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高速超導電路

科景_96
・2011/02/08 ・534字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 504 ・六年級
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國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

Original publish date:Jun 12, 2002

編輯 John C. H. Chen 報導

科學家製造出了新的超導電路,資料傳輸速度比矽晶片更大三倍。

利用超導體來製作微處理器一直是許多電機工程人員的夢想。因為超導體的零電阻特性,電流可以快速的流動而且沒有能量損耗,所以處理再多的資料也不會有發熱的問題。

要利用超導體製作電腦所需要的微處理器有幾個關鍵。第一要能夠製造出數位電路,也就是創造出0與1的態。超導體在這方面展現出了極高的反應速度。在2000年,超導電晶體被製造出來,而一年後超導微處理機(micrprocessor)也被製造了出來。不過問題是資料傳輸的速度太慢。

加州the TRW Space and Electronics Group的Quentin Herr及研究人員發展出利用超導相變溫度為9K的鈮(niobium)來製作超導電路,並利用液態氦來冷卻。他們可以把資料傳輸速度提升到每秒60 billion bits,約是傳統矽晶片的三倍。

這種高速的電路對於未來超級電腦的設計上具有重要的影響,但是在商業化之前還有許多問題需要克服。例如超導體需要降溫,這將會造成使用者沉重的負擔。

原始論文
Herr, Q. P., Smith, A. D. & Wire, M. S. High-speed data link between digital superconducting chips. Applied Physics Letters, 80, 3210 – 3212, (2002).

參考來源:

本文版權聲明與轉載授權資訊:

  • [Jul 27, 2000] 超導電晶體

  • 文章難易度
    科景_96
    426 篇文章 ・ 6 位粉絲
    Sciscape成立於1999年4月,為一非營利的專業科學新聞網站。

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    印地安人和他們的馬
    寒波_96
    ・2023/06/02 ・2714字 ・閱讀時間約 5 分鐘

    在歐亞大陸,馴化馬對歷史的影響很大,但是美洲大陸的漫長歷史中,大部分時光不知道馬的存在。最近幾百年,美洲原住民卻和歐洲人引進的馬一見如故,不同族群發展出各異的人、馬文化。2023 年發表的一項研究,探索美洲原住民和馴化馬的交流歷史。

    描繪馬與騎士的壁畫,地點為懷俄明州,年代可能為 17 世紀。應該和 Comanche 與 Shoshone 族人的祖先有關。圖/參考資料3

    馬在北美洲流傳,早於歐洲勢力深入

    依照現有證據推敲,馴化馬的祖先來自美洲,距今 4000 多年前在亞洲馴化。美洲野馬大部份在一萬年前就消失了,不過根據沉積物的古代 DNA 分析,也許仍有少數成員一直延續到 5700 年前。

    北美洲的原住民,也就是印地安人,他們的馬都是歐洲人帶來的嗎?為了摸索馴化馬進入美洲的歷史,研究隊伍從北美洲各地獲得 33 個樣本,29 個得知年代,27 個取得古代基因組,除 1 驢,其餘皆為馬。

    依照現有證據整理,馬的大歷史。圖/參考資料3

    過往認為,1680 年「普韋布洛起義(Pueblo Revolt)」對馬的傳播很重要。西班牙殖民隊伍 16 世紀首先抵達中美洲,要再往北美洲前進,會先接觸北美洲的西南部,也就是廣義普韋布洛族群的地盤。

    雙方 1680 年在現今的新墨西哥州爆發衝突,原住民擊敗外來殖民者,應該也收穫不少馬。有歷史學家認為,這促進馬在原住民網絡的傳播。

    然而這回研究指出,至少有四處地點的馬骨年代比 1680 年更早,包括懷俄明州的 Blacks Fork、堪薩斯州的 Kaw River、新墨西哥州的 Paa’ko、愛達荷州的 American Falls Reservoir。這表示歐洲殖民者受挫以前,馬已經進入印地安人的世界,傳播到更遠的地點。

