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觀察俄烏戰爭,學習心理急救

胡中行_96
・2023/02/09 ・3800字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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前言:泛科學臉書粉專推廣〈在臺海危機下,淺談戰地醫療〉時,讀者們熱情分享檢傷分類經驗,與急救課程資訊。事後更有國軍弟兄私訊筆者,表示對相關中文資料的迫切需求。有別於先前介紹戰時的醫療制度與創傷急救,本文摘譯知名期刊《The Lancet》(中譯「刺胳針」或「柳葉刀」)的附屬刊物,概述俄烏戰爭中,烏克蘭承受的公衛挑戰;並分享俄裔美國心理學家 Elena Cherepanov 對當地心理健康應變的觀察。同時,再次歡迎大家提供更多專業資訊,討論臺灣應該如何備戰,謝謝。

烏克蘭總統Volodymyr Zelenskyy視察被俄軍屠殺的地區。圖/President Of Ukraine on Flickr(Public Domain)

公衛挑戰

疾病給烏克蘭帶來的負擔,在承平時期並沒有特別沉重。然而,俄烏戰爭不僅重擊當地醫療體系;難民的文化差異和語言隔閡,以及物資與藥品不足等,也造成周邊國家的壓力。戰爭期間,聯合國(UN)、世界衛生組織(WHO)、紅十字會(Red Cross)、明愛(Caritas)等單位,紛紛在當地和鄰國展開救援。學者訪談烏克蘭等多個歐洲國家的政府部門與民間組織,統整出一張俄烏戰爭的公衛挑戰清單:[1]

  • 產科照顧:對孕婦產前、生產和產後,以及新生兒的照顧,都被戰火打斷。[1]
  • 婦幼營養:食物、營養品,還有金錢的流通受阻,以致婦女與孩童營養不良。[1]
  • 長期處方:心血管疾病、糖尿病等慢性病,以及肺結核和愛滋病等既有的感染,不見得能夠獲得穩定的藥物供給,與即時的專業協助。[1]
  • 冷冽天候和長途跋涉:在嚴寒中逃難,容易造成肺炎、凍瘡、失溫,以及上呼吸道感染。需要庇護所、衣物和毛毯。[1]
  • 身體創傷急救:欠缺醫療器材和物資補給。人力方面,則得訓練社區志工,進行檢傷分類和急救。[1]
  • 精神創傷急救:除了土生土長的當地人,有些敘利亞、伊拉克和阿富汗難民,於俄烏戰爭中受到二次精神傷害。跨文化的精神健康服務,變得格外重要。[1]
  • 疫苗普及:當地COVID-19疫苗與兒童常規疫苗接種率偏低,而逃難的人口中,九成是婦女和兒童。[1]
  • 潔淨水源:缺乏安全的用水,難以防範傳染病的爆發。[1]
  • 性暴力與性販賣:須要保護機制、心理社會支持與女性衛生用品包(dignity kits);以及生殖健康、安全墮胎和家暴處理等服務。[1]
烏克蘭總統Volodymyr Zelenskyy探訪傷兵。圖/President Of Ukraine on Flickr(Public Domain)

心理創傷

戰爭會帶來長期,甚至跨世代的心理傷害。[2]出生於俄羅斯的心理學家 Elena Cherepanov,長年任教於美國,專攻心理創傷。曾於 2014 年烏克蘭東部戰亂時,透過 Skype 指導 170 名基輔與烏東的心理學家、心理健康工作者、社工人員與心理系學生。[3]2022 年 2 月 23 日晚間,俄軍入侵烏克蘭。[4]Cherepanov 博士在 11 月的《公衛前沿》(Frontiers in Public Health)期刊上,分享自己對戰爭的觀察。她將烏克蘭民眾在身心反應上的轉變,分為下列幾個時期:[2]

  1. 戰爭初期:基於歷史、文化、宗教和血脈的淵源,烏克蘭民眾難以接受鄰國入侵的事實,覺得慘遭背叛[2]性侵女性、綁架兒童,以及系統性安全檢查,蒐集個資,再強迫難民遷徙的過濾營(filtration camps)等,種族滅絕的事件頻傳。經由媒體報導,引來國際的同情與支持。[2, 5]同時,手機和社群媒體即時分享的功能,雖能維繫人與人的連結,卻也帶來資訊真偽難辨的混亂。網路論壇中,起先充斥驚愕顫抖無法置信之類的留言。接著,當難民逐漸抵達鄰近友邦,依然持續哭泣失眠做惡夢。在高度警戒的狀態下,有些人拒絕使用安眠藥。心理衝擊也可能以生理形式呈現,例如:噁心想吐,多半起因於戰時的緊張情緒,而非食物中毒。[2]
  2. 戰爭滿月:到了 3 月底,烏克蘭民眾開始產生對未來的憂慮。失去親人、家園和戰前的生活,精神與情緒疲乏麻木,有些便拒絕前往庇護所。一邊是無法控制的憤怒躁動,增加家庭衝突;另一邊,又因為不得不拋下被徵召或羸弱的至親,而遺留心靈創傷。目擊殺掠、性侵和虐待,或是與父母分離的兒童,出現依戀問題行為退化,表現得比真實年齡還幼小。原本乖巧的孩子,也可能變得黏人冷漠挑釁有攻擊性[2]
  3. 戰爭近期:烏克蘭群眾開始習慣戰爭的狀態,一些長期或原有的問題,例如:酗酒或家庭失和等,又再度浮現。[2]

