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文科生立委為何卯起來要讓台灣上太空、拼量子?——專訪蘇巧慧

鄭國威 Portnoy_96
・2021/04/21 ・6227字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 562 ・九年級

我在台北市青島東路的立法院外等同事到齊,十分鐘內就看到多張中常出現在新聞的面孔,有些是某某部會的官員,有些是記者,當然也有立法委員。他們不是手機緊貼臉頰、就是跟身旁的人密切交談。我很難克制自己不豎耳,總覺得能偷聽到一些國家大事。

這個國會議員與國家政策的產地,對台灣人來說,既熟悉又陌生。熟悉,是因為在台灣的選舉制度跟媒體環境中,立法委員跟明星一樣有高知名度,人人都能隨口談論。陌生,則是因為就算我們上過公民課,通常還是不了解民意最高殿堂到底是怎樣運作的,腦中出現的關鍵詞不是「黑箱」、「作秀」,就是亂成一團打鬧不休。這樣的刻板印象(甚至是唯一印象)對公民社會卻不是好現象。

去年訪問過多個政府行政機關後,「科學傳播 X 公部門」專題今年首度前進立法院,希望能了解立法委員怎麼看待科學傳播、在工作上如何消化複雜的科學議題、對未來的科學科技發展又有哪些想法?

第一站,我們來到立法委員蘇巧慧的辦公室,打開門便看見兩面並排書牆,陳列著許多科普書、哲學書、文創作品與漫畫,更看見福衛五號的發射紀念模型。我們就坐在書牆旁的大桌展開訪問。

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福衛五號的發射紀念模型。圖/泛科學拍攝。

身為美國賓州大學法律碩士,曾執業律師的蘇巧慧,在 2016 年首次當選立委(第 9 屆),並在 2020 年連任(第 10 屆)。從「教育及文化委員會」到「社會福利及衛生環境委員會」,她曾主提多個「很科學」的提案,像是「太空發展法草案」、「量子科技研究及發展條例草案」、「原生植物保育法草案」、「公共衛生師法草案」、「國民營養及健康飲食促進法草案」等等,這樣的紀錄讓她成為我們特別想採訪的對象。

立法委員蘇巧慧。圖/泛科學拍攝。

再複雜的議題都可以分三階段處理

一開頭,我想知道,求學階段一路都是標準文科生的蘇巧慧,在當上立委後是如何讓自己掌握這些多科學與技術議題的內涵呢?因為從我自己的經驗來說,這件事真的不簡單。

她說,用立法跟修法來補足社會規範之不足,就是立法委員、國會議員的工作。因此社會有多大,立法委員得關心、了解的範圍就有多大,自然得花大量的時間精力在吸收知識、處理問題。

儘管如此,「很多時候當然也要處理選服、跑攤。但現在第六年了,我也不排斥這些事。」

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跟各行各業接觸,對她而言也是快速掌握行業 Know How 的方式之一,正如她一邊接受我們採訪,也反過來問了我們很多關於科學傳播產業的事情。

「真正深入他的生活,才能知道他的問題,所有立法跟修法才不會跟人民斷裂。」她說。

不過只是花時間聽意見並不夠。受過律師訓練的她,認為這門專業對擔任立法委員來說很有幫助,讓她能嫻熟、高效地以「三步驟」處理各式議題:掌握事實、釐清爭點、價值判斷

說起來簡單,但一開始的「掌握事實」就不容易。以減塑跟減碳議題來說,雖然已是全民共識、國家方針,但產業端也有不同說法。蘇巧慧說:「他們(塑膠產業公會)告訴我說,現在因為垃圾裡面塑膠變少、被回收了,焚化爐的燃燒溫度就不夠高,溫度不夠高就要添加煤,碳排反而升高,燃燒塑膠的問題是會產生戴奧辛,但如果溫度夠高就不會有這個狀況。」當獲得這樣的「說法」,她就得回頭檢視已知的事實,並與相關單位、專家再次確認這種說法是否正確跟精確、是否該納入考量,才能進一步釐清爭點。

圖/泛科學拍攝。

她再以現在正熱的疫苗議題為例,「我一定把所有的 data、文獻都拿到手,各方正反意見都先收集一輪。」接著她就像律師協助當事人一樣,「把枝枝節節先排除掉,然後就是問題 1、問題 2、問題 3。」她認為要用哪一國出產的疫苗、哪些族群先打等都是科學議題,也強調執政黨「不是逢中必反好嗎?是要安全跟有效!拿 Data 出來看,那一個疫苗達標,那一個比較弱,清清楚楚。防疫就該奠基在科學上。」

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但她也明白,除了科學之外,她自己與每位民眾也考量著其他因素,這就是價值判斷。

