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重力會說話

Write Science
・2013/08/14 ・4615字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 536 ・七年級

電影《星際大戰》中的歐比王講過一句可能是電影史上最經典的台詞,形容原力是「由所有生物創造的能量場,它環繞在我們周圍、滲透進我們體內,而且凝聚了整個星系。」這句話很快就在流行文化中流傳開來,因為大家發現歐比王說的一定是萬用膠帶!畢竟萬用膠帶也有光亮面和黑暗面,還可以把東西黏捆聚集在一起……

歐比王解釋原力的著名台詞 (出自電影《星際大戰》)。
歐比王解釋原力的著名台詞 (出自電影《星際大戰》)。

但是身為宇宙的一份子,頭腦機靈的你可能會對歐比王這番話感到好奇,進而提出疑問:「到底是什麼讓星系凝聚在一起?」事實證明,宇宙結構中確實有一股無所不在的力量,而這股力量的存在,也正代表宇宙的結構本身,我們稱之為「重力」。

許多人都聽過自然界存在四種基本力的概念,這四種基本力分別是:重力、電磁力、弱核力以及色力 (我們在實驗中偵測到從原子核中「滲漏」出來的微弱色力,就是「強核力」)。那為什麼原力指的是重力,而不是其他的力?

自然界中的四種基本力是宇宙大爆炸之後,在宇宙冷卻、擴張時出現的。
自然界中的四種基本力是宇宙大爆炸之後,在宇宙冷卻、擴張時出現的。

一種力若要填滿宇宙,必須是長程力──畢竟宇宙可是個很大的空間!弱核力和色力是短程力,這兩種力可以在極小的距離下、原子核內以及組成原子核的核粒子中,產生非常強烈的作用。電磁力雖然是長程力,但它是作用於存在帶電粒子的情況下;帶電粒子分為兩種,也就是帶正電 (+) 與帶負電 (-)。要分別製造出正電荷和負電荷,或者在特定位置製造出強烈的電磁力,都不是什麼難事 (閃電就是自然界中最主要的例子);但是原則上,宇宙是呈現電中性的──相反的電荷會互相吸引,很快就會達到中和、相互抵銷,也就不會剩下自由電荷。重力同樣是長程力,但它的「電荷」只有一種,我們稱之為「質量」。質量不會是負的,所以沒有什麼能阻擋或是抵銷重力,而且重力能作用於非常廣闊的距離。

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如果說有什麼力產生的作用能夠擴及整個宇宙,那就非重力莫屬了,雖然重力微弱得不得了。喔喔喔,我看到你現在臉上寫滿了懷疑!我前一秒才說重力可以凝聚整個星系,下一秒又說它微弱得不得了,到底是想怎樣?

我拼盡了吃奶的力氣想把蘋果掰成兩半!
我拼盡了吃奶的力氣想把蘋果掰成兩半!

我要說的是,重力和自然界中其他的力相比之下很弱。關於這一點,你在自家廚房就可以輕輕鬆鬆地做實驗證明。請把一顆蘋果拿起來看看,是什麼維繫住蘋果的結構?讓蘋果結構得以維繫的,大部分是存在於分子之間的分子間力,而這種力屬於自然界中的電磁力。現在,請你試試看徒手將蘋果分成兩半。不太容易對吧?

現在呢,請站起來,然後往上跳,你能跳多高?就算跳不了多高也沒關係,請想想:你是可以暫時克服重力的。這只需要一點點化學能量就能做到了,即使是你中午啃的那些生菜 (或是那顆蘋果),也足夠讓你克服整個地球的引力!所以,重力是很微弱的 (而你強壯的很)。

喝點氣泡飲料就可以讓我有足夠的能量克服整個地球的引力!
喝點氣泡飲料就可以讓我有足夠的能量克服整個地球的引力!

這些一本正經的論證,都是在闡述大自然的基本性質,雖然是很有趣的問題,不過你可能抓破頭也還是想不明白,瞭解這種知識到底有什麼用?第一個廣為人知的重力定律,就是艾薩克·牛頓 (Isaac Newton) 在 1687 年提出的牛頓重力說。這個學說幾乎是立刻就被科學家用來解釋天體的運動,但是基本上,世人照常度日,渾然不覺這是多麼驚人的成就。直到 270 年後,牛頓重力說才終於實際應用於人類建造或使用的事物上:1957 年,蘇聯發射了史普尼克號 (Sputnik),這需要深入研究軌道動力學才能實現,而軌道動力學就是從牛頓重力說衍生而來。阿爾伯特·愛因斯坦 (Albert Einstein) 在 1915 年寫出了現代物理學描述重力的理論,也就是廣義相對論,情況亦十分類似。當時,廣義相對論馬上就被應用於天體物理學 (對這個學科的研究風潮當時才剛興起沒多久),但直到二十世紀晚期,才真正開始有人將廣義相對論實際應用在人類事務上。就讓我來講幾個故事,告訴你重力或者廣義相對論是如何改變我們的世界。