在人道危機中,老年人身心障礙者等族群,面臨減少的援助與增加的阻礙,更是顯得脆弱。一方面害怕離開熟悉的環境,另方面是為了避免成為家人的負擔,他們有些選擇留下來,因而容易喪命於原本能預防的傷害。[2]

心理健康資源

烏克蘭的心理健康體系,在開戰初期,被突如其來的龐大需求,搞得措手不及。所幸專業人員兩個月內便上了軌道。除了一般面對面的服務,Cherepanov 博士表示,當地還有下列選擇:[2]

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  1. 遠距醫療:COVID-19 疫情期間變得普及的遠距科技,正好於戰時派上用場,提供危險地區心理諮詢。[2]
  2. 網路社群:通訊軟體 Telegram 和社交平臺 Facebook上,支持性團體林立。在俄烏戰爭期間,成為烏克蘭人媒合供需,互通有無的重要管道。緊急心理問題的求助貼文,也會引來早就離鄉背井的相關從業人員,即時回覆。有些團體從世界各地,聘僱幾百名通俄語和烏克蘭語的心理工作者,每天答覆 200 至 300 則訊息。也有在 2020 年白羅斯(Belarus;舊譯「白俄羅斯」)政治危機時,成立的臉書社團,用既有的經驗,協助烏克蘭人度過難關。[2]
  3. 聊天機器人:操烏克蘭語、俄語和白羅斯語的聊天機器人 Faino 和 GotoHelp,效益如何還有待評估。[2]
烏克蘭總統 Volodymyr Zelenskyy 探訪傷患。圖/President Of Ukraine on Flickr(Public Domain)

心理急救

心理急救(Psychological First Aid)是一套用來給予身陷危機者心理支持,加強其調適能力,並滿足基本需求的對策。有別於精神科的臨床技巧,無論是專業醫療人員或一般民眾,都可以學習並執行。[6]世界衛生組織的心理急救指南,建議大眾注意重大危機事件發生的時間、地點和受難的對象,以及哪些單位參與救援。[7]在擁有這些認知的前提下,進行下列心理急救的步驟:

  1. 觀察(look):在行動前先確認安全,以免自己陷入危險環境。接著,觀察受害者身心的基本需求,然後思考有哪些可運用的相關資源或服務。每個人對危機的反應不同,有些呈現在情緒上,例如:易怒或沮喪;有些則沉默或出現頭疼、疲憊等症狀。兒童、青少年、孕婦、老人、身心障礙者和被歧視的族群,特別需要關照。[7]
  2. 傾聽(listen):簡單地報上自己的名字,以及所屬的組織。情勢允許的話,將人帶到安全且寧靜的地方。用溫和的語氣,鼓勵他專注於緩慢的呼吸。給予陪伴,別讓情緒低落者獨處。以尊重的態度,全神貫注地聆聽對方的憂慮,試圖釐清需求的優先順序。務必維護對方隱私,不要任意轉述。[7]
  3. 連結(link):協助受害者獲得水、食物、住所和醫療等資源,並提供局勢與計劃的最新動態。動盪時期的資訊混亂,必要盡可能地查證並隨時更新。切勿為了安撫人心,就擅自捏造。針對特定文化背景及宗教信仰,可轉介給相關社群;或是透過社福單位,協尋親屬,兩者皆能帶來心靈慰藉。[7]

在結束心理急救的階段性任務後,如果就這麼離開,或許會太突然。要讓受助者理解,接手的專業人士會負責以後的事務。然後選擇適當的時機,與他們道別,並奉上誠摯的祝福。[7]

美國國家心理創傷中心(National PTSD Center)版本的心理急救指南,從07:56開始。影/鄭若瑟Joseph Cheng on YouTube

烏克蘭經驗

Cherepanov 博士指出,在沒有中央統籌的狀況下,烏克蘭等地的心理健康從業人員,冒著生命危險,自發性地付出,並組織社會資源。他們讓世人看到,唯有喚起大眾對心理創傷的重視,才能強化社會韌性,以及減少對求助的汙名化。必要訓練專業人員、醫療工作者、教師和志工,心理急救的能力;並建立社區型的支援體系,共同分擔責任。[2]

  

