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【特輯】七夕牛郎織女再聚首,情人節又是離人節?

郭 宜蓁
・2019/08/06 ・2477字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

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一年一度的七夕情人節又來臨了,去死去死團出動囉!不免俗還是要來幫大家複習一下牛郎織女的故事,順便來場科學的浪漫 (?)

去死去死團出動囉~ 圖/giphy

在很久很久以前,孤兒牛郎和哥哥嫂嫂一起生活;嫂嫂愛刁難他,給了牛郎九頭牛卻要牛郎帶十頭回來才能回家。經過高人指點的牛郎帶回了一隻其實是被打下凡間的老黃牛。

他悉心照料這隻牛,於是老牛就指點他找到了仙女們下凡洗澡遊玩的地方。他偷偷拿了其中一件衣服,而因為沒有衣服穿就回不去天界的織女,就這樣跟牛郎墜入了愛河。他們經過什麼樣的過程,生育了一對龍鳳胎我們就不贅述了,但這樣觸犯天規的織女要被強行帶回天庭。經歷了一番波折,總而言之牛郎織女每年總算可以在農曆的七月初七在鵲橋相會囉。

農曆七月初七,怎麼會出現滿月?

讓我們搜尋一下牛郎織女相會的畫面……

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牛郎織女相會的圖後竟然是滿月嗎?

等等,不是說他們相聚是農曆七月初七嗎?七月初七的月亮應該是這樣啊:

看到初七的月相了嗎?根本不是滿月呀!圖/嵌入自中央氣象局

如果我們不要改時間為難一年才能相聚一次的牛郎織女,要怎麼才能讓七夕鵲橋仍然有滿月這樣浪漫的存在呢?

假設一:他們是在外太空

牛郎織女每年七夕在銀河旋臂上相遇,由地球上看到的至少是 6500 年前的牛郎織女,考量到光線傳遞會有時間差,大約有十分之一的機率剛好碰到滿月的畫面。

或者假設牛郎織女並沒有遠在 6500光年之外,對神仙來說,鵲橋高度跟月球軌道一樣,因此視角跟我們凡人不同也是很合理的。

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假設二:那根本不是月球

其實仔細看看畫面,你怎麼會認為牛郎織女後面是月球呢?那光明明是 7500K 以上的藍白光恆星,搞不好是天狼星或是參宿增一之類的超大恆星哪~~

假設三:公轉速度改變的平行宇宙

簡單版:有個地球2.0和月球 2.0,各項參數配起來剛好七夕那天就是滿月。

更一個複雜版的平行宇宙:如果月球公轉速率快約一倍、地球公轉速率也快約一倍,地球自轉速率維持不變。可以得到一個月只有約 14.6 天左右,一年只有只有 182~183 天,但一樣一年會有 12 個月,每天仍然是 24 小時,而初七前後就會是滿月,解決!

牛郎跟織女在天空的真面目其實是……

夏季大三角。圖/嵌入自臺北市立天文館

牛郎與織女和太陽一樣都是恆星,核心核融合反應所產生的光,穿越太空、抵達地球,才能被人們看見。

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織女屬於 88 星座中的天琴座,亮度 0.0 等,是全天排名第 5 亮的恆星,顏色呈現藍白色,西文 Vega 或 Wega 乃「俯衝的老鷹」之意。在織女星旁有 4 顆排成菱形的 3、4 等暗星,在東方被視為擅長織布的織女所使用的梭子,在西方則被視為七弦琴的琴弦部分。

牛郎又名「河鼓二」,屬於 88 星座中的天鷹座,亮度 0.8 等,全天排名第 12 亮的恆星,顏色呈現白色。西文 Altair 乃「上升的老鷹」之意,與織女相反。牛郎旁有兩顆 2 等星,分別為河鼓一與河鼓三,這兩顆星幾乎連成一直線,也可以看作牛郎用扁擔帶著一雙兒女。

牛郎和織女在地球上看似只是隔著銀河相望,其實兩者彼此相距約 16 光年之遠,實際上相對的位置並不會因七夕「鵲橋相會」而變得比較近喔!

傳說是一回事,七夕讓情人相會過得如何呢?

雖然老外不過七夕,但 Morse 與 Neuber 多年前進行的一項追蹤研究指出,西洋情人節 2/14 前一週與當週的分手率是平常的 2.5 倍。在情人節參加實驗的受試者,更容易分手。在二月參加實驗的人,有 13% 的人分手,四月的參加者有 7.4% 的人分手(或許是因為愚人節效應),而 9 月和 10 月的參加者,分手率是 4.2% 和 5.1%。

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你是說想在情人節分手是嗎?圖/giphy

不論是二月十四或是七夕,都不能當做分手的理由,所以我們跟該去思考的是:這些「情人系」的日子裡發生了一些什麼,讓我們更容易分手?或者,這效果真的如此「全面性」嗎?還是只是「某些人」在這段時間容易分手呢?

