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時空長河畔的星狩者——《再.創世》專題

再・創世 Cybernetic_96
・2021/08/03 ・5193字 ・閱讀時間約 10 分鐘
  • 作者 / 伍薰

我們都曾是獵人,以弓箭奴役百獸萬物。

儘管在空間上相距數萬光年、在時間上相距數億年,忽略指頭數量等細微差異的話,我們可說十分相像。因此,接下來我要說的事,會盡量以你們人類熟悉的詞彙來比喻。

孕育我們兩個物種的母星,都位於 G0 光譜恆星適居帶的行星,甚至就連星球地表的重力、大氣組成、海陸比例,與自轉軸偏角都差不多。我們的文明同樣經歷了從游獵進入農耕、最終走向工業革命的過程,甚至就連政治格局,也跟人類現在差不多——強權挾氫彈保持恐怖平衡、人口失控成長,百分之一的少數,則掌握著行星百分之九十九的資源。

作為那幸運的百分之一( 嚴格說來是百萬分之一),我的家族事業有一部份,是專門將古代浮游生物遺骸所轉化成的黏稠液體從地底下抽出,製作成器皿與燃料來驅動世界。當許多學者提出警告,說我們這行製造了太多溫室氣體,最終將導致嚴重的氣候變遷,本家族的反應是捐獻更多資金給遊說團體、媒體與政客,全盤否認暖化。

圖 / Pixabay

反正,死於熱浪與極端氣候的,只會是那些卑賤的基層勞工,不會是我們這些真正掌握世界的權力者,當那百分之九十九為了支付冷氣錢死命工作,我們這百分之一則早已透過客製療程逐步調校自己的遺傳碼,將預期壽延長了一倍以上。

北極海冰不再結凍時,我的家族立刻進駐從事老本行,列強的重心也直接放在終年暢通的北方航線上,而未曾考量過後續的氣候危機。直到南極陸塊周遭的冰棚全數裂解,厚達數公里的冰川失去支撐而開始快速融化、崩解時,即使想力挽狂瀾,也已經來不及了——冰川在短期內全數落入海中,直接導致了全球海平面上升六十公尺。

生命以難以想像的速度消逝時,我們每個家族也總有些成員正在沿海都會進行視察而遭逢不幸。不過總體而言,我們對世界的掌控力並未受到實質影響,依舊貪婪地在背後操弄列強,搶先在露出土壤的南極大陸上插旗。

我們顯然過於自信,而忽略了事物之間的微妙關連——將近六百座的核能發電廠大部分都沿海而建,快速上升的海平面很快就淹沒整個廠區。核反應爐則在數天到數周內因為冷卻水的停止灌注而爐心熔毀。後續的氫爆,則將放射性物質源源不絕地排放到海水中。

圖 / Pixabay

我們的母星,也在此刻正式迎來了永不可逆的改變。

很快地,所有海產均因輻射超標而無法食用,與海相關的休憩則永遠成為歷史名詞;跨海航運,則成為被汙名化而必須存在的行業。在各地輻射規範鬆緊不一的狀況下,輻射物質終究因極少數的便宜行事,而被挾帶上陸地。

α、β、γ——你們所孰悉的這三個希臘字母所代表的放射性衰變,從此與我的族類永存,伴隨輻射而來的不可逆疾病加劇了動盪,最終則導致了秩序的永久崩解。當局勢失控時,我們這百分之一遁入了先前秘密建造的永久避難所,虛度一段歲月後,決定分批進入冬眠設施,以圖在適當時機重返地表,憑藉著庫存的大批貴金屬,再度接掌世界。

我們在兩千年後首度甦醒,向外探勘的代表,卻絕望地發現,地表上已經沒有了我們同類的足跡。

那些曾經生活著千萬人口的大都會,而今成為了滿布植披、地貌縱橫起伏的新棲地,曾被豢養、而今已經野性化的寵物與牲畜在其間安棲。欣欣向榮的景象背後,則是高度的幼體畸形率與夭折率,這起因於廣泛充斥於環境裡的輻射——在同類消失後,未被海水侵襲的其餘核能發電廠,也終因失去維護者,盡數熔毀的爐心,則導致放射性物質擴散到所有陸地。

自此,世間找不到一方淨土,世界被一分為二:其一,是核電廠反應爐的殘跡,這裡由於散發極端高量輻射,成為絕對無法接近的「禁區」;其二,則是其餘輻射污染相對輕微、生物還能苟延的「安區」。