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延伸閱讀

  1. 高振傑、蘇逸人(2021)《心理急救手冊》中華民國紅十字會。
  2. UCLA早期心理急救模式」(2010)災難與創傷心理資訊網。
  3. 紅十字會與紅新月會社會心理急救資源冊》(2018)香港紅十字會與紅新月會。
  1. Kumar BN, James R, Hargreaves S, et al. (2022) ‘Meeting the health needs of displaced people fleeing Ukraine: Drawing on existing technical guidance and evidence’. The Lancet Regional Health – Europe.
  2. Cherepanov E. (2022) ‘Mental health providers in Ukraine need support but they are not helpless: Professional self-organization and innovative practices’. Frontiers in Public Health, 10:1009431.
  3. Smith, K. (2015) ‘Trauma in Ukraine’. Monitor on Psychology, 46(4).
  4. United Nations. (17 JAN 2023) ‘The UN and the war in Ukraine: key information’. Regional Information Center for Western Europe.
  5. Ochab EU. (30 OCT 2022) ‘What Are Putin’s ‘Filtration Camps’ And Why Are They Concerning?’. Forbes.
  6. Schafer A, Snider L, Sammour R. (2016) ‘A reflective learning report about the implementation and impacts of Psychological First Aid (PFA) in Gaza’. Disaster Health, 3(1): 1-10.
  7. Snider L, van Ommeren M, Schafer A. (02 OCT 2011) ‘Psychological first aid: Guide for field workers’. World Health Organization.
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胡中行_96
169 篇文章 ・ 67 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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獨佔先「機」?無人機如何改變全球戰爭與經濟版圖?
PanSci_96
・2024/08/26 ・2347字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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在現代戰爭中,無人機的角色越來越不可忽視。從俄烏戰爭到中東衝突,無人機已經從戰場的輔助工具,逐步成為戰術的核心力量。例如,伊朗對以色列的空襲,以及胡塞組織在紅海對美軍的攻擊,無人機的身影隨處可見。這些無人機不僅成本低廉,還具有驚人的靈活性,從偵查、干擾到實施精確打擊,它們的功能無所不包。

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舉例來說,在 2024 年 4 月伊朗對以色列的空襲中,伊朗發射了 170 架無人機與數百枚導彈。雖然以色列防空系統成功攔截了絕大部分攻擊,但一枚防空導彈的成本往往是無人機的數倍甚至數十倍。同樣的情況發生在 2023 年底,胡塞組織利用僅需 2000 美元的無人機攻擊美國驅逐艦,而美軍為了防禦,使用了造價高達 200 萬美元的標準型導彈。這些數字顯示出,在不對稱作戰中,無人機的高性價比給傳統武器帶來了巨大挑戰。

這樣的發展讓各國紛紛投入無人機技術的研發與應用,美國的「地獄計劃」(Hellscape)便是其中之一。該計劃將數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機投放到台灣海峽,藉此增加中國艦隊登陸台灣的難度,並將整個海峽變成「地獄」。此外,美國也在研發無人機與有人戰機的協同作戰,透過無人機在前方吸引敵方飛彈,保護戰機的安全。

台灣的無人機發展之路

那麼,台灣在這股無人機浪潮中扮演什麼角色呢?

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根據《華盛頓郵報》的報導,美軍印太司令部的新司令塞繆爾‧帕帕羅四星上將表示,美國正計畫打造「地獄計劃」,一旦中國朝台灣發動進攻,美國將派出數千艘無人潛艇、無人水面艦和無人機,封鎖台灣海峽。這樣的防禦策略突顯了無人機在現代戰爭中的關鍵地位。

儘管台灣尚未完全掌握無人機技術的核心,但政府已意識到其重要性。2023 年底,經濟部成立了無人機產業發展專案辦公室,目標是讓台灣成為「無人機民主供應鏈的亞洲中心」,並在 2030 年達到 400 億元的產值。這項計畫無疑展示出台灣在無人機產業上雄心勃勃的願景。

台灣力推無人機產業,2030 年目標 400 億元產值。圖/envato

無人機技術的核心:通訊

要掌握無人機,首先要掌握的是其通訊技術。無人機的發展歷史顯示,通訊技術的突破是其成長的關鍵之一。早期的無人機僅能進行簡單的視距內操作(VLOS),但隨著科技的進步,現在的無人機已經可以進行超視距操作(BVLOS),這大大提升了它們的戰術應用範圍。

大疆是中國無人機技術的領導者,其發展的 2.4G 高清圖傳影像系統「Lightbridge」便是無人機技術的重大突破。這一系統能夠將無人機拍攝的畫面即時傳回給操作員,並維持一定的解析度與低延遲。這意味著無人機不再僅僅依賴肉眼操控,而是能夠進行更遠距離、更精確的任務。

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然而,2.4GHz 的頻段雖然穿透力強,但也面臨頻率擁擠的問題,容易受到干擾。為了解決這個問題,現代無人機開始使用 5.8GHz 頻段。這一頻段雖然傳輸距離較短,但資料傳輸速度更快,抗干擾能力也更強。在這兩個頻段之間,大疆開發的 OcuSync 2.0 技術能夠自動切換,確保始終使用最佳的訊號頻段,提供穩定的飛行控制和圖像傳輸。

