0

0
0

文字

分享

0
0
0

看電視、玩電玩,只會教壞孩子?

黃秀美
・2013/04/02 ・1153字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 445 ・四年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

相信嗎?打電玩,可有助手眼協調能力。 credit: CC by  wynner3@flickr
相信嗎?打電玩,可有助手眼協調能力。 credit: CC by wynner3@flickr

自從有了電視,因此而起的親子爭執,不曾稍歇。很多家長,對於孩子沈溺電玩中,很氣惱。到底看電視、玩電玩,會不會教壞孩子?

根據二○一三年三月,英國醫學研究理事會(The Medical Research Council ,MRC)發表在《兒童疾病檔案》(Archives of Disease in Childhood),囊括超過11,000位兒童所作的研究顯示,英國約有六成五的孩子,每天看電視一到三小時,一成五的孩子會每天看電視超過三個小時,僅有2%的孩子完全不看電視。

即便是每天看電視超過三個小時的孩子比起每天看電視少於一個小時的孩子,在七歲時,行為問題只會微幅的增加,他們的母親說,這些孩子更容易打架、說謊或出現霸凌的行為。但玩電玩與這些行為問題,沒有關聯性。

MRC社會與公共衛生小組的負責人Dr Alison Parkes表示:看電視、玩電玩跟過動症、注意力不集中、同儕關係問題或社會行為間,並沒有關聯,並不會因此教壞孩子,即使限制孩子看電視、玩電玩的時間,對增進心理社會調適也沒有幫助。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

而發表在二○一三年二月《當代生物學》(Current Biology)的研究,則指出,對於有失讀症(dyslexia,編註:有閱讀障礙、誦讀困難,約有一成的兒童有此困難)的孩子來說,僅僅透過十二小時的動作視頻遊戲,就能提高這些兒童的閱讀速度及注意力,且比使用傳統的閱讀治療,更能讓這些有特殊閱讀障礙的孩子,克服困難。

有趣的是,玩電動,可有助於年輕腹腔鏡外科醫師的培訓。

根據義大利羅馬大學外科部,二○一三年二月發表在《PLOS ONE》的研究顯示,在培訓腹腔鏡外科醫師時,若能在四周的培訓計畫中,加入每周五天,每天一個小時的任天堂Wii遊戲,包括網球(Sports Tennis)、乒乓球(Table Tennis)及高海拔的戰鬥(Battle at high altitude),這些對於手眼協調有高度要求、精確動作,以及出色3D視覺的遊戲,可有效提高基本腹腔鏡的技能,並完成虛擬腹腔鏡的膽囊切除術。

除了標準的基礎模擬及手術的外科教育外,便宜又有趣的任天堂Wii遊戲,對於年輕腹腔鏡外科醫師的培訓,也可能是有幫助的。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不過,一項由哈佛大學公共衛生學院(the Harvard School of Public Health ,HSPH)二○一三年二月發表在《英國運動醫學雜誌》( the British Journal of Sports Medicine),針對18到22歲年輕男性所作的研究,則是發現每周看超過20小時或更長時間的男性比起幾乎不看電視的男性,精子的數量平均低了44%。

若想要精子數量多而活躍?方法很簡單,就是少看點電視,多作些運動鍜練。

參考資料:

文章難易度
黃秀美
23 篇文章 ・ 0 位粉絲
小星星之光》專欄,是我懷抱著對孩子的關切之情,以現今的科學醫療佐証,所撰寫的兒童、青少年(18歲以內)健康新知。黃秀美,現為《國語日報:秀美姐姐說身體奧祕》專欄作者。著作商周出版《146位名醫問診》、原水出版《男人看不見的敵人:攝護腺癌》。FB社群:《名醫一點通》。

0

8
2

文字

分享

0
8
2
快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

1

3
0

文字

分享

1
3
0
ADHD 學童在教育現場面臨哪些挑戰?老師、家長又面臨哪些抉擇?——專訪中研院社會學研究中心曾凡慈副研究員
研之有物│中央研究院_96
・2024/03/08 ・5646字 ・閱讀時間約 11 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

為什麼「特別」=不正常?