圖 / Pixabay

即便是安區,輻射劑量仍然遠超健康生存的標準;此外,禁區不穩定狀態所造成的爆炸,仍不定期將高濃度的輻射塵向外擴散,侵蝕著安區。

某些意義上,我們確實毫不費力就再度掌控了全世界,與預期計畫不同之處則在於,世間再也沒有其他族群能供我們奴役使喚,深藏在避難處的貴金屬,此刻就僅不過是幾種重元素。

我們這些財閥巨富,正式從天之驕子的百分之一,淪為僅存的百分之百。

失望之餘,我們經過激烈辯論,決定將自己關回冬眠艙,將時限調整至設施的極限。我們悲戚地共同約定:下次睜開眼,若汙染並未改善,那麼就用僅存的氣力,見證我族最後的存續時光……

當冬眠系統達到運作極限,我們再度甦醒,時間已經快轉了五十萬年。我們穿著厚重的動力機甲邁向戶外,當年還依稀可見的都會遺跡,現在已經完全融入了自然地貌之中,曠野上奔馳著陌生又熟悉的走獸,牠們很顯然源自當年的寵物與家畜,卻因應環境裡新騰出的棲位,而滿是輻射的世界裡輻射適應。

然而,相較於可預期的外貌變化,我們始料未及是整個生態體系的基礎內裡,已在肉眼看不見之處,發生了翻天覆地的革命性變革。

——所有動物的代謝都緩慢得超乎預期,頂級階掠食者劍齒㹭的族群,兩次獵食至少間隔了十天以上。我們也觀察到:族群內越年幼、個體越小的個體,就花越多時間在進食上,也享有最高的進食順序,至於那些具備強大追捕能力的成年個體,則多半只是點綴性地咬上幾口,然後意興闌珊地在周遭找塊空間歇息,一面守望著大口進食的幼體。

圖 / Pixabay

「這樣難道不會餓死嗎?」——畢竟,分解獵物的體組織來取得化學能,是掠食動物維持代謝與生存的能量基礎,吃的東西數量不夠多、種類不對,唯一的下場就是死亡。

這並非唯一的不尋常之處。儘管由生產者、消費者、分解者構成的能量、元素循環仍然完善運作,但很顯然地,文明消失後五十萬年的這個生態系有點不太對勁。

若勉強要找出形容的詞彙,我會說整個生態系都有點「虛浮」——獵物與掠食者都散發出輕飄飄的慵懶感,與災變前野生動物紀錄片裡隨處所見的、那種生死相搏的激烈追逐戲碼比起來,現在的生態系感覺更像是動物們全體都嗑了迷幻藥,遺傳碼內建著愛與和平的溫馨方程式,不論呼吸或基礎代謝的速率,都遠比災變前大幅下降。

另一項不尋常之處則在於突變:災變頭兩千年所觀察到的嚴重畸形率,在現生族群裡已觀察不到了。然而污染大地的放射性物質,例如錼-237、碘-129 等都具有百萬年以上的半衰期,整顆星球上的輻射實際上並沒有減弱的趨勢。

可以想見這五十萬年來,生態系統必定經歷過什麼事,讓生物在充斥輻射的環境下有效壓低突變率,維持代謝與發育的正常。

少數具有生物學背景的同伴首先對動物進行了調查,其後則是植物,最後則是培養皿裡的微生物。在肉眼不可及的微觀領域,我們訝異地發現——五十萬年這段相當於地質史的「眨眼瞬間」,已經足夠微生物針對輻射汙染演化出相對應的適應機制,一支對紫外線具備抗性的嗜極微生物,在這段期間內快速演化成多個物種,分別能適應α、β、γ,或多重輻射衰變的環境。

圖 / Pixabay

還有更甚者,不僅能抵禦輻射對遺傳物質與代謝的危害,還發展出了全新機制,能以特殊的多層膜結構包裹輻射物質,並透過內嵌重元素的特殊色素蛋白,將輻射衰變的能量透過電子傳遞鏈,轉化為生物體能使用的化學能,稱之為「輻合作用」(Radiation synthesis)。這意味著,五十萬年間,已經有一批生物適應了輻射環境,並且反過來依賴著輻射的能量作為營生基礎。

不知從哪個時間點起,其中一種自由營生的特殊微生物,竟然廣泛地與所有動植物細胞建立關係,能同時被眾多物種的免疫系統忽視,而以內共生的形式,成為非固著性的胞器:同位素體(Isotoplast)。

雖然確切途徑尚不清楚,但同位素體最早似乎是透過與植物進行共同演化而成為植物細胞的胞器,再藉由草食動物的攝食,從消化系統開始發展與動物細胞的內共生關係。接著,再以相同模式,從食植動物的細胞水平移轉到掠食者體內。

