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飛得越快,樓燕的世界則慢──《變身野獸》

PanSci_96
・2017/08/27 ・4077字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 475 ・五年級

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  • 【科科愛看書】天天都覺得心好累、人生好難?那就讓我們放棄當人,跟著搞笑諾貝爾生物獎得主一起《變身野獸》吧!作者為了對動物的日常生活感同身受,不惜親身迎接各種挑戰,吃貓罐頭、用牙齒捕魚、隨地排泄(?)如果你想擁有「不當人的勇氣」,絕不可錯過這份獨一無二的動物生活札記!

眼神犀利,貪吃也不怕被蜜蜂刺

盛夏的天空通常是一塊嚴格分層的鳥類三明治。樓燕在最上層覓食,岸燕(martin)在牠們下方,家燕(swallow)則用尾波掃動青草尖端。樓燕有時會切進岸燕的地盤,而當天空變得厚重,充滿潮濕的電力,樓燕還會繼續往下,飛進家燕的田野和湖泊。

樓燕吃東西很講究挑剔。儘管牠們一天抓五千隻以上的昆蟲,嘴巴張開跟一張拖網一樣寬,卻很少真的拉開網子捕食。牠們喜歡大型不帶刺的昆蟲,願意為了吃這種蟲而飛離航道。牠們很擅長辨別極細微的差異。比如獵食蜜蜂時,牠們只挑沒有毒刺的雄蜂。各位不妨試試用 15 m/s 的速度辨別雄蜂和工蜂。樓燕並不是看到外表危險的昆蟲就隨便抓,因為牠們也會吃其他偽裝成蜜蜂和黃蜂的無刺昆蟲。我們不曉得樓燕如何分辨雄蜂工蜂,但肯定是靠視覺。

樓燕有時會切進岸燕的地盤,而當天空變得厚重,充滿潮濕的電力,樓燕還會繼續往下,飛進家燕的田野和湖泊。圖/ By Tomasz Kuran @ wikimedia commons

樓燕是一群猛禽,是從空中盯住目標的獵犬,牠們猛撲起來跟㹴犬沒兩樣。牠們有兩個眼窩:一個比較淺,單眼用;另一個是比較深的放大鏡,深眼窩大概也可以當成雙筒望眼鏡,用來計算快速移動的昆蟲距離。

樓燕好比獵豹(cheetah)或遊隼,一發現囊中物,就會依照獵物體型保持一定距離,如同遊隼跟鴿子、獵豹跟湯氏瞪羚(Thomson’s gazelle),或者我跟對面山丘的赤鹿。每隻獵食者都有相同的視覺空間問題要解決。樓燕跟遊隼一樣,會一邊點頭一邊接近獵物,不斷切換宏觀和細節的視角。有效運用深淺眼窩,才能避免吃到那根毒刺。

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無聊嗎?來打打獵吧!

樓燕平時在天空平原純以獵捕為樂,但要是煙囪自動送上新鮮大餐,樓燕也會毫不客氣地大快朵頤。

有一次我正巧目睹一場獵殺派對,那時我正拖著一個小小孩要送去托兒所壓制一陣子,突然路邊樹林上空爆出一群黑壓壓的尖嘯火花。樓燕出現在剛從樹頂送上去的大餐前,每一隻都不浪費任何時間急轉彎,一個勁地開路,擠過左右張嘴的頭,想辦法飛到蟲子最密集的區域。

我們跑到街道對面,我叫三歲的孩子躲在蕁麻裡,我則盡可能爬到最高的樹頭,那棵樹可真夠高。我坐在樹頂下第一個分岔的樹枝,一頭探進三角洲的獵殺地帶。

我看見一條舌頭,短短粗粗,又灰又乾。我看見自己,一臉痛苦又瞠目結舌的表情,一股冰涼的電氣往下撫過臉頰。我猛咬住一整口的幼蟲,吐到一台從 275 公尺外送小孩來的全新賓士車頂。

這是我最接近樓燕的一次。至於要變成樓燕?我不如直接扮上帝算了。

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我替自己繫好吊帶,任由降落傘把我拖向天空。我嚐到了高空的滋味,但我的味覺本來就是設計給約身高六呎(183 公分)的高度,而不是 1.8 公里。我聽到了狂風的怒吼,但我的耳朵只是固定在大頭兩側、不斷翻動的器官,被持續湧出來的強風往下壓。上升的時候,我沒能去感受隨高度變化的氣溫。我因滿心恐懼又滿腦子思緒而漲紅了臉,無暇注意溫度,身體其他部位則包在羊毛和尼龍裡,碰不到空氣。

