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我的鑰匙在哪裡?快請大腦告訴你──《大腦先生的一天》

PanSci_96
・2017/05/22 ・2727字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 492 ・五年級

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  • 【科科愛看書】從睜開眼睛就事事不順心?你的大腦到底為什麼要跟你過不去?還不都因為你根本就不了解它!《大腦先生的一天》用 24 小時為你揭密腦袋到底都在忙些什麼,從日常生活開始,教你重新掌握它的喜惡與需求,讓你趁此機會好好修理腦洞、治療腦殘,搖身一變成為大腦達人。

你花了那麼多時間在計畫上,但當你今早準備從家裡出發時,所有計畫都像枯萎蒲公英的種子一樣,被輕柔的忘卻之風吹走了。消失了、消失了,9 點半那通電話的記憶消失了,也忘了小孩今天美術課應該要帶白色 T 恤,甚至連車鑰匙放在哪的記憶也消失了,雖然你依稀記得是放在某個奇怪的地方。會是在廁所的置物架上嗎?不對,好像不是在那裡,或許是在洗衣房的折疊桌上?幾乎就快要想起來了。這一章會讓你好好記住晨間計畫,就算是過了幾分鐘或幾小時,也能牢牢記住!

想記得鑰匙放哪裡?你該說給自己聽

當然,記憶是個範圍很廣的主題,很多大腦相關的書就只聚焦在記憶訓練上。一部分原因是由於「記憶」其實是一連串相關但不太相同的技能,你記得某種味道的方式和記得怎麼投罰球的方式並不一樣,也和你記得整天活動的方式不同。

但所有類型的記憶都會歷經三個基本過程,分別是編碼(encoding)、儲存(storage)、提取(retrieval),也就是怎麼把資訊放進去、牢記著、拿出來,而每個階段都有改善的方法可以學習。關鍵就在於破解每個過程會用到的大腦結構。

舉例來說,海馬迴(hippocampus)是將事實塞進腦袋的結構。五感會接收感官經驗,接著海馬迴會將這些經驗打包好,儲存到大腦更深處。問題是,五感會用大量資訊轟炸海馬迴,遠超過後者所能處理的量,因此海馬迴必須要將經驗分類,分成會幫你記住的部分,和可以很快就忘掉的資訊。

為了做到這點,海馬迴會用優先事項的小標籤「標記」(tagging)記憶。你可以幫海馬迴標記想記住的事物。比方說,如果你把車鑰匙放在冰箱的奶油碟裡,可能就永遠找不到了,不過只要對自己說「我正把車鑰匙放在奶油碟裡」,就能強迫海馬迴用更優先的順序標記這個記憶。比起你無意識或原先並沒有真的打算那麼做的事,你更可能會記得有意識做的事。

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把放鑰匙的地點說給自己聽,讓海馬迴能優先標記。圖/kaboompics @Pixabay

不過如果想用絕對優先事項來儲存記憶,有意識的標記並不夠。要達成這個目的,得用上情緒標記。要獲得情緒標記,會需要另一個大腦結構的輔助,也就是杏仁核(amygdala,又名杏仁體)。

有人稱杏仁核是「蜥蜴腦」,因為兩顆像彈珠一樣的杏仁核掌管恐懼和欲望,也是大腦的情緒學習中心。如果你九歲時被困在電梯裡,就是杏仁核讓你現在有幽閉恐懼症(杏仁核的情緒反應也有影響,這種反應由前額葉皮質的理性想法所平衡,而人有許多決定都由前額葉皮質創造)。

杏仁核和情緒有關,你的幽閉恐懼症可能就是由此而來。圖/StockSnap @Pixabay

如果你在重要會議已經遲到了,花了驚恐的一小時,找被你在早上不小心和垃圾一起扔出去的車鑰匙,就是情緒記憶幫你記得自己現在把鑰匙放在哪裡。如果真的想記住什麼,那就帶入情緒。