每顆同位素體內部都含有放射源,輻合作用將能量源源不絕地供應給共生的生命體,伴隨著動物進食與發育,從食物裡獲得的同位素體越來越多,最終使其在達到成年體型後,就逐漸不需要來自食物的能源,而大幅降低代謝率與呼吸次數。攝食的主要目的,則轉變成補充氨基酸、核酸,與脂質等身體成分。

當代謝率下降,萬物繁殖的速度也隨之趨緩,整個新世界的節奏,已在無形中朝著「慢活」方向偏移。

圖 / Pixabay

我們徹查許多動物在這五十萬年內的遺傳碼變異,並憑藉著分子生物技術將這些適應機制移轉到自己的遺傳碼中,進而成功將同位素體引介到自己細胞內,自此獲得半永動的能量來源。

與此同時,我們則不斷測試細胞再分化的技術,終於能隨時憑藉外在調控重啟細胞分裂,誘導它們分化來補充那些因老化而死去的細胞。能無限復原的身體、加上同位素體所提供的無盡能量,讓我們得到了那柄開啟永生之門的鑰匙。

在災變以前,我們每個倖存者全都靠著剝削其他百分之九十九的勞動力、壓榨這顆行星的資源,來享受優渥生活;五十萬年後的現在,滿是輻射的母星理應是囚禁我們的煉獄,卻弔詭地在時光長河深邃的凝望中,在天擇鐵律的捶打下,被重鍛為新樂園。

所以我們放下了舊文明的種種,以「鉛民」(Leadian)作為自己族類的新名字,在風和詩歌的沐浴下,揭開樸素新頁。

圖/愛莫

當時間是永恆,很多事就不必急著辦,而能夠仔細咀嚼、好好品嚐。儘管恆星即將在三十億年後膨脹為紅巨星吞沒此地,我們也有二十九億九千萬年的時間來思考。

我們曾經是行星地表最殘暴的頂級掠食者,我們曾造就了最嚴重的大規模生物滅絕;而今,在這座永恆樂園中,我們卻選擇放下了獵人、農夫、鐵匠與士兵的身分,傾注心智在探索世間每一處細節。

數千萬年的歲月轉眼即逝,我們沉醉在安逸的如歌歲月中,卻忘了浩瀚星海裡,我們並不孤單。

工藝技術力只高我們一個層次的野蠻征服者並未放下他們的弓箭,在他們眼裡,我們這顆沐浴著輻射重生的行星,不僅是星間的特例,更是一頭彌足珍貴的「星際奇獸」。

被征服後,此地以放射性同位素體為基礎的生態系,被征服者系統化地歸檔,成為了他們推銷給星間各文明「輻射污染清淤工程」的標準授權商品內容。

永生的我們則淪為奴隸,被逼迫大量繁殖,幼童被大量灌食,直到體內的同位素體足以驅動他們進行十五萬年的勞動需求,才用星艦載運交付給遠方的買主。

十五萬年這個數字,是征服者開給的客戶的「保固期」。

我們被賣到星系各地的艱困環境去開採資源,我們曾經屬於自己族類裡的百分之一,而今卻淪為了宇宙經濟剝削體系下的那百分之九十九。

就這樣,漫長的兩億年間,我們鉛民「星際間最耐用奴隸」之名不脛而走,甚至數十億光年遠的纖維狀結構空洞彼端,都有慕名前來的買家。

天荒地老、海枯石爛,我的族人用字面上的意義,來償還我們所犯下的罪——不、你搞錯了,我指的並非讓星球滿布輻射污染這件事!而是——

獵人,從來就不該放下自己的弓箭。

我不知道其他同類的命運,自己卻很幸運地碰上好的奴隸主,而有幸撐過了遠遠長於「保固期」的年歲,最終被你們即將加入的公約組織營救,而恢復了智慧物種基本權,做為回報,我的第一個任務就是被派駐到地球來當說客。

組織交付給我的任務,是希望藉由我的親身經歷諄諄告誡,以期人類能盡快到達碳中和來避免氣候變遷,以免屆時公約組織需要耗費更多資源物力,從劫難中拯救這顆行星。

這是你們的百分之一與百分之九十九,必須要嚴肅思考、共同面對的問題。

不過如果我是你們,我就會評估:實踐碳中和的那個當下,這顆行星上是否還有足夠的能量,來對抗只略高你們一個層次的文明侵略?