「就是看你敢不敢為你的判斷負責任」。在價值判斷這階段,世代差異、成長背景、信仰等因素影響巨大,就如同一件衣料,有的人看起來是棋盤、也有的人看起來是稿紙或綠豆糕(編:這哽會不會太老)。她認為選民可觀察一位立委做事的經歷,看這個人在掌握事實跟釐清爭點上是否合乎科學理性,但價值判斷就存乎於心了。

在台灣,國族認同往往是關鍵,而對人權、民主等價值的態度,也影響甚巨。以推動同婚合法化為例,蘇巧慧坦言面對當時的社會氛圍與壓力,身為執政黨一份子的她,亦明白做下去會失去過半選民的支持,「賭上的也是我們的政治生命」。不過她說:「我相信我相信的、我守護我守護的。奠基於前面理性的討論之後,我做了價值取捨,最後結局就是我承擔嘛!」

然而,「政治人物的成敗不是自己說的,是歷史給的。」她有感而發地補充,這是她讀了日本前總理菅直人新書《核災下的首相告白》後的深刻感觸。

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信任專業,但要懂得如何選擇專家

正如核能令人愛恨交織,新科技總是同時帶來機會跟風險,決定國家方向的立法委員要如何綜合評量新科技的兩面?有哪些國家值得台灣借鏡呢?

蘇巧慧認為,其實民主國家的立法模式大同小異,我國也有一套完整的方式。不管是立法委員的提案,還是行政院的「院版」,都會各自經過「法規政策影響評估」,除了科技,也會從法治、人文、環境、國際等各面向評估,這個環節在美國、日本等很多國家都有,「只是看有沒有執行徹底」。她遞給我一份由立法院法制局完成的太空發展法草案評估報告,「寫得好不好是另一回事」她笑說。

為了讓法案完備,「我要掌握事實,但誰是事實?誰是事實的提供者?為什麼會選它當作事實的提供者?」蘇巧慧再次提及「議題處理三階段」,認為面對高度複雜議題,在「掌握事實」的階段,任何人都不太可能靠自己研究出所有事實、或閱讀完所有文獻,因此事實提供者的角色與選擇就是關鍵。

而就選擇「事實提供者」上,她有三個判斷標準:第一是過往的信用,第二是「你跟他的親近度、友好度、是不是有利益衝突或交換?」第三就是「鑑古知今」,從歷史案例中了解偏聽的可怕,所以「要刻意地選擇同溫層外的資訊來判斷。」

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圖/泛科學拍攝。

「就像我明天要處理職災保險法(指〈勞工職業災害保險及保護法草案〉),真的爆難的。我真正的想法還是相信專家,他們能教我如何參與這個議題。」她說,政策要不要改、什麼時候改,在她做判斷前,得仰賴專家要告訴她計算出來的結果是什麼。但如果任何一個高層決策者還要去搞懂最基礎的算式,也會被批評顧小不顧大。

「有本書不是叫《專業之死》嗎?但我還是很相信專家。」她說:「我看過施振榮在一本書中寫,未來只有兩種人,一種人是位於專業的頂尖,另一種人則是通才,把各種專業串起來,能轉譯。」而如今擔任立法委員的她,認為自己就是把專業串起來的角色。

面對偽科學、假訊息–孩子思辨需陪伴,立法管制得謹慎

雖然我不是立委,但作為一個知識轉譯長工,我頗能理會。然而,錯假資訊、偽科學依舊盛行,內容零把關的內容農場佔據網路搜尋結果,社群媒體充滿帶風向的陷阱。我好奇,若以母親身份來看,她會建議其他家長怎麼做?若以立委身份來看,覺得政府又該怎麼做?

「我昨天才跟女兒在討論迪麗熱巴。」迪麗熱巴是中國當紅女演員,出身自新疆。有一對女兒的蘇巧慧知道,很多臺灣年輕孩子透過追小說跟改編戲劇,迷上迪麗熱巴。而近期新疆人權議題備受關注,「新疆棉」生產涉嫌強制勞動,更成為熱門話題,因此她便藉機與兩位女兒開啟對話,先問她們:「你知道迪麗熱巴是新疆人嗎?」她開始講述新疆這塊土地與民族的歷史。

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「然後他們就自己問:那最近新疆棉是怎樣?我就說:迪麗熱巴已經切割愛迪達、不代言了;她就問迪麗熱巴為什麼不代言愛迪達了?就會提到可能有勞動剝削的問題,以及愛國情操的問題,以及迪麗熱巴作為新疆代表,紅遍中國,也有辛苦的部分。」她說。

「我也沒有去過新疆調查,但我看很多報導跟資料,一邊是 BBC 跟紐約時報等專業媒體的調查報導,另一邊是說才沒這回事的中國政府……」她在與女兒的對話中,分享自己判斷的根據,也鼓勵孩子自己判斷。

