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專業知識寫作如何寫的不煽情卻令人有感?──《知識內容寫作課》

鄭國威 Portnoy_96
・2018/05/06 ・2094字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

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在寫作知識性文章的時候,「社會爭議」套路,不是每個人都能上手。接下來介紹的是一個大家都可以嘗試的套路,比起社會爭議來說,這個套路非常歡迎所有初學者,當然寫作一段時間的朋友們也都可以嘗試。

這個套路就叫做:有感創新。什麼叫做有感創新呢?

避開「科學情色」文章

圖/pixabay

在科學傳播上,有一種共識是會去避免「科學情色」,這裡講的情色不是真正的情色,而是說把科學講得很誘人但是不真實。意思是他會告訴你未來將會怎樣、有一種神奇的藥物或發明可以大幅改變一切、基因科技如何高速發展、未來會有什麼新科技很厲害之類的,但是,有很多內容其實都只是要刺激我們這些讀者的想像,卻沒有真正可靠的證據、發現、研究。

這些科學情色的文章通常不夠扎實,有時候基於一些還不夠全面的研究,話卻講得很滿,會讓人產生虛假的期望,讓人白高興一場,但又難以檢驗。儘管如此,因為具有新奇感,大家還是很喜歡看。

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我們撰寫知識文章、經營個人品牌,雖然也是要利用新奇感,想要寫讓大家愛看的文章,但我們要傳達的仍然是正確、不過分誇大的知識,所以我不鼓勵大家寫科學情色類型的文章。

呈現讓人激動但可靠的想像

介紹新知時,除了令人興奮的突破,也應揭露其下的內容與邏輯。圖/pixabay

這時候,如果真的是想要呈現自己的專業,同時打造自己的專業知識品牌,並且呈現出科學與知識的想像展望的話,我會建議我們就根據「有感創新」這樣的一個套路來寫作。

「有感創新」的套路和前面說的科學情色,中間有一個細微的差別,有感創新要掌握我們在「知識寫作九宮格」當中的幾個關鍵,包含:這是怎麼做的?誰發展出這樣的一個專業?他為什麼現在要讓我獲得這個知識?

寫作九宮格詳細版(點圖放大)

通常那些科學情色的文章,都會直接跳到結論,中間會講得不清不楚。但是反過來,如果你可以把中間的過程講清楚、講得夠專業,而且又可以在結論時幫助大多數人對這些未來產生想像,對這些科技產生憧憬,那麼就是有感創新。

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一方面你可以滿足許多讀者們對於這個科技未來的想像,也可以讓他們非常關注你的知識。另一方面,也可以借此機會,提昇大家在科學邏輯上的思維。同時讓你能夠帶給讀者更好的願景,又能讓讀者更信任你的專業,找到一個比較好的平衡點。

以數字和數據為基礎

有感創新要注意那些重點呢?最關鍵的重點就是數字。

所謂「有感」就是要比之前的典範或產品做得更好,那麼到底會好多少呢?請以數字數據來說明。

所謂的更好到底是多好?不一定是明確的數字,也可以是倍數或比例,這時他就需要有一個比較的基準,例如以前大概是做到這樣,那現在是幾倍?幾十倍?還是幾百倍的?

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圖/pixabay

泛科學的作者 Gilver 寫過一篇:《超級抗生素萬古黴素 3.0 問世!效能更勝初代2.5 萬倍》。

從標題就可以看到,作者 Gilver 要講一個未來展望,要讓大家有感,但不是空泛的講,而是直接給大家一個數字。

為了解決抗藥性的問題,美國克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的化學家戴爾.博格(Dale Boger)與他的研究團隊開始研發萬古黴素的新版本,好讓它可以和末端為 D-ala 和 D-lac 的多肽結合。他們在 2011 年取得初步成果。

於此同時,其他團隊也開發出了利用萬古黴素殺死細菌的新戰術:一種替代方法是中斷細胞壁的合成,另一種是在細胞壁上打洞,藉此殺死細菌。

而在 2017 年 5 月,博格和他的研究團隊研發出了集結三種戰術於一身的新型抗生素--萬古黴素3.0。經過測試,萬古黴素3.0 對抗 VRE 和 VRSA 等細菌的能力至少比初代萬古黴素強上 25,000 倍。

更令人驚豔的是,新型萬古黴素在對抗細菌演化的持久度似乎比現有抗生素都還要強。大部分的抗生素在細菌繁衍幾代(round)之後就會開始失效,但博格等人的實驗中,細菌在繁衍了 50 代之後仍無法演化出抗藥性。

