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在汪洋大海中,如何找到自己的位置?——《最後一個知識人》

PanSci_96
・2016/06/30 ・5679字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

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我在哪裡?

在熟悉的路標之間漫遊,或者駕船順著海岸線航行都很容易辦到。然而一旦遠離這些令人安心的指標——好比橫越毫無特徵的遼闊海洋——你該怎麼做,才能確保你是朝著正確的方向前進?中國水手在十一世紀,首次用上了磁鐵礦石(lodestone,這個中世紀英文單詞意指「領航石頭」),隨後還用上了磁化鐵針。羅盤能自行轉向並與地球磁場線平行,縱長兩端對正兩極,從而發揮指向功能:你可以標示出指針朝北那端以利觀測。羅盤不單讓你能夠在沒有其他外部參照狀況下,維持恆定航向,遇有兩個(或更多個)顯路標落入視野之時,你還能測定路標的方位,運用三角學在地圖或航海圖上準確測定你的位置。你在晴朗夜空之下,始終都能找出南北方向,不過遇上陰天之時,羅盤仍是種奇妙的導航工具。然而仍請記得,(地球自轉所形成的)天極和(地球富含鐵質的動盪核心所形成的)磁極並不是那麼完美相符。這兩種極點在赤道只有幾度差距,不過當你朝某極航行,羅盤偏離真北的情況就會變得更為嚴重。

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有了羅盤,古代的水手得以遨遊世界。圖/PDPics@flickr

假使你被迫退回原始,找不到任何磁體,那麼你總有辦法使用電力製造出暫時磁場。以兩種不同金屬交疊,製造出一款簡陋的電池,於是電流就可以沿著銅塊傳播,導入電線,纏繞成圈並形成電磁體。接著只需導入能量,就可以用這個電磁體來永久磁化任何鐵製物體,好比適合製作羅盤的細針。

羅盤可以告訴你方向,結合事先測繪的航圖和地標,你就可以得知位置。不過有沒有更普遍的系統,能在地表任何地方,判定你所在位置?事實證明,本章探討的兩項根本問題——現在是什麼時候,還有我在哪裡——的連帶關係,比你心中所想還更為深遠。

訂定座標系統

要測定你的位置,第一道待解議題是設計出一套系統,讓地表所有定點都有個獨特的位址。描述一座湖泊位於鎮外西南方三英里處還算合宜,不過該如何標定一座新發現的島嶼位於何方?或者在毫無特徵的海洋上,標示出你的現有位置?訣竅就在為地球本身找出一套自然座標體系。

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倘若你是在紐約市一類規畫嚴謹的網格都市,要找路相當容易。所有「大道」都約略呈東北走向,而「街」則都以直角橫越大道,而且多數道路都依順序編號。前往曼哈頓任何地方都是小事一樁:你沿著大道走下去,一直走到你想去的那條街的交會口,然後就沿著那條街走,最後你就會抵達目的地。曼哈頓城中任何場所的地址很容易指明,只需標示出所在路口即可:第二十三街和第七大道口。或者倘若所有人取得共識,一致先說街碼再說大道編號,你就只需要一對號碼即可:(23,7)或(4, 百老匯)。

有種相仿座標系能適用於整個地球。地球幾乎就是個完美球體,以自轉中軸界定一個北極和一個南極,還有一條圈繞星球的環線,稱為赤道。基於球面幾何學,合理做法是以固定角度畫線來區隔球面範圍,而不像理想化城市網格以固定距離區隔。所以就想像你站在北極點上,朝正南方射出一條直線,一路繞過地球直抵南極,接著轉個10度並射出另一條線,隨後又是一條,直到你繞完360度完整一周圈。相同道理,你也可以從赤道開始,前面已經定義赤道是在兩極之間中點上環繞地球的圓圈,然後想像你朝南、北向前行,每隔10度就拋下一個圓環,尺寸越縮越小,則兩極便都位於90度角。

兩極之間的南北向軌跡稱為經線,而位於赤道南北,呈東西向環繞地球的圓圈,則稱為緯線。緯線彼此平行,經線則以直角與緯交會。由於地球呈球面幾何造型,正方網格越朝兩極,扭曲也越嚴重。就如曼哈頓的道路,你也必須設個起始點,在訂定數字座標時以供參照。赤道是個明顯的零點緯線,不過經度編號卻沒有相對應的自然零點標記:我們完全是基於歷史慣例,才湊巧使用倫敦格林威治做為「本初子午線」(prime meridian)(延伸閱讀:為時空立憲章-英國格林威治天文台

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在1884年於美國華盛頓召開的國際子午線會議中,決議由格林威治天文臺擔任本初子午線的位置,圖為天文台之正門。圖/wikipedia

要使用這套通用位址體系,來界定你在地球上的任何位置,你只需說明你的位置在赤道以南或以北多少度角——你的緯度——以及你在本初子午線以東或以西多少度角︱你的經度即可。現在我的智慧型手機顯示,我位於51.56°N, 0.09°W(我人在倫敦以北,和格林威治相隔不遠)。

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所以我們給自己提出的原始問題——如何在這個世界已知位置之間導航,可以簡潔拆解成兩個題目:我該怎樣找出我的所在緯度?還有我該如何找出我的所在經度?

