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在虛構沙子踏出真實腳印的《銀翼殺手》:仿生人和人類的一線之隔是什麼?

PanSci_96
・2017/10/05 ・7533字 ・閱讀時間約 15 分鐘 ・SR值 570 ・九年級

文 / 吳明益(東華大學華文系教授)

“I’ve seen things, you people wouldn’t believe, hmmm.
我曾看過你們人類無法想像的事情……

… attack ships on fire off the shoulder of Orion.
目睹太空戰艦在獵戶星旁熊熊燃燒

I’ve watched C Beams glitter in the dark near the Tannhauser Gate.
注視 C 射線在「唐懷瑟之門」的黑暗裡閃耀

All those moments, will be lost in time like tears in rain…”
所有的過往都將消失於時間的洪流裡,如同雨中之淚……

“… time to die …”
……死亡的時刻到了……

──電影《銀翼殺手》中據說是由演員魯格.豪爾(Rutger Oelsen Hauer) 所創作的一段台詞

電影:銀翼殺手(Bladder runner)海報,IMDb

一九六四年菲利普.狄克(以下按科幻迷的慣例將他的名字縮寫為 PKD)[1]在科幻雜誌《明日世界》(Worlds of Tomorrow)發表了一篇短篇小說〈小黑盒子〉[2]。主角瓊.哈喜是一位東方宗教專家,她爭取一個到古巴對當地中國人進行宗教指導的工作。當時開始流行一種新的宗教稱為「摩瑟黨」,信徒會使用一種「共感箱」,這個共感箱能讓握住它把手的人和宗教領袖「共感」。

瓊.哈喜原本的任務是宣傳古老的禪宗教義,但後來瓊本身和她的情人,既是演奏家也能讀心的馬利坦變成了摩瑟黨的信徒,而各國政府源於對這種新興宗教的恐懼,開始禁絕它……

使用共感箱的細節,讀者透過 PKD 的描寫,或許會有這樣的感受:共感箱根本是一種前衛的「虛擬實境」科技。使用者可以與摩瑟老人對話,甚至會被丟向摩瑟的石頭擊中,感受到真正的痛感。光是這篇短短的作品,我就相信 PKD 這位在死後聲譽更加崇高的科幻作家,擁有一雙超越時代的眼睛。

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逼近「生命體」的仿生人,該如何辨識?

PKD 曾表示,一九六八年寫出的《銀翼殺手》(以下簡稱《銀》)便是從這篇小說衍伸出來的。地球在經歷另一次大戰之後,受到放射塵嚴重污染,許多人都移民外星了,大型企業不斷宣傳,留在地球就等著死亡與退化。伴隨著太空移民是仿生人技術的精進,地球人帶著仿生人開拓太空殖民地,讓它們擔任各種危險和底層的工作。部分越來越精進的仿生人選擇脫逃回地球,為了追捕它們,因此出現了「仿生人殺手」這樣的職業。

《銀翼殺手2049》劇照。source:IMDb

但你如果光是以看待傳統殺手的眼光來想像,恐怕不甚準確,因為在那個仿生人極度擬真的世界,任務最大的難關是:

怎麼辨識出仿生人?

這並不是一個簡單問句,而是千百年來人類透過哲學、藝術與科學反覆探究的問題,因為在西方,這可是涉及了宗教裡人僭越上帝形象的誘惑;而在演化論之後,這更關係到生態倫理學最核心的問題:在萬物尺度裡,人究竟位居何處?

這也是西方科幻小說極關注的議題之一,從瑪麗.雪萊的《科學怪人》(Frankenstein, 1818)、艾西莫夫的機器人系列,以及 PKD 的作品,莫不是在討論若人類有能力「喚醒、創造人造人」,豈不如同上帝?更深層的問題是:設若這些人造人已經逼近「生命體」(不妨稱之為準生命體),那麼人類是否有權剝奪它們的「生命」(此處又衍生一個問題,所謂的生命該怎麼定義呢)?

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科學怪人。圖/pixabay

在和平相處的狀況下,人類扮演「寬大的上帝」不成問題,但如果有一天它們起而反抗,殺害、甚至奴役了人類,又該用什麼樣的律法或態度來對治?