外表可愛的樓燕其實會以獵捕為樂。圖/By Klaus Roggel @ Wikimedia commons

天空才是我的家:遠離塵世的鳥兒

樓燕靠呼出的空氣形狀來感覺地面距離,並仔細嗅聞一整排的氣味高柱。牠們在地球的反射影像(就跟太妃糖蘋果一樣又密又黏)中狩獵。

我從樹林和田野往下看,就只看到樹林和田野。樓燕則看到提供外送服務的披薩店。你不必親自跑一趟,只要打一通電話,跟另一頭空洞的聲音點餐就行了。你不太清楚那裡到底有什麼,從來也沒細想過,只大概知道位置。如果非說不可,你大概會把那家店當成地標,用來指明去別處的路(就像樓燕會用路上標誌來辨認方向)。但是這地方除了供應披薩之外,其他絲毫引不起你的興趣。樓燕的家在空中,地面只負責運送食物。

難怪詩人總把樓燕形容成遠離塵世的存在。若真有生命能存在於天上,那就非樓燕莫屬。

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要變成樓燕,最大的問題不是牠們在空中,而我在地上。速度才是棘手之處。人類的速度慢到不行。人類和樓燕眼中的空氣質地差異頗大,但比起兩方生活步調的差異簡直不算什麼。

樓燕的生命,就是無止盡的奔波

就壽命而言,樓燕跟許多人類有得比。最長壽的樓燕活了 21 年。真正的差異在於牠們每一年投入的生命多寡。

以下是一點算數,因為數字也能透露出某種真相:

每年春天和秋天,樓燕從牛津飛越 9 千公里左右到剛果,等於一年 1 萬 8 千公里,這還不包括日常生活移動的距離。秋天 66 天(飛行 30 天,停留 36 天),春天 26 天(飛行 21 天,停留 5 天)。

算起來秋天每日平均飛 300 公里左右,春天每日平均約 430 公里。

我們可假設停留期間每天飛行 75 公里覓食、遨翔、睡覺、歡欣鼓舞,而非遷徙期間則每天飛 100 公里。這樣一來:

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春季遷徙:9 千公里+停留期間 375 公里

秋季遷徙:9 千公里+停留期間 2700 公里

其他時間:273 天×一天 100 公里=2 萬 7 千 3 百公里

一年總計:4 萬 8 千 3 百 75 公里

乘以 21 年就是 101 萬 5 千 875 公里,大約是地球到太陽距離的 1/150,或者地球到月亮距離的 2.6 倍。

樓燕身長約 16.5 公分,我身高約六呎(183 公分),差不多 11 倍。如果按照這個比例,我在 21 年要行走的距離等於地球到太陽距離的 1/13,或者地球到月亮距離的 29 倍。若繼續保持這個速度,等我活到 84 歲(長壽樓燕換算成長壽人類的年齡),我就會步行地球到太陽距離的 1/3,或者地球到月亮距離的 116 倍。

但樓燕的一生不只是遷徙和殺生(雖然一想到每隻樓燕要做數百萬次的評估、緊密瞄準、轉頭、掠食就已覺得很驚人)。21 年中牠可能會繁殖 19 次,每一季出生的雛鳥最高平均 1.7 隻,等於繁殖期總共生出 32 隻雛鳥。乘以 4 倍後,等於我要生 128 個小孩。

以樓燕的時間來說,作者要生出 128 個小孩。圖/By akshayapatra @Pixabay

以上是牠們花時間做的事。但牠們能理解自己在做什麼嗎?假設(對,這是一個很大膽的假設)樓燕跟人類一樣會看影片,當牠們看著自己的一生,牠們會不會覺得自己飛很快?覺得萬頭鑽動、覓食昆蟲的影像很瘋狂?

