麼一段話:
『科學的真理不應在古代聖人蒙著灰塵的書上去找,而應該在實驗中和以實驗為基礎的理論中去找。真正的哲學是寫在那本經常在我們眼前打開著最偉大的書裡面。這本書就是宇宙,就是自然本身,人們必須去讀它。』

(1) 宇宙中璀璨絢麗的煙火:星雲
星雲是由星際之間所存在的分子雲所組成,這些分子雲裡包含許多溫度很高的氣體,主要是氫氣和氦氣。溫度很高的氣體會發出不同顏色的光,所以哈伯太空望遠鏡所拍到的星雲照片,才會如此得多彩多姿,令人不得不讚嘆大自然的美。
為什麼星際之間會存在這麼多的氫氣和氦氣呢?這些氣體大部分是從宇宙大爆炸之後就形成的。在宇宙大爆炸之後,隨著宇宙溫度的降低,宇宙會經歷不同的時期,其中有一個時期稱為原子核的生成,這個時期宇宙中會生成大量的氫原子核和氦原子核,以及少量的鋰原子核。所以星際間的氫氣與氦氣主要就是來自於原子核的生成時期。
星雲有可能是恆星形成的場所,也可能是超新星爆炸後所遺留下來的殘骸。這意味著星雲是恆星誕生與死亡的場所。怎麼說呢?恆星的誕生是因為冷卻的分子雲受到重力的吸引而聚集在一起,這個聚集的過程中會釋放出許多能量,將周圍的分子雲加熱,使得分子雲裡的氣體因為溫度變高而輻射出美麗的光。另一個星雲形成的原因是當質量很大的恆星裡面的核能要燃燒殆盡時,會產生超新星爆炸,爆炸所產生的巨大能量會讓周圍的分子雲加熱而輻射出光。

(2) 恆星的一生
『世界上只有兩樣東西是值得我們深深景仰的,一個是我們頭頂上的燦爛星空,另一個是我們內心的崇高道德法則。』
伊曼努爾.康德
恆星是由於冷卻的分子雲經過重力的互相吸引而形成的,恆星之所以會發光是因為恆星的內部存在著非常巨大的壓力,在這樣的環境下,原子核會開始融合,而融合的過程中會釋放出巨大的能量,你可以想像原子核的融合就像是一種燃燒現象,會輻射出你所看到的光。但是正在燃燒的恆星為什麼不會因為本身重力的關係而繼續塌縮下去呢?這是因為恆星內部的燃燒會產生出抵抗星球重力的排斥力,所以只有當恆星裡面的核融合反應結束後,恆星才會因為重力的吸引力而繼續塌縮。
恆星最後的命運是什麼呢?這跟恆星的質量有密切的關係,質量大小不同的恆星會有不同的命運。若恆星的質量小於大約一點四四倍的太陽質量時(這個估計稱為錢德拉賽卡極限,是由印度裔英國科學家蘇布拉馬尼安.錢德拉賽卡在二十歲時所計算出來的),恆星會演化成白矮星。白矮星之所以可以抵抗重力的塌縮是因為其內部的電子與電子之間所存在的簡併壓。質量比錢德拉賽卡極限再大一些的恆星最後會形成中子星,而中子星之所以可以抵抗重力的塌縮是因為其內部的中子與中子之間所存在的簡併壓。當恆星質量大到某個程度時,沒有任何壓力可以抵抗重力巨大的吸引力時,恆星最後的命運就是形成黑洞。
我們現在來介紹一下被自己老師排擠的天才科學家:蘇布拉馬尼安.錢德拉賽卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)。
錢德拉賽卡是一位印度裔的美國天文物理學家,他同時也是知名諾貝爾物理獎得主錢德拉賽卡.拉曼爵士的姪子。在他十九歲從印度搭船前往劍橋求學的途中,他便計算出質量超過一點四四倍太陽質量的恆星將會塌縮到中子星或是黑洞。當年他發表這篇讓他可以獲得諾貝爾物理學獎的論文時,他還沒有拿到博士學位。然而這篇論文卻惹惱了他的指導老師亞瑟.愛丁頓爵士(Sir Arthur Eddington),因為愛丁頓爵士一直認為自然界中不可能存在黑洞,所以存在錢德拉賽卡極限是非常可笑的事。他公開的反對錢德拉賽卡的研究工作,這促使錢德拉賽卡離開了英國學術界,並且轉往美國發展。愛丁頓爵士對他的打壓使得他放棄了追逐名利的想法,努力成為一個真誠、純粹的科學家。
西元一九八三年錢德拉賽卡因研究恆星演化與結構而得到了諾貝爾物理學獎。早在十九歲還未上大學前就已經計算出錢德拉賽卡極限的他並沒有因此而過的舒逸安逸,他中年的時候開始研究起廣義相對論,所有計算均親力親為,如廣義相對論中星體運動的軌跡、中子星的準正交態(quasi-normal mode)以及克爾黑洞的重力微擾等複雜的計算。

