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《穿梭超時空》

EverDark
・2010/12/27 ・1519字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

加來道雄1994年的著作,自98年中譯本問世後已經十餘載,前陣子尋覓多時才終於讓我在書店找到它!

這是一本範疇很廣的科普書,標題乍看給人是在探討時間旅行為主軸的感覺,其實不然。書名中所謂「超時空」事實上指的是高次元時空(Hyperspace)。同時這也是一本富有人文社會味道的科普書,不光只是在介紹科學,也探討藝術、文化、與宗教在歷史上對於高次元空間的諸多異想的軌跡。

下面為本書目錄:

第一部 進入第五次元
第一章 超越時空的世界
第二章 數學家和神幻術士
第三章 能夠「看到」第四次元的人
第四章 光的秘密:第五次元的振動


第二部 在十次元統一
第五章 量子異端
第六章 愛因斯坦的復仇
第七章 超弦
第八章 來自十次元的蛛絲馬跡
第九章 創世之前


第三部 蟲洞:進入另一個宇宙的通道
第十章 黑洞與平行宇宙
十一章 建造時間機器
十二章 碰撞宇宙


第四部 超空間的主宰
十三章 未來之外
十四章 宇宙的命運
十五章 結語

我想,本書的中心思想在於推廣弦論。這是目前理論物理學界最火紅、認為最有希望統合相對論與量子理論的模型,但是卻也存在龐大的爭議。最大的癥結就在於弦論(或者超弦理論,Superstring Theory)目前無法被實驗驗證,因此有一派的物理學家壓根兒不認為它稱得上是一套科學理論。

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看多了現代物理的科普書,就會發現這兩派的看法可謂壁壘分明。例如上一次曾經介紹過的《比光速還快》的作者喬奧,從其書中字裡行間就能看出他並不欣賞弦論。那麼加來道雄呢?這位學者的作品裡處處透漏了他內心那些宏觀科幻式的想望,這點從他的另一部較新著作《電影中不可能的物理學》也能看得出來。事實上,加來道雄也是超弦理論的支持者(與研究者),認為這個告訴我們世界其實是十一度空間的超理論(笑),很有可能是這個世界的真相。

本書在於推廣作者內心對於超空間存在的正面信仰,在書中第一部便從早期的黎曼幾何學開始引介空間扭曲的概念,許多例子(不論是史料還是虛構)都叫人腦力激盪,十分有趣。第一部另一個焦點就是愛因斯坦的相對論,有相當深入淺出的描述,並且配合黎曼幾何的說明而更加令人對相對論在數學上的抽象形象具體化了些。書中第二部不可避免地開始探討量子力學,這邊作者的行文比較深奧,不是那麼「科普」,但第二部豐富之處並非那些技術性片段,而在於作者將近代物理學理論發展的脈絡透過他學者的角度整理得十分清晰而有條理,讓我們能夠去感受到那些物理學界巨人們的諸多奇異發想究竟是如何崛起、如何殞落、又如何再度崛起……如果說《比光速還快》是一位學者自身的發展歷程,那《穿梭超時空》就是一位物理學者綜觀人類科學軌跡的發展史,當然,兩者都著重於「牛頓之後」,也就是古典力學之後的物理學革命。

本書中後段也開始較為深入地探討宇宙學的議題。在第三部的內容比較著墨於宇宙學之謎而非宇宙學本身,探討的都是可能不為真、目前無法驗證的理論,例如蟲洞的存在與否,黑洞的性質和宇宙的可能命運……等等,雖然其中許多都是極度宏觀、甚至幾近不攸關的議題,例如去「關心數十億年之後人類的可能性」之類的,然而一旦去追隨作者的文字去進行發想,也會感受到一股被其牽引的魔力在讀者的腦海中發酵吧!

《穿梭超時空》是一本分量稍微厚重、但絕對相稱地豐富的科普書,值得一讀。

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ps. 在本書中我才知道原來所謂「世界線(World Line)」的時空概念就是出於愛因斯坦。在我曾經介紹過的科幻電子小說作品《STEINS;GATE》中的獨創時空觀念,想必就是發想於此再去進行變異的吧!(我是不記得作品中是否有對此著墨說明世界線與相對論之關聯了)

本文原發表於EverDark.info

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EverDark
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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!

