俄羅斯中部發生隕石撞擊地球事件

• 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？

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。

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：

• 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

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？

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。

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？

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?

（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）或。

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。

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。

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]

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和躁動，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，出現依戀問題和行為退化，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、挑釁或有攻擊性。^[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，老年人和身心障礙者等族群，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]

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]

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]

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]

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。

參考資料

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.

在上一篇中，我們介紹了將在 2023 年發生的五個醫藥健康大事件。

延伸閱讀：
用迷幻藥治憂鬱？基因編輯療法將通過批准？——2023 最值得關注十大科學事件（上）

這次我們轉向能源、宇宙與科技領域，從首趟平民月球之旅、物理學的標準模型新發現，再到第一個核廢料永久儲存設施正式營運！

No. 5 氣候與能源衝擊

世界各國能否聽從科學家的警告，採取實際行動，朝淨零之路前進嗎？看起來不行。由於疫情與俄烏戰爭，去年 11 月在埃及舉辦的「聯合國氣候變化會議 COP27」幾乎是原地踏步。

不過還是有一個重要的決議，那就是建立氣候損失和損害基金。根據協議，排放量較高的富裕國家將在經濟上補償受氣候變化影響最大的貧窮國家。「過渡委員會」將於 2023 年 3 月底前舉行會議，提出資金運用的建議，並在 11 月的 COP28 會議上提交給世界各地的代表。

至於核能的部分，新型核分裂發電與核融合發電，都會在 2023 年有所進展。

另外，世界上第一個核廢料儲存設施，今年將在芬蘭西南海岸外的奧爾基洛托島正式啟用。這個由芬蘭政府於 2015 年批准建造的地下處置庫，將負責封存超過 6500 噸有放射性的鈾；這些鈾會被裝在銅罐中，再用厚厚的粘土覆蓋，最後埋在地下 400 公尺深的花崗岩隧道內，預期將被密封數十萬年，直到輻射水平達到完全無害的程度。

另一個好消息是，今年 1 月 1 日就任的巴西總統——魯拉（Luiz Inácio Lula da Silva），將推翻前任總統開放的雨林開發，保護生態與文化。

然而深海則有新危機。若 2023 年 7 月前，聯合國的國際海床管理局（ISA）沒能讓各國對深海採礦管理準則達成共識，那海底的礦產資源可能會被某些政府和企業盯上，不受限制地開挖，海洋生態將迎來浩劫……。

許多關於能源的抉擇包含了科學和政治，能源短缺也激勵了綠能跟潔淨能源的投資力道及採用意願；至於今年還會不會發生更棘手的麻煩？使能源轉型更加舉步維艱。

No. 4 超越標準模型

2022 年 4 月，美國費米國家加速器實驗室的物理學家，公佈了渺子 g-2 實驗的首批結果；這項實驗研究了被稱為「渺子的短命粒子在磁場中的行為」。

過去 50 年來，標準模型（Standard Model）^[註]的理論預測通過了所有測試，但其實物理學家普遍認為標準模型肯定還不完備，並且認為可以從渺子身上找到破綻；如果今年再次公佈更精確的數據，顯示渺子的磁矩比理論預測來得大，那就代表還有新粒子等待被發現，而標準模型就得修正。

位於中國廣東的江門地下的微中子實驗觀測站，也將在今年展開尋找超越標準模型的物理學之旅；利用位於地下七百公尺的探測器，來準確測量微中子的振盪。

註：標準模型為能描述強核力、弱核力、電磁力這三種基本力，以及所有物質基本粒子的理論。

另外，物理學家們在今年會有升級的新設備。第一個是 LCLS-II 直線加速器相干光源 2 代（Linac Coherent Light Source-II），它將創造終極 X 射線機器，看到分子內原子的運動！另一個則是新的重力波獵人—— Matter-Wave Laser Interferometric Gravitation Antenna（物質波雷射干涉重力天線）；這個設施把銣原子冷卻成「物質波」，能夠梳理黑洞和其他超大質量天體碰撞產生的時空漣漪，揪出現有重力波設施錯放的事件，甚至可以幫我們尋找暗物質！

而在瑞典隆德附近、由歐洲 17 國攜手成立的歐洲散裂中子源（ESS），將使用史上最強大的線性質子加速器產生強中子束，來研究材料的結構；雖然預計 2025 年才會完工，但於今年迎來第一批研究人員，開始實驗。

