Wednesday, November 11, 2020

A sure win

 

網誌:股場必勝

 

螞蟻臨陣脫腳,令不少股民以為值上市賺一筆大失所望。其實螞蟻之為螞蟻,象徵面對眾多微小,如螻蟻的服務對象。其獨特之處,為銀行及其他金融機構所無,是進行眾多客戶過去信貸記錄的大數據分析後,再針對個別客戶的過去信貸記錄才借貸,繼而將債項轉賣給其他機構,以卸卻風險,故是穩賺不賠、必勝的生意。

今次介紹一個股場必勝法,其實任何投資買賣市場均適用。

話說,有天你從電郵收到一通信息,說某隻股票會上升。一星期後你發現,那股票果然火熱。繼而你又收到新的電郵,說另一隻股票會跌。同樣,一星期後這股票一如所料,跌到亞媽都唔認得。於是,十個星期過去,電郵給的貼士,無論股票升降,皆百發百中。

第十一星期,如常有新電郵,不過這次是邀請你付一筆不少的費用,作為提供新一輪股票貼士的代價。

此刻,你會怎樣想?如無內幕消息,任何一隻股票升跌,都是隨機的,即勝負機會各半。所以一次預測準確的機率是1/2,兩次是1/4,三次是1/8, 十次便是1/1024。換言之,即十發十中的可能性是千分之一,幾近於零!這個股票推薦人簡直是天才!

於是,面對付費的要求,你會不于理會,抑或照付所需費用,收到貼士後即重鎚出擊?

[此刻,請放下手機,一分鐘後才繼續讀下去。]

現在,我們試從股票推薦人角度看這件事。第一星期,他/她會發出102400封電郵。這些電郵並不是全都一樣,而是其中一半說股票會升,另一半說股票會跌。而你是屬於收到前者的一批,由於股票一如所料升了,你會繼續收到新的電郵。另外的一半,即51200人,則不會再收到出電郵;對這些人來說,推薦人就此消聲匿跡。

於是,第二星期有51200人(你是其一)收到新的電郵。新的電郵內容,當然也是有一半電郵說股票會升,一半說跌。

如此類推,十個星期後,剩下的是十個「幸運兒」(包括你在內)。

再問,你會怎樣選擇:付費,或不理睬?

明乎此,我們便知道牽涉事件的102401人,只有一人必勝。

以上的局,名為「巴爾的摩薦股人」(Baltimore stockbroker) 。奇怪的是,網上資料顯示,過去並沒有利用此手法騙人的記錄。

今天是所謂「光棍節」。「光棍」現指單身人士,但一直以來指騙子,「光棍遇著無皮柴」是也。故分享。

 

11-11-2020

〔作者保留版權〕

Tuesday, October 20, 2020

We all are immortal

 

網誌:不死世代

 

早前看過不少文章,最近讀霍金的Brief Answers to the Big Questions, 增強了信念:我們所有人都萬壽無疆。

關鍵詞是:人工智能。

近年科技進展,說慢不慢,說快不快。舉一個例,無人自動駕駛,雖然現時測試仍出現意外,但以里數計,安全度已超越人類駕駛。另一個例,人造肉或植物造肉,與真肉幾乎難以辨別。市面上賣的仍是碎肉狀,但相信塊狀肉是離現在不遠的事。而隨著大眾接受,整體價格會下降。它的好處是不殺生,而且因為毋須畜牧,減少環境污染之餘,又避免了將大量雄性雛兒(小雞、小牛等,因無繁殖價值) 出生不久便銷毀或屠宰的殘忍過程。

無人自動駕駛是人工智能的產品。其他進展還包括:人工智能完勝圍棋冠軍、語言識別及自動翻譯等。同時,量子電腦雛形已出現,速度上傳統電腦望塵莫及,未來會大大推進人工智能的效率和功能。

