20080902

真‧Advanced Calculus - Woods


《Surely you're joking Mr. Feynman!》一書裡有以下的描述:

『我始終沒有學會的是“圍道積分(contour integration)”。  

高中物理老師貝德先生給過我一本書,我會的所有積分方法,都是從這本書裏學到的。  

事情是這樣的:一天下課之後,他叫我留下。“費曼”,他說,“你上課時話太多了,聲音又太大。我知道你覺得這些課太沉悶,現在我給你這本書。以後你坐到後面角落去好好讀這本書,等你全弄懂了之後,我才准你講話。”  

於是每到上物理課時,不管老師教的是帕斯卡定律或是別的什麼,我都一概不理。我坐在教室的角落,念伍茲(woods)著的這本《高等微積分學》。貝德知道我念過一點《實用微積分》,因此他給我這本真正的大部頭著作——給大學二三年級學生念的教材。書內有傅立葉級數、貝塞爾函數、行列式、橢圓函數——各種我前所未知的奇妙東西。  

那本書還教你如何對積分符號內的參數求微分。後來我發現,一般大學課程並不怎麼教這個技巧,但我掌握了它的用法,往後還一再地用到它。因此,靠著自修那本書,我做積分的方法往往與眾不同。  

結果經常發生的是,我在麻省理工或普林斯頓的朋友被某些積分難住,原因卻是他們從學校學來的標準方法不管用。  

如果那是圍道積分或級數展開,他們都懂得怎麼把答案找出;現在他們卻碰壁了。這時我便使出“積分符號內取微分”的方法——這是因為我有一個與眾不同的工具箱。當其他人用光了他們的工具,還沒法找到解答時,便把問題交給我了!』

正,一定要找這本“Advanced Calculus”出來,看看到底有多利害。

結果,我翻遍了幾間大學的圖書館在線書目,也找它不到。連經常流連的理大拉記,也沒有它的蹤跡。
最後,終於在城大圖書館目錄裡找到它:

Author - Woods, Frederick S. (Frederick Shenstone), 1864-
Title - Advanced calculus : a course arranged with special reference to the needs of students of applied mathematics / by Frederick S. Woods.
Publisher - Boston : Ginn, c1934.
Edition - New ed.
一本古書,而且,無論何時查目錄,都是 always available 的。
雖然找不到 1926 年的第一版,但這本 1934 年版已是夠老的了,應該和第一版相差無幾。
有一天,因工作關係,有機會可進入城大圖書館 ......
順著 QA303.W885 1934 的號碼,在『數學』一欄的書架邊上走,走到幾近窗口的地方,終於見到這本傳說中的奇書。
深啡色的封面,沒有任何設計,只有“Advanced Calculus”和作者名幾個大字,很典型的二三十年代教科書的風格。
伸手慢慢地、慢慢地把它拿出來,幾十年的舊書,生怕一下子不慎,把它弄得甩皮甩骨。
小心地把它輕放在書桌上,輕輕的翻開來,撲鼻的一陣舊書味。正文前的第一頁,用鉛筆寫了幾個英文字。
城大不過二十幾年,70 年代或以前的書理應絕無僅有。正納悶間,細心一看那幾行退了色的鉛筆字:“Donated by Ms Maria, 1934”。
由於沒有太多時間,惟有只翻到“Differentiation under the integral sign”那一章,看個飽。
雖然跑到城大之前,早已在維基百科上看過這個 topic,但看真書的時候,還是有種不可言喻的滿足感,就像看到大師的真跡似的。
不要小看這本古董書,在網上買二手,最平的賣價也要港幣七百多元!

20080821

統計力學 (Statistical Mechanics)



終於在還書期限之前,讀完這本 Statisical Mechanics 的頭 5 個 chapter,也是我最想知道的部份。其實全書總共有 13 個 chapter,5 個 appendix。但對於我這種物理學的門外漢,看懂了開頭的部份已經非常滿足。

一向有個帶著書本四處去的習慣,也習慣毫無顧忌地在飲茶食飯的地方,趁著飯菜還未到的時候,拿出來消磨時間,頂頂癮。

帶著這本書,會引起很多奇怪的問題。例如有人會問我為何如此勤力,是否臨近考試 (大概因為很少人會在無聊時看這些很深、很技術性的書)?又有人問過為何『統計』裡面會有『力學』?更有人因為只看到書名的頭一個字是“Statistics”而誤以為是本關於統計學的數學書。