雖然很動聽,但千萬別被那套愛與和平、進步與開化的謊言給騙了,誰說都一樣——即便是我的雇主、邀請你們加盟的公約組織。

畢竟,我們都曾是獵人,以弓箭奴役百獸萬物。

我們都看過,獵人放下弓箭的後果。

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再・創世 Cybernetic_96
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由策展人沈伯丞籌畫之藝術計畫《再・創世 Cybernetic》,嘗試從演化控制學的理論基礎上,探討仿生學、人工智慧、嵌合體與賽伯格以及環境控制學等新知識技術所構成的未來生命圖像。

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麥田圈、浮世繪、至尊魔戒?!「星海巡奇」一窺腦洞大開的天文奇景
研之有物│中央研究院_96
・2020/08/29 ・4351字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

  • 採訪編輯|歐柏昇、美術編輯|林洵安

宇宙也有麥田圈?重力如何害遠方星系「面目扭曲」,宛如魔戒?磁星會吹熱泡泡,研究員用電腦畫浮世繪?中央研究院天文及天文物理研究所參與中研院「開放博物館」,研究員們拿出壓箱底的天文美照與研究成果,促成「星海巡奇」線上展覽,滑鼠輕輕一點,即可穿越千萬光年的異世界,飽覽令人腦洞大開的天文奇景!

宇宙也有麥田圈?!

地球上的麥田圈還懸而未決,想不到太空中也有!?下面美麗神秘的「宇宙麥田圈」,其實是行星系統誕生之前的模樣──原行星盤。

兩張美照皆是由阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)望遠鏡,解析原行星盤「金牛座 HL 」所得的細緻結構。這是人類首度拍攝到這麼年輕的原行星盤高解析度影像,可一窺行星形成的秘辛!

這張是拍攝連續光譜,得到金牛座 HL 原行星盤的塵埃分布,清楚呈現環與間隙的構造。
圖/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

這張照片是拍攝分子譜線,得到金牛座 HL 原行星盤的氣體分布,同樣有環與間隙。
圖/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Yen et al.

智利沙漠上的 ALMA 望遠鏡,運用了「天文干涉技術」,一共有 66 座天線可以協同工作,且天線之間距離夠遠,才得以拍出原行星盤的細緻結構。在此以前,前一代望遠鏡對於這些年輕的原行星盤,只能看見平滑的盤面,沒有明顯的起伏,直到 ALMA 啟用才有重大突破。

阿塔卡瑪大型毫米波天線陣中的一些無線電望遠鏡,運用了「天文干涉技術」。若要用單一望遠鏡看清楚原行星盤,望遠鏡必須非常巨大,技術上很困難。因此天文學家先建造幾個「比較小」的望遠鏡,彼此相隔遙遠,再將它們的觀測資料一起分析,效果等同一台巨大望遠鏡,這就是「天文干涉技術」 。
圖/維基百科

原行星環:行星形成現場

說了半天,「麥田圈」盤面的環與間隙究竟是誰的傑作?「目前最熱門的解釋,是間隙中有行星正在形成。」中研院天文所顏士韋助研究員主持金牛座 HL 的氣體分布研究,他解釋:原行星盤上有很多氣體和塵埃,部份的氣體和塵埃會逐漸聚集成行星。這些行星一邊長大、一邊在盤子內繞著原恆星轉,過程中行星的重力會把沿路的東西推開,形成一圈圈的間隙。

為什麼重力會「推開」物體?因為盤上的物質進行克卜勒運動──內圈跑得快、外圈跑得慢。原行星會吸引比它內圈的物質,這些物質被拖慢速度,結果往更內圈跑;另一方面,原行星也會吸引外圈的物質,這些物質反而被拉快速度,往更外圈跑。原行星就這樣「推開」周圍物質,「清出」一條軌道,形成了明顯的間隙。

一開始,天文學家先觀測到塵埃分布的「麥田圈」影像,但如果氣體分布是平滑沒有間隙的,「環與間隙」可能只是來自塵埃性質差異。所幸,顏士韋團隊之後確認金牛座 HL 的氣體分布也有環與間隙,支持「行星形成」的假說。

他們還從縫隙的寬度與深度推算出:間隙中正在形成的行星大約是木星質量。研究人員據此推測,行星形成的時間點比預期還要早,像木星這類的巨行星,可能在恆星還沒完全「誕生」,就已經趕進度地成形囉!

磁星熱泡泡:太空版浮世繪

日本畫家耐心一筆一劃勾勒浮世繪,中研院天文所陳科榮助研究員用電腦模擬的「磁星熱泡泡」,是他獨創的太空版浮世繪。

故事要從頭說起!近年來,天文學家發現一種很特殊的超新星,可以比一般超新星亮 100 倍,稱為「超亮超新星(superluminous supernova)」。理論天文學家不斷苦思:為什麼這些超新星會這麼亮?