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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科普到底怎麼生出來的?來聊聊台灣科普書的製作吧!
Lea Tang
・2019/04/30 ・2441字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

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科普啊科普,你到底是何方神聖

我們熟知的「科普」,是科學普及四個字的縮寫。從英文 popular science 這個名詞來看,它又可稱作流行或大眾科學。

科普又可稱作流行或大眾科學。圖/nasa.gov

科普旨在用淺顯易懂的方式,向一般大眾傳達科學的技術知識、相關領域的學術研究與傳播科學理念及精神等。常見的媒介是網頁、電視節目、系列書籍或雜誌文章等。

在 2019 年的今日,我們已經進入了科學的時代。如同馬斯洛需求理論所說,人們在滿足了基本保暖需求後,開始對獲取更多知識產生渴望。科普在歐美日等國家已行之多年,相信在成長的過程中,這些翻譯類的科普讀物也陪伴過各位好一段青澀稚嫩的求學時光。

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對喜歡科學的我們來說,科普是一種生活中的調劑。有些讀者看著看著,就萌生起一股寫作的欲望和自我期許,但礙於缺少相關了解與管道無疾而終;有些讀者歷經科普洗禮,也產生一股想要了解科普書籍誕生過程的想法和好奇心,但想法往往又因各種波折轉眼即逝、被擱置在腦後。

保持好奇心。圖/hriveglobal.com

這回,我們有幸採訪到遠流出版社旗下的科普雜誌——科學人的林彥傑副總經理,由他來帶領大家了解台灣科普書的製作,希望能藉此讓我們與科普的距離更接近。

科普都從哪裡來?

要談科普書的製作,我們要先將它們做一個初步的分類:外國翻譯科普書與國內創作科普書。

前者通常由出版社主編依照國內市場,如:課業、名家 ex. 霍金或議題性,來進行選書。與外國出版社洽談獲得授權後,出版社會依照書籍的內容來挑選譯者。部分科學主題在國內會由特定的專家負責,在這種狀況下,譯者會較熟習這個科學領域,翻譯上不易產生理解偏差等問題。

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而國內科普,通常會有兩種做法。第一種是科普作家自行連絡出版社提案,另一種是由出版社訂定主題後尋找合適的作者,擬定大綱供其參考。

國內科普數量稀少,且受學校方面的壓力、編輯人才不足及酸民批評等因素常有出版上的困難。圖/pixabay

須注意、應注意而要注意

編輯在科普寫作上扮演著非常關鍵的角色。首先,確認稿件文字是否流暢易讀是最基本的關卡。再來,編輯要注意文章是否都有符合以下條件:

科學事實的求證

科普文章最注重的就是正確性和嚴謹度。正因為肩負著把科學知識與理念傳達給世人的重任,在這分面完全是馬虎不得的。

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專有名詞的統一性 新進專有名詞的翻譯

以科學人雜誌為例,編輯部有建立標準辭庫,務必要保持某個名詞在同系列的書籍乃至所有出版書都是統一的,免得讓讀者陷入不同名詞但同義的困惑中。若有處理到科學界的新名詞,作為第一手引進者,如何準確翻譯也是一大考驗。

幕後的審訂老師 + 專有名詞的更新

每一科學領域都該有一群專家學者可供編輯諮詢,同時編輯也須注意到學界是否針對某個名詞有了新的詮釋,例如:近年「精神分裂」的用詞被改為「思覺失調」。由此可知,科普編輯通常會要求是科學背景出身,對科學具有一定敏感度的人。

最後要特別注意的是篇幅。並不是字多就是好,捫心自問:這麼多字,讀者真的有興趣嗎?適當的文字清理可以讓文章更聚焦,效果反而會更突出。

雖然叫科普,但是市場小眾

當我們提到科普,第一個會想到的就是:它是專門給大眾看的、很多人閱讀,殊不知科普的市場反而比較小眾。科學本身就是一門龐大的學問,從眾多領域中挑出一種,再從中挑出一項來介紹給一般人,這個行為本身就已經是針對某一小群「對某領域有興趣」的人。換句話說,最後選出的主題是呈現給被篩選過後的讀者看的。讀者定位清楚不是壞事,有時候反而因此可以在某一群讀者中發酵,而達到不錯的銷售。

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選擇科普寫作的主題,就像過篩一樣,最後呈現的結果也只能吸引小眾。圖/pexels

出版科普書籍需要花費龐大的心力,在銷售不那麼亮眼的狀況下,出版社可能更願意選擇純文學的作品,不但閱讀者多、翻譯跟事後的校對也不避耗費額外的成本。

市面上的科普書籍大多來自國外,台灣本土科普寫作因為研究者自身的觀念或是生涯規劃上的考量數量稀少。另外學校方面的壓力、編輯人才不足及網路酸民批評等因素都是影響學者是否願意投入心力在上面的因素之一。

所以在讀者這麼少的狀況下,市場的考量在下手動筆前變得尤為重要。

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如果全世界只有一個人看,他長怎樣?

