統計可能可以用來解釋為何滑動中的物品比較不會倒

最近為了瞭解為何行進中的腳踏車比較不會倒上網查資料，才發現這個問題並不是簡單可以回答的。2011年發表的論文Science Magazine, Vol. 332 no. 6027 pp. 339-342, "A bicycle can be self-stable without gyroscopic or caster effects"，還有團隊以這個題目做了深入的研究，基本上否定了大家最容易想到的角動量的因素（雖然我對其所作的實驗還是有很大的疑問）。

撇開腳踏車這種有輪子構造的物品不談，其他滑動中的物品，例如滑冰者在滑動時似乎比靜止不動時更容易保持平衡。我認為在每一種特定狀況下（冰面光滑度、冰刀、滑冰者的體重與體力等等）應該有一個最容易保持平衡的最佳速度，過快或過慢都會讓保持平衡更困難。冰刀滑動沒有任何轉動的物體，也沒有可以改變方向的前輪，因此上述論文所提出的研究並不適用。這個問題我目前認為可能可以用統計常見的現象來解釋。

照理說，任何形狀的物品，只要我們調整好其角度，讓重心與支點連線正好和地面垂直就可以保持平衡不會傾倒。不過在真實世界中隨時都會有許多擾動（氣流、地面震動、肌肉顫動等等）會讓重心偏離這條垂直線。不論這個擾動多麼微小，只要這個物品的重心在偏離垂直線時變低就會產生正回饋，而讓物品倒下。例如我們讓一個方型物品以某一個角當支點站立時就是如此。但如果我們讓這個方型物品以一整個邊當支點站立在地面上，其重心不論受到哪個方向的擾動而偏離原先的垂直線時，都必須被抬高，因而產生負回饋而讓物品回復平穩。底面較寬的物品就必須有較大的擾動才可能將它推倒。

滑冰者以尖銳的冰刀站立於冰面上，必須靠滑冰者的平衡感與重心調整才能保持不倒。在滑動時因為冰刀與冰面的接觸會產生許多擾動，並且隨著速度增加，擾動的強度也會增加，照理講應該會讓滑冰者更難保持平衡才對，這似乎與平常的觀察與直覺不一樣（是否真的如此有待實驗證明吧）。如果滑動時確實比較容易保持平衡，一個可能的解釋是滑動時在短時間內會產生大量的隨機擾動，這些沒有特定方向的隨機擾動對滑冰者所產生的影響反而會比較穩定，而比較容易控制。就像如果以丟銅板代表對滑冰者向左或向右的擾動力量，只丟兩個銅板的話全為正或反面的機率是二分之一，正反平衡的機率也是二分之一。但如果丟一千個銅板的話，正反面的數量則可以穩定的維持在接近平衡的狀態。此時對滑冰者而言，反而比較容易適當的調整重心來保持平衡。這是我的解釋，想到簡單的統計概念可以這樣用覺得很好玩，不過畢竟只是推測，是否真是這個原因還需要進一步的研究。

菁英學校培育菁英?

「把菁英集中起來到菁英學校培育，會讓他們獲致更大的學習成效。」這是迷思，也是堅持菁英教育者的謊言。

利用考試挑選出菁英，集中起來在菁英學校培育，這個論點是基於下列的假設才能成立：

1. 學科考試可以鑑別出菁英學生。
2. 把菁英集中在同一所學校培育，可以獲得更好的效果。

上述兩項假設只要有一項不成立，結果就不能成立。就以建中為例，能進入建中的學生都是經過考試認定是前百分之一的菁英，以第一項假設而言，考試是有效的鑑別方法。因此這些學生經過菁英學校三年的培育之後，基於第二項假設，理應獲得更大的學習成就。所以我們有理由預期建中的畢業生應該少有例外的，在大學學測與指考時有前百分之一的菁英表現，而且甚至應該更大幅的領先其後的百分之九十九。但事實顯然並非如此，有很多附中、成功甚至名不見經傳的高中生在大學招生考試時表現得比許多建中學生更傑出！所以到底怎麼回事？家長們把前百分之一的菁英國中生交給建中培育三年，其中卻有一部分不再是前百分之一的菁英。建中的教育是成功的嗎？我麼應該檢討的是這些建中學生經過三年高中教育後有多大百分比例不再是菁英，而不是去強調建中學生有多少比例考上菁英大學，讓社會大眾以為學生進入菁英學校真的對其學習有更大的幫助。