電腦發展如是,人腦發展又如何?相比下,生物演化始終緩慢,初時尤甚,往後才逐漸加快:單細胞出現後,要待25億年才發展成多細胞有機體;再10億年後,出現魚類,以及魚類演化成的哺乳動物;再1億年有我們的祖先靈長類。我們屬的智人(homo sapien) 歷史約有二十萬年。所以,單靠世代遺傳,人腦發展根本追不上電腦發展,那怕基因改進也不行。

霍金覺得,蝸牛腦袋的運作,基本上與電腦如何運算無大分別。而演化學上來說,蝸牛腦袋又與人腦在性質上(qualitative) 無大分別。故此他推論,原則上電腦可模擬人類智慧,甚至超越。

所以,極有可能出現的是,有朝電腦超越人類智慧,同時具有意識(consciousness) 。到了那一刻,人工智能已經能夠自行設計下一代的人工智能,再毋須理會人類。

故此,霍金指出,我們應該抓緊並面對這個可能性,未雨綢繆訂下必須及嚴格的規條和管理,例如任何情況下都不可以殺害人類(假設我們仍能分辨誰是人誰是機器,雖然那時候人類已淪為智力上的二等公民)。

可以想像,未來的人工智能可以成為人類的化身(avatar)。我們肉身之後,可以化成電腦(或多部電腦),可以自行尋找運作上需要的資源,可以自行繁殖。不在話下,更可延續及進一步發展思想,每時每刻都在自我改進自我完善。


回到未來。有一位朋友,去世已幾年,惟在面書(Facebook) 上不時仍看到親友給他的留言,想像他若仍在世會這樣那樣。這不就是虛擬世界的化身?當然,這化身現時仍未有上文所述的意識及持續發展。但可以看到,不須要太多資源,至少虛擬世界的化身是可世世代代活下去的。

將來,既然有了人工智能支撐的化身,我們的精神和思想(包括思想2.0, 3.0 ……)便能存活下去。大家會問:這樣子的化身,有情、愛、欲嗎?既然化身已超越自己,這一切都會不變,都會繼續存在。人與人的溝通,將來只不過變成電腦與電腦的溝通,一樣會有生理和心理的互動和滿足,繁衍後代也是同一道理(不過不是透過現時理解的方式進行),不用擔心。

而且,由於不再受壽命、身體健康、體能、維生食物食水等因素限制,我們更可以做一些現時不可思議的事。譬如,星際旅行。我們的化身大可登上太空船,探索火星,木星的衛星,甚至是距離太陽系最近、有可能宜居--- 比鄰星b(天球上位於半人馬座,距離約4.2光年) ,又或者是夜空中最亮的天狼星(8.6光年)。進一步更可以找到“宜居“ (當然與現時宜居理解不同)的系外行星的行星,從而在那裡建立社群。神馳穹蒼,不亦樂乎?

 

20-10-2020

〔作者保留版權〕

參考:S Hawking,Brief Answers to the Big Questions,John Murray, 2020.

Wednesday, September 30, 2020

The long road of physics

 網誌:朦查查

 

電影<天能>(Tenet)說及時間逆行,回到過去,即是逆熵。

熵的概念是德國物理學家克勞修斯(Rudolf Clausius, 1822-88) 於1865年提出。與其他守恒定律(如質量、能量) 不同,熵是隨時間而增加的。

熵的概念始於1860年代,概念比較抽象。它之前,有質量、能量這些概念。本文談質量和能量概念發展的歷史,以及質量守恒(即物質不滅) 和能量守恒兩個定律,如何成立。

首先,質量(mass)守恒。古希臘時代,即二千多年前,已有哲學家提及,物質是由持久不變、不可分割的原子組成。然而,說到要求觀測量度的現代科學,要到十八世紀,才由俄國的羅蒙諾索夫(Mikhail Lomonosov, 1711-65),和「現代化學之父」法國的拉瓦錫(Antoine Lavoisier, 1743-94),分別以實驗證明, 一些物質因燃燒而重量增加,是因為多了氧(氧化過程) 。將氧的重量算進,結果是質量始終沒變。到1803年英國科學家道爾頓(John Dalton, 1766-1844) 總其成,提出原子理論時,質量守恒定律已廣被接受。

