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全球資訊網從此誕生──柏納-李生日 │ 科學史上的今天:06/08

張瑞棋_96
・2015/06/08 ・1072字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 544 ・八年級

Photo Credits: Pixel y Dixel license

1968 年,英格巴特(Douglas C. Engelbart)在如今稱為「所有演示之母」的會場上演示了滑鼠、視窗、網路與超文本(Hypertext),但那畢竟只是描繪未來的「概念機」。必須再等二十年,英國電腦科學家柏納-李(Tim Berners-Lee, 1955-)才真正實現了這個「未來」。

柏納-李於 1980 年承接了 CERN(歐洲核子研究組織)的軟體外包專案。此時學者們已經可以透過網路互相傳遞郵件與檔案,不過要在電腦內的大量資料中找到關聯性的資料仍是件苦差事。他在半年內開發了一套以超文本技術為基礎的搜尋程式,讓科學家可以輕易地從文件中的一個章節跳到另一個章節,或是跳到同一個資料庫內的另一個檔案。

不過隨著 CERN 的規模日益擴大,研究員、電腦與檔案的數量也愈來愈多,當初柏納-李開發的程式只能在同一個資料庫內搜尋,如今來自世界各國的科學家要尋找置於它處的資料,或彼此交換實驗數據都非常麻煩又曠日廢時。柏納-李於 1984 年以正式員工的身分重返 CERN 之後,就一直思索解決之道,後來他注意到逐漸興起的網路或許就是答案!

1989 年 3 月,他終於提出初步構想:以他開發的搜尋程式為基礎,結合傳輸控制協定(TCP)、網域名稱系統(DNS)等現成的網路標準,就可以在所有連上網路的電腦間快速搜尋並傳遞資料。這就是全球資訊網WWW(World Wide Web)的藍圖。

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在得到主管的支持後,柏納-李開始著手製作所需的要件。隔年他寫出傳輸網頁的語言 HTTP 與描述網頁內容的語言 HTML、定義 URI 網址結構(日後他承認雙斜線實無必要),並且示範製作了世上第一個網頁瀏覽器與第一台網頁伺服器。

1992年 CERN 同意柏納-李的請求,將 WWW 相關的智慧財產權當成一般公共財對外公布,讓世人都可免費使用,無須支付任何權利金;而這正是 internet 可以迅速普及、蓬勃發展的關鍵。當網路上的資訊從純文字擴充為圖文並茂的豐富內容,當這一切都免費垂手可得,internet 才真正開始加速成長,深入滲透到社會各個層面,成為現代人生活不可或缺的一部份。而這都要歸功於柏納-李的發明與慷慨。

對照後來多少人因為網路成為鉅富,更顯得柏納-李放棄專利的難能可貴。他獲得無數表彰,但始終拒絕各種商業利益的誘惑。目前柏納-李仍在許多非營利組織但任要職,為 internet 的獨立性與普及化而努力。

 

 

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。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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網址最後為什麼都長一樣?你必須知道的「頂級域」知識
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/12/22 ・2936字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 480 ・五年級

  • 作者/曹盛威

2018年,一位國外網友買下「playdiablo4.com」的網址導流到另一款遊戲「流亡黯道」的官網,來表達對於暴雪推出「暗黑破壞神手機版」的不滿,之後,網友收到了暴雪公司的律師函,希望他能轉讓這個網址。

網友的行為,跟俗稱的「網路蟑螂」十分類似。網路蟑螂會先買走大企業可能用到的網址,並以高價賣給大企業獲利,例如:暴雪公司很可能會開發「暗黑破壞神4」,這時網友購買的「playdiablo4.com」網址,可能會誤導使用者進入不正確的網站,而暴雪為了解決這個問題,可能要花一筆不小的費用,才能買回網址的所有權。

而網路蟑螂之所以存在,有很大的原因是網址的最後都長得差不多(.com或是.tw),這些相同的部分稱為「頂級域名」,他們種類數量稀少且不能隨意更動,這讓網路蟑螂只要知道新產品或公司名稱,就能搶先註冊網址再轉賣。

不過,為什麼會有「頂級域名」呢?這就要從網路連線的規則開始說起了。

 

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你的電腦其實看不懂網址 

一天,身為資訊管理(MIS)工程師的小華,被老闆叫過去問話:「小華,我們幹嘛要買網址阿?不買網址難道客戶就不能連上我們的網站嗎?」

「其實客戶還是能連到我們的網站,只是他們必須記下主機的 IP。」小華解釋電腦連線是用 IP,所以沒有網址也沒有問題。而這些網址的正確名稱應該叫「網域名」(Domain Name, DN),當初會有網域名出現,是因為人們不善長記憶 IP 數字串,才用了一段好記憶的文字串來代表 IP。

