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雙月刊
2024 年 02 月號
物理雙月刊
當高能粒子撞上機器學習
對高能物理來說,機器學習其實是個很古早的點子。自1980年代開始,從事高能物理研究,尤其是進行粒子物理實驗的科學家而言,在研究工作裡使用機器學習的演算法是再自然不過的事。只是以前這樣的演算法多半被稱作「多變數分析」(multivariant analysis, MVA)。最受歡迎的演算法包括「促進式決策樹」(Boosted Decision Tree, BDT),或是「類神經網路」(Artificial Neural Network, ANN)等等。
物理專文
重力波觀測中的深度學習問題淺談
本文將一瞥在傳統方法外,深度學習在重力波研究上的一些嘗試,並針對降躁應用的現在進行式進行簡略說明。
物理專文
人工智慧為應用科學帶來的改變
無所不在的人工智慧人工智慧(Artificial Intelligence)一詞在1956年於達特茅斯學院 (Dartmouth College)所舉行的研討會中1,由約翰・麥卡錫(John McCarthy)首次提出,在歷經了20世紀70、80年代兩次的寒冬,隨著計算機性能的提升以及研究者不懈的努力,迎來了新一波的浪潮,最為人所知的就是2016年3月由DeepMind發展的AlphaGo擊敗圍棋世界冠軍李世乭九段2–4。事實上人工智慧早已悄悄地走入我們的日常生活影響了我們的生活習慣,舉凡停車場車牌辨識、上班人臉辨識打卡,到手機行動助手甚至是串流影片即時翻譯等等,過去科幻小說中對於人工智慧的想像看似一步一步實現當中,但距離能表現人類所具備所有智能行為的通用人工智慧還是有一段距離,如何發展出通用人工智慧仍然是目前人工智慧研究的主要目標。本文僅就目前人工智慧為應用科學帶來的改變,進行介紹,希望以此拋磚引玉,啟發更多不同領域的研究人員嘗試利用此一工具解決研究上面臨的難題。
物理專文
掀開晶體神秘面紗的兩位神父(下): 霍伊
上一回阿文介紹了發現晶體平面夾角是常數的斯坦諾神父,這一次要介紹另一位對建立晶體學有著莫大功績的神父。與從路德派改宗的斯坦諾不同,這一位神父可是從襁褓時就是天主教徒,而且是一輩子都在天主教會中服事的忠貞天主徒。他就是雷納·掬斯特·霍伊(René-Just Haüy1743-1822)也常被稱為霍伊方丈(Abbé Haüy)(他被巴黎聖母院贈與榮譽詠禱司鐸(honorary canon)的稱號)(詠禱司鐸團是主教可依教會傳統任命的榮譽職份,職責無清楚界定,有解釋教會神學法規,並保衛教會教義的權威)。
阿文開講
掀開晶體神秘面紗的兩位神父(上):斯坦諾
自從寫了慣性溯源之後,阿文才瞭解到在十七世紀時,物體如何能夠凝聚在一起,即使受到外力作用後,也不會輕易四散,可是讓學者大傷腦筋的問題。這點燃了阿文對晶體學的興趣,因為晶體是地面上結構最為緊緻的物體,科學家們應該從中可以得到不少啟發吧。有趣的是,阿文赫然發現,最早注意到晶體結構的,居然不是以解釋世界為職志的自然哲學家,而是以紀錄各種物種為宗旨的博物學家。更有意思的是,開創晶體學的先賢們,居然有兩位居功厥偉的天主教神父呢!大家對天主教的一般刻板印象,似乎認為天主教會與自然科學就是勢不兩立,水火不容。但是阿文發現,事情絕沒有憨人想得那麼簡單呀。就讓我先來介紹第一位神父:尼爾·斯坦森(Niels Steensen 1638-1686)。他與同時代的人一樣,喜歡取個拉丁名字:尼古拉斯·斯坦諾(Nicolaus Steno)或是尼古拉斯·斯坦諾紐斯(Nicolaus Stenonius)。我們就叫他斯坦諾吧!
阿文開講
風是如何產生波浪的?
儘管這是一個經典的問題,風如何將能量傳遞給海面上波浪的細節仍是不明的。
Physics Today 專文
水在GPS訊號上留下它的記號
除了作為導航的工具,GPS訊號也正幫助科學家觀測地球的水文循環。
Physics Today
海洋飛沫氣溶膠的快速酸化
海水的pH值幾乎是中性。但海水表面噴濺飛出的微小水滴可不是如此。
Physics Today
深度學習為蛋白質科學開拓了下一個境地
現今,電腦模型在蛋白質的三維結構上,能提供驚人的準確預測。那它們在生物學上的功能又是如何呢?
Physics Today
諾貝爾物理獎1965年
1965年的諾貝爾物理獎頒給三位物理學家,他們分別是日本物理學家朝永振一郎(朝永振一郎,1906-1979)以及美國物理學家朱利安·西摩·施溫格(Julian Seymour Schwinger,1918-1994)和理察·菲利普斯·費恩曼, (Richard Phillips Feynman,1918-1988)。施溫格與費恩曼不僅同年出生,而且都是生找於紐約的猶太人。他們三人的得獎理由是「他們在量子電動力學方面的基礎性工作,這些工作對粒子物理學產生深遠影響」。他們三人各自建立完整而且一致的量子電動力學(Quantum Electrodynamics, 簡稱QED),特別是針對理論中出現的發散而發展出再重整化(renormalization)的程序,使得量子電動力學能夠做出非常精確的預測,這不但標示著量子電動力學的成功,更是宣示「量子場論」的時代的來臨。今天的粒子物理與凝態物理都是建立在量子場論的基礎上。
發現自然之美:諾貝爾物理獎
暴坊將軍?不,是天文將軍!(上)
阿文從小就喜歡看俗稱「強巴拉」的日本時代劇。在台灣最常看到的莫過於松平健主演的「暴坊將軍」了。尤其那首搭配殺陣的配樂更是膾炙人口,只要聽到這段音樂,就是惡人要倒大楣的時候了。將軍大喊一聲「制裁」,惡貫滿盈的惡棍就被將軍身旁的高手給宰了,這時真是大快人心,看完之後通體舒暢。這個三不五時就微服出巡的幕府大將軍是真有其人,他就是被稱為德川幕府「中興之祖」的第八代將軍-德川吉宗。不過歷史上的吉宗,既不像松平健長的這麼帥,更沒有微服出巡,四處打抱不平,但是他大刀闊斧改革幕政,讓原本腐化不堪的德川幕府又恢復原有的綱紀,所以德川幕府又多撐了一百多年才退出歷史舞台。但是歷史上真實的八代將軍為什麼會以俠客形象出現在現代的螢幕上?為什麼他能一清之前的幕府將軍掃不掉的沉痾宿疾,讓幕府振衰起弊呢? 說起來都跟他不平凡的將軍之路有關,這得讓阿文從頭講起了...
阿文開講
不自量力? 從許文格的一本書談起
阿文在剛進大學教書的時候,曾經負責研究所的量子力學的課程,當時初生之犢不畏虎,滿腔的教育熱忱。所以廣蒐群書,本來打算用祖師爺許文格的量子力學,幾經考量,忍痛放棄這個頗為有趣的選擇。最近又重新拾起這本書,覺得隨著時空環境的變化,也許採用這本好書的時機已經成熟了。借著雙月刊的這個園地來發聲,看看會不會有人能響應我這個乍聽之下有點荒謬的主張!
阿文開講
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