有些學者提出「磁星(magnetar)」理論來解釋:超新星爆炸經常伴隨著中子星的形成,有的中子星轉得非常快,轉速高達每秒 1000 圈,因為其磁場強度高達地球的 1000 兆倍,稱為「磁星」。

而磁星的磁力線就像是綁在星球外的繩子,在快速旋轉下被攪動,會以輻射的形式把中子星的轉動動能傳遞出去。根據目前模型,發射出去的輻射能量只要超過磁星轉動動能的 5%,就能產生比一般超新星 100 倍亮度,形成超亮超新星。

陳科榮以超級電腦模擬磁星驅動超新星爆炸的過程,上圖為將磁星一切為二的三維模型。
圖/中研院天文所 陳科榮

陳科榮從 2015 年就投入磁星驅動超新星的模擬研究,展示其爆炸過程,立刻面臨一個巨大的難題:在此之前的研究都是一維度模型,也就是假設「磁星驅動超新星的流體分佈」是球對稱,所有方向的變化都一樣。但真實過程當然沒有這麼簡單,磁星的輻射壓力會突然把物質劇烈地往外推,形成流體力學的不穩定結構,就像是把墨水滴在水裡,可見多變複雜的結構。但一維模型的結果就像剷雪,只能將大量物質擠在非常小的區域,無法判讀箇中細節。陳科榮比喻:

一維模型就是只有一個車道,車子都擠在同一個車道,不能超車;二、三維就像有兩、三個車道,才能模擬真實流體不穩定現象。

陳科榮又舉例,在葛飾北齋著名的浮世繪《神奈川沖浪裡》,海浪的尾端有許多破碎的複雜結構,真實的流體即是如此複雜,而這幅畫還只是偏向二維結構。三維流體的紊流更複雜,只有達文西這樣的天才,可以將其生動地描繪出來。

從葛飾北齋浮世繪的海浪畫面(上),以及達文西繪製的紊流細節(下),可看見真實流體的結構有多複雜。
圖/維基百科

三維的紊流具有很多複雜、不均勻的結構,磁星造成的熱泡泡也是如此!所謂的「磁星熱泡泡」,就是磁星這個強大的能量來源「吹出」的泡泡,就像滾水冒泡泡一般。每層泡泡有很多細微結構,一、二維的模擬皆無法呈現和解釋。但這些細微的紊流結構不可忽視,它可是會影響磁星能量傳輸,進而影響超亮超新星的觀測性質。陳科榮以超級電腦模擬出的磁星熱泡泡,乃史上首度對磁星熱泡泡做出三維的模擬,同時具備精密度和大尺度:全貌相當太陽系,細節小如台北市,可謂獨步全球!

陳科榮以電腦模擬的磁星熱泡泡,不但可見大尺度範圍,也可見許多複雜的精細結構。
圖/中研院天文所 陳科榮

宇宙魔戒:愛因斯坦環

這枚宛如宇宙版魔戒的「愛因斯坦環」,其實是某顆巨大黑洞造成的!中研院天文所團隊藉著分析愛因斯坦環影像,進一步推算出這顆黑洞的質量。

SDP.81 愛因斯坦環。這是地球、40 億光年外之 A 星系、120 億光年外之 B 星系,三個天體同時在一直線上,因為位置剛好加上 A 星系的巨大重力所造成的奇景。
圖/ ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); B. Saxton NRAO/AUI/NSF

松下聰樹解釋,重力可讓光線彎曲,宇宙中如果有個大質量的東西(例如:黑洞)擺在光源前面,它的重力可以成為折射背景光的透鏡,改變我們看到的影像,這個原理稱為「重力透鏡」,是愛因斯坦環的主要成因。

何謂重力透鏡效應?由左到右分別是:地球(觀測者)、大質量星體(如黑洞)、遠方的星系。當三者在一直線上,遠方星系的光通過大質量天體附近,光線會因強大重力而彎曲(白色箭頭),就像透鏡彎曲了光線,地球上的觀測者就會「看見」變形的星系影像。
圖/NASA

松下聰樹以一個高腳酒杯和一張紙,巧妙解釋這個神秘的天文現象。他在白紙上畫了一個紅點,周圍不規則的塗上藍色。接著把酒杯放在圖案上,如果酒杯中心正對著紅點,那我們透過酒杯底座(扮演透鏡),可以看到藍色的環帶中間,顯現出一個完整清晰的紅圈。如果酒杯中心稍微偏離紅點,則會看到兩個或四點構造,散落在不對稱的藍色圓弧之中。讀者不妨自己在家做實驗!