辨認自己的緯度

緯度其實很容易確認:夜空滿布多樣圖案,帶來十分充足的資訊。北極星固定不動,高掛北極正上空,是個四周旋繞星體的靶心,所以合理推論,你和赤道的角距離,也相當於北極星和地平線的夾角。判定你在地球上位於哪個緯度,可直接轉換成測量恆星仰角的問題。

最簡單來講,你可以利用身邊零碎事物,製出一件導航象限儀。拿四分之一圓形卡紙或薄木片製成彎弧,弧上標出0度至90度。在兩條直邊之一的兩端各安置一道槽口,這樣就可以沿著直邊看到目標,接著在彎角處裝上一條鉛垂線,對著標度,看鉛線下垂來顯示仰角。這種基本裝置並不是特別複雜,卻仍能用來觀看北極星,測出你在地球上所在緯度,準確性可達幾度角,相當於測出你在赤道南、北方多少距離之外,誤差約幾百公里以內。

一七五○年代發展出一款遠更為優雅、準確的儀器,迄今依然當成備用導航裝置,以防喪失動力或GPS失靈。六分儀以完整圓形的六分之一扇形為準——名稱便由此而來,也落實了更早期的四分儀以及隨後的八分儀樣式——能測出任意兩事物間的夾角。六分儀在航行時最有用,能非常精準測得太陽或北極星在水平線上的仰角,而且其他任何星體也都適用。這種奇妙設計,很容易仿製,一旦新文明再次取得了打造金屬、研磨透鏡和為鏡子上銀等基本技術之後,你就具備了製造六分儀的先決技術要件。

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六分儀
六分儀,(a)瞄準望遠鏡、(b)指標鏡、(d)地平鏡和(h)量角標度。

六分儀框架呈圓邊60度楔形,很像一片垂直拿著,尖端朝天的披薩。它有一支旋臂以尖端為軸,向下懸垂,指著沿弧緣刻畫的量角標度的一點。六分儀的關鍵組件是一片半面鍍銀的鏡子(地平鏡),安置在儀器前緣,所以操作時仍能透過鏡子看到前方。另以一面鏡子(指標鏡)安於旋臂支軸,儀器指向任何物體時,其影像都會透過指標鏡向下反射在地平鏡鏡上,所以操作時能看到兩幅景象重疊映現。

使用六分儀時,從小型瞄準望遠鏡看出去,傾斜儀器,透過前視地平鏡來對準視線背景的地平線。接著轉動旋臂,讓太陽(或任何目標星體)的反射映像下滑,直到它看來就緊貼在地平線上(可以在兩面鏡子之間插置一片深色玻璃,來減弱眩目光芒)。仰角可由旋臂在底部標度指出的數值來讀取。只要你重新認識了天上的圖案,記載了不同時日最明亮星體的位置表,往後只需要瞥一眼其中任何一顆,你就能判定你的緯度,就算北極星被遮住了,也沒問題。還有一旦你製表列出不同日期和緯度的正午太陽高度,往後你踏上旅途之時,也可以在日間使用六分儀和日曆,倒推出你的緯度。只要你懂得如何解讀,天空就是一套奇妙的組合工具——兼具羅盤和地方時間報時功能。

難以捉摸的經度

要標定出你的位置,還必須有第二座標,那就是經度,很不幸,這就不是那麼容易。由於地球自轉不斷帶著你向東旋動,所以很難運用天空查出,你是在本初子午線以東多遠的地方。我們先以紐約作類比,十七世紀的水手能輕鬆判別自己是在哪條橫向的街上,然而要想推敲出縱向的大道,卻幾乎是不可能的事情。他們唯一能仰賴的手法是靠航位推算——依他們的航向和估計速度來推斷,並指望並沒有未知洋流把他們推得太過偏離航道——航行來到正確緯度,抵達他們有把握的某個定點確認自己沒有超出目標,接著就順著緯線朝東或向西航行,直到僥倖巧遇目標為止。

地球朝東自轉,促成太陽橫越天際,也促成夜空星辰的旋繞。我們藉太陽的位置來界定一日時辰(這就回到我們前面談到的日晷基本原理),所以確立你的經度——你離你所選定的基準線有多遠——的問題,便歸結為如何找出基準線和你現在位置之地方時間,在同一片刻的時辰差距。地球每二十四小時自轉一周,那麼正午時分相差一小時,便相當於經度15度。所以判定你的經度,也就是把時間測量值換算成空間。事實上,你自己也幾乎肯定能敏銳察覺出經度解法:現代高速空運能很快把我們傳送到相隔遙遠,而且當地時間迥異的不同地區,讓我們的身體來不及適應——GPS出現之前,導航員便用上了這個道理,而這也就是時差背後的根本原理!