如果我們再調換思考的對象,從這些「準生命體」的立場想。即便你是被「生產」出來的,當你有了思想、情感與信念時,你不會想成為一個「真正」的生命體,比方說「人」嗎?

當仿生人或是被「生產」出來的準生命體有了思想、情感與信念,你會將它視為真正的「人」嗎?source:《銀翼殺手2049》劇照,IMDb

威脅人類的機器人和引人同情的機器人

在《科學怪人》裡,弗蘭肯斯坦博士用屍塊和電擊創造出弗蘭肯,誕生的喜悅不久便成了痛苦。被視為怪物的弗蘭肯,一面覺得博士是自己的父親,一面又覺得博士「never gave me a name」(既是名字也是名分、地位),這是小說處理這類矛盾的開始。

十九世紀初是電機工程學的萌芽階段,以電擊喚醒屍塊的靈魂是絕對新鮮、前衛的。但隨著科技進步,取代的是對機械的迷戀。

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艾西莫夫說自己從小就是科幻小說讀者,他讀了許多機器人的故事,發現它們總共分成兩大類。第一類是「威脅人類的機器人」,第二類則是「引人同情的機器人」。

在這類故事中,機器人是可愛的角色,通常遭到殘酷的人類奴役。一九三九年,他決定寫一篇「引人同情的機器人」的故事。但寫完了之後他「隱約看到另一種機器人的影子,它既不威脅人類,也不引人同情」。因此,艾西莫夫開始將機器人回歸為它們都是由實事求是的工程師製造的工業產品,必然內建安全機制,不會構成威脅;而它們本身就是為了執行某項特定工作,因此也與同情沒有必然的牽連。(《艾西莫夫機器人故事全集》,2009:10)

惹人憐愛的機器人Pepper。source:Pixabay

這樣的概念,就衍生出了他在短篇〈轉圈圈〉裡創造出的「機器人三法則」,分別是:「機器人不得傷害人類,或袖手旁觀坐視人類受到傷害;二,除非違背第一法則,機器人必須服從人類的命令;第三法則是,在不違背第一及第二法則的情況下,機器人必須保護自己。」艾西莫夫日後自己也修改了這三個法則,創造出第零法則(機器人不得傷害人類這族群,或因不作為使人類這族群受到傷害),我們不妨可以說,艾西莫夫機器人科幻小說創造了一個獨特的「未來世界觀」。

不過艾西莫夫讓我覺得難以忘懷的是〈雙百人〉[3],裡頭的主角是取名為安德魯.馬丁的人型機器人。它因為擁有創造天分而受到矚目,經過與主人十數年的相處,安德魯漸漸地嚮往成為「人類」,它向法院爭取機器人自由,確保自己的獨立性,但人類卻不肯承認它是人──因為它不死。雖然人類一直追求長生不死,但不會依循自然規律死去的機器人可以稱為生命嗎?

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在另一篇〈你竟顧念他……〉裡,一位機器人公司的研究者和機器人討論機器人是否要繼續遵循三大法則,其中一點是因為如果對機器人下命令的是小孩、智能障礙或野心家、罪犯,那麼機器人還要服從命令嗎?他要這具「喬治十號」藉由閱讀人類歷史去思考一個問題:如何去除人類和機械人競爭的恐懼?

這一篇的篇名 That Thou Art Mindful of Him 出自《聖經.希伯來書》:「人算什麼,你竟顧念他?世人算什麼,你竟眷顧他?」從人類的角度看:人造人算什麼,你竟顧念它?從人造人的角度看:人類算什麼,你竟顧念他?

難道不會有一天人類的定義,也由人造人決定?

對人造人出現後人類的各種情緒與反應,科幻世界藉此創造了無數瑰麗而深邃的想像。但閱讀《銀》時,你會發現這不是一部主題單一而孤立的作品,PKD 既讓你享受故事,也要你反省人性。

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仿生人能達到功能上與人類的相近,那情感上呢?

