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全球科研表現最優異的十個國家

科景_96
・2011/02/09 ・1708字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 568 ・九年級
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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:Apr 22, 2004

編輯 Wei-Chiao Chang 報導

1993年到2003年間,瑞士科學家們的平均研究論文被引用次數高居世界第一。

2004年4月12日ISI (Institute for Scientific Information)公佈近十年來,世界各國科學研究成績單,經由這份統計報告,我們將清楚地了解世界各國學術研究的品質優劣,其中,總人口約七百萬的小國-瑞士,學術論文品質卻高居全球之冠。

對一位科學家而言,能將自己的研究內容發表於高知名度期刊,這是一種榮譽。若這項研究發現能廣為其他科學家所認同、引用,這也是一大肯定,因為這意味著自己的研究工作得到了同行專家的欣賞,也意味著這項發現的重要性與再現性得到了信任。

在這份來自ISI的報告中,針對商學、教育學、電腦科學、物理學、化學、數學、工程學、太空科學、地球科學、材料科學、微生物學、醫學、免疫學、生物學、藥理學、生態學、農業科學、動植物學等二十二個主要科學研究領域,統計從1993年1月1日到2003年12月31日為止,全球各國科學家研究之平均單篇論文被引用次數並進行分析排名,其中,以瑞士科學家們的表現最為傑出,在過去的十年間,平均單篇論文被引用次數高達13.24次,領先第二名的美國(12.63);歐洲國家-荷蘭(11.33)、丹麥(11.14)與瑞典(10.85)則是名列三、四、五名。

值得注意的是,在這十大科研強國中,有八個國家來自歐洲,兩個來自美洲,但遺憾的是,亞洲地區並無國家上榜。在歐洲地區方面:除了荷蘭、丹麥、瑞典外,英國的蘇格蘭(10.75)、英格蘭(10.74)分居六、七位;芬蘭(10.17)與比利時(9.74)则為第九與第十名。。

如果相較於2003年7月21日ISI公佈的世界各國論文被引用【總】次數排名,我們可以發現:名列前十的德國、日本、法國、義大利、與澳洲等國均不在這次排名中。換句話說,雖然這幾個國家的論文被引用【總】次數相當可觀,但是因為論文產量也多,加上論文品質優劣差雜,所以一經稀釋後,【平均單篇】論文的被引用次數就相對減少。

至於美洲地區方面,超級強國美國的科研能力仍是相當可怕!雖然平均單篇論文被引用次數些微落後於瑞士,但是論文總發表量高達2,799,593篇卻也是其他各國遠遠無法比擬的。另外,加拿大也以平均單篇論文被引用次數10.25次,名列全球第八位。

從這份報告中,我們也可以發現:科學研究的優劣與一個國家的土地面積大小、人口的多寡、並沒有太大關係。科研人才的素質、研究教育的環境與預算資源的分配反而可能才是影響一個國家科技成就的因素。

曾經聽過一個這樣的故事:話說天下第一,於華山論劍中連敗東邪、西毒、南帝、北丐的全真教王重陽真人,雖是武功高強、威震四方。但由於缺乏教育經驗,門戶擴充太快,期望以一己之力,培養七名弟子,但在師資嚴重缺乏的情況下,資質聰穎的全真七子仍無人繼承王重陽的一身絕學,終致即使全真七子聯手布陣,仍無法擊敗東邪黃藥師一人。反觀資質一般般的郭靖大俠,從小接受江南七怪的細心教育,加上北丐洪七公、南帝一燈大師與老頑通周伯通等眾多絕世高人指導,終於身兼數家之長而成大器。

在廣設公私立大學、科技大學與技術學院後,確實,學士滿街走!接著,在師資設備尚未健全的情況下,各科系研究所又開始大招碩博士班學生,相信不必多久,碩博士也將氾濫。但透過不斷提高一個國家的研究生總人數真的等同於提升該國科技水平嗎?還是因為大幅降低師生互動、影響研究品質而葬送了許多郭靖、楊過等頂尖高手?我開始有點懷疑。

底下便是這份來自於 ISI 的名單

排名

國家

平均單篇學術論文被引用次數

1

瑞士

13.24

2

美國

12.63

3

荷蘭

11.33

4

丹麥

11.14

5

瑞典

10.85

6

蘇格蘭

10.75

7

英格蘭

10.74

8

加拿大

10.25

9

芬蘭

10.17

10

比利時

9.74

參考文獻:High-Impact Countries:The Top Ten, 1993-2003 (12/04/04)

參考來源:

本文版權聲明與轉載授權資訊:

  • [Aug 24, 2008] 2009年USNEWS美國大學生物學類學術排名
  • [Mar 14, 2006] 2000年-2004年瑞士學者的科研成績單
  • [Mar 12, 2006] 2000年-2004年台灣學者的科研成績單
  • [Jan 24, 2006] 2000年-2004年英格蘭的科研成績單
  • [Nov 04, 2005] 1999年到2003年間,論文發表數量最多的前十名美國大學
  • [Mar 30, 2004] 1998年-2002年南韓的科研成績單
  • [Aug 05, 2003] 全球十大科技研究強國名單出爐!