回想求學過程中,你是否曾煩惱特立獨行的行為會成為老師和同學眼中的「異類」?當社會慣用同一套標準檢視每個人,你我都可能被貼上「污名標籤」。中央研究院「研之有物」專訪院內社會學研究所曾凡慈副研究員,她長期投入「醫療社會學」研究,探討社會如何建構正常性與異常性,特別在臺灣的教育現場,有一群「注意力不足/過動症」(ADHD)學童,經常被貼上社會加諸的「疾病污名標籤」。一起來認識 ADHD ,聽聽成人患者、家長與老師們的親身經歷,了解他們如何面對污名?怎麼看待正常與異常的界線?

圖|iStock

ADHD 學童與教育者會遇到哪些困境?

就讀小學五年級的小曉,外表與一般小女孩無異,卻經常坐立不安、注意力難集中,甚至瞬間情緒崩潰。在班上不只被同學霸凌孤立,還被其他家長視為問題兒童,責備小曉的父母沒有善盡教養義務。

小曉的父親長年在國外工作,導致養育責任、就醫治療的重擔全落在母親薇芳身上。面對女兒一天到晚闖禍,在家又不按時吃藥,母女兩人經常爆發衝突。龐大的身心壓力讓薇芳不禁心想:「如果沒有妳,我是不是能做自己?」

從香港來的新老師保羅試圖幫助小曉融入學校生活、緩解薇芳的壓力,成為母女兩人的避風港,也背負是否因特殊原因而關照小曉的質疑。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

電影《小曉》道盡「注意力不足/過動症」(Attention Deficit/ Hyperactivity Disorder,簡稱 ADHD )學童在臺灣教育環境經常發生的狀況,以及家長與老師面臨的教養與照護困境。

究竟 ADHD 在兒童間的盛行率有多少?根據美國精神醫學會 2022 年發行的《精神疾病診斷與統計手冊》顯示, ADHD 在全球兒童中的盛行率推估為 7.2 % 。臺灣 2019 年對全國中小學生進行的抽樣調查研究則發現,符合美國精神醫學會 ADHD 診斷準則(DSM-5)的學生比例高達 10 % 。

換言之,每 100 名學生中約有 10 名有明顯的 ADHD 症狀。面對這麼高的比例,社會大眾對 ADHD 的認識卻不夠普及。究竟 ADHD 有什麼樣的表現?如何協助孩子調整身心狀況、應對治療伴隨的疾病污名標籤?家長、老師等照護者需要什麼樣的支持?

容易被污名化的「隱性障礙」!

中研院社會學研究所曾凡慈副研究員
圖|之有物

中研院社會學研究所曾凡慈副研究員長期投入「醫療社會學」研究,試圖理解社會如何建構正常性與異常性。近年來持續探討 ADHD 等「隱性障礙」在教育場域如何被醫療化、標籤化,以及親職角色面臨的各種教養難題。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

所謂「隱性障礙」是指:病況模糊、有爭議或不可見,需要精神藥物、心理與特殊教育介入,從而為家長帶來尋求診斷與治療的複雜挑戰。

ADHD 即是一種隱性障礙,對生活的影響通常反映在人際互動與學習表現上,詳細診斷標準可參考臺大神經部衛教說明,主要症狀整理如下:

圖|之有物(資料來源|臺大神經部衛教說明

由於 ADHD 的行為樣態多元、表現程度不一,而且可能隨著成長過程而改善或惡化,讓位在教學第一線的老師經常面對的難題是:究竟孩子只是不夠努力,還是真的無法控制自己?