如果用這個角度去評價菁英學校的教學成效，結果會是負面的，也就是說像建中這樣的菁英學校其實是誤人子弟的學校，因為有很多前百分之一的菁英學生受教三年之後，反而不再是前百分一的菁英。我認為上述的推論基本上推翻了先前的第二項假設，也就是「把菁英集中在同一所學校培育，可以獲得更好的效果。」

再來談第一項假設，「學科考試可以鑑別出菁英學生」。這項假設有很多測驗理論的學者進行深入的實驗與研究。考試可以是鑑別許多能力特質的有效方法應該是無庸置疑，但真正的問題在於，到底具備哪些能力特質才是「菁英」？就讓我們接受這個第一項假設是成立的，也就是說經過入學考試篩選出來的學生確實是社會的菁英人才，那請問教育部應該怎樣讓這些菁英學校培育這些菁英？給他們更多的資源嗎？這是否意味其他非菁英學校就必須用較少的資源來培育剩下的非菁英的學生？還是說這些菁英學校可以不必分配那麼多的資源，因此國家可以投入更多來培育學習狀況較差的學生？

我關心的是「為何高中入學需要鑑別出菁英學生？」鑑別出來之後，國家打算怎麼做？目標何在？策略方法是甚麼？

不要聯考要會考－明星高中的迷思

今天報紙出現了一個說法，為了執行十二年國教，所以需要國中學生參加會考，好讓各高中還是可以根據會考成績來挑選學生。這讓我想起之前寫過的一篇文章「問題出在考試？」。

這個問題大概很複雜，每個人從各自立場會看到不同的面向，也因而有不同的價值觀。這篇文章先從明星高中談起。

教育部堅持至少要有一部份的名額保留給「特色教育」，讓高中可以用特殊的標準來挑選學生。這所謂特色包括音樂美術體育，但大概都不是爭議的重點。如何挑選「學科資優」的學生應該才是大家關心的，也就是「明星學校」。問題是到底該不該有學科資優的明星學校？這和當年九年國教實施之後，各國中出現放牛班與升學班的的作法以提高升學率一樣。只不過當年教育部出面禁止各校進行學科能力分班，而現在卻是教育部堅持要保留25%的名額讓明星學校用特殊考試挑選學生，好落實「學科能力分校」。

把學科考試表現優異的學生集中在一起教育是否就能為社會培養出「菁英」以回饋社會？這個問題有很多可能的回答方式，我目前傾向的答案是負面的，而且是極端的負面。理由如下：

這樣的教育方式會造就一種成績導向的價值觀，考試成績好就是萬般皆好，這對社會是不好的，對學生本身也是不好的。我曾在捷運車站被兩個高中生的對話「震撼」了。那是個周末放假的時間，其中一位學生指著前面一群穿某明星高中制服的高中生，以不屑的口吻說，連我們都沒有穿制服出來，他們某某高中出來玩還穿制服？對其以聯考成績區別人的等級不感覺絲毫的不自在。聯考制度造成這樣的價值觀對社會有很大負面的影響，對學生而言這不叫自信，這叫做歧視，與種族歧視和性別歧視沒甚麼不同。

一個自信的人會重視自己的價值，也會重視別人的價值。這個社會需要多元的人才，更需要具備不同才能的人彼此尊重包容，才有可能實現多元合作。以學科能力為標準建立的明星高中完全不能為社會培養出這樣的人才。政府為了炒短線提升國際體育成績在各級教育廣設的體育班，甚至體育學校產生的影響是讓體優學生和其他學生與學習領域脫離，非但對全民體育的水準提升沒有幫助，更產生許多負面影響。試問棒球號稱是國球，但會打棒球的人口佔多少？射箭可以是世界第二，但除了獎牌外射箭對這個社會有何意義？這些射箭隊的選手出社會之後如何找到發展？

把體優的學生分離出來教育產生這樣的結果，把學科優異的學生分離出來的教育呢？其負面的影響範圍更大，危害社會更鉅。把特殊才能的人才集中起來教育會提高教學效率，但不應該是全面影響其學習環境的。也就是說，其教育應該還是以混質學習群體為主，讓各年齡的孩子都能接觸到具備其他特質的孩童，也了解尊重每個人的特質，而不是建立單一的價值取向。在混質學習的基礎上，特定的時段可以提升其層級，和更大的學童一起學習。例如數學資優的高中生可以就近到大學修課，這樣他們除了學習更適合他們程度的學科知識外，所接觸到的還是多元的，而不是把數學資優的高中生集中在一起上課，把學習面向窄化了。

