「十項之中你符合了五項，你是一名病態賭徒。」精神科醫生這樣對我說。
他指的是，我符合美國《精神病診斷手冊 - 第四版》（DSM-IV，全稱 Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-IV）給「病態賭博」所下的定義。手冊說，若以下十項行為其中五項或以上持續發生，此人便有「病態賭博」：
（一）沉迷於賭博相關的思想或事物（例如：回憶賭博經歷、幻想賭博歷程、盤算如何籌集賭本）。
（二）為滿足賭癮，賭注愈來愈大。
（三）多次嘗試控制、減少或停止賭博都不成功。
（四）減少或停止賭博時，會變得焦躁。
（五）以賭博來逃避問題或解除焦慮。
（六）輸錢後，擇日再賭冀賺回賭本。
（七）為隱瞞賭癮而欺騙他人。
（八）以非法途徑（例如：偽造、欺詐、盜竊、挪用）獲得金錢作賭博之用。
（九）因賭博而失去或危害婚姻、工作、教育、晉升等機會。
（十）依靠他人提供資金，以舒緩因賭博造成的緊絀財政。
我曾經偷公司的錢去賭（八），被老闆發覺而遭解僱（九），失業後生活結据，問表弟借錢過活（十）。小賭怡情，我當然沒有放棄賭博，為了準時還債，每次輸錢都會設法贏回本金（六），心切之際，難免愈賭愈大（二）。恰好五項，因此我是一名「病態賭徒」。聽說只有三項或四項便屬什麼「問題賭徒」之類，那麼多的名詞，我管不了，只知少於五項便逃離「病態」標籤，不用再被強制治療，這是我當下的目標。網上四處搜尋，希望找出「搣甩」其中一項的捷徑，告訴大家一個驚喜發現。
DSM 現正籌備下一版本（第五版），草稿已在 2 月 10 日上網，4 月 20 日前接受公眾意見；DSM-V 原定 2012 年出爐，由於修訂繁多引來各方討論和爭議，現延至 2013 年 5 月才出版。手冊計劃多項修訂，我最關心固然是「病態賭博」這一章。驟眼看，新建議的診斷準則與現時沒有兩樣；仔細一看，原來的十項只剩九項，第（八）項不翼而飛，其餘的原封不動。對我來說，這簡直是天大喜訊，將來我只符合四項準則，光明正大地脫離「病態賭徒」的行列，無人可以強逼我接受那什麼什麼的治療。
然而，也不要開心得太早，這只是草稿，DSM-V 要幾年後才正式出版。況且，只要見我那位心理專家認為我賭得「過份」，他大可「砌」多一兩項給我。舉例，第（五）項說「以賭博來逃避問題或解除焦慮」；我賭博，是事實，但是否「以賭博來逃避問題」，誰又可以替我判斷？每人都有自己的一些問題，如果賭博和問題並存便認定「以賭博來逃避問題」，我也可以說醫生「以上班來逃避家中的妻兒」，以至任何行為都可以被解讀成逃避某些問題。若果心理專家認定我符合第（五）項，我真的百詞莫辯，誰人沒有自己的問題？跟他理論也難有好下場，他隨時可以說我為了逃避治療而砌詞狡辯，亦即符合第（七）項。他是專家我是賭徒，你信邊個？
DSM 的原意是為診斷精神障礙建立一套客觀標準，但這套客觀標準卻包含不少主觀判斷，這是不是「虛偽客觀」？另一方面，我也明白，社會總需要一條界線，由於精神病的本質及我們對其認識和掌握之不足，往往令這條線劃得模糊。
現時 DSM-IV 把「病態賭博」視為一種 Impulse-Control Disorders，將來新版本建議把其歸類在 Substance-Related Disorders 之下，與藥物濫用和酗酒同屬一類； DSM-V 工作組認為「病態賭博」跟「濫藥成癮」在臨床、病因、生理和治療方面有着足夠的共通點，應把兩者歸納為同類。舉例說，病態賭徒賭博時，心跳會加快，多巴胺水平會提升，腦袋負責理性判斷的部份活動亦會減弱，這些徵狀與癮君子吸毒時大同小異。病態賭博是一種「行為」，不是「藥品」，因此「Substance- Related Disorders」這統稱也要改改，新版本建議改為「Addiction and Related Disorders」，這是 DSM 首次承認「行為都可以上癮」（behavioral addictions）。
我隱約覺得，在 DSM 往後的版本，「行為成癮」將陸續有來。「Internet addiction」已在考慮之列，儘管未有具體建議。「Binge eating disorder」（暴食症）是另一新加的診斷，暫時列為 Eating Disorders 其中一員，未來若證據充分，歸納為又一種 addiction 也說不定。某些專家反對引入「行為成癮」，就是這個原因，濫藥成癮容易斷定「罪魁禍首」（使人上癮的化學物），人類行為千奇百怪，一種行為可以「上癮」，所有行為都可以，一本手冊能夠涵蓋多少？
說到底，這是話語權之爭和標籤問題。新版本的另一建議，是把「阿斯伯格綜合症」（Asperger's syndrome）歸納為自閉症的一種；阿斯伯格患者有社交和溝通的困難，與自閉症患者不同之處是他們智能正常，純從醫學角度，視阿斯伯格綜合症為一種較「輕微」的自閉，無可厚非，此建議亦固然有其科學理據，不過在一些外國家長的眼中，他們的孩子原來只有阿斯伯格而沒有自閉症，將來也可能被當成自閉看待。標籤和分類，是現今社會賴以運作的工具，也正是 DSM 肩負的主要功能，難怪它的修訂惹來爭議不斷。
我最關心的，仍然是病態賭博的最終定義，雖說心理專家手握大權，但是多一項總不如少一項。DSM-V 正式面世之前，我還要到處尋找「搣甩」其中一項的捷徑。不打緊，「希望永遠在明天」是所有病態賭徒的座右銘。
（2010 年 2 月 25 日 信報副刊）
其他報導：
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That way, madness lies
10 Feb 2010, ScienceInsider
New Criteria for Psychiatric Diagnoses Proposed
10 Feb 2010, New Scientist