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所以要找出這重要的第二部分座標,標定出你的精確位置,你可以使用六分儀來測出你所在位置的時間,並拿它來和本初子午線的當地時間對照比較。然而問題在於,如何和全球各偏遠地區溝通,告知那個基準線時間

擁有標準時間

最後破解經度難題的進展是發明了好用的時鐘:不受遠洋翻騰狂濤影響,而且經年累月航行之後,依然足夠準確的時鐘。顯然,就航海鐘而言,擺和重量驅動系統毫無用處,最後是彈簧兼顧這兩種功能。合宜的振盪器可以採用游絲來製造:游絲是以一條細金屬圈繞配重擺輪心軸所盤成的往復反彈螺圈。它的功能類似擺,不過振盪達到端點時,並不靠重力來回復原位,而是借助一條螺旋彈簧繃緊產生的恢復力。螺旋彈簧能緊緊盤繞,藉張力來儲存能量,也可以發出驅動鐘表機械裝置的原動力。

比起穩定下墜的重物,這種動力源更是小巧得多,不過以這種方式來運用彈簧,也帶來一個新的問題,必須靠另一項創新來解決。難就難在,彈簧鬆開時,施力強度也隨之改變:剛開始最強,隨著被壓抑的張力釋出,力道也逐漸減弱。要想勻稱施力,規範時鐘速率,最好的做法就是把螺旋彈簧的游離端連上鏈條,並纏繞一個名為均力圓錐輪(fusee)的錐形筒。這樣一來,當彈簧鬆開,施力點便逐漸上移,作用於均力圓錐輪的較粗端,從而得以運用強化槓桿作用,俐落地補償減弱的力量。

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均力圓錐輪(fusee,上圖右邊的元件),利用圓錐圓周不一的特性,抵銷掉彈簧張力忽大忽小的問題。圖/wikipedia

一款複雜程度合宜的時鐘,納入了自動補償機制,能抵銷濕度和溫度(這些都會影響潤滑油濃度和彈簧剛性)以及其他變異來源,這是一種神奇的裝置,簡直就是個能把時間本身關起來並完美收藏的魔法籠子,時間在裡面,就像被困住的精靈[1]。問題在於,要在文明重建階段,嘗試直接跳到這個階段,就算知道問題的解決辦法,有時仍嫌不足。魔鬼經常就藏在極端瑣碎的細節裡頭,而且復甦階段,也不見得總能找到捷徑或機會來做這種跳躍。最後是偏執鐘表匠約翰.哈里森(John Harrison)投入了大半生歲月,才設計、製造出足夠準確的航海鐘,而且研發期間,還得納入多種新的機械裝置發明,包括能大幅減弱摩擦力的籠形滾子軸承,還有能抵銷高溫膨脹作用的雙金屬片。

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那麼,是不是還有能繞過這個問題的其他做法?顯然,倘若有可靠的時鐘或數位手表留存下來,那麼你只需要在你啟程時,挑出一個來設定好地方時間,把它塞進你的口袋隨身踏上旅途,必要時把它取出來比對當地時間(這你仍得用上六分儀來觀測判定),這樣就能確立你所在的經度。不過萬一沒有計時器殘留下來呢?

十八世紀早期遇上的問題是,儘管當時是有可能求出當地時間,卻仍無法從遙遠地方回頭判別格林威治的現在時間為何。哈里森最後提出的解決做法是隨身帶著一份格林威治時間的副本上路,不過倘若格林威治能想個法子,定期和世界各地的船隻聯絡,同樣也能達到相同效果。曾有一項有欠思量的提議,主張在大海中停泊信號船,建置以砲轟轉達的網絡,用來通報倫敦正午時刻。不過如今我們知道,另有種實際得多的做法:無線電

新時代,新轉機

重新啟動的末日後文明,若是沿著不同路徑,在科學發現和技術網絡中前行,便有可能設想出另一種解決全球導航問題的做法。他們說不定會發現,比起重新發明繁複至極的工藝,以及足夠準確計時的補償機制,製造簡陋的無線電機,會是比較容易實現的前景。(話說回來,這顯然還得視不同技術的復甦速率而定——你該如何評比微型機械齒輪和彈簧,以及電子元件的相對複雜程度?)定期定時信號,可以從獲選為經度基準線的任何一條本初子午線播放出去,再由地面電台或其他船隻轉播到各偏遠角落。這樣一來,你在復甦早期階段,就有可能看到這一幕:木製帆船遍布世界各大洋,看來和帆船時代的船隻十分相像,不過有一點細微的差別:主桅高懸一條金屬線,作為發信天線。

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隨著時代的進步,我們反而疏離了一直都在我們頭上的銀河,或許末日之後,可以重新好好認識這些星星們。圖/Kevin@flickr

