傳統上攝影機要成像，要讓物體發出或是反射的光線經由鏡頭聚焦投影到感光元件。所以，當光線被擋到的話物體就看不到了！但是那些物體真的用光就「看」不到嗎？
聰明的科學家發展了一個新的技術，不用物體發出來的光來聚焦成像，而是計算如果在特定時間丟出一堆光子，分析這些光子在哪些時間被反彈回來，用這樣的方式來「看」空間中的物體。因為光子可以散射，所以表現上像是打了很多超音波脈衝，即使物體不在光直徑的的路線上，經由光線的散射，空間中的區域都可以被偵測，然後只要在各個不同的方向放出脈衝，計算所有脈衝回來的時間分布就可以反推空間中有什麼樣的東西。
當然這樣的偵測技術需要很好的演算法還有很好的偵測器，因為光一秒走幾萬公里，所以如果想要有公釐的分辨程度，就必須要能計算光走10¯¹²秒內的差距，要有一台很好的時間解析度偵測器。這樣的技術如果能被應用推廣，或許以後光學的偵測設計可以有新的革新！
轉載自科學影像Scimage
J……J 個是！這顆石頭一接觸到我的舌頭，它就像火一樣燃燒，同時留下苦澀和尿味的味道，在這之後還留下了一點甜味。
這，這一顆石頭不一樣，它有酸辣味和硫酸鹽味，卻同時給我一種難以形容的愉悅感！就像在品嘗紅酒的酸味一樣！
等等，我並沒有壞掉，我現在做的事是某些地質學家和古生物學家真的會做的事，而且這件事還得了諾貝爾獎！只是是搞笑諾貝爾獎。
搞笑歸搞笑，舔石頭卻真的是再實用不過的方法。因為，舌頭真的是太好用了！
2023 年的搞笑諾貝爾獎的化學與地質獎頒給了地質學家揚．扎拉謝維奇，得獎的原因不是因為特定研究，而是它整理了地質學家和古生物學家「品嘗」岩石和化石的「研究史」。
有在跟我們直播的泛糰肯定知道，在今年搞笑諾貝爾獎頒發的隔週，上個月的 9 月 18 日，我們在 YouTube 官方舉辦的 2023 YouTube Festival 活動中，辦了一個實體見面會。在見面會中我們介紹了今年其中三個搞笑諾貝爾獎，其中就包含這則「地質學家為什麼要舔石頭」。另外兩個獎項分別是操縱死靈蜘蛛，和研究為什麼上課為什麼會令人感到無聊。這場見面會也有同時開直播，連結放在右上角的資訊卡，裡面提到不少有趣的觀點，歡迎去直播存檔複習。
當天，除了就像開場演繹的，不同岩石真的嚐起來味道不一樣以外，有一個地科系的觀眾，現場分享了另一個有趣的觀點。但先說聲抱歉，那時候觀眾手持的麥克風訊號沒有進到我們的混音器，所以在線上收聽的朋友沒有聽到前半段。
我們這邊重新轉述一下，這位觀眾說早在這個獎項頒發前，就知道用舔石頭來辨識種類的這種方法了，因為他的老師就是這麼教他的！沒想到，這竟然是地科與地質系祖傳的秘技嗎！
但除了味道外，觀眾還分享了一個這次搞諾沒有提到的原因，就是舌頭的觸覺可能比手還靈敏。某些岩石例如砂岩跟頁岩，可能用手摸不出差別；用舌頭舔，竟然就能分別出差別。
什麼，舌頭真的這麼厲害嗎？想想好像也是，我們吃東西的時候會用舌頭去感受食物的形狀，這些觸感甚至也是我們品嘗食物時，了解食物的重要一環。除此之外，我們還可以找出食物中的魚刺，或是卡在牙縫中的菜渣，有些人還能幫櫻桃梗打結呢。
但好像從來沒有人拿舌頭和手去做比較，因為只要講到觸覺，我們第一時間就會認為手指更加靈敏。
其實，還真的找到有人研究過，一群俄亥俄州立大學食品科技系的實驗團隊，就研究了這個問題。他們準備了幾個形狀極為相似的樣品，樣品的長度、厚度、缺口的大小都一樣，只有缺口處的傾角不同。
傾角從 45 度到 90 度都有，每塊的角度以 5 度為間隔。受試者必須拿起兩塊樣品，並在蒙眼的情況下，分別用摸或舔的方式來分辨出兩者分別為哪一塊。其中一塊始終是 90 度，另一塊則是從 65 度開始角度遞增。