    早於原住民與殖民者衝突的 1680 年普韋布洛起義,馬已經深入殖民者尚未抵達的地區。圖/參考資料1

    至少在 17 世紀中期時,馬已經傳播到北美洲西半部的廣大範圍。那時殖民者尚未深入到大平原一帶(現今的科羅拉多、堪薩斯、德克薩斯、懷俄明等州),不過殖民者帶來的馬,已經融入一些印地安部族的生活,透過原住民原本的交流網絡迅速傳播。

    人與馬建立新關係

    印地安人的學習與適應能力很強,美國西北部的愛達荷(講波特蘭、西雅圖的東方,台灣人應該比較熟),17 世紀初期就存在馬銜等裝備,死馬骨頭也有被照顧的痕跡。當時與殖民者還沒什麼接觸的的原住民,已經懂得養馬,也會騎馬。

    不同年代、地點,遺址中馬的分佈狀況。圖/參考資料1

    北美洲各地的原住民們,環境條件、生活方式都不太一樣。這也反映在人與馬的關係,17 世紀起衍生出多變的人馬文化。原住民和馬的相處時光雖然不長,卻深刻到成為不少族群的傳統,受到強烈打壓下,馬總是夥伴。

    馬骨取得的古代 DNA 分析指出,所有原住民的馬都和更早的美洲馬群無關。維京人曾經抵達美洲,或許有帶馬,但是沒有在美洲留下遺傳紀錄。

    顯然美洲原住民的馬,都來自西班牙開始的歐洲殖民者。遺傳上 17 到 18 世紀的馬最接近西班牙,後來卻更像英國,看來歐洲不同勢力前來的順序,也對馬產生影響。

    考古學家 William Taylor 在實驗室中研究馬骨。圖/參考資料3

    馬的新國度

    印地安人指稱馬的名稱很多。像是 Pawnee 族人稱呼馬為「新狗」,Blackfeet 叫作「麋鹿狗(elk)」,Comanche 稱為「魔術狗(magic)」,Assiniboine 則是「偉大狗(great)」。

    美洲原住民的祖先移民到美洲時,與馴化狗一起。長期以來,狗狗是美洲人最親密的動物。上述幾族的邏輯,是將原本熟悉的人狗關係,拓展用於理解馬。

    拉科達蘇族騎士 1899 年留影。那時受到殖民勢力連年壓迫,光景已經大不如前。圖/Lakota, Dakota, Nakota – The Great Sioux Nation

    拉科達(Lakota)族人心目中,馬的地位更高。拉科達文化中無所謂馴化、野馬之分,也不會特別飼養馬匹,馬屬於「馬國(Horse Nation)」的子民,族語 Šungwakaŋ,和拉科達人就像同盟國一般。

    眾多印地安族群中,拉科達人相當出名。公元 1876 年拉柯達蘇族的聯軍,在蒙大拿的小大角擊潰來犯的美軍,轟動一時。領袖「瘋馬」、「坐牛」都成為歷史名人,當中 Šungwakaŋ 的貢獻也可想而知。

    延伸閱讀

    參考資料

    1. Taylor, W. T. T., Librado, P., Hunska Tašunke Icu, M., Shield Chief Gover, C., Arterberry, J., Luta Wiƞ, A., … & Orlando, L. (2023). Early dispersal of domestic horses into the Great Plains and northern Rockies. Science, 379(6639), 1316-1323.
    2. The untold history of the horse in the American Plains: A new future for the world
    3. Horse nations: Animal began transforming Native American life startlingly early

    本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

    寒波_96
    185 篇文章 ・ 798 位粉絲
    生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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    如何增進夫妻感情?答案比你想像中簡單——《怪咖心理學之 59 秒的練習》
    azothbooks_96
    ・2023/06/01 ・3982字 ・閱讀時間約 8 分鐘

    國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

    怎樣才能讓夫妻的感情加溫且長長久久?研究證實,只要夫妻一起玩障礙競賽就會大有幫助! 