現代工業化文明帶來的燦爛都市照明和光污染,奪走我們許多人和天空的親密關係。不過,到了末日災後,你肯定有必要重新熟悉天上的星體配置,並重新建立你和季節變化週期的關聯性。這可不是無關緊要的天文奧祕。這可以讓你擁有規劃農耕週期的能力,以免飢餓致死,還能防範你在野地迷途。

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註:

[1]大型調查船經常搭載好幾台精密時計,可以求平均數來糾正錯誤並做多重備援用途。英國海軍小獵犬號一八三一年出航時,船上搭載了超過二十二台精密時計,來確保能精準判定陌生土地位置(包括加拉巴哥群島,達爾文在這裡考察野生生物,最後觀測的結果,促使他提出演化論)。

 


臉譜5月_無書腰立體書封

 

 

如果你所知道的文明已經不存在了,你要如何在新世界活下去?跳過原始生活,利用知識再開啟明治維新、工業革命,而末日後的新文明,會是什麼樣的文明呢?來自科學家的末日狂想,形成一本事事未雨綢繆的科普之書。《最後一個知識人》,臉譜出版

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上網也要有「技術」!從言論、隱私到國安,你我都該懂的界線
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/18 ・2366字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 國家通訊傳播委員會 委託,泛科學企劃執行。 

以為鍵盤俠天下無敵?小心一個不留神就觸法!人們常忽略「網路並非法外之地」這個重要事實。不只現實生活中的法律同樣適用於網路空間,隨著科技發展,更多應網路特性而生的法律規範也相繼出現。從基本的言論自由到隱私權保護,從智慧財產權到國家安全,法律體系正全面性地回應數位時代的種種挑戰。

在臺灣,網路上的言論自由權利源自《憲法》第 11 條的明確規定:「人民有言論、講學、著作及出版之自由。」釋字第 509 號則指出,「國家應給予最大限度之維護,俾其實現自我、溝通意見、追求真理及監督各種政治或社會活動之功能得以發揮。」網路快速傳播的特性放大了言論的影響力,而大法官的解釋將言論自由的邊際刻畫得更明確,這在數位時代裡顯得格外重要。

網路與社群媒體的快速傳播,放大了言論的影響力。圖/unsplash

網路上的性、暴力與未成年保護

顯然言論自由並非是毫無限制,2023 年 11 月的一起案件就展現其中一種界線的樣貌。當時,一名 36 歲男子將他和網友在網咖的性愛影片上傳至推特,還寫下「《網咖包廂實戰計 1》我跟某公司 OL 戰鬥」等文字。這段影片一經發布,當事女子立即採取法律行動。最終,法院依其以網際網路「供人觀覽猥褻影像」的罪名,判處該名男子拘役 30 日,得易科罰金。這個判決清楚說明了,即便在虛擬空間,散布猥褻影像仍須承擔實質的法律責任。

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特別是在保護未成年人方面,法律的規範更加嚴格。《刑法》第 235 條明文禁止散布、播送或販賣猥褻物品,無論形式是圖文、聲音還是影像。而《兒童及少年性剝削防制條例》第 36 條更進一步禁止任何形式的兒童色情製品被製造、散布和持有。2019年彰化縣曾層發生過這樣一起案件:一名陳姓中年男子將9歲女童帶往居所,不僅強迫她觀看色情影片,還對她進行猥褻行為,甚至將過程上傳至 Google 雲端。儘管他後來試圖以資助女童就學表達悔意,法院仍以加重強制猥褻等罪,判處他 4 年 4 個月有期徒刑。

不實言論的散布同樣可能觸犯法律。2021 年 9 月爆發的「台大狼師案」就是一個警示。一名女大生在網路上指控教師誘騙她發生關係並傳染性病,幾個月後又指控對方對她進行強制性行為。當她提出告訴時,檢方卻查無性侵事實,加上她反覆的說詞,不僅性侵告訴失敗,還因誹謗罪反被加重判刑。

當駭客、間諜都轉戰網路戰場

2013 年,一名退役空軍上校赴陸經商時被情治單位吸收,返台後透過人脈網絡發展組織、刺探軍事機密,並以空殼公司掩護非法報酬,這個情報網持續運作了 8 年之久。

在涉及國家安全的議題上,法律的態度更是嚴厲。根據《國家安全法》第 2 條的規定,任何人都不得為境外敵對勢力及其控制的組織、機構進行資助、主持、操縱、指揮或發展組織,更不能洩漏、交付或傳遞公務機密,違反者將面臨嚴厲的刑事處罰。《刑法》規定,意圖破壞國體、竊據國土,或以非法方法變更國憲、顛覆政府者,處7年以上有期徒刑,首謀更要判處無期徒刑。

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抄襲與轉貼的邊界在哪裡?