Psychiatry's draft new 'bible' goes online
2010年2月25日 星期四
2010年2月19日 星期五
Robot 也扭計
可以在 12 秒之內拆解任何扭計骰的機械人……
還有，它是用 Lego 製成的。
來源：LEGO Robot Solves Any Rubik's Cube In Less Than 12 Seconds
還有，它是用 Lego 製成的。
來源：LEGO Robot Solves Any Rubik's Cube In Less Than 12 Seconds
2010年2月18日 星期四
渣打馬拉松的「秘密武器」
2 月 28 日便是渣打馬拉松，如果你有參加，最近有冇積極備戰？為了幫助大家爭取佳績，今日我會介紹一件「秘密武器」。（當然，公諸於世便不再「秘密」，惟我的讀者不多，只要你不宣揚，到參賽之日，這件「武器」應該還是只有一小撮人知曉的「秘密」。）
首先，讓我帶大家回到 2004 年 7 月 4 日，在日本舉行的第 47 屆札幌國際半馬拉松[1]，這是一項高水平賽事，參賽者不乏奧運選手。當天有人在賽程 15 公里處擺放了幾部攝錄機，此處路面平坦，跑手分散，正好捕捉沿途跑手的步姿。具體來說，他們留意的，是跑手經過時足部著地的方式。他們總共分析了 283 位跑手，發現 74.9% 的人腳踭著地（rearfoot strike），23.7% 腳掌打平著地（midfoot strike），極少數的 1.4% 以腳掌前方著地（forefoot strike）。他們再發現，領先的五十位跑手之中，著地方式分別是 62.0%，36.0%，2.0%（次序與上同）。單看這些數字，能否看出哪種著地方式最佳？肯定不是腳踭著地，它佔全體接近 75%，但五十強之中只佔 62%。其餘兩者皆不錯，五十強的比例均高於整體比例。換句話說，如果你是後兩者，殺入五十強的機會高於前者。再換句話說，如果你想揚名渣打馬拉松，跑步時最好不要腳踭首先著地，而是以前腳掌或腳掌打平著地，這便是我的「秘密武器」。
ok，ok，我是有點取巧，著地與成績只是有着統計上的關連性（correlation），未必互為因果（causation），而且影響表現的因素眾多，改善跑速並非一朝一夕的事。三種著地哪種較好，互聯網上意見紛紜，跑步人士各說各話，這些討論多是反映個人經歷，通常是曾經試過某種跑法換來傷患收場，後來改用另一跑法便安然無恙，最終還是逃不出「尋找最適合自己的方法」這種無稜兩可的結論。據我所知，至今未有研究顯示哪種著地方式較易使人受傷。
不過，三種著地又確是有分別的，學術界對此研習已久，詳情可以成書，這裡只談最重要的。為方便表達，我會效法學術界建立一套名詞，把腳踭著地稱為「後著地」，前腳掌著地稱為「前著地」，腳掌打平著地稱為「平著地」。
首先，請跟我做個思想實驗，想像一下跑步時足部承受的力量應該是什麼模樣。足部仍在半空的時候，受力是零；從著地那一刻開始，受力漸增，最終達致一個頂峰；當足部開始推離地面，受力又會漸漸減少，直至完全離開地面，受力再次為零。若把這過程繪成圖表，每次由著地開始至完全離地，足部承受的力量看似一座山丘：從零升至頂，再由頂跌至零。
實情是不是這樣？前著地或平著地，情況確是這樣，足部受力的「形狀」確似一座山丘，一座輪廓頗為平滑的山丘。後著地的情況有點不同，山丘仍在，但「上山」途中會遇到一條「尖刺」，即著地時足部受力一下子大增，然後下跌少許，返回原來山丘的輪廓；換句話說，後著地會形成「雙頂」，先是一個尖頂，再來一個圓頂。跑步鞋鞋跟加厚，便是為了減輕那第一個尖頂的沖擊；若果赤腳腳踭赤裸裸著地，那個尖頂會更尖。
看着那條「尖刺」，心中不禁有條刺，跑步時我們是否「不應該」以腳踭著地？那一下子大增的沖擊力，不容易受傷才怪（這裡只說跑步，不是步行），雖然未有研究證明，但總覺不妥，任何「尖刺」都不是好東西。然而，我也試過用腳尖跑步，總覺有難度，畢竟我們步行也是腳踭著地，這才是最自然的行走方式，不是嗎？
想深一層，什麼才叫「自然」，很難說。人類赤腳走路至少二百萬年，穿著現代跑鞋只是近四十多年的事，講「自然」，我們赤腳跑步才對。跑鞋固然可以緩沖撞擊，保護足踝等等，不過，既然我們祖先赤腳奔跑了二百萬年，現代跑鞋那些所謂「保護」，是否真的需要？學者早已發覺，穿鞋跑步時後著地的人，當他們脫去鞋子，仍然會後著地，但著地時腳掌與地面的角度會有意無意間縮小，減輕撞擊的力度。科學期刊《Nature》去月發表一篇論文[2]，研究五組人跑步時的著地姿態；第一組是習慣穿鞋的美國成年跑手；第二組是從前習慣赤腳，現在穿鞋的成年肯亞跑手；第三組是從前習慣穿鞋，現在喜歡赤腳的成年美國跑手；第四組是從未穿過鞋的肯亞青少年；第五組是習慣穿鞋的肯亞青少年。換句話說，第一和第五組是習慣穿鞋跑步的人，第二和第四組是（曾經）習慣赤腳的人，第三組則是習慣穿鞋卻喜歡赤腳跑步的人。這次研究觀察所有人赤腳和穿鞋跑步的著地姿態（例外：第四組只有赤腳，因為他們從未穿過鞋子）。研究顯示，習慣穿鞋跑步的人絕大部份後著地，（曾經）習慣赤腳的人絕大部份前著地或平著地，第三組比較特別，赤腳跑步時多數喜歡前著地，但穿鞋跑步卻較為喜歡後著地。
結果清楚不過，在赤腳的情況下，人類很「自然地」傾向前著地或平著地，避免或減輕了腳踭著地引致的「尖刺」式沖擊，不用鞋墊保護，身體自然調節。今天多數跑手後著地，只因他們大多從小習慣穿鞋。事實上，為了減輕沖擊而加高腳跟鞋墊，令人更容易後著地，從而更需要腳跟鞋墊；對跑步的人來說，這是一個惡性循環；對跑鞋製造商來說，這是一個良性循環。跑鞋是「供應製造需求」的典例，整個行業建築在龐大的市場推廣之上，Nike 數年前推出 Nike Free 跑鞋，以「Run Barefoot」為口號，不就是天大的諷刺？
