2018年3月18日 星期日

霍金與香港



霍金去世,香港的報章、電台電視、網上媒體紛紛報導,忽然大家都覺得偉大的物理學家值得我們尊敬和懷念,雖然絕大部份香港人對他研究的宇宙學不甚了了,香港大學甚至去年才剛取消天文學主修,以致本來足以孕育香港未來愛因斯坦和霍金的搖籃在糊裡糊塗中給毀掉,那時香港人連「咦」都沒發一聲,更有學府中人刪了只得幾個學生的無聊學科,視省了寶貴的資源為正面的政績。昨天的香港社會對自然科學一丁點興趣都沒有,今天一窩蜂悼念霍金,似乎有點諷刺。

我有心理準備給忽然霍金迷攻擊,但是昨天的香港社會橫看豎看都找不到重視科學的影子,政府講「科技創新」只因它被神化為「經濟發展新動力」,投資放在鼓勵初創企業,希望它們盡快創匯,投資在科學研究的份額卻長期落後於發達國家或者我們一度的競爭者新加坡。政府連運動員或藝員都會發給某些勳章,大家有誰記得哪幾位本土科學者家(除了大學校長)得到同樣的關注與表揚?香港真的重視科學、物理學、天文學?真的尊敬科學家?還是只不過西方傳媒大事宣揚,我們東方人害怕不跟隨唱頌歌就被洋人視為孤陋寡聞、不識大體?

像香港不少父母一樣,霍金的父母本來想他學醫,怕他讀了數學後找不到工作,不過中學時期同學早已給他起了「愛恩斯坦」這個花名,他的興趣傾向造模型,後來碰上出色的數學啟蒙老師帶領他和同學造了一部計數機,誘發他對數學的終身愛好,以及決定在大學進修數學。由於父親是牛津大學的「大學學院」舊生,硬要他到那裏唸書,但是該學院不設數學科,霍金父命難違,惟有選了物理和化學。真正的興趣得不到舒展,結果是他藉小聰明做大懶惰,讀書頗為馬虎,幸好後來參與集體活動而開變得開朗、活潑,甚至多口和調皮,在勉強混得一級榮譽後,霍金跳槽到劍橋大學展開宇宙學的博士研究,他的數學興趣加上本科的物理功底完美融合,幫助他進入廣義相對論的堂奧,以數學的奇點(singularity)觀點去看宇宙的初始,順利完成他的博士論文,世事的轉折有時難以預料,沒有父親的強迫,霍金也許一早去了劍橋唸數學,沒有了幾年的物理浸淫,他可能變不成後來的偉大理論物理學家。
宇宙大爆炸在奇點出現,此後時間才有意義
霍金的確是出類拔萃的理論物理學家,一生涉獵甚廣,除了廣義相對論和宇宙起源,還在多個領域作出突出貢獻,包括黑洞、宇宙演他、量子重力學等,較多人知道的是1980年他發現黑洞不是原先想像的無底洞,其實可以發出輻射(今名霍金輻射),直到黑洞蒸發為止,不過他認為在蒸發過程中,進入黑洞的信息同時消失,引申出一個所謂「信息悖論」 (information paradox),廣義相對論和量子力學兩種方法的推導無法調和,在物理界爭辯數十年,到了2014年他承認在這方面犯了錯誤。

霍金作出錯誤判斷不只此例,他又曾斷言基本粒子「希格斯玻色子」(Higg’s boson)永不可能測得,對手希格斯當時投訴霍金在辯論中因為名人身份讓他輕易得人信任,偏離了以道理論輸贏的原則,後來這粒粒子被量度到了,霍金承認失敗,希格斯也獲頒諾貝爾獎。在最近幾天的一片歌功頌德中,我們必須提醒自己,我們基本上不認識霍金的科學工作,把他比喻為愛因斯坦是否合適,還待時間證明,千萬不可人云亦云。

霍金的名人身份主要來自1986年出版的《時間簡史》,這本書一出版便風靡全球,長踞書籍暢銷榜首,譯成多國語言,共售出一千萬本,雖然很多人說這本書好看和厲害,不過有研究指出:《時間簡史》和另一暢銷書《21世紀資本論》並列最少人看完的暢銷書 (the most unread bestsellers),雖然霍金已經用了盡可能最淺白的語言去寫,但是畢竟避不開高深的物理,讀者平均看了十五分之一左右就捱不下去把書放下。或者我們需要思考,何以一本難讀如斯的物理科普書籍能夠成為暢銷書,以及使霍金成為全球知名的物理學家?是否出版社使用了甚麼市場推銷策略迷倒對天文有原始好奇的讀者,然後又借用他們的感染力令其他人覺得擁有《時間簡史》是潮流,不買一本放在家中會變成離群的小羔羊,失去群體認同感?當時買書的人,究竟是愛書人,還是不過在追潮流?

