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的 結果 ? 但 其實 最 令 我 感動 的 是 , 這些 表面 上 看起來 多麼 不 一樣 的 問題 , 竟然 可以 用 同 一 個 數學 公式 來 加以 分析 描繪 。 數學 的 美 , 不 就 在 它 對 萬物 的 一視同仁 嗎 ?
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︵ ︽ 科學人 ︾ 雜誌 , 二○○三年 十二月 ︶ 6 .
跑馬溜溜 的 秘密 生活 情境 中 , 充滿 了 科學 的 知識 , 有心 求知 , 隨時 隨地 都 會 有 永 不 歇止 的 挑戰 ! 我 喜歡 騎 馬 , 喜歡 高坐 在 馬鞍 上 , 用 兩 腿 悄悄 地 知會 座下 馬匹 何去何從 , 也 用 身體 的 輕輕 擺動 , 傳達 方位 與 加速 或 減緩 的 信息 。 漫走 鄉間 , 穿過 樹林 , 自由自在 , ﹁ 唯我獨尊 ﹂ ! 有時 縱馬 奔馳 , 把 萬物 拋 在 身後 , 享受 那 晃動 中 的 寧靜 , 看 馬 的 前蹄 踢 得 好 高 , 任 清風 在 耳 邊 呼嘯 而 過 , 與 馬同 在 的 感覺 真 好 ! 不 騎 馬 的 時候 , 我 更 喜歡 趴 在 跑道 邊 的 柵欄 上 , 看 馬 行走 的 樣子 , 尤其 看 馬 由 安步當車 , 到 小跑步 , 再 到 飛奔 時 , 四 條 腿 相互 協調 的 動作 , 真的 非常 好看 。 我 常常 看到 入迷 , 特別 是 馬由 快 跑到 奔馳 的 那 一瞬間 , 原本 是 前後腿 的 交互 動作 , 忽然 變成 前後 兩 組 各自 分合 的 跳躍 動作 。 一起 一 落 之間 , 盡 是 速度 與 力量 的 美 。 英文 有 特別 的 詞彙 gallop , 用來 形容 躍馬 奔馳 的 畫面 。 四 條 腿 交叉 行走 的 協調 工作 , 與 前後腿 齊步 跳躍 的 協調 工作 , 從 外表 看來 , 是 相當 不同 的 。 難道說 馬 由 跑步 到 奔騰 , 牠 的 腦 必須 發展出 兩 套 運作 機制 不成 ? 聽起來 是 有些 不可思議 , 但 眼前 清清楚楚 的 兩 種 動作 , 卻 不得不 讓 我 做 如是 想 ! 所以 我 就 帶 了 錄影機 , 架 在 跑道 旁 , 一一 拍攝 馬 由 慢 走到 小跑步 , 再 到 快 跑步 , 然後 躍奔 的 動作 。 馬 跑起來 速度 很 快 , 奔馳 如 飛 時 , 更 令 人 目不暇給 。 錄影下來 , 就 可以 一 幕 一 幕 慢慢 分析 比對 。 在 不同 的 放影 速度 下 , 更 能 看出 四 條 腿 協調 互動 的 情形 。 我 立刻 發現 一 個 有趣 的 現象 , 即 馬在 躍奔 時 , 兩 隻 前蹄 並 沒有 同時 、 同步 的 躍動 , 後 兩 腿 的 躍起 也 不 一致 。 本來 以為 應該 看到 的 是 前 兩 腿 和 後 兩 腿 齊步 向 前 躍進 的 動作 , 但 從 慢速 放映 的 畫面 中 , 卻 看見 了 其中 細微 的 不 同步 現象 。 我 忽然 了解 , 表面 上 兩 組 看起來 極為 不同 的 協調 動作 , 其實 只 是 由 一 組 共同 的 神經 迴路 在 運作 。 假如 我 把 馬 的 四 條 腿 的 啟動 時間 , 界定為 前 兩 腿 的 T1 、 T2 及 後 兩 腿 的 T3 、 T4 , 則 馬 在 慢走 時 , 依序 是 T1 ↓T2 ↓T3 ↓T4 , 非常 平順 ; 當 速度 加快 , 前 兩 腿 之間 的 時間差 漸漸 變小 , 後 兩 腿 之間 的 時間差 也 變小 ; 而 前 兩 腿 做為 一 組 的 啟動 與 後 兩 腿 做為 一 組 的 啟動 之間 的 時間差 雖然 也 變小 , 但 變小 的 速度 比較 慢 , 這 是 因為 馬 的 前後腿 之間 的 身體 有 一定 的 長度 , 造成 神經 傳遞 的 時間 差距 。 