這次的實驗有 30 位受試者，結果表明，使用手指來分辨兩塊樣品，平均要兩塊的角度差超過 19.81 度時，才能分辨出差異。如果用舌頭舔呢？只要兩者的角度差超過 12.75 度，就能分辨出差異！比用手摸的角度差小了許多，也就是舌頭真的比較靈敏。
當然，這個實驗還有兩個方向值得討論，一是這只針對物體邊緣形狀的靈敏作分析，但觸覺有許多不同感受，例如紋理、粗糙程度等，所以可能每種觸覺做出來的實驗結果會不同。這個實驗看起來不難做，各位可以準備一些能放入嘴的材料，例如請朋友直接將比較硬的芭樂切成不同形狀來舔舔看差別，就能簡單復刻這個實驗甚至更改參數，有實際測試的觀眾也不要忘記留言告訴我們。我們這邊也同步徵求花京院來協助我們實驗。
而另一點是，關於舌頭為什麼有跟手指同等，甚至更強觸覺的生理機制，本篇研究僅止於現象探討，還未有深入研究。
除了味覺和觸覺外，舔石頭還有另一個重要的原因，就是濕潤的石頭紋理更清楚，更方便研究。
這應該大家都有經驗，在學校的大理石地板拖地，或是海邊的鵝卵石，沾到水之後，石頭的紋理都更加清楚，看起來也更漂亮。但這又是為什麼呢？
影響的原因有很多，但影響最大的，就是濕潤的表面讓石頭更「平」，產生類似拋光的效果。但為什麼磨平拋光，顏色就更好看呢？
我們知道光線照到鏡子會產生反射，但鏡子很平整，如果現在照射到的是一個凹凸不平的表面，光線就會往四處反射，這種現象稱為漫反射。當我們只想看石頭上的其中一點時，旁邊的光卻會雜亂的跑進我們的眼睛，影響到對比度。並且各種顏色的色光聚在一起會形成白光，因此這些漫反射而來的光線，就會以白光的形式被我們看到。白話文就是，物體的對比下降了，但是整體的亮度提高，變成我們常看到灰白色的石頭表面。
直到石頭被拋光，或是因為濕潤產生拋光的效果，這些漫反射就會減少，石頭整體變得比較暗沉，但是斑紋之間的對比度提高了。這就是為什麼粗糙的石頭顯得灰白，浸濕之後卻呈現深沉而圖樣明顯的原因。
還沒完，薄薄一層水還會造成更多影響。例如，這層折射率介於空氣與石頭之間的介質，可以幫助光線稍微穿透岩石的表層後再反射出來，提供視覺上更多的紋理細節。如果將水換成木工中常使用的亮光漆，除了反射與折射外，亮光漆中的分子，還足以讓光線產生散射，讓你在上不同厚度的亮光漆時，能產生不同的顏色變化。
簡單來說，不論是水還是漆，這薄薄的一層介質，能像相機的鏡片一樣，透過光學調校，將更清楚、細節更多的影像送進相機的感光元件，也就是我們的眼睛上。而替換不同的鏡片，就能改變我們看到的樣子。
這個看似玩笑的舔石頭研究，確實好像又有幾分認真的道理，我們自己在研究的時候，最開始也覺得超ㄎㄧㄤ，後來又發現能學到不少冷知識。
最後也想調查一下，除了舔石頭以外，大家還對哪一則搞笑諾貝爾獎有興趣，希望我們也來講講呢？
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有些大家慣用的字彙常常會被專業學科借用，專家賦予這些字新的定義，比平常的意思更具體、也更有技術性。物理學有個例子是「功」（work）。如果向一個粒子施加定力，並推動一段距離，你所做的功就定義為施力（沿著粒子運動方向的分量）乘上粒子移動的距離。
這是個很具體的物理量，實際上也是能量的一種形式。做多少功，物體的能量就會增加多少。顯而易見的，這個定義和日常生活中我們對工作（work）的理解有點相關：世人為了完成一些目標（大多是想獲取金錢報酬），而費心費力工作。
不過，物理所講的功有明確的意義，使用的範圍也很清楚；相較之下，平常大家說的工作的意思就有些模糊，泛指很多事情。
動量（momentum）這個字看來不太一樣。物理學的動量是 γmv（相對論的珈瑪符號乘上物體靜止質量、再和物體速度相乘），是一種量化方式，用來描述粒子以已知速率往某個固定方向持續前進的傾向。若粒子的速率遠比光速小，γ會非常接近一， 所以能省略掉。