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首先是「GRACE」。現在社會大眾所關注的,多半是關於地球氣候變遷的爭議和討論,但大多數的科學家仍然進行著他們最擅長的事情──埋首工作、收集數據、然後找出數據所代表的意涵。對於氣候研究來說,地球的水文循環別具意義。水和地球上同等質量的其他物質相較,在熱力學上扮演的角色更為重要,因為水可以極為有效地冷卻或加熱,這也就是為什麼夏天你會拿水來降溫,冬天又用水取暖!水的移動,不論是在地表、海洋、雲層、河川還是大氣層中,都對全球氣候有巨大的影響。但是水圈的範圍畢竟太廣大了,如果要監測地球的水位,還有全球湖泊、河川和海洋中的水流,我們不可能透過到處裝設感測器來達成。所以,我們要如何瞭解地球上的水,還有水的移動與變化呢?答案就是:靠重力。

(左) 衛星大地測量可以監測衛星軌道,藉此瞭解重力的根本來源。(左) GRACE 大地測量系統會使用兩個衛星,衛星之間透過微波鏈路彼此追蹤。
(左) 衛星大地測量可以監測衛星軌道,藉此瞭解重力的根本來源。(左) GRACE 大地測量系統會使用兩個衛星,衛星之間透過微波鏈路彼此追蹤。

衛星大地測量可以精準地測量地球的重力場。當衛星在地球上空飛行時,衛星下方的質量變化會使得重力的強度改變,進而使得衛星軌道的軌跡改變。我們觀察軌道就可以瞭解重力 (還有製造出重力的質量) 是如何改變的!在 2002 年,美國太空總署 (NASA) 啟動了一個稱為「GRACE」 (Gravity Recovery and Climate Experiment,意即「重力回溯與氣候實驗」) 的任務,內容是讓兩個相距大約 220 公里飛行的衛星透過微波信號監測彼此的軌道。GRACE 在五年多期間持續監測地球的重力場,並且觀察出重力場是如何隨著地球上的水和冰層移動而變化。下面就有一個例子,這張圖表顯示出亞馬遜盆地的重力會隨著雨季來臨和結束而增減。其他類似的觀察結果也說明了地球上的冰層正在發生變化,尤其是在北極圈和南極圈。

GRACE 大地測量系統十分敏銳,能夠偵測到亞馬遜盆地的重力會隨著雨季來臨和結束而改變。
GRACE 大地測量系統十分敏銳,能夠偵測到亞馬遜盆地的重力會隨著雨季來臨和結束而改變。

phonegps第二個故事是 GPS。重力在你的日常生活中最普遍的應用方式,或許就是全球定位系統了。在 GPS 轉為運用於飛機和車輛的導航之後,接著又出現內建 GPS 的智慧型手機,從此掀起一股定位服務的熱潮;透過定位服務,你可以找尋朋友、當地的餐廳和租書店,也能在陌生城市裡找到演唱會的會場。

基本上,GPS 是透過三角測量運作的。衛星會送出定時信號,由你的智慧型手機或是 GPS 導航裝置接收。衛星每次發送的信號都會與其他衛星的信號同步,也就是說,如果你和兩顆衛星之間的距離相等且固定,你會接收到兩邊發出的相同定時信號 (就像使用耳機一樣,左右兩邊的音訊是同步的,所以你的雙耳會同時聽到歌曲中正確對應的部分!)。如果你比較靠近某顆衛星,那麼你從這顆衛星接收到定時信號的時間會比其他較遠的衛星更早 (就像是在運動場上看田徑比賽,賽跑選手會比你先聽到起跑槍響,因為他們的位置比較接近)。導航裝置會將你的當地時間跟從衛星接收到的時間做比較,藉此判斷你和各個衛星之間的距離。由於已經掌握各個衛星的位置,導航裝置就可以計算出你的位置了。

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GPS 會比較從不同衛星接收到的時間,透過三角測量算出你的位置。
GPS 會比較從不同衛星接收到的時間,透過三角測量算出你的位置。