在智慧財產權的保護上,臺灣也經歷了數位時代的轉變。台灣第一個網路著作權相關判決,就發生在傳統出版與數位平台的碰撞之中。南方社區文化網路負責人陳豐偉等三人在中山大學 BBS 上發表的文章,未經同意就被《光碟月刊》收錄在隨刊光碟中發行。三人向台北地檢署提告後,《光碟月刊》發行人兼總經理黃俊義被判處七個月有期徒刑,緩刑三年。這個判決為數位時代的著作權保護樹立了重要典範。

臺灣首例網路著作權案判決,為數位時代智慧財產權保護樹立典範。圖/envato

近年來,影音平台的著作權爭議更趨複雜。2022 年,知名 YouTube 頻道「觸電網」就因為片商車庫娛樂檢舉七十多支未經授權的影片,導致經營 12 年的頻道被迫下架。車庫娛樂透過律師聲明,這是針對「未經合法授權影音內容」的標準處理,並表明將追究民事與刑事責任。

受害了怎麼辦?申訴管道報你知

當我們在網路上的權利受到侵害時,可以根據侵害類型尋求不同的救濟管道。最基本的言論自由權利受到侵犯時,可以先向社群平台提出檢舉。若遇到更嚴重的情況,如散布猥褻影像、非法性私密影片等,除了平台檢舉外,還可以向警方提告,或是尋求衛福部「性影像處理中心」的協助。

在面對網路霸凌、不實言論時,可以向台灣事實查核中心、MyGoPen 等組織求助,協助澄清真相。若發現有害兒少身心健康的不當內容,則可以向 iWIN 網路內容防護機構提出申訴。這個由國家通訊傳播委員會支持的組織,會在受理後進行查核、轉介業者改善或依法處理。

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智慧財產權的侵害在網路時代極為常見,就像「觸電網」遭片商檢舉下架的案例。這類情況可以透過平台既有的著作權保護機制處理,情節嚴重者也可以提起民事訴訟要求賠償。若發現可疑的廣告或不公平交易行為,則可以向公平交易委員會檢舉;若是特定領域的違規內容,則應該向各該主管機關反映,例如藥品廣告歸衛福部管轄、證券期貨廣告則由金管會負責。

網路時代的法律規範正不斷演進,從個人隱私到國家安全,從言論自由到智慧財產權,每個面向都在尋求數位環境下的最佳平衡點。作為網路使用者,我們必須理解並遵守這些法律界線,同時也要懂得運用各種救濟管道保護自身權益。唯有每個人都清楚了解並遵守這些規範,才能共同營造一個更安全、更有序的網路環境。

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當心網路陷阱!從媒體識讀、防詐騙到個資保護的安全守則
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/17 ・3006字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文由 國家通訊傳播委員會 委託,泛科學企劃執行。 

網路已成為現代人生活中不可或缺的一部分,可伴隨著便利而來的,還有層出不窮的風險與威脅。從充斥網路的惡假害訊息,到日益精進的詐騙手法,再到個人隱私的安全隱憂,這些都是我們每天必須面對的潛在危機。2023 年網路購物詐欺案件達 4,600 起,較前一年多出 41%。這樣的數據背後,正反映出我們對網路安全意識的迫切需求⋯⋯

「第一手快訊」背後的騙局真相

在深入探討網路世界的風險之前,我們必須先理解「錯誤訊息」和「假訊息」的本質差異。錯誤訊息通常源於時效性考量下的查證不足或作業疏漏,屬於非刻意造假的不實資訊。相較之下,假訊息則帶有「惡、假、害」的特性,是出於惡意、虛偽假造且意圖造成危害的資訊。

2018 年的關西機場事件就是一個鮮明的例子。當時,燕子颱風重創日本關西機場,數千旅客受困其中。中國媒體隨即大肆宣傳他們的大使館如何派車前往營救中國旅客,這則未經證實的消息從微博開始蔓延,很快就擴散到各個內容農場。更令人遺憾的是,這則假訊息最終導致當時的外交部駐大阪辦事處處長蘇啟誠,因不堪輿論壓力而選擇結束生命。

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同年,另一則「5G 會抑制人體免疫系統」的不實訊息在網路上廣為流傳。這則訊息聲稱 5G 技術會影響人體免疫力、導致更容易感染疾病。儘管科學家多次出面澄清這完全是毫無根據的說法,但仍有許多人選擇相信並持續轉發。類似的例子還有 2018 年 2 月底 3 月初,因量販業者不當行銷與造謠漲價,加上媒體跟進報導,而導致民眾瘋狂搶購衛生紙的「安屎之亂」。這些案例都說明了假訊息對社會秩序的巨大衝擊。

提升媒體識讀能力,對抗錯假訊息

面對如此猖獗的假訊息,我們首要之務就是提升媒體識讀能力。每當接觸到訊息時,都應先評估發布該消息的媒體背景,包括其成立時間、背後所有者以及過往的報導記錄。知名度高、歷史悠久的主流媒體通常較為可靠,但仍然不能完全放下戒心。如果某則消息只出現在不知名的網站或社群媒體帳號上,而主流媒體卻未有相關報導,就更要多加留意了。

