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消毒抗武漢肺炎?先了解酒精漂白水怎麼用才安全有效

Jaffer Yang
・2020/02/17 ・3405字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 564 ・九年級

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微生物雖然無法以肉眼看見,卻無所不在,人類為了能健康地生活,免不了得對抗會導致生病及感染的細菌或病毒。尤其在近期,從中國武漢爆發了新型冠狀病毒 (2019-nCoV) 疫情,一時間人心惶惶。

除了戴口罩、洗手洗手再洗手,這些個人的防範手段,值得注意的是:冠狀病毒能在一般環境存活很久,可存活數小時乃至數日之久。所以,對居家環境進行消毒,也是防疫的關鍵重點。除此之外,家中如果有抵抗力較弱的幼童或年長者,更應多加留意環境清潔及消毒。

那麼問題來了,該怎麼做才能安全有效地消毒殺菌?怎樣才能殺滅「新型冠狀病毒」?

絕對不是這樣隨便噴噴就可以了喔!圖/GIPHY

本文將針對日常生活中,比較容易取得與使用的「酒精」與「漂白水」,介紹如何泡製正確濃度,並一一說明消毒時的注意事項。

不是濃度越高越有效,75% 酒精才是剛剛好

這裡的酒精(ethanol/ethyl alcohol,乙醇)絕不是指炒菜的米酒,或是啤酒等含酒精的飲料,因為上述產品所含的酒精濃度還不足以殺滅細菌或病毒,通常米酒的酒精濃度約為 20%,而啤酒僅約 5%。

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能有效殺滅細菌或病毒的酒精濃度範圍為 60~80%,而「75%」的消毒效果最好也最常用。

為什麼不是酒精濃度越高越有效?

原因是濃度過高的酒精(如 95%),由於脫水能力太強,會快速地將微生物最表層的蛋白質脫水而凝固,反而會妨礙酒精繼續滲透進入微生物的內層,導致微生物內部仍保有活性,所以酒精濃度太高會有反效果。

使用約 75% 的酒精,才可使微生物的蛋白質變性、溶解脂質,並兼具穿透效果,進而達到徹底殺菌的功能。

酒精不能殺病毒?重點在於外套膜

常會聽到一種不完全正確的講法,說酒精只能殺死細菌,不能殺死病毒,所以酒精對於居家環境的消毒有限。

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事實是,根據美國疾病控制與預防中心 (CDC) 的資料1,酒精其實對能產生內胞子 (endospore) 的細菌無效,像是芽孢桿菌屬 (Bacillus) 或芽孢梭菌屬 (Clostridium) 的細菌;此外,酒精濃度在 60~80%,就能有效殺滅所有親脂性病毒(例如:疱疹、牛痘和流感病毒),也就是具有「外套膜 (envelope)」的病毒可以被酒精殺死,而「無」外套膜的病毒(例如:A 型肝炎、小兒麻痺病毒)則效果有限。

幸好,冠狀病毒屬於有外套膜的病毒,所以酒精對它也有作用

關於配製方法,市售藥用酒精未稀釋之濃度為 95%,可用蒸餾水或煮沸過的冷水,依需要消毒之使用量稀釋為 70~75% 濃度之酒精,泡製時可參考由台灣糖業公司提供的下方對照表。

簡易的酒精稀釋方法對照圖。圖/台灣糖業公司

假如家中沒有量杯之類的測量器具,台灣菸酒公司也提供了一個簡易的調配口訣「4 酒 1 水調配法」,使用同一個杯子或容器,取 4 杯 95% 酒精 + 1 杯蒸餾水 = 76% 酒精。

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注意!

酒精高度易燃,應遠離火源、火花、火焰,並限制在小範圍表面積的消毒。

酒精會刺激眼睛、皮膚、呼吸系統,應置於陰涼且通風良好處,並緊蓋容器。

加點兒水稀釋,漂白水便宜又好用

醫院裡常聞到的味道,其實大多時候就是來自於漂白水。市售的漂白水大部分內含約 5% 的次氯酸納 (sodium hypochlorite),此化學物質是一種很強的氧化劑,可使微生物的核酸及蛋白質產生氧化反應,使其失去活性而殺滅微生物。

而且,漂白水對細菌、病毒都有很好的消毒殺菌效果(也能夠殺滅冠狀病毒),是一種價格便宜、使用簡單的居家環境消毒方法。

次氯酸鈉的化學式為 NaClO,溶在水裡會分解成鈉離子 (Na⁺) 與次氯酸根離子 (ClO),當 ClO 與水反應後,會轉變為次氯酸 (HClO),並使水溶液變成鹼性。漂白水能殺滅微生物的效果,主要就是來自於 HClO。

不過,漂白水的原液只含微量 HClO 分子,加水稀釋後 HClO 的比例會提高,此時才具有比較好的消毒殺菌效果。

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那麼,稀釋倍數要多少才有消毒殺菌效果呢?