可以在家按照操作步驟試試!
攝/林洵安

這次展出的 SDP.81 重力透鏡系統之中,背景星系有很亮的核心,就像是實驗中的紅點;附近還有瀰漫的物質,就像是周圍的藍色區塊。松下聰樹說,假如背景星系是個只有核心的點光源,只會看到四個紅點。但是圖中還可看到較微弱的弧狀結構,代表還有其他瀰漫的物質在周圍。

SDP.81「愛因斯坦環」的 ALMA 影像,數個紅點來自星系核心緻密區域。
圖/黃活生、蘇游瑄、松下聰樹(2015)

用影像「秤出」黑洞有多重?

中研院天文所的團隊利用愛因斯坦環的影像,成功計算出中間的透鏡星系為一個黑洞,至少有 3 億倍太陽質量。

松下聰樹解釋,如果透鏡星系的質量夠大,嚴重扭曲背景星系的星光,地球上的觀測者只會在兩側看到增強的成像,看不見正中央背景星系的影像。這就好比,在酒杯的成像中只看到外圍的弧狀範圍,看不到原來中央的紅點。而在 SDP.81 系統中的確如此,無法看到背景星系的原始影像,這表示黑洞夠重,可藉此推知黑洞質量的下限。

此外,愛因斯坦環還能推知背景星系的影像。背景星系遙遠而黯淡,但經過透鏡星系有放大的效果,運用電腦計算可還原出極高解析度的影像。

天文學家從 ALMA 影像(中)重建出背景星系的樣貌(右),目睹 120 億光年外的異世界。透鏡星系是橢圓星系,通常不會發出電波,所以在 ALMA 的波段可以不受透鏡星系干擾,清楚分辨來自背景星系的光。再加上 ALMA 有夠好的解析度和靈敏度,才能看清楚愛因斯坦環,並執行以上的計算。
圖/ALMA (NRAO/ESO/NAOJ)/Y. Tamura (The University of Tokyo)/Mark Swinbank (Durham University)

除了以上精彩內容,本次展覽還有「微旋臂 暗度陳倉?」展示呂浩宇研究的大質量恆星團旋臂,「完美螺旋的分岔」則是金孝宣的飛馬座 LL 雙星系統中螺旋分岔,「塵埃間隙發現旋臂: 暗示行星正在形成」展現湯雅雯研究的御夫座 AB 星美照,「漢堡,啤酒,雙頭槍」為李景輝所發現胚胎恆星在吸食「塵埃漢堡」的案發現場……更多讓你腦洞大開天文美照,快進入「星海巡奇」線上展覽一飽眼福吧!

延伸閱讀

本文轉載自中央研究院研之有物,原文為麥田圈、浮世繪、至尊魔戒?!「星海巡奇」一窺腦洞大開的天文奇景,泛科學為宣傳推廣執行單位

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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海面上升勢無可擋
李柏昱
・2013/05/17 ・1361字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

這張表顯示自19世紀末期至今的海平面變化,全球海平面一百多年來已經上升20多公分,未來還會繼續上升數十公分至數公尺。(圖片來源:Wiki Commons 作者 Robert A. Rohde)
這張表顯示自19世紀末期至今的海平面變化,全球海平面一百多年來已經上升20多公分,未來還會繼續上升數十公分至數公尺。(圖片來源:Wiki Commons 作者 Robert A. Rohde)

經過多年的宣導,大家都知道溫室效應會造成海平面上升,也知道要減少溫室氣體排放,才能減緩海平面上升的幅度。不過無論我們現在是否進行減碳,海面上升在未來數百年都是確定會發生的事實,差別只在於上升的幅度。

海平面上升的主要原因有二:一是氣溫上升後海洋受熱膨脹,二是大陸上的冰川與冰原融化。根據觀測紀錄,從1970年代開始,海平面每年平均上升1.8公釐,最近幾年則是每年上升3公釐。科學家預估其中將近一半的量,也就是約0.8公釐是因為海洋熱膨脹造成。

由於海洋的物理性質、深達數千公尺的水深還有其他因素,讓氣溫上升對海洋的影響傳遞到深海的速率十分緩慢,時間可長達數百年之久。所以即便全球停止暖化,海面仍會因為緩慢的熱膨脹而上升。

美國國家大氣研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)的科學家模擬了未來不同的溫室氣體的排放情境。在減碳行動最積極的情境中,預估要到2070年才進入「負排放」的階段,2100年便可能因為二氧化碳的減少而開始全球降溫。但即便如此,海平面仍會持續上升數個世紀。

