「無限小」的故事:一個危險的數學理論,形塑了現今的世界

我們想讓你知道的是
我還是讀不懂《無限小》裡的數學,可是《無限小》仍是本很具啟發性的好書。
在傳統主義者的節節進逼之下,烏爾班八世一改初衷,不再支持伽利略。耶穌會總校訂室,禁止了無限小的概念,宣布永遠不能教授這個理論,甚至連提都不准提。伽利略最終被送進宗教審判所,人生最後十幾年都在軟禁中度過。
伽利略的弟子卡瓦列里(Bonaventura Francesco Cavalieri, 1598-1647)與托里切利(Evangelista Torricelli, 1608-1647)持續提出不可分量和無限小的理論證明,更持續增強耶穌會想要壓制這個矛盾理論的決心,耶穌會和支持伽利略的銳眼學會(Accademia dei Lincei)之間,為了維持歐幾里得幾何學理論或迎接新的無限小方式而開戰。
支持歐幾里得幾何學論點的耶穌會數學家,與支持無限小與不可分量學說的耶穌教團,雙方舌戰和筆戰不休。表面上是數學論戰,實際上耶穌會數學家還為了護衛神學上的論點。《無限小》揭示了這種禁令背後的深刻背景,通過耶穌會和銳眼學會之間交戰的驚心動魄故事,說明耶穌會如何拼命努力帶領飽受戰爭蹂躪的歐洲回到維穩和諧和天主教專制秩序,可是卻犠牲了義大利的藝術、數學和科學發展。
由於耶穌會成功地禁止在義大利的教授無窮小,《無限小》的故事舞台,轉到原本比義大利落後的英國去。《無限小》指出,在義大利,無限小的挫敗預告了這個國家主導歐洲文化的朝代已經結束;而在英國,無限小的勝利則幫助了這個原本落後的島國走向了世界首個現代國家之路。
英國內戰和空位期當時的民不聊生與內部動亂,令卡文迪許家族的家臣,威權主義的十七世紀的哲學家霍布斯(Thomas Hobbes, 1588-1679),寫下哲學傑作《巨靈論》(Leviathan,又譯作《利維坦》),是法律、秩序的有力倡導者。和天主教神權專制不同的,霍布斯的解決空位無政府狀態的方法,是要人民交出權力給專制君主,來保護他們免受戰爭和混亂。但與天主教的專制相同的,霍布斯的目標是維穩和諧以維護和平。無論霍布斯和耶穌會,都把自己的政治理想訴諸歐幾里得幾何,試圖以其有序的演繹證明產生絕對真理。
但在數學家瓦里斯(John Wallis, 1616-1703)的眼中,數學毫無貴族氣息,徹頭徹尾就是一個得到有用結果的實用工具。瓦里斯是第一個使用∞這個符號的數學家。也因如此,他和「隱形大學」的夥伴使用數學的方式與霍布斯大相逕庭。「隱形大學」後來收到英王查理二世的許可狀,成為聲譽卓越非凡的「皇家學會」(Royal Society)。

《無限小》指出,歸納法和實驗數學,讓皇家學會的會員與英國菁英分子逐漸將這種開放討論與有彈性的態度應用到學術與政治立場上,無限小的理論終於成為微積分與許多現代數學、現在科學理論與科技的基礎。英國邁上君主立憲之途,各種科學研究和科技也不斷開花結果,於是英國成為歐洲最先現代化的國家。
牛頓(Sir Isaac Newton, 1643-1727)以無限小的理論做實驗,發展出微積分的技法,和萊布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716)共同創立了微積分。牛頓出版了《自然哲學的數學原理》(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica),徹底改變了物理學的樣貌,也從此讓所有理科生飽受微積分的折磨。剛讀《無限小》時,我壓根兒忘光了微積分和無限小的關係,只有讀到後來才依稀想起老師提到的「極限」等等。
雖然,我還是讀不懂《無限小》裡的數學,可是《無限小》仍是本很具啟發性的好書,從中可見我們人類在認識自然時,那些偏見與固執是何等強大。政治師和宗教為了維穩及和諧干預學術發展,只能取得一時的和平,然後換來長久的落後。還有,科學的發展中,常常是柳暗花明又一村,保持一個開闊的心胸是多麼重要,卻又是多麼困難。

本文獲The Sky of Gene授權轉載,原文發表於此
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責任編輯:李牧宜
核稿編輯:翁世航
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響應永續與健康住宅趨勢,藍圖營造邀請一同實現美好生活藍圖