「好吧,我知道為什麼會有『網域名』,但這樣說我們應該能買斷網域名阿,為什麼每年還要付錢才能使用?」老闆忿忿不平地說。

「老闆,我們公司不是每年都要買黃頁(電話簿)的版面?」

「當然!不然客戶怎麼找到我們的電話號碼?」小華順著老闆的話解釋,「只認得 IP 的電腦,也需要有專用的『電話簿』才能透過網域名找到 IP 連線到網站,這個專用的『電話簿』,我們稱為『網域名伺服器(Domain Name Service, DNS)』,而我們持續付費的原因,是在買 DNS 的紀錄服務,跟每年要買黃頁類似。」

老闆聽完茅塞頓開,隨口又問:「那這樣的話,我的網域應該可以隨便取名阿,為什麼大家後面都長得差不多。」

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「後面這些長得差不多的叫『頂級域名』,有點像是商號後面的『股份有限公司』。」小華說,這些『頂記域名』是不能隨便亂改的,是代表「最高層級的網域名伺服器」在什麼地方,或是由誰負責管理的,而且頂級域名一定要放在最後面。以「example.com.tw」為例,電腦會先去找頂級域「.tw」的 DNS 伺服器,再找到「.com.tw」的次級域 DNS 位置,最後由「.com.tw」找到「example.com.tw」的正確 IP。

 

有多少種頂級域? 

「小華,『頂級域名』不只一種對吧?我看到有的結尾是.tw,有的是.com。」

「是的,頂級域名大致上可以分成四類,分別是通用頂級域 (gTLD)、國家頂級域 (ccTLD)、地區頂級域 (GeoTLD) 與新通用頂級域 (new gTLD),所有的頂級域皆由「網際網路名稱與數字位址分配機構 (ICANN)」管理。」

  • 通用頂級域:是指由 ICANN 旗下的網際網路號碼管理局 (IANA) 直接管理的頂級域,最初創立時是依照用途進行區分,期待能讓使用者看見頂級域名,就能辨認出網站內容或內容來源。
通用頂級域名用途
.com商業機構;現無限制
.edu供教育機構使用
.gov供美國政府的聯邦、州及地方各級部門使用
.mil供美國軍事機構使用
.net原供網絡服務供應商使用;現無限制
.org原供不屬於其他通用頂級域類別的組織使用;現無限制
  • 國家頂級域:以國家名稱做為頂級域名,常見.tw就是其中一種。
  • 地區頂級域:以地理位置或地緣關係做為頂級域名,目前有 .london、.paris、.africa 等。
  • 新通用頂級域:由於網路上的內容越來越多元,原本的通用頂級域已經沒辦法辨識網站內容或內容來源的責任,因此 ICANN 開放更多的頂級域名來完善。

此外,ICANN 也為了應對更多頂級域的識別需求,在 2012 年開始提供「新頂級域」的申請,也可以申請以商號為名的頂級域,像是 Sony 公司就以自己的商號申請了 .sony 的新頂級域,譬如消費者如果想知道 Sony 人工智能方面的資訊,可以直接訪問 ai.sony 品牌頂級域 。

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確保安全,增加識別——申請屬於自己的品牌新頂級域

「為什麼 Sony 要申請自己的新頂級域阿?有什麼好處嗎?」

「當然有好處啦!」在查詢 DNS 伺服器的過程中,資料必須經過不同的伺服器,才能到達公司網站,現在從查詢的入口——「頂級域」就是專屬於我們公司的,除了從源頭確保資料傳輸的安全,也能避免網路蟑螂搶先註冊網域,或是詐騙公司運用類似的網域讓客戶誤以為是我們提供的內容。

此外,原始頂級域的用途是為了讓人更能識別網站目的,當公司擁有自己的品牌頂級域後,也能讓客戶明確知道網站是由公司管理的,能有效提升網站與品牌識別度。

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臺灣百大品牌企業有使用新頂級域嗎?