  • 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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    改變立場比想像中容易?用「假裝成真」的心理達成思想操控!——《怪咖心理學之鍛鍊正能量思維》
    azothbooks_96
    ・2023/06/03 ・2374字 ・閱讀時間約 4 分鐘

    人們慣於「合理化」自身行為

    越戰中喪生的美國士兵多達五萬多人。戰爭期間,美國政府為了獲得民眾的支持,經常刻意發布一些正面的消息,例如,北越共軍即將敗退,或南越很快就足以自保。美國不斷派兵前往越南,總統詹森應該比其他的領導者為此付出更多的責任。

    詹森不時會聽到閣員私下表示對越戰形勢的擔憂。詹森是否曾把這些政治人物叫進自己的辦公室,向他們解釋自己的觀點呢?完全沒有。相反的,他採用一種很不尋常的技巧:他派那些懷疑者跟一群記者去越南「調查真相」。

    詹森很清楚他的閣員不太可能公開表達私人疑慮,面對外界時,他們不得不高調捍衛政府的政策。「裝假成真」原理預測, 這些懷疑者在聽到自己發表支持總統政策的言論後,最終也會相信自己的言論。

    當政治家持續發表支持總統的言論後,自己也會慢慢相信這是正確的。圖/envatoelements

    「假裝成真」會影響人們自身的信念嗎?

    研究人員在實驗室中運用相同的方法,測試「裝假成真」原理是否能夠影響信念。為此,他們把受測者找來實驗室,讓他們填寫一份有關其政治立場的問卷。接著,叫半數的受測者發表支持其反對政黨的簡短演說,另一半的人則是從雙面鏡觀看他們演說。兩周後,所有的受測者又填了一份有關其政治立場的問卷。

    「裝假成真」原理預測,發表過演說的人看到自己支持討厭的政黨後,可能會開始覺得那個政黨其實沒那麼壞。相反的,那些只聽到演說的人雖然接收了一樣的資訊,但不是自己提出主張,所以不會改變立場。研究結果證實了這點,只要幾分鐘的角色扮演,就可以達到媒體轟炸、政治廣告所達不到的效果。

    多年來,研究人員也把同樣的程序套用在多種不同的場合上,他們錄下有些人主張多種議題的談話,例如,墮胎、酒駕危險、擴大警方職權等等。在每個例子中,他們讓受測者表現出相信某言論的樣子,可以讓他因此相信上百個理性論點也無法說服他的議題,迅速改變他的態度,讓他支持你預設的立場。

    事實上,這個轉變非常明顯,受測者往往事後還會否認自己曾抱持原始的觀點。研究人員拿出原始問卷證明他們原始立場不同時,他們會堅稱問卷是假的,或自己當初看錯題目。這個機制可以解釋許多原本難以理解的立場轉變。

    受試者在表現出相信某個立場後,竟「假裝成真」變成相信那個立場。圖/envatoelements

    用「假裝成真」的心理改變戰俘的立場

    本章一開始,我提到韓戰結束時,許多美軍決定續留北韓,很多美國大兵即使回到美國,依舊大談共產主義的優越。

    研究人員深入訪問這些戰俘後發現,那些信念不是在催眠、迷藥或體罰下灌輸給他們的,而是共產高層刻意運用「裝假成真」原理來改變美國戰俘的想法。這種罕見的思想操縱形式,通常是從戰俘進入拘留營時開始運作。警衛先和新來的戰俘握手,並說道:「恭喜,你被解放了。」

    接下來的數周,戰俘必須上長時間的課程,那些課程都是在歌頌共產主義的優點,課程也會要求他們做小組討論。每組通常會分派一位中國共產黨員監督,以確定戰俘討論出「正確」的結論。如果小組裡有人公然表達反共產的論點,所有的戰俘都必須重聽一遍講課並重新討論。