『統計力學』是物理學的分枝,專門利用統計和或然率的方法去研究物質在很大數量時的運動,即它們的力學。例如,一個樽裡面的氣體,是由天文數字的氣體粒子組成,各有各的運動方向,速度和能量都各不相同。但把這些合起來,卻又可以解釋這堆粒子的能量分佈。

至於為何要用上統計?打個比喻:香港有 700 萬人,要調查某電視節目的收視率,總不成要訪問全港 700 萬人吧?抽樣訪問1000人之後,用統計將結果推展至 700 萬人便知收視率了。

原來一堆氣體可以有很多個能階 (energy level),而並不是所有粒子都是位於同一個能階的,他們有一個分佈,找出他們的分怖情況,就能夠解釋很多宏觀世界的現象。諸如半導體和雷射等等的裝置,其基本原理,都是基於書裡面說的,著名的『費米─狄拉克統計』(Fermi-Dirac Statistics)。

事情是這樣的:剛剛完成的 Master 課程裡面,有一科是 Optoelectonics,專講 Laser 的原理和應用。負責講課的 Professor Surya 在課程開始的頭幾課時,講解了一些學 Laser 之前必須要知的物理學知識,其中一些便是 Fermi Energy 和 Fermi Distribution Function:



由於時間關係,而且當中也涉及到量子力學,Prof. Surya 根本無法慢慢解釋這條著明公式的來龍去脈。

好奇的我,下課後當然按捺不住,直奔圖書館,翻了一遍,結果找來這本統計力學的入門書。翻到 chapter 5,終於找到這條公式的出處。

可是要理解它,就必須看完這 5 個 chapter,以功課和工作的繁重,根本沒可能。到今年整個課程完結之後,終於可以一口氣看完它,很滿足。


Fermi 和 Dirac 都是物理學的巨人。Enrico Fermi 更被籲為是現代物理學的最後一位通才,而 Paul Dirac 便是量子力學 (Quantum Mechanics) 和量子電動力學 (Quantum Electrodynamics) 的開山祖師。

新 Banner 與貓豬

新 banner 花了半小時找素材(全都是自己拍的照片)、design和用 PS 合成。對創作來說,算是很快的了。

不是最理想的效果,因我其實很想要一種籃籃黑黑而又 dark dark 地的氣氛,以配合全黑的背景。始終覺得低調的影像,比較耐看。

所以我經常對人說我不懂拍彩色照片,可對方還哈哈大笑。

可知要拍張有看頭的彩色照片,實在極難。

Banner 的左方是貓豬,雖然已遠我們而去,但作為牠人類的朋友,很想留個影像,作個紀念。

在電腦裡有很多牠的舊照,找了張最帥氣的,放在 banner 上。

安息吧,老友。

有時會想:快餐店沒了貓豬,很不習慣。一間鋪總要有隻貓,能否找個接班人?

20080630

家駒與他的 White Fender

一星期前到過牛棚,一心想看看家駒的回顧展。星期天,已是旁晚時份,但還是烈日當空,展館門口卻還是一條長長的人龍。龍頭的告示牌寫著:『預計等候時間:一個半小時』。

還要到外母家吃飯,沒辦法,惟有放棄。

一星期後的周末,天陰陰的。再到現場一看,長長的人龍沒有了,也無需排隊呢。

推門進去,裡面卻是擠得水洩不通。偌大的幾個字:『別了家駒十五載…舊日的足跡』。左轉是一塊長長的白板,到訪者可以隨便寫上自己的心意和祝福。

主辦單位很花心思,將展場佈置成一個重現家駒少年時代家中的環境,還有二樓後座那 band 房的仿製佈置。

令我大開眼界的,還是他的遺物:彈過的結他、用過的 amp和 effect box、歌譜的手稿真跡、他的啟蒙老師 David Bowie 的黑膠、穿過的裇衫等等。



家駒的手稿




家駒的白色 Fender 電結他。原已轉贈他人,由現在的擁有人借出展覽



用過的 amp 和結他 effect box



家駒轉讓給家強的木結他,極具紀念意義


屋邨時代的家庭合照

日本專輯的海報,也是『繼續革命』的唱片封面

看罷臨走時,竟有種依依不捨的感覺。幫襯完牛棚裡的 toilet (是出奇地乾淨)之後再折返,推門再一次入內參觀。

這次細心再看看放在地上的家駒生平的 timeline:1976 年,拾獲一支結他,從此苦心自學結他技術。

1976年,我在做什麼?

