圖書描述
骨牌效應和信用卡盜刷有何關連？
在什麼情況下可用數學來解釋婚姻危機？
癩蝦蟆真的能預知地震嗎？
為什麼會有文明衰亡、社會崩壞、生態係消失？
人類的未來充滿不確定，但是透過科學，我們也許可以洞燭機先！
未來充滿瞭不確定，然而科學也許可以幫助我們「預測」災難，防患未然。在這本書中，費雪博士清楚且輕鬆的介紹瞭從伽利略以來，科學傢如何預測天災人禍。
從應力集中現象、慣性、骨牌效應、連鎖反應、正迴饋、負迴饋這些物理工具，一直到劇變理論、電腦模型，費雪博士依照時間順序，帶讀者走一趟災難預測之旅，同時也要告訴讀者：許多警訊其實已經擺在眼前，我們必須做的，就是學會如何及時看齣徵兆，以便防患未然。
作者簡介
費雪博士Len Fisher, Ph.D.
The Perfect Swarm、《剪刀、石頭、布》、《靈魂有多重？》、《搞笑學物理》等書的作者，其中《搞笑學物理》一書曾贏得美國物理學會的年度最佳科學寫作奬。專欄文章常見於美國《新聞週刊》、《華盛頓郵報》和《科學美國人》。
譯者簡介
詹豐造
颱灣大學物理係、中興大學外文係畢業，颱灣師範大學翻譯研究所碩士。
著者信息
圖書目錄
本書使用指南
前言：學學蟾蜍如何預知地震？
第一部：關於「預測」的史前簡史
第1章：動物有水晶球嗎？
第2章：失去光芒的未來
第3章：伽利略的地獄
第二部：災難是如何發生的？
第4章：應力
第5章：失控的災難
第6章：自然平衡與平衡之道
第三部：大難臨頭：如何看懂徵兆
第7章：西洋飛龍的混沌生態
第8章：在災難邊緣搖搖晃晃
第9章：模型與超級模型
第10章：數學傢齣沒，注意！
第11章：弱信號纔是重要警訊
總結：預測的未來
附注
圖書序言
前言
學學蟾蜍如何預知地震
牛津的智者上天下地無所不知，但無一人
聰明智慧能超越蟾蜍先生的一半！
─格萊姆（Kenneth Grahame），《柳林中的風聲》
義大利中部有一座聖路費諾湖（San Rufino Lake）。2009年4月1日那天，湖裏的蟾蜍紛紛舉傢遷離原先的繁殖地，遷往高地。五天後，發生大地震，奪走三百多條人命，震毀瞭鄰近的中世紀古城拉齊拉（L’Aquila）。
齣於機緣巧閤，英國生態學傢格蘭（Rachel Grant）當時剛好在那裏研究蟾蜍的交配行為。蟾蜍突然一隻隻消失瞭，起先令格蘭十分頭大，但沒想到，地震隔天蟾蜍都迴來瞭，這讓她又驚又喜。一方麵，研究總算可以繼續進行瞭；另一方麵，古往今來關於天災前動物異常行為的許多傳聞，她成瞭第一位親眼目睹的科學傢。
格蘭的研究報告讓大傢開始思考，人類能不能利用蟾蜍或其他動物的行為本能，預知地震發生。雖然我們不知道這樣的想法是否能通過檢驗，但至少我們可以找齣動物到底對哪些物理跡象有反應，然後觀察這些跡象。
很清楚的是，能不能及早掌握警訊，對於我們將來遭逢各種大難時的應變能力，有天壤之彆的影響，不管麵臨的是天災，還是人生、社會、經濟環境的大起大落，都需要這樣的能力。遇到科學傢稱呼為臨界變化（critical transition）的事件之時，更是如此。
這類事件中，事情往往先是風平浪靜，就算有些小起小落，也都是漸進平穩的改變。但可能某一天，突然就天翻地覆瞭，事前什麼徵兆也沒有：火山爆發瞭，市場崩盤瞭，橋樑垮瞭，感情破裂瞭，瘟疫蔓延瞭，戰火點燃瞭。以上這些事件，在科學傢的術語裏，就叫做臨界變化。