這種判斷困難常出現在孩子重新分班、需適應新環境時。大部分老師會先觀察半學期至一學期,如果孩子的行為一直沒有改善,就會試著與家長溝通,評估是否帶孩子就醫檢查。因此,求學階段通常是孩子被診斷出 ADHD 的高峰期。

由於臺灣社會長期缺乏隱性障礙的觀念,孩子在學校表現不好會認為是小孩天性調皮,只要嚴加管教就會慢慢改善,並不會直接想到看醫生,而且民眾普遍對看精神科有不好的觀感。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

因此,當老師提議帶孩子就醫,多數家長一時之間可能難以接受,再加上每個家庭具備的文化與經濟資本不同,對親職角色的焦慮程度不一,也進而影響家長選擇的回應方式。

為了深入了解隱性障礙對親職造成的挑戰,曾凡慈訪談了 50 位家中有隱性障礙學童的家長,分別具備不同教育程度、家庭型態、社經地位等條件,並藉由發展「道德工作」概念來考察這種獨特的親職任務。什麼是「道德工作」呢?

道德工作指的是:人們在日常生活中如何判斷哪些目標值得追求?怎樣的做法比較適當?又應該相信什麼、感受什麼與做什麼,才算善盡職責?

這對一般父母來說絕非易事,應該讓孩子養成乖巧懂事還是自由自在?要努力培養未來競爭力還是享受快樂童年?一道道選擇題已夠令人煩惱,如果孩子的氣質特殊,情緒行為不符合大部分孩子的常態時,將更難仰賴一套明確的價值指引行事,因此需要透過更加複雜的道德工作來幫自己和孩子應付日常難題。

對孩子有隱性障礙的家長來說,道德工作要處理的問題通常包括:該不該用「病」的框架來解釋孩子的違常行為?如果能治療,什麼才是「應該的」目的?要讓孩子擁有公開的障礙身分,還是盡量隱瞞以避免污名?面對孩子持續表現出失序的狀態,該體諒包容還是嚴格要求?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

一起來看看與 ADHD 孩童朝夕相處的家長與老師們做出什麼樣的抉擇。

家長面對 ADHD 子女時須處理的道德工作
圖|之有物

ADHD 學童與其家長面臨哪些選擇?

曾凡慈發現,從親職的角度考量,家長首先須設法釐清問題屬性:究竟孩子的行為是個性、環境或病理所致?才能決定該往什麼方向努力。

承認孩子可能患有 ADHD 是家長要克服的首要難題,尤其在臺灣想獲得特殊教育資源,或讓學校接受孩子的差異、提供相應的對待,通常得先取得醫療診斷,使得就醫並接受藥物治療成為某些家長維護孩子受教權的策略。

緊接著家長要摸索的是,怎麼教導孩子看待吃藥行為可能帶來的「污名標籤」。例如有孩子因為吃藥而被同學取笑,與同學發生紛爭時也常被問「今天是不是沒吃藥」。如果沒有妥善處理,診斷用藥將增加孩子被歧視的風險,也會降低孩子配合治療的意願。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

某些家長則教孩子以「尋常化」的態度看待用藥。例如告訴孩子「每個人身上都有一點病,像是阿公也每天在吃糖尿病的藥」。或者說吃的是「聰明藥」、「專心藥」,吃藥不代表「有病」,而是能在學校表現的更好。

也有部分家長採取「以醫療模式轉移污名」的策略,讓孩子相信只要「治好」就不會發生污名問題。

例如有的孩子主要是注意力不足( ADHD 的一種次類型),家長引用醫生的說法向孩子強調「你是注意力不足不是過動」。每當孩子接受積極治療、在學校的表現明顯進步時,家長也會藉此培養孩子有自信的應對方式,下次再被同學取笑時可以勇敢回覆:「我只是注意力不足」、「我現在都好了」。

吃藥行為常讓 ADHD 患者被貼上「有病才吃藥」的污名標籤,如何教導孩子正向看待吃藥,是家長面臨的挑戰之一。
圖|iStock

當然也有比較特殊的案例,曾凡慈訪談的家長中,有位媽媽教孩子不要主動挑釁他人,可是一旦別人欺負到你頭上,就一定要捍衛自己。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

例如有人罵孩子吃藥就是神經病,她要孩子大力反擊:「你才有病!又不是你要吃藥,關你什麼事?」雖然這麼做無法改善孩子的人際關係,但曾凡慈指出,我們的社會存在一種奇怪的權力,自以為「正常」的人能隨便對被視為「異常」的人指指點點,這種權力應該被揭露和挑戰:

教養方式沒有絕對好壞,教孩子言語反擊,看似在破壞社會互動秩序,實際上是讓孩子正面回擊污名化背後的權力關係。

環境、家庭、教育現場不同會造成什麼差異?