這些技術上的突破使得無人機在戰場上變得越來越不可或缺。例如,無人機不僅能進行偵查和打擊,還可以通過蜂群技術同時發動多點攻擊,擾亂敵方的防空系統。無人機之間的通訊技術也發展迅速,無論是表演性的燈光秀,還是軍事上的蜂群作戰,無人機都展現出極大的應用潛力。

反無人機系統的崛起

無人機的迅速發展同樣引發了反制無人機技術的需求。反無人機系統(C-UAS)大致可分為兩種類型:軟殺與硬殺。軟殺主要是針對無人機的通訊進行干擾,利用無線電干擾槍發射強大訊號覆蓋 2.4GHz 和 5.8GHz 頻段,使無人機失去控制。而硬殺則是直接摧毀無人機,例如使用火力攻擊或網子捕捉。

以色列本古里安大學的教授格拉‧維斯提出了一個新的思路:透過無人機的飛行軌跡來追蹤操作員的位置。由於無人機的動作會隨著通訊信號的強弱變化,這些變化可以用深度學習模型來分析,從而反推出操作者的位置。這一技術目前的準確率已經達到 78%。

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此外,美國的軍工企業開發了一款名為「路跑者 M」(Roadrunner-M)的自殺無人機。這款無人機不僅能像飛彈一樣追蹤目標,還能在完成任務後自動返航進行回收,降低了作戰成本。

台灣無人機產業的未來

台灣無人機具潛力,兼具軍事與災害通訊用途。圖/envato

儘管台灣無人機產業的起步較晚,但政府和產業界已經意識到其巨大的潛力。無人機不僅僅是一種武器,它還可以成為通訊網路的關鍵節點。例如,雷虎科技的 T-400 無人機不僅用於軍事,也正與中華電信合作,將無人機作為訊號中繼站,在災害發生時提供通訊支持。

隨著 5G、B5G 及 6G 的發展,無人機將成為未來通訊基礎設施的重要組成部分。台灣無人機產業的發展不僅關係到國家安全,更涉及到未來的數位基礎建設。無論是在軍事還是民用領域,無人機的應用將越來越廣泛,未來有望成為台灣科技產業的一個重要支柱。

總而言之,無人機技術正在改變戰場生態,而台灣也正在積極參與這場技術革命。隨著更多資源的投入,台灣有機會在全球無人機市場中佔有一席之地。無人機的發展並不僅僅是一場技術競賽,還是一場關乎國家安全與經濟未來的戰略賽跑。

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PanSci_96
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水面艦如何找到潛水艇?潛水艇如何隱藏自己?——潛艦與反潛的捉迷藏
PanSci_96
・2023/11/25 ・5953字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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潛水艇到底有多重要?

最近關於潛水艇的新聞可不少,首艘國造潛艦「海鯤號」下水典禮、中國 093 潛艇「疑似」失事、前陣子還有烏克蘭使用導彈與無人機成功襲擊俄羅斯基洛級潛艇的新聞,潛水艇的關注度一時間高了不少。

但是你一定好奇,潛水艇對國防來說,真的很重要嗎?還有,現代觀測技術那麼發達,在這些儀器的眼皮之下,潛艇真的還能保持隱形嗎?

反潛方怎麼找到藏匿海中的潛艦?

潛水艇以安靜、隱蔽著稱,有著極重要的戰略價值,不僅可以水下布雷、隱蔽投送兵力與物資;它難以被發現的特性,更是打擊水面艦的刺客,往往能讓敵人不敢越雷池一步。

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當然,要造一艘能潛在水下的潛艇肯定不簡單,畢竟如果在水面下出事了,很難立即取得救援,安全的要求遠高於其他載具。另一方面,以隱蔽為最高原則的潛艦,從引擎、外型、武器到主動聲納,都需要新科技的改進,來讓自己發出的聲音降到最低。

但潛艦與反潛就像臥虎捉藏龍,如果能隨時掌握這隻水中蛟龍的動向,潛艦的威懾力就會大幅降低,甚至能將其一網打盡。因此相對地,隱蔽的技術進步時,反潛的技術也有所突破,透過光學、聲學、磁場等技術,要讓潛艦原形畢露。

潛艦與反潛就像臥虎捉藏龍。圖/imdb

既然我們知道潛艦的隱蔽性是最高考量,現在我們就站在反潛方,來看看如何抓出一艘潛水艇。
主動偵查其實跟「通訊」很像,都是傳送一個訊息到目標物,再接收傳回來的訊號。只是通訊的訊號是對方主動回傳回來的。主動偵查呢,則是訊號碰到目標物再反射回來被我們接收。沒錯,這跟蝙蝠的回聲定位很像,只是一個在水面上,一個在水裡。

為什麼水中使用的是「聲納」而非「雷達」?