在冰冷金屬所構造的機器人發展到一定程度時,與有機體的結合變成想像的趨向。具有類有機體外觀與人工智能的機器人有時被稱為 android,正是 PKD 在《銀》裡用的概念[4]。

但仔細讀小說的細節,《銀》裡的「連鎖六號」不但能進食,會流血,也能做愛,顯示許多器官的擬真度與人類無異。也有些學術上的討論以賽伯格[5]來稱呼它們。我認為新譯本以「仿生人」來翻譯是相對適當的,因為它們和小說裡的「電動羊」(electric sheep)並不相同。

無論仿生人做得多麼的真,殺死它們是「除役」,不是真正的「殺戮」。而為了避免誤「除役」真人,這些賞金殺手使用一種稱為「孚卡系統」的裝置來測試。孚卡系統簡單地來說是測試受測者的「共感能力」,因為人具有共感能力,但生化人沒有。

以這樣的故事架構,PKD 結合當時他能接觸到的科技、知識,開展他的想像力,完成了一部異常深邃的人類心智作品。(以下多少會涉及劇情,請第一次閱讀的讀者可以選擇跳過。)

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__________防雷分格線__________

孚卡系統在小說裡是由巴夫洛夫公司所設計,巴夫洛夫[6]確有其人,是鼎鼎大名的俄羅斯心理學家。他在一八九○年代以狗為研究對象,首先對「古典制約」作出了描述。由此發展了他另一個研究主題:非自願反射動作(involuntary reflex actions)。他研究了對於壓力和痛苦的非自願反應,定義了四種性格:「冷靜」(phlegmatic)、「暴躁」(choleric)、「樂觀」(sanguine)、「憂鬱」(melancholic)。這啟發了後繼的科學家,對心智的制約、記憶移入和洗腦的進一步探索。

「孚卡系統」顯然挪用了部分巴夫洛夫非自願反射動作的概念,另外,他也運用了人類的情緒涉及內分泌或腦波的醫學發現。小說裡當時的人會透過情緒控制機來調整自己的情緒,而飼養動物也是他們調整情緒的方式。

圖/By Michel_van_der_Vegt @pixabay

當時因動物幾乎滅絕,人們只好購買機械動物以彌補這部分的情感,又因為「真的」動物難尋,因此被控制在資本家的手上,飼養稀有或大型動物也是地位的表現。不僅如此,當時的人類也被分類了,部分智能不足或有障礙的人被稱為「特殊分子」,他們是「蟻頭人」是「雞頭人」,是住在廢墟裡的廢渣。

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而仿生人被視為地位不如人類的原因是,無論它的智力多麼過人,都無法感受到摩瑟教要所有教徒參與的共感體驗。每一種生物都有某種程度的智力,但同情共感只存在於人類群體之中。仿生人的痛苦跟機器動物一樣,不會困擾人類。也就是說,人類的同情共感不會衍伸到無生命的個體上。

但這界限並非能由這個特徵就完全決定的。確實有部分的人類不具同情共感的特徵,比方說小孩、精神障礙者、智能發展遲緩者……。如果深入地想,你會發現,世間有許多「正常人」也同樣不具備同情共感的能力(或意願)。

同樣地,仿生人裡偶爾出現「有夢想」的個體。殺手瑞克就想過,「一個渴望過得更好的農奴」,才會選擇殺掉自己的主子逃到地球。而仿生人盧芭.露芙特,更是一個充滿天分的歌唱家,她想過的生活是唱歌劇《費加洛婚禮》,而不是在殖民新世界裡當奴僕。這難道不是一種情感,一種愛嗎?

身為人類,瑞克的痛苦在於他發現自己不是一體同適地「共感」每一個人(他排斥宗教體驗),相對地,他竟對「特定的」仿生人心動。

無奈「愛」也不是一個簡單的名詞。在小說裡,瑞克墜入了「是為了愛還是為了性」的迷惘裡,他也和另一個殺手激辯了愛的種類。

source:《銀翼殺手2049》劇照,IMDb

在演化上,性是促成演化的巨大趨力,但愛呢?愛會不會是人類創造出來的一種架空於玄虛的名詞而已?