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地球暖化直接威脅人類生存,建築作為主要居住和活動場域,如何應變並尋求改變成為關鍵課題。甫在台中梧棲推出新建案的藍圖營造,便展現領先思維與前瞻視野,堅持申請綠建築及健康建築雙重認證,確保住戶享有與環境共好共榮的永續未來。
全球各國視「2050淨零排放」為共同目標之際,訴求節能減廢、生態共生、永續循環的生活趨勢,正在重新定義建築設計與建築價值,例如台灣內政部在既有綠建築標章體系下,已新增「建築能效評估系統」(BERS,Building Energy-efficiency Rating System),期許藉由明確的係數轉換和標示制度,協助改善台灣建築能源使用效率。
同時民間業者響應國際發展趨勢,也積極導入低碳永續住宅認證機制,包括關注綠化量、基地保水、水資源、日常節能、二氧化碳減量、廢棄物減量、污水垃圾改善、生物多樣性及室內環境等九大核心指標的「綠建築標章」,以及採用提倡健康飲食、降低病毒傳播風險、凝聚社區健康意識、療癒住戶心靈、重視住戶安全、全齡與通用設計、提升住戶運動動機等七大評鑑指標的「Fitwel健康建築認證」。
綠建築與健康建築雙指標,兼顧環境友善與生活品質
由於兩大機制從不同角度審視建物的節能設施與環境品質,結合在一起更能涵蓋永續生活的完整面向,所以藍圖營造基於「承擔社會責任、回應社會需求」企業經營信念,即使為了符合綠建築及健康建築的嚴謹標準,勢必衍生額外營建成本造成綠色溢價,仍堅持替位在梧棲的新建案申請雙重認證,確保住戶享有值得信賴的生活品質與永續未來。

藍圖營造建設部總經理賴以軒表示:「以前建築與營造業只談價值工程,普遍重視成本控制,如今積極打造綠建築與健康建築,是因為每間房子的生命週期,長達10、20年甚至更久,需要能夠永續傳承,讓使用者住得安心又放心」,於是決定回歸人本價值,鏈結環境生態、城市美學、資源循環等多重思考面向,興建全台中第三座住宅類Fitwel健康建築。
從藍圖營造梧棲新案基地約870坪,但大幅降低建蔽率僅34%,確實感受到重視整體環境的相互依存關係,尤其主建物退縮創造了大尺度棟距,讓112戶住家能夠不受屏蔽,享有絕佳通風採光及景觀視野,並隨著留設300多坪開放式公園與行人徒步空間,等於在密集街廓中創造難能可貴的綠地與呼吸空間,可作為營造私密性的中介轉化地帶,又符合提升綠覆率、維護生物多樣性等綠建築規範。
推動梧棲「方舟計畫」 ,打造以人為本的永續住宅
接著,訴求全齡化與通用化的設計,有諸多務實機能巧藏其中,像是展現白派美學的15層樓外觀,由白色、淺灰與深灰鋪陳淨雅立面,再搭配簡練俐落線條構成,緩減建築量體帶來的視覺壓迫感,而整體外觀僅頂樓賦予特殊結構造型,也加以妥善利用安裝太陽能板,希望增加綠電自發自用比例,公共梯廳感應式燈具、電梯動力回生系統、基地保水滲透功能等規劃,提升能源使用效率。並於建築整體規劃戶戶開窗及地下室天井設計,保持空氣流通,替住戶節省能源的消耗。

當然選用的建材一樣兼顧低碳與美學兩大訴求,可以看見開放空間與行人步道舖設的淺色面飾材,具有美觀大方裝飾性之外,表面平滑不易風化有助於降低後續維護成本,鋁窗採用日系品牌氣密窗並增添5+5雙層膠合玻璃,提供防風、防噪等多重作用,加上錯層陽台設計等細節層次,兼具隔熱與調節效果,以及營造細節層次的深色或淺色磁磚,也具有隔熱、防水與呼吸調節等效果,能夠被動式(passive)替住戶節省空調能耗,讓家成為足以面對未來環境變化的永續載體。
藍圖營造建設部副總經理呂嘉哲強調:「這是一個以永續為核心的『方舟計劃』,我們邀請認同綠建築與健康建築價值的消費者,一起啟動全方位生活轉型。」
尤其梧棲往來市區的交通網絡已然完善便捷,又被台中港特區、台中精密園區、台中科學園區所圍繞,除了高產值的電子與半導體產業蓬勃發展,新興的風電產業也在地化形成供應鏈聚落,等於生活、環境與經濟的永續性都令人值得期待。