不只是學科資優與體育資優，包括音樂與美術也是如此。音樂資優的孩童長大後不見得都是不食人間煙火的天才，或者四處表演的專業演奏家，有可能他們會成為社會音樂的種子，小學的音樂老師，或者社區合唱團的指揮，而這樣愛好音樂的社會自然就會成為培養傑出音樂家的沃土，這樣的社會發展才真正是永續長遠的。利用音樂班與美術班把這些有天份的學童隔離，只會讓他們脫離社會，最後形成所謂的菁英文化自顧自憐，感嘆社會大眾沒有足夠的水準，接納高素質的文化活動。

學科資優的學生被視為是為國家社會掙得諾貝爾獎的人選，把這樣的小孩像帶棒球選手一樣專業化的教育來帶，是否就能如願贏得諾貝爾獎？還是反而讓一部份成為打假球的職業選手？窄化的學習環境帶來的是窄化的人格教養，最後在面對社會多元需求價值時，少不了激烈的衝突。

創造與批判，知識提升的兩股力量

摘錄一部份carl poper自傳的中文翻譯， 覺得非常清楚的給了我們一些對知識的洞見。Poper就是提出科學反證論的哲學家，我不認為他掀起五哩霧，事實上他的科學反證論替科學下了一個非常清楚的 註解，讓科學可以和宗教或者偽科學做一個明確的區分，同時導正長久以來普遍誤認為科學是基於歸納法，轉變成基於演繹法的推論系統。以下是摘錄文字：

... 因此，我不陷入分界的困境就能抛弃归纳法，而且我能够以这样的方式应用我的试错法成果：用演绎方法论来代替归纳方法论。通过对理论的演绎结果的否证和反驳 而对理论加以否证和反驳，显然是一种演绎推理（modus tollens）。这种观点意味着：科学理论，如果未被否证，将永远是假说或猜想。
因此，科学方法的全部问题就澄清了，同它一起澄清的还有科学进步的问题。进步在于向告诉我们的东西越来越多的理论——具有更丰富内容的理论移动。但一个 理论说得越多，它排斥和禁止的东西就越多，并且否证它的机会就越多。所以具有更多内容的理论能够受到更严格的检验。这种考虑导致了一种理论，在这种理论 中，科学进步成了并不在于观察的累积，而是在于推翻不那么好的理论并且用更好的理论，尤其是内容更丰富的理论代替它们。因此在理论之间存在着竞争——一种 达尔文主义的生存斗争。
当然，我们认为只不过是猜想或假说的理论不需要辩护（更不需要用并不存在的归纳法来辩护，任何人对这种归纳法都没有提供一个合理的描述）。然而，根据对相互竞争的猜想的批判讨论，我们有时候能够提出一些理由来选择其中的一个猜想。...

我認為他這段話告訴我們幾件事
一、一個不能用任何方式反證的論述並不符合成為科學假說的基本條件。被觀察到反證的論述不是定理，而那些尚未被反證的科學性論述則是猜想。

在此，我想用批判來替代「反證」這兩個字，遠不及反證那麼強烈，但希望沒有違背其原意。從這裡我引伸出來的就是說：

若 我們提出一段論述而希望其有科學知識上的價值，那麼必須讓其接受批判，我們必須讓我們的論述立於一個可以被批判的基礎，否則這個論述沒有機會成為科學的論 述。有一些論述無法接受批判，因為沒有清楚的架構與定義，如亞理式多得的「物體往下掉是因為地面是其歸宿，煙往上升，因為天空是其歸宿」。這種論述我們無 從批判反證，然而其在知識上的價值有限。而有一些論述雖然受到批判與反證，反而其價值越加顯明，如牛頓的運動定律。

時間到了，下次再談其餘的。

神話、科學理論與生活

...幻想世界在貧乏的知識中建立起來，但卻被寄以熱望... 