人類證明「愛」的一種儀式便是「宗教」。多數宗教團體以宣揚愛他人的「利他主義」為根基,而其中有含括了先知者的啟示,以及宗教體驗對情感上的安慰。

小說裡的摩瑟教透過那個小黑盒子讓所有教徒分享感受,「只要一部分人覺得喜悅,那所有人都會嘗到那份喜悅的感受。然而,倘若任何一個人在受苦,其餘人就別想置身其外」。瑞克想,這種奇特的分享一定只能限於草食或雜食動物。因為「這種同情共感的天賦最終會模糊獵人與獵物、贏家和手下敗將的界線……貓頭鷹或眼鏡蛇要是這樣就完蛋了」。

宗教強調以愛拯救人的靈魂,前提是你得要有靈魂才行。仿生人有靈魂嗎?倘若他們能唱出《魔笛》裡的情感,難道不是一種靈魂的展現?

會不會根本上人類恐懼的是發現其它生命和我們一樣高貴,PKD 已經直覺到「同情共感」並非人類獨有的品質?

和這本小說差不多的一九六○年代,正是黑猩猩研究開始擴展的時代,這廣泛地瓦解人類獨尊的莊嚴信條。生態學家威爾森[7]在《論人性》裡提到,有些研究員想把個體死亡的概念傳輸給黑猩猩,但又猶豫不決,「如果牠們像人一樣有了死亡概念,牠們會怎麼樣呢?」這位叫戴維.麥克普雷的研究者說:「要是猿也懼怕死亡,牠們會像人那樣,用不尋常的辦法對待死亡嗎?」

威爾森曾將人類的遺傳分為文化繼承和生物學繼承,人類行為裡幾個讓人迷惑的行為,分別是攻擊性、性、利他主義與宗教。非常有意思的是,這樣的概念竟然在一九六八年的《銀》裡具體而微地展現了。

PKD 像是把他對人性的思索、科技與未來的思索鎔於一爐,以只有人類具有同情共感這個假說為根基,創造了一個涉及生命倫理、社會階級、物種滅絕、愛與性的演化、宗教,甚至是巨型企業問題的小說世界。

PKD 已經把人造人這個看似科技發展的題材,聯結上了文化繼承的問題。人類創造出的人造人如果有陰暗面,那也是人類的智能所「遺傳」給它們的。這便是當部分殺手「除役」它們的時候,內心感受到的彷彿在「除役自己」的那種痛楚。

偏偏人性中光與暗的交錯又是無止境的,正如小說裡的宗教領袖摩瑟老人所說的:「無論去到哪裡,你都不得不做壞事,不得不違背自己的心意,這是生存的基本條件。每一個活在這世上的生物總有逼不得已的時候。這是終極的陰影、萬物的挫敗。這是一道應驗中的詛咒,蠶食著芸芸眾生,在宇宙間無所不在。」

科幻小說是一種反抗的方式

PKD 曾說他自己寫科幻小說是一種反抗的方式,在現實生活裡他被加州柏克萊大學退學,理由不過是他不想上後備軍人課的時候穿上那身制服。而「科幻小說是一種反抗的藝術,它需要作家、讀者和不好的態度」。遇到任何問題都問為什麼?誰說的?他把這樣的問題提升到「我們真的都是人類嗎?還是部分的人只是反射機器?」這樣的事上。他生上帝的氣,他認為人類的犯罪與墮落,是被推下去的。

對PKD 來說,科幻小說是一種不對現實低頭的文學類型。它是因為這世界達不到他的要求而存在的,作者和讀者用它對抗已被接受的想法、組織以及其它。

太空飛船。圖/By GooKingSword@pixabay

為了寫小說,PKD 研究神學、研究哲學、科學。他也喜歡音樂,他一生都在為琳達.朗絲黛[8]還沒有成名前就預言她的成功而自豪,他也是一個掙扎於毒品無力自拔的人。

PKD 也把他的反抗與掙扎投射在他創造的生化人裡。在《銀》裡,洛伊.巴帝帶著生化人逃亡,提倡仿生人生命神聖,是叛逃者也是(仿生人的)救世主;盧芭則充滿藝術天分,在短短「人生」裡追求夢想而不悔。和瑞克有一夜情的瑞秋.羅森用身體做為反叛的展示,帕洛可夫則從被獵者轉而為主動出擊。

