第一台電子顯微鏡｜科學史上的今天：4/7

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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！

本文轉載自顯微觀點

顯微鏡在觀察微小物體上發揮非常重要的作用，但傳統光學顯微鏡通常愈將倍率放大，景深就愈淺，在觀察立體的生物標本或是組織切片，觀察者無論怎樣調焦，依然無法獲得完全清晰的圖片。數位顯微鏡便能解決這樣的問題。

數位顯微鏡和光學顯微鏡最大的差異在於觀察方式。數位顯微鏡不像傳統顯微鏡透過目鏡來觀察，而是使用數位相機獲取畫面，再將即時畫面投影到連接的電腦螢幕。

三要件組成數位顯微鏡

數位顯微鏡結合了傳統光學顯微鏡、數位多媒體和數位處理技術，其成像系統通常包括三個模組：顯微鏡光學模組、資料擷取模組、數位影像處理和軟體控制模組。

顯微鏡光學模組執行顯微成像的功能，將欲觀察的樣本影像聚焦。一旦聚焦，資料擷取模組就會將影像以數位格式儲存在感光元件，如 CCD（電荷耦合裝置‍）或 CMOS‍（互補式金氧半導體），再透過 USB 或其他介面傳輸到電腦儲存裝置。

軟體控制模組則是整個數位顯微鏡系統的核心，可即時控制、優化擷取的影像，並加以處理、分析測量。尤其隨著功能更強大的電腦出現，數位顯微影像可以得到更有效和高效的處理，例如可以取代手動計數功能，或是快速推疊或拼接影像。

D_tot 表示景深，λ 是照明光的波長，n 是物鏡至觀察物體間介質的折射率，NA 是物鏡的數值孔徑

e 是放置在顯微鏡物鏡圖像中，可分辨的最小距離，M 是橫向總放大倍率

從公式可以看到，景深和總放大倍率幾乎成反比。而以過去難以同時兼備的高倍率和大景深來說，使用顯微鏡調整焦點，搜尋並到達分佈在不同深度的樣本後，再以數位成像設備捕捉分佈在這些深度的所有清晰影像，傳輸到電腦就能產生高品質、清晰的影像。

另外，也可結合雷射和共軛焦顯微鏡觀察不同深度的橫斷切面影像，再利用電腦影像處理和 3D 重建演算法，便能可以獲得高解析度的立體輪廓，進而觀察複雜的細胞骨架、染色體、細胞器和細胞膜。

數位顯微鏡的電腦即時處理也常應用在動態或活體（in vivo）檢測的研究中，例如細胞膜潛在變化、藥物進入組織或細胞膜的過程等。

數位顯微鏡的倍率計算

傳統顯微鏡的總放大倍率為目鏡倍率 x 物鏡倍率，既然數位顯微鏡拿掉了目鏡改以數位相機、電腦取代，該如何計算總放大倍率呢？

數位顯微鏡除了光學放大倍率，還必須考慮數位放大倍率，因此總放大倍率＝光學放大倍率 x 數位放大倍率

• 光學放大倍率：物鏡放大倍率 x C 型轉接環放大倍率

由於連接顯微鏡和相機通常有一個 C 型轉接環（C-mount），且內建鏡頭。因此必須先將物鏡放大倍率乘以轉接環的放大倍率。

• 數位放大倍率＝螢幕（顯示器）尺寸／感光元件尺寸

數位放大倍率必須考慮的元素有螢幕和感光元件。通常螢幕的對角線尺寸以英吋為單位，因此必須先將測量值轉換為毫米（mm）；以 19 吋顯示器為例，其對角線測量值則為 19 吋 x 25.4＝482.6 （mm）。

感光元件尺寸同樣以對角線的測量值來計算。以 1” 的晶片來說，其對角線測量值為 16（mm）。

因此若以 10X 的物鏡搭配 0.67X 的 C 型轉接環，變焦 5X 後使用 2/3”CMOS 攝錄器拍攝並投影在 24 吋螢幕上。此時總放大倍率為：10 X 0.67 X 5 X 24 X 25.4 / 11 = 1856.5 （倍）

不過，隨著技術的不斷進步，數位顯微鏡和光學顯微鏡間的界限變得越來越模糊，有些數位顯微鏡採用更多光學元件，光學顯微鏡也採用了數位相機技術；相信打破藩籬的那一天指日可待。

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參考資料

1. Digital vs. Optical Microscopes: An In-Depth Comparison
2. How to Calculate Microscope On-Screen Magnification
3. Chen, X., Zheng, B., & Liu, H. (2011). Optical and digital microscopic imaging techniques and applications in pathology. Analytical cellular pathology (Amsterdam), 34(1-2), 5–18.

自從十六世紀末顯微鏡問世以來，人們才驚訝地發現，原來在生活周遭潛藏著肉眼看不見的大千世界。虎克看見排列整齊的植物細胞，雷文霍克發現水中充滿微生物；隨著顯微鏡不斷地改善，我們也一直往萬物的內部深入，但這樣的進程終於撞上了一堵牆，一堵無法翻越的牆──可見光的波長限制。

就像你無法用油漆刷子描出螞蟻的輪廓；當物體本身或是兩個物體之間的距離小於可見光波長的二分之一，無論顯微鏡的透鏡與照明可以做到如何完美的程度，看起來也只是模糊一團。白光的平均波長是 0.55 微米，因此 0.275 微米就是那道牆，就是光學顯微鏡無法突破的極限。想要飛越這道牆，只能另起爐灶，關鍵在於找到更短的波長。

科學的發現或發明往往源自於無心插柳。1928 年，還是大學生的魯斯卡 (Ernst Ruska, 1906－1988) 在教授 Mark Knoll 的指導下，研究如何利用陰極射線做出示波器。當時已經知道所謂陰極射線就是電子束，而且可以用磁場控制電子的飛行方向。然而要用電子束即時在螢光幕上畫出正確的波形，電磁線圈就得讓電子束精確的聚焦在特定的點上，就如同光束經過凸透鏡而聚焦在一點上；此時電磁線圈也就與凸透鏡一樣具有放大的效果。

經過三年的努力，魯斯卡終於在 1931 年的今天做出史上第一台電子顯微鏡的原型機；但它的放大倍數只有 14.4 倍，即使是特別備製的樣本，也只能放大 17 倍，遠遜於光學顯微鏡，因此他與指導教授都還刻意避免使用「電子顯微鏡」這個字眼。當魯斯卡在暑假得知德布羅意的物質波理論後（德布羅意於 1929 年就因為這個理論獲頒諾貝爾物理獎，魯斯卡與教授竟然都未注意！），才知道電子既是粒子，也是一種波，而且波長只有可見光的十萬分之一。這代表電子顯微鏡勢將遠遠超越光學顯微鏡！

受此激勵，魯斯卡終於在 1933 年做出第一台突破光學顯微鏡極限的穿透式電子顯微鏡。隨著技術的進步，如今電子顯微鏡已可放大達數百萬倍，並有不同原理的掃描式電子顯微鏡，成為物理、化學、生物、醫療、……等各種不同領域突飛猛進的重要關鍵。魯斯卡因此於 1986 年與發明掃描穿隧式顯微鏡的兩位科學家一起獲頒諾貝爾物理獎。值得一提的是，光學顯微鏡並未就此罷休；2014 年的諾貝爾化學獎就是頒給在光學顯微鏡上另闢蹊徑，突破極限的科學家。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。