 Yi-Fu Tuan（段義孚）, 潘桂成譯,  Space and Place - The Perspective of Experience

神話是在資訊不足的情況下產生，但是其建構過程可能必須加入許多資訊，並且透過某種架構組織起來，否則一個貧乏的神話就無法被寄以熱望。段義孚在 Space and Place 這本書的第七章談「神話空間和地方」告訴我們神話是構成人們空間經驗的重要元素。神話並不因科學的發展而消失，因為科學開拓了人類的知識，但也發掘更多未知的疆域。人們面對這些未知的疆域時，藉由推論、類比、隱喻或者想像加入許多資訊，試圖把未知領域中不完整的知識片段組織起來成為一個較完整的架構，依附到更大的知識範疇，成為知識體系的一部份。這樣的知識建構過程如果遵循科學方法的原則，其結果往往不被稱為神話，而稱為理論。

神話是人們企圖解釋其所經歷到或者學習到的現象時所產生的理論。這些神話或者理論對人類的文化，甚至生存有重大的意義，而其是否能通過科學理論的檢測往往是無關緊要的。神話對人類的生活至少具備下列的意義：

知識的建構與傳承：知識建構是一種資訊累加、組織而後精煉的過程。沒有經過組織與精煉的鬆散資訊就比較不易被傳承，而成為文化的一部份。神話有助於將人類經驗歷程所獲得的有用但片段而不完整資訊組織起來，形成文化的傳承加以保留。

建立共同的價值體系：無論神話的內容是否能夠通過事實的驗證，都可以幫助社會建立共同的價值觀，這也是人際關係和合作的互信基礎，是維持社會穩定的要素。

面對不確定的未來：人類在奮鬥求生的過程中有許多未知的遭遇，必須在資訊不足的前提下迅速採取行動，神話可能可以幫助人們克服面對未知時的恐懼與不安，找到可以遵循的模式而採取具體的行動以克服困難。

未完，希望可以回來寫完

(2018. 12. 28)

我們大都知道住居所選之處最好是背山、面水、朝南，這是祖宗代代相傳下來的生活智慧，人們未必知其所以然但卻也都認定這就是好風水。地理風水師傅更能如數家珍的說明更多細節，他們就是知識的傳承者。其所傳承的內容和科學理論一樣，有許多生活環境相關的智慧，也有許多想像與假設。資訊傳承的內容必須被記憶、相信，才有可能被執行，也才算是成功的溝通流程 (大陸把 information 翻譯成信息，我認為非常的貼切)。知識建構的過程卻往往必須從破碎、偏頗、甚至互相矛盾的資訊開始，長時間的累積精煉後才能建構較完整的體系，而在能夠成功被建構之前，這些破碎偏頗的資訊如何被接受、記憶與相信？於是想像與假設就進來填補缺漏的空間與連接的環節，這些被建構起來的知識體系有些被稱為神話、有些就說是風水，也有些被歸類為科學理論。

永續、智慧與生活空間

有關智慧科技的豐功偉業無庸贅言，但要運用智慧帶來永續則是很弔詭的一個課題。智慧是一種會導致天譴的能力，就像希臘神話中的天神因普羅米修斯將用火的智慧教給人類而令其永世受罰，並且為懲罰人類而造出因好奇打開寶盒的潘朵拉，讓貪婪與各種邪惡充滿人間。智慧讓人類能夠從大自然獲取所欲求的資源，也讓人類與大自然之間的互動關係失去平衡，除非能找到新的平衡點，否則將導致毀滅的劫難。

人體最耗能的器官就是大腦，是演化過程中取得智慧所付出的代價之一。如果我們要讓生活空間中的各種用具、裝置、建築甚至社區與都市都佈滿智慧科技，同時又能夠和自然環境維持平衡和諧的關係，代表智慧必須涵括一種面對自身處境知所取捨的態度。科技教我們如何向大自然予取予求，而智慧終需帶領我們和大自然建立平衡永續的關係。

段義孚（Yi-Fu Tuan）是開創人文地理學術領域的大師。他覺察到傳統的地理學專注於地理空間中的物理性質，如地形、地質、水文與天氣等等，但對於地理空間中居民在主觀意識上對其生活空間的認知的研究同樣不能忽視。人文地理奠基於哲學家海德格（Martin Heidegger）所探討的定居（dwelling）概念，指出人們視之為居所的地方並不單純只是有舒適安全的物理環境與經濟資源。定居的需求源自於深層的本能與情感，是不能用溫度計或其他的計量儀器量測的。人類生活空間有某些主觀認知的特質必須被關注，否則就像服裝設計師只為追求節約布料車工與保暖進行設計，恐怕將脫離人性的需求而白費功夫，所謂的永續智慧生活空間也終將成為空泛的口號。