PKD 也把他的同情給了自己創造出的生化人。當他讓瑞克在即將「被除役」的盧芭的要求下,為她購買有孟克《青春期》複製畫的畫冊時,我們看到他的溫柔。沒有青春期的生化人著迷於一幅描繪青春肉體的畫,我們則著迷於這種藉由小說顯像的生命本質。

威爾森在近作《人類存在的意義》裡,曾說明他為什麼覺得「並不一定合乎科學原則」的科幻小說是人類值得珍重的資產。他說,倘若有外星人(而且能到地球上來)的話,他們所在意必定不是人類科技的奧祕,因為人類發展數百年的科學史,在他們眼中就像襁褓中的嬰兒一般。

發射中的火箭。圖/By 12019@pixabay

但外星人必定對我們的人文學科與作品深感興趣。

威爾森說:地球的生命誕生於至少三十五億年前,在過去大約十萬年間,人類的信史以及史前史就像生物演化過程中物種的形成一般,有千變萬化的模式。

但人類文化的演進有別於生物的演化,這是「因為文化完全是人腦的產物」,而人腦所具有的獨特能力主要來自額葉皮質的記憶庫。外來者如果要理解我們文化演進的歷史,就必須解讀人類所有複雜而細微的情感,以及各種人類心智的產物。要做到這點,他們必須和人有親密的接觸,並了解無數有關個人的歷史,同時能夠「描述一個想法如何被轉譯成一個象徵符號或一個物件」。

因此,人文學科(當然包括眾多小說)是天然的文化史,也是我們最獨特、最珍貴的資產。它還會繼續多樣化、無限期地發展下去。(《人類存在的意義》,2016:70-75)

《銀》裡有一個美麗無比的橋段,是生化人普莉絲對「特殊分子」約翰.伊西多爾說在火星上讀過的那些「殖民前的小說、古雜誌、古書、古電影」的事。逃到地球的仿生人從地球利用火箭,將這些東西發射到火星上去,然後在空中讓它們散落一地。殖民地的仿生人爭相撿拾,因此讀到千百年前小說家對他們此刻居住星球的想像。

即便那些想像是錯的,卻依然迷人。因為那是人類「將一個想法轉譯成一個象徵符號或一個物件」的過程,那是讓他們想獲得自由、成為獨立個體的關鍵。

PKD 創造的世界

闔上這本我讀過各種譯本以及被拍攝為科幻史上經典作品《銀翼殺手》的小說,我在想人和非人之間的「真假之辨」真的是它的主要命題嗎?

小說裡有一段是電視正在爆摩瑟教的料,篤信摩瑟教的妻子因此詢問瑞克覺不覺得電視裡所說的是「真的」?

瑞克回答:「一切都是真的。」他說:「每一個人曾經有過的每一個想法都是真的。」

在這個賽伯格已成真(許多人身體裡真的都植入了維生機器)、複製生物已經出現、媒體擬像的浪潮將每一個人淹沒的時代—人對人以及環境的宰制依然,階級照樣如此懸殊……。PKD 這句「每一個人曾經有過的每一個想法都是真的」就像空谷跫音,讓我低迴再三。

在臺灣一九八一年的譯本裡,書名譯為《殺手的一日》。雖然涉及那麼多面向的巨大命題,PKD 事實上才寫了生化人殺手瑞克的一天而已……僅僅一天,他卻能展開這麼廣闊的視野與圖像。我們就可以知道,PKD 藉由作品為自己創造出了一個時間尺度異常大的人生,也給了讀者一雙穿越時間的人性之眼。

