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船上的群聚感染——海上超大型培養皿│環球科學札記(40)

張之傑_96
・2021/08/18 ・1805字 ・閱讀時間約 3 分鐘

  • 作者 / 張之傑

二○二○年春節前後,新冠病毒肺炎開始蔓延。二月初,最引人注目的新聞是豪華郵輪鑽石公主號的群聚感染。

元月二十日,鑽石公主號搭載三七一一人(船員一○四五人、乘客二六六六人)從橫濱啟航,開始為期十四天的旅程。此行停靠點有鹿兒島、香港、峴港、下龍灣、基隆、沖繩,最後返回母港橫濱。

鑽石公主號二十五日停靠香港,有位香港乘客在香港下船。二十九日,這位香港乘客驗出感染新冠病毒肺炎。三十一日,該船停靠基隆。二月三日,返回母港橫濱。日本政府為慎重起見,實行海上隔離,禁止船上所有人員下船,並派遣檢疫人員登船檢疫。這一檢疫,不得了!每天都檢出若干人,到二月二十日海上隔離結束時,確診人數已達六三四人,最後竟達七一二人!

2020年3月1日,無人機所拍停靠橫濱碼頭的鑽石公主號。Hovering Cat攝。圖/Wikipedia

鑽石公主號停靠基隆時,曾有二六九四人下船,行程包括故宮、中正紀念堂、台北一○一、龍山寺、忠烈祠等等,中午在圓山大飯店用餐。為此台灣也緊張起來。然而,除了做些善後工作,諸如在乘客經過的地方噴灑漂白水消毒,此外很難有什麼積極作為。武漢肺炎的潛伏期可到兩星期,如兩週後仍沒出現病例,大概就沒事了。

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在報上或電視上看到鑽石公主號的染疫新聞,不禁想起我們環球之旅的情景。還沒上船,旅行社人員就告訴我們:「上船時要多帶口罩,多準備些感冒藥。船上是個密閉空間,如有人感冒,就會到處聽到咳咳咳的咳嗽聲。」此行的一○三天航程,船上就發生過一次群聚感染,媒體說郵輪是個超大型的培養皿,還真有點道理呢。

圖/Giphy

環球之旅期間,我感冒兩次,一次是過敏引起的,一次是被感染的。人的鼻腔、口腔中本來就有些導致普通感冒的病毒,最常見的是鼻病毒和冠狀病毒。當我們抵抗力低時,這些病毒就可能趁機出來作怪。過敏就是讓我們抵抗力降低的因素之一。和平號四月二十日啟程,我在四月二十八日的日記上寫道:

晚飯後發現八樓的兩個小Spa池子有人泡澡,也有人躺在躺椅上。我們各拿一條藍毛巾當枕頭,躺下休憩一會兒。天上的彩雲朝東北方向奔去,大概是西南季風所致吧。我們各自照一張像,記錄這片刻的悠閒。原本想等到星星露臉,海上沒有光害,星星應格外明亮。不知怎地(事後想想可能是聞到煙囪冒出的煙),忽然打起噴嚏,鼻涕像自來水似的流個不停。我有不祥的感覺,弄不好就會感冒。

結果真的感冒了,拖了半個多月才真正痊癒。另一次是六月間,船上很多人感冒,咳嗽聲此起彼落,可說是一波群聚感染,感染者至少佔乘客的四分之一,我和內人都沒能躲過。這波感冒五月下旬就現出端倪,我在六月二日的日記寫道:

看秀的團員將百老匯廳塞得滿滿的,連台階上都坐滿人,我旁邊的台階上坐著一位日本老先生,他不停地咳,讓我害怕。船上有太多人感冒,一方面船艙幾乎密閉,空調系統也是連通的;一方面感冒的人大多不戴口罩。

郵輪是個密閉空間,很容易群聚感染,圖為和平號上的服裝表演。圖/作者攝

這波感冒歷時約一個月,我在六月二十三日的日記上寫道:

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人們常說,日本人守規矩,具有公德心。上了和平號,發現日本人集體時守規矩,個人並不見得守規矩。公德心更是如此。船上一再呼籲,感冒了應戴口罩,這點台灣人大多做到了,那些在公共場所咳個不停的大多是日本人。今天午餐時,我旁邊有位日本人就不掩飾地大聲咳欶,嚇得我草草吃完,趕緊走人。聽演講時,旁邊及後面又有人沒戴口罩咳個不停,也都是日本人。

六月二十四日的日記上寫道:

溫度開始降低。早餐時大多數乘客已穿上外套,我穿內衣加兩件短袖T恤,午餐時再添上一件毛背心,變成穿四件,仍覺得有點涼。剛落坐,對面來了一位戴口罩的日本太太,她咳得很厲害,一落座就脫下口罩,還在餐巾紙上吐出一大口濃痰。沒待內人吃完我就獨自離開,最近很多人感冒,要小心。

慶幸的是,這波群聚感染只是普通感冒,要是流感的話可就麻煩大了。

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張之傑_96
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張之傑,字百器,出入文理,著述多樣,其中以科普和科學史較為人知。

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

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高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

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因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

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他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

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林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

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大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

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月子中心群聚風險高!一人感染呼吸道融合病毒(RSV)可傳五人,寶寶最危險
careonline_96
・2025/05/07 ・2274字 ・閱讀時間約 4 分鐘

圖 / 照護線上

「年紀越小,感染病毒與併發重症的風險就越高!尤其是未滿六個月前的嬰兒」台中榮民總醫院兒科主任陳伯彥醫師表示,對新生嬰幼兒來說,因為免疫系統尚在發育,容易受到各種病毒的威脅。在後疫情時代,群聚感染更是需要慎重看待的議題。

群聚感染指的是在同一環境中,至少有兩名或以上人員先後出現相似症狀或感染同一病原,這容易造成病毒快速且具規模的傳播,常發生於月子中心等產後護理之家、幼兒園、長照機構等場所。陳伯彥醫師提到,現在很多產後護理機構都美輪美奐,重視舒適環境與設備,有許多共用空間與團康活動。但因為人流複雜、若陪伴探望家屬有輕微症狀、家中有大寶等都可能讓病毒入侵,若無妥善做到分區照護與管控,群聚感染就很容易爆發。

嬰幼兒最常見感染病毒RSV 傳染力極高

常見的嬰幼兒群聚感染病毒包括呼吸道融合病毒、COVID-19、流感病毒、腸病毒、輪狀病毒、流行性腦脊髓膜炎等。其中以呼吸道融合病毒(Respiratory syncytial virus, RSV)最為常見。陳伯彥醫師表示,研究統計資料表示,約九成嬰幼兒在2歲前都有感染過 RSV,因 RSV 具有高度傳染性,一名感染者可傳染給五位,主要透過飛沫與接觸等方式傳染。從觀察來看,台灣一年四季都有案例,其中在夏秋兩季達到高峰,四、五月雨季也會多一些。

嬰幼兒慎防呼吸道融合病毒
圖 / 照護線上

RSV 無終生免疫 嬰幼兒重症嚴重恐致命 

陳伯彥醫師指出,每個人都可能感染 RSV,不過兩歲以下的嬰幼兒、早產兒與慢性肺病、先天性心臟等高風險族群更容易因感染併發急重症,住院比例很高。特別是感染 RSV 後也不會產生終生免疫,仍有機會再次感染。

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感染 RSV 的常見初期症狀包括鼻塞、咳嗽、喉嚨痛、發燒等。因嬰幼兒的氣管細小,容易因為 RSV 感染而堵塞,造成嬰幼兒出現喘鳴、發出咻咻聲、呼吸急促甚至呼吸窘迫、發紺等情況。RSV 潛伏期約3天,病程進展快速,從像感冒的症狀演變成重症不到一週,容易導致下呼吸道感染,發展成細支氣管炎、肺炎等嚴重併發症,若心肺功能較差,還會危及生命。部分患者可能出現續發性的細菌感染或中耳炎,讓整個住院治療時間拖更長,短則十天,嚴重者甚至要在加護病房接受插管治療,治療期間可能長達兩週以上。

對於 RSV 感染後的治療,陳伯彥醫師表示,考量到嬰兒身體發育狀況,擴張劑、類固醇、與抗生素這些治療方式都不建議使用,主要採取支持性療法,給予氧氣、補充水分及營養,慢慢對抗病毒。「因為RSV沒有特效藥來專門治療,目前的防治策略是大力呼籲預防勝於治療。」