在行動最積極的情境下,2100年的海平面會比1986年至2005年的平均高14.2公分;2300年則會上升24.2公分。但實際上人類不大可能如此大規模減碳,在最糟的狀況中,2100年海平面會上升32.3公分,2300年則會上升139.4公分。

這些數據都還沒考慮進因為冰川與冰原融化造成的海面上升,因為冰川與冰原消融的速率難以模擬與評估,讓精確預測未來海面上升幅度更困難。

為了解決這燃眉之急,NCAR近期的研究指出,即便無法立即減少二氧化碳的排放,但透過減少其他4類溫室氣體,還是能為海岸線爭取更多時間。

這4樣溫室氣體分別是:甲烷(methane)、煤煙(soot)、冷媒(refrigerants)以及會造成地面臭氧的氣體,如二氧化氮。他們的共同特性是在大氣中的停留時間較短,為期數星期至數十年,而且能快速影響大氣。

研究指出,減少排放這些氣體能有效減緩海平面上升,現有的科技已經有能力大幅度移除與減少這類氣體的排放量,預計2100年能減少22%〜42%海面上升的幅度。但是即便如此,仍舊是治標不治本,只是延緩海岸線被吞噬的時間,最終我們還是要處理二氧化碳減量的問題。

海平面在減碳後還是會持續上升,這份研究的數據提供各國政府研擬沿海居民遷移對策的參考,但目前各國政府仍未對減少二氧化碳的措施取得共識,各國越早採取減碳措施,越能為人類的未來爭取更多的時間,應對日漸高漲的潮水。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫-重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威| 元智大學資訊社會研究所

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李柏昱
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成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。

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人類該如何學習自然而變得文明?那些含有「泛生態」意涵的科幻作品發想與凝望──泛生態科幻系列(1)
oeo
・2018/07/15 ・3087字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 594 ・九年級

通往宇宙的明路,就在森林的荒野中。──約翰‧謬爾

上述這句出自「國家公園之父」的名言,不只是文學上的抒懷,從主要棲居地球陸地的人類文明發展而論,更可以視為科學上的假設與推論。

人類該如何學習自然而變得文明?

相較於自然生態展現出的整體性、多樣性、秩序、永續、平衡與效能,縱使評價人類時要加入其心智與行為的偉大成就為考量,恐怕仍無法擺脫「愚昧」即是真正「落後」這樣的評價;舉例來說,像是若要達到過去百年強權國家的生活富裕水準與方式,全球人類需要消耗到四個地球的資源才可能足夠。若說人類的現代文明,在尋求真理與創建福祉方面佔得了「萬物之首」,那麼不可諱言,其中帶來的各種污染、毀滅與痛苦的程度,恐怕也是「眾生之最」。

圖/MabelAmbe@pixabay

真正經濟 (經世濟民) 與文明的核心與目的應在於「生」,如何持續生存下去。而正如《易經》中寫道:「天地之大德曰生,聖人之大寶曰位,何以守位曰仁,何以聚人曰財,理財正辭、禁民為非曰義。」文明本身是一種堆疊與演變的歷程,而非取代或替換。

1930 年代,名建築師柯比意造訪紐約,對於當時相對先進、現代化的建築不以為然,批評其缺乏功能性規劃。他語出驚人:「摩天大樓太小太矮,也太多了!簡直是都市災難!」言下之意,偏誤「不足」的「摩登」才是對理想未來最大的障礙!柯比意認為好的建築設計對社會正義、經濟發展有關鍵的影響。就生態保育的角度而言,縮小集中、垂直發展式的都市建設確實比眾多浪漫田園鄉村風建築更友善地球,也是許多科學家、科幻家的優選方案。「上進」擎天不是為了巴別塔式的爭鋒炫富,而是為了與自然共存與謙讓。

而近期據報導,日本建商 Sumitomo Forestry 和建築事務所 Nikken Sekkei 正巧提出結合自然與摩登的方案

「計劃在東京火車站旁的丸之內區,推出一棟 350 公尺高的摩天大樓 W350,目前雖然仍在概念階段,但是建商希望能在 2041 年完工,以作為公司 350 周年的紀念代表作。完工後,W350 將超越 300 公尺高的大阪阿部野橋車站大樓(Japan Abeno Harukas),成為日本最高的建築物,同時也將會是全球最高的木造建築物。」

提起木屋,會帶來怎樣的印象呢?圖/FlashBuddy@pixabay

正本清源、莫忘初衷,在文明層次與科學科技發展上,我們尤其可以關注這種非對立而屬超越性的思辨與立場。

人類學家隆納.萊特(Ronald Wright)在名著《失控的進步》提及:

「自從十七世紀理性啟蒙以來,人類即形成了一種以人類本身利益為中心的世界觀;而從十八世紀以降,它更以『科技』、『進化』、『理性』這樣的概念來合理化人的一切作為。及至二十世紀後半,這一切又被狹義的統攝到『成長』這個名目之下。十七世紀的『理性』、十八世紀的『工業化』、十九世紀的『進步』、二十世紀的『成長』,這一連串相似詞間,其實有著一種愈來愈狹義的走向。」

換言之,如果我們從農業革命、科學革命、工業革命與工商社會、資訊文明引領世界潮流的脈絡加以審視,人類這個地球上的新興物種在整體發展上造成「文明」的定義與現實,成為生態、環境、荒野、氣候多多少少的負面因素與衝擊力量,也許解答並非在於消除、對抗、減緩或者局部片面改變「文明建設」這樣的大方向,而可能的根本批判是「我們不夠文明!」

生態大家愛德華.威爾森曾說:「沒有史前史,歷史就沒有什麼意義;沒有生物學,史前史也沒有什麼意義。」文明的存在,終究是依附在生態環境的庇護之下。

由科幻提供對未來的虛構、提問與思辯

接下來,就是「科幻」的出場了,如同藝術大師畢卡索的格言:「藝術家是讓我們看見真相的那種謊言。」科幻,正如前言是讓我們感知真相的虛構謊言。

忽略、缺乏生物生態的未來,終究是一片晦暗虛妄。科幻核心功能之二即是提問與思辨,在追求效益之前,更在效率之前,正是未來文明建設追本溯源的基石。科幻大家克拉克曾言:「任何高超的科技,無異於魔法。」我們喜好科幻科學的人也可以說:「任何先進的文明,都源自想像。」雖然「每一個科幻都有實現的一天」是注定錯誤的說法,甚至有人批評其實科技預測或科幻的精準度很差,例如大規模的輸送帶式交通、普及的影像電話都未實現,網際網路卻是很多專家學者始料未及的蓬勃發展,但其中涉及許多資料取樣與非單純科技層面的問題。

進而言之,若能將將科幻(作品)作為科學科技甚至文明的考古、考究(回溯性)素材,將是一件很有趣的事情!甚至近期很多科技評論也提到,想像力可能是人類僅存少數領先人工智慧的優勢,現在連更早期較為人認同的「感情交流」都面臨了挑戰!

科幻名家倪匡曾說:「你能想像一種你沒有見過的顏色嗎?」所有科學科技,一定包含想像的成分,從基礎的「假設」、動機到正式的「思想實驗」(諸如薛丁格的貓、伽利略的重力實驗、愛因斯坦的光速想像、鑾生子弔詭……),從結構主義的角度分析,不是年份與名目的精確,所有文明,都可以在科幻中找到元素與原型,樣板與範本;有時,我們還可以在科幻中找到現實中忽略或無力的未來真實、文明細節與可能性。

「文明的答案在生態」。圖/darkmoon1968@pixabay

科幻如何反映「文明的答案在生態」

懷抱著前面所述「科幻的驚奇在真實,文明的答案在生態」的信念,讓我們觀察現實世界,也得以發現到現今「生態文明」的概念其實已經在一些國家與政體占得最高級、最基本的地位或說指導原則。但除了達到環境保護、生態保育、永續發展、節能減碳這些項目以外,生態與文明的理論關係與組成結構還有千千百百種,像是文明征服生態、文明利用生態、文明建造生態、文明學習生態、文明融入生態、文明共好生態等。

也就是說,今天談到的「生態文明」其定義與內涵如同生態自身,不會限於產官學界提出任何龐雜的宣言、政策、報告與論述,「生態文明」中將有生命的變動本質與眾多版本。

因此接下來的討論,將概略檢視、探索眾多科幻作品的內容。雖然提及的作品主題、素材多是超時空、大未來、眾他者、外宇宙,但會發現它們的內容與呈現亦反映了當時當處的科學觀與科技力;而雖然不成比例的多數作品其主題是探討都是機械主義、物質科學主導的文明,但其實可以發現到作為科學、文明發展的關鍵觸媒「生態與科幻」,才真正直接或間接決定了作品中的文明進展與品質。

以下將推介幾部特色或珍貴,直接或間接以生態學思維主導,或者與生態文明發想相關的作品:

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oeo
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森林學研究所畢業 曾任台大創發社幹部(臉書社團 "創發社CAIV" 召集人 ) 某屆倪匡科幻獎得主 從事教育工作 科學科幻 自然生態 文藝創意 一切"豐富生命"的愛好者...