現代遠距無線傳輸的方式主要有兩種,電磁波通訊與聲波通訊。在水面以上,我們通常以電磁波傳輸,因為在空氣中這麼做最有效率,因此不論是無線通訊還是手機微波訊號,多是以電磁波的形式在傳輸。
可惜這個方法到水中就不管用了,為什麼呢?電磁波穿過水的時候會因為兩個原因,讓強度快速衰減。一是電磁波容易被水吸收,二是電磁波與水分子碰撞會產生散射,舉例來說,太陽光也是電磁波的一種,而太陽光就會因為在海水中散射,而讓海看起來是藍色。

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太陽光就會因為在海水中散射,而讓海看起來是藍色。圖/unsplash

這種電磁波衰減的程度有多少呢?具體來說,在最清澈的海水中,可見光每前進 1 公尺,亮度就會衰減 4% 。如果想使用無線電通訊,以一個頻率 1000 赫茲的電磁波來說,每向前進一千碼(大約 900 公尺),訊號強度就會減少 1300 分貝。這邊說明一下,「分貝 dB 」不只是聲音音量的單位,而是可以用在各種需要表達強度比例的單位。

電磁波每減少 10 分貝,就意味能量減小 10 倍。圖/PanSci YouTube

舉例來說,電磁波每減少 10 分貝,就意味能量減小 10 倍。在前進一千碼時減少 1300 分貝,就意味能量會衰退 10 的 130 次方倍,小到等於沒有。在實務上,通常電磁波的極限穿透距離就只有幾十到幾百公尺而已。相比之下,如果從電磁波換成低頻聲波,每一千碼的損失約為 0.01 分貝,跟電磁波相比起來可以說是幾乎沒有損失。

通常電磁波的極限穿透距離就只有幾十到幾百公尺而已。相比之下,低頻聲波可以說是幾乎沒有損失。圖/PanSci YouTube

因此在水中,大家聽到的不會是什麼「雷達」,因為雷達(RADAR)的全名是 Radio Detection and Ranging ,是使用電磁波偵查的技術。在水裡我們用的是「聲納」,是利用聲音當傳輸訊息與探知物體的手段。

此時蝙蝠的回聲定位使漆黑水底頓時明亮起來,聲波在海裡的傳播速度約為每秒 1500 公尺,只要計算我們發出的聲波與接收到聲波的時間差,我們就能辨別物體的距離。例如我們在聲波發出後的 10 秒後接收到反彈的訊號,就代表聲波來回走了 10 秒共 1 萬 5 千公尺的距離,我們和目標物就是這個距離的一半,也就是 7 千 5 百公尺。

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聲納裝載潛水艇上可以成為潛水艇的眼睛,裝在水面艦上,可以成為抓出潛水艇的掃描儀。潛水艇沒有聲納,姑且可以靠海圖小心航行,水面艦沒有聲納,面對潛水艇就只能海底撈針。

潛艦與反潛技術的發展

潛水艇在第一次世界大戰中開始展現出重要的戰略價值,其中最著名的潛艇戰就是德國的 U 艇和德國實施的「無限制潛艇戰」。當時德國的對手英國是個島國,因此便想到利用潛艦封鎖英國,無論是軍艦或商船一律擊沉,希望能拖垮英國的經濟。雖然德國最後未取得戰爭勝利,但潛水艇也確實擊沉了多艘協約國的船艦,立下的戰績是有目共睹。

最著名的潛艇戰就是德國的 U 艇和德國實施的「無限制潛艇戰」。圖/wikipedia

有鑑於此,反潛聲納的技術由此萌芽。第一個主動式聲納在第一次世界大戰期間,被著名物理學家朗之萬發明。 1915 年,第一個潛艇探測器「ASDIC」開始在英國海軍的艦艇上被運用。 1931 年,美國也發明了潛艇偵測裝置,並稱它為「SONAR」,顯然這名字取得比較好,也成為現在最常稱呼這種技術的名稱,聲納。

第一個主動式聲納在第一次世界大戰期間,被著名物理學家朗之萬發明。圖/PanSci YouTube

至此,水面艦就像開了白眼一樣,潛水艇終於無所遁形⋯⋯真的嗎?聲納既然已經發明了百年,為何潛水艇至今似乎仍保有隱蔽優勢呢?在科技發達的現代,聲納為何還是無法抓出所有潛艇?

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很可惜,事情沒有那麼簡單。當大家帶著最新科技和設備準備挑戰潛水艇這個可敬對手,卻突然被隱藏 BOSS 跳出來狠狠地打了臉,他就是:物理。

什麼是「陰影區」?潛艦能夠躲藏的位置?

讓我們回到大家都做過的實驗,準備一個透明杯子裝水,把筷子插入水中。因為光線在穿過不同介質的介面時,會因為速度改變而轉彎,所以筷子插到水杯中會出現偏折,水面上跟下呈現不同角度,看起來就像是被折彎了。

光線在穿過不同介質的介面時,會因為速度改變而轉彎,聲音也是。圖/wikipedia

聲音跟光一樣都是「波」的一種,因此在穿過不同密度的介質時也會產生折射,路徑出現偏折。你說道理我都懂,但海裡面只有水,哪來的不同介質?