呼吸道融合病毒預防勝於治療
圖 / 照護線上

由於成人在感染 RSV 後的症狀較輕微,可能在不知不覺中將病毒傳染給嬰幼兒。建議家長、照顧者要戴口罩、勤洗手,特別是嬰幼兒容易有唾液、鼻涕沾附物體,環境加強消毒非常重要,也可檢視托嬰機構是否有做好消毒與分區照護控制管理。另一方面,可以選擇替嬰幼兒施打單株抗體。陳伯彥醫師說明,目前尚無嬰幼兒使用的 RSV 疫苗,單株抗體與疫苗不同,是直接打抗體到身體提供保護。雖然保護期比起疫苗透過抗原產生的自發抗體較短,但對於容易受到急重症威脅的嬰幼兒是非常重要的有效防護措施。

呼吸道融合病毒預防重點提醒
圖 / 照護線上

群聚感染高風險環境 接種單株抗體保護嬰幼兒

目前除了針對早產兒、慢性肺病、先天性心臟病等高風險族群,有健保的短效型單株抗體之外,也已有可適用於一般嬰幼兒的自費長效型單株抗體,單次施打提供六個月以上的保護力,可以在嬰幼兒免疫系統發育期給予及時支援。根據臨床數據,健康嬰兒施打長效型單株抗體後,可減少併發重症,並降低八成住院率,家長也免於工作請假日夜看顧,大幅減輕照護壓力和經濟負擔。

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陳伯彥醫師表示,國外會在明顯的 RSV 流行季來臨前替嬰幼兒接種。但台灣無顯著的流行季,且考量 RSV 的高傳染性與後續健康威脅,建議高風險族群一定要盡早施打。此外,父母送嬰幼兒送到月子中心或托嬰機構等群聚感染高風險的場所之前,都可以考慮接種單株抗體,以降低感染與重症的風險。萬一不幸發生 RSV 群聚感染,也可以盡快施打,能快速產生肺部保護性抗體,降低急重症產生。

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海上救援和逃生演習——和平號順利歸航│環球科學札記(58)
張之傑_96
・2021/12/22 ・2311字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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  • 作者 / 張之傑

和平號第一○一回約有乘客一千人,不少已七老八十,年紀最大的一位已九十四歲,一百多天下來,難道沒人有個三長兩短?有倒是有,不過沒人喪亡。我們臨下船時,有位船上的職員說:「你們一○一回真幸運!」

和平號。圖/Wikipedia

六月四日,風浪很大,整天覺得暈暈的。晚餐到四樓進餐,有四位台灣團員在門口等候,我們一起進去,八人的桌子我們佔了六席。一位團員告訴我,行動不便的C先生,因前列腺問題,尿不出尿來,他們同室的三位年輕人(也六十幾了)把他抬到醫務室,導尿後已躺了一天。

七月二十九日,午餐後在八樓散步,發現有位日本畫家中村洋一用毛筆為人畫像。我們過去了解一下,才知道要領號碼牌。我們拿到十二號,當時他正為二號作畫。請他畫像要自備紙張,到小賣部去買,已賣完了,只好用複印地圖的反面充當畫紙。時間還早,內人要去上日語課,約定下午三時由我帶著號碼牌和畫紙到八樓會合。

我們到達時,早已過了號。中村先生作畫極快,畫一張小畫不過三、四分鐘,我們拿出那張 A3 的銅板紙,他並沒拒絕。狼毫落紙有聲,不到五分鐘就勾勒出兩人的神情,還落上款,寫上日期。有位北京畫家曾對我說,用毛筆作素描最難,沒想到在船上遇到了。中村先生臨下船才為人作畫,而且只畫一天,我們剛好趕上,不是緣分是什麼?