衛星定時信號必須經過修正,所運用的就是廣義相對論。為什麼呢?因為在地球的重力場中,衛星所在的位置比你高得多,而廣義相對論告訴我們,時鐘在衛星上行走的速度是不一樣的。有多不一樣呢?廣義相對論對時鐘時間的修正,在一天內大約是 38 微秒──也就是百萬分之38秒!你可能會想:「可是這差別很小嘛!」沒錯,差別確實是很小,但是 GPS 的運作,是根據光在一定時間內所行進的距離。在 38 微秒內,光行進的距離是 11.4 公里 (約 7 英里)!當你想找一家壽司店,或是要找你家小孩接下來要比賽的足球場,11 公里可是一段漫漫長路!

ein_1920第三個故事是關於重力波,這是最後一個故事了,但我要講的不是重力的實際運用,而是關於我們人類利用重力揭開宇宙奧秘的夢想。1918 年,愛因斯坦在探索廣義相對論的意義時,發現一種重力輻射的存在;這種帶有能量的重力是從星體或星系發出,朝著遙遠的宇宙邊際輻射出去。愛因斯坦計算了這種輻射的強度,很快就認定要進行實驗測量就算不是完全不可能,也會是極度困難的。

不過快轉畫面回到現在,我們可以運用的科技已經完全超出愛因斯坦的想像了──我們有精確度極高的高功率雷射、可準確定位地球上任何物體的 GPS 定位系統、每秒能進行幾億個運算作業的高效能電腦,此外還有遍佈全球的網路,即使跨海傳遞資訊,也像你對著走廊上的同事大喊一樣容易;最重要的是,我們擁有眾多的科學家,他們不但經過良好訓練,更精通揭開自然奧秘的方法,這就是地球栽培出來最優秀的人才。綜合以上各種利器,我們就有能力將愛因斯坦渴盼的夢想化作現實,測量那股來自宇宙遙遠彼端、籠罩地球的微弱重力回波。

對於重力輻射的探討歷時將近一個世紀,集大成的是一台壯觀宏偉的機器,稱為雷射干涉重力波天文台 (LIGO, Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)。新一代的天文學者,也就是所謂的「重力波天文學家」,會以雷射照射這台機器長達 4 公里的雙臂,希望藉此探測到中子星和黑洞趨向塌縮的螺旋之舞,還有年輕的脈衝星不斷自旋直到終於化為宇宙星塵期間發出的低吟;如果夠幸運的話,或許還能探測到恆星死亡時產生激烈的超新星爆炸,在這過程中會產生許多原子,包括組成我們的大部分原子在內。

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位於美國路易西安納州利文斯頓 (Livingston) 的雷射干涉重力波天文台;在華盛頓漢福頓 (Hanford),還有另一座與它成對的天文台。
位於美國路易西安納州利文斯頓 (Livingston) 的雷射干涉重力波天文台;在華盛頓漢福頓 (Hanford),還有另一座與它成對的天文台。

重力波天文學讓我們能以全新的角度,重新探究我們的起源和地球在宇宙中的定位,再一次盡情發揮我們與生俱來的天賦──那無窮無盡、永不饜足的好奇心和求知慾。雖然人類的想像力帶來了這樣的創舉,但是,這真的能有什麼實際的成果嗎?成果或許並非顯而易見,因為進行這項實驗的最初動機,並不是為了要有什麼實用成果;然而,從曼哈頓計畫 (Manhattan Projec)、阿波羅太空船到雷射干涉重力波天文台,這些科學與工程技術的結晶,終究會為人類帶來福祉。雷射干涉重力波天文台的科技,已經讓許多研究有所拓展,像是光學和雷射技術、環境監測以及電腦網路連線能力。但是要在你家客廳看到這項科技帶來的改變,恐怕還要等上 7 年、70 年,甚至是 270 年。

重力的科學發展向來如此,要花多少時間,就看我們的工程師和科學家如何突破舊思維、發揮創造力了!

作者:Shane L. Larson

翻譯:Ankh Huang 黃于薇,現為兼職譯者(ankhmeow@gmail.com

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停工即停薪:如何證明你的時間值多少?車禍背後的認知 x 情緒 x 金錢 x 法律大混戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/01/09 ・3286字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與 PAMO車禍線上律師 合作,泛科學企劃執行

走在台灣的街頭,你是否發現馬路變得越來越「急躁」?滿街穿梭的外送員、分秒必爭的多元計程車,為了拚單量與獎金,每個人都在跟時間賽跑 。與此同時,拜經濟發展所賜,路上的豪車也變多了 。

這場關於速度與金錢的博弈,讓車禍不再只是一場意外,更是一場複雜的經濟算計。PAMO 車禍線上律師施尚宏律師在接受《思想實驗室 video podcast》訪談時指出,我們正處於一個交通生態的轉折點,當「把車當生財工具」的職業駕駛,撞上了「將車視為珍貴資產」的豪車車主,傳統的理賠邏輯往往會失靈 。

在「停工即停薪」(有跑才有錢,沒跑就沒收入)的零工經濟時代,如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?又該如何在保險無法覆蓋的灰色地帶中全身而退?