《時間簡史》的成功為霍金帶來收入,也令他瞬間成為全球(至少在西方國家)名人,演講邀約如雪片飛來,霍金每年花上不少時間穿梭世界各地,演講之外還有應酬,他喜歡熱鬧,派對直到深夜而不疲,以致少了時間搞科學研究,大學裏的同事則不服氣,覺得他的名人地位與學術成就不成比例,而是多少與身體殘障惹人同情有關。「成功」會衍生破壞成功的後果,也會播下妒忌的種子,這是人類社會千古不易的定律,霍金有沒有跳出名枷利鎖的自我醒覺我不知道,不過我相信如果沒有《時間簡史》的暢銷,霍金對宇宙學的貢獻可以更大。

霍金成為名人之後,像所有諾貝爾獎得獎者(咦,他沒拿諾貝爾獎?),經常被問到世界的未來之類的問題,他也不吝分享他的看法,很多地方與我不謀而合。我既高興也覺「不幸」,雖然我講在他之前,但是他名氣大,所有人都以他為準,覺得是他的真知灼見,不過反過來看,我也很幸運,我說人類可能一百年內滅亡,以前沒有人相信,霍金來港講過之後,大家就多信幾分了,省我不少游說的功夫,又例如我說科技出現令富人有更大的能力,把平民創造財富聚集到小圈子手中,加劇貧富懸殊,有人指我是社會主義分子胡說,不過霍金多次公開談同樣的觀點,甚至比我更擔心人工智能技術會帶來財富分布愈趨不公平的社會,令我慶幸吾道不孤。

最後講霍金與天氣預測的關係,2014年他寫了一篇文章,討論黑洞保存信息的問題,他說黑洞的「輻射是確定的但是混亂的,與地球上的天氣預測相似」(… radiate deterministically but chaotically. It will be like weather forecasting on Earth.),他說混亂的實際作用是令信息消失,因此幾天後的具體天氣無法預測。科學巨人也說不可預測,以後天文台天氣偶有失誤,市民請不要罵得太凶。

霍金是一個多維現象,不能簡化為「與愛因斯坦並列的偉大科學家」。我們在尊敬和懷念霍金之時,也應同時思考為甚麼他生長的國度會重視他這樣一個研究天文、宇宙的理論物理學家,而我們香港卻會嫌學生太少和「浪費資源」而把大學的天文主修砍掉?如果香港人真心懷念霍金,是否應要求香港大學恢復天文主修,為培育香港的愛因斯坦和霍金做好準備?

(本文原刊於2018318日明報,此處略有修改。)





2018年3月16日 星期五

噪鵑 – 春天的呼喚



在香港,春天的呼喚由噪鵑的響亮叫聲代表:ko-el .. ko-el .. ko-el ...(註一),一次比一之稍為高音,十多下之後實在太高音時,噪鵑會停下來,儲夠中氣從頭由低音開始再叫。

噪鵑白天會叫,有時也會由凌晨三、四時開始叫。

有人聽到噪鵑叫聲很開心,感應春天的生氣勃勃,個別人則向漁護署投訴吵耳令人失眠,令人煩燥,幸好至今未見政府過度反應,派人去驅趕或拘捕「犯事」的噪鵑。
噪鵑  (鳴謝:洪維銘)
猜想心存感恩者聞鳥聲知春天到臨,心中生起喜悅,自然入睡,再不知鳥叫,至於投訴的人則可能本來煩燥才會失眠,失眠才會聽到鳥叫和覺得吵耳,因此故事其實是反過來說的。