本書中，我將為各位道齣自古至今人類對警訊的探究，以及當今對於各種臨界變化有哪些共同徵兆的最新發現。我將為各位呈現這些令人雀躍、不可限量的新發現；將來不管是麵對個人或大環境的大災難，都可加以應用，防患未然。
物理是預測的好工具
人類對警訊的探究已有數韆年之久。某些文化倚賴先知或祭師「預見」未來的能力，某些文化則會從不尋常的天象看齣徵兆——現今社會也是一樣，社會經濟方麵的預言傢，同樣也是在各種社經現象中尋找不尋常的指標，以預測未來。
科學時代來臨後，物理定律漸為人知，可拿來做為預測的好工具。伽利略便是這方麵的先鋒，他利用簡單的物理原理，估算齣地獄的屋頂該有多厚，纔不會垮掉。後代的科學傢更利用伽利略提齣的物理概念，發展齣應力（stress）的觀念，工程師將這個觀念應用齣來，便能推算橋樑、房屋的結構體是否可支撐本身結構的重量。科學的應用是人類的一大躍進，遠勝過中世紀從錯中學的做事哲學；比如說，過去很多大教堂在施工時，或首次遭遇強風吹襲時，就會倒塌，正是當時的人不瞭解應力這項觀念的結果。
應力的物理學概念，後來心理學傢「藉用」過去，藉以瞭解人在不同狀況下的反應（stress在心理學上是指「壓力」），例如睏境對人造成的影響，是否有能力因應睏境，壓力太大時會不會如中世紀大教堂一般，應聲倒塌。
無獨有偶，除瞭應力，心理學傢還嚮物理學傢藉用瞭其他的工具，其中一個相當重要的物理概念，就是迴饋（feedback）。要瞭解臨界變化如何發生，迴饋是主要核心概念。
迴饋以兩種形式存在：正迴饋與負迴饋。正迴饋會帶來更多的改變；負迴饋則抑製改變，迴復平衡。正迴饋如同脫繮野馬，造成崩盤；負迴饋則不偏不倚，持中持平。
正迴饋的機製促成改變，且愈改變，促成改變的動力便愈強，變化會不斷加快。因此，一開始微不足道的小變化，纍積下來，可能造成日後不可收拾的大災難，就好比梯子已經開始傾斜，最後害你連人帶梯子一起摔下來。此外，像恐慌效應、銀行擠兌、雪崩、軍備競賽、生態浩劫、因為感情惡化而愈演愈烈的爭執，都是正迴饋的案例。
負迴饋的機製則在返本還元，變化愈大，維持原狀的動力也跟著愈大。就好比引擎上的調速器，引擎加速後，會慢慢減少供油；或是像開車的時候，一旦太靠左或靠右駛離既定路綫，我們就會反打方嚮盤，把方嚮調整迴來。人體也是如此，會利用負迴饋來保持體內恆定；如果體溫過高，身體就會排汗，藉由汗水的蒸發，讓身體降溫。
若談到更大尺度的係統，例如生態係和經濟體係，曾分彆有所謂的「自然平衡」及「看不見的手」這兩種學說，說能透過負迴饋的機製，促成長期穩定。可惜的是，這兩個說法都隻是迷思。不管是生態係或經濟市場，負迴饋都隻能帶來短期的穩定；長期來說，這兩個係統都跟我們的身體、愛情、社會發展一樣，受到正、負迴饋之間繁復、不斷變化的調節過程所操控。
當正迴饋或其他失控的機製（如積纍的壓力）遠超過負迴饋能負荷的程度，臨界變化就發生瞭。想預知我們自身、社會經濟、甚至自然環境上的各種災害，就得學會判斷係統何時是穩定平衡的，何時情勢已經岌岌可危、一觸即發瞭。情況一旦逼近不穩定點，過飽和的壓力會帶來瞬間的崩毀，失控的機製（如正迴饋）可能就會突然取而代之，造成難以收拾的大災難。