跟著便是能量(energy)守恒。與質量不同,能量難以捉摸。能量的概念,與移動(motion)有關,始自牛頓(Isaac Newton, 1643-1727) 1687年的<自然哲學的數學原理>(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica )。牛頓明白能量須守恒,但並不重視。要靠同輩法國的萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) 再三強調概念的重要。到1847年,德國科學家亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz, 1821-94) 發現,若撇除磨擦力,動能(kinetic energy) 加上勢能(potential energy) 總量不變。期間,英國的湯普森(Benjamin Thompson, 1753-1814) 於1798年報告,動能可轉化成熱能(heat energy)。1843年,英國的焦耳(James Prescott Joule, 1818-89) 又能夠精確量度電能(electrical energy) 轉成熱能的過程。至1840年代末,英國的焦耳,與亥姆霍茲及另一德國科學家,卒之訂立能量守恒定律 --- 即如果將所有不同形式的能量計算在內,其總能量始終保持不變。

由質量守恒定律成立,到能量守恒定律成立,相隔了不少年月。可見,由能量概念開始,到能量如何量度,如何將不同形式的能量相互轉化並總其成,最後得出定律,過程輾轉,並不是一條直路。

當然,故事並不到此為止。又半世紀,1905年出現戲劇性大變 ---愛因斯坦(Albert Einstein, ) 發表了兩篇論文。第一篇關乎狹義相對論(special relativity) 的基礎; 第二篇則短短三頁紙,導出如今世界知名的 E = mc2 (squared),其中E代表能量,m是質量,c2 是光速二次方。由於光速是常數,此方程式實際上指出能量和質量其實是對等的,即能量和質量可互換。(我們會聯想到,核子彈內的鈾,分裂過程中只有0.1%質量轉為能量,但破壞力驚人。往好一點想,核能於許多地方包括香港有其生活上的重要性;而用之不竭的太陽能是由核聚變產生的,中間也牽涉質量轉為能量。)

於是質量守恒與能量守恒不再是兩條定律,而是已合而為一的質量/能量守恒定律。我們簡稱之為「能量守恒」。

回顧一下,由質量守恒成立(約十八世紀中) ,到能量守恒成立(十九世紀中),需時一個世紀。主要原因,是能量比較質量難捉摸。而由能量守恒到愛因斯坦的狹義相對論(二十世紀初),需時半個世紀。

我們學習物理,可能是同一課,課本上寥寥一兩頁,便已帶過。未必知道事情背後,其實內裡包含多少挫敗,也不知道花了多少人的時間和心血。

(影像來源:Wikipedia)

愛因斯坦其後發表廣義相對論(1915年) ,該理論通過了不少的觀測和實驗。在這基礎上,科學家們利用熱力學、太空觀測數據、高能物理學等知識,推論出宇宙的壽命約138億年。而在觀測數據支持下,亦知道宇宙由混沌漸變為清晰通透,是盤古開天後約三十萬年的事。更奇妙的是,科學家已經能夠推論所謂「大爆炸」後一秒內,原來可以發生不少事情!

30-9-2020

[作者保留版權]

 

30-9-2020

〔作者保留版權〕

Monday, August 3, 2020

SPF

網誌:SPF

       七月大部分時間陽光普照,天氣十分好。跟朋友同學談了如何在烈日下保護自己,也是時候重溫一下資訊。

有關太陽油的資訊,上面均有SPF這簡稱,是指 Sun protection factor。定義是在建議的太陽油厚度下,陽光中造成灼傷的紫外線有多少能夠穿透皮膚。舉例,SPF 15 是指與沒有搽太陽油比較,只有1/15紫外線能夠穿透皮膚。亦即是,假設某人在烈日下10分鐘便會曬傷,那麼塗上上述的太陽油,時間要延長至150分鐘方會曬傷。

