作者tiwsjia (佳佳)
看板NTUNL
标题[心得] 今天听演讲心得
时间Fri Oct 9 23:28:59 2009
大家好:
感谢贵学会主办这场演讲,以下是个人的简要纪录跟心得。
由於我高二後就没学过物理,很多专有名词的翻译很不确定,敬请改正。
我很想要郭鸿基老师的投影片,不知有何管道可以取得?
感谢!
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今晚在物理系 R111 教室参加台大非线性科学学会主办的演讲。
讲者是大气系郭鸿基老师,之前听过他开设的数学建模,印象极好,收获极丰,
因此知道他有演讲,当然相信内容是老少咸宜又深入浅出,值得一听。
一开始他的主题是刻划「非线性」(non-linearity),
从 Tacoma Bridge
https://www.youtube.com/watch?v=3mclp9QmCGs
和多摆同调实验
https://www.youtube.com/watch?v=sKYNiorXCM4
的影片谈共振,或更广义的「同步性」(synchronization)。
类似的例子可见於萤火虫趋向同时发光,蝉趋向同时鸣叫或人类趋向一齐拍手等行为,
这些现象,简言之源自於交互影响(interaction),而有非线性的特性。
郭鸿基老师演讲具有「拉拉杂杂」,但却让人「如沐春风」的风格,
以下我就以条列方式纪录几个要点。
1. 模式的建立一定具有简洁性(simplication)、理想性(idealization)
跟可否证性(falsification)等特性。
2. 科学研究不怕错误的诠释,因为真理越辨越明,但就怕错误的事实,因为一起完蛋。
3. 面对科学问题有三个阶段:
构思(formulation):观察问题特性跟结构,建构模型和假说
分析(analysis):试图实验或证明,寻找可能的结果和解答
诠释(intepretation):说明结果和解答的 why
我们缺乏的总是构思跟诠释的能力。
4. 几乎所有公式都由多项式、三角函数、指数函数跟对数函数组合而成。
也是 the ways we realize it.
5. 为什麽是对数函数?除了简化计算以外,还能对应到自然世界
宏观加法(现象) <==> 微观乘法(机率)
6. 我们生活在非线性的世界,例如努力跟成绩的关系是非线性。
一般而言,个性 + 境遇 = 人生,这一点可以从连锁律(chain rule)来看。
7. 何大一的鸡尾酒哲学源自於病毒增长率的估计,这些只需要简单的数学。
事实上,连方程式都不用解。
8. 从正反馈(positive feedback)和负反馈(negative feedback)谈人生的常与不常。
负反馈的周期性和三角函数有关,三角函数又跟傅立叶分析有关,
傅立叶分析为什麽有效? => 因为世界几乎处处是周期现象吗?
因为世界有正面增益,就一定有负面抑制吗?
9. 从 sin 跟 cos 互为正交基底(orthogonal basis)和「慢半π」的特性谈爱情。
10. 除了正反馈跟负反馈外,还可以考虑快尺度跟慢尺度(fast and slow scales),
此时相位图(phase portrait)从圆变成椭圆。
再加入多重均衡点,则可以刻划双摆循环频率跟心脏活动等现象。
11. D'Ancona 提出假说:
一次大战降低鱼业活动,使得掠食鱼种数量增加。
Volterra 提出一组方程式,说明了「收获效应」(harvest effect),
亦即同时捕杀掠食者跟被掠食者,会增加被掠食者之数量。
由此可知 DDT 长期而言不一定有除蚊的效果。
12. Volterra 的方程式可以说明兴盛衰亡的现象。
13. 物理世界通常只有三种图形,由 e^(a+ib) 而来。
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对我而言,有三点极有启发:
1. 每个方程式都可以有一套故事,应该要能好好地说出来。
2. 大部分的方程很难解,因此必须土法炼钢,但其中有聪明的方法。
例如量纲分析可以提供可能的解答。
3. 对学问要 critical。
佳佳
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