從事隱性障礙的道德工作時,另一值得注意的是,家長的教養方式可能因不同的文化和經濟資本而產生差異,這將影響家長與老師的溝通,以及孩子可得到的教育與醫療資源。

例如某些家長比較有能力與老師對等討論,一起摸索出適合孩子的學習方式,也比較有能力爭取醫療資源、進行污名管理。課餘時間還會陪孩子完成課業、調整情緒行為,甚至自費取得其他輔助資源。

其中一位有教育學博士學位的家長令曾凡慈印象深刻。這位母親為了讓患有 ADHD 的孩子得到最佳照護,自行創辦了幼兒園,過程中投入的金錢與時間精力,超乎一般家長所能想像!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

然而,並非每位家長都有能力為孩子做那麼多,許多家長可能因工作繁忙、手頭不寬裕,或對 ADHD 等隱性障礙缺乏認知,因而無法長期陪伴孩子、或與老師密切溝通,也沒有餘裕定期請假帶孩子回診。

如果老師跟家長的溝通卡關,又正好遇到老師的教學標準較高,可能會認為只要家長不願帶孩子就醫,就沒有立場對疑似有 ADHD 症狀的學生進行個別調整或導入特教資源,這將導致各方關係陷入惡性循環。

近期曾凡慈也開始訪問教過 ADHD 學生的老師,希望了解他們遇到的教學難題與處理經驗。

老師的壓力之大在於,既要在教學上符合全班學生對「公平性」的期待,又要對有特殊需求的學生進行「彈性調整」。如果家長不願讓學生接受診斷,面對看似 ADHD 的學生,究竟要用平常標準要求還是寬容對待?如何避免其他人抱怨老師沒有一視同仁?都將陷老師於左右為難的境地。

面對教育現場因不同理念而產生的紛爭,老師非常需要家長與專家的支持,也需要額外人力幫忙分擔並改善孩子在學校的狀況,否則老師疲於應付、教學品質也難以維持。

曾凡慈訪談的老師們也分享了有助增進教學知能的資源,例如現在的教師研習會將 ADHD 等隱性障礙的基本知識與教學策略納入課程,參加教學互助社群也有助交流在教學現場可應用的實務技巧。

此外,老師們也希望有彈性的人力調度,能適時支援臨時狀況。例如孩子坐不住、或行為失控需要拉開距離時,可以有行政體系的老師陪孩子出去走走、緩和情緒。如何讓專業資源與輔助人力能及時支援教育現場,是日後值得關注的課題。

曾凡慈認為彈性的教學設計日趨重要,過去會要求孩子都乖乖坐著上課,字都要整齊寫在方格內,讓精力旺盛的孩子備感挫折。比較務實的做法是,透過教室管理技巧吸引孩子注意力,藉由教學設計來滿足探索與運動等需求,並依據孩子不同的能力來調整標準。
圖|iStock

「可不可以讓我們的差異變成獨特?」

未來曾凡慈也將持續訪談成人 ADHD 患者,了解他們怎麼走過求學與治療階段,怎麼看待自己的身心狀態。訪談過程中發現,雖然成長過程有其艱辛之處,但也出現正向看待 ADHD 的社群。

許多在童年時期被診斷出 ADHD 的孩子已長大成人,並開始透過聚會重新思考 ADHD 對自己的意義,致力推動社會大眾以正向心態看待 ADHD,甚至語帶自信地以「A 咖」自稱!