赤腳跑有助前或平著地，而這兩種著地正是我所謂的「秘密武器」，歸根咎底，跑馬拉松的「秘密武器」不就是赤着腳來跑？赤腳都可以是秘密武器，咁係咪無武器勝過有武器？真是愈說愈胡塗了。無論赤腳或穿鞋，恭祝大家虎年出入平安。
（2010 年 2 月 18 日 信報副刊）
給大家看看實際跑姿。首先，習慣赤腳的肯亞女孩（前著地）：
從前習慣赤腳、現在多數穿鞋跑步的肯亞跑手（前著地）：
從前習慣赤腳的肯亞跑手（平著地）：
習慣穿鞋的肯亞青年（後著地）：
（以上四片段均來自 Ref. [2]。片中人腿上的白色標記是為方便計算身體各部份的角度。）
Nike 的「裸體集訓」廣告，兒童不宜，我最鍾意：
值得一讀：
19 Apr 2009, Mail Online
The painful truth about trainers: Are running shoes a waste of money?
22 Apr 2009, Popular Mechanics
The Running Shoe Debate: How Barefoot Runners are Shaping the Shoe Industry
21 Apr 2008, New York Magazine
You Walk Wrong
17 May 2009, the blog of Skyler Tanner
Nike Free vs. Vibram Five Fingers – Barefoot Supremacy
08 Jan 2008, Patrick D's Training Journal
Heel-Toe Running
25 June 2009, Talk Triathlon
The Foot Strike Debate, finally some unbiased information
References:
[1] Hiroshi Hasegawa, Takeshi Yamauchi, William J. Kraemer
2007, Journal of Strength and Conditioning Research, 21(3), 888-893
Foot strike patterns of runners at the 15-km point during an elite-level half marathon
[2] Daniel E. Lieberman, Madhusudhan Venkadesan, William A. Werbel, Adam I. Daoud, Susan D'Andrea, Irene S. Davis, Robert Ojiambo Mang'Eni & Yannis Pitsiladis
2010, Nature, 463, 531-535
Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners
其他報導：
27 Jan 2010, Scientific American
Running barefoot is better, researchers find
27 Jan 2010, ScienceNOW
The Shocking Truth About Running Shoes
28 Jan 2010, Laelaps
Evo. Anthro. Study Suggests You Might Be Running Wrong
28 Jan 2010, New Scientist
We're built to run barefoot, on our tip-toes
首先，讓我帶大家回到 2004 年 7 月 4 日，在日本舉行的第 47 屆札幌國際半馬拉松[1]，這是一項高水平賽事，參賽者不乏奧運選手。當天有人在賽程 15 公里處擺放了幾部攝錄機，此處路面平坦，跑手分散，正好捕捉沿途跑手的步姿。具體來說，他們留意的，是跑手經過時足部著地的方式。他們總共分析了 283 位跑手，發現 74.9% 的人腳踭著地（rearfoot strike），23.7% 腳掌打平著地（midfoot strike），極少數的 1.4% 以腳掌前方著地（forefoot strike）。他們再發現，領先的五十位跑手之中，著地方式分別是 62.0%，36.0%，2.0%（次序與上同）。單看這些數字，能否看出哪種著地方式最佳？肯定不是腳踭著地，它佔全體接近 75%，但五十強之中只佔 62%。其餘兩者皆不錯，五十強的比例均高於整體比例。換句話說，如果你是後兩者，殺入五十強的機會高於前者。再換句話說，如果你想揚名渣打馬拉松，跑步時最好不要腳踭首先著地，而是以前腳掌或腳掌打平著地，這便是我的「秘密武器」。
ok，ok，我是有點取巧，著地與成績只是有着統計上的關連性（correlation），未必互為因果（causation），而且影響表現的因素眾多，改善跑速並非一朝一夕的事。三種著地哪種較好，互聯網上意見紛紜，跑步人士各說各話，這些討論多是反映個人經歷，通常是曾經試過某種跑法換來傷患收場，後來改用另一跑法便安然無恙，最終還是逃不出「尋找最適合自己的方法」這種無稜兩可的結論。據我所知，至今未有研究顯示哪種著地方式較易使人受傷。
不過，三種著地又確是有分別的，學術界對此研習已久，詳情可以成書，這裡只談最重要的。為方便表達，我會效法學術界建立一套名詞，把腳踭著地稱為「後著地」，前腳掌著地稱為「前著地」，腳掌打平著地稱為「平著地」。
首先，請跟我做個思想實驗，想像一下跑步時足部承受的力量應該是什麼模樣。足部仍在半空的時候，受力是零；從著地那一刻開始，受力漸增，最終達致一個頂峰；當足部開始推離地面，受力又會漸漸減少，直至完全離開地面，受力再次為零。若把這過程繪成圖表，每次由著地開始至完全離地，足部承受的力量看似一座山丘：從零升至頂，再由頂跌至零。