    實驗證明:墜入愛河可能比想像中簡單

    一九八○年代末期,麻州克拉克大學(Clark University)的詹姆斯‧萊爾德(James Laird)與同仁刊登廣告,招募自願者參與一項罕見的實驗,探討第六感有沒有可能存在。他們安排互不相識的男女同時抵達實驗室,經歷一段特別的流程。研究人員解釋,兩位受測者做心電感應測試以前,必須先做默契培養練習。研究人員請受測者花點時間凝視對方的眼睛,然後再把他們帶到不同的房間,讓其中一人看幾張簡單的照片,請另一人用感應的方式猜測那些照片的性質。

    研究結束後,萊爾德觀察他的資料,發現沒有證據顯示心電感應力。他覺得失望嗎?一點也不。事實上,這個研究和心電感應無關,所謂的心電感應測試只是一個幌子,他們的目的是想做愛情心理研究。

    心電感應測驗只是一個幌子,實際上是為了研究人們的「愛情心理」。 圖/envato

    很多人認為墜入愛河是很複雜的事,視外表、個性、默契、機會等複雜的因素混合而定。不過,萊爾德有另一番看法,他懷疑這種獨特神祕的感覺可能很直接了當,或許有可能用幾個小心安排的時間點製造出來。他的假設很簡單,從日常生活即可明顯看出,相愛的人會花不少時間凝視彼此的雙眼。萊爾德想知道反過來是否也成立:讓兩人彼此凝視一會兒,是不是也有可能產生愛意?

    一般而言,盯著陌生人瞧,頂多讓人覺得很怪或不禮貌,所以萊爾德必須編出可信的理由,讓人可以彼此凝視更久,所以他才會想出用心電感應測試做為幌子。受測者在不知情下凝視彼此的雙眼,那行為看起來就像他們覺得彼此有魅力一樣,萊爾德覺得這樣就足以激發愛意了。

    假心電感應測試結束後,萊爾德請所有受測者評估他們對實驗伙伴有多少愛戀的感覺。驚人的是,資料證明萊爾德想得沒錯,受測者果然對新認識的伙伴有好感,覺得對方有吸引力。

    這研究變成了解感情心理的一種創新方式。根據這種觀點, 不僅我們的想法與感覺會影響我們的行動,我們行動的方式也會反過來影響我們的想法與感覺。

    萊爾德發現長時間凝視對方,也有機率增加彼此好感度。 圖/envato

    增加新奇感,可以增加對彼此的吸引力

    萊爾德不是唯一探索如何用這種方式幫助研究人員更了解人心運作的人,紐約州立大學石溪分校的艾隆與同仁做的另一個研究顯示,同樣的方法也可以讓夫妻變得更親近。感情的發展一開始通常充滿興奮,愛戀的雙方都很享受和新伙伴一起體驗生活的新鮮感。

    但是快轉二十年後,往往會出現全然不同的情況,雙方都很熟悉彼此,生活變得平淡無奇。同樣的餐廳、同樣的度假地點、同樣的交談。雖然熟悉感令人放心,也讓人覺得無聊,不太可能讓人再像以往一樣怦然心動。

    艾隆心想,如果凝視彼此的雙眼可以讓人產生愛意,讓老夫老妻這麼做,是不是也能讓他們感受到戀愛時期的興奮感,幫他們重燃愛火。也就是說,打破一成不變的婚姻生活,做點新奇好玩的事,也可以讓他們覺得彼此更有吸引嗎?在最初的實驗中,艾隆刊登報紙廣告,徵求夫妻參與實驗,探討「影響婚姻關係的因素」。

    如何增加生活新奇感?一起玩障礙賽就好!