然而「……家長必須做很大量的陪伴工作,但家長有這樣的空閒嗎?我覺得這才是關鍵。」她坦言「陪伴」需要一定的條件;此外,她身為政治工作者,頻繁接觸這些議題,才能解釋至一定程度。

因此,立委的她也很關注網路資訊造成的問題。政府在去年初疫情蔓延的時候,用梗圖去繁化簡,把大量的資訊濃縮在一張圖,用 LINE 等社群媒體傳播,並規定部會要在很短的時間回應錯假訊息。然而她觀察到了去年年底,「對手」也開始用幾乎同樣的方式來攻擊。

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政府部門將大量的資訊濃縮在一張圖澄清假消息。圖/衛生福利部

「……所以可能也要想新的方式吧!我必須承認這是一個很難的問題。我們也有很多成功的作法,不過過沒多久對手也會推陳出新。」她說。

隨著數位發展部創建、國家通訊傳播委員會(NCC)的管轄範圍也會調整。蘇巧慧說產業將由數位發展部負責,管制則會放在 NCC,「但要低度管制,」她特別強調立法跟行政部門都希望避免侵犯言論自由,所以管制應該針對平台建立規則,而非針對個人。「例如在性隱私侵害防制條例草案,若有人被上傳不雅照,應該要有機制能要求平台在 24 小時內快速下架,因為不雅照比較容易定義。」

要替台灣科學與技術目標設定大方向

前面提到,跟言論自由有關的法規,要立要修都傷透腦筋,快不起來。那麼,哪些改革是大家都想快點推動的呢?身為掌握國會多數席次之執政黨的立法委員,她認為有哪些與科技、科學有關的改革,是台灣目前迫切需要的?

我以為她會回答自己參與過的許多提案中的某一項(例如太空或量子),但蘇巧慧卻說「才不是!」

「我們辦公室經過討論,如果有機會的話,我們最想推的、覺得台灣最欠的,是最上層的『科技前瞻預測機制』。」

那是什麼?她拿出一疊英文文件,是美國國會提出的無盡前瞻法案 (Endless Frontier Act)。該法案於 2020 年五月由跨黨派參議員提案,打算從 2021 起的 5 年內,投入 1000 億美元資金,將 NSF 美國國家科學基金會改組為 NSTF 美國國家科學與技術基金會,同時列出十大科技重點發展方向,包括 1. 人工智慧、2. 半導體、3. 量子計算、4. 機器人技術、5. 災害預防、6. 先進通訊技術、7. 生物科技、8. 資訊安全、9. 先進能源、以及 10. 與上述九項有關的材料跟工程科學等。

蘇巧慧說,美國也好、日本也好,都會先確認國家的科技大方向,不管是太空還是 AI 都只是其中一部分。「這樣的話才知道未來的預算怎麼分配。」去年年底, 11 屆全國科技會議舉辦期間,她曾跟科技部長吳政忠討論過此議題,就是因為覺得臺灣還沒有這樣的架構。

第11屆全國科技會議會議開幕全場合影。圖/科技部

舉例來說,為了推動太空發展法,她積極遊說同僚與行政院相關單位,強調我國在太空領域應有的實力,而現階段能否整合出國家隊,關鍵在於產業上中下是否串連起來,若能盡快有一部可依循之法規,建立起遊戲規則,資金將更願意投入……單單提一個案,她與團隊就花了很多工夫,但「任何一個法案都只是一個領域。你說智慧醫療不重要嗎?太空、AI、量子都重要啊!如果沒有推動,那我們永遠只能照別人的遊戲規則做代工,甚至連代工都做不到。」因此,她認為國家需要科技前瞻預測機制這樣高層次的架構,並由科技部改組後的「國家科學與技術委員會」來負責,才能綱舉而目張。

身為區域立委,經營選區是必要任務,可是推動這些上太空、玩量子的前沿科技法案,能回應在地選民需求嗎?她認為立委的工作有一大部分也是知識轉譯,因此溝通時要能找出議題對目標對象的切身性。

「我選區隨便進一間工廠,老闆就很熱情跟我說『我這螺絲有上太空的捏』、『我有幫波音代工喔』」為了對傳產頭家解釋為何要推動許多科技味十足、很不接地氣的法案,她學會放下國會語言,換個方式切入:「政府說『好啦!現在國家要往這個方向去,會用國家的錢來做研究,升級技術,之後再技轉給你,這樣我們的中小企業就可以產業升級啦。』」

在立法院本會期屬於衛環委員會成員的她,自己期待也預備投入更多力氣建立這樣的架構。「(在衛環委員會)可以談永續、可以談很多新科技,包括藥物研發、生物科技等」,但她話鋒一轉,有點無力坦言目前為止「都還沒有機會討論」,因為上個會期到這個會期,都被美豬美牛進口與疫苗採購議題佔滿了。

若是一位理科人?