實情是不是這樣？前著地或平著地，情況確是這樣，足部受力的「形狀」確似一座山丘，一座輪廓頗為平滑的山丘。後著地的情況有點不同，山丘仍在，但「上山」途中會遇到一條「尖刺」，即著地時足部受力一下子大增，然後下跌少許，返回原來山丘的輪廓；換句話說，後著地會形成「雙頂」，先是一個尖頂，再來一個圓頂。跑步鞋鞋跟加厚，便是為了減輕那第一個尖頂的沖擊；若果赤腳腳踭赤裸裸著地，那個尖頂會更尖。看着那條「尖刺」，心中不禁有條刺，跑步時我們是否「不應該」以腳踭著地？那一下子大增的沖擊力，不容易受傷才怪（這裡只說跑步，不是步行），雖然未有研究證明，但總覺不妥，任何「尖刺」都不是好東西。然而，我也試過用腳尖跑步，總覺有難度，畢竟我們步行也是腳踭著地，這才是最自然的行走方式，不是嗎？
想深一層，什麼才叫「自然」，很難說。人類赤腳走路至少二百萬年，穿著現代跑鞋只是近四十多年的事，講「自然」，我們赤腳跑步才對。跑鞋固然可以緩沖撞擊，保護足踝等等，不過，既然我們祖先赤腳奔跑了二百萬年，現代跑鞋那些所謂「保護」，是否真的需要？學者早已發覺，穿鞋跑步時後著地的人，當他們脫去鞋子，仍然會後著地，但著地時腳掌與地面的角度會有意無意間縮小，減輕撞擊的力度。科學期刊《Nature》去月發表一篇論文[2]，研究五組人跑步時的著地姿態；第一組是習慣穿鞋的美國成年跑手；第二組是從前習慣赤腳，現在穿鞋的成年肯亞跑手；第三組是從前習慣穿鞋，現在喜歡赤腳的成年美國跑手；第四組是從未穿過鞋的肯亞青少年；第五組是習慣穿鞋的肯亞青少年。換句話說，第一和第五組是習慣穿鞋跑步的人，第二和第四組是（曾經）習慣赤腳的人，第三組則是習慣穿鞋卻喜歡赤腳跑步的人。這次研究觀察所有人赤腳和穿鞋跑步的著地姿態（例外：第四組只有赤腳，因為他們從未穿過鞋子）。研究顯示，習慣穿鞋跑步的人絕大部份後著地，（曾經）習慣赤腳的人絕大部份前著地或平著地，第三組比較特別，赤腳跑步時多數喜歡前著地，但穿鞋跑步卻較為喜歡後著地。
結果清楚不過，在赤腳的情況下，人類很「自然地」傾向前著地或平著地，避免或減輕了腳踭著地引致的「尖刺」式沖擊，不用鞋墊保護，身體自然調節。今天多數跑手後著地，只因他們大多從小習慣穿鞋。事實上，為了減輕沖擊而加高腳跟鞋墊，令人更容易後著地，從而更需要腳跟鞋墊；對跑步的人來說，這是一個惡性循環；對跑鞋製造商來說，這是一個良性循環。跑鞋是「供應製造需求」的典例，整個行業建築在龐大的市場推廣之上，Nike 數年前推出 Nike Free 跑鞋，以「Run Barefoot」為口號，不就是天大的諷刺？赤腳跑有助前或平著地，而這兩種著地正是我所謂的「秘密武器」，歸根咎底，跑馬拉松的「秘密武器」不就是赤着腳來跑？赤腳都可以是秘密武器，咁係咪無武器勝過有武器？真是愈說愈胡塗了。無論赤腳或穿鞋，恭祝大家虎年出入平安。
（2010 年 2 月 18 日 信報副刊）
給大家看看實際跑姿。首先，習慣赤腳的肯亞女孩（前著地）：
從前習慣赤腳、現在多數穿鞋跑步的肯亞跑手（前著地）：
從前習慣赤腳的肯亞跑手（平著地）：
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（以上四片段均來自 Ref. [2]。片中人腿上的白色標記是為方便計算身體各部份的角度。）
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References:
[1] Hiroshi Hasegawa, Takeshi Yamauchi, William J. Kraemer
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2010年2月13日 星期六
2010年2月11日 星期四
一個波還是一道波？
物理學有一定律：能量守恆，意即能量不會無中生有，只會由一種形態化為另一形態。燃煤發電廠把蘊藏於煤的能量轉化為電能，電池把電能儲存為化學能，汽車則把汽油的能量轉化為動能。然而，能量轉化的過程並不完美，投入永遠多於輸出，例如燃煤發電廠的效率只有 30-40%，超過一半的能量浪費掉；汽車引擎的效率約 20%；太陽能電池板 25%；電動馬達算是「異類」，有 80-90%。
無論哪一種形態，地球上所有能量均來自同一個源頭，就是太陽；把太陽能保存在地面的第一個步驟是「光合作用」，它結合陽光、水份和二氧化碳製成碳水化合物，這是所有食物鏈的起點。身為地球上最重要的能量轉化過程，光合作用的效率又是多少？是超高的 95%。如果懂得模仿光合作用來製造太陽能電池，我們對化石能源的倚賴或可舒緩，明瞭這個高效率之謎遂成為科學界近年研究的重點。
最近有個新發現。若要明白其意義，首先要懂頗多的背景資料，讓我嘗試解說。
我問你，光合作用在哪裡發生？答案可以是森林，可以是植物，也可以是樹葉，某些肉眼看不見的藻類（algae）和細菌（bacteria）也可以，視乎你把眼光放大還是縮小。就本文而言，請大家和我一起把眼光縮至比細胞更小，小至分子（molecule）的程度：光合作用發生的地方，是一些叫「reaction centre」的蛋白質分子，讓我姑且稱其為「光合反應爐」；它不是獨立運作，必須依靠一些「天線分子」（antenna proteins）替它收集陽光。太陽的能量首先被天線分子吸收，再轉移至光合反應爐「加工」。今次的新發現就是關於這個能量轉移的過程。