    自願受測者到達實驗室時,他們就請每對夫妻做一份有關婚姻關係的問卷,並隨機把他們分成兩組。之後研究人員搬開所有桌椅,鋪上健身房用的墊子,開始做下一階段的研究。

    研究人員給其中一半的夫妻一卷魔鬼氈,告訴他們即將參與一個比較奇怪的遊戲。如果那對夫妻一聽到說明就雙眼為之一亮,會心相視,研究人員就馬上拿走魔鬼氈,請他們離開。至於留下來的人,研究人員用魔鬼氈把一人的右手腕和配偶的左手腕綁在一起,也把他們的左右腳踝綁在一起。

    研究人員忍住哼唱萊諾‧李奇〈Stuck On You〉(譯註:直譯是「黏上你」,亦即「戀上你」)一曲的衝動,在房間的中央放一個一米高的泡棉障礙,給每對夫妻一個大枕頭。每對夫妻都必須趴在地上,爬過障礙,到房間的另一端,再轉頭爬回障礙,再次跨過它,回到起點。

    為了讓過程更有趣,他們必須隨時把枕頭夾在兩人身體之間(不准用手掌、手臂或牙齒),必須在六十秒內完成。為了不讓任一組失望,研究人員請受測者都拿下手錶(「我們不希望手錶在混亂中刮傷了」),假裝每個人都在限定時間內完成任務。

    他們叫另一組的夫妻做比較平常的事,給其中一人一顆球, 請他趴下來,把球滾到房間中央,讓他的配偶在房間的另一邊觀看。球滾到中央時,兩人再交換角色,由另一人把球滾回起點。

    研究人員假設多數夫妻不會有很多機會一起爬過泡棉障礙, 所以那經驗應該滿新奇有趣的,那是給他們機會一起達成目標,並從罕見的新觀點觀看彼此。概念上來說,這就像他們初次見面時,比較令人興奮的經驗。相反的,另一組是對照組,他們做的事情比較平凡無奇,也沒有合作效果。

    實驗結束後,他們請所有夫妻填寫幾份問卷(其中包括一份名稱很不浪漫的問卷〈浪漫愛情徵狀核對表〉),評估的項目包括配偶讓他們「心動」與「滿心歡喜」的程度。誠如預期,爬過大型泡棉障礙的夫妻對彼此的愛意比完成滾球任務的夫妻還深。只花幾分鐘一起做新奇有趣的活動,似乎產生了意想不到的效果。

    一個新奇的體驗(障礙賽),就可以幫助夫妻加深感情。圖/envato

    在上述結果的鼓勵下,艾隆與研究團隊又重複了一次實驗, 不過這次他們是以不同的方式衡量婚姻的滿意度。研究結束時, 研究人員拍下每對夫妻閒聊下次假期規畫或如何裝修家裡的影片,然後請另一組研究人員觀察影片,仔細計算影片裡夫妻任一人反對對方的次數。結果顯示,綁魔鬼氈的夫妻做出較多的正面評論。

    艾隆的研究再次證明,我們的行為會大幅影響我們的思考與感覺。就像凝視陌生人可以讓雙方互相產生吸引力一樣,進行和熱戀時期有關的活動,也可以幫人重新點燃過去的熱情。

    根據這個研究,想要常保感情的熱度,可能只要靠一卷魔鬼氈、一大塊泡棉障礙和開放的心胸就夠了。

    同場加映:了解對方想要什麼

    最近我做了一次大規模的網路調查,探討浪漫舉動的心理。我和作家瑞秋‧阿姆斯壯(Rachael Armstrong)合作設計一份問卷,裡面列了許多不同的浪漫敘述,例如「另一半辛苦工作一天後,幫他放滿一盆溫熱的洗澡水」、「對方感到冷時,脫下自己的外套幫他披上」、「突然帶另一半去某個刺激的地方共度週末」。

    那份調查總共吸引一千五百多位來自英美的網友完成問卷,研究結果有助於透露浪漫背後不為人知的心理。女人常抱怨男人不夠浪漫,但調查結果也確認她們的懷疑嗎? 

    我們請女性閱讀那份清單,指出他們的伴侶多常做那些浪漫舉動,結果頗令人失望。55% 的女性表示,她們辛苦工作一天回家後,另一半從來沒幫她們放過洗澡水。45% 表示她們覺得冷時,另一半從來沒脫下外套讓她們禦寒。53% 表示另一半從來沒有突然帶她們去度意外的週末。這些客觀的數據證實了長久以來女性覺得男性不夠浪漫的抱怨,但是這些失望數據可能是什麼因素造成的? 