他就這樣孤獨地在1960年代走著(那是一個科幻以及他的作品都沒有被看重的時代),另一隻腳跨到2020年(那是導演雷利.史考特《銀翼殺手》標示的未來,而如今的續篇更指向2049年),沒有人走在他旁邊。沒有人願意,也沒有人能夠走在他旁邊,他就在自己小說裡,在無人沙漠裡踽踽獨行,既是無人賞識的寂寞演員,也是絕無僅有,每一步都在虛構沙子踏出真實腳印的偉大科幻小說家。

source:《銀翼殺手》劇照,IMDb

註釋

  1. Philip K. Dick(1928-1982),以下按科幻迷的慣例將他的名字縮寫為 PKD。
  2. 〈小黑盒子〉(The Little Black Box)的中文版可見於正中書局二○○七年出版的《關鍵下一秒》。
  3. 這則短篇後來改編為電影《變人》(The Bicentennial Man)。
  4. 銀翼殺手》在國家出版社一九八一年的版本《殺手的一日》仍將之譯為「機器人」,另一個駿馬出版社《二○二○年》的譯本則音譯為「安迪」。
  5. cyborg, cybernetic organism,基本定義是用人工無機結構對人類或者動物的身體進行強化而成的科幻生命體。
  6. Иван Петрович Павлов (1849-1936),雖然巴夫洛夫在心理學界大有名氣,卻是因消化研究而獲得諾貝爾獎。
  7. E. O. Wilson(1929-),自然歷史學家,這邊提到的著作《論人性》(On Human Nature, 1978)曾獲得普立茲獎。
  8. Linda Ronstadt(1946-),美國知名歌手,曾獲十一座葛萊美獎,有國民歌后之稱。

 


本文原出自於《銀翼殺手》導讀,由寂寞出版。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/12/14 ・2829字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 工研院 委託,泛科學企劃執行。

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第一門 材料檢測與模擬設計之原理與應用系列學習

精選課程:塑膠也有指紋?如何給塑膠「身分證」來驅動循環經濟,減緩地球暖化?你要知道的光譜分選技術-材料光譜分選技術

這堂課將探討如何透過光譜智慧分選技術,為塑膠材料賦予「身分證」,進而推動循環經濟並減緩地球暖化。塑膠標籤的設置主要是為了方便辨識材質,這對於廢塑膠的回收和再利用至關重要。不同號數的塑膠因其分子組成、結構和排列的差異而有不同的特性和應用領域。

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在光譜智慧分選技術中,首先要理解電磁波的概念。電磁波是一種電場和磁場交互變化的波動現象,其不同波長可以用於不同的應用,如手機訊號、微波爐、家用遙控器、X 光攝影等。在塑膠分選中,光譜技術常用的波長範圍落在近紅外到遠紅外光的區域,即 1 微米到 300 微米。這些波段的電磁波能誘發塑膠分子振動,並吸收散射或入射的電磁波能量,從而造成光譜的變化。科學家利用這種振動光譜的變化來獲得塑膠分子的特徵光譜,從而開發出能辨識不同塑膠分子的技術。

舉例來說,最簡單的雙原子分子,如 C-H、O-H 等,會有特定的振動頻率。當結構更複雜的分子(如水分子)被電磁波誘發振動時,會產生更多的振動模式,每種模式對應不同的特徵光譜。塑膠由多種原子組成,因此其特徵振動光譜相當複雜,但這也使得每種塑膠具有獨特的光譜特徵,類似於條碼或指紋,可用於辨識不同類型的塑膠。

本集介紹的光譜技術主要聚焦於紅外線頻譜區段,其波長範圍在 900-2500 納米。在這一範圍內的紅外光能量正好能引起塑膠分子的振動,並在不同波長上產生吸收。透過紅外線感測裝置掃描塑膠分子,可以快速獲得塑膠的材質信息,這不僅有助於塑膠的分類和回收,也對環境保護和資源再利用具有重要意義。


第二門 半導體IC設計與檢測技術系列學習

精選課程:好的良率就是好的利率!考試交卷前都會再檢查、確認了,IC 生產才不會忘記你-半導體測試簡介

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在這堂課中,我們將探討自動化測試機台(ATE)在半導體測試領域中的關鍵作用。自動化測試機台是一種專為測試集成電路(IC)而設計的設備,它可以大幅降低手動測試的人力需求,並減少測試成本。每種IC根據其規格,都需要特定的測試項目。針對這些項目,專門編寫的測試程式被用於自動化測試機台,以自動檢測和篩選出不合格的 IC。