生活空間談的是人在自然環境中自處的方式。人類的生活空間是由內而外的許許多多層次的介面所構成的，服飾、居室、建築、社區、都市、區域乃至於支撐萬物的大地、海洋，以及大氣層，都是定義人與人、人與自然之間關係的介面。每一個介面定義了其內部與外部系統之間的循環，如果每一個層次的循環都能夠接近達成平衡和諧的狀態，人與自然環境就能建立一種永續的關係。以下從三個構面切入來談生活空間對人的意義：

人與自然環境的互動：外太空嚴酷的物理環境和人體能夠接受的生活空間有很大的區別。從環境控制的觀點來看，這個巨大的區隔必須透過許多層次的界面來維護，在安全上以及效率上才能提升到可以接受的程度。永續智慧生活空間必須探討各個生活空間的介面內外之間如何在智慧科技的輔助下達到高效率的平衡，而不單純只是取其所需，最後將所有的衝擊讓人類生活空間的最後一道防線，也就是大氣層來承受。

人與人關係的引導和維持：人類是高度社會化的動物，沒有人可以獨自生存。經由人際關係所形成的各階層組織是每個人生存的必要條件，而生活空間是維持所需人際關係的基本要件。從服飾、居室、建築、社區乃至於都市，其設計所需考量的範疇都是以滿足人際關係與社會組織秩序的考量為主。傳統人類設計對各層次生活空間的構築與維護，在建構人際關係上所耗費的成本恐怕遠高於耗費在維持物理環境舒適的條件上。永續智慧生活空間必須涵括如何使用智慧科技，以更高效率、低環境衝擊的方式塑造生活空間以維護個人、家庭與社區組織的完整與穩定性。

記憶與文化的傳承：一個舒適的五星級旅館與一個家是有區別的；一個觀光勝地和家族發源的社區、城鎮也具備不同的意義。海德格對定居概念的詮釋告訴我們生活空間中必須能夠註記自身起源的記憶與文化，必須對過去的已知有所聯繫，才能在居住空間中提供人們面對未知與未來的不安時所需的力量。這種需求源自於生物演化的歷程，深植於每個人的本能與情感之中。一個有完美的溫溼度控制與舒適的床鋪的房間如果缺乏床下箱匣深處引發童年往事回憶的布偶，就不能成為真正的居所。資訊科技可以為各個層次生活空間的設計師帶來前所未有的機會，可以用更有效率的方式，在現代化高速變動生活環境中為每個人提供記憶與文化的空間註記。

主客場與狗小便

大部分的球隊在主場的戰績都比在客場好，可能是因為他們比較熟悉這個場地，以逸待勞，觀眾比較支持等等。真正影響勝負的原因可能很多，但若只從心理上來看，主場的球隊是否有比較高的士氣與更輸不得的決心？動物界爭搶地盤時往往也有主強客弱的現象，前來挑戰的入侵者若非有明顯的優勢，否則不易成功。賽局理論告訴我們主強客弱的心理認知事實上對雙方都有利。兩強之爭如果勢均力敵的話，結果可能是兩敗俱傷。但如果透過不會傷及安全，又具有共識的替代方式來決定勝負，則可以避開危及性命的損失。在這個前提下，如果雙方都接受主場優勢，挑戰者發現對手並不弱時會傾向退讓，嚴重的衝突就會減少。任何在演化過程中出現不接受主場優勢共識的個體，在其地盤爭奪過程中比較可能會出現危及性命的情境。

狗小便就有建立主場意識的功用。因為狗尿會隨著時間消逝，所以把狗尿的味道當作主場宣示資訊的傳播媒介是可信的。一隻狗如果不是住在附近，就不可能讓這個區域經常保持有其自身特有的味道。外來的入侵者聞到新鮮狗尿的味道，就好像看到地主的門牌與籬笆一樣，在心理上就已經弱了一截，遇到勢均力敵的爭戰就知道要全身而退。

人也同樣會有領域宣示的動作。旗幟與牌樓都不具備圍阻動線的功能，基本上不是為了防止外來者進入，而是作為領域的宣示。人的居所、建物往往都加上具有個人或家族色彩的裝飾，並且在生活空間周遭處處留下個人的用品，就像狗小便一樣，具有宣示領域的溝通目的。一個旅館房間的物理環境條件可能比家中的房間更符合生理的需求，但在心理層面上缺乏自身的標記，終究不能取代家的感覺。