    在另一部份的調查中,我們請男性受訪者閱讀浪漫清單,用一到十來評分他們做任一舉動時,女性覺得有多浪漫。我們也請女性受訪者用一到十評分,如果另一半做任一浪漫舉動時,她們覺得有多浪漫。結果顯示,連最簡單的舉動男性都會大幅低估它的浪漫程度。

    例如,只有 11% 的男性覺得「告訴她,她是你見過最棒的女人」非常浪漫,但有 25% 的女性覺得那很浪漫。同樣的,只有 8% 的男性覺得「女人辛苦工作一天後,幫她放洗澡水」很浪漫,但有 22% 的女性覺得那很浪漫。幾乎每一項浪漫舉動都得出同樣的結果,這顯示男性不願做浪漫的舉動可能不是因為懶惰或不體貼,而是因為他們低估了女性對浪漫舉動的觀感。

    那份調查的結果也透露了女性覺得最浪漫與最不浪漫的舉動,剛好可以為有心求愛的男性提供一點指南。以下列出十大浪漫舉動,以及認為那舉動非常浪漫(給十分)的女性比率: 

    1. 蒙上她的眼,給她一個驚喜(40%)。
    2. 突然帶她到某個地方共度意外週末(40%)。
    3. 為她寫首歌或寫一首詩(28%)。
    4. 告訴她,她是你遇過最棒的女人(25%)。
    5. 她辛苦工作一天後,幫她放洗澡水(22%)。
    6. 傳給她一則浪漫簡訊或電子郵件,或在家裡留一張浪漫的紙條(22%)。
    7. 幫她準備床前早餐(22%)。
    8. 她感到冷時,脫下外套幫她披上(18%)。
    9. 送一大束花或一盒巧克力到她上班的地方(16%)。
    10. 幫她把最愛的音樂編集在一起(12%)。

    有趣的是,有逃離現實與意外驚喜的舉動最受女性青睞,之後是反映體貼的舉動,明顯偏物質享樂的舉動則殿後。科學證明,關於浪漫,最重要的或許是心意。

    ——本文摘自《怪咖心理學之 59 秒的練習,靠表情、姿勢和小動作,輕鬆翻轉工作與人生!、社區裡的用藥悲劇與重生》,2023 年 4 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

    azothbooks_96
    47 篇文章 ・ 17 位粉絲
    漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。

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    精神個案系列:腦袋槍傷,笑話成章
    胡中行_96
    ・2023/06/01 ・1856字 ・閱讀時間約 3 分鐘

    國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

    有「聲音」指使他自殺,但警察已經趕赴現場。這名浸信會牧師朝警方開火,被回擊數槍,傷及頭部。他沒死,右眼失明,患上癲癇,因殺人未遂,服刑 23 年。腦傷康復後,牧師內心充滿喜樂,憂鬱症不藥而癒。[1]

    非當事人。圖/Sander Sammy on Unsplash

    冷笑話

    「是『盡興』,而非『浸信』,因為我是暢所欲言,口沒遮攔的教徒。」多年後,已經 63 歲的牧師,向大洛杉磯榮民醫療體系(V.A. Greater Los Angeles Healthcare System)的團隊自我介紹。嘻皮笑臉的他,在診療過程中,狂玩文字遊戲。應醫療人員要求,牧師多少能暫時節制,不然診間就會充斥:「要不要聽個骯髒的笑料?…有匹白馬栽進泥沼。」這種冷笑話。[1]

    牧師在紙本的認知量表上,畫了張吐舌頭的嘴;做神經檢查時,一會兒擊床,一會兒敲頭;考驗短期記憶的提示為「某種花」,他卻回答:「我是一朵綻放的笨蛋,竟然記不得答案。」語畢,笑開懷。總之,牧師對任何事物,都無法嚴肅以待;但是必要的檢測還是一項一項來。[1]