提升媒體識讀能力,檢視媒體背景,警惕來源不明的訊息。圖/envato

在實際的資訊查證過程中,我們還需要特別關注作者的身分背景。一篇可信的報導通常會具名,而且作者往往是該領域的資深記者或專家。我們可以搜索作者的其他作品,了解他們的專業背景和過往信譽。相對地,匿名或難以查證作者背景的文章,就需要更謹慎對待。同時,也要追溯消息的原始來源,確認報導是否明確指出消息從何而來,是一手資料還是二手轉述。留意發布日期也很重要,以免落入被重新包裝的舊聞陷阱。

這優惠好得太誇張?談網路詐騙與個資安全

除了假訊息的威脅,網路詐騙同樣令人憂心。從最基本的網路釣魚到複雜的身分盜用,詐騙手法不斷推陳出新。就拿網路釣魚來說,犯罪者通常會偽裝成合法機構的人員,透過電子郵件、電話或簡訊聯繫目標,企圖誘使當事人提供個人身分、銀行和信用卡詳細資料以及密碼等敏感資訊。這些資訊一旦落入歹徒手中,很可能被用來進行身分盜用和造成經濟損失。

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網路詐騙手法不斷進化,釣魚詐騙便常以偽裝合法機構誘取敏感資訊。圖/envato

資安業者趨勢科技的調查就發現,中國駭客組織「Earth Lusca」在 2023 年 12 月至隔年 1 月期間,利用談論兩岸地緣政治議題的文件,發起了一連串的網路釣魚攻擊。這些看似專業的政治分析文件,實際上是在臺灣總統大選投票日的兩天前才建立的誘餌,目的就是為了竊取資訊,企圖影響國家的政治情勢。

網路詐騙還有一些更常見的特徵。首先是那些好到令人難以置信的優惠,像是「中獎得到 iPhone 或其他奢侈品」的訊息。其次是製造緊迫感,這是詐騙集團最常用的策略之一,他們會要求受害者必須在極短時間內作出回應。此外,不尋常的寄件者與可疑的附件也都是警訊,一不小心可能就會點到含有勒索軟體或其他惡意程式的連結。

在個人隱私保護方面,社群媒體的普及更是帶來了新的挑戰。2020 年,一個發生在澳洲的案例就很具有警示意義。當時的澳洲前總理艾伯特在 Instagram 上分享了自己的登機證照片,結果一位網路安全服務公司主管僅憑這張圖片,就成功取得了艾伯特的電話與護照號碼等個人資料。雖然這位駭客最終選擇善意提醒而非惡意使用這些資訊,但這個事件仍然引發了對於在社群媒體上分享個人資訊安全性的廣泛討論。

安全防護一把罩!更新裝置、慎用 Wi-Fi、強化密碼管理

為了確保網路使用的安全,我們必須建立完整的防護網。首先是確保裝置和軟體都及時更新到最新版本,包括作業系統、瀏覽器、外掛程式和各類應用程式等。許多網路攻擊都是利用系統或軟體的既有弱點入侵,而這些更新往往包含了對已知安全漏洞的修補。

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在使用公共 Wi-Fi 時也要特別當心。許多公共 Wi-Fi 缺乏適當的加密和身分驗證機制,讓不法分子有機可乘,能夠輕易地攔截使用者的網路流量,竊取帳號密碼、信用卡資訊等敏感數據。因此,在咖啡廳、機場、車站等公共場所,都應該避免使用不明的免費 Wi-Fi 處理重要事務或進行線上購物。如果必須連上公用 Wi-Fi,也要記得停用裝置的檔案共享功能。

使用公共 Wi-Fi 時,避免處理敏感事務,因可能存在數據被攔截與盜取的風險。圖/envato

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秋季星空中一抹光亮:北落師門殘屑盤的觀測史——《科學月刊》
科學月刊_96
・2024/01/19 ・4118字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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  • 謝承安/ EASY 天文地科團隊成員,因喜愛動畫《戀愛中的小行星》開始研究小行星,現就讀臺大物理系。
  • 林彥興/清大天文所碩士, EASY 天文地科團隊總編輯,努力在陰溝中仰望繁星。
  • Take Home Message
    • 殘屑盤是恆星周遭的盤狀結構,由於北落師門殘屑盤離地球僅 25 光年,數十年來天文學家時常會藉由觀測它以了解殘屑盤的特性。
    • 去(2023)年韋伯望遠鏡的觀測結果與過去不同,顯示北落師門殘屑盤其實分成多個部分,更讓他們相信北落師門中有多個行星環繞。
    • 韋伯望遠鏡提供的影像還揭露許多來源未知的構造及現象,例如內側殘屑盤與內側裂縫等,都有待繼續探索。

北落師門(Fomalhaut)又稱南魚座 α 星,是秋季星空中著名的亮星之一。去年 5 月,以美國亞利桑那大學(University of Arizona)天文學家加斯帕(András Gáspár)為首的研究團隊在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊上發表,他們藉由詹姆士.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope, JWST,簡稱韋伯望遠鏡),在北落師門周圍殘屑盤(debris disk)中首次發現了「系外小行星帶」的存在。韋伯望遠鏡拍下美麗的照片,也瞬間席捲各大科學與科普媒體的版面(圖一)。