訪談到最後,我問蘇巧慧:「如果不是念法律,而是走上理科之路,覺得自己最適合、或最想成為哪一個領域的理科人?」

圖/泛科學拍攝。

她笑答自己數學「爛到不可思議,從小學開始爛,雖然國小國中還算平安度過了,高中真的不行,什麼 COS、SIN。當時唸北一女,(數學)考 60 分以下是常態,唸北一女之前都是全校前幾名,進北一女之後就再也沒有考過前面的名次了。」

她清楚記得高中時班上有 58 個人,但自己三年來最好的名次只有班上 42 名。「第一次段考回來,數學好像 33 分吧,覺得好丟臉。」

她笑說:「第二天清晨,在傳真機收到一張傳真,上面寫著:『其實我在高中的時候,考試數學也是常常不及格….是爸爸 (蘇貞昌) 從屏東傳來的。就差沒有寫個父字。」這也是她轉變為成長心態的開始。

後來她在從政前,便以「讓孩子看見未來」為目標,透過主持的超越基金會策劃各種職場「達人」介紹、學習活動,讓年輕人能在學校之外,看見各種多元專業的光芒,希望能讓這些光芒引領孩子學習,而不只是考試跟升學。

回到開頭的問題,她說若自己是理科人,此刻最想做跟永續、環保有關的科技,「因為實在是太有趣了」。由於碳排放影響了生活環境,因此要發展管制標準,調整產業發展方向,而「我的選區都是中小企業、都是工廠,很多都驕傲跟我說:我是 Apple 的供應商,所以要完全符合綠色標準、碳排標準了,所以要怎麼輔導他們,就會很有趣。」不過如今雖然不是理科人,她也以立委的角色正在做這些工作。

永續發展是世界各國最重要的課題,超越了從小在課本上學的理科或文科的分野,得統整知識、從解決日常生活問題做起,「這就是我為何贊成 108 課綱!108 課綱就是從提出問題、了解問題,然後找出解答,而且還要能夠互相溝通跟驗證。」她也笑著說,常常在立法院忙了一整天,回到家還要陪女兒一起挑戰很生活化的數學題。小時候沒挑戰成功的數學,現在再來一次!

辛苦蘇委員了,不過,我想應該比處理法案來得簡單一點吧?

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1222 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。現為泛科知識公司的知識長。

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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這些太空垃圾會不會阻礙我們太空旅行?太空垃圾怎麼清? 
PanSci_96
・2024/05/29 ・5682字 ・閱讀時間約 11 分鐘

人類上太空的夢想會被我們親自摧毀嗎?

隨著火箭成本降低,人人都能把衛星丟上太空,現在,當你晚上抬頭看天空,你看到的星星可能不是星星,而是人造衛星。你看到一閃而過的的流星,可能只是墜入大氣的太空垃圾。

這些多到不行的太空垃圾已經成為隱憂,更可怕的是,這些以超音速飛行的太空垃圾可能摧毀其他衛星,在衛星軌道上製造更多不可預期的致命飛彈。有人擔心,人類終有一天會無法穿過這片垃圾雲,天空永遠被自己封閉。 終於,有人提出清理太空垃圾的方法了,但這些方法真的可行嗎?

現在的太空垃圾有多少?

最大的太空垃圾可能是整節火箭!

所有在繞行地球的軌道上失去功能的東西,都會成為太空垃圾,最大的包含壞掉的衛星、和大量運送衛星上太空的第二節推進火箭,例如 1960 年代太空競賽時大量發射的火箭,有許多至今還在宇宙遊蕩,每一個都像公車一樣大。而小東西,則包含太空人在太空漫步時遺忘的東西,或是太空垃圾互相碰撞後產生的碎片,最小可能只有數毫米,小的像隻蚊子。但不論太空垃圾來自哪裡,只要缺乏妥善的管理和追蹤,就可能成為其他運作中設施和儀器的致命血滴子。

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所有在繞行地球的軌道上失去功能的東西,都會成為太空垃圾,最大的包含壞掉的衛星、和大量運送衛星上太空的第二節推進火箭。
圖|PanSci YouTube

為什麼說太空垃圾真的很危險?