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如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?/ 圖片來源: Nano Banana

薪資證明的難題:零工經濟者的「隱形損失」

過去處理車禍理賠,邏輯相對單純:拿出公司的薪資單或扣繳憑單,計算這幾個月的平均薪資,就能算出因傷停工的「薪資損失」。

但在零工經濟時代,這套邏輯卡關了!施尚宏律師指出,許多外送員、自由接案者或是工地打工者,他們的收入往往是領現金,或者分散在多個不同的 App 平台中 。更麻煩的是,零工經濟的特性是「高度變動」,上個月可能拚了 7 萬,這個月休息可能只有 0 元,導致「平均收入」難以定義 。

這時候,律師的角色就不只是法條的背誦者,更像是一名「翻譯」。

施律師解釋「PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言。」 這包括將不同平台(如 Uber、台灣大車隊)的流水帳整合,或是找出過往的接單紀錄來證明當事人的「勞動能力」。即使當下沒有收入(例如學生開學期間),只要能證明過往的接單能力與紀錄,在談判桌上就有籌碼要求合理的「勞動力減損賠償 」。

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PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言 / 圖片來源: Nano Banana

300 萬張罰單背後的僥倖:你的直覺,正在害死你

根據警政署統計,台灣交通違規的第一名常年是「違規停車」,一年可以開出約 300 萬張罰單 。這龐大的數字背後,藏著兩個台灣駕駛人最容易誤判的「直覺陷阱」。

陷阱 A:我在紅線違停,人還在車上,沒撞到也要負責? 許多人認為:「我人就在車上,車子也沒動,甚至是熄火狀態。結果一台機車為了閃避我,自己操作不當摔倒了,這關我什麼事?」

施律師警告,這是一個致命的陷阱。「人在車上」或「車子沒動」在法律上並不是免死金牌 。法律看重的是「因果關係」。只要你的違停行為阻礙了視線或壓縮了車道,導致後方車輛必須閃避而發生事故,你就可能必須背負民事賠償責任,甚至揹上「過失傷害」的刑責 。 

數據會說話: 台灣每年約有 700 件車禍是直接因違規停車導致的 。這 300 萬張罰單背後的僥倖心態,其巨大的代價可能是人命。

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陷阱 B:變換車道沒擦撞,對方自己嚇到摔車也算我的? 另一個常年霸榜的肇事原因是「變換車道不當」 。如果你切換車道時,後方騎士因為嚇到而摔車,但你感覺車身「沒震動、沒碰撞」,能不能直接開走?

答案是:絕對不行。

施律師強調,車禍不以「碰撞」為前提 。只要你的駕駛行為與對方的事故有因果關係,你若直接離開現場,在法律上就構成了「肇事逃逸」。這是一條公訴罪,後果遠比你想像的嚴重。正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。

正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。/ 圖片來源: Nano Banana

保險不夠賠?豪車時代的「超額算計」

另一個現代駕駛的惡夢,是撞到豪車。這不僅是因為修車費貴,更因為衍生出的「代步費用」驚人。

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施律師舉例,過去撞到車,只要把車修好就沒事。但現在如果撞到一台 BMW 320,車主可能會主張修車的 8 天期間,他需要租一台同等級的 BMW 320 來代步 。以一天租金 4000 元計算,光是代步費就多了 3 萬多塊 。這時候,一般人會發現「全險」竟然不夠用。為什麼?

因為保險公司承擔的是「合理的賠償責任」,他們有內部的數據庫,只願意賠償一般行情的修車費或代步費 。但對方車主可能不這麼想,為了拿到這筆額外的錢,對方可能會採取「以刑逼民」的策略:提告過失傷害,利用刑事訴訟的壓力(背上前科的恐懼),迫使你自掏腰包補足保險公司不願賠償的差額 。

這就是為什麼在全險之外,駕駛人仍需要懂得談判策略,或考慮尋求律師協助,在保險公司與對方的漫天喊價之間,找到一個停損點 。

談判桌的最佳姿態:「溫柔而堅定」最有效?