不要忘記，我們現在處於非常微細的尺度，在這個層面觀看事物，可能需要顧及量子現象（quantum effect）。牛頓的古典物理學能夠解釋日常所見，但是去到原子世界便不管用；解釋如此微細的事物，需要量子物理學。在量子世界，很多有違常理、根本唔 make sense 嘅事都會發生。舉例，若我向你投擲一個量子棒球（即一個根據量子、而非古典規律飛行的棒球），你是沒可能打中的，因為這個棒球只是一道無線電波。唔明？正常。根據量子物理學，任何一粒 particle 同時也是一道 wave，而任何一道 wave 同時也是一粒 particle；中英夾雜不太好（雖然我經常這樣），讓我用廣府話再說一遍：任何一「個」波同時也是一「道」波，而任何一「道」波同時也是一「個」波。這就是量子物理學的中心思想。難以理解？當然。可以視之為原子世界給我們的「彈性」，任何時候都有兩個理論可供選擇；這個現象要用 particle 來解釋，它便是一「個」波；那個現象要用 wave 來解釋，它便是一「道」波。延續量子棒球的例子，當你不斷揮棒卻依然落空，那棒球一定是一道波；當它忽然擊中你的額頭，它便是一個波。什麼時候用哪個理論，做過實驗才知道。
日常情況下，我們視陽光為電磁波。然而，它被天線分子吸收及轉移至光合反應爐的過程中應該被視為一道波還是一個波呢？有些科學家認為是一「個」波，由於天線分子處於一個非常「不整齊」的環境，周圍有其他分子，每個分子也有自身的震動，即使吸收的陽光開始時維持 wave 的狀態，這個 wave 亦會很快被周遭環境干擾至所餘無幾。若果吸收的陽光是一「個」波，它便可以在天線分子之間互相傳遞，輾轉到達光合反應爐。這是一些科學家的想法。
一星期前，科學期刊《Nature》刊登了一篇論文[1]，發現吸收的陽光可能是一「道」波。其實早於 2007 年已經有人發現類似現象，但那個實驗是在攝氏零下 196 度進行（低溫度，少干擾，一個對 wave 比較有利的環境），而這次是在室溫進行。當然，實驗的環境與現實相距甚遠，研究人員把天線分子從海藻分離，再以雷射刺激天線分子，觀察其吸收雷射能量後的反應。雷射不同日光，天線分子也非獨立個體，實驗結果會否在自然環境下出現實屬未知之數，這次實驗的意義在於指出陽光被天線分子吸收後維持一「道」波的可能性不容抹煞，任何描述天線分子能量傳遞的理論都應該涵蓋這個量子現象。
為何執著於一道波還是一個波呢？同是太陽能量，這道波和那個波有什麼分別？重點是，一道波可以做一個波永遠做不到的事。從天線分子到光合反應爐有很多條路徑可以走，如果能量是一「個」波，怎樣決定哪條路徑最快捷呢？是不是每條路徑輪流嘗試？如果是一「道」波，便可以同時嘗試多條路徑找出最快捷之一，非常高效率地抵達光合反應爐，這可能是光合作用超高效能的關鍵。科學家仍在摸索階段，最終關鍵在哪裡，現在仍然說不準，但是一道波和一個波的分別，是重要的研究方向。
剛剛說過一道波「可以同時嘗試多條路徑」，有些讀者可能不太明白，老實說，我也不太明白；這就是量子，不能以日常邏輯理解。另一個看法是，吸收的能量不是被任何一個天線分子獨佔，而是多個天線分子廣泛攤分；至於攤分如何導致高效傳送，這又很難理解。不如試試這個比喻，想像一場籃球比賽，球員（天線分子）的任務是把籃球（能量）「傳遞」至敵方的籃框（光合反應爐）。在籃球是個波這個正常情況下，入球的效率不高，因為球員事前無法預計最有效的進攻模式，而每次進攻只可嘗試一個模式。再想像，假如某隊球員有着超凡的默契，傳球流暢得有如行雲流水，時而五人同時手執籃球，時而五人手上都沒有籃球，時而五人手上各有五分一個籃球，怎說也好，總之是流暢得「超班」。這樣一隊籃球隊，想唔入波都幾難，因為籃球在他們手上已經不再是一個波，而是捉摸不到的一道波。他們超高效能的關鍵，可以說是五人非常有效地「share」這個籃球，也可以說是傳球流暢得像同時從多方進攻，怎理解也好，總之五人一體得令人五體投地。
說量子有這個好處，說得不明不白別人也不會怪你，因為量子現象本身就是不明不白。
（2010 年 2 月 11 日 信報副刊）
References:
[1] Elisabetta Collini, Cathy Y. Wong, Krystyna E. Wilk, Paul M. G. Curmi, Paul Brumer & Gregory D. Scholes
4 February 2010, Nature, 463, 644-647
Coherently wired light-harvesting in photosynthetic marine algae at ambient temperature
其他報導：
03 Feb 2010, Scientific American
Shining a Light on Plants' Quantum Secret to Boost Photosynthesis
03 Feb 2010, New Scientist
Nature's hot green quantum computers revealed
03 Feb 2010, ScienceNOW
Algae Show a Knack for Quantum Mechanics
04 Feb 2010, PhysicsWorld.com
Quantum mechanics boosts photosynthesis
無論哪一種形態，地球上所有能量均來自同一個源頭，就是太陽；把太陽能保存在地面的第一個步驟是「光合作用」，它結合陽光、水份和二氧化碳製成碳水化合物，這是所有食物鏈的起點。身為地球上最重要的能量轉化過程，光合作用的效率又是多少？是超高的 95%。如果懂得模仿光合作用來製造太陽能電池，我們對化石能源的倚賴或可舒緩，明瞭這個高效率之謎遂成為科學界近年研究的重點。
最近有個新發現。若要明白其意義，首先要懂頗多的背景資料，讓我嘗試解說。
我問你，光合作用在哪裡發生？答案可以是森林，可以是植物，也可以是樹葉，某些肉眼看不見的藻類（algae）和細菌（bacteria）也可以，視乎你把眼光放大還是縮小。就本文而言，請大家和我一起把眼光縮至比細胞更小，小至分子（molecule）的程度：光合作用發生的地方，是一些叫「reaction centre」的蛋白質分子，讓我姑且稱其為「光合反應爐」；它不是獨立運作，必須依靠一些「天線分子」（antenna proteins）替它收集陽光。太陽的能量首先被天線分子吸收，再轉移至光合反應爐「加工」。今次的新發現就是關於這個能量轉移的過程。