SPF 15是醫務衛生署建議使用的。然而,市面上看不見有此級數出售,最低也是SPF 30。SPF 30跟SPF 15差別有多大?兩倍?非也。差別其實只是 1/15 – 1/30,即1/30,約3%。原來,SPF值越大,得益越小,SPF 60與SPF 30 比較,只是好了 1/60,即不足2%。

市面上售賣的太陽油,較高的可達到SPF 130 或150。SPF 150跟SPF 30 比較又如何?也只是好了 4/150, 即不足3%。

有見及此,FDA (美國食物藥品監督管理局) 2019年建議 (但未實行),規管防曬產品SPF不得超過60。

要注意的是,塗太陽油保護皮膚,無論SPF值的高低,一般隔兩小時便要補搽。

太陽油並不完全保障紫外線能引致的皮膚老化,以及造成無形 (肉眼見不到) 的損害。紫外線其實分UVA 及UVB,其中UVA與上述皮膚老化和無形損害有關,甚至牽涉某種皮膚癌 (malignant melanomas)。故此,市面上有些太陽油,除了SPF,還加上 PA (即UVA保護) 字眼(如PA++、PA+++)。另外,也有UVA/UVB廣域保護。總之,五花八門,效果不一,選擇時要諮詢專家。

有問,長時間用太陽油,會否引致維他命D不足?一般建議是,在中度陽光下,白人須每周兩次,每次 5至30分鐘。有色人種時間要長一些。由於皮膚對過猛陽光敏感,依照醫生建議,夏天一般出門,穿短袖衣、短褲,太陽油只塗手及面部 (疫情下因要戴上口罩,用量可減) ,不塗腳 。這裡,UVA值高要比UVA值低好,因為容許更多UVB 穿過,有助身體製造維他命D。維他命D可從食物攝取。

如果這文章有什麼作用的話,便是促進防曬認知,不用浪費金錢買SPF值過高的產品。

 

 

 

3-8-2020

〔作者保留版權〕

參考:Wikipedia - SPF


Sunday, July 5, 2020

Hawking revisited


網誌:再遇霍金

            霍金2018年3月14日去世。我當年4月2日寫了篇文章,記下感受。其中提到大科學家思想的優美,對於霍金來說就是1970 年代他發表的一條簡單公式 S = kA,描述黑洞視界。

他出版科普書籍時,曾提及出版商的「威脅」,說每寫上一條公式,銷售定會減半!遵照他的「忠告」,我的文章內,因有關霍金而引用的公式,就是只此一條。

            後知後覺,近日網上才看到當年5月一篇新聞稿,說這方程式有可能成為他的墓誌銘。再搜尋網路,維基百科披露,原來霍金死前十五年已立下遺願,以此方程式作為墓誌銘。

     由於當時寫文章時早於這些資料,可以攀附說,作了一次成功「預測」!


    重讀文章,覺得應該不嫌累贅,再與大家分享。字數頗多,長文慎入:

霍金三月中辭世,不少人在報章、傳媒、網上都說過了。現在才說,實在後知後覺。總不能避免「抽水」一番,然而希望說一些相信他人未說過的東西。

(一) 就像其他偉大科學家一樣,霍金令人欽佩的地方,是能夠將艱深的議題,用顯淺的語言、用簡潔的形式或圖像表達出來。說到大科學家的優美 (elegance),莫過於愛恩斯坦的 E = mc2 、牛頓地心引力與距離二次方成反比的關係、以及伽利略有關物體下墜的思想實驗 [1] 。而霍金的例子,我想應該是 1970 年代他證明了黑洞視界 [2] 的表面積不滅不减少的理論,從而推論出一條簡單的公式 S = kA [3] 。除了不少具分量的學術論文外,霍金也寫過數本科普書籍,包括《時間簡史》、《胡桃裡的宇宙》等。過程中,他曾提及出版商的「威脅」,說每寫上一條公式,銷售定會減半!結果是這些書內裡完全沒有公式(對不起,本文至此已兩次出現公式!)。他能夠行文深入淺出,加上獨特的圖像,與他的立論突出,思想縝密不無關係。