為了不被地心引力拉入大氣,墜向地球,在軌道上繞行地球的物體大多都以非常快的速度在移動,包括現在還在運作的衛星與各種設施。舉例來說國際太空站位於距離地球表面四百公里高的近地軌道(Low Earth Orbit),以大約每秒 7 ~ 8 公里的速度高速移動,是地表音速的 20 倍。也就是說,太空上的車禍可嚴重多了,來自不同方向或不同傾角的物體,可能會以超過每秒 10 公里的相對速度發生碰撞。別說公車大小的太空垃圾了,只要直徑超過 1 公分的碎片就足以對太陽能板或玻璃造成損害。更麻煩的是,大小在 10 公分以下的物體,大多還因為尺寸過小難以追蹤。

那麼,我們的頭上有多少太空垃圾呢?

根據歐洲太空總署 ESA 的資料,目前軌道上有 6800 個運作中的衛星,相對的有超過 3 萬 2千個可追蹤的太空垃圾。但如果估計所有無法追蹤的物體,大於 10 公分的物體可能有超過 3 萬 6 千個,介於 1 公分到 10 公分的則高達一百萬個。

根據歐洲太空總署 ESA 的資料,目前軌道上有 6800 個運作中的衛星,相對的有超過 3 萬 2 千個可追蹤的太空垃圾。但如果估計所有無法追蹤的物體,大於 10 公分的物體可能有超過 3 萬 6 千個,介於 1公分到 10 公分的則高達一百萬個。
圖|PanSci YouTube

在這些太空垃圾中,大多數大型太空垃圾就是來自發射衛星後,一起留在太空的第二節推進火箭,小型太空垃圾則來自火箭爆炸或各種大大小小碰撞所產生的碎片。

太空上曾發生過嚴重的太空垃圾碰撞事件?

歷史上比較嚴重的一次撞擊事件發生在 2009 年,銥衛星公司運作中的通訊衛星,重量 700 公斤的 iridium 33,和失效、重 900 公斤的蘇聯軍用衛星 kosmos 2251,在 789 公里的高空,兩台衛星以每秒 11.7 公里的相對速度直接撞上,化成了兩團在軌道上繞行的碎片團。

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NASA 估計,這單一次的碰撞產生了超過 2000 片可追蹤的碎片,雖然許多碎片受地球引力慢慢墜入大氣燒毀,但直到到 2023 年 2 月的統計,大約還有一半,也就是 1000 片碎片留在軌道上。過往也曾經觀察到碎片從距離國際太空站僅 100 多公尺的位置驚險掠過。

如何解決太空垃圾的問題?

太空垃圾又多又危險,真的有辦法清除嗎?

2023 年三月,NASA 發表一篇研究,整理了關於各種清理太空垃圾的方法與成本,包含從地面或太空發射雷射推動垃圾改變軌道,或是直接物理性撞擊改變軌道,還有透過捕捉垃圾,直接在太空將垃圾循環利用,作為燃料或其他用途的再利用等方法。

透過捕捉垃圾,直接在太空將垃圾循環利用,作為燃料或其他用途的再利用。
圖|PanSci YouTube

清理不同大小的物體,要用的方法跟產生的效益也不同,因此他們評估了針對兩種策略。第一種策略將會優先處理目前最大、最具威脅性的 50 個太空垃圾,例如完整的第二節火箭或是失去功能的完整衛星。第二種策略則是優先移除 1 到 10 公分的十萬個小型垃圾。NASA 分別評估處理這兩種目標帶來的效益,恩,所謂的效益,就是預估能減少多少因為太空垃圾碰撞而產生的損失。

要如何移除太空垃圾呢?

移除大型垃圾主要的方法主要是再入大氣層(re-entry),簡單來說就是讓垃圾落入大氣層燒毀。這個方法預計讓運送任務完成的火箭載具,透過剩餘的推進燃料,順手將其他大型垃圾帶下來。移除這 50 個大型垃圾預計總共會花費 10 億美金,但在移除 30 年後所帶來的效益,將會超過花費的成本,非常划算。

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至於小型太空垃圾,主要使用的方法將會是成本較低的雷射。藉由雷射產生的微弱動能來改變垃圾的軌道,將它們送入大氣層或推離常用的軌道。發射雷射的裝置可以設置在地面或是太空中,單純以使用效率來說,設置在太空所需要的能量較低,但是設置在地面維護和管理比較方便。然而這也衍伸了許多爭議,主要圍繞在這個清除垃圾的雷射也可以作為武器使用,例如在戰爭爆發時用雷射攻擊敵國的衛星。不過如果順利設置的話,清除十萬個小型垃圾後大約只要十年就可以達到等同於成本的效益,比移除大型垃圾能更快回收成本。

至於小型太空垃圾,主要使用的方法將會是成本較低的雷射。藉由雷射產生的微弱動能來改變垃圾的軌道,將它們送入大氣層或推離常用的軌道。
圖|PanSci YouTube

方法有了,但我們真的能讓太空再次乾淨嗎?

太空垃圾問題有解嗎?