為了回答這些問題,Morse 與 Neube 回顧了文獻,提出兩個假說:

  1. 煽動假說(instigator hypothesis):情人節是一種「社會比較性」(Social comparison)的節日,在比較之中「煽動」了分手。這幾天之中,你有更多的機會看到別的情侶互餵吃飯飯,撞見路人甲和他的閃光在街頭擁吻,看見伯朗大道上的(偽)金城武幫他女朋友擦汗奉茶,甚至姊妹淘在聊天時,「不小心」聽到某人的男友又送她多名貴的限量包包。這樣一比較下來,很多事情都變得鮮明起來,當他不夠體貼、不夠了解、準備的禮物你不喜歡、甚至餵你吃飯的時候沒有疊字地說「飯飯、麵麵」,都會促使你去想:他真的愛我嗎?他是不是變了?
  2. 催化假說(catalyst hypothesis):情人節只是催化了情侶之間「比較明顯」的部份。情侶間的連結強弱,本來就是會隨著衝突、信念、自我揭露、各種大小事件而起伏,那些本來就幸福穩定的關係,受情人節影響不大,真正該小心的是那些原先就岌岌可危,浪濤洶湧,暗藏許多不滿和委屈的關係。

所以,到底哪個說法對呢?就 Morse 與 Neube 的追蹤研究來說,比較支持「催化假說」。那些原先就問題重重的關係,更容易在情人節後分手。

看完七夕的傳說到現實,在此祝福大家不管有情無情,單身交往還是一言難盡,生活都能過得開心順利。

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郭 宜蓁
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輔大心理系畢業,面對未知世界,選擇用科學方式碰觸、感受,再用內化後的框架去結構、詮釋所感知的世界。

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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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那個月亮,那個喜鵲,七夕的 Google Doodle 看起來不太科學
余海峯 David
・2022/08/11 ・1435字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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七夕是牛郎織女每年一會的浪漫日子。在這麼浪漫的日子,最適合的話題當然是科學了。

多少喜鵲才夠跨越銀河?

牛郎織女在每年的七夕,即農曆七月七日,於鵲橋相聚。所謂鵲橋,就是由無數喜鵲搭建而成的橋梁,牛郎和織女各自從兩邊走到鵲橋中間,浪漫不已。

喂,等等,動保團體都去哪裡了?這不是明目張膽的虐待動物嗎?

稍安毋躁。能夠飛越銀河的當然不會是一般鳥類,可以在真空的宇宙空間中飛行的必定是神鳥啦!神鳥應該不在凡人立法規管的保護範圍內,就算真的要管也是天庭的事吧。

(謎之音:究竟真空中要翅膀有鳥用啊!)(再謎之音:究竟真空為什麼要橋梁啊!)

聽故不要駁故。我們有興趣的是究竟每年一次牛郎織女相聚要勞動多少隻神鵲呢

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假設神鵲的大小與地球上的普通喜鵲相若,而且假設鵲橋只有一層(沒有鵲踏鵲的情況出現),我們就能算出每年天庭需要出動多少隻神鵲。地球上的喜鵲(Pica)有幾個不同的種,其中歐亞喜鵲(Eurasian magpie)身長若 45 公分(其中一半是尾巴的長度):

歐亞喜鵲(Eurasian magpie)。圖/Wikimedia

那麼銀河呢?在地球上望出去,我們見到的是銀河的垂直切面,因此牛郎織女跨越的其實並不是銀河的闊度,而是銀河的厚度。銀河其實就是我們身處的銀河系的圓盤,擁有千億顆恆星,從銀心到圓盤的邊緣直徑大概 5 萬多光年,但厚度卻只有 1 千光年

1 千光年即是光線也要飛 1 千年才能跨越的距離,我們就暫且不要深究為何牛郎織女能在一個晚上橫跨這個距離了。光速等於每秒跑 299,792.458 公里,因此 1 千光年就等於 9,454,254,955,488,000 公里。神鵲排排隊,1 公里就能排 222,223 隻。所以,我們需要 9,454,254,955,488,000 × 222,223 = 2,100,952,898,973,409,824,000 隻神鵲才能橫跨 1 千光年的距離。

噢不,由於牛郎織女有兩隻腳,因此實際上需要 2 倍數目的神鵲,即是大概 42 萬億億隻神鵲才足夠。

攝影師到底在哪裡為牛郎織女拍攝 Google Doodle?

呃,我相信天庭會好好慰勞那些神鵲的。現在我們來看看 2020 年七夕時,Google 發佈的 Doodle 作品:

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2020 年七夕(8 月 25 日)的 Google Doodle。圖/Google

大家發現問題了嗎?

農曆屬於陰陽曆,即是其曆法同時基於太陽和月球的運行。農曆的月份必定始於新月(初一),中間是滿月(十五),終於新月(廿八)。七夕是農曆七月七日,因此月球此時應該是半月,但在這幅 Google Doodle 裡面卻是滿月!這令很多人大惑不解,有些人甚至嘲笑 Google 工程師的無知。

雖然我並沒有受薪於 Google,但基於科學精神,且讓我來嘗試為 Google 解圍:真的有可能在七夕拍攝得到牛郎織女在鵲橋上相聚,而背景是滿月的照片嗎?