如果這些問題具有任何意義,樓燕肯定對速度擁有某種程度的概念,不管多麼粗糙。

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移動越快,世界則慢

蝸牛移動的速度非常非常慢,只能察覺超過 1/4 秒的動作。如果你在蝸牛面前擺動手指一秒超過 4 次,蝸牛只會看到一根靜止不動的指頭。樹懶則是凍結了動作:模糊一切、簡化一切、整合一切,整體的許多細節就在整合中流失。如果時間屬於事物的一部分,那麼事物的獨特部分都將被抹除,而且還讓你以為自己看到事情的全貌。

速度太慢會將時間從視覺中抽離,過度簡化是一種欺騙。

樹懶凍結了動作,模糊一切、簡化一切。圖/ By Christian Mehlführer @ Wikimedia commons

另一方面,只要速度夠快,你就能看見時間的價值,從時間的視角看到你的工作應有的貢獻,並注入複雜和細微的差別。如果你跟某些鳥類一樣,可以聽出間隔短於百萬分之二秒的聲響,你就知道聽起來乏味的鳥鳴其實非常繁複。如果有人類聽得見,他們肯定會被震懾到跪倒在地。

只要解析度夠高,你就能見證奇蹟,包括鳥鳴、視覺、哲學、神學。唯有看不見毛毛蟲的腳像天鵝絨一樣擺動,聽不見藏紅花(crocus)鑽出土壤的咕噥聲之人,才不敬神。通常也怪不得他們。

換一種說法:速度很快的硬體和軟體會讓世界腳步變慢。我得把鳥鳴慢速播放,辨識力很高的鳥兒才會聽到我耳中的版本。如果兩個聲音間隔百分之二秒,我大概就能聽出前後聲。鳥類一秒可以聽完的聲音,我大概要花 2 小時 45 分鐘。

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如果鳥鳴繼續照這個速度播放,而這隻鳥(姑且說是樓燕)活了 21 年,那麼既然牠每單位時間投入的生命是我的一萬倍,這隻樓燕實際上就活了 21 萬年,等於東非第一位現代人類與我們之間的距離。

樓燕眼中的人類,就如蝸牛般緩慢

現在再試著從物理速度來看,我們得悉心注意許多不同的神經型態。蝸牛最快一小時爬一公尺,因此牠們的視覺辨識功能可能極度粗糙。

樓燕長距離遷徙的最高速度紀錄是(顯然是順風飛行)一天 650 公里。春天遷徙的平均速度則是一天 336 公里。研究人員用追蹤雷達測量樓燕的飛行速度,發現春天遷徙時每秒可飛 10.6 公尺,如果持續二十四小時,等於一天飛 916 公尺。

世上速度最快的人類尤塞恩.波特(Usain Bolt)跑百米時一秒最快可達 12.4 公尺,然後一跑完就停下腳步,大口喘氣,旁人立刻替他裹上毯子,遞上運動飲料,還抬到肩膀高度繞場致意。樓燕一天要飛一百公尺的 3360 倍,連續將近一個月,一邊覓食,一邊穿越沙漠、海洋和群岳。相比之下,人類最快的速度也不過跟蝸牛一樣罷了。

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樓燕飛得又快又遠,相比之下,人類就像蝸牛一樣。圖/ giphy

當然,以上理工宅的算數比較法有幾個明顯不受認同的理由,我一邊打字就一邊自行想到一些。這些反對意見我通通同意。但是就算上面的數字毫無價值,還是值得寫出來,方便我稍後提出其他論述。

數字或許是樓燕使用的文法。文法不可或缺,但光有文法寫不成詩。我試著用散文方式寫作,因為一遇到樓燕,任何詩句都一敗塗地。


 

 

本文摘自《變身野獸:不當人類的生存練習》行人文化驗室出版。

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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

密碼管理同樣至關重要。我們應該為不同的帳戶設置獨特且具有高強度的密碼,結合大小寫字母、數字和符號,創造出難以被猜測的組合。密碼長度通常建議在 8~12 個字元之間,且要避免使用個人資訊相關的詞彙,如姓名、生日或電話號碼。定期更換密碼也是必要的,建議每 3~6 個月更換一次。研究顯示,在網路犯罪的受害者中,高達八成的案例都與密碼強度不足有關。

最後,我們還要特別注意社群媒體上的隱私設定。許多人在初次設定後就不再關心,但實際上我們都必須定期檢查並調整這些設定,確保自己清楚瞭解「誰可以查看你的貼文」。同時,也要謹慎管理好友名單,適時移除一些不再聯繫或根本不認識的人。在安裝新的應用程式時,也要仔細審視其要求的權限,只給予必要的存取權限。

提升網路安全基於習慣培養。辨識假訊息的特徵、防範詐騙的警覺心、保護個人隱私的方法⋯⋯每一個環節都不容忽視。唯有這樣,我們才能在享受網路帶來便利的同時,也確保自身的安全!