而更廣義的動力（momentum）用來指稱政治運動，或其他社會變動及政策背後的推力。同樣的，一件事的動力愈大，也暗示它愈難停下。不過，這些領域都沒有明確定義何謂「動力」。
到目前為止，我試著不要太常用一些字，但在之後的章節這些字會很常出現。其中一個就是「場」（-eld）。通常場是一片平坦土地的代稱，上頭種了些植物，可能有農夫在照顧，也許還會有幾頭乳牛。
此外這個字也可以代表特定的研究領域或專業，往前翻你就會知道我已經用過這個意思了。這兩個意思其實也可以合併使用，像在解釋稻草人為什麼可以獲得終生教職的時候，就會用到。
物理學的「場」有個更技術性，但還是和前面意義相關的定義。物理學家說的場是個物理量，在空間中某個區域的每個點上都有特定的對應值。如果你待在一個房間內，就可以用各式各樣的場來描述這個環境。身為一位物理學家，你或許會這麼做：
首先你要想出一個方式來明確指出房間中的每一個點。有個好辦法是先選定房間地面的某個角落為「原點」。
然後選取交於原點的其中一個牆面，沿著地面平行於這面牆的方向走過一段距離（稱為x）；接著再順著平行另一面牆的方向走一段（稱為y），你就能碰到地上所有的點。進一步的，只要往上走段距離（叫作z），就可以抵達房間內所有的點了。你需要的只有三個數字：x、y、z。
現在可以來談談幾種有用的場了。舉例來說，溫度就是一種場，房間裡的每一點都有一個溫度值。假設平均來看，我們說房內的溫度是攝氏二十一度；如果房間中每一處的溫度都和平均值一樣，那麼你得到的就是一個常量場（constant field）：場的值和點的位置無關，也就是和x、y、z沒有關係。
然而，天花板附近的溫度很有可能比地面的高出一點，因為熱空氣的密度比冷空氣小，會升向天花板。我們可以用某個場來描述溫度與高度的關係，好比T(z)，換句話說，溫度T只和高度z有關。
T是z的函數（function。另一個生活常用字「功能」，這次是被數學家借去用了），可能像T(z) =20.5 + 0.5z，這裡的z以公尺為單位、而T以攝氏溫標（℃）為單位，舉例來說。在兩公尺高的房間內，地面的溫度是 20.5 + 0.5×0 = 20.5℃，而天花板的溫度則是 20.5 + 0.5×2 =21.5℃。
至於天花板和地板之間其他每一點的溫度，都可以用這個溫度場的函數計算出來。其他的場可以用來描述不同的事情，好比空氣密度，或甚至是噪音量。
以上所談的場在每個點都只由一個數字代表。這些場有大小，卻沒有方向。因此我們稱它為「純量場」（scalar -eld）。「純量」（scalar）代表只有大小、卻沒有方向的東西。
某些種類的場則擁有方向，我們叫這種場為「向量場」（vector field）。我之前有提到一些向量場的例子，像是大型強子對撞機的磁鐵製造的電場與磁場。這個房間也有重力場這個向量場。重力場在房內的每一點都有個值（力的大小大約是每公斤九．八牛頓），以及方向（指向地面）。
實際上，電場和磁場都是量子場，重力場可能也是，但科學家還不清楚相關理論。在日常用途中這件事常被忽略掉，但如果你在極小的尺度下觀察這些場，就會發現它其實不是個數值連續體，而是底層的量子場中一連串離散（discrete，意思是不連續，如階梯般一級一級，而不是如漸層色彩一樣柔和變化）的量子、或激發（excitation）的總和（疊加）。
這些激發有點像是波又有點像粒子。電磁學的量子理論―量子電動力學擁有兩個場，分別是光子場以及電子場。我們量測到的電磁波，或是獨立的光子及電子，都是這兩個場的激發。這裡我們又看到一個科學家借用日常名詞的例子。很明顯「激發」和平常我們的用法緊密相關，因為量子場論是個扣人心弦（exciting）的理論。