    藉由持續讓戰俘接觸親共言論,達成思想改變。圖/envatoelements

    戰俘入營不久,中國警衛也會要求他們抄寫幾句親共言論(例如「共產主義很棒」、「共產主義是未來之道」、「共產主義是最開明的政府形式」)。很多美國人都很樂意抄寫,因為這些要求看起來微不足道,乖乖聽話通常可以換得一塊肥皂或幾根香菸作為獎勵。

    幾周後,警衛加碼要求戰俘大聲朗讀那些言論, 多數戰俘還是照做了。又隔幾周後,他們要求戰俘向自己的同伴朗讀那些言論,最後開始辯論,主張為什麼他們相信那些言論是正確的。

    此外,如果戰俘自願為拘留營寫親共文宣,他們可以得到在當地相當珍貴的東西,例如,鮮果或甜食。文宣一經刊出,作者就可以戴上毛澤東的徽章,不必做繁瑣的勞務。久而久之,這些行為使很多戰俘改變了他們對共產主義的態度,甚至說服一些戰俘留在北韓,而不是返美。

    「裝假成真」原理有助於解釋這種信念的巨大轉變:中國共產黨不需要訴諸體罰或神祕的洗腦術,只要確定戰俘看到自己一再重申他們支持共產主義,他們就會自己培養出和他們的說法一樣的信念。

    納粹禮。圖/wikipedia

    同樣的方法也可以用來影響整個民族。每天高喊「希特勒萬歲!」,可以鼓勵許多德國人民更接納納粹的意識型態。叫人一再高唱國歌,可讓人更愛國。讓孩子每天早上祈禱,可以提高他們接納宗教信仰的機率。

    在上述的每個例子中,言語成了信念。許多人對這種研究相當好奇,開始研究其他類型的行為是否也有同樣的說服效果。其中有兩個研究最出名,一個是關於眼珠的顏色,另一個是「第三浪潮」(Third Wave)的形成。

    ——本文摘自《怪咖心理學之鍛鍊正能量思維,用科學方法讓好事成真》,2023 年 4 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

    azothbooks_96
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    最安全的核電廠?小型核電廠 SMR 用發電量換安全性,遇到停電也不怕?
    PanSci_96
    ・2023/06/03 ・2579字 ・閱讀時間約 5 分鐘

    國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

    隨著核電廠陸續退役,台灣也逐漸邁向零核家園,郭台銘突然提出的「一縣市一核電」把核能議題的熱度重新炒到高峰。

    雖然看似激進,但有人認為如果是郭董提到的「小型核電廠 SMR」的話,或許就有可能。這個 SMR 到底是什麼?它安全嗎?再者,它真的是核電的未來嗎?

    實際上已經有人成功運行小型核電廠,並且已經併網發電了,他們是怎麼做到的?

    小型核電廠是什麼?

    台灣現在僅存,還在運作的核電廠就是核三廠,核三有兩部機組,每個機組的發電量大約為 950MW。

    小型核電廠正式的名稱是「小型模組化反應爐」SMR(Small Modular Reactor),發電量通常在 20~300 MW,比一般核電廠小上許多。還有甚至更小,發電量 1~20 MW 的 MMR(Micro Modular Reactor)的反應爐。

    奇怪,發電量怎麼越發展越小了呢?這樣不就得要蓋更多核電廠?

    小型核電廠的特點就是小發電量,因為這能創造三個優點:安全、造價便宜、易組裝。

    核能那麼危險,為什麼還要用?

    這三個優點實際上就是現在核電發展的最大瓶頸。核能發電也已經有 60 年歷史了,但至今全世界的發電量中,核電也只佔大約 10%。最大的問題不外乎就是安全性、造價昂貴和建造時間久。

    就算撇除安全性,漫長的建設時間與昂貴的發電成本,是讓許多電力公司卻步的原因之一。根據能源研究公司 BNEF(彭博新能源財經)的調查,從 2009 年到 2021 年,12 年間核能的建設成本增加了 36%;加上核電廠動輒 5~10 年的建設時間,就算核能是屬於低碳排的發電方式,大家也都更傾向選擇發展成熟的再生能源。

    核能有一個最大的優點,那就是穩定持續發電。太陽能與風力這些再生能源容易隨天氣與時間影響發電量,反之核能屬於基載電力,本來就與風力、太陽能定位不同。

    太陽能與風力等再生能源易隨天氣與時間影響發電。圖/Envato Elements

    小型核電廠如何克服安全性?

    要好要快也要便宜,