20080610

運氣,其實不簡單



期待很久的 2007 - 08 semester 2 exam 結果,終於在 6 月7 日公佈。

這個 sem 是我 master 生涯裡的最後一個 sem,完成之後,如考試結果不太強差人意,那將會把短暫的碩士生涯劃上句號,等畢業。

記得那天黑雨,大夥兒都不用返工。清早起來,肚仔餓,待雨勢漸小後,和老婆仔幫襯屋企樓下的麥記。之後便匆匆回家,著電腦。

Click 入 PolyU check exam result 的網頁,要先 login,過程中只想著,合格,一定要合格!

之前讀的 8 科,成績最好的只有個 B+。再回想今個 sem 讀的 Consumer Electronics 和 Video Technology,前者不用考試,但要交很多論文功課,還有一次小測。那個小測很好笑,由當初的 closed book,變成經由民主投票決定的 open book。

個人對 open book 的考試或測驗,實在有所保留,只因如果是長題目,大家便會像罰抄一樣,抄到手軟。而且這種形式不是考一個人識多少,而只是考大家能否在浩瀚的筆記之中,尋回那一點點答案,並且以迅雷不及掩耳的速度寫在答題紙上。記著,不可龜速,因為,可能還有十九幾題在後面等著你。

教這科的教授實在太棒,只因測驗卷的設計也實在棒呆了。每題長題目均有個框框,你答得太多,超越了那個框框的範圍,明顯地你已離開正確答案,愈踩愈遠。

好明顯,一個不折不扣的貼士。

卷裡還有一些選擇題,很易,真的一點也不難。可以大膽講一句,有讀書,一定識。

結果是我很快便做完那份卷,double check 之後,覺得還可以,倒頭便睡。雖然旁邊的同學仔還想爭分奪秒,去把那厚厚的一疊筆記左翻右翻,但我也不再理它了。對有信心的東西,必須堅持。

至於那些論文功課,是我花了無數個晚上,犧牲了很多個周末的心血結晶。裡面有數碼相機 CCD 的詳細原理和資料,有個人的 research和見解,有 compact disc 的制式等等。還有 group presentation 的準備工夫,我被分配負責講解數碼相機鏡頭 zoom in / zoom out 的原理。其實也不太難,一點數學跟一點光學而已。Present 前的 rehearsal,我也鼓勵大家做到足。第一, Powerpoint file 和 report不可以有一個 spelling 或 grammatical error,為此我跟足所有人的 presentation 和 report file,替他們 check gramma。第二,每個人對自己的部份一定要熟,不可有半點遲疑。到 present 的一刻,流暢的英語再一次發揮效用,bravo!

Video Technology,很艱鉅的一科,三個 lab (還好只有一個要做 lab report),三次測驗,一個 presentation 和一次 final exam。印象中,exam 應佔總分 55%,而且 notes 太浩瀚,是真的很大疊,約三吋左右,所以根本不可能 open book。我還記得交試卷時那一刻的心情 ── 合格啩?

其實那份試卷我只完成了七至八成左右,但令我再一次佩服 Prof. Siu 的出題技巧:有易有難,易得來,是只要你有溫習,那只要小心一點,要答得好基本上是不會有太大問題的。難得來,是你雖然有讀書,但你的 concept 清晰嗎?不肯定的話,那可能注定要賠上一點點分數。

至於那三個 lab 的 C++ program,我根本不可能獨自完成,全靠同學仔的幫助,解決了不少疑難,才可以有功課交。這個同學仔可是 C++ program 的箇中高手哩!