除了有單據的財損,車禍中最難談判的往往是「精神慰撫金」。施律師直言,這在法律上沒有公式,甚至有點像「開獎」,高度依賴法官的自由心證 。

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雖然保險公司內部有一套簡單的算法(例如醫療費用的 2 到 5 倍),但到了法院,法官會考量雙方的社會地位、傷勢嚴重程度 。在缺乏標準公式的情況下,正確的「態度」能幫您起到加分效果。

施律師建議,在談判桌上最好的姿態是「溫柔而堅定」。有些人會試圖「扮窮」或「裝兇」,這通常會有反效果。特別是面對看過無數案件的保險理賠員,裝兇只會讓對方心裡想著:「進了法院我保證你一毛都拿不到,準備看你笑話」。

相反地,如果你能客氣地溝通,但手中握有完整的接單紀錄、醫療單據,清楚知道自己的底線與權益,這種「堅定」反而能讓談判對手買單,甚至在證明不足的情況下(如外送員的開學期間收入),更願意採信你的主張 。

車禍不只是一場意外,它是認知、情緒、金錢與法律邏輯的總和 。

在這個交通環境日益複雜的時代,無論你是為了生計奔波的職業駕駛,還是天天上路的通勤族,光靠保險或許已經不夠。大部分的車禍其實都是小案子,可能只是賠償 2000 元的輕微擦撞,或是責任不明的糾紛。為了這點錢,要花幾萬塊請律師打官司絕對「不划算」。但當事人往往會因為資訊落差,恐懼於「會不會被告肇逃?」、「會不會留案底?」、「賠償多少才合理?」而整夜睡不著覺 。

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PAMO看準了這個「焦慮商機」, 推出了一種顛覆傳統的解決方案——「年費 1200 元的訂閱制法律服務 」。

這就像是「法律界的 Netflix」或「汽車強制險」的概念。PAMO 的核心邏輯不是「代打」,而是「賦能」。不同於傳統律師收費高昂,PAMO 提倡的是「大腦武裝」,當車禍發生時,線上律師團提供策略,教你怎麼做筆錄、怎麼蒐證、怎麼判斷對方開價合不合理等。

施律師表示,他們的目標是讓客戶在面對不確定的風險時,背後有個軍師,能安心地睡個好覺 。平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。

平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。 / 圖片來源: Nano Banana

從違停的陷阱到訂閱制的解方,我們正處於交通與法律的轉型期。未來,挑戰將更加嚴峻。

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當 AI 與自駕車(Level 4/5)真正上路,一旦發生事故,責任主體將從「駕駛人」轉向「車廠」或「演算法系統」 。屆時,誰該負責?怎麼舉證?

但在那天來臨之前,面對馬路上的豪車、零工騎士與法律陷阱,你選擇相信運氣,還是相信策略? 先「武裝好自己的大腦」,或許才是現代駕駛人最明智的保險。

PAMO車禍線上律師官網:https://pse.is/8juv6k 

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從太陽發光到生命突變,一切都歸功於量子穿隧效應?
PanSci_96
・2024/10/19 ・1962字 ・閱讀時間約 4 分鐘

在這個充滿光與生命的宇宙中,我們的存在其實與一種看不見的力量密切相關,那就是量子力學。沒有量子力學,太陽將不會發光,地球上的生命將無法誕生,甚至整個宇宙的運行規則都會截然不同。這些微觀層次的奧秘深深影響了我們日常生活的方方面面。

其中,量子穿隧效應是一個看似違背直覺但至關重要的現象,從太陽的核融合反應到基因的突變,這種效應無處不在,甚至還牽動著當今的高科技產業。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識!

什麼是量子穿隧效應?

我們可以將量子穿隧效應比作一個奇妙的穿牆術。想像一下,你身處一個被高牆包圍的城市,牆外是未知的世界。通常,如果你要越過這道牆,需要極大的力量來翻越它,或者用工具打破它。然而,在量子的世界裡,情況並不如此。

在微觀的量子力學世界中,粒子同時具有波的特性,這意味著它們並不完全受限於傳統物理的規則。當一個微觀粒子遇到能量障礙時,即使它沒有足夠的能量直接穿過障礙,卻仍有一定機率能出現在障礙的另一邊,這就是「量子穿隧效應」。粒子彷彿直接在牆上挖了一條隧道,然後穿越過去。

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這聽起來像魔法,但它背後有深刻的物理學道理。這個現象的發生取決於量子粒子的波動性質以及能量障礙的高度和寬度。如果障礙較矮且較窄,粒子穿隧的機率就較高;反之,障礙越高或越寬,穿隧的機率則會降低。

太陽發光:核融合與量子穿隧效應的結合

量子穿隧效應的存在,讓我們能夠理解恆星如何持續發光。以太陽為例,太陽內部的高溫環境為核融合反應提供了所需的能量。在這個過程中,氫原子核(質子)需要克服極大的電磁排斥力,才能彼此靠近,進而融合成為氦原子核。