不要忘記，我們現在處於非常微細的尺度，在這個層面觀看事物，可能需要顧及量子現象（quantum effect）。牛頓的古典物理學能夠解釋日常所見，但是去到原子世界便不管用；解釋如此微細的事物，需要量子物理學。在量子世界，很多有違常理、根本唔 make sense 嘅事都會發生。舉例，若我向你投擲一個量子棒球（即一個根據量子、而非古典規律飛行的棒球），你是沒可能打中的，因為這個棒球只是一道無線電波。唔明？正常。根據量子物理學，任何一粒 particle 同時也是一道 wave，而任何一道 wave 同時也是一粒 particle；中英夾雜不太好（雖然我經常這樣），讓我用廣府話再說一遍：任何一「個」波同時也是一「道」波，而任何一「道」波同時也是一「個」波。這就是量子物理學的中心思想。難以理解？當然。可以視之為原子世界給我們的「彈性」，任何時候都有兩個理論可供選擇；這個現象要用 particle 來解釋，它便是一「個」波；那個現象要用 wave 來解釋，它便是一「道」波。延續量子棒球的例子，當你不斷揮棒卻依然落空，那棒球一定是一道波；當它忽然擊中你的額頭，它便是一個波。什麼時候用哪個理論，做過實驗才知道。
日常情況下，我們視陽光為電磁波。然而，它被天線分子吸收及轉移至光合反應爐的過程中應該被視為一道波還是一個波呢？有些科學家認為是一「個」波，由於天線分子處於一個非常「不整齊」的環境，周圍有其他分子，每個分子也有自身的震動，即使吸收的陽光開始時維持 wave 的狀態，這個 wave 亦會很快被周遭環境干擾至所餘無幾。若果吸收的陽光是一「個」波，它便可以在天線分子之間互相傳遞，輾轉到達光合反應爐。這是一些科學家的想法。
一星期前，科學期刊《Nature》刊登了一篇論文[1]，發現吸收的陽光可能是一「道」波。其實早於 2007 年已經有人發現類似現象，但那個實驗是在攝氏零下 196 度進行（低溫度，少干擾，一個對 wave 比較有利的環境），而這次是在室溫進行。當然，實驗的環境與現實相距甚遠，研究人員把天線分子從海藻分離，再以雷射刺激天線分子，觀察其吸收雷射能量後的反應。雷射不同日光，天線分子也非獨立個體，實驗結果會否在自然環境下出現實屬未知之數，這次實驗的意義在於指出陽光被天線分子吸收後維持一「道」波的可能性不容抹煞，任何描述天線分子能量傳遞的理論都應該涵蓋這個量子現象。
為何執著於一道波還是一個波呢？同是太陽能量，這道波和那個波有什麼分別？重點是，一道波可以做一個波永遠做不到的事。從天線分子到光合反應爐有很多條路徑可以走，如果能量是一「個」波，怎樣決定哪條路徑最快捷呢？是不是每條路徑輪流嘗試？如果是一「道」波，便可以同時嘗試多條路徑找出最快捷之一，非常高效率地抵達光合反應爐，這可能是光合作用超高效能的關鍵。科學家仍在摸索階段，最終關鍵在哪裡，現在仍然說不準，但是一道波和一個波的分別，是重要的研究方向。
剛剛說過一道波「可以同時嘗試多條路徑」，有些讀者可能不太明白，老實說，我也不太明白；這就是量子，不能以日常邏輯理解。另一個看法是，吸收的能量不是被任何一個天線分子獨佔，而是多個天線分子廣泛攤分；至於攤分如何導致高效傳送，這又很難理解。不如試試這個比喻，想像一場籃球比賽，球員（天線分子）的任務是把籃球（能量）「傳遞」至敵方的籃框（光合反應爐）。在籃球是個波這個正常情況下，入球的效率不高，因為球員事前無法預計最有效的進攻模式，而每次進攻只可嘗試一個模式。再想像，假如某隊球員有着超凡的默契，傳球流暢得有如行雲流水，時而五人同時手執籃球，時而五人手上都沒有籃球，時而五人手上各有五分一個籃球，怎說也好，總之是流暢得「超班」。這樣一隊籃球隊，想唔入波都幾難，因為籃球在他們手上已經不再是一個波，而是捉摸不到的一道波。他們超高效能的關鍵，可以說是五人非常有效地「share」這個籃球，也可以說是傳球流暢得像同時從多方進攻，怎理解也好，總之五人一體得令人五體投地。
說量子有這個好處，說得不明不白別人也不會怪你，因為量子現象本身就是不明不白。
（2010 年 2 月 11 日 信報副刊）
References:
[1] Elisabetta Collini, Cathy Y. Wong, Krystyna E. Wilk, Paul M. G. Curmi, Paul Brumer & Gregory D. Scholes
4 February 2010, Nature, 463, 644-647
Coherently wired light-harvesting in photosynthetic marine algae at ambient temperature
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Quantum mechanics boosts photosynthesis
2010年2月4日 星期四
特首僕人的對話
特首放假外遊，兩位僕人跟他到賭場一趟，入口處有一張枱，枱上放着一籃子曲奇。特首抱起籃子，邊走邊吃，餅屑沾滿嘴邊之餘，地上還留下一道餅屑痕跡……
新來的僕人甲看在眼裡，不敢作聲。
僕人乙（輕聲道）：主子在老家也是這個模樣，跟他久了，你便見怪不怪。
甲微微點頭，似懂非懂。
乙：其實，位高權重的人多數都是這個模樣。
甲：呵，你服侍過其他高官麼？
乙：我只係服侍過主子一人，只不過我曾經是一位心理學家，專門研究權力對人的影響。十幾年前我做過一個實驗，證明有權力的人吃曲奇較為不謹慎，嘴角和枱面容易留有餅屑，好像主子一樣。
甲：係咪你做啲實驗太過無聊，所以俾大學炒咗？