先設定讀者,再設定怎麼編排,怎麼行銷

科學人的林彥傑副總經理分享到,科普書的製作中必須為每本書的讀者找出設定:如果全世界只有一位讀者,那他的學歷背景如何?社經地位和年齡?興趣或是專長等。這些設定都可以輔助作家和編輯找到寫作的方向,之後再針對市場的目標受眾,決定寫作的風格和敘述口吻。

圖/flickr

給新手科普作家的兩個提醒

如果各位已經決定投身科普寫作,那麼有兩件事情需要特別注意:

不要貪心,目標是說好一件事

新手作家容易犯的錯誤就是想要在短短的篇幅內解釋很多東西。這容易讓文章失去焦點,讀者變得無所適從。

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有持續寫作的恆心和毅力

寫作是孤獨的,在工作課業之餘撥出時間定期定量的產出是一件不容易的事。有動機還不夠,你還必須具備持之以恆的毅力、自我督促,一步一步達成目標。

讓我們放眼未來

圖/thebluediamondgallery

這是一個科學的社會,生活中到處都充斥著科學。隨著學制鬆綁,學生們更有機會從做中學、容易產生對萬物的好奇心,也更富有探究精神。大家開始會對不了解的事情產生疑惑、對過去習以為常的迷信說法產生質疑。

而這些,都是孕育台灣本土科普發展的土壤。期待在不久的將來,我們能看到台灣科普在各大書店都可以佔有一席之地!共勉之。

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Lea Tang
20 篇文章 ・ 8 位粉絲
徜徉在極北之海的浪漫主義者。 喜歡鯨豚、地科、文學和貓。

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當演算法改變世界,認識演算法就是義務–《改變世界的九大演算法》推薦序
鄭國威 Portnoy_96
・2014/08/26 ・1212字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

博客來試讀本 - 改變世界的九大演算法:讓今日電腦無所不能的最強概念看完本書書稿,回頭繼續盯著電腦工作的我,有點感動,彷彿跟網路世界交上了心。

科普書的市場準則:出現的算式越多,賣得越差。曾經聽一位出版社編輯說,即使是在書名上出現「E=mc²」,都會讓他們猶豫再三,深怕影響銷量,這也難怪針對電腦科學或演算法的科普書那麼的少。即便我們的世界已經被電腦科學所顛覆,絕大多數的人,包括我在內,都只是傻傻地看著奇蹟變成慣習。

改變世界的九大演算法》是本我願意大力讚許跟推薦的好書,不僅因為這本書勇於碰觸科普書出版的禁忌,而是因為本書作者,美國迪金生學院數學暨電腦科學系教授 John MacCormick 俐落的文筆跟清晰的鋪陳,足以抹消非專業人士對演算法的恐懼。

搜尋引擎到底是如何在百億個網頁之中,於零點幾秒之內找到我們想要的那個連結?讓數十億人感到滿意的網頁排序是如何實現的?如何在網路上傳輸隱私資訊,而不被中間無數節點看得一清二楚?如何驗證收到的資料是正確,無篡改的版本?人工智慧的基本原理是什麼?… 如同作者所說,看完本書並不會讓你我可以即刻動手寫程式,變成演算法大師,但了解其運作原理,足以讓人感到任督二脈暢通,擁有了練內力的根基。

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作者善於用從簡單的小案例開始,一層層地將演算法的精神跟實際應用堆疊而上,讓我們從邏輯上去了解演算法的設計因由,至於繁複的計算過程在本書其實並非主角,除了幾個掰掰手指就能算出的範例外,作者並未給讀者太多負擔,因為在真實情況下,要展現演算法的能耐,也只能交由電腦去算。只要邏輯通了,演算法的設計美感就自然浮現,而這就是作者每一章節由淺入深,幾乎可說是循循善誘的寫作想要帶領我們進入的境界。

近來最熱門的科技產業關鍵詞「大數據」,讓產官學無不趨之若鶩,但大數據跟青少年的性經驗一樣:每個人都在談,每個人都宣稱自己做了,然而真正讓數據展現出價值的並非空談,而是演算法。從股市到戰爭,從自動交易到自動使用武力,背後都是演算法,而儘管實際做法不同,但看完本書,你都能更加理解演算法何以改變世界,也比較能理性地看待許多吹得上天下地的大數據忽悠文。

從另一方面來看,演算法本身即是戰場。無數網路高手抱持著挑戰或是為惡的心態,試圖打穿演算法之牆(或是悄悄繞過),有趣的是,台灣正是核心戰場之一。「誰說台灣是個沒有天然資源的國家?台灣最大的天然資源就是病毒樣本」這句話來自於一位知名台灣駭客 Birdman。台灣面對的入侵跟資安事件多不勝數,在世界上僅次於美國,是病毒(惡意程式)樣本數量最多的地方,既然如此,那麼對我們來說,多去認識電腦科學與演算法,就更是一種義務了。

同步推薦: 《演算法統治世界

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1166 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。