然而,單靠溫度提供的能量並不足以讓所有質子進行核融合。根據科學家的計算,只有約10的 434 次方個質子中,才有一對具備足夠的能量進行核融合。這是一個極小的機率。如果沒有量子穿隧效應,這種反應幾乎不可能發生。

幸好,量子穿隧效應在這裡發揮了關鍵作用。由於量子粒子具有波動性,即便質子沒有足夠的能量直接跨越能量障礙,它們仍然能透過穿隧效應,以一定機率克服電磁排斥力,完成核融合反應。這就是為什麼太陽內部的核融合能夠源源不斷地發生,並且持續產生光與熱,讓地球成為適合生命生存的家園。

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量子穿隧效應與生命的演化

除了恆星的發光之外,量子穿隧效應還對生命的誕生和演化起到了關鍵作用。地球上物種的多樣性,很大一部分源於基因突變,而量子穿隧效應則幫助了這一過程。

DNA 分子是攜帶遺傳訊息的載體,但它的結構並不穩定,容易在外界因素影響下發生變異。然而,即使沒有外界因素的干擾,科學家發現 DNA 仍會自發性地發生「點突變」,這是一種單一核苷酸替換另一種核苷酸的突變形式。

量子穿隧效應讓氫原子隨時可能在 DNA 結構中進行位置轉換,從而導致鹼基對的錯位,這在 DNA 複製過程中,可能會引發突變。這些突變若保留下來,就會傳遞給下一代,最終豐富了基因與物種的多樣性。

量子穿隧幫助促進 DNA 突變,協助生命的演化與物種多樣性。圖/envato

半導體技術中的量子穿隧效應

除了在宇宙和生命中發揮作用,量子穿隧效應還影響著我們的日常生活,尤其在現代科技中。隨著半導體技術的發展,電子設備的體積不斷縮小,這也讓電子元件的性能面臨更大的挑戰。

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在微小的電子元件中,量子穿隧效應會導致電子穿過元件中的障礙,產生不必要的漏電流。這種現象對電晶體的性能帶來了負面影響,因此設計師們需要找到方法來減少穿隧效應的發生,以確保元件的穩定性。

雖然這是我們不希望見到的量子效應,但它再次證明了量子力學在我們生活中的深遠影響。設計更有效的半導體元件,必須考慮到量子穿隧效應,這讓科學家與工程師們需要不斷創新。

量子力學是我們宇宙的隱藏力量

量子穿隧效應看似深奧難懂,但它對宇宙的運作和生命的誕生至關重要。從太陽的核融合反應到基因突變,甚至現代科技中的半導體設計,量子力學影響著我們生活的方方面面。

在這個充滿未知的微觀世界裡,量子現象帶來的影響是我們難以想像的。正是這些看似不可思議的現象,塑造了我們的宇宙,讓生命得以誕生,科技得以發展。當我們仰望星空時,別忘了,那閃耀的光芒,背後藏著的是量子力學的奇妙力量。

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PanSci_96
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藝術與科學的詩性相遇:《匯聚:從自然到社會的藝術探索》國際交流展
PanSci_96
・2024/06/04 ・3873字 ・閱讀時間約 8 分鐘

本文由策展人紀柏豪提供

想享受一場同時兼具科技與藝術的饗宴嗎?來《匯聚:從自然到社會的藝術探索》國際交流展看看吧!

在當代社會中,藝術的角色正持續演進——它創造了一種新的美學,與社會、科學以及技術變革緊密相連。當社會面臨的挑戰因其複雜性而難以僅靠單一學科解決時,藝術研究因其跨越、融合不同知識領域的能力而具有新的意義。今日,許多創作者和機構採用跨學科方法,將藝術與自然、科學與感性、想像力與現實結合,創造嶄新的經驗、知識和美學。

在藝術與科學這兩個看似迥異的領域中,存在著一個共通的追求——深入理解我們所處的世界。這一追求不僅體現了人類對知識渴望的本能,也反映了我們對於更高層次的自我認知和宇宙認識的探索。藝術家透過創作,探索人類經驗的多樣性和情感的複雜性,用畫筆、雕塑、數位媒介來表達對世界的主觀理解。這種理解可能源於個人感受,也可能反映了廣泛的社會和文化現象。

藝術提供了一種通過感知和情感來接觸和理解世界的方式,使我們能夠透過個別經驗來抵達普遍的真理。科學則通過觀察、實驗和分析來探究自然界的法則和現象,尋求對世界的客觀理解。科學方法使我們能夠系統地收集資料、建立理論並驗證假設,從而深化對物理世界的認識。不僅解答了關於自然界的問題,也幫助我們理解了人類自身在這個宇宙中的位置和作用。