    腦部傷害

    槍傷後,牧師接受過開顱手術(craniotomy)。外觀上,他的頭部凹陷;右邊的臉頰麻痺、眼球凸出、眼瞼下垂。電腦斷層(CT)與核磁共振(MRI)的影像,顯示其右額葉(frontal lobe)、右前顳葉(temporal lobe)及左眼眶額葉皮質(orbitofrontal cortex)大範圍缺損病變;而從氟化去氧葡萄糖正子造影(FDG-PET),則可見這些區域的代謝低落。[1]

    額葉(藍色)與顳葉(綠色)的位置。圖/Henry Vandyke Carter on Wikimedia Commons(Public Domain)
    本案牧師的腦部醫療影像:a. 電腦斷層;b. 核磁共振;c. 氟化去氧葡萄糖正子造影。圖/參考資料1,Figure 1(CC BY 4.0)

    他唸過大學,病前智商估計約為 115。現在記憶力差,某些執行能力也受到影響。牧師與人互動時,雖然口語、表情和眼神接觸等都正常,但心情總是有點太好,思考跳躍又不時回頭搞笑。另外,在病識感方面,他似乎沒發現自己的記憶問題,只曉得有嚴重的認知缺陷。[1]

    測試及量表

    醫療團隊為牧師做了多項測試,並請他填寫量表。其中的幾個例子,如下:

    1. 笑話和故事完成測驗(Joke and Story Completion Test):此為總共16題的幽默感測驗,每題有4個笑點,僅1個為正確選項。牧師迅速作答,樂在其中,並拿滿分。之後團隊又額外出題,結果更加肯定了他的能力。[1]
    2. 面部表情辨識(Ekman and Friesen facial emotions):6張影像上的人臉,各有不同表情,受試者得講出他們的情緒。以下是牧師的反應:1. 驚訝:「驚訝。」2. 生氣:「這是謀殺,臉上寫著『我會幹掉你』。」3. 噁心:「超級噁心。」4. 開心:「有人說了個逗趣的笑話,而且他太太正好不在身旁。」5. 哀傷:「哀傷的臉龐。我得繼續下去嗎?」6. 恐懼:「那隻動物是不是要咬我?」[1]
    3. Sally和Anne測驗(Sally and Anne Task):設定的情境中,Sally帶來的娃娃,在她不注意時,被Anne移動了。受測者必須指出Sally該去哪裡找它。這題牧師回答正確。[1]
    4. 提示測驗(Hinting Task):一共10則故事,每則有2名角色,其一會給出明顯提示,受測者得解釋該角色的意思。滿分20,牧師得到16分,略低於正常值18.03 ± 1.39。[1]
    5. 主觀快樂量表(Subjective Happiness Scale):受測者為自己快樂的程度打分數,總共4題,每題最高7分。牧師自評滿分28,並且表示「我很滿足」,「我得幫鞋子加重,以免(開心到)飄起來」,還有「你永遠不會見到我處於悲慘的情況」。[1]

    額葉與幽默感

    笑話的關鍵在於預期跟所獲訊息之間的落差;而幽默感是以認知功能理解笑點,並由神經回饋享受愉悅。腦部的額葉等區域,負責偵測和解決不協調的資訊。左、右額葉分別傾向處理簡單與複雜的趣味。當額葉理解了看似令人困惑的內容,並賦予它解釋,便會透過腦部的某些區塊,[註]觸發聽懂笑話的快樂。此外,左額葉紋狀體迴路(left frontostriatal circuits)有調節心情的功能,受損後可能無法抑制正向情緒。在期刊上分享此個案的作者,因此認定額葉等處的腦部病灶,正是牧師性情轉變的肇因。[1]

      

    備註

    腹側紋狀體(ventral striatum)、依核(nucleus accumbens)、前扣帶迴(anterior cingulate gyrus)、後腦島(posterior insula)和額葉等,都與感受歡樂有關。[1]

    參考資料

    1. Mendez MF, Parand L. (2020) ‘Positive Emotions from Brain Injury: The Emergence of Mirth and Happiness’. Case Reports in Psychiatry, 5702578.
    胡中行_96
    117 篇文章 ・ 39 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。