就在今年,臺灣唯一統籌新頂級域名註冊的非營利組織——TWNIC,針對臺灣百大品牌企業使用頂級域的狀況做了調查。

調查結果發現,有一半的企業曾經遇到域名搶註,雖然域名搶註可透過申請企業品牌的新頂級域解決,但也有超過一半以上的企業並不曉得有新頂級域名可以申請。目前,臺灣百大品牌企業在考量頂級域時,仍然是以傳統的「.com」與「.tw」為主。

不過,臺灣百大品牌企業,在使用「新頂級域」的類型數量上,已經超過其他頂級域的數量了!雖然並非企業第一考量的頂級域,但新頂級域正逐漸進入到各大企業。

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在告知各大企業能夠申請屬於自己企業品牌的新頂級域後,大部分對於申請企業品牌的新頂級域意願極高,雖然目前還不盛行,但在新頂級域的推廣與申請機制完善的未來,屬於自己品牌的新頂級域將會是企業的首選。

上述內容僅是 TWNIC 研究的冰山一角!對研究或「新頂級域」有興趣的話,歡迎到「從頂級域名探討我國在數位品牌識別」獲得更多詳細資訊!

 

參考資料:

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全球資訊網 World Wide Web 由此誕生! │ 科學史上的今天:3/12
張瑞棋_96
・2019/03/12 ・1275字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 547 ・八年級

編按:全球資訊網(World Wide Web)的誕生源自於英國電腦科學家柏納-李(Tim Berners-Lee, 1955-)在歐洲核子研究組織 ( European Organization for Nuclear Research, CERN )發展的資訊分散式傳輸協定,當時這套系統只是為了要供應高能物理研究室之間使用。
然後,他便逐步改變了世界。讓在全球資訊網發明30週年的現在,一起來看看他是怎麼誕生的吧!

1968 年,英格巴特(Douglas C. Engelbart)在如今稱為「所有演示之母」的會場上演示了滑鼠、視窗、網路與超文本(Hypertext),但那畢竟只是描繪未來的「概念機」。必須再等二十年,英國電腦科學家柏納-李(Tim Berners-Lee, 1955-)才真正實現了這個「未來」。

Photo Credits: Pixel y Dixel license

柏納-李於 1980 年承接了歐洲核子研究組織 ( European Organization for Nuclear Research, CERN )的軟體外包專案。此時學者們已經可以透過網路互相傳遞郵件與檔案,不過要在電腦內的大量資料中找到關聯性的資料仍是件苦差事。他在半年內開發了一套以超文本技術為基礎的搜尋程式,讓科學家可以輕易地從文件中的一個章節跳到另一個章節,或是跳到同一個資料庫內的另一個檔案。

不過隨著 CERN 的規模日益擴大,研究員、電腦與檔案的數量也愈來愈多,當初柏納-李開發的程式只能在同一個資料庫內搜尋,如今來自世界各國的科學家要尋找置於它處的資料,或彼此交換實驗數據都非常麻煩又曠日廢時。柏納-李於 1984 年以正式員工的身分重返 CERN 之後,就一直思索解決之道,後來他注意到逐漸興起的網路或許就是答案!

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1989 年 3 月12日,他終於提出初步構想:以他開發的搜尋程式為基礎,結合傳輸控制協定(TCP)、網域名稱系統(DNS)等現成的網路標準,就可以在所有連上網路的電腦間快速搜尋並傳遞資料。這就是全球資訊網WWW(World Wide Web)的藍圖。

在得到主管的支持後,柏納-李開始著手製作所需的要件。隔年他寫出傳輸網頁的語言 HTTP 與描述網頁內容的語言 HTML、定義 URI 網址結構(日後他承認雙斜線實無必要),並且示範製作了世上第一個網頁瀏覽器與第一台網頁伺服器。

1992年 CERN 同意柏納-李的請求,將 WWW 相關的智慧財產權當成一般公共財對外公布,讓世人都可免費使用,無須支付任何權利金;而這正是 internet 可以迅速普及、蓬勃發展的關鍵。當網路上的資訊從純文字擴充為圖文並茂的豐富內容,當這一切都免費垂手可得,internet 才真正開始加速成長,深入滲透到社會各個層面,成為現代人生活不可或缺的一部份。而這都要歸功於柏納-李的發明與慷慨。

對照後來多少人因為網路成為鉅富,更顯得柏納-李放棄專利的難能可貴。他獲得無數表彰,但始終拒絕各種商業利益的誘惑。目前柏納-李仍在許多非營利組織但任要職,為 internet 的獨立性與普及化而努力。

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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》,原文為「全球資訊網從此誕生──柏納-李生日 │ 科學史上的今天:06/08」,由究竟出版社出版。

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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。