乙：我轉行的故事說來話長，遲啲再講。不要說我無聊，所謂見微知著，一些看似微不足道的表面行為，往往能夠揭示當事人的內心世界。旁若無人地狂吃曲奇是一種……你識唔識英文？
甲（點頭）：不太深的話。
乙：一種 socially inappropriate 的行為……
甲：無禮貌？
乙：對，我的實驗證明有權勢的人通常是沒禮貌的。
特首走到一張賭桌坐下，玩廿一點的，甲和乙站在後方，恰好夠遠的不讓特首聽見他們的對話。
甲：計我話，佢點只無禮貌，有時簡直當我們不存在……
乙：權力使人忽視他人。
甲：又經常發脾氣……
乙：權力使人願意表露情感。
甲：還「狗眼看人低」呢！
乙：權力使人偏見。你說的特徵全部經過實驗證明，我只是以心理學的說法重覆你的日常用語。
甲：呢啲心理學係人都識啦，怪不得大學炒你。
乙：哈哈，由淺入深啫。你看，現在主子牌面有十五點，你估佢會唔會要多張牌？
甲還在思考之際，特首叫「hit」，即加牌的意思。新牌是梅花四，特首現有十九點。
乙：你估佢會唔會再去？
話口未完，特首再「hit」，是階磚二，恰好廿一點。
甲：你點知佢今日咁腐碌？！
乙：我只係知道有權力的人的心理。權力使人樂觀，權力使人喜愛行動，權力使人 take risk。
甲開始對乙刮目相看。特首也是克制的人，見好即收，起身離去。
甲：據你說，權力使人無禮貌、忽視旁人、喜怒形於色、偏見、樂觀、愛行動、愛冒險。究竟權力是好是壞？
乙：很難說，一切看情況而定。你說的「喜怒形於色」，亦即我說的「願意表露情感」，可以是亂發脾氣，也可以是真情流露。愛行動，愛冒險，很難說好壞，視乎作的是什麼。有時我們說領導人應該「擇善固執」或者「勇往直前」，或多或少需要「忽略」社會上某一撮人的觀感和議論。樂觀也不一定是好，什麼時候才是過份樂觀，很難清晰界定。
特首沿着地上的餅屑走出賭場，不遠處有個乞丐，特首走過去把剛才贏回來的錢全數給他。
甲：剛才吃曲奇那種旁若無人的自私和這一幕的慷慨好像格格不入，你覺得主子係咪人格分裂？
乙：唔係。剛才說過，有權力的人喜愛「行動」，抱起曲奇籃大吃是「行動」，施予乞丐也是「行動」，以這個看法，主子的行為始終如一。
甲：我又有個問題嘞，既然有權力的人喜愛行動，主子今天的表現亦證明這點，但為何他管治我們老家卻是判若兩人，顯得戰戰兢兢，凡事少做少錯呢？
乙：問得好。我們說的「權力」，指分配社會資源的能力，在位的人怎樣運用，視乎他對這個能力的理解和態度。當他認為權力不夠穩固，便會盡量維持現狀，行事也會較為保守。反之，他會顯得進取，甚至不惜「玩鋪勁」。主子現時的架勢與在位之初相去甚遠，我認為阿爺的態度起着重要關係，如果阿爺仍然對他無條件支持，他斷然不會如此戰戰兢兢。
甲：或許也是性格使然吧，愈戀棧權位，便愈害怕失去權位。害怕失去，當然少做少錯。
乙：你學嘢都學得幾快。不錯，心理學有一個叫「power motivation」的概念，power motivation 愈高的人愈害怕失去權力。當一個 power motivation 高的人在他認為權力不穩固的情況下施政，他會變得非常保守，這就是主子今日的心態。
甲：主子的每一個行為你都解釋得到，你跟咗佢幾耐？
乙：不經不覺十幾年了……我在大學做完那個曲奇餅實驗之後就被炒，跟住咪入咗嚟囉。
甲：點解大學會炒你嘅？
乙：係上一任特首所作嘅好事，佢見我對有權勢人士的心理狀態愈來愈瞭解，唔想我繼續做嗰啲實驗。身為一位有原則的學者，我當然不會屈服，咁大學咪炒咗我囉。其實做主子的僕人也不錯，可以實地觀察有權勢人士的日常舉止，再不是在象牙塔內紙上談兵。
甲：竟然又會請你嘅？僱用前的背景審查好像做得不太完善啊。
乙：哈哈，不完善也有好處，否則我都無可能帶啲親朋戚友入禮賓府開 party 啦！
甲：我都……
特首返抵酒店，僕人緊隨其後走入升降機，甲乙倆的私下交談，就此被逼畫上一個完滿句號。
（2010 年 2 月 4 日 信報副刊）
主要資料來源：
Cameron Anderson, Jennifer L. Berdahl
2002, Journal of Personality and Social Psychology, Vol. 83, No. 6, 1362-1377
The Experience of Power: Examining the Effects of Power on Approach and Inhibition Tendencies
Adam D. Galinsky, Deborah H. Gruenfeld, Joe C. Magee
2003, Journal of Personality and Social Psychology, Vol. 85, No. 3, 453-466
From Power to Action
Dacher Keltner, Deborah H. Gruenfeld
2003, Psychological Review, Vol. 110, No. 2, 265-284
Power, Approach, and Inhibition
Cameron Anderson, Adam D. Galinsky
2006, European Journal of Social Psychology, 36, 511-536
Power, optimism, and risk-taking
Jon K. Maner, Matthew T. Gailliot, David A. Butz, B. Michelle Peruche
April 2007, Personality and Social Psychology Bulletin, Vol. 33, No. 4, 451-462
Power, Risk, and the Status Quo: Does Power Promote Riskier or More Conservative Decision Making?