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儘管藝術和科學在方法和目的上有所不同,但它們都反映了人類對於更加全面和深刻理解世界的共同願望。藝術讓我們透過感受和想像來擴展對世界的認識,而科學則通過理性和證據來揭示秩序和結構。由國科會指導、國家實驗研究院主辦的《匯聚:從自然到社會的藝術探索》國際交流展,邀請觀眾一同探索藝術與科學的交會,體驗它們如何共同塑造我們對世界的認識和感知,並反思這一過程如何豐富我們的文化與知識視野。

展覽單元介紹

宇宙共生 —— 科技與宇宙的多維依存

當你仰望星空,有沒有想過我們與宇宙的關係?「宇宙共生」單元展示了科技如何將人類感性延伸至浩瀚的宇宙空間。麻省理工學院媒體實驗室的太空探索倡議小組(MIT Media Lab Space Exploration Initiative)帶來了在極端環境下的實地太空模擬,研究生存策略和科技應用。與之並置的《與細菌混了三千年》(3000 Years Among Microbes)則從微生物的角度重新審視太空探索中的殖民語言,帶來全新的太空想像。藝術家利用極端地貌與顯微影像並置,模糊人與微生物的分野,探討共生體概念在星際生態系中的應用。

感官賦能 ——透過科技重塑環境感知

「感官賦能」單元探索藝術家如何通過科技媒介重塑我們對環境的感知。兩位智利藝術家妮可·拉希利耶(Nicole L’Huillier)與派翠西亞·多明格斯(Patricia Domínguez)的《全像乳糜》(Leche Holográfica)是一場冥想式祈願,透過與不同元素的共鳴和諧,讓我們得以在螺旋時空中構想未來。

值得一提的是,藝術家妮可·拉希利耶與派翠西亞·多明格斯曾透過智利與歐盟的合作,在歐洲核子研究組織(CERN)進行藝術駐村計畫,並在那裡發展她們的作品。CERN 以其在粒子物理學上的重大科研成果而聞名,但即使是最前沿的科學研究,也需要藝術家的啟發。這樣的跨域合作不僅揭示了科學現象的美麗與複雜,更為科學研究注入了新的靈感和視角。藝術家的創意與想像力,能夠以不同於科學的方法來詮釋數據與實驗結果,從而開拓更廣泛的理解和應用。

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拉脫維亞藝術家羅莎‧史密特(Rasa Smite)和萊提斯‧史密茨(Raitis Smits)的《深度感知》(Deep Sensing),通過拉脫維亞伊爾本(Irbene) RT-32電波望遠鏡的歷史敘事,象徵性地橋接了技術的過去與現在,探問「為何擁有地球還不足以滿足人類?」該望遠鏡被前蘇聯遺棄,而藝術家們重返此地,探索這個巨大天線在當代的價值。虛擬點雲天線追蹤從太陽到地球的宇宙粒子流動,創造出沉浸式的視覺和聲音景觀,讓觀眾更易於理解氣候變遷的影響。

羅莎‧史密特和萊提斯‧史密茨是里加RIXC新媒體文化中心的共同創辦人,他們的作品結合科學數據、聲音化和視覺化、人工智慧和擴增實境技術,創造出前瞻性的網絡藝術。他們的作品曾在威尼斯建築雙年展、拉脫維亞國家藝術博物館等地展出,並獲得多項國際獎項。

網絡交織 —— 科技與社會的複雜關係

「網絡交織」單元深入探討科技如何影響我們的社會結構和人際關係。瑪麗莎·莫蘭·賈恩(Marisa Morán Jahn)的《銅色景觀》(Copperscapes)展示了銅在全球化勞動中的角色,揭示了這一自然元素如何影響我們的日常生活。她的作品以銅色眼睛作為見證,表現出礦區社區所承受的「身體負擔」,並在影片《銅的私處史》中探討礦物經濟的複雜性,突顯採礦活動對身體及地球主權的影響。

瑪麗莎·莫蘭·賈恩是具有厄瓜多和中國血統的藝術家,其作品致力於重新分配權力,展示藝術作為社會實踐的可能性。她的作品曾在歐巴馬時期的白宮、威尼斯建築雙年展、古根漢美術館等地展出,並獲得聖丹斯電影節和創意資本等獎項。

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李紫彤與孫詠怡的《岔經濟》(Forkonomy)利用區塊鏈技術,重新構想財產與國家之間的連結,探討擁有權背後的政治意義。這個藝術與社會運動計畫,通過工作坊和數位契約,探討如何購買或擁有一毫升的南海,並質疑現有的性別勞動分工和所有權制度。