圖一:韋伯望遠鏡在波長約 25 微米(μm)的中紅外線拍攝的北落師門影像,首次呈現北落師門殘屑盤中的三層結構。(NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (University of Arizona))

天文學家選擇北落師門作為目標並非偶然。半個世紀以來,北落師門一直是天文學家研究殘屑盤時的首選目標之一。韋伯望遠鏡的新影像為我們帶來什麼新發現?過去與現在的觀測方式又有什麼差異?本文將帶著大家一起回顧北落師門殘屑盤的觀測史。

行星相互碰撞後的殘屑盤

殘屑盤是環繞在恆星周遭,由顆粒大小不一的塵埃所組成的盤狀結構。如果讀者們聽過行星形成的故事,也知道行星是從恆星四周、由氣體與塵埃組成的「原行星盤」(protoplanetary disk)中誕生,那你或許會認為殘屑盤可能就是行星形成後剩下的塵埃。但實際上並非如此,在恆星形成初期的數百萬年間,原行星盤中的氣體和塵埃會被恆星吸積或是吸收恆星輻射的能量後蒸發,同時也會聚集成小型天體或行星,這些原因都會使原行星盤消散。而殘屑盤則是由盤面上的小行星等天體們互相碰撞後,產生的第二代塵埃組成(圖二)。

圖二:殘屑盤想像圖(NASA/JPL-Caltech)

這些塵埃發光的機制主要有兩種。第一,塵埃本身可以散射來自母恆星的星光,從而讓天文學家能在可見光與近紅外波段看到它們。第二,塵埃在吸收來自恆星的星光之後,以熱輻射的形式將這些能量重新釋放。由於恆星的光強度與距離成平方反比,愈靠近恆星,塵埃的溫度就愈高,因此發出的輻射以近紅外線為主;反之,愈是遠離恆星,塵埃的溫度就愈低,發出的光就以中遠紅外線為主。

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觀測目標:北落師門

北落師門殘屑盤的觀測始於 1983 年。當時,美國國家航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration, NASA)的紅外線天文衛星(Infrared Astronomical Satellite, IRAS)發現北落師門在紅外線波段的亮度異常高,代表周圍很可能有殘屑盤圍繞。由於北落師門離地球僅約 25 光年,這項發現引起眾多天文學家的關注,並在未來數十年前仆後繼地拿出各波段最好的望遠鏡,希望藉此深入了解殘屑盤的特性。其中,哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope, HST,簡稱哈伯望遠鏡)、阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA)與韋伯望遠鏡擁有非常好的空間解析度,因此能夠清楚地觀測殘屑盤的結構。

● 哈伯的觀測

2008 年, NASA 公布哈伯望遠鏡在 2004 與 2006 年對北落師門的觀測結果(圖三),讓天文學家首次清晰地看到北落師門殘屑盤的影像。這張照片是哈伯望遠鏡以日冕儀(coronagraph)在 600 奈米(nm)的可見光波段下拍攝,中間的白點代表北落師門的位置,而周圍的環狀亮帶正是因散射的北落師門星光而發亮的殘屑盤,放射狀的條紋則是日冕儀沒能完全消除的恆星散射光。除此之外,天文學家還發現有一個亮點正圍繞著北落師門運行,並認為此亮點可能是一顆圍繞北落師門的行星,於是將它命名為「北落師門 b 」。很可惜在往後的觀測中,天文學家發現北落師門 b 漸漸膨脹消散,到 2014 年時就已經完全看不見了。因此它很可能只是一團塵埃,而非真正的行星。

圖三:哈伯望遠鏡於 2008 年公布的北落師門。中間白點代表北落師門的位置,周圍環狀亮帶是因散射北落師門的星光而發亮的殘屑盤,放射狀條紋則是沒完全消除的恆星散射光。右下角亮點當時被認為是圍繞北落師門的行星,但很可能只是塵埃。(Ruffnax (Crew of STS-125);NASA, ESA, P. Kalas, J. Graham, E. Chiang, and E. Kite (University of California, Berkeley), M. Clampin (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.), M. Fitzgerald (Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Calif.), and K. Stapelfeldt and J. Krist (NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.)