不同種類的 IC 需要不同的測試機台。例如,數位 IC 需要使用專門的數位測試機台,而記憶體 IC 則需要使用演算法來進行測試。類比 IC 和混合訊號 IC 則涉及電性測試,因為它們不是像數位IC那樣僅依賴固定的 0 和 1。

隨著系統晶片(SoC)的出現,測試機台的複雜性也隨之增加。SoC 整合了數位、記憶體、混合訊號甚至 RF IC 於一個晶片中,因此其測試機台必須同時具備上述所有種類機台的功能。這種SoC測試系統非常昂貴,每台造價可能高達數千萬。

最近,模組化測試系統成為了一種趨勢。這種系統的主要特點是其靈活性,能夠根據不同類型的IC進行不同模組的組裝,以進行測試。例如,對於數位IC,可以使用數位模組;對於類比或混合訊號IC,則可以使用相應的類比測試模組,如示波器或任意波型產生器。對於RFIC,則可以插入RF模組,如VNA等網路分析儀。模組化測試系統通常基於PXIE或LXI這樣的系統,其中PXIE是基於PCIE的擴展,加入了與儀器相關的電路;而LXI則是在LAN基礎上加入儀器相關電路。

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總結來說,自動化測試機台在提高半導體製造過程中的良率和效率方面發揮著不可或缺的作用。無論是傳統的ATE還是新興的模組化測試系統,它們都在確保IC品質和性能方面扮演著關鍵角色。


第三門:解密醫材醫藥產品開發攻略系列學習

精選課程:藥不💊隨便你~但少了「它」,藥就不能發揮最大功效!製劑的分類與開發

在這堂課中,我們將深入探討 PLGA 微米球技術及其在長效針劑開發中的重要性。PLGA,全稱為聚乳酸甘醇酸,是一種被廣泛應用於藥物釋放系統的生物相容性高分子材料。自 1989 年日本武田藥廠開發出第一款使用 PLGA 的產品 Lupron Depot® 以來,這種技術已被用於多種藥物的開發,涵蓋了小分子藥物和胜肽類藥物。

PLGA 的關鍵特性,包括乳酸與甘醇酸的比例、分子量及高分子末端基團,對藥物的釋放速率和持續時間有著顯著影響。在製程技術方面,溶劑揮發法和溶劑萃取法是兩種主要的製備方法,它們對於親水性和疏水性藥物的包覆都至關重要。這些製程不僅決定了微米球的形成,也影響著藥物在微米球內的分布和最終的藥物釋放行為。

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此外,微米球製程的工藝還包括乳化、coacervation 過程、溫度、攪拌速度、微米球固化和乾燥速度等因素,這些都對藥物包覆效率、微米球的粒徑大小分佈及藥物在微米球中的分佈位置產生影響。而不同的製程設計往往會導致藥物釋放行為的顯著差異,這對從實驗室到試量產階段的轉換是一大挑戰。

在台灣,工研院在經濟部的支持下建立了一個無菌製劑試製工廠,該工廠配備了微米球製程設備、高壓均質機、in-line均質機、噴霧乾燥機等關鍵製程設備。這些設備不僅能夠支持微米球的生產,還包括了關鍵的分析儀器,如液相層析儀、氣相層析儀、微米/奈米粒徑分析儀等。工研院的團隊擁有豐富的特殊製劑開發經驗,能夠提供從製劑配方研發、分析方法開發、放大製程開發到客製化產線設計的全方位服務。這些資源和專業知識使得工研院能夠有效地支持新藥的臨床前開發和商業化進程。

總的來說,PLGA 微米球技術在藥物釋放系統的開發中扮演著關鍵角色。透過精確的材料選擇和製程控制,這項技術有望為醫藥界帶來更多創新和有效的長效針劑產品。


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最硬核線上課程來了!工研院不藏私開課的原因是?
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・2023/12/14 ・1114字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 工研院 委託,泛科學企劃執行。

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對於晶片生產來說,必須借助科技力量除錯。 圖/envato

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