大道至簡的萬物融通觀念 — 映像法
今天來分享個,我在念台大研究所時,教授教導我的一個概念。
這概念讓我至今仍持續在使用,並應用在學習新知識的基礎上,如今仍是受益良多。我非常崇拜這概念方法的原因也是台大的指導教授,對於物理、數學的知識底蘊非常強悍,光看圖表或推導結果,就能直接說”我覺得你這結果有錯,可能是哪邊哪邊有問題,再去算一算。”
每次的狀況都被指導教授的料事如神的說中有問題的細節,這讓我非常敬佩這位老師。
老師會在教學過程時,也一併教他這引以為傲的”映像法”概念,他時刻告誡我不要背公式,只要記住關鍵幾個再推導出其他就好。
“映像法”簡單來說就是世間萬物的運動跟現象都是規律相似的,且不同的物理領域用數學公式來描述上也會是相同。因此了解原理特性後,用基礎原則來解釋多類別公式就能一通萬通。原先教授是教導我在物理、數學領域上的應用,但後來我拿來觀察”對映”生活中的現象,也發現完全適用。
這邊簡單舉幾個例子
◎ 二階常微分方程

其中,P1、P2、R都屬於常數。
◎ 阻尼振動的運動方程式

其中,m表質量、c表阻尼係數、k表彈性係數

◎ RLC的二階電路方程式

上述這三組公式的組合性皆是一樣的表述,由兩次微分、一次微分、常數項所組成,但在描述不同問題的結果。
在來說說另一個例子,彈簧串並聯的公式在國中都有學過吧
彈簧串聯的彈簧係數公式,彈簧係數是倒數相加再倒數

彈簧並聯的彈簧係數公式,彈簧係數是相加

其實,在電學上的公式也與彈簧公式是相似的描述方式
◎ 電阻
串聯的綜效電阻公式,是將各電阻相加

並聯的綜效電阻公式,則是倒數相加再倒數

◎ 電容
串聯的綜效電容公式,則是倒數相加再倒數

並聯的綜效電容公式,是將各電阻相加

◎ 電感
串聯的綜效電感公式,是將各電阻相加

並聯的綜效電感公式,則是倒數相加再倒數

上面的例子是用數學公式來描述物理狀態與特性,但我們生活中也有相當多的例子也能用映像法來描述,接著看幾個例子。
布朗運動 VS 房間的書桌
布朗運動的運動描述,一個空間內的粒子運動,會呈現最大亂度的移動,以達到平衡。這個就跟平常的書桌一樣,一陣子就會雜亂到雜物四散,需要重新整理一下

烤肉加炭火/澆水 VS Fed升息/降息
在烤肉時,是否有經驗炭火越燒越旺,到最後整個”發爐”,不得不趕快加水澆熄些盛旺的火焰;而在炭火熱度越來越不足時,反而多加木炭後再搧風助長火勢。
在美國經濟的狀況也是相似的狀況,當美國經濟活動越加熱絡的情況下,Fed這時就必須採取升息應對,提高企業借貸成本抑制暢旺的經濟活動,不致讓企業擴張過頭;相對在,經濟危機發生後,整個市場處於低迷氣氛,Fed採取降息的低迷措施,利用低廉借貸成本,使企業可用於招聘人才、擴大廠區等,增加經濟活動。
四季變化 VS 股市漲跌(經濟周期)
台灣的氣候在春天時,每次下雨後就會上升點溫度,直到端午節後才轉為炎熱天氣;在中秋節過後,每次下雨後就會下降點溫度,直到冬至後溫度維持一段低溫氣候。
在股市的漲跌也是相當類似,在復甦期就像是春天一般,復甦期後的成長期形成每次上漲後的回跌都是逐步墊高指數,直到過熱期後才有政府較大力的抑制;後續經濟活動轉為冷卻的衰退後,形成一次次的下跌,反彈後再下跌都在破前低的方式再下探。
而在最近幾年的溫室效應導致溫度持續上升,使得原先的春夏秋冬,變得只有夏冬一般,而在進榮市場也是因為美國政府放水干預,使得經濟活動變得異常,這也是持續牛市不退的原因。
黃金比例 VS 斐波納契係數
阿基米德在《幾何原本》中描述極限與均值比例,而將黃金長寬比1.618依照比例計算出來。從數學看到神學的解釋的帕西奧利,才將極限與均值比例改為「神聖比例」,而斐波納契數列1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89、144、233……,存在著特定的黃金比例,也是大自然動植物呈現的自然比例分布。

而斐波納契係數可以在股市中繪製出一個百分比的圖表,其中在38.2%、50%、61.8%的位置呈現支撐或反壓的效果又是特別強勁。

除了上述舉例現象外,還有很多不同領域的現象有共通性,可以有意識地好好的觀察一下。
“映像法”好用的優點在於,可以把已知存在自己腦中的物理現象、公式等進行歸納整理,用來作為基礎知識來描述、學習新的事物。由已知的基礎延伸出建構新知識,不要每個狀況都記新的公式來解題,這樣的學習法也是最快。
但這方法的缺點是自己必須有意識的歸納、記憶所見現象,並在看到新現象、學習新知識時,能馬上有”共感”的印象,再利用共感的想法來發展,這部分需要大量有意識的辨識訓練。
提供這個概念給大家有機會的觀察體驗一下,有甚麼想法不妨留言說說自己想法。
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