● ALMA 的觀測

ALMA 對北落師門的完整觀測於 2017 年亮相,他們展示出更加清晰漂亮的環狀結構,且位置與哈伯望遠鏡的觀測吻合。正如前面提到,殘屑盤中的塵埃溫度愈低,放出的輻射波長就愈長。因此 ALMA 在 1.3 毫米(mm)波段觀測到的影像,主要來自離殘屑盤中恆星最遠、最冷的部分。

圖四: ALMA 於 2017 年拍攝的北落師門殘屑盤,展示出清晰漂亮的環狀結構。(Sergio Otárola|ALMA (ESO/NAOJ/NRAO);M. MacGregor)

● 韋伯望遠鏡的觀測

最後則要來看去年韋伯望遠鏡所使用中紅外線儀(mid-infrared instrument, MIRI)拍攝的影像(圖五)。與之前的觀測不同,這次的影像顯示北落師門的殘屑盤其實分成幾個部分:

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圖五:韋伯望遠鏡在 25 微米波段觀測到的北落師門殘屑盤。(NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez;NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), A. Gáspár (University of Arizona))

首先,哈伯望遠鏡與 ALMA 之前就已觀測到的塵埃環,它的半徑約 136~150 天文單位(AU)、寬約 20~25 AU,而溫度則落在約 50~60 K,與太陽系的古柏帶(Kuiper belt)十分相似,因此被稱為「類古柏帶環」(KBA ring)。雖然在觀測上的溫度相似,但其實此塵埃環與北落師門的距離是古柏帶到太陽的四倍;不過北落師門光度約為太陽的 16 倍,根據前述提及的平方反比關係,才導致兩者的溫度相近。此外,在更外層名為「暈」(halo)的黯淡結構則對應古柏帶外圍天體密度較低的區域。

再來,韋伯望遠鏡還發現了更多未解的謎團:內側殘屑盤(inner disk)與中間環(intermediate ring)。其實早在本次韋伯望遠鏡的觀測之前,天文學家就已經從北落師門的光譜推測,北落師門的殘屑盤中除了存在前面提過的類古柏帶環之外,應該還有另一批更靠近恆星、溫度更高的塵埃,溫度與大小對應太陽系中的環狀小行星帶。但當韋伯望遠鏡實際觀測後,卻發現與太陽系的環狀小行星帶相比,北落師門有著相當瀰散的內側殘屑盤。為什麼會有這樣的不同呢?目前天文學家也不清楚,仍待進一步研究。

最後,在類古柏帶環與內側殘屑盤之間,還存在著一個半長軸約 104 AU 的「中間環」,在太陽系中則沒有對應的結構,這項新發現也需要進一步的研究來了解它的來源。

此外,雖然北落師門 b 最終被證實並不是一顆行星,但這並不代表北落師門旁沒有行星環繞。最初,殘屑盤的形成原因是由小行星等天體不斷碰撞所產生,經過不斷地碰撞合併,其實就有可能已經產生直徑數百到數千公里的行星。從北落師門的殘屑盤還可以推論,在內側殘屑盤與中間環之間可能有一顆海王星質量以上的行星,它就像鏟雪車般清除軌道上的塵埃,從而產生「內側裂縫」(inner gap)的結構。

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另一方面,天文學家也藉由數值模擬發現,如果僅考慮來自北落師門的重力影響,類古柏帶環應該要比觀測到的更寬才對。因此他們推測,很可能在類古柏帶環內外兩側有兩顆行星,像控制羊群的牧羊犬一樣以自身的重力限制塵埃移動,才產生了這麼細的塵埃環。

● 更多的殘屑盤觀測

北落師門雖然是一顆年齡僅4.4億年的年輕恆星,卻已經是一個擁有殘屑盤、形成行星的成熟恆星系統。而來自韋伯望遠鏡的最新觀測結果,無疑讓天文學家更深入地認識殘屑盤中複雜的結構,也更令他們相信北落師門系統中有多個行星環繞。

不過,北落師門系統仍舊有許多未解之謎。例如為什麼太陽系有著環狀的小行星帶,北落師門卻是瀰散的內側殘屑盤?在無數的恆星中,究竟是太陽系還是北落師門的殘屑盤構造比較常見?殘屑盤中是否有行星存在?如果有,在北落師門的演化歷史中又扮演著怎樣的角色呢?這些問題都有待更多的觀測與理論模擬來解答。

在北落師門之後,觀測團隊預計將韋伯望遠鏡指向天琴座的織女星(α Lyr, Vega),以及位於波江座的天苑四(ε Eri),兩者都是離地球非常近且擁有殘屑盤的恆星。其中織女星的溫度與質量比北落師門更大,而天苑四的質量與溫度雖然比太陽小,卻有強烈的磁場活動。藉由觀測不同系統中殘屑盤的性質差異,並與太陽系進行對比,不僅能更加認識殘屑盤的起源、與行星的交互作用,更能理解我們自己的恆星系中,數百萬顆的太陽系小天體從何而來。

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JWST 原始資料的處理過程影片介紹,非常值得一看!

  • 〈本文選自《科學月刊》2024 年 01 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

延伸閱讀

  1. Galicher, R. et al. (2013). Fomalhaut b: Independent analysis of the Hubble space telescope public archive data. The Astrophysical Journal, 769(1), 42.
  2. MacGregor, M. A. et al. (2017). A complete ALMA map of the Fomalhaut debris disk. The Astrophysical Journal, 842(1), 8.
  3. Gáspár, A. et al. (2023). Spatially resolved imaging of the inner Fomalhaut disk using JWST/MIRI. Nature Astronomy, 1–9.
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