愛與惡、自在與不安,差別只在一念之間。 

1     噪鵑叫聲的連結(香港觀鳥會):  http://www.hkbws.org.hk/web/chi/birdcall/Koel2.wav



2018年3月14日 星期三

木棉樹繼續發警告



我家附近的木棉樹樹頂開花,對比滿樹熬過去年冬天的殘葉和今年新長的綠葉,境況頗為瑟縮,毫無以往春天全樹無葉和紅花怒放的豪邁景象,這是氣候暖化衍生的現象。

紅磡道的木棉樹紅花瑟縮
以前木棉的生命周期符合秋收冬藏的原理,冬天樹葉全部凋謝掉落,樹木的能量儲存起來,留待春天來時拼盡全力支持眾多的大朵紅花盛開,展示「英雄樹」的英姿。如今冬天不夠冷,應落的樹葉不枯不凋,留在樹上,冬天期間繼續吸取樹木的能量供養自己,情況有點像電池漏電,以致春天來時,開花所需的能量供應不足,因此花況比以前差得多,形成不成體統的半樹綠葉、半樹紅花。

今年一、二月有幾天稍冷,香港就有人說:「又話氣候暖化,點解天氣咁凍?」他們不明白氣候暖化是全球現象,而且是講以百年計的總趨勢,以香港一地數天的「冷」來質疑長期的全球氣候大趨勢,是錯誤地以為香港幾天代表世上百年!

木棉樹客觀地感應世界,不似人類會說謊,它以瑟縮的紅花告訴我們,氣候已變,我們必須好自為之。

從國務院機構改革看香港 (修訂)



消息傳來國務院機構改革落實了(註1),我最感興趣的有以下幾項。


組建應急管理部,統管各種突發災害事故處理,包括地震、救災等。過去二、三十年,世界明顯進入災害事故受災人數急升的時代,氣候變化帶來極端天氣是原因之一,社會運作轉趨複雜也有以致之,因此世界各國先後成立了類似部門,中國採取同樣措施是回應時代的需求,同時反映政府以人為本的中心思想,重視人命,以對焦的策略保障人民安全。目前香港政府的應急管理主要靠眾多部門自行籌劃,大型災難事故出現時,政府總部會由文官臨時兼職輪班主理保安局轄下的「緊急事故監察及支援中心」,不過政府文件講明該中心不負責「統籌」或「指揮」(註2),也許是時候政府調整思路,提高對災害應急的重視,委任專職人員開發和管理緊急事故的高階應對,這樣才能確保減少大型災難的衝擊。

組建自然資源部,除了統一管制自然資源資產的使用,特別強調統一行使生態保護修復的職責,着力實現「山水林田湖草」整體保護、系統修復、綜合治理。自然資源部的出現顯示國家深切認識,以前的粗放型「發展」以污染換取經濟的路不能再走下去,改以「青山綠水就是金山銀山」為指導思想,一是為人民的福祉修補過去的破壞,二是防止進一步的破壞,習近平說過「綠水青山可帶來金山銀山,但金山銀山卻買不到綠水青山」(註3),這是香港政府和精英階層必須好好學習的,可惜我們之中仍然有人遠遠落後於形勢,依然粗放地向郊野公園要地搞所謂「建設」,悖逆內地已經嚴格遵守「不得入侵生態紅線」的思維。



荔枝窩:青山綠水就是金山銀山


組建生態環境部,以前的環境保護部的職責有所擴充,原本由其他機構負責的水污染、農田耕地污染、海洋污染等防治工作,都集中到新的生態環境部,名字加入了「生態」,反映國家提高了對「環境」的理解和認識,不再只是講物質世界的污染,也同時關注污染對生態系統的影響,我們香港近年採納了保護生物多樣性的政策,算是向關注生態向前踏出一步,期望香港政府回應時代,以更大的氣力保護好香港的生態環境,而不是不斷向「山水林田湖草」要地。


荔枝窩:農不單是「農業」,還是「生活方式」和「文化根基」


組建農業農村部,不再保留農業部。香港人可能不太明白這個轉變的玄機,近年內地開始明白農村人口向大城市流徙,農村空洞化,破壞整體社會的穩定性,急需辦法把農村人口穩定下來,因此不可把「農」單看成是「業」,還必須注意「農村」和「農民」,把「農」看成是「生活方式」和「文化根基」,因此把農村建成宜居之所成為當前急務,這是農業部改組為農業農村部的主要推動力。據我了解,日本內閣有專責減少城鄉差距的閣員,背後的原因也一樣。香港向來不重視「農」,農業因為佔GDP百分比低而長期受輕視,昔日農村也沒有得到甚麼照顧,不少鄉村日漸凋零,十分可惜,過去幾年荔枝窩的復村項目算是支授香港鄉村的首次嘗試,幸好連續兩屆行政長官都意識到恢復農村活力的意義,最新施政報告宣布成立鄉郊保育辦公室,專責協助推動鄉村復興的工作,在這方面,我們很偶然地甚至可以說比內地稍早了半步,以政府架構去支援農村的建設。