No.3 就是要抬頭看天空

許多人心中 2022 年科學事件第一名，正是韋伯太空望遠鏡傳回的驚人照片；沒有意外的話，韋伯在 2023 年會繼續大顯身手，揭露星系演變的真相，與遙遠系外行星的生命印記，找尋地球之外的生命。

今年還會有更多驚喜！來自於新的太空望遠鏡，如：由歐洲太空總署開發的歐幾里得太空望遠鏡，今年發射後將繞行太陽六年，拍攝宇宙的 3D 圖；日本宇宙航空研究開發機構 JAXA 的 X 射線成像、光譜任務 XRISM，則是繞地球軌道運行的太空望遠鏡，將探測來自遙遠恆星和星系的 X 射線，預計在今年 4 月升空。

在地球上，位於智利的薇拉魯賓天文台（Vera C. Rubin Observatory）將於今年 7 月啟用；其望遠鏡採用特殊的三鏡面設計，相機包含超過 30 億像素的固態探測器，每三個夜晚就能掃描整個南天，也是監測可能危害地球小行星的守護者之一。而世界上最大的可動望遠鏡——新疆奇台射電望遠鏡（QTT）也將在今年完工；其口徑達 110 公尺，能夠觀測天空中 75% 的星星。

No. 2 好多月球任務，還有一個鐵小行星

2022／12／11 這天，包括阿拉伯聯合大公國的拉希德漫遊者月球車、NASA 的月球手電筒立方衛星、以及日本的白兔 HAKUTO-R M1 登陸器，共同搭乘 SpaceX 的獵鷹九號發射升空；HAKUTO-R 如今正緩緩帶著拉希德前往月球，預計在今年 4 月著陸。

而印度太空研究組織 ISRO 的第三次探月任務月球飛船 Chandrayaan-3，預計今年年中發射，並於月球的南極著陸。

還有首次民間人士的月球之旅 dearMoon。SpaceX 的 Starship 將載著 11 位平民上太空，包含創業家、明星跟 YouTuber；如果 Starship 成功發射，將會成為史上最大的火箭。Blue Origin 的 New Glenn 也預計在今年首度發射。若兩者都成功，將推動太空科學與商業進入新時代，讓進入太空的成本大幅下降。

歐洲太空總署的木星冰月探測器 JUICE 也將在今年 4 月升空，並於 2031 年抵達木星系統；目標是研究木星以及三顆衛星：木衛二三四的環境，了解他們有沒有可能支持生命存在。

NASA 將於今年 10 月後發射延遲了一年的 Psyche 靈神星小行星軌道飛行器，其研究對象為 16 Psyche 靈神星小行星；科學家認為它可能不是一般的小行星，而是一顆年輕行星裸露的鐵核心。如果今年順利發射，將在 2029 年到達。 

看來對太空迷來說，2023 又將是幸福熱鬧的一年。

No.1 GPT-4 跟 AlphaFold 的衝擊波襲來

借過借過，AI 已預約登上 2023 年最大科學事件！

如果 GPT-3.5 開發的 ChatGPT 還沒有嚇到你，那 GPT-4 就要來了！

而在科學領域，DeepMind 的 AlphaFold 帶來的衝擊不亞於 ChatGPT；它能夠根據蛋白質的一維氨基酸序列，準確預測折疊後的三維形狀，對生物與醫療研究影響非常大。 AlphaFold 2 於 2021 年發布了另外 2 億多種蛋白質的結構，幾個月來，來自 190 個國家／地區、超過 50 萬名研究人員，使用 AlphaFold 研究了 200 萬種不同的蛋白質結構。另外，Meta 的 ESMFold 的速度甚至又比 AlphaFold 快 60 倍，預測的蛋白質超過 6 億種！

基於 AlphaFold 跟 ESMFold 的研究量將大大增加，這些龐大新知識也將開始應用於各學科，包括新疫苗和塑膠開發。

法規管制總是比科技進步緩慢，隨著 AI 越來越強大、滲透到社會的方方面面，各國政府必須回應。歐盟在今年將通過人工智慧法案，為使用人工智慧制定標準，其他國家和科技巨頭將密切關注，跟進與調適。

以上就是「2023 最值得關注十大科學事件」，你最期待的是哪一個？哪個是你心中的 No.1？又有哪些我們漏掉了，但你覺得該列入的呢？歡迎留言討論！

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