資訊處境

資訊處境指的是在空間中我們透過感官，或者再加上輔助器材能接收到資訊模式。我們的各種感官分別對不同尺度與形式的空間有不同的重要性。最短距離的是觸覺。嗅覺可以是短距離也可以是長距離，看氣味來源與傳播方式而定。聽覺與視覺也是長短距離都可以。可見光波長較短，傳遞路徑以直線與反射為主。聲波會因為繞射與反射而充滿整個空間場域，一直到受到距離或者隔音吸音材料的阻隔為止。

如果我們把空間分割成許多小場域，讓每個場域中透過感官可以接收到資訊模式大致相同。所謂的資訊模式可以定義為接收到各種資訊的機率分佈函數，例如如果我們在某時間站在電梯口一個小時，會碰到系主任的機率，或者是會聽到走廊上腳步聲的機率。而資訊處境就是我們在某個場域中為了要獲得各種資訊所需付出的代價，這也就和每個場域中的資訊模式有很大的關聯。人在空間中的活動，撇開物理環境的影響不談，為的就是要獲得最適當的資訊處境。

資訊處境除了包含取得資訊的代價之外，也包含發布自身資訊必須付出的代價，包括讓別人知道自己的存在，讓特定對象獲得自己所要發布的訊息，還包括所發出的訊息具備有讓受訊者接受並服從的有利條件。簡單來說，資訊處境就是和其他對像溝通的成本結構。

舉個例子，每天我們要離開家到公司上班，或許不見得是因為公司比較舒服，而是因為其資訊處境比較適合讓我們有效的工作。要和同事溝通，可能就在同一辦公室抬頭就看到；老闆則在另一個辦公室，有百分之三十的機率會在。身邊的檔案櫃裡可以取得業務上相關的文件，客戶的電話也會直接打進來。主管的位置通常讓他背對著有美景的窗戶，卻可以抬頭就看到大多數的部屬；部屬則抬頭看到貼滿紙條的隔板與電腦螢幕，透過光線明暗的變化與腳步聲感覺到主管打身旁經過，趕快揮動滑鼠賣力工作。老闆現身可以讓部屬賣力工作，讓部屬知道自己隨時可能不知不覺的現身，則可能讓部屬無時無刻不賣力工作而爆肝過勞。最好的辦公室位置可能一邊是窗外美景，一邊可以隔著障礙物看到上司，讓他知道你的存在卻不會被監視。斜前方是心儀已久的同事，隨時可以知道他的一舉一動一顰一笑，每天進出隨時都有機會不期然的眼神交會，在恰恰好的那一秒起身用餐。

最恰當的資訊處境往往並不是最豐富的資訊。資訊過量與資訊不足同樣可能都是有害的，而傳遞資訊的形式不同會有不同的溝通效應，空間中的任何事物都可能是跨越時空傳遞資訊的媒介。

大多數人都喜歡聽到鳥的叫聲，每天早上可以隨著鳥鳴而清醒是件幸福的事情，如果是趕赴工地的砂石車或者突如其來的救護車恐怕就不是那麼舒服了。海浪或者是溪流的聲音讓人感到輕鬆愉快，但是車流的聲音就不一樣了。背後的原因到底是甚麼？對物理學家來說，這些聲音就是不同的空氣振動模式，人是基於甚麼理由而偏好某些振動模式，厭惡某些模式？我認為這都有演化上的因緣。基本上水是生活必需的資源，人類居住的地方往往與水有密切的關係。甚至有些科學家主張人類先祖在演化過程中曾有一段時間是以半水生的方式生存，而稱之為水猿。無論水猿的理論是否真確，接近水的環境可能對生存有利。也有動物學家提到，在森林中聽到鳥鳴，是一種安全的象徵。鳥類是高度警覺的動物，如果小鳥不畏懼暴露自己的行蹤而高聲鳴叫，可能附近就沒有甚麼危險的獵食動物出沒。這類對聲音的認知感受，在演化過程中進入人類情感層次，影響人類的行為。