還真的有,那就是隨著經緯度與深度變化,鹽分、水溫、密度都不同的海水。鹽分、水溫、密度的升高,都會導致聲速變快。而這三者在海中的各處都不會是固定的。例如在不同深度的海水中,深度 1000 公尺內上層海域的斜溫層,當深度越深離海面越遠,海水越得不到太陽的加溫,因此海溫快速驟減,而海溫的降低也會導致聲速降低。深度超過 1000 公尺以後的深海等溫層,溫度、鹽分的變化趨緩,此時壓力會隨著深度增加而增加,海水密度開始小幅度上升,因此聲速緩慢增加。

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每一處海水根據鹽分、水溫、密度不同,都會影響聲速。圖/PanSci YouTube

每一層有不同聲速的海水,就等於是不同的介質,聲波會在不同層的海水之間產生折射。類似的現象也發生在空氣中。在炙熱的沙漠或是天氣熱的柏油路面,偶而會因為空氣的密度分布不均,光線在不同密度的空氣間產生偏折,出現影像在空中出現的錯覺,也就是海市蜃樓的現象。

重點來了,在海裡的折射會是怎麼樣的呢?假設我們有一艘潛的足夠深的潛艇,海面附近的聲納發出一道聲音斜向海洋深處前進,根據決定折射角度的斯乃爾定律,當聲速上升,聲音會偏離介面的法線,偏向兩個液體的交界面。在海中的實際表現,就是聲音產生偏折,漸漸與海平面平行,當偏折的角度超過 90 度,最後甚至會向上偏折,產生全反射。

而斯乃爾定律也告訴我們,偏折的程度跟入射角有關,當角度超過臨界角時,才會產生全反射。根據這些聲波行進路線畫出來的圖,可以看到一塊聲波永遠到達不了的地方,這就是陰影區(shadow zone)。如果潛艇躲藏在這個位置,那麼水面上的敵人就永遠也無法透過主動聲納發現你。

根據這些聲波行進路線畫出來的圖,可以看到一塊聲波永遠到達不了的地方,這就是陰影區(shadow zone)。圖/PanSci YouTube

除此之外,從聲納路徑圖可以看得出來,在水中聲納走的路徑像是 U 字型一樣,會不斷在海面反射,在海中全反射。而線與線之間的空白處,是聲波不會經過的地方,也屬於陰影區。因此實際從水面偵測潛艦時,只有在碰到這些線的時候會收到該點的訊號,如果要抓出敵人,就要在獲知訊號時抓緊時間。

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如何減少陰影區範圍?

為了減少這些陰影區死角的範圍,也有一些有趣但複雜的想法,例如使用拖曳式陣列聲納,一個點不夠,那我就拉一排,減少盲區。或是透過小角度的海底反射,來覆蓋近距離內的更多範圍。然而這也不會只是畫一張圖那麼簡單,平常聲納就要過濾來自自身引擎的噪音,或是因為海底等非目標物的環境反射。多一次反射,就意味會多一道訊號反射到聲納中,要如何將這些訊號區分開來,判斷哪些是海床訊號,哪些是敵艦訊號,就各憑本事。

沒錯,就算有了聲納系統還不夠,海底資訊的掌握度和後期運算更是兵家相爭的關鍵。你想想,就算你知道聲音會隨著密度轉彎,但你知道眼前海域每個深度的實際密度嗎?如果你不知道這些資料,就算接收到訊號,你真的算得出敵艦的位置嗎?

舉例來說,冬天和夏天的海溫不同,聲音偏折的角度不同,能探查的範圍與死角就不相同。當你在不同緯度,不同海域作戰時,所需要的資料也不相同。

冬天和夏天的海溫不同,聲音偏折的角度不同,能探查的範圍與死角就不相同。圖/PanSci YouTube

台灣冬夏兩季分別受東北季風與西南季風吹拂,周圍又有黑潮、中國沿岸流等洋流影響,各層水溫隨季節變化影響劇烈,台灣海峽又因地形原因海流複雜,被稱為黑水溝。在此之上,能掌握好周圍的海流活動,除了能兼顧潛艦的航行安全外,也有助於提升潛艦的隱蔽性。

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潛艦與反潛的無數過招?

海洋的複雜性,構成了潛艦至今仍能維持隱蔽優勢的原因。而這場臥虎捉藏龍的對決到此還沒有結束,我們只介紹了第一招,後面大概還有 99 種招式等待要過招。例如潛艦關掉主動聲納後,如何靠被動聲納安全航行並鎖定目標?