現在的太空有多擁擠?

如果把歷史發射資料整理出來,會發現近五年人類的衛星發射數量幾乎是直線攀升,2012 年一整年全世界也只發射了 200 多顆衛星,到了 2022 年已經成長到一年 2000 多顆衛星。而且絕大部分都是來自於美國的衛星,想當然很大一部份都來自於 SpaceX 的星鏈計畫。而受益於獵鷹九號的高成功率和可回收造就的低廉成本,也能夠發射更多的中小型衛星,像是我們臺灣也發射了不少自主研發的立方衛星上太空,例如 2021 的「飛鼠」和「玉山」以及最近才剛發射的珍珠號立方衛星。

如果所有的衛星與火箭都會變成太空垃圾,我們清理垃圾的速度又不夠快,還有可能發生凱斯勒現象(Kessler syndrome),也就是碰撞產生的碎片引發連鎖反應,造成更多撞擊和更多碎片,讓不可控的太空垃圾快速增加,直到新的火箭與衛星都難以穿越,我們將無法前往太空,被自己的創造出的人造物封鎖在地球。

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如果所有的衛星與火箭都會變成太空垃圾,我們清理垃圾的速度又不夠快,還有可能發生凱斯勒現象(Kessler syndrome),也就是碰撞產生的碎片引發連鎖反應,造成更多撞擊和更多碎片,讓不可控的太空垃圾快速增加,直到新的火箭與衛星都難以穿越,我們將無法前往太空,被自己的創造出的人造物封鎖在地球。
圖|PanSci YouTube

治標也要治本,我們對於即將發射進太空的人造物能有套管理辦法嗎?

1967 年在聯合國通過並簽署的《關於各國探索和利用包括月球和其他天體的外太空活動所應遵守原則的條約》,簡稱為《外太空條約》。這個條約制定了各國在外太空活動所應該遵守的原則,其中和人造衛星有關的原則主要有三個:

  1. 國家責任原則:各國應對其航太活動承擔國際責任,不管這種活動是由政府部門還是由非政府部門進行的
  2. 對空間物體的管轄權和控制權原則:射入外空的空間物體登記國對其在外空的物體仍保持管轄權和控制權
  3. 外空物體登記原則:凡進行航太活動的國家同意在最大可能和實際可行的範圍內將活動的狀況、地點及結果通知聯合國秘書長

也就是說,雖然各國需要將太空活動回報給聯合國統計,但實際上在制定規範和進行管制的還是各國本身。以美國來說,分別需要和 FAA 聯邦航空總署申報火箭發射和再入大氣層的計畫,以及向 FCC 聯邦通訊委員會申報衛星的通訊規格,至於要如何避免在太空發生碰撞,是發射單位要自己負起責任,公部門只提供有追蹤的物體軌道資料。

如何避免在太空發生碰撞,是發射單位要自己負起責任,公部門只提供有追蹤的物體軌道資料。
圖|PanSci YouTube

不過對於衛星任務結束後的處置,FCC 倒是有相關的規定和罰鍰。因為如果衛星有動力系統,可以在任務結束時就控制墜入大氣層或飛離常用軌道,進到所謂的死亡軌道(Graveyard Orbit),而通常在申請發射衛星時,也需一併提供任務結束後的處置方式。

去年,衛星電視業者 Dish Network 沒有按照它在 2012 年所制定的衛星處置計畫,將衛星從離地 36000 公里的地球同步軌道再往外推 300 公里。這顆衛星在移動的半途中就燃料耗盡失去了動力,只離開原本的軌道 120 公里,FCC 因此對衛星電視業者開罰了 15 萬美元。這起首次針對太空垃圾的開罰,對於太空垃圾的管制具有重大的意義,代表著對太空垃圾危害性的重視,也代表著清理太空垃圾的商機正在逐漸成長。

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清除太空垃圾能有商業價值?

隨著商業化的太空活動逐漸熱絡,如何讓清理太空垃圾不只是空談也成了一個重要的問題。如果軌道上的垃圾減少,受益的會是所有使用軌道的衛星。就與現存的回收與垃圾處理方式一樣,我們可以規定所有衛星的生產者都必須繳交「太空垃圾處理費」,如果在發射的過程中產生額外的太空垃圾,則必須提高費率。相對的,如果一家公司提供清理太空垃圾的服務,則可以獲得這些「太空垃圾權」並換成對應的金額。

我們可以規定所有衛星的生產者都必須繳交「太空垃圾處理費」,如果在發射的過程中產生額外的太空垃圾,則必須提高費率。相對的,如果一家公司提供清理太空垃圾的服務,則可以獲得這些「太空垃圾權」並換成對應的金額。
圖|PanSci YouTube