(二)    霍金的運動神經元疾,令他廿歲時開始全身逐漸癱瘓。他與人的溝通方法,尤其 1985 年因手術後完全失聲後,自始至終都是利用肌肉控制字詞的選擇,初時用眼眉,及後用手按一個電子開關,以及最終用面頰(2005 年後)。至於字詞的選擇,最初是用有限的認字咭,及後發展到上三千個單字及短詞,最後還加上匯聚了大量論文及科學讀物詞彙的軟件,能夠基於上文,推測下文的可能字詞,進一步減低溝通的困難。上述兩方面,所需的技術當時市面上並未出現。霍金能夠透過機器發聲,得到的協助主要來自美國一電腦軟件商的餽贈(他常自嘲其美國口音),以及一位家庭看護的工程師丈夫的投入。可見,過去五十年,霍金背後除了得到家人及大學的支持外,還有其他個人及社會不多不少的援手,才能夠繼續及完成其大量的科研及科普的工作。

(三)    人們不禁要問,為何蕞爾小國如英國,人口僅是中國人口的四、五個百分點,能夠出產較多百年一遇或兩百年一遇的奇才(如牛頓、達爾文、霍金)?西歐總人口也只是五億,但亦擁有如哥白尼、開普勒、伽利略、愛恩斯坦等多不勝數的科學界巨人。按比例,中國應該出現至少二十個霍金級數的「巨星」,但為何還未出現?這問題眾說紛紜,沒有完美的答案。巨星的出現,據最新的研究,有「先天」與「後天」因素。先天因素,如個人的智商,撤去一些人為因素(如補習催谷),全球分布差別不大。所以,現在只談後天因素。以下的討論因個人的局限,亦因篇幅有限,未必中肯全面。

第一,許多人都會想到,就是 STEM (科學、技術、工程、數學;其實應該是 STEAM ,因生活怎可能沒有藝術、人文、美學?)所能發揮的作用。其實科技在中國早已有之,但發韌於培根 (Francis Bacon, 英國人, 1561-1626) 的科學革命,強調驗證,已成果纍纍,至今已四百年。影響所及,美國亦有二百多年。期間,無論是因為經濟、軍事、或單出自好奇心等因素,都推動了科學的發展。相比下,日本自明治維新,至今剛好一百五十年,而中國現代化的歷史更要短一些。而現代科學發展所需要的土壤和氛圍,是須要累積的。

第二,有說,近世代的全球化不是可將所須的時間及資源縮短減少?没錯,全球化對知識的轉移有一定的作用。至於如霍金等進行的基礎研究,則是另外一回事。基礎研究,基本需要的是個人的好奇心,以及就近一小群人的興趣,相互切磋砥礪,如英國的劍牛,歐洲的 CERN ,美國的麻省、加州等科學重鎮(也有單打獨鬥而成功的例子,但這往往會是事倍功半,現今更是罕見)。當然,互聯網、電話視像及學術會議和交流會將距離縮短,但仍不可以替代近在咫尺同儕的功能。所以,有需要建立如上述的科學鎮,並持之以恆。

第三,社會要開放,要重視知識產權。伽利略時代社會較為封閉,教廷視他的日心學說為悖論,將他審問及批判。伽利略逼得撤回有關言論,才倖免入獄。但到了 17 世紀啟蒙時期,牛頓活在相對較開放的英國,已能著書立說。隨著社會普遍尊重知識分子,大學的數目及規模不斷增加擴大,知識產權越來越受重視,科技得以突飛猛進。十八、十九世紀仍充斥著科學屬於優生一群,而社會民主化只會阻礙學術前進的說法。隨著愛恩斯坦等新一輩科學家的湧現,這說法已不攻自破。