而 presentation 方面,是一個不算太難的題目:"Content Based Image Retrieval"。在準備的過程之中也很順利,因為,我能夠借一本沒有人會借的參考書,意思是我喜歡看多久便多久,根本不會有人催我還。

而我幸運的地方,是這個 topic 是嘗試去解答一個很多人也會遇到的問題:我要找些圖片,比方說,一些汽車的圖片。那我輸入『汽車』,經過搜尋引擎出盡了吃奶的力在資料庫找尋之後,答案出來了,但那可是成千上萬的圖片。

如何可以令搜尋引擎再 smart 一點,只給出我想要的答案?例如,我輸入一張『法拉利加上一個紅色短裙美女』的圖片,系統便會找出所有這些圖片給我?

這是一個很令人困擾的問題,當中涉及到系統能否辨別出資料庫中的圖片和我輸入的圖片相似。

這需要一點兒聰明的數學技巧。

當然,我要 present 這個 topic,除了我要明白那些公式之外,我還最好能夠舉出一些有力的證據,證明哪一個方法可行,哪一個方法比較優勝等等。

然而,運氣再一次出現。我在網上找到一些外國大學的研究結果,證明 "color correlogram" 比 "histogram" 方法來得有效和優勝。經過理解和消化之後,我決定把這些書中沒有的東西引用到我的 presentation 裡。

一如所料,那些結果實在太 impressive,而且一出,就打破了只談理論,不講實際的悶局。對於聽眾的問題,我還能一一解答。記得有位同學問到 "Principal Component Analysis" 裡面座標變換的問題,我還可以引用 face recognition 的原理去解釋哩。

到了最後,這兩科出來的成績是出奇地好,是意料之外的好。

究竟是運氣,還是實力?開始懷疑,我們的成績還是不是『常態分佈』(Normal distribution)?抑或教授們也開始手鬆了,變成很多人也可以有高分。

當然,事過境遷,管它呢?

運氣,其實不簡單。

20080601

渺小的港人,你可以做什麼?


圖片來源:維基百科


地震過了大半個月,今天,看著電視,看著演藝界的籌款節目,想想看,我們可以做的,其實不多。

沒有救人的專業知識,沒有搶險的體能和勇氣,就連滿腔熱血,說要回國內做義工救人的一少群港人,也被呼籲要冷靜下來,因為,倉猝行事,只會阻礙專業的拯救人員,只會礙事。

有人說,籌集的善款已超過十億,中央政府又將會重建災區,我們還要做些什麼嗎?

想想看,這種持久戰,要打好幾年,十億,算什麼?

我常常舉的好例子,就是當年日本神戶大地震,災後,以日本的強大國力和財力,也要十年時間,才能把這個城市回復原貌。中國總面積九百六十萬平方公里,四川大地震影響大半個國土,給她十年,可以嗎?

渺小的港人,幫不上什麼,但,能盡點棉力,便去吧!

於是,問題變成:喂,你今日捐咗未?

20080429

此中有真意,欲辯已忘言。



在網上,找到一個聖保羅舊生的blog,有以下的描述:
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最後一次見「何佬」,是六年前的一個早上。我在母校的長廊一步一步走近他,他回過頭來看見我,彼此臉上的反應卻吐露了無情的事實:大家都老了。

 上星期和舊同學午膳,從同學口中得知「何佬」今個學期之後便退休了,校方竟然沒有挽留,實情是超重的工作令他本人也不想留。聽說他最後一天上課,不同年代被他教過的舊生紛紛回校見證這歷史時刻,教員室門外擠得水洩不通,場面感人,大家都想再一見這位最受尊敬的老師的風采。

 之前很多次經過母校,都想進去跟他打一個招呼,唯諾間一次又一次錯過了。如今得悉他要退休,心沉了下來,想到今後能再見到他的機會,可能不多了。晚上回家,看到書架上三冊《數學和數學家的故事》,想起就是中一的時候他送給我的。那年他是我的班主任,開學那天所有高年班的師兄都跟我說同一句話:你有福了。

 中學五年裏有三年他都是我的數學老師,真是走運。沒有人可以像他那樣把枯燥的數學說得如此津津有味,娓娓道來。他真心關懷每一個學生,長長的一天過後,當其他老師早已離去,他還留下來替成績欠佳的同學補習。人家一星期工作五天,他周六周日照常回校工作,其餘時間就是在家裏照顧年邁的雙親。他服人的不單是他的學養,是徹底委身教育的精神,是崇高的人格。所有最頑劣的學生,在他面前都自動自覺乖乖安靜下來。