另外,雖然目前對於在軌道上進行捕捉再回收的直接經濟效益並不突出,但如果未來在太空可以建立起專門的處理設施,或許可以作為一個長期的太空垃圾處理機制,沒想到吧,人類要成為跨行星文明的第一步,竟然是得先成立太空垃圾清潔隊。

不過話說回來,要讓各國政府願意砸大錢在太空垃圾回收產業可能還需要一點時間。畢竟相較於直接影響到生活的全球暖化,太空垃圾的危害並不那麼可怕,大型垃圾的撞擊也可以預測並提前避開,因此短時間內也還不會有明顯的感受,但如果你是需要觀測的天文學家,可能就覺得垃圾好礙眼了。

最後想問問大家,你覺得處理太空垃圾最好的辦法會是什麼呢?

  1. 向所有太空公司徵收處理費,培育回收業者,資本的事情資本解決。
  2. 從技術研發著手,火箭能回收,想必衛星回收技術很快也能做出來。
  3. 都別處理了,就等人類把自己鎖死在地球,宇宙垃圾就不會再增加了!

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「科學」能有價值觀嗎?堅持「客觀」反而讓民眾失去信任?——《為何信任科學》
貓頭鷹出版社_96
・2024/05/26 ・3357字 ・閱讀時間約 6 分鐘

科學這門事業並非價值中立,個別科學家也不是。沒有任何人可以真正做到價值中立,當科學家這樣講自己,人們會覺得他們虛偽,因為那是不可能的。除非他們是白痴學者或超級天真,不然就是不誠實。然而誠實、開放和透明又被認為是科學研究的核心價值。科學家怎麼可能同時做到誠實,又說他們沒有自己的價值觀?如果科學家要堅守誠信,同時卻讓大眾誤解他們的角色(就算不是故意的),這會讓他們的事業出現根本的矛盾。

可能有人會反駁,科學家並不是說他們沒有自己的價值觀,只是不會允許這些價值觀影響到科學工作。這種論述不可能證明對或錯,但社會科學研究和一般常識都顯示這不太可能。這就把我們帶到下一個問題,不知為何長久以來都沒有人認真討論一件事,但它卻是許多美國人不信任科學的核心因素:要說科學是價值中立的,多少是在說它沒有價值,至少除了創造知識以外沒有其他價值,而這很容易就變成在說科學家沒有價值信念。當然不是這樣,但如果科學家不願意討論他們的價值觀,就會給人一種印象,認為他們的價值觀有問題,所以才需要遮遮掩掩,或認為他們根本就沒有價值信念。你會相信一個沒有價值信念的人嗎?

我在第二章提出了一個問題:忽視科學主張但最終發現它是對的,風險是什麼?相比之下,相信一個錯誤的科學主張,風險又是什麼?回答這個問題必須仰賴價值。我和康威合著的《販賣懷疑的人》提到,氣候科學所引起的爭辯,幾乎都是價值上的爭辯。很多有影響力的人物在一九八○和一九九○年代相信,政府干預市場的政治風險是如此之大,超越了氣候變遷的風險,因此他們懷疑、蔑視,甚至否認後者的科學證據。這些立場由自由主義智庫繼承,得到共和黨支持,演變成共和黨支持者很多都否認氣候變遷,只是有些積極、有些消極;然後再演變成很多質疑「大政府」的人都懷疑氣候變遷,包括商人、長者、福音派基督徒、住在美國鄉下的人。

即使氣候變遷的證據不斷累積,懷疑論者還是堅稱,就算氣候真的有在變遷,情況也不會太嚴重,或者不是「我們造成的」。因為如果事情真的很嚴重而且是我們造成的,那我們就應該採取行動,可能需要政府以某種方式管制。如此一來,否認氣候變遷逐漸變成美式生活的常態,先是否認證據,最終否認事實。這個問題非常嚴重,但是對於氣候變遷否認者秉持的價值,不能一網打盡說是錯的。

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共和黨支持者很多都否認氣候變遷。圖/giphy

我們可以討論大政府和小政府的優缺、市場管制不足或過度管制的風險,但任何這類討論都(至少在某種程度上)是從價值出發。如果要開誠布公討論這個話題,就必須討論我們的價值觀。不同的人面對同樣的風險,可能有不同的想法,不代表他們就是愚笨或腐敗。人為氣候變遷的科學證據很清楚,疫苗不會導致自閉症很清楚,使用牙線有益健康也很清楚。但價值觀導致許多人拒絕接受證據指出的事情。

回到剛才的問題:你會相信一個沒有價值信念的人嗎?答案當然是不會,這種人是反社會人格。你也不會相信那些擁抱你所厭惡的價值的人。但如果你認為,某個人的價值觀起碼部分與你相似,就算不盡相同,你可能就比較願意聽聽他的想法,接受他說法的一部分。因此,無論價值中立是否能讓一個主張在知識論上比較站得住腳,可以確定的是它在現實中沒有用,不能以此確保溝通、建立信任的連結