曾凡慈非常樂見創造正向標籤的行動能延續下去。例如「 A 咖」社群中有人認為 ADHD 就是一種個人特質,有天馬行空的創意、勇於跳脫常軌,擅長抓住大方向且不拘小節。此外,「怕無聊」的個性讓他們幾乎終其一生都在尋求新鮮挑戰,過著樂在學習的精彩人生。

然而,曾凡慈也注意到,部分 A 咖仍需要藥物及諮商資源,協助他們應付大學生活,以及工作職場上更加嚴峻的挑戰。有些人很需要心理師擔任一對一的「 ADHD 教練」,訓練人際相處應對、生活安排與工作規畫,或調適因外在刺激而累積的壓力。

然而,目前心理諮商或治療都所費不貲,如果不住在大都市,相關資源將更難取得,導致他們只能靠自助或社群互助,慢慢摸索自我調適策略,比一般同齡人更加辛苦。

因此,有些成年患者會為了使用校內免費的心理諮商服務,選擇延畢或繼續念研究所,導致出社會的時間往後拖延、影響職涯發展。

我們不能否認病症會為患者帶來應付生活的困難,但隨著隱性障礙逐漸被視為人類行為多元光譜的一環,我們也看到了改變的契機。

曾凡慈期許:「我們不該只想著指認孩子的內在缺失,甚至期待醫師將他們治癒,使他們能適應主流環境。」更該轉向思考的是:

如何支持個別差異,發展有利於所有人的教育文化與社會體系。

曾凡慈期許社會大眾能轉向思考:如何支持個別差異,發展有利於所有人的教育文化與社會體系。
圖|之有物
所有討論 1
研之有物│中央研究院_96
293 篇文章 ・ 3359 位粉絲
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

0

1
1

文字

分享

0
1
1
已經不能沒有「它」?悄悄改變我們生活的「家庭科技」
賴昭正_96
・2024/01/12 ・4027字 ・閱讀時間約 8 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我們生活在一個高度依賴科學與技術的社會,但幾乎所有的人對科學與技術都一無所知。

——Carl Sagan(1934-1966)美國天文學家、科普作家

在「日常生活範式的轉變:從紙筆到 AI」一文裡,筆者談到 50 年來的科技發展完全改變了我們自己日常生活的方式,如筆者已經不再用紙筆寫文章、不在圖書館裡找資料、旅行不需要攜帶地圖、在家逛街購物、買股票不需要透過券商下單、與親友及科學月刊通訊都是瞬間達成、⋯⋯等等。最近人工智能的正式登場更可能讓人人成為寫文章高手,讓讀者懷疑這篇文章是不是筆者自己寫的。

除了這些有形的日常生活方式的改變外,事實上還有一些無形、沒有改變我們生活方式的科技正在我們家中發生的。其中最明顯的就是電視, 我們看電視的方法還是一樣, 但年輕的讀者可能不知道不管從軟體或硬體來看, 電視機已經完全不再是 1970 年代的電視機了。我們在這裡就來談談這些偷偷摸摸進入我們家庭生活的三大無形改變吧,免得被名科幻小說及科普作家薩根(Carl Sagan)嘲笑:我們生活在一個高度依賴科學與技術的社會,但幾乎所有的人對科學與技術都一無所知。

電視機

早期的電視機是由真空管及陰極射線管(CRT)組成的,體積膨大。1940 年代,半導體器件的發明使得生產固態電子器件成為可能,它比熱真空管更小、更高效、更可靠、更耐用、更安全、更涼爽、更經濟。從 1960 年代中期開始,熱電子管可以說完全被晶體管取代。然而直到 21 世紀初,陰極射線管(也是一種真空管)仍然是電視監視器和示波器的基礎。

圖/作者提供

1982 年,愛普生(Seiko Epson)發布了第一台用液晶(liquid crystal)當平面顯示器(display)的液晶電視(LCD TV);1984 年,愛普生又發布了第一台全彩袖珍液晶電視。夏普(Sharp)於 1988 年推出第一台商用液晶電視;第一台電漿(plasma)電視於 1997 年出現。電漿電視畫面是透過顯示器上面畫素(Pixel)點發光,不是像液晶電視機在畫面後面照光,因此在畫質方面比液晶顯示器強多了,但因在價格上沒辦法競爭,早已被淘汰掉了,最近被類似的有機發光二極體(organic light emitting diode, LED)電視機取代。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