除了透過聲納,搭載磁性探測儀的反潛機怎麼從異常磁場訊號中辨別海底的金屬潛艇?又或是水面上的聲納會被全反射,那麼改變深度的話是不是就能解決了?實際上,既然在海面上聽不見,反過來把聲納放進海中,放在海水密度最低的「深海聲道通道軸」這個如同光纖般的區域,就能清楚聽到來自遠方的聲音。

諸如此類的軍事科技對弈,就像其他科技一樣,對決永遠不會結束。如果你還有那些想了解的面向,不論是潛艦或是其他軍事科技,也歡迎留言告訴我們。

最後也想問問大家,你覺得潛水艇最大的戰略價值是什麼呢?

  1. 多一種隱蔽武器,多一種威嚇,提升敵人的作戰成本
  2. 突破封鎖線,在關鍵時刻打擊敵人的大型艦艇
  3. 間諜作戰,深入敵後蒐集電訊號與艦艇聲譜特徵,偷偷獲取情報

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【從中國經典認識大腦系列】「風聲鶴唳,草木皆兵」——戰爭與創傷壓力造成的精神傷害
YTC_96
・2023/11/24 ・3921字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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「風聲鶴唳」、「草木皆兵」可能與創傷後壓力症候群有關?圖/GIPHY

「風聲鶴唳,草木皆兵」形容疑神疑鬼、驚恐不安,典故來自歷史上著名的「肥水之戰」。當時的慘烈狀況,前秦苻堅甚至可能出現與戰爭有關的創傷後壓力症候群 PTSD 的症狀。

根據《晉書·卷一一四.苻堅載記下》和《晉書.卷七九.謝安列傳》的記載,東晉時期野心勃勃的前秦苻堅意圖征服中原,東晉太元八年(前秦建元十九年)(西元 383 年),他率領龐大的八十萬大軍逼近肥水,準備進攻東晉。

東晉派出大將謝玄和謝石帶領八萬精兵抵抗。苻堅錯誤地認為東晉兵力不足,自以為佔有優勢,計劃迅速擊敗晉軍。然而未料到謝玄巧妙運用奇襲戰術,使苻堅損失了許多重要將領和士兵。

在肥水戰前,苻堅登上壽陽城觀察晉軍的情勢,卻發現晉軍部隊整齊有序,士氣高昂,戰鬥力十分強大。他遙望八公山,發現山上長滿無數草木,隨著風吹過,那些草木地晃動就像無數士兵在移動,於是他轉身對弟弟苻融說:「你看那山上,還有那麼多實力強大的軍隊,誰說晉軍很少呢?」這顯示出他內心的憂慮和恐慌,也是「草木皆兵」的由來。

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後來苻堅的軍隊在淝水一戰中遭受重大失敗,苻融壯烈戰死;苻堅本人中箭受傷,只能率領殘兵拼命逃回北方。當他們逃亡的過程中,只要聽到風聲呼嘯、飛鶴的鳴叫聲,他們都以為晉軍仍然緊追不捨,他們日夜奔逃,飢寒交迫。然而,當他們最終回到北方時,龐大的百萬大軍已經損失了七八成。逃亡的過程他們疑神疑鬼,恐懼不安,也是成語「風聲鶴唳」的由來。

看不見的敵人——戰爭壓力造成的心理創傷

我們對於 PTSD 的了解,是建立在數百萬歸來士兵們的真實體驗。圖/GIPHY

我們對於 PTSD 的了解,並非一朝一夕就在醫學上產生了共識,從誤解到了解,是數百萬歸來士兵們的真實體驗。

1914 年,第一次世界大戰發生的早期, 英國遠征軍(British Expeditionary Force)發現多達 10% 的英國軍官和 4% 的士兵在戰鬥後出現一些醫學上的症狀,包括耳鳴、健忘症、頭痛、頭暈、震顫和對噪音過敏,甚至有人表現出恐慌、恐懼、逃跑,或是嚴重到無法思考推理、睡眠、行走或說話。由於這些症狀和腦部神經直接受傷類似,當時被認為是一種因中樞神經受傷而導致的精神疾病,但奇怪的是那些士兵們的頭部其實並未發現任何的外傷。

1915 年,英國醫生查爾斯·邁爾斯(Charles Myers)首次在醫學期刊柳葉刀(The Lancet)使用「彈震症」(shellshock)一詞,用來形容因為爆震衝擊而造成生理以及心理受損的士兵。

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第二次世界大戰( 1939 年至 1945 年)後,隨著對士兵出現的壓力症狀有很多的認識,醫師的診斷上開始使用戰鬥反應壓力(Combat Stress Reaction (CSR))取代彈震症。雖然比起彈震症有了更多的了解,但醫學界們對於該症狀的出現仍不清楚。

1955 年,越戰爆發,美國總共派出 270 萬人前往越南作戰,最後高達 70 萬人需要某種形式的心理治療。

美國海軍陸戰隊列兵西奧多・J・米勒(Theodore J. Miller)表現出「千碼凝視」(thousand-yard stare),是「戰鬥反應壓力」的常見表現,包含注意力不集中、沮喪和疲倦的凝視。圖/Wikipedia