徵兆就在眼前
造成臨界變化的成因有很多環節是互通的，但一直以來，預測迫切的危機這件事，仍幾乎是不可能的任務，直到近年方見轉機。在某些情況中，這件事本質上的確如水中撈月，但近十幾年間，新的見解加上電腦科技的突飛猛進，幫助科學傢更深入看待整個問題，他們的新發現帶來新的希望。從一連串令人眼花繚亂的作用力與反作用力、偏差與修正、正機製與負機製，他們歸納齣一係列妙不可言、舉世通用的徵兆法則，這些結果可讓我們知道何時事態已經危急，局麵是否即將失控。
社會動亂、經濟動盪、生態浩劫、氣候變遷、乃至其他天災人禍，它們的徵兆都有共通之處。大部分的徵兆也都非常淺顯，所有的人都能領會並加以留意。
這些共同的徵兆讓我們得以防患未然，下週一早上即將到來的天災人禍，週六一大早就可事先沙盤演練、嚴陣以待，而我們用來沙盤推演的工具，都是來自物理學、數學及自然界的綜閤結果，這些新發現，有助於我們預測及因應個人層麵或周遭的種種突發狀況與災難。
我首次目睹這些新發現、察覺其重要性的時候，就知道所有人都該知道這些事。我迫不及待想要知道更多，並與大傢分享。
這本書，就是最後的結果。我在書中講述瞭人類摸索天災先兆的曆程，並探究我們該如何應用最新且仍不斷演進的新發現，更有效的掌握我們自己的未來，還有地球的未來。
圖書試讀
一、交配用的；二、拿來吃的；三、危險的；四、石頭。
──普萊契（Terry Pratchett），《平等儀式》
西元前373年，位於伯羅奔尼撒半島的希臘古城赫裏剋，先後遭到大地震的衝擊及海嘯的吞噬。災難發生五百年後，古城的遺跡在科林斯灣清澈碧綠的海水下，依舊可見，來自羅馬的遊客搭船遨遊其上，瞻仰五百年前沉沒的城牆及雕像。亞特蘭提斯的傳說，或許便是根據這些遺跡而來的。
隨後，海底遺跡消失瞭，泥沙覆蓋瞭舊址，所有的建築與雕塑不復可見，赫裏剋古城的正確位置，也逐漸從人們記憶中淡忘。直到2001年，這座古城纔重新挖掘齣來，它一直埋藏在一座古老的潟湖裏。這個地點是現今重要的海洋考古遺址，也是世界考古遺址中最岌岌可危的一個。
古城的詳細位置，人們或許已經不記得瞭，但當年大災難發生時的情景，卻有許多曆史學傢記錄下來。其中一位曆史學傢，是古羅馬時代的艾裏尼（Claudius Aelinius）。他留下的記述非常重要，因為這是第一份記載動物「預知」地震的文獻紀錄。艾裏尼如此描述著：
赫裏剋滅城前，連續五天，城內所有的老鼠、貂、蛇、蜈蚣、甲蟲，及所有類似的生物，紛紛舉傢遷移，循路逃往科林斯。當時，赫裏剋人看瞭莫不嘖嘖稱奇，但不知其所以然。這些生物都逃光之後，深夜裏一場突如其來的大地震毀天滅地；古城，隕落瞭；隨之而來的巨大海嘯，讓赫裏剋覆沒。
除瞭赫裏剋滅城的記載之外，很多其他的報告也都描述瞭動物在海嘯來臨前的怪異行為，其中不乏可靠的資料。2004年12月26日發生的南亞大海嘯，便是一例。海嘯發生後兩週，我親自走訪災區，更親耳聽到一些類似的傳聞。然而，是什麼造成這類怪異行為的？有些人認為，動物具有「第六感」，可預知即將發生的災難。假如這樣敏銳的感應力確實存在，真可預知未來事件，而我們又能加以應用的話，那麼預知來日大難，必然簡單許多。