善用簡單小撇步,記憶別再有壓力

+1 標記

+1 情緒

–1 壓力

記憶比賽的贏家都知道這個訣竅。要記住一疊洗過的撲克牌順序,記憶冠軍會把牌當成角色,告訴自己充滿情緒的情色故事。你可能會記不住方塊皇后、梅花三和黑桃傑克,但不太可能會忘記瑪丹娜露胸給喬治.克隆尼看(也就是大腦把瑪丹娜的「拜金女孩」歌名當成方塊皇后、將梅花三看成大胸脯、喬治.克隆尼則是像黑桃傑克般的迷人無賴)。情緒記憶能長久維持不是沒有道理:記得幾乎要從樹頂枝頭掉下來時的恐懼,可以讓人不犯同樣的錯。

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情緒就等於記憶的唯一例外是壓力。如果記憶附加在「單一」壓力事件上,像是找鑰匙,這件事就會是難以從腦中去除的墨水汙漬。但如果事件發生在全是慢性壓力的背景當中,並無法留下教訓,就好像壓力接管了創造新記憶的能力。所以壓力是複雜難學的舞步:特定壓力和特定記憶結合,就會產生像是創傷後壓力症候群(PTSD)的記憶閃現,但一般壓力基準高的話,會更難記住發生在這種情況下的事件。

先前已經談過編碼和儲存,現在該來談談回憶(recall)了,這種能力可以將儲存在大腦深處的記憶拉出來。長期記憶是透過聯想提取,而聯想是某件事物讓你想起其他事物,像是餵狗吃了塞在一小團奶油中的藥,你就突然想起自己把鑰匙放在奶油碟裡。線索提取(cued retrieval)也是為什麼「通往天堂之梯」(Stairway to Heaven)這首歌會讓人想起中學時期跳的舞,為什麼去看棒球賽會讓有酒癮的人破戒。

所以要記得你今早把車鑰匙放在哪,可以試著冷靜一下,讓記憶不受壓力堵塞,也可以試著將情緒附加在這些記憶上。如果這些方法都不管用,你就對現代大腦的侷限投降,列個清單吧。這就會是線索提取:寫在紙上的幾塊雞肉可以提供你需要記得的線索。或是做些類似的事,在手指上纏線或在口袋裡放顆小石頭。你現在又把那張清單放去哪裡了?

記憶大絕招:創造空間記憶

以功能性核磁共振造影(fMRI)掃描記憶冠軍的大腦顯示,是空間能力讓他們得以表現超乎常人,就好像他們行走在一間滿是房間的複雜屋子裡,而不是看著一疊撲克牌。滿是房間的屋子和實際策略相去不遠:藉由建構有角色和活動的故事,記憶冠軍將抽象符號轉變為有意義的事物。

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如果善用空間記憶述說故事,記住一疊撲克牌將不再是難事。圖/Arcaion @Pixabay

舉例來說,23 歲的艾德.庫克(Ed Cooke)參加 2006 年在牛津大學考試院舉辦的世界記憶大賽(World Memory Championships)後,告訴《發現雜誌》(Discover Magazine)他的訣竅:庫克會將角色、動作、物品分配給每張卡,比如說,梅花皇后是他的朋友亨麗葉塔,動作則是用手提袋重擊,物品是整櫃的品牌服飾。

他記憶時會把三張撲克牌當成一組:第一張卡由人物代表,第二張是動作,第三張則是圖像。所以他可能會說:「天命真女合唱團正在用手提袋重擊舒伯特」,雜誌裡的文章如此寫道。想要記住抽象的符號或東西時,就賦予意義,讓這些事物代表能引起情緒的記憶,這樣你就會記得了。


 

 

本文摘自《大腦先生的一天:從起床開始的思緒與工作,腦力如何幫助我們做好(或搞砸)每件事?》,大寫出版。

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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前額葉皮質的奇蹟:如何保養你的記憶引擎!——《記憶決定你是誰》
天下文化_96
・2024/08/04 ・2641字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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憂鬱症或阿茲海默症?前額葉皮質的雙面效應