這篇文章要說超級抗生素的殺菌能力,比之前超過多少多少倍,這個倍數以及他的力量就要呈現給大家看,當然,不能只單純的告訴讀者這些事情,必須要掌握前面給大家的提醒,就是要告訴大家為什麼?有什麼展望?有什麼用?這個比較重要。

 

本文摘自《知識內容寫作課──寫一篇真材實料的網路爆紅好文章》,創意市集 出版。

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1498 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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不用數字的數學還會是數學嗎?一窺當代抽象數學的面向——《不用數字的數學》
經濟新潮社
・2022/09/26 ・2865字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 文/游森棚|臺灣師範大學數學系教授

讀者手上的書是一本非常特別的數學科普書。

這本書談的數學,會和絕大部分讀者心中的「數學」非常不一樣,也和絕大部分的數學科普書非常不一樣。一言以蔽之,這本書用淺顯的語言介紹現代高等數學中幾個抽象的核心領域:拓樸、分析、代數,最後提及數學的哲學基礎、建模與自動機。所有篇章都談「概念」,都沒有「數字」。

這本書談的數學所有篇章都談「概念」,都沒有「數字」。圖/Pixabay

沒有數字的數學是數學嗎?!

讀完初稿,不禁啞然失笑,回憶起自己年輕時在數學系的惶恐與不知所措。僅僅一個月我就發現大學的數學和高中數學「很不一樣」。高中數學範圍有限,目標是解設計好的題目:不要有計算失誤,快速地解題得到正確的答案。但是大學的數學範圍茫茫無際,大一的微積分(Calculus)與線性代數(Linear Algebra),除了像高中數學一樣的計算與解題,更多的是要求理解與論證。我在這兩門課的證明題中掙扎前行,不知不覺進了大二。

然後我就在大二的高等微積分(Analysis)與代數學(Algebra)卡關了。這兩門課是數學系真正的入門課程,幾乎沒有像高中數學一樣的計算題,而是一整片的理論。前面沒弄懂,後面就根本無法前進。簡單來說,這兩門課從課本內容、習題、到考試,全部是證明題。我可以整個下午在書桌前,只為了想弄懂從這一行到下一行的理由。一道敘述只有十幾個字的習題,可以耗掉好幾天,而且還做不出來,更糟的是書後面還沒有答案。同學們互相自嘲,一本薄薄的課本可以讀這麼久,真的太划算了。

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我原以為這兩門課已經嘆為觀止,但到了大三時,修了一門更誇張的課,叫做拓樸學(Topology)。幾百頁的課本中沒有任何數字(數字只出現在頁碼、定理標號、足碼)。每星期連續幾堂課老師寫滿七、八個滿滿的黑板,可以完全不出現任何一個數字。我們一路顛簸,掙扎忍耐到快要學期末,然後老師很興奮地預告,下學期,在書本的後半,我們將會證明 Jordan Curve Theorem 這個大定理:這個定理是說,你拿筆在紙上畫一個圓,會把紙分成兩部分,「圓內」和「圓外」。台下同學一片譁然,這能不譁然嗎!我簡直矇了,那一瞬間,我覺得我在外星球上……

這是數學嗎?!

Jordan Curve Theorem 定理是說,拿筆在紙上畫一個圓,會把紙分成兩部分,「圓內」和「圓外」。圖/Pixabay

「數學」研究的是純粹的論證與推理

是的,這是數學。經過大學數學系,我知道從定義出發,純粹的論證與推理,推出夠一般的結論,是數學理論發展的步驟。而論證與推理,才是數學的核心本質。數學和其他學門非常不同,數學是一步推一步的,要下結論必須要有理由。「論證」與「推理」在數學各個不同的主題或領域上所佔的份量不盡相同,但這個本質不會改變。即使是小學的九九乘法表,三七是二十一也是有理由的。

即使是小學的九九乘法表,三七是二十一也是有理由的。圖/Pixabay

如果我們抽離出最根本的概念,數學就是在研究形狀,研究變化,研究結構,應用之以解決實際問題,資訊時代又賦予數學新的觀點與力量。

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用數學專業的語言來說,數學研究形狀,就是「幾何學與拓樸學」;數學研究變化,就是「分析學」;數學研究結構,就是「代數學」;數學解決實際問題,就是「應用數學」;數學與資訊結合,就是「離散數學」。這幾個領域,就是當代數學這棵參天大樹的幾個主幹。