科學寫作的主流寫法不只試圖隱藏作者的價值觀,也把他們的人性一同抹煞了。價值觀隱藏、情緒不得伸張、避免使用形容詞,甚至連「我」這個字都無形中禁止了,即便論文只有單一作者也一樣。理想的科學論文寫得好像作者沒有價值觀或感覺,甚至好像作者根本不是人,這都是為了表現出客觀。

圖/envato

科學家可能覺得根本沒辦法讓否認氣候變遷和相信地球年紀是 6000 年的人相信他們。或許這是真的。我曾經公開表示對於要如何跟千禧世代交流感到非常絕望,他們之中有些人聽信末世論,認為世界就要毀滅了,幹麻還擔心氣候變遷?但當我陷入絕望,隔天幾位記者就告訴我怎樣才能透過基督教價值和教導打動這些人。他們建議我從價值觀下手,社會科學研究也支持這種想法。

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結論

科學家壓抑自己的價值觀,堅持科學是價值中立的,這是一條歧路。他們認為人們如果相信科學沒有價值觀,就會相信他們,但這是錯的。

墨頓顯然這樣想,但他可能是錯的,或許反過來才是對的。原因如下:

政治與社會觀念保守的基督徒、自由主義者、共和黨人拒絕相信演化論和人為氣候變遷,大部分分析都聚焦在科學家與這些人之間的價值衝突。但我相信,驅動大多數科學家的價值觀,還是和大多數美國人的價值觀有重疊之處,包括多數的保守派和宗教信徒。近來有一些科學家開始公開聲明他們的價值觀,我認為部分原因是,他們深信這些價值觀確實得到廣泛接納,可以作為信任連結的基礎。 我認為他們是對的。

我認識的大部分科學家都想要預防疾病、促進人類健康、透過創新和發現來強化經濟、保護美國與全世界美麗的大自然。前共和黨議員殷格利斯講得很有說服力,他談到他和海洋生物學家一同造訪大堡礁,他們肩並肩站著,欣賞珊瑚礁周邊生物撼人的美麗。殷格利斯了解到一件事:他看到「創造」,科學家看到「生物多樣性」,但他們實際上看到的、在意的、珍惜的,是同一件事。

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我好喜歡這個故事,因為多數人至少都在某方面珍愛自然。不同背景的美國人都曾造訪國家公園和森林,去健行、釣魚、露營、開車、攝影、漫遊、抱怨,雖然從事不同活動,但美景與體驗帶來了共同的喜悅。儘管如此,我們對人類與自然世界的關係,確實有不一樣的想法。有些人想要在冬日的黃石公園騎雪上摩托車,有些人想要安靜休養。幾乎所有美國人都說他們相信自由,然而我們對這個詞的理解卻嚴重分歧,也很難同意該把哪一類自由看得最重要。柏林有句名言:狼的自由可能代表羊的死亡。同意「自由」這個詞意義並不大。

宗教歷史學家普羅特勞指出,猶太人、天主教徒和新教教徒都相信十誡,但是版本差距之大,令人吃驚。例如天主教放棄了不可崇拜偶像,而猶太教與新教徒堅守此道。天主教因此少了一條戒律,只剩九條很奇怪,於是他們把最後一條一分為二,變成第九條是不可貪圖鄰人之妻,第十條是不可貪圖其他東西。儘管如此,美國人中超過 70% 都信奉這三個宗教,他們都還是認同不可殺人、偷竊、通姦或做偽證,也相信我們應該崇拜唯一真神、不可妄稱神的名、守安息日、孝敬父母。伊斯蘭教也同意這些,只是比這三個宗教更加強調慈善:課(zakat),也就是施捨,是五大支柱之一。不過,看看 zakat 這個字和希伯來文中的 tzedakah 多麼相似,tzedakah 代表慈善施予,是猶太生活的道德義務。慈善也是基督教的核心價值,虔誠的摩門教徒會繳納什一奉獻。

在很多政治議題上我們意見相左,但我們的核心價值大部分都重疊。釐清這些我們都同意的部分,並解釋它們和科學研究的關聯,我們就有機會克服盛行的懷疑論與對科學的不信任,尤其是因價值受到衝擊而產生的不信任。

We have been authorized by Princeton University Press to use this conten. 該內容由普林斯頓大學出版社授權使用

——本文摘自《為何信任科學:科學的歷史、哲學、政治與社會學觀點》,2024 年 04 月,貓頭鷹出版,未經同意請勿轉載。

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貓頭鷹出版社_96
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