新來的僕人甲看在眼裡，不敢作聲。
僕人乙（輕聲道）：主子在老家也是這個模樣，跟他久了，你便見怪不怪。
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甲：呵，你服侍過其他高官麼？
乙：我只係服侍過主子一人，只不過我曾經是一位心理學家，專門研究權力對人的影響。十幾年前我做過一個實驗，證明有權力的人吃曲奇較為不謹慎，嘴角和枱面容易留有餅屑，好像主子一樣。
甲：係咪你做啲實驗太過無聊，所以俾大學炒咗？
乙：我轉行的故事說來話長，遲啲再講。不要說我無聊，所謂見微知著，一些看似微不足道的表面行為，往往能夠揭示當事人的內心世界。旁若無人地狂吃曲奇是一種……你識唔識英文？
甲（點頭）：不太深的話。
乙：一種 socially inappropriate 的行為……
甲：無禮貌？
乙：對，我的實驗證明有權勢的人通常是沒禮貌的。
特首走到一張賭桌坐下，玩廿一點的，甲和乙站在後方，恰好夠遠的不讓特首聽見他們的對話。
甲：計我話，佢點只無禮貌，有時簡直當我們不存在……
乙：權力使人忽視他人。
甲：又經常發脾氣……
乙：權力使人願意表露情感。
甲：還「狗眼看人低」呢！
乙：權力使人偏見。你說的特徵全部經過實驗證明，我只是以心理學的說法重覆你的日常用語。
甲：呢啲心理學係人都識啦，怪不得大學炒你。
乙：哈哈，由淺入深啫。你看，現在主子牌面有十五點，你估佢會唔會要多張牌？
甲還在思考之際，特首叫「hit」，即加牌的意思。新牌是梅花四，特首現有十九點。
乙：你估佢會唔會再去？
話口未完，特首再「hit」，是階磚二，恰好廿一點。
甲：你點知佢今日咁腐碌？！
乙：我只係知道有權力的人的心理。權力使人樂觀，權力使人喜愛行動，權力使人 take risk。
甲開始對乙刮目相看。特首也是克制的人，見好即收，起身離去。
甲：據你說，權力使人無禮貌、忽視旁人、喜怒形於色、偏見、樂觀、愛行動、愛冒險。究竟權力是好是壞？
乙：很難說，一切看情況而定。你說的「喜怒形於色」，亦即我說的「願意表露情感」，可以是亂發脾氣，也可以是真情流露。愛行動，愛冒險，很難說好壞，視乎作的是什麼。有時我們說領導人應該「擇善固執」或者「勇往直前」，或多或少需要「忽略」社會上某一撮人的觀感和議論。樂觀也不一定是好，什麼時候才是過份樂觀，很難清晰界定。
特首沿着地上的餅屑走出賭場，不遠處有個乞丐，特首走過去把剛才贏回來的錢全數給他。
甲：剛才吃曲奇那種旁若無人的自私和這一幕的慷慨好像格格不入，你覺得主子係咪人格分裂？
乙：唔係。剛才說過，有權力的人喜愛「行動」，抱起曲奇籃大吃是「行動」，施予乞丐也是「行動」，以這個看法，主子的行為始終如一。
甲：我又有個問題嘞，既然有權力的人喜愛行動，主子今天的表現亦證明這點，但為何他管治我們老家卻是判若兩人，顯得戰戰兢兢，凡事少做少錯呢？
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甲：或許也是性格使然吧，愈戀棧權位，便愈害怕失去權位。害怕失去，當然少做少錯。
乙：你學嘢都學得幾快。不錯，心理學有一個叫「power motivation」的概念，power motivation 愈高的人愈害怕失去權力。當一個 power motivation 高的人在他認為權力不穩固的情況下施政，他會變得非常保守，這就是主子今日的心態。
甲：主子的每一個行為你都解釋得到，你跟咗佢幾耐？
乙：不經不覺十幾年了……我在大學做完那個曲奇餅實驗之後就被炒，跟住咪入咗嚟囉。
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乙：係上一任特首所作嘅好事，佢見我對有權勢人士的心理狀態愈來愈瞭解，唔想我繼續做嗰啲實驗。身為一位有原則的學者，我當然不會屈服，咁大學咪炒咗我囉。其實做主子的僕人也不錯，可以實地觀察有權勢人士的日常舉止，再不是在象牙塔內紙上談兵。
甲：竟然又會請你嘅？僱用前的背景審查好像做得不太完善啊。
乙：哈哈，不完善也有好處，否則我都無可能帶啲親朋戚友入禮賓府開 party 啦！
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2010年2月3日 星期三
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