據說有些小狗「知道」主人何時歸來，這也是預知力的例子之一。奧地利一傢電視颱曾針對此說法展開「調查」，他們拍下的影片說服力十足。影片中，一隻叫傑迪的小狗曉得身在遠處的主人何時動身返傢，還會馬上跑到陽颱等待。同步攝影機在兩地同時記錄主人與狗的行動，非常戲劇性的證實瞭這個說法。
心理學傢偉斯曼（Richard Wiseman）和他的同事也針對這件事進行研究，他們倒是認為這個現象可有很多其他的解釋。例如，奧地利的這支影片中，拍攝狗的攝影師很可能事前便知道主人何時返傢，於是無意間對狗透露齣訊號。為瞭排除這樣的可能，偉斯曼做瞭如下的設計：請實驗者跟狗主人一起齣門，然後由實驗者決定主人返傢的時間；另外又安排一位觀察者與狗一起待在傢中，觀察狗的反應（因此這位觀察者並不知道狗主人何時返傢）。如此設計之後，就推翻瞭原先的說法。
類似的「實驗」盲點，也齣現在2010世界盃足球賽期間爆紅的章魚哥「保羅」身上。這隻住在德國一間水族館裏的章魚，能準確預測齣德國隊每場比賽的結果（通常是德國隊獲勝），甚至冠軍賽的結果。水族館管理員會把牠的食物放置在兩個盒子裏，盒子上貼著對戰國的國旗，保羅選哪一個來吃，就代錶牠預測哪一邊獲勝。
保羅對賽事的預測，常激起德國大眾兩極化的反應。如果預測德國獲勝（德國通常是最被看好的球隊），大眾就為之瘋狂，但當保羅成功預測德國在四強賽敗給西班牙，某些激憤的球迷竟揚言要將保羅煮來吃瞭——好一個「斬來使」的錶現呀。然而，若與伊朗總統阿馬丁賈德的言論相比，這些群眾的反應就顯得微不足道瞭：阿馬丁賈德指控西方國傢利用章魚來散布「西方言論及迷信」。
不過，「章魚哥」又是如何預測賽事的？在為任何感應力背書之前，我們必須遵循偉斯曼調查「靈犬」的模式來分析一下。也就是說，我們必須完全排除其他所有的因素及可能，以證明這個能力是確有其事。
首先，在章魚哥的例子中，甚至連有沒有感應力，都還有爭議的空間，因為保羅先前在歐洲盃時的預測就時好時壞（六次預測，僅四次正確）。盡管後來錶現神準，令人颳目相看，但仍有其他的可能解釋。
例如，兩個盒子本身是透明的，所以保羅看得到盒子上的國旗，而德國國旗很可能本來就對牠較有吸引力。水族館管理員也可能將自己對比賽的期待透露給章魚哥知道，這點並未事先防範。另外，這幾場比賽的結果，其實也沒有那麼齣乎意料，德國及西班牙原本在賽前就很被看好（雖然德國後來輸給西班牙）。再者，管理員也可能因個人喜好，將章魚的食物（河蚌）切成大小兩塊，大的放在他希望贏的那一邊。
總的來說，這純屬娛樂，但要把它當作科學實驗，算瞭吧！說實在的，就彆再管那些想證明動物有第六感的證據瞭，因為根本幾乎不可能設計齣一套實驗，可把所有外在因素全部排除，然後證明第六感是真的。
不過，這並不意味著動物沒有其他的特異功能。比方說，義大利聖路費諾湖的蟾蜍，就很有可能具有某種感應力，可察覺地震發生前，在電離層突增的低頻無綫電波；某些地震學傢認為，這些電波確實可視為地震的前兆。但這些地震學傢也指齣，若我們能確實建立動物行為及地球物理變化的關係，就錶示人類已有足夠的能力量測齣這些物理變化，根本不需依賴動物行為來預測地震。
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