亞里斯多德是博學的哲學家,當時很多有爭議的問題都會請他論斷是非。其中有一題就是:輕重兩物落下,何者掉得快?亞里斯多德的想法很直覺:
「輕的物體有向上浮的趨勢,重的物體有向下掉的趨勢,所以重的一定比輕的要掉得快。」 這想法延續了二千年左右,直到義大利物理學家伽利略提出:排除自由落體的空氣阻力,就可以觀察到輕物和重物同時著地。
伽利略的思辨過程是先同意亞里斯多德的說法:重的比輕的掉得快,接著把重的和輕的綁在一起,再和重的做比較。綁在一起的應該比重的更重,所以會掉得更快,結果符合亞里斯多德的結論:重的比輕的要快,更重的比重的更快。
但是,如果我們把重物想成是一匹快馬,輕物想成是一匹慢馬,把兩匹馬綁在一起,慢馬會「拖慢」快馬的速度,速度反而會變慢,不會更快。所以綁在一起的兩物,應該掉得更慢才對。
兩種推論都沒有瑕疵,既然推論沒有問題,就是前提(重的掉得快)出了問題,伽利略的結論是:重的和輕的應該同時著地。
伽利略決定在比薩斜塔上,把不同重量的兩顆鐵球自由落下,看看何者會先著地。但因為當時比薩斜塔已經是瀕危建築,當局並沒有同意伽利略在比薩斜塔上做實驗。無論如何,伽利略提出人類的直覺或推論
不足以獲得真相,應該要以實驗來證明對錯,不應該相信權威,應該相信大自然。
伽利略的想像後來由波以耳用實驗證明出來。但是,他為什麼要提出一個當時根本做不出來的想像實驗呢?為的就是回到最單純的情況,
拿掉干擾的因素,把雜訊排除掉,讓真相顯露出來。
在人類想像的實驗裡檢視合理性的專業人才,逐漸形成了理論物理學家;而在實驗室裡操作設備的專業人才,成了實驗物理學家。理論物理學家負責理論的架構;實驗物理學家則利用現代科技,設計實驗設備,
驗證理論的正確性。這兩種人才合作無間、互相砥礪、相輔相成,克服
了許多困難。
中央研究院天文及天文物理研究所參與「事件視界望遠鏡(Event
Horizon Telescope,EHT)」國際合作計畫,格陵蘭望遠鏡是計畫中重要
的一環,而其關鍵的電子機械技術就是來自臺灣。繼 2019 年拍攝出人類
史上第一張黑洞照片後,2021 年又公布 M87 星系中心最新的偏振光影像,可進一步解析首張黑洞影像周圍的磁場結構。黑洞原來是理論上的產物,沒想到能觀測出來,藉由全球網路串接各地的天文望遠鏡,利用特
別的實驗方法,看到了黑洞的真面目,這是人類天文學上的另一個里程碑。
人類從想像實驗一路走來,理想(理論)與現實(實驗)來回激盪出許多科學和科技上的奇蹟,追本溯源是人類本身就有求真求知的欲望,渴望知道雜訊裡的真相。
同樣的,當今社會充斥很多需要分辨的情況,如:不同法官對同一個案件有不同的判決、不同醫師對同一個病人的診斷有時有很大的差異、不同面試官對於是否錄取求職者意見也不相同,甚至就連同一個法官、醫師與面試官在不同的時間也會做出不同的判斷。為什麼會這樣?
因為,只要有判斷,就會有「雜訊」 ,而且在日常生活中,雜訊比我們以為的還要多,這是必須迫切正視的問題,唯有正視雜訊,減少誤判,不囿於成見,才能接近真實,產生更公平的社會。
請以「釐清雜訊,追求真相」為題,撰文一篇,闡釋上述物體降落與黑洞觀測的啟發,並以自己親身經歷或見聞為例,申論己見。