李紫彤是台灣的藝術家兼策展人,作品結合人類學研究與政治行動,曾在國內外多個知名展覽中展出。孫詠怡是出生於香港的藝術家和程式撰寫者,專注於數位基礎設施的文化意義及廣泛權力的不對等問題,作品曾獲得林茲電子藝術節金尼卡獎等多項國際獎項。

印度藝術家艾蒂·桑德爾(Aarti Sunder)的《深海節點故事》(Nodal Narratives of the Deep Sea)將海底電纜這一隱藏基礎設施帶入視野,探討其與現代化項目、資本主義擴張及殖民主義的關聯。她的作品通過繪畫、物件和影片,展示了數據傳輸的路徑及其對生態系統的影響。

艾蒂·桑德爾的創作涉及影像、寫作與繪畫,專注於探討科技政治和基礎設施相關議題。她的作品曾在柏林藝術學院、新加坡雙年展、世界文化之家等國際場所展出。

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科藝匯聚 —— 跨學科的創新邊界

「科藝匯聚」單元彰顯了藝術與科學共同探索未知領域的力量。國家太空中心的《來自遙遠的訊息》管絃樂曲選粹、麻省理工學院前衛視覺研究中心(CAVS)的歷史檔案,以及臺灣共演化研究隊的「邊界測繪學」年度計畫成果,展示了藝術家與科學家跨域合作的豐富成果和未來潛能。

跨域交流與活動

在展覽期間,策展團隊與台灣致力於促進科學家與藝術家合作的「共演化研究隊」規劃了一系列精彩的跨域交流活動,讓大家能近距離與藝術家、科學家們交流,體驗科技與藝術如何共同作用於當代社會。

活動包括圓桌論壇、藝術家講座和放映會,涵蓋了多個有趣且深入的主題。例如,在「宇宙共生」週末,觀眾可以參與討論極地科學與藝術實踐的圓桌論壇,聆聽來自麻省理工學院媒體實驗室「太空探索倡議」的成員分享他們在極端地貌探索的經驗。另一活動是國家太空中心委託製作的管弦樂曲《來自遙遠的訊息》放映會,由作曲家趙菁文進行演前導聆,帶領觀眾進入一場視覺與聽覺的雙重盛宴。

在「網絡交織」週末,藝術家李紫彤與孫詠怡將帶來一場關於區塊鏈技術應用於南海議題的討論,這場圓桌論壇將探討技術如何影響社會結構和資源分配。印度藝術家艾蒂·桑德爾則會在線上分享她對於海洋及網路基礎設施的研究與創作,揭示隱藏在我們日常生活背後的複雜科技網絡。

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「感官賦能」週末將邀請拉脫維亞藝術家羅莎‧史密特和萊提斯‧史密茨現場分享他們的作品《深度感知》,並探討電波望遠鏡的技術敘事,展示如何通過藝術手段使抽象的科學數據變得可以感知。這不僅讓觀眾更易於理解氣候變遷的影響,也體現了藝術在科學溝通中的重要角色。他們將分享長期研究「自然廣播」的概念,以及每年舉辦「藝術科學節」的經驗。

在「科藝匯聚」週末,觀眾可以參與科學家與藝術家的提案室,直接感受跨領域合作的火花。這些活動將展示跨學科合作如何激發創新,促進我們對世界更深層次的理解。此外,拍攝麻省理工學院前衛視覺研究中心創始人故事的紀錄片將在台灣首映,導演並將與觀眾進行映後座談,分享創作背後的故事和啟發。

藝術與科學的相互啟發,不僅僅是知識和美學的結合,更是對創新與理解的共同追求。在這個亟需跨學科解決方案的時代,這樣的合作顯得尤為重要,為我們探索未知領域提供了無限可能。這次展覽通過多樣的跨域交流活動,讓觀眾能夠親身體驗並參與其中,進一步體會到藝術與科學融合所帶來的豐富成果和未來潛力。

展覽資訊

  • 展覽名稱:《匯聚:從自然到社會的藝術探索 | 國際交流展》
  • 日期:2024/5/10 至 2024/8/10
  • 時間:週一至週五 09:00-18:00(國定假日休)
  • 地點:科技大樓一樓大廳(臺北市大安區和平東路二段106號)
  • 指導單位:國家科學及技術委員會
  • 主辦單位:國家實驗研究院
  • 策展人:紀柏豪
  • 執行單位:融聲創意
  • 協力單位:共演化研究隊
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