作者的野心藏在這本書中

這正是本書的內容。這本書的五個章節中,第一章是拓樸學(形狀),第二章是分析(變化),第三章是代數(結構),第五章是建模(應用數學與離散數學)。數學既然是一步推一步,根基是否穩固就很關鍵,這個部分穿插在第四章的基礎(數學基礎與數學哲學)。

由此可看到作者的野心非常宏大——他想要在一本小書中一網打盡介紹數學的各個主幹。這當然是不可能的,因此本書作者相當努力,在每一章中,盡量選取那些可以用口語解釋概念的主題材料。在解釋的過程中,盡可能貼近讀者的生活經驗,或是藉由各式各樣生活上的例子來讓讀者體會數學的概念。

要對一般讀者講解抽象的高等數學,細節與精確定義是不可能講清楚的。但是既然只抽離出概念,還是有機會在概念上讓讀者體會的。一個簡單的例子如下:三角形、橢圓、長方形、叉叉,這四個東西哪一個「看起來跟別人最不一樣」?很顯然就是叉叉,這個小朋友都能做。但這樣的直覺,就已經碰觸到拓樸學中的核心概念了,這正是本書第一章的第一部分要介紹的內容。所以很容易理解吧!讀者如果想學嚇人的專業術語,我來註解如下:三角形、橢圓、長方形是同胚的(homeomorphic),但是叉叉和它們不同胚。

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一個簡單的例子如下:三角形、橢圓、長方形、叉叉,這四個東西哪一個「看起來跟別人最不一樣」?圖/Pixabay

書中有些材料作者介紹得非常精妙,即使以我專業數學家的眼光來看,都覺得眼睛一亮,比如對稱群、自動機、物理基本粒子等等。既然作者原來的想法就是用口語敘述介紹高層次的概念,讀者就不要有壓力,當作有趣的故事書來讀,會有驚喜的發現:重複圖案的壁紙本質上只有十七種、數學中不同的主義、連續與離散真的天差地遠……

宏觀與有趣的文筆,道出數學的精妙

最後再回到讓全班譁然的 Jordan Curve Theorem。到了研究所後我才知道為什麼這個定理這麼特別─這是平面獨有的一個特別性質。到了三維空間中的流形(manifold)事情就變得非常複雜,讀者可以查「Alexander horned sphere」看看有多詭異。至於什麼是「維度」和「流形」,可以看這本書的第一章……

我欣見這本書的出版,也佩服作者的宏觀與有趣的文筆,把數學某些本質層面藉由適當的選材呈現出來。但數學何其浩瀚,不管是哪個主幹,本書提及的材料都還只是很小的部分,茫茫數學大海,還有非常多新奇的事物。但囿於篇幅與主題限制,許多重要的領域本書沒有碰觸,是較為可惜之處。但這是我太苛求了,本書的視野和高度在數學科普書中是非常少見的,碰觸到的領域已經非常廣闊,足以讓讀者對數學有完全不同的認識與體悟。

無論如何,希望本書能開一扇門,引領有緣的讀者或未來的數學家,體會當代數學的面向,從而進入數學的嚴肅、深邃與美麗。

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——本文摘自《不用數字的數學:讓我們談談數學的概念,一些你從沒想過的事……激發無窮的想像力!》,2022 年 9 月,經濟新潮社,未經同意請勿轉載。

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網路鄉民說「有圖有真相」,但真的是這樣嗎?你應該注意的科學三原則──《晨讀10分鐘:科學跟你想的不一樣》
親子天下_96
・2019/07/17 ・1912字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

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文/鄭國威

中文說「眼見為憑」,英文說「Seeing is believing」,網路鄉民說「有圖有真相」,不過真的是這樣嗎?

很可惜,我們人類的眼睛接收到的視覺,以及所有的感官,例如觸覺、嗅覺、聽覺、味覺等,甚至是我們的記憶,其實都不太可靠,又都會受到各自觀察角度跟生活經驗的影響,而扭曲了觀察結果,因此做好科學觀察,便是科學探索的第一道關卡。

科學不只是把墨鏡摘下來的問題。圖/picryl

科學是探索世界的一種「過程」,而過程的產出就是知識,如果過程出了問題,產出也很可能會失真,就像戴上了墨鏡,看出去的世界都是陰陰暗暗的,總不能說世界本來就是這樣。「那就把墨鏡摘下來就好啦!」問題是,我們很容易堅信自己沒有帶墨鏡,更不知道怎麼摘下來。所以要能科學觀察,就要先了解怎樣讓過程,也就是科學方法,符合科學的原則。原則主要有三個:

第一個原則是:

要讓結果是科學的,所收集的證據必須是可以被觀察、被量度、被經歷過的。空口說白話不能當成證據,要想證明什麼,一定要是現實生活中可以「量測」得到的現象才行。例如在〈長頸鹿啊長頸鹿,你的脖子怎麼那麼長?〉這篇文章中,科學家如果想知道脖子長的長頸鹿是不是比較有生存優勢,不能只是想當然爾,而是得去紀錄,去量長頸鹿吃過的灌木高度,最好也把他們進食的過程拍下來。

第二個原則是:

在過程中,根據所觀察、量度、經驗的事實,去證明「假說」正確還是不正確。假說就是我們根據已經知道的知識,包括科學事實和科學原理,對想研究的自然現象及規律性提出的推測和說明,是一個暫時可以被接受的解釋。

為了避免做調查跟實驗時發生錯誤或誤解,或是運氣太好或太不好,調查跟實驗的步驟、結果都必須要能夠讓其他研究者能夠照著做看看,這就是「可重複性」。例如在〈政權轉移,天機早已透漏?──「熒惑守心」與歷史上的政治陰謀〉這篇文章裡,你會看到為什麼火星的位置跟帝王的政權會被錯誤但刻意的連結起來,這就是還不具有科學思維的古人,對於「可重複性」這一點的不理解。看完之後也可以想想看,我們在看到令人嘖嘖稱奇的科學新聞時,例如「吃XXOO能預防癌症」,就算看起來合邏輯,也都該問問自己「有其他研究者重複實驗過了嗎?」

第三個原則是:

整個過程都必須是客觀的。所謂客觀,就是調查與實驗者的意志,不能夠影響步驟的進行和數據的取得,就算實驗者百分之百確認實驗結果,也必須要以各種方式和實驗設計,來減低實驗者可能帶來的影響,這就是「把墨鏡摘下」的意思。

例如在〈海鳥食安大危機:不死的塑膠垃圾〉這篇文章中,就算對海鳥誤食塑膠垃圾的現況再生氣,如果想要知道海洋塑膠都到哪裡去了,也得從各種地區的各種海鳥身上做調查,而不只是看網路上的海鳥屍體圖片就下定論,或是只到「最常發現體內充滿塑膠垃圾的屍體」的地方採樣本。

客觀也意謂著,科學家在實驗取樣的時候,要重視隨機性跟代表性。就算是針對特定實驗對象,反覆實驗,也要盡可能讓施測時的條件一致,避免實驗者或被實驗者刻意造成的差異。這一點,在以人類為對象的實驗上尤其要特別小心,像是有些針對超能力的研究,就是違反客觀原則的重災區。

實驗紀錄是科學觀察重要的一環。圖/wikipedia

為了滿足這三大原則,科學家需要在整個過程中,完整保留所有紀錄、結果和資料。這可不是要讓記性差的科學家可以記得之前到底實驗是怎麼做的,而是能讓之後的科學家能重複實驗步驟。而且,科學家也應該把實驗的紀錄、結果和資料保留好,盡可能公開接受檢驗;若有違背科學原則的隱瞞或刪減,通常會在各方的檢視下或他人重複實驗下現形。

就算對自己的科學觀察有自信,符合上述科學原則,也不代表就萬無一失。所以科學家得對於「自己支持或信任的假說和理論被新出現的事證推翻」的可能性保持開放、彈性和豁達。

當然,如果你約會遲到半小時,發現女朋友或男朋友很生氣,你肯定不會還在那邊觀察、提出問題假說,然後重複實驗,然後再觀察,確定對方是不是因為你遲到半小時才生氣,或是如果遲到二十八分鐘,是不是就不會生氣……。科學觀察,的確不容易!

——本文摘自《晨讀10分鐘:科學跟你想的不一樣》,2019 年 6 月,親子天下出版

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專業知識寫作如何寫的不煽情卻令人有感?──《知識內容寫作課》
鄭國威 Portnoy_96
・2018/05/06 ・2094字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

在寫作知識性文章的時候,「社會爭議」套路,不是每個人都能上手。接下來介紹的是一個大家都可以嘗試的套路,比起社會爭議來說,這個套路非常歡迎所有初學者,當然寫作一段時間的朋友們也都可以嘗試。

這個套路就叫做:有感創新。什麼叫做有感創新呢?