答案是肯定的!秘訣就在於「Easy 天文地科小站」提到的「我們不能用凡夫俗子在地球上的角度看事情」。

由於牛郎、織女、神鵲們都是神仙,我們合理假設攝影師也是神仙。既然攝影師是神仙,那當然不會局限於凡人的攝影角度吧。因此,我們看看下圖,就知道這幅 Google Doodle 是如何拍攝的了。

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神仙攝影圖解。圖/余海峯

如果你看到這裡,恭喜你,你跟我們這些科學家一樣很閒。

余海峯 David
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天體物理學家。工作包括科研、教學和科學普及。德國馬克斯・普朗克地外物理研究所博士畢業。現任香港大學理學院助理講師。現為《立場科哲》科學顧問、《物理雙月刊》副總編輯及專欄作者、《泛科學》專欄作者。合著有《星海璇璣》。

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「故事力」加上「科普力」,半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖:蕭克利與八叛徒》
親子天下_96
・2022/07/14 ・1508字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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  • 作者/泛科學知識長 鄭國威 Portnoy

一段「叛逆」與幸運交織的故事

「叛逆」是個偏負面的詞,更不用說「叛徒」了。不過就跟生物演化一樣,如果細胞裡的基因不叛逆地突變,當環境劇烈改變,適應良好、佔據主流的群體就會無所適從,反倒是看來不合時宜又不合群的少數「叛徒」,能勉力掙扎,突圍而出——如果夠幸運的話。

掀起晶片革命的天才怪咖:蕭克利與八叛徒》就是一個叛逆、掙扎,跟幸運交織而成的故事。

儘管矽谷的誕生是當代最經典、卻不常被科普書籍講述,因此令大多數人都感到陌生。作者張瑞棋填補了這個空缺,而他的故事力加上科普力,讓本書足為台灣出版界給全世界的禮物。

現在看起來,全世界主流到不行,而且應該會繼續主流很久很久的半導體上中下游產業,可說是要風有風,喚雨有雨;除了企業搶產能、國家搶進駐,半導體公司更是搶人才、搶地、搶水、搶電;被擠到邊緣的所有其他產業也都只能吞忍,畢竟護國神山這帽子並不好戴。

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但回到 1945 年的貝爾實驗室,當時世界第二次大戰都還沒結束,半導體是個在雲端上的概念(後來竟成為「雲端」運算的核心),蕭克利 (William Shockley) 作為少數了解量子力學且能發展應用的科學家,在頑石上敲了第一下提出場效應電晶體架構,火花霎時點亮了 20 世紀延續至今的第三次工業革命。

1945 年,世界第二次大戰都還沒結束,半導體還只是個在雲端上的概念。圖/Pixabay

然而隨著作者張瑞棋的鋪陳,你會發現要點「矽」成「晶」,看似關卡在科學、在實驗,其實更在於人的性格。

個性決定命運:蕭克利與「八叛徒」

蕭克利隨後因專利而跟貝爾實驗室的夥伴鬧翻,其他人也受不了他的脾氣,然而才氣與名氣同樣巨大的蕭克利順利取得企業投資,在加州史丹佛大學工業園區創業設立新實驗室,展開徵才。慧眼獨具的他讓新實驗室人才濟濟,卻屢屢情緒失控,不但痛斥這些好不容易找來,跟他比肩的天才們,也無法領導公司邁入生產銷售,不斷想追求更新的科技。

這樣的領導失敗讓其中的八人萌生叛逆之心,如同蕭克利叛出貝爾實驗室,「八叛徒」叛出蕭克利麾下,成立的快捷半導體(Fairchild Semiconductor),也依賴創新融資跟股權分配方式,激勵創業者拼命成功。

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這樣的環境激勵更多「叛徒」新創,成為延續至今,已全球化的矽谷文化,英文裡的 rebel 叛逆者,幾乎已無貶義,而有革命英雄氣息。

「八叛徒」叛出蕭克利麾下,成立快捷半導體(Fairchild Semiconductor)。 圖/ envato

本書類似紀錄片,以精彩故事手法重現真實歷史。這些真實人物之間生動的對話跟交鋒,又宛如流暢的舞台劇腳本,即使不熟悉相關物理跟電腦科學,也能體會情節的趣味起伏。各小節後插入的「知識 +」欄位,則讓想了解科技的讀者,無分年紀資歷,都能輕鬆掌握、提升「半導體素養」!

身為台灣人,要是不會泡珍奶、炸雞排、聊半導體,就不夠台啦!如果你最後這項技能還沒點,這本書先讀起來吧~

——本文摘自《掀起晶片革命的天才怪咖:蕭克利與八叛徒》,2022 年 7 月,親子天下,未經同意請勿轉載。

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親子天下_96
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