無論是不是量子理論，場的概念都是一樣的。場是個物理量，在你感興趣的空間範圍內的每一點，都擁有對應的值，可能是單純的數值或是很多個量子的總和。
——本文摘自《撞出上帝的粒子：深入史上最大實驗現場》，2022 年 12 月，貓頭鷹出版，未經同意請勿轉載。
現代科學對「情緒有其必要」的看法並不一致，也有人認為情緒比反射行為好不到哪兒去。
事實上，不到半個世紀以前，認知心理學家艾倫．紐厄爾（Allen Newell）和諾貝爾獎經濟學家司馬賀（Herbert Simon，但他並非以這個題目獲獎）等學者仍堅信人類思考乃是以反射為基礎。一九七二年，紐厄爾和司馬賀讓受試者回答一系列邏輯、西洋棋與代數謎題，要求他們一邊解答、一邊交代自己的思考過程。[1]
兩人把受試者解謎的過程錄下來，煞費苦心地一段段分析，試圖找出規律性。他們的目標是找出並描述每一位受試者的思考法則及特徵，藉此建立人類思考的數學模型，期望利用這套模型深入了解人類心智，找出發明「智慧型」電腦程式和超越邏輯線性極限的方法。
紐厄爾和司馬賀認為，人類的理智行動——也就是「思考」——其實就是比較複雜的反射系統罷了。
說得更精確一點，兩位學者相信思考可以用「生產規則系統」（production rule system）這套模型來解釋：意即思考是一套邏輯嚴謹的「條件陳述式」（if-then）規則集合，而「思考」這種反射就是執行這套規則所得到的結果。
譬如西洋棋有一條規則是：如果對方將了你的國王，你得立刻移走國王。生產規則系統讓我們在面對抉擇時更容易做出選擇，繼而影響行動（比如我們或多或少會不經意採用「如果有人向我乞討，直接忽略即可」這條法則）。
假如人類思考當真只是一套大型生產規則系統，那麼我們跟那些成天跑大數據的電腦應該沒什麼不同。不過，紐厄爾和司馬賀的想法並不正確，兩人的努力自然付諸東流。
若能了解兩位學者假設失敗的原因，或許就能更明白情緒系統的目的和功能。
一組生產規則指令如何產出可應用於簡單系統的完整行動策略？假設屋外氣溫不到零度，而你想寫一套恆溫程式，讓室溫維持在一定範圍內——就設定在攝氏二十一到二十二度之間好了，那麼只要利用以下兩條規則就能辦到：
不論你家的暖氣是快要散架的老東西、抑或聰明的現代系統，這兩條規則都是溫控的基礎原則。
早期的生產規則系統就是靠這類條件式指令建構出來的，複雜程度更高的任務也可以利用規模更大的指令集合來完成。譬如小學生學的減法，包括「減數數字若大於被減數的數字，要從被減數左方借一位來計算」在內的運算法則少說十來條。
某些複雜的應用軟體甚至需要數千條規則指令。電腦科學家運用這些規則指令打造出所謂的「專家系統」expert system）——專為特殊用途設計（譬如醫療診斷、抵押承保等），可模擬人類決策的程式系統。生產規則系統應用在這些領域勉強還算成功，但成果有限，且不適合作為模擬人類思考的基本模型。
紐厄爾和司馬賀的根本錯誤在於，他們忽視人類生活的豐富程度。大腸桿菌這類構造簡單的生物確實能靠幾條反射規則過活，但生活條件更複雜的物種根本辦不到。
就拿「如何避開腐敗或有毒食物」這種看似簡單的任務做例子吧。
這類食物有的能靠氣味辨別出來，但「不好聞」的氣味實在多不勝數；其他時候或可利用外觀、味道或觸感作為「不可食」的信號，但這類特質也同樣能以多種形式呈現（譬如酸掉的牛奶和發霉的麵包不論外觀或氣味皆截然不同）。
此外，這類判斷指標的「程度」也很重要：如果眼前有一道看起來可疑、聞起來還算可以的餐點，各位可能會依找到其他食物的挑戰程度和可能性，選擇接受或不接受這份餐點。
又或者，就算味道聞起來完全沒問題，各位仍舊可能會因為食物外觀太詭異而選擇放棄；再不然就是你無論如何都會吃掉它，因為你餓壞了，你的身體需要養分。若要將這套非黑即白、定義狹隘的死板規則套用在各種可能的「情境—反應」組合上，大腦肯定會燒掉，因此我們需要另一套辦法。