戰爭後的第二次創傷

創傷後壓力症候群 PTSD 被發現以前,已遭受精神創傷的士兵們可能需要面對社會歧視所造成的二次傷害。當時由於對彈震症的成因了解極少,有士兵因此被指控逃兵以及懦弱被送上軍事法庭,甚至因此被處決。越戰後雖然試圖重新融入社區的遭受創傷的退伍軍人數量相當驚人,但他們既無法獲得適當的治療,也無法從退伍軍人管理局獲得殘疾撫卹金,導致美國產生極大的家庭以及社會問題,也催生許多描述退伍士兵因戰爭創傷導致無法正常回歸社會的經典影視作品,如電影《越戰獵鹿人 The Deer Hunter 》(1978),以及《第一滴血 First Blood 》(1982)。

電影《第一滴血 》的藍波是有 PTSD 的越戰退伍士兵,在重返社會時遭受不合理待遇。圖/imdb

創傷後壓力症候群 PTSD

在 1970 年代,臨床上醫師開始使用創傷後壓力症候群(posttraumatic stress disorder),簡稱 PTSD 一詞來診斷越戰回來的退伍軍人出現的症狀。一直到 1980 年代,美國精神學會(American Psychiatric Association)才將 PTSD 納入精神疾病診斷與統計手冊(Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Third Edition (DSM-III))。雖然 PTSD 被正式承認為精神疾病,但診斷上仍面臨許多挑戰。最大的困難就是 PTSD 的症狀與太多的精神疾病相似,如強迫症(Obsessive Compulsive Disorder)和廣泛性焦慮症(Generalized Anxiety Disorder)。這也使得 PTSD 的歸類和診斷需要不斷的精進修正,在 DSM-IV 時 PTSD 歸類在焦慮症(Anxiety Disorder)的範疇,但在最新版本的 DSM-V,PTSD 已經和焦慮症分開來,有著自己的分類——創傷及壓力相關疾患(Trauma- and Stressor-related Disorders)。這也有助於醫界以及學界提高對 PTSD 的重視,能更了解 PTSD 對神經的影響以及治療方式。

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中醫如何治療受戰爭創傷的軍人

根據《晉書.卷一一四.苻堅載記下》和《晉書.卷七九.謝安列傳》的描述,苻堅和許多他隊伍中的士兵已經出現 PTSD 的症狀,但西方國家一直到西元 1970 年代才對 PTSD 有更多醫學上的見解,那究竟古代中國是如何治療那些精神上受到創傷的軍人們呢?

中國傳統醫學的奠基之作,也是現存最早的中醫理論經典著作——《黃帝內經》,成書於戰國至秦漢時期,並在東漢至隋唐時期經過多次的修訂和補充。PTSD 出現的症狀,可能接近中醫所說的「驚悸」、「健忘」、「情志病」的範疇。在《黃帝內經》中《素問》的《舉痛論》就記載「百病生於氣也,怒則氣上,喜則氣緩,悲則氣消,恐則氣下,寒則氣收,炅則氣泄,驚則氣亂,勞則氣耗,思則氣結」,說明人的七情(喜、怒、憂、思、悲、恐、驚)傷人先造成氣的變化﹐然後才有各式疾病的產生。七情分別屬於五臟(心、肝、脾、肺、腎),以喜、怒、思、悲、恐為代表,稱為五志。五志與五臟的對應關係為心志為喜,肝志為怒,脾志為思,肺志為憂(悲),腎志為恐,所以說怒傷肝、思傷脾、喜傷心、憂傷肺、恐傷腎。

雖然 PTSD 涵蓋中醫許多症狀的描述,但古代中國並未有明確文獻指出治療的方式,透過現代醫學診斷以及中醫的結合,有研究認為 PTSD 最可能是熱、火或體虛引起的心神失調;肝氣鬱結;及腎虛。次要的模式是長期肝氣鬱結(肝主脾胃、肝火、痰火、痰濕和心火)以及心、腎和脾器官系統體質缺陷的結果(Sinclair-Lian et al., 2006)。如此治療上就可以根據中醫師的評估來進行各臟器的調節。

結論

我們無法透過經典文學和改編真實事件的影視作品,就完全理解親臨戰場帶來的創傷。圖/pixabay

我們能從許多經典文學和改編真實歷史事件的影視作品認識到戰爭的殘酷,但這遠遠比不上親身面臨戰場上的恐怖和帶來的創傷。戰爭奪取無數人的性命,存活者面臨的巨大的壓力也將改變一個人的一生。

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YTC_96
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從大學部到博士班,在神經科學界打滾超過十年,研究過果蠅、小鼠以及大鼠。在美國取得神經科學博士學位之後,決定先沉澱思考未來的下一步。現在於加勒比海擔任志工進行精神健康知識以及大腦科學教育推廣。有任何問題,歡迎來信討論 ytc329@gmail.com。