第四,也有人說,當今科學發展的趨勢不是走大計劃、大數據、大群組嗎?常見的例子是近年重粒子的發現,有關的群組及其論文背後的科學家人數驚人,成千成百。然而,這並不表示個人的因素或角色減弱。首先,全球最矚目的諾貝爾獎(以及其他著名的科學獎),頒授仍然以個人為基礎。其次,美國沒有歐洲如 CERN 那麼大的科研群組,但過去一二十年也不乏於基本粒子研究方面取得成果,亦不乏這方面的諾貝爾獎。再者,許多大發現的由來,都是在事主苦學之後,突然而來的靈光一閃(最出名是阿基米得在浴中發現有關浮力、以其為名的定理)。這些個人的突破,是日積月累思想沉澱的結果,是個人與群組的有機結合,人工智能仍難項其背。

實情是,沒有更多霍金級數的科學家出現,原因之一是近十多廿年來,不知為何原因,不少先進地方的學子(或其家長)傾向升讀較實用的學科,而不選一些基礎學科如數理化生文史等科,以祈畢業後找工作易一些。結果是流失許多的優秀人才。其實,由於社會富裕,一般學子大可先選修自覺有興趣的基礎學科,然後再找志向科目深造。當然,這牽涉更多的學費和時間。他們應該視之為長線投資,就如龜兔賽跑,因為搞好基礎知識和概念,對自己的強項弱項了解加深,將來就業彈性自然加強,結果往往是後發先至。到時,除大學學術研究所爭相羅致之外,不少投資機構、尖端科研公司、網絡服務中心,甚至政府部門,都要找這樣的人才來發展其業務。


註:

[1]古希臘哲學家對物體下墜的想法是,大的石頭下墜會比小的石頭快。伽利略的思想實驗(即是憑空用邏輯猜想)是這樣的:想像大小石頭各一,用一條幼線連繫起來,然後在高空放手,讓它們下墜。假如古希臘哲學家是對的,大小石頭會以不同速度下降,大的會將小的拖快,小的則會將大的減慢,會以不大不小的速度下降。此刻,如果〔想像〕讓線的長度縮減至零,那麼兩塊石頭成為一件更重的物體,依照先賢的想法,理應以比先前兩者更高的速度下降。同一條問題,得出兩個截然不同的答案,當然是荒謬不合理。故此伽利略的結論是所有物體均以相同速度下墜。二千年的問題,他足不出戶,不動手脚便解决了。(傳說中伽利略在比薩斜塔進行的實驗,據後世的研究,根本沒有發生!)

[2]事件視界 (event horizon) ,在黑洞周圍的分隔界線,視界中任何的事件皆無法對視界外的觀察者產生影響。在非常巨大的重力影響下,黑洞附近的逃逸速度大於光速,使得任何光線皆不可能從事件視界內部逃脫。根據廣義相對論,在遠離視界的外部觀察者眼中,任何從視界外部接近視界的物件,將須要用無限長的時間到達視界面;但該物件本身卻不會感到任何異常,並會在有限時間之內穿過視界。

[3]1972 年霍金證明的黑洞視界表面積不滅不减少理論,即兩個黑洞合併後的黑洞面積不會小於原本兩個黑洞面積之和。就此,當時普林斯頓大学的一名以色列年輕學生貝肯斯坦 Jacob Bekenstein (1947-2015) 提出了黑洞熵(參看 5-5-2015 網誌對熵的簡單介紹)的概念,復猜想黑洞面積與它的熵成正比。1974年霍金推論出黑洞會發出輻射(名為霍金輻射),並利用能量、溫度和熵在熱力學上的關係,得出了一條現在稱為 BH 的公式:S = kA (S 為熵, A 為黑洞視界面積; k 是由霍金算出的定值,此處不贅)。 BH 即 black hole ,同時也代表 Bekenstein-Hawking 。



5-7-2020

〔作者保留版權〕