也就是說 , ︵ T1-T2 ︶ 和 ︵ T3-T4 ︶ 都 趨近於 零 的 時候 , ︵ T1 , T2 ︶ - ︵ T3 , T4 ︶ 卻 仍然 大於 零 , 結果 就 變成 前後腿 各 成 一 組 的 跳躍 動作 。 所以 , 由於 馬 身體 的 結構 規範 , 無意 中 造成 同 一 個 神經 的 運作 方式 , 卻 會 演變出 兩 種 不同 的 運動 型態 , 這 種 由 時間 的 量 變 造成 跑步 型態 的 質變 , 實在 令 人 不得不 嘖嘖稱奇 。 這些 想法 並非 毫無 根據 , 我們 可以 用 一 個 簡單 的 實驗 加以 驗證 。 例如 , 我們 兩 手 握拳 , 只 伸出 食指 , 在 距離 二十 公分 左右 處 , 讓 兩 根 食指 一 上 一下 交替 運動 , 然後 , 把 一 上 一 下 的 交替 速度 加快 、 再 加快 、 更 加快 些 。 很 快 的 , 我們 的 擺動 速度 就 到 了 極限 , 此時 , 我們 仍然 在 繼續 進行 的 交替 動作 , 但 從 外形 看來 , 就 變成為 同步 的 上 、 下 動作 了 , 因為 速度 的 變化 , 使得 我們 兩 根 手指 的 不 同步 運動 , 變成 同步 的 型態 。 所以 說 , 在 機械式 的 結構 限制 下 , 量變 是 會 造成 質變 的 ! 生活 情境 中 , 實在 是 充滿 科學 的 知識 , 有心 求知 的 人 , 隨時 、 隨地 , 絕對 都 會 有 永 不 歇止 的 挑戰 ! 你 了解 我 為什麼 那麼 喜歡 騎 馬 和 看 馬 了 嗎 ? ︵ ︽ 科學人 ︾ 雜誌 , 二○○四年 三月 ︶ 7 .
天工開物 , 蜂蟻 為 師 自然界 的 力量 , 原本 各自為政 , 偶然 結合 在一起 , 經過 時間 的 淘洗 浸潤 , 造就 了 奇形 異態 的 風貌 。 每 次 坐 飛機 , 有時 飛過 海洋 , 總 愛 看 那 藍 中 有點點 綠島 的 浩瀚 景色 ; 有時 越過 高山 , 則 常 俯視 那 磅 礡雄偉 的 崇山 峻嶺 , 更 流連 那 深谷 溪澗 的 流水 柔情 。 如果 有 機會 登上 玉山 , 則 有 駕雲擁山 、 旭日 不勝 寒 的 炫目 感動 。 我 也 曾 泛舟 在 美國 的 大峽 谷底 , 仰望 兩岸 歷經 千萬 年 的 流水 所 鑿刻出 的 萬丈 紅土 高崖 , 總 為 那 稜角 分明 、 宛如 利刃 切開 的 ﹁ 孤峰 絕岸 , 壁立萬仞 ﹂ 所 震撼 。 如果 你 也 和 我 一樣 , 開車 經過 猶他州 的 荒原 乾地 , 眼 兩旁 掠過 一座座 千 年 風化 後 留存下來 的 紀念碑群 , 則 你我 定然 感染 那 鬼斧神工 的 氣勢 。 這 個 地球 實在 很 美 ! 它 的 面貌 變化 萬千 , 多采多姿 , 令 人 賞心悅目 , 是 哪 個 才華 橫溢 的 建築師 給 畫下 的 藍圖 ? 我們 的 昆蟲 世界 也 一樣 令 人 驚豔 , 那 林 中 的 蜘蛛網 遠望 有如 八卦 的 圖示 , 早晨 的 露珠 嵌 在 網 上 , 點綴出 對稱 的 美貌 , 到底 是 出自 誰 的 靈感 ? 蝴蝶 身 上 的 各 種 圖案 常常 是 設計師 師法 的 對象 , 但 誰 是 原創 者 ? 六 邊 造型 、
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