(3) 時間空間的統一:閔可夫斯基時空

西元一九○五年被稱為奇蹟的一年,因為艾伯特.愛因斯坦在這一年發表了五篇震撼世人的論文。其中一篇論文徹底的改變了人類對於時間空間的想法,這篇論文所建立的理論就是我們所熟知的狹義相對論。從伽利略一直到牛頓,人們所認為的時間和空間是兩個獨立的概念。這是什麼意思呢?讓我們舉個例子。想像有兩個人,一位叫做露西,而另一位叫做約翰。露西帶著一顆球和一個鐘坐在火車上,而約翰則是帶著一樣的鐘坐在月台的座位上。火車等速的行駛過月台時,露西會認為球是不動的,而約翰則是認為球是等速度的往前動,這代表他們所處在的空間狀態不一樣。但是從伽利略或是牛頓的觀點,整台火車通過月台所經歷的時間,對於露西和約翰來說都是一樣的。換句話說,時間的流逝不會因為他們兩個的空間狀態不同而有任何的改變。牛頓認為時間的流動是絕對的,無法被改變。
愛因斯坦深入思考了時間的性質,他認為真正不會改變的不是時間,而是物理定律。讓我們回到露西和約翰的例子。從愛因斯坦的觀點,露西和約翰不只是空間狀態不一樣,時間狀態也不一樣。約翰會認為露西的時間流逝得比較慢,而露西也會認為約翰的時間流逝得比較慢。雖然他們的時間和空間狀態都不一樣,但是露西和約翰所觀察到的物理定律是一樣的,這代表露西和約翰所觀察到光的速度大小是一樣的。或許你會想光的速度大小和物理定律有什麼關係,這可是有很大的關係。光是一種電磁波,換句話說,也就是一種電磁感應的現象,所以從電磁學的定律我們可以得到光的速度大小跟電磁學裡的物理常數有關。
讓我們再來舉一個同時性的例子,想像露西在車廂的正中央放置了一盞燈,而車廂的前後門都有可以感應光的偵測器,當光抵達門時,門就會自動打開。火車往前行駛到約翰前面時,燈炮突然亮了,露西會發現前後門是同時打開,而約翰則會發現後門先打開(想一想為什麼?)。這個例子告訴我們露西認為同時發生的事情,對於約翰而言並不是同時發生,這是因為他們兩個的時間狀態不一樣。
愛因斯坦對於時間概念的革命,讓我們理解到空間狀態的改變會影響到時間狀態,這代表空間和時間不是兩個獨立的概念。在愛因斯坦發表狹義相對論後的第三年,曾經是愛因斯坦的老師閔可夫斯基從數學上建立了四維的時空,我們稱之為閔可夫斯基時空。這代表所有的物理定律都必須在閔可夫斯基時空底下來描述才是正確的。
這樣故事就結束了嗎?當然還沒,我們上述的露西和約翰的例子有一個限制,就是露西和約翰之間的運動必須限制在等速度運動的情況(我們稱露西或是約翰這樣的觀察者為慣性觀察者),如果露西或是約翰有任何一個人在做加速度運動,則閔可夫斯基時空就無法適用。為了解開這個限制,愛因斯坦進一步去思考時間空間彎曲的情況,並且巧妙的將重力理論結合起來,建立了一個非常美麗的理論—「廣義相對論」。

   
 

王志宏 博士 Dr. Chih-Hung Wang

英國蘭開斯特大學物理系博士,主要研究領域為廣義相對論、宇宙學以及微分幾何的應用。2015年起開始擔任時空研究學苑 (Spacetime Academy) 的執行長,致力於科學教育與科學創意產業,認為啟發孩子對科學的興趣與好奇心是科學教育最重要的工作。設計《科學想想》、《手作實驗與觀念之建立》等科學創意課程,並完成五本《科學想想》課程的教材。喜歡思考和想像,熱衷於寫作,目前正在撰寫科幻小說『佛多與波特的奇幻冒險』五部曲。

吳育慧 博士 Dr. Yu-Huei Wu

「學術殿堂所築成的高塔讓你站在一個制高點上,仰望星空卻忘了終有一天我們將同為塵埃。」

廣義相對論與黑洞理論研究學者,經過多年國內外學界浮沉,於台中創立時空研究書苑 (Spacetime bookshop) 與時空研究學苑 (Spacetime Academy),提供喜愛思考宇宙、哲學與物理問題的人們一個共同切磋的時空,致力於提升科學創意產業的新價值,落實創意與開發未來研究環境,提倡主動式學習,培養未來科學研究人才,編撰與出版大眾科學書籍、科幻小說,讓科學融入我們的文化與生活之中。

 
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