除了硬體外,電視影像訊息的傳播編碼(coding)也大異於前:早期使用類比訊號(analog signal)編碼,現在則使用數字(digital)。後者在其開發時就立即被認為是自 1950 年代彩色電視出現以來,電視技術上之一項創新進步的重大變革。類比廣播到數字廣播的轉變始於 2000 年左右;經過多次及多年的拖延,美國終於於 2009 年 6 月 12 日正式取消無線類比電視廣播,台灣也已於 2012 年 7 月全面廢除無線類比電視廣播,改用數位電視。詳情請參見高畫質數位電視

電燈泡

我們一般都將發明燈泡的功勞歸於愛迪生(Thomas Edison),事實上早在他 1879 年申請專利之前,英國發明家就已經知道用弧光燈當燈泡。但愛迪生不但將白熾燈泡商業化,並發明了將電力帶入住家所需的整個系統——發電機、電線、保險絲、燈的開關。1904 年出現了取代碳絲燈泡之更亮的新型鎢絲燈泡,1913 年發現在燈泡內放入氮氣等惰性氣體可以提高壽命,沿用至今。 

電燈照明的原理是因為任何溫度不為絕對零度的物體,總是不停地對外放出各種頻率的輻射能(見「科學家如何找到黑體輻射光譜,引發 20 世紀初的量子革命?」)。不幸的是:這些不同頻率的輻射能中只有非常少的一部分是可見光,因此利用鎢絲加熱來照明的電燈效率非常低(見「電燈的效率」)。

筆者在「太陽能與光電效應」裡探討了「二極體」(diode)的物理,其用途甚廣(如整流器及控制器等)。它可以透過光來發電製造太陽面板;它也可以透過電來發光——「發光二極體」(light emitting diode, LED)——製造上面提到之有機發光二極體電視機及二極體燈泡。因我們可以用不同材料來控制發出來之輻射在可見光範圍,所以二極體燈泡效率比傳統鎢絲燈泡高得非常多:例如前者只需 18 瓦特就可達到後者 100 瓦特(W)的亮度。加上它不使用高溫,壽命也因之比較長;但因其製造成本高,所以直到最近美國才宣布禁售傳統鎢絲燈泡,強迫使用二極體燈泡1

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
圖/作者提供

發光二極體需要在直流電下運作,一般家用二極體燈泡設計在低電壓 1.2-3.6V 之間。然而,為了變壓方便及減少輸送過程中的能量浪費(見「高壓危險」),全世界電力公司都用高電壓的交流電輸送電力,到住宅區附近的變電所後再減壓到 120-240V,因此二極體燈泡的設計非常不同於傳統燈泡:它的首要任務是將高電壓交流電降壓整流為低壓的直流電。除此之外,因固態線路特性,它也必須考慮電壓及電流的穩定、散熱等問題,因此在設計上比鎢絲燈泡複雜多了,成本也貴得多。

家庭電話

與電視機及燈泡相比,家庭電話可以說是改變最少的;事實上自從行動電話普及後,許多家庭已不再使用固定的家用電話,改變了我們日常生活的方式。但仍有不少像筆者一樣頑固的長者保留家用電話的,他們將發現:雖然現在的電話機比以前的加了很多功能,如來電顯示、留言、無線分機等,但其基本結構還是保留在 1962 年世界博覽會上首次以商品名「按鍵音(Touch-Tone)」推出的按鈕撥號(也就是說 1970 年代的電話現在還是可以用的,也還可以在市面上買到)。