在反射架構下，特定誘因——譬如「牛奶聞起來有點酸，但我已經好幾天沒吃東西，附近大概也找不到其他食物和飲水了」——會自動產生一個專門處理這種狀況的反應（譬如「喝掉牛奶」）。
但情緒完全不是這樣運作的。引發情緒的誘因大多模稜兩可（牛奶看起來／聞起來怪怪的），且誘發的直接產物並非「動作」，而是某種程度的情緒（隱約感到噁心）。
這時，大腦會琢磨這股情緒，一併考量其他因素（我好幾天沒吃了，而且附近可能沒有其他食物），然後計算如何反應——此舉免除了動用「誘因—反應」制式規則此一浩大工程，並且納入更多彈性：我們可能會想出許許多多、各式各樣的做法（「不為所動」也算），然後做出深思熟慮的決定。
在決定透過哪種反應回應情緒時，大腦考量的因素很多，就前述例子來說即是「飢餓程度」、「是否願意冒險、繼續尋找其他食物」及其他情境條件。
這時理智就來湊一腳了：一旦情緒被挑起，心智就會根據事實、目標、原因理由和情緒等幾項元素進行計算，產生行為。若情況複雜，這種結合情緒和理智的反應路徑能更有效率地提供可行解方。
高等動物的情緒還有另一個重要角色：延長反應時間。在情緒被事件挑起之後，這段空檔能讓理性思維介入，策略性地緩和或延遲我們對該事件的直覺反應，等待更適當的反應時機。
比方說，假設你的身體需要營養，而你剛好看見一袋玉米片；若是反射主導，你一定會不假思索、抓來就吃。但演化在這道反射程序中多加了一道關卡，故即使身體需要營養，你也不會想都不想、看到什麼吃什麼——你會餓。
飢餓會使你想進食[註]，但你對這個情境的反應不再是不假思索、自動發生。你會評估狀況，然後決定放棄玉米片，這樣才有肚子容納晚上要吃的雙層培根起司堡。
又或者，你打給電信公司詢問某項服務，但對方有夠愛理不理的。如果人類完全靠反射行事，這時你大概會直接抓狂、飆出「去死啦！ 你這白癡」這種話；但事實上，對方的態度只會引發你憤怒或挫折的情緒。
情緒會影響大腦消化處境的方式，也讓你的理智得以發聲。所以你說不定還是會抓狂，但至少不會氣到腦筋一片空白；你或許會漠視抓狂的衝動，深呼吸，然後告訴對方：「我明白你們的規定，不過請容我告訴你為什麼我的狀況可能不適用這條規定。」
情緒在非人動物身上也有同樣的功能，其中又以靈長類最明顯——譬如行為學家法蘭斯．德瓦爾的《黑猩猩政治學：如何競逐權與色？》（Frans De Waal, Chimpanzee Politics: Power and Sex Among Apes）。假如你是黑猩猩，肯定邊讀邊冒冷汗。
書中描述，年輕的公黑猩猩若是被某一頭母黑猩猩給撩到了，牠會等待時機，在母黑猩猩配合下避開大頭目耳目，偷偷與之相好（理由是牠可能因此受懲罰）。[2]
另一方面，大頭目一個一個幫小弟們理毛時，如果遭到某年輕公黑猩猩挑戰，當下牠可能置之不理，然後在隔天發動報復攻擊。還有，如果黑猩猩媽媽的小寶寶被另一隻年輕母黑猩猩搶走，牠會躡手躡腳欺近，在不傷到孩子的前提下伺機搶回來。
任教於加州理工學院、同時也是美國國家科學院院士的大衛．安德森教授（David Anderson）這麼說：「『反射』是由非常特別的刺激所引發的特定反應，而且這個反應是立即的。如果我們一輩子就只會遇到這些刺激、只需要這類反應，那沒問題；然而在演化的某個節骨眼上，生物體需要更多彈性來應付環境刺激，因此才發展出形形色色的『情緒』積木，補足這一塊。」 [3]
近代的研究將飢餓、口渴和疼痛歸類為「原始」或「穩態」情緒（primordial / homeostatic emotion），負責維持生理平衡。
——本文摘自《情緒的三把鑰匙：情緒的面貌、情緒的力量、情緒的管理－情緒如何影響思考決策？》，2022 年 8 月，網路與書出版，未經同意請勿轉載。