避開「科學情色」文章

圖/pixabay

在科學傳播上,有一種共識是會去避免「科學情色」,這裡講的情色不是真正的情色,而是說把科學講得很誘人但是不真實。意思是他會告訴你未來將會怎樣、有一種神奇的藥物或發明可以大幅改變一切、基因科技如何高速發展、未來會有什麼新科技很厲害之類的,但是,有很多內容其實都只是要刺激我們這些讀者的想像,卻沒有真正可靠的證據、發現、研究。

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這些科學情色的文章通常不夠扎實,有時候基於一些還不夠全面的研究,話卻講得很滿,會讓人產生虛假的期望,讓人白高興一場,但又難以檢驗。儘管如此,因為具有新奇感,大家還是很喜歡看。

我們撰寫知識文章、經營個人品牌,雖然也是要利用新奇感,想要寫讓大家愛看的文章,但我們要傳達的仍然是正確、不過分誇大的知識,所以我不鼓勵大家寫科學情色類型的文章。

呈現讓人激動但可靠的想像

介紹新知時,除了令人興奮的突破,也應揭露其下的內容與邏輯。圖/pixabay

這時候,如果真的是想要呈現自己的專業,同時打造自己的專業知識品牌,並且呈現出科學與知識的想像展望的話,我會建議我們就根據「有感創新」這樣的一個套路來寫作。

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「有感創新」的套路和前面說的科學情色,中間有一個細微的差別,有感創新要掌握我們在「知識寫作九宮格」當中的幾個關鍵,包含:這是怎麼做的?誰發展出這樣的一個專業?他為什麼現在要讓我獲得這個知識?

寫作九宮格詳細版(點圖放大)

通常那些科學情色的文章,都會直接跳到結論,中間會講得不清不楚。但是反過來,如果你可以把中間的過程講清楚、講得夠專業,而且又可以在結論時幫助大多數人對這些未來產生想像,對這些科技產生憧憬,那麼就是有感創新。

一方面你可以滿足許多讀者們對於這個科技未來的想像,也可以讓他們非常關注你的知識。另一方面,也可以借此機會,提昇大家在科學邏輯上的思維。同時讓你能夠帶給讀者更好的願景,又能讓讀者更信任你的專業,找到一個比較好的平衡點。

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以數字和數據為基礎

有感創新要注意那些重點呢?最關鍵的重點就是數字。

所謂「有感」就是要比之前的典範或產品做得更好,那麼到底會好多少呢?請以數字數據來說明。

所謂的更好到底是多好?不一定是明確的數字,也可以是倍數或比例,這時他就需要有一個比較的基準,例如以前大概是做到這樣,那現在是幾倍?幾十倍?還是幾百倍的?

圖/pixabay

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泛科學的作者 Gilver 寫過一篇:《超級抗生素萬古黴素 3.0 問世!效能更勝初代2.5 萬倍》。

從標題就可以看到,作者 Gilver 要講一個未來展望,要讓大家有感,但不是空泛的講,而是直接給大家一個數字。

為了解決抗藥性的問題,美國克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的化學家戴爾.博格(Dale Boger)與他的研究團隊開始研發萬古黴素的新版本,好讓它可以和末端為 D-ala 和 D-lac 的多肽結合。他們在 2011 年取得初步成果。

於此同時,其他團隊也開發出了利用萬古黴素殺死細菌的新戰術:一種替代方法是中斷細胞壁的合成,另一種是在細胞壁上打洞,藉此殺死細菌。

而在 2017 年 5 月,博格和他的研究團隊研發出了集結三種戰術於一身的新型抗生素--萬古黴素3.0。經過測試,萬古黴素3.0 對抗 VRE 和 VRSA 等細菌的能力至少比初代萬古黴素強上 25,000 倍。

更令人驚豔的是,新型萬古黴素在對抗細菌演化的持久度似乎比現有抗生素都還要強。大部分的抗生素在細菌繁衍幾代(round)之後就會開始失效,但博格等人的實驗中,細菌在繁衍了 50 代之後仍無法演化出抗藥性。

這篇文章要說超級抗生素的殺菌能力,比之前超過多少多少倍,這個倍數以及他的力量就要呈現給大家看,當然,不能只單純的告訴讀者這些事情,必須要掌握前面給大家的提醒,就是要告訴大家為什麼?有什麼展望?有什麼用?這個比較重要。

 

本文摘自《知識內容寫作課──寫一篇真材實料的網路爆紅好文章》,創意市集 出版。

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文章難易度
鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1498 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。