額葉損傷病患遇到的記憶問題,跟我們在日常生活中所面對的記憶挑戰有著直接的關聯,而這個關聯成為我對前額葉皮質深感興趣的原因之一。即使在沒有具體損傷的情況下,前額葉皮質的功能仍會受到許多因素影響,進一步導致顯著的記憶問題,例如我在埃文斯頓醫院神經心理學診間測試的許多病患,轉介過來是為了評估阿茲海默症的可能性,但在進一步測驗後,卻發現是臨床上的憂鬱症。

在年紀較長的成人身上,憂鬱症有可能看起來很像早期的阿茲海默症,好比我曾經測驗過一名剛退休不久的學校老師,他一向以頭腦清晰自豪,現在卻難以專注,一直忘東忘西。儘管從磁振造影看不出明顯的腦部損傷,但他的認知卻不比前額葉皮質受損的人好上多少。他和醫生都沒想到,這些認知問題可能與他剛經歷一場離婚,以及幾十年來第一次獨居的情況有關。

前額葉皮質是腦部最晚成熟的區域之一,在整個青春期會持續調整與其他腦區的聯繫。兒童雖然學習很快,卻不擅長專注在應該專注的事物上,因為容易分心。這對於有 ADHD(注意力缺失/過動障礙症)的兒童更是嚴重,他們在學校表現不佳並不是因為缺乏理解力,而是因為在教室裡難以集中注意力、培養有效的學習習慣,以及利用可以應付考試的策略。有大量證據顯示,ADHD與前額葉皮質的異常活動有關。

前額葉皮質也是我們進入老年時,首先開始衰退的區域之一,我們因此覺得自己變得比較健忘。幸好,對多數年長的人來說,形成記憶的能力不會有問題,倒是專注力的改變會影響我們記憶事件的方式。舉例來說,你可能記不住你在表妹婚禮上遇到的某個人叫什麼名字,卻可以記得你們會面時各式各樣的其他資訊,諸如他臉上有雀斑,戴著鮮黃色的領結,或不停說著他最近到田納西州那許維爾(Nashville)的事。

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隨著年齡變長,我們想起瑣事卻想不起重要事情的傾向也會提高。已經有無數研究顯示,在必須專心、忽視干擾的情況下記憶時,年長者表現得比年輕人要差,然而他們記得干擾訊息的能力卻與年輕人一樣好,有時甚至更好。隨著年歲漸長,我們依然能夠學習,卻較難專注於想要記住的細節,反倒常常記住無關緊要的事情。

多工殺手:為什麼一心多用讓你大腦退化

除了年齡之外,讓你覺得自己的前額葉皮質有問題的因素多得不得了。在現代世界裡,一心多用恐怕是最常見的罪魁禍首。我們的對話、活動和會議不斷受到簡訊、電話的干擾,而我們本身又常把注意力分散在好幾個目標上,使得問題更加嚴重。就算是神經科學家也無法免於多工作業--在今天,幾乎每一場學術演講中,都能發現臺下的科學家(包括我自己)拿出筆記型電腦,時而聽講、時而回電子郵件。

很多人甚至對一心多用的能力很自豪,但同時做兩件事很難不用付出代價。為了達成目標,前額葉皮質能幫助我們專注在所需的事情上,但如果我們在不同目標間迅速換來換去,這項美妙的能力就會消失。

加州大學舊金山分校神經科學家安卡佛(Melina Uncapher)的團隊便指出,「媒體多工」(media multitasking)對記憶不利,意思是在不同媒體的訊息間切換會妨礙記憶,例如一下子看簡訊、一下子看電子郵件。更嚴重的是,習慣重度媒體多工的人,平均而言前額葉皮質的某些區域會變得較薄。

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至於額葉的功能失常究竟是媒體多工的原因或是結果,還需要更多研究才能了解,但不管如何,這裡傳達出來的訊息相當一致。我的樂團夥伴米勒爾(Earl Miller)是世界頂尖的前額葉皮質專家及麻省理工學院的教授,他經常這樣說:

「沒有所謂一心多用;你只是輪流把不同的事情做得很糟。」

前額葉的功能也會遭到一些健康問題的破壞。例如高血壓和糖尿病會傷害大腦各區域間相互溝通的神經纖維通路,也就是白質。我和同事發現,與年齡相關的白質損傷,似乎會讓前額葉皮質失去跟大腦其他部分的聯繫--試想這名執行長被單獨鎖在房間裡,無法使用電話和網路。

感染疾病後如果造成腦部的發炎,也可能導致相似的結果,例如在新冠肺炎流行早期受到感染的人,注意力和記憶力等執行功能出現衰退,而且前額葉皮質部分區域的結構發生改變。

一旦前額葉的運作發生改變,就可能導致「腦霧」(又稱為「長新冠」)--當感染的時間很長,或罹患慢性疲勞症候群(chronic fatigue syndrome)等與感染相關的病症時,有機率出現腦霧的症狀。

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感染或罹患慢性疲勞症候群,都可能影響到前額葉皮質。圖/envato

養成健康生活:強化前額葉皮質的簡單步驟

如果我們生活時忽視自己的身心健康,也可能使前額葉皮質暫時失能。例如睡眠剝奪可能對前額葉皮質和記憶造成毀滅性的打擊。酒精也對前額葉皮質帶來負面影響,有些研究顯示這些影響在大量喝酒後還會持續好幾天。我們在後面的章節將探討,壓力會破壞前額葉的運作。如果你在充滿壓力的一週工作之後,熬夜喝酒又不停滑手機看網路新聞,然後整個週末都在跟腦霧奮戰,不用太驚訝。

幸運的是,我們確實可以做一些事來增進前額葉皮質的運作,雖然那些事可能跟你想的不一樣。你的腦是身體的一部分,所以任何對身體有幫助的事情,對你的腦都有幫助,進一步也對記憶有幫助。例如充足的睡眠、適度的運動、健康的飲食,這些事物都有益於你的生理和心理健康,也有益於你的前額葉皮質。

有氧運動如跑步,能促進腦部化學物質釋放,進而提升神經可塑性,改善為腦運送氧氣和能量的血管系統,降低發炎並減少罹患腦血管疾病和糖尿病的可能性。運動也會改善睡眠、降低壓力,而睡眠不足和壓力過高正是耗盡前額葉資源的兩大元凶。

這些因素會一同作用,影響記憶功能在我們年齡增長時的維持狀況。有一項令人敬佩的研究,追蹤了多達兩萬九千人的記憶表現,發現那些在生活方式裡包含上述某些有益因素的人,在十年期間記憶能力的維持狀況也較佳。

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——本文摘自《記憶決定你是誰:探索心智基礎,學習如何記憶》,2024 年 7 月,天下文化,未經同意請勿轉載

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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如何確保訊息無誤?錯誤更正碼大揭密
數感實驗室_96
・2024/07/03 ・476字 ・閱讀時間少於 1 分鐘

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你有沒有想過,當我們用手機打電話、發簡訊,或者用電腦上網時,訊息是如何在短短幾秒鐘內傳遞到世界的另一端?這背後有一個重要的技術,叫做編碼與調變。

簡單來說,編碼是把我們的資訊轉換成適合傳輸的格式,而調變則是把這些編碼訊號載入到傳輸介質中,無論是電波、光纖還是其他方式。透過這兩項技術,我們才能在繁忙的城市街道上、偏遠的山區裡,甚至是高空中的飛機上,隨時隨地進行無縫的溝通。

在這過程中,錯誤更正碼可以起到哪些幫助呢?

這些技術雖然複雜,但它們在我們日常生活中的應用卻是無處不在的。如果你對這些內容感興趣,未來還有更多的通訊技術值得探討,例如量子通信、光通信和毫米波通信等。這些新興技術將如何改變我們的世界,又會帶來哪些前所未見的便利和挑戰呢?

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數感實驗室_96
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數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/