根據衛生福利部的感染照護實證指引建議,是以 1 份漂白水加 99 份冷水稀釋(即 1:100 稀釋),稀釋後約含 0.05% 或 500 ppm 有效氯,一般在泡製後 10~60 分鐘皆有作用。

消毒切記六步驟,才能安全又有效

針對新型冠狀病毒之消毒,疾管署建議:在一般環境(如家具、廚房)使用 1:100 的稀釋漂白水 (500 ppm),但如果是浴室或馬桶表面則應使用 1:10 的稀釋漂白水 (5000 ppm),每天消毒一次,並使用當天泡製的漂白水,可參考下方稀釋換算表。

稀釋溶液總量 配製之溶液濃度
500 ppm
(1
:100 稀釋)
5000 ppm
(1
:10 稀釋)
10 公升 100 mL 1000 mL
30 公升 300 mL 3000 mL
50 公升 500 mL 5000 mL
100 公升 1000 mL 10000 mL
註:本表次氯酸鈉溶液之有效氯濃度以 5% 計算。

注意!

漂白水對黏膜、皮膚及呼吸道具刺激性,只適合用在環境消毒。

漂白水須避免以熱水稀釋,因為熱水會分解次氯酸鈉並使其消毒效果大打折扣。

漂白水不要與其他家用清潔劑併用或混合!以防止降低殺菌功能及產生有害物質。

浴室馬桶和一般環境所需的濃度可不同喔!圖/Freepik

感染照護實證指引中,還有建議使用漂白水的六步驟:「穿、稀、擦、停、沖、棄」

  1. 穿:穿上圍裙、戴上口罩及手套,保護雙手。
  2. 稀:稀釋漂白水。
  3. 擦:以擦拭或浸泡方式消毒,勿用噴的,且要保持通風。
  4. 停:擦拭後,靜置 5~10 分鐘,等待漂白水確實發揮殺菌功效。浸泡消毒的接觸時間則建議超過 30 分鐘。
  5. 沖:用清水沖洗或擦拭剛才清潔消毒的區域。
  6. 棄:未使用完的漂白水,應用大量的水稀釋一遍(不要少於一百倍),再倒入廚房汙水道或戶外水溝。也可將漂白水密封存起來,時間久了漂白水會自動氧化再倒掉。

擦拭方式不對,消毒等於白做工

學會了怎麼泡製酒精與漂白水,「擦拭方式」也是重點步驟,因為錯誤的打掃方式,反而會讓病菌擴散開來。

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我們應注意使用的器具是否會造成重複污染,例如抹布來回往返地擦拭,會將附著了病菌的髒抹布,再次污染已被清潔消毒的部位,所以關鍵是要「朝同一方向擦拭」,才能避免消毒過的地方又被污染。

當然也記得別把周遭弄得溼答答的喔!圖/GIPHY

除了酒精及漂白水,環境消毒當然還有一些其他的替代方案,像是酒精可以使用 70% 的異丙醇 (isopropyl alcohol, IPA) 取代,市面上還有販售各種防疫用的抗菌消毒劑(如來蘇液、沙威隆、滴露等),使用時可直接參考該產品的說明書,或參考勞動部職場預防 SARS 之消毒手冊來泡製。

市售消毒產品比起酒精或漂白水,在費用方面會比較高一點,其實只要運用酒精和漂白水消毒,就已經能達到很好的效果。

最後叮嚀,沒有一種成分就能夠百分之百地確保殺滅細菌或病毒,想要降低被感染的風險,「勤洗手、不碰眼鼻口」仍然是自我保護最重要的一步。

參考資料

  1. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) Guideline for Disinfection and Sterilization in Healthcare Facilities.
  2. USP 35. General Information /〈1072〉Disinfectants and Antiseptics 619.
  3. ResearchGate Why is 70% ethanol used for wiping microbiological working areas?
  4. 衛生福利部 感染照護實證指引 2019/07月修訂
  5. 衛生福利部疾病管制署 2019 年新型冠狀病毒要怎麼消毒?
  6. 勞動部勞動及職業安全衛生研究所 職場預防SARS之消毒手冊
  7. 中華民國經濟部 一起做防疫 台糖教你自製消毒用酒精抗病毒
  8. 台灣菸酒公司 如何簡易將95%台酒優質酒精自製75%消毒用酒精?
  9. 美的好朋友 漂白水及次氯酸鈉如何抗菌消毒?專家完整解析
  • 2020/3/2 12:00 編按:內文中外套膜之英文誤植為「envelop」,現已更正。