其他的國務院機構改革離我較遠,不便多談,就個人興趣而言,今次改革有給香港政府和精英階層參考之處,希望他們花點時間了解人家做事背後的理念,以及反思香港是否需要作出一些與時代匹配的改變。

我們不可迷戀過去的輝煌,必須認識新時代的形勢和香港人的需要,多向外學習,多向內反省,更要勇於改變,積極向上。



1     大公資訊  2018313:國務院機構改革帶給中國的十大影響  http://news.takungpao.com/mainland/focus/2018-03/3551134.html
2     香港特別行政區政府緊急應變系統第四章「三級制系統」    http://www.sb.gov.hk/chi/emergency/ers/pdf/ERSc4.pdf
3     中國共產黨新聞網  2017年6月5:習近平擘畫"綠水青山就是金山銀山:劃定生態紅線  推動綠色發展  http://cpc.people.com.cn/BIG5/n1/2017/0605/c164113-29316687.html


2018年3月8日 星期四

春天的寒潮,你可以自己預測



今天(38)早上,香港轉吹北風,北方的冷空氣南下抵港,氣溫迅速下降,香港時間0時後赤鱲角機場氣溫一小時內跌了三度,接近中午累計跌了九度(圖1),是一次頗強的寒潮,幸好今次的寒潮天文台早有預報,市民因此也能夠有所準備。

1  赤鱲角機場溫度和濕度變化  (底圖鳴謝:香港天文台)
現代的科技包括衛星觀測和高速電腦,可以提早多天把未來的大氣變化計算出來,不過作為氣象愛好者,我們總不能事事盡信機械化的電腦,把人腦閒置,否則人類的智能消失,將來有一天,冷了不知何解,熱了不知何故,人反過來受電腦指揮。

這裏介紹一個簡單的方法,可以藉網上的氣象資料,自行在家監察寒潮的到來,主要的工具是美國懷俄明大學 University of Wyoming 提供的高空氣象圖(註1),關鍵是注意蒙古國一帶上空有否冷空氣流向暖空氣的情況,所謂「上空」,指三公里至五、六公里高度,前者高空圖標記為”700 hPa”,後者標記為”500 hPa”。粗略地說,寒潮在上述情況出現後一、兩天左右到達華南海岸。

2展示36國際時間12時(即香港港下午8時)700hPa高空圖,圖內有兩組線,虛線是等溫線(部份用綠色線強調),實線是所謂「等高線」(部份用藍色線強調),基本上與氣流的方向一致,為了方便討論,可以理解為氣流的線條。圖中的數個紅圈顯示氣流方向(循藍色箭嘴)由低溫指向高溫,即是冷空氣流向暖空氣,位置在蒙古國中部,符合以上提到的條件,資料顯示最早於36國際時間00時(香港上午8時)的700hPa圖出現這個情況,寒流抵港用了約一天半的時間。


2  36國際時間12時(香港港下午8時)700hPa高空圖

底圖來源:懷俄明大學網站(註1
這個預測方法的簡單原理是:高空冷空氣遇上暖空氣會下沉,在低空產生推動力,把內陸冷空氣往外推,出現在蒙古國一帶的話,則會把華北的冷空氣推動南下,成為新一輪寒潮。

如果大家長期留意上述的高空圖,會發現大部份時候等溫線和氣流的方向接近一致,原來大氣層的脾性是多一事不如少一事,平常安安穩穩,氣溫與氣流互相平衡,相安無事,不過間中西方會送來一些波動,破壞平衡,使氣流跨過等溫線,搞到高空冷空氣下沉,產生向南的推撞力,把北方冷空氣送到南方,造成寒潮。

想起來很奇妙,東方本來很平衡,西方卻不斷來破壞,世事原來如此。


1      美國懷俄明大學高空氣象圖網址如下,進入網頁後,選”700hPa” ”500hPa”,然後選”Southeast Asia”  http://weather.uwyo.edu/upperair/uamap.shtml