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時間與空間的顛覆!如何用簡單的方式了解「相對論」?——《物理角色圖鑑》
azothbooks_96
・2024/09/16 ・2086字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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時間不再絕對?牛頓與愛因斯坦的時間觀差異

川村老師,請用簡單的方式告訴我「相對論」是什麼?

圖/《物理角色圖鑑》

老師:狹義相對論源自相對性原理(Principle of relativity,指物理定律〔Physical law〕適用於所有以等速直線運動的物體) 與光速恆定原理。根據這個理論,時間是相對的,依不同觀察者而有所差異。牛頓力學中的時間是絕對的,愛因斯坦則認為,可依不同的觀察者位置對時間進行不同定義。

圖/《物理角色圖鑑》

老師:之前在討論「力」時,也提過離心力。離心力是「慣性力」的一種,慣性力指物體在加速運動時感受到的與加速方向相反的力。置身在沒有窗戶的電梯中,當電梯向上加速,電梯內的人會受到向下的慣性力(譯注:因看不到外面,使得他無法判斷電梯的運動情況)。若加速度為 g,物體質量為 m,則物體所受慣性力為 mg,與在地面所受的重力 mg 相同。愛因斯坦無法區別這兩種 mg 的差異,所以視為等效。但無論慣性力的方向為何,物體都會往向量合成後的視重力場方向掉落。

時間在任何地方都固定不變嗎?

世界上最快的速度是光速。物體的移動速度若接近光速,它的時間進程就會變慢。也就是說,在接近光速的太空船上,時間會變得悠長。而且,接近光速的物體長度會朝行進方向收縮。

物體只要具有質量,即使在靜止狀態依然擁有能量(其能量 E mc2,稱為靜止能量(Rest energy)。

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提到光的運動,我們已經知道光的路徑會彎曲。

1919 年,天文學家觀測到恆星發出的光線在經過太陽附近時被偏折,這種現象稱為「重力透鏡效應」(Gravitational lens),有助於了解黑洞等宇宙中質量分布的情況。此外,天體物理學家也觀測到時間的延遲。簡而言之,接近地面的時鐘行進速度會比高處的時鐘慢,GPS 也是依據這種效應來進行校正。

圖/《物理角色圖鑑》
圖/《物理角色圖鑑》

時間

牛頓力學中的「時間」(也就是我們一般理解的時間)和相對論中的時間大異其趣。牛頓在《自然哲學的數學原理》(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica,1687)中,假設空間是均勻平坦的;從過去到未來,在任何地方都平均延伸。在牛頓力學中,全宇宙的時間一致。

但相對論否定了這一點。

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圖/《物理角色圖鑑》

光速恆定原理指出,光的速度是固定不變的。這種狀況下,空間中不同地點發生的兩件事,對某個觀測者來說是同時發生,但對另一參考系的觀測者而言則非同時發生。也就是說,時間的前進速度並非在任何地方都相同。因此,時間和空間不能視為各自獨立的兩回事,應該一體化,視為四維空間(時空,Spacetime)。

不過,這是指物體移動速度接近光速時的情況。日常生活中,使用過去的時間觀不會有任何問題。

黑洞

黑洞(Black hole)是一種天體,因為密度極高,重力極強, 不只物質,連光都會被吸進去,無法逃逸。天體是宇宙中所有物體的總稱,具體來說,指太陽、恆星、行星、星團、星雲等。從相對論來看,黑洞周圍空間是扭曲的。照以下方式想像應該會比較容易理解:

把重物放在一大塊展開的薄橡皮布上,放置處就會凹下去,而這塊凹陷會影響到周圍。同樣的,黑洞所在之處會發生猛烈的空間扭曲,經過附近的天體會被極強的重力吸引,落入其中,連光也難逃魔掌。

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銀河系有許多黑洞,但具體數字不詳。2019 年,一個跨國研究計畫團隊首次拍攝到黑洞的「影子」,掀起一陣討論熱潮。

——本文摘自《物理角色圖鑑:用35個萌角色掌握最重要的物理觀念,秒懂生活中的科普知識》,2024 年 9 月,漫遊者文化,未經同意請勿轉載。

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azothbooks_96
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