 如今他離開四十年的工作崗位,雙親也已經過世。睹物思人,看著書架上那三本小書,總想到不好動不交際的他一個人靜靜的一個瘦長的身影。

 可以再見到他嗎﹖讓我細細的說一聲感激。「何佬」,願你往後的日子,滿心歡喜走上人生的另一段。送上所有的祝福。
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最近在 facebook 上重遇很多舊朋友、舊同學。其中一個話我知,中學時代的數學老師『何佬』(即何廷灝老師)也在 facebook 上有 fans club。

嘩,驚世大發現!二話不說,join 了再算。

『何佬』堪稱史上最好的數學老師之一。之前的『緣起微積分』已經講過,他簡直就是我微積分的啟蒙老師。每次一想起他,就不其然會回憶起我的中學時代,好懷念。

真有種乜乜驕陽的感覺。

這個 fans club 裡面,有很多新舊照片。但所謂舊,都不過是十多年前的照片,是我聖保羅書院的學弟和何佬的合照。

其中有幾張近照,只見他開始白髮,有點蒼涼,不勝唏噓。

可是我對他的記憶,卻已是廿幾年前的 80 年代,當我還是高中生的時候。他喜歡穿樸實的裇衫西衭,一副大框眼鏡。看似其貌不揚,可他卻是全校數一數二最受歡迎的老師,單憑外表,旁人根本難以想像。

Fans club 裡面,還有一個超連結,連到一個學生們為他造的網頁。原來一班 F.5 的師弟,用大量人力物力,將何佬歷年教書時的金句筆錄,不單止有準確日期,連因發生什麼事而講出那段金句也有細緻的紀錄。
嘩,世上竟有如此一班有心人,肯花金錢和時間去完成此一巨著,實在令人拜服。


"Hologarithm" 紀念特刊裡面的簡介:

「寅畏上主是為智之本」這一句說話相信對每一個聖保羅書院的學生一點也不陌生。何廷灝老師於聖保羅書院任教了三十五年,教曉無數學生人生的道理,啟發了無數愚者的思維,帶領無數莘莘學子找得智慧寶庫的鑰匙。「桃李滿門」、「春風化雨」這兩句話,何老師可謂當之無愧。
何廷灝老師,別號何佬,是眾學生愛戴的好老師。至於為何取號何佬,則無人考究,眾學生只認為這是一個更親切的稱呼。認識何佬的人必會認同他是一位大孝子。俗語有云﹕「百行孝為先」,每天午飯時間,何佬必以迅雷不及掩耳的速度趕回家中照顧父母,然後才放心回校繼續工作,試問世上還有誰能夠做到這一點?
何佬的教學方式是與別不同的,他能夠用生動有趣的方式教數學。他經常提醒我們要理解數學,不要只是硬記公式而墨守成規。當我們忘記了他以前的教導時,他不但不會滿面怒容,反而處之泰然地道:「你唔記得的時候才是學習的時候」,然後循循善誘地帶領我們思考。於課餘的時間,何佬都非常樂意解答學生們數學的難題,不但毫無架子,還與學生們打成一片。何佬最喜歡邊走樓梯邊唱歌,不但氣不促,唱歌的技巧還到了爐火純青的境界,可謂人未到,聲先到。每當他看見其他老師在課室內、還未離開之際,他會立刻閃在一旁、默默等待。但當他的課堂鈴聲一響,他便速速離開班房以免阻礙其他老師,正是「責人寬,責己嚴」。
其實,受過何佬這一盞明燈的恩惠的學生有如天上繁星之多,我們這一小撮人的心聲又豈能代表所有學生對何佬的敬意、謝意?他的奇人奇事更是非筆墨所能盡錄,正是「此中有真意,欲辯已忘言」。無論如何,當我們形容一些人不自量力的時候,除了說他是孔夫子面前讀孝經、魯班門前弄大斧、關公面前耍大刀外,我心裏不由得默唸著:「何佬面前論算術」。


"Hologarithm" 部分內容:



今日何佬已經退咗休,聽啲師弟講,佢為人低調,好少出現公開場合或者周圍 social。在此衷心期望,佢有個快樂的退休生活!