我們剛取到畫作,突然響起廣播:「有人因急症,將在硫磺島海域送醫,八至十樓甲板關閉,以便直升機降落。」這是啟程以來從沒遇到過的事,不免引起大家關注。急症病人應該是日本人,如果是華人,我們應該有所耳聞。事後才知道,果然是位日本老先生,他午餐時心臟病發作,已送往醫務室。

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同一天惜別晚宴,船上的所有工作人員,包括我們的管家、常見的餐廳服務生等,和從沒見過的廚物人員,都唱著歌,揮著手,出來和大家告別。是的,一○三天旅程即將結束,已是勞燕分飛的時候了。

晚宴後響起廣播:「因天候不佳,送醫行動延至明晨六時。明日清晨八至十樓甲板關閉,以備救難直升機降落。」翌日(七月三十日),不到清晨六時就響起廣播:「救援行動已結束,和平號將繞行硫磺島一周,然後繼續航行,抵達橫濱時間不變。」

救援行動不許靠近,有位游先生以長鏡頭錄下整個救援過程,秀出錄影給我看。和平號八樓甲板太小,不能降落,國際救援組織的直升機垂吊下一人,病人早已躺在擔架上,直升機將救援者和擔架一起吊到機內,隨即飛往硫磺島急救,再轉往日本。游先生對我說,這趟救援一百萬日元跑不掉。

海上救援。從直昇機下來的救援人員,和躺在擔架上的病患,一起吊到直升機上。圖/李枝福攝

吃過早餐,約七時四十分,到八樓甲板,發現和平號向南航行,已繞到硫磺島西側,島上的火山口清晰可見。海濱噴氣口噴出的氣體,似乎可以聞到硫磺氣味。有位日本乘客站在船舷窗前,合十對著硫磺島膜拜。二戰時美日曾在此血戰,雙方傷亡慘重,日軍戰死二三七八六人。和平號完成救援工作繞行硫磺島一周的目的已不言可喻。

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從海上救援,想起每月一次的逃生演習。四月二十日我們一上船,還沒收拾好行李就響起逃生訓練(演習)的廣播。此後乘客每月演習一次,工作人員每週演習一次。雖屬例行工作,但不怕一萬,就怕萬一,如果發生船難,這樣的演習應可發揮作用。

每月一次的逃生演習。圖/作者攝

逃生演習所有乘客必須參加,各人取下房間衣櫃頂層的救生衣,穿綁整齊,到八樓指定地點集合。管家負責將各個房間的人清空。經過刷ID卡,確認所有的乘客皆已到齊,響過幾次逃生警報後結束,整個過程約一小時。環球期間我們作過四次逃生演習,但從沒真正登上過救生艇。

吊掛船尾的救生艇。圖/作者攝

和平號的救生演習,悉依「國際海上人命安全公約」(SOLAS公約)的規定執行。SOLAS公約的訂定,和鐵達尼事件有關,一九一二年鐵達尼號擦撞冰山沉沒,二二二四名人員死難一五一四人,此事引起國際關注。一九一四年,通過SOLAS公約,經過多次修訂和補充,已擴展至郵輪安全的各個方面,要求極為嚴格。

SOLAS公約規定,郵輪配置的救生設備數量,必須為滿載人數的百分之一百二十五;水密艙高度需延伸至最高一層連續水密艙壁甲板;所有的救生艇必須能在發出棄船信號三十分鐘內,載足全部乘客和用具降落水面。鐵達尼號事件死亡眾多的主要原因,是救生艇不足,水密艙高度太低,以及船員和乘客欠缺逃生演練所致。

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和平號的救生艇懸掛在九樓船舷外側,每側封閉式二艘,敞開式五艘,都有螺旋槳,這些救生艇是供乘客逃生用的。技術工人每天不停地在救生艇及其懸掛架爬上爬下,作各種檢查和上漆工作。六月十一日我們參觀八樓船頭的駕駛艙時才知道,船上掛著的滾筒狀設備,原來是塑膠救生筏,卸除外殼,落入海中就會自動充氣張開,這是供船員們用的。

船員用的救生塑膠筏。圖/李枝福攝

如今科技進步,藉著雷達和聲納,只要小心謹慎,就可以防止觸礁、撞船或撞冰山一類的事發生。藉著氣象雲圖和天氣預報,可避開颱風或颶風。唯有意外事故所引發的火災難以避免,這從SOLAS公約有關防止火災的條款特別多、特別細可以看出端倪。

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