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Jaffer Yang
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畢業於成大微免所,現職醫學寫作。出於對醫學領域的興趣及工作經驗實務接觸,樂於將自己喜愛的科普知識,以淺白的文字讓更多人了解,曾著有《圖解醫療》一書。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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奠定現代通信基礎的克勞德.香農(Claude Shannon)
數感實驗室_96
・2024/06/06 ・743字 ・閱讀時間約 1 分鐘

本文由 國立臺灣師範大學 委託,泛科學企劃執行。 

以前小時候如果調皮不聽話,就會被大人叫去跪算盤,現在的家長家裡沒算盤了,反而會拿出電路板讓小孩跪。

咦?為什麼總是拿算數工具來懲罰小孩呢?

電路板上看似複雜電路板密密麻麻的,是電腦進行邏輯計算的關鍵。這小小的薄片能執行驚人的運算功能,背後的奧秘離不開一位傳奇科學家的貢獻。他不僅奠定了現代通信的基礎,還開創了人工智慧研究,這可不是一般人一生能做到的成就,但克勞德.香農(Claude Shannon)卻一次搞定。

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這位非凡的科學家是如何改變了我們的時代?

他讓我們今天能享受高效的通訊技術和智慧生活。如果你也覺得現在生活離不開手機和電腦,那你應該感謝這位數學和電機工程的天才。

對於 2000 年後出生的人而言,或許覺得用手機傳訊息、用電腦看影片再平常不過。但在 Shannon 出現之前,沒有人能系統性地定義「資訊」和「通訊」。他以其對動手實驗的熱忱,將這些看似無形的概念轉化為實際的理論,為世界帶來了一場資訊革命。

正是因為 Shannon 的卓越貢獻,我們才能享受如此便捷的現代通信技術。他不僅改變了科學的面貌,還深刻地影響了我們的日常生活。

Shannon 的故事也提醒我們,熱愛與好奇心是推動進步的核心力量。他用智慧和創造力,為我們打造現代通信的基礎,並開啟未來的無限可能。

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數感實驗室_96
76 篇文章 ・ 49 位粉絲
數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/

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古人用的超大型手機?從烽火臺到智能手機:通信科技的演進
數感實驗室_96
・2024/05/13 ・883字 ・閱讀時間約 1 分鐘

本文由 國立臺灣師範大學 委託,泛科學企劃執行。 

現代人手機普及率極高,你可能正在用手機閱讀這篇文章。

仔細想想,我們每天使用的手機真的很厲害。只需幾下操作,就能傳訊息、視訊通話,還能上網看影片、玩遊戲、使用社群網路等。

你可能知道全世界的第一支手機是 Motorola 在 1973 年 4 月 3 日推出的黑金剛,重達 2 公斤的程度。不過,早在幾千年前,其實已經有「手機」存在了。

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當時的手機不只兩公斤重或兩公升水壺大,甚至是有好幾層樓那麼高,那這些手機的傳輸速率也超級慢,看影片一定是不可能,連打電話聊天都辦不到。超級陽春,基本上只能傳遞「有」或「沒有」這樣的是非題。

應該有些人猜到了,其實就是「烽火臺」。

烽火臺是中國古代為了傳遞軍情所設計的通信系統。一座烽火臺上有幾位士兵,備有大量的稻草與木柴,如果看到敵人侵犯,或是前後的烽火臺燃起狼煙,士兵們就會立刻燃燒乾柴,釋放狼煙,傳遞攸關國家存亡的重要資訊。雖然,烽火臺的尺寸大小與現今我們常用的手機差很多,傳輸能力也差很多,但烽火臺還真是上古時代標準的通信設施哦!

接下來還會推出一系列「通信科技」相關的節目,內容囊括了通信發展的歷史故事、重要的通信科學家、通信相關的技術知識。

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讓你認識新聞報導中,常聽到的一些通信專有名詞,什麼是頻帶、頻寬?現代通信技術如此厲害的關鍵又在哪裡?甚至,這些技術跟我們平常在學校裡學到的各科知識,又有怎樣的連結呢?

這系列將用影片帶領大家進入這個有趣、改變全人類生活的通信世界,敬請期待哦!有更多想法也可以留言分享喔!

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數感實驗室_96
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