把自己存在的訊息散發出去，是求取生殖機會的必要行為。例如求偶的鳴叫，氣味，舞蹈，甚至誇張的身體特徵都是動物界常見的行為。有時候像孔雀開屏這類暴露行蹤又導致行動負擔的行為影響到生存的機會時，會更具有溝通效力。所謂的性擇往往與適者生存的天擇相互矛盾，造成生物演化過程中出現正回饋與負回饋交互作用的複雜現象。人在對空間的認知，對資訊處境的追求也是處於生存與生殖這兩種演化力量交互作用的影響之下所形成的本能、情感與理性思維。

影響生存與生殖的重要關鍵就是資訊處境。與生存相關的包括如何獲取環境的資訊以取得對生存有利的條件，例如接近生存所需的資源，水與食物；以及逃避危險。與生殖相關的則是如何獲取求偶對象行蹤的資訊、如何讓求偶的對象得知自己的行蹤，以及如何讓自己行蹤的資訊以一種可信，有效的方式表達出來。

螞蟻如何認路

我曾經在一所室內游泳池看過一列螞蟻從室外經過窗戶上的小縫，源源不絕的來往於直線距離約三十公尺外的垃圾桶之間，沿路要上下看台的台階，繞過地面積水，爬上垃圾桶壁才能到達目的地。而這段室內路徑的複雜度可能遠不及其在室外更複雜的空間環境。三十公尺大約是螞蟻身長的1500倍，對人來說大約是2公里。這樣的空間認知能力，在螞蟻世界中絲毫不足為奇，是他們每天都要做的事，就像放學回家一樣。

看過兩種解釋，嗅覺和視覺。嗅覺是藉由蟻群在行經路徑上留下費洛蒙作為標記；視覺則是藉由沿路的景觀標記。或許兩者都有吧，多重的資訊來源在複雜的環境中可能是一個比較可行的決策依據，也可以透過學習，在不同狀況下仰仗不同的資訊來源。

不過，如果說螞蟻是以視覺資訊為主來認路的話，在解釋他們彼此之間如何溝通的問題時會比較困難。斥候蟻找到食物之後，要如何告訴其他的螞蟻？蜜蜂能飛，可以沿著大致上的直線到達目的地。因此蜜蜂的舞蹈可以只傳達方向與距離，其他的蜜蜂到達附近位置後靠嗅覺或許就可以找到食物。螞蟻的生活空間可能非常複雜，試想在堆滿落葉與枯枝的森林中，一隻小小的螞蟻如何告訴其他螞蟻要循著甚麼路徑到達食物位置？有時候甚至食物就在某片樹葉上，對在隔鄰樹枝上的螞蟻而言說不定可以看到也可以聞到食物的味道，可是要如何過去而不迷路？

人類中最接近螞蟻空間經驗的可能是在高山森林中的登山隊員。在空間定位系統與無線電也不見得能派上用場的情況下，在樹上綁布條可能是一個簡單實用的辦法。登山者綁布條可以幫助自己在回程時不致迷路，也可以幫助前後的隊友不致失散，對迷路的登山者而言，發現前人留下的布條可能是救命的資訊。布條和費洛蒙一樣，可以有不同的顏色形式，也會隨著時間而逐漸消逝在環境中。把螞蟻想像成天生的登山好手，沿著路徑，在不同狀況下留下各種布條，是我目前比較能夠理解的說法。

空間行為與資訊處境

據段義孚（Tuan 1977），空間代表自由活動的可能性。就生命體而言，活動來自於求生與生殖的本能需求，其目標在追求合宜的物理環境和資訊處境。撇開物理環境不談，何謂資訊處境？

當一個生物位於某個位置時，其周圍情勢決定其感官系統可以接收到哪些資訊。例如上風與下風的位置決定嗅覺資訊的取得與傳遞；向光與逆光則決定視覺資訊的處境。我相信對於資訊處境的敏感度絕對影響到生命體的生存機會。一隻獅子會選擇迎風的方向來潛伏接近其獵物，並不見得是其了解氣味隨風傳遞的道理，而是其祖先在長時間的演化過程中發展出此本能，很可能在其情感上就有此偏好。而一隻羚羊也可能對其下風方向有著莫名的恐懼，而傾向往上風的方向覓食。