圖/giphy

傳統電話系統通話依賴於兩個節點間的直接物理連接,在通話中這條線是不能斷的。為了覆蓋廣泛的地區,任何兩點間都直接連線當然是不可能的,因此出現了稱為「電路交換」(circuit switching)的呼叫切換技術。早期的呼叫切換是由電話接線員來完成的,但隨著電話覆蓋範圍的擴大,美國電話及電報公司(AT&T)開始推出機械交換系統,人們可以從家裡手動撥打其它號碼,不再需要人工操作員接通。到 1978 年左右,完全自動化終於消滅了電話接線員這一職業。

圖/作者提供

自從互聯網(Internet)及一種可用寬頻連線進行語音通話的互聯網協定語音(voice over internet protocol, VoIP)出現後,網路語音(VoIP)電話開始慢慢侵食傳統的家庭電話。不像電視機及燈泡,事實上傳統的家庭固定電話是有其優點,如不受斷電及不穩定網路的影響等,但因網路語音電話成本較低及較高彈性,美國聯邦通訊委員早在 2022 年 8 月就宣布不再要求美國電信公司提供銅線固定電話服務,因此相信傳統的電話系統不久將在美國消失了2

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

電路交換技術的一大缺點是:兩點一旦連接在一起,別人便不能再使用那整條電路3,浪費了有限的資源。現在網路語音電話的交換網絡依賴於「分組交換」(packet switching)技術。分組交換概念是波蘭裔美國工程師巴蘭(Paul Baran)於 1960 年代初提出,首先使用於美國國防部的阿帕網(ARPANET)。使用者透過網路傳送檔案時,先將檔案分割為較小的數位「資料包」(packet)形式來進行傳輸。每個資料包都有一個包括來源位址、目標位址、資料包數量和序號等的資料包頭,因此它們可以各走其獨立路線(網路節點負責指揮交通),發送者和接收者之間沒有必要(也從未)直接連接在一起,可以充分且更有效率地利用傳輸媒體。數位資料包到達目的地後,經組合再透過數據機(modem)將數位數據轉回電話線的類比訊號,傳到傳統的電話上。

以前傳統電話因為要用實體電線接到區域交換總機,所以可以從區域號碼知道這支電話的所在地;網路語音電話只要連接到任何一個網路節點就可以,所以家用電話號碼可以隨搬家移動到別的區域(例如台北的 02 區域電話號碼可以在阿里山出現),因此區域號碼已經失去其區域的意義。

結論

這些悄悄來的家庭科技中,改變最多的是電視:在軟體(數位訊號傳輸)及硬體方面(平面顯示器)都完全擺脫了舊科技,以全新的面貌在家庭中出現;接觸過舊電視的讀者,應該不難發現影像的改進不可同日而語。燈泡則只改變硬體(二極體燈泡),網路語音電話只改變軟體(分組交換訊號傳輸)。

筆者雖然喜歡新科技,但因一則較貴,再則可能不穩定,而不願做新技術的天竺鼠(實驗對象),對新技術的接受總是很遲的;即使如此,筆者的家庭也已經全面「現代化」了。但是內人除了發現電視機不同及燈泡比以前更接近太陽光4外,根本不知道老公花了多少心血將狗窩現代化。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

註解

  1. 事實上美國早在 2007 年就頒布白熾燈泡禁令,但被川普政府撤銷,該規則於今年(2023 年)8 月 1 日才又生效。台灣經濟部宣佈 2011 年底全面禁售白熾燈,五年內全面更換成二極體燈泡。
  2. 但在台灣還不流行。根據名市場研究公司 Future Market Insights 分析:全球住宅網路語音服務市場規模預計將從 2023 年的 221 億美元增至 2033 年的 678 億美元;在預測期內(2023 年至 2033 年),全球住宅網路語音服務需求預計將以 11.9% 的複合年增長率增長。
  3. 只要電話不掛斷(如找資料暫停通話),電路就不會、也不能斷;因此原則上如果夠多人在同時用電話,將會將所有的電路線都佔罄了。
  4. 太陽表面的溫度約在 6000°C,鎢絲燈泡大都在 3000°C 左右操作以增加壽命。

延伸閱讀

討論功能關閉中。

賴昭正_96
41 篇文章 ・ 49 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。