人也有對空間處境有本能及情感上的需求，應該也是來自祖先長時期演化而來的，不見得有理性的基礎，但可以追溯到生存與生殖的本質。生理的演化速度遠慢於文化的演化速度，但其影響力來自更深層的本能與情感，對行為的影響往往比文化的影響更有決定性。人類文化的演化歷程對我們行為的影響力可能主要在情感與理性的層次。段義孚（1977）提到初學爬行的嬰兒即使在被誘導的情況下，也會對越過平台邊緣進入以平面玻璃覆蓋看似懸空的區域有所畏懼。我們在空間中的行為應該是在本能、情感與理性思維的交互影響下的結果。一個看似簡單的空間行為，可能其背後有很複雜，而且因人而異的影響因素與動機。試圖藉由了解影響因子與動機來了解行為可能是非常困難的課題。但我認為，就因為夠複雜，所以可以跳過細節，直接觀察結果，就像要了解氣體的行為，不須知道每個分子的位置與運動的細節，用機率與統計就可以推測其整體的行為。對人類的空間行為而言，這個化簡馭繁的屠龍寶刀一樣有效，只要再加上演化的觀念，應該可以找到簡單而有效的分析方式。

必須要補充說明的是，我並不認為這與某些行為主義信奉者的看法一樣，把人的心智當作黑箱，一切以行為結果為依據，最後導致一種認為可以把人用賞罰加以操弄控制的價值觀點。人之所以為人乃是幾十億年演化的結果。任何一種生物所具備的本能、情感與理性思維都是因應演化最基本的原則－適者生存－的天擇結果。因此無論如何複雜，最後都可以歸結到生存與生殖這兩項生命的本質。人類或者任何一種生物的文化也適用於演化的基本原則，最後也可以回溯到生存與生殖這兩項做為生命體的基本條件。

Tuan, Yi-Fu, 1977, Space and Place, The Perspective of Experience, University of Minnesota Press

On information, space and place

Information, Space and Place

Space 指不牽涉到主觀感受的「空間」，不知道要如何解釋，但好像每個人都知道空間是甚麼。Place 有人翻譯成場所，用來表示帶有主觀意涵的某個空間區域。上面的式子用乘法把 space 和 information 接起來代表他們的關係不是線性的，也就是說對 place 而言 space 與 information 的變易所產生的影響並非彼此獨立，而是相依的。換句話說，同樣的 information 如果出現在不同的 space 中對所形成的 place 是會有不同的影響的。

來追究一下在這看法之下的 space 吧。space 可以容「物」，而任何的「物」都可以是資訊的媒介，甚至空無一物也可以是資訊的媒介。因此任何 space 在人的主觀詮釋下就可能會產生某種意涵，也就是 information。如果我們刻意忽視身處一個 place 中人的主觀詮釋，或者感受，而只是用幾何或者物理上的性質去觀察、描述這個 place ，那麼我們得到的就是 space 。

一個空間使用者在其場所中加入某個物品就賦予這個場所某種被解讀的可能性。我們可以假設在一個 Place 中只抽離一部分物品所帶來的資訊而成為一個帶有不同意涵的 place。

把資訊一步步從 Place 中剝離，最後得到一個不含資訊的 Place，也就是 Space。

當一個Place有任何改變，加入或移去某項物品，使用者留下腳印或者汙跡，在身處該場所的人眼中都可能產生空間資訊詮釋上的改變。

空間資訊的詮釋

在一個 space 中解讀出資訊都必須是基於某人的主觀經驗而言，因此是因人而異的。白色的物品與衣著在傳統中國人眼中可能代表悲傷的喪事，而在西方卻是喜氣的婚禮。任何資訊都是基於解讀者既有的經驗，或者是說基於資訊解讀裝置中所儲存的資料，以及用於分析資料的程序。空間資訊透過各種媒介，如光線、聲音等可以查覺或偵測的狀態而被表達，而資訊的保存則是透過各種可以跨越時間持續存在的狀態，如物品的位置、痕跡等等。空間資訊的詮釋可以分成幾種方式，說明如下：

第一種是指涉。這是一種從簡單的資料輸入引發更豐富資訊內涵的過程。簡單來說就是在空間中觀察到某個狀態而聯想到知識與記憶的片段。這樣的聯想可以在資訊詮釋者內心的世界與外在事物之間引發遞迴的程序，而形成遠比初始事件強大而複雜的資訊活動。

第二種是化約。與第一種相反，這種方式把複雜紊亂的資訊來源，透過詮釋者內部的資料處理程序，化約成簡單清楚的資訊。

這兩種程序的交互作用有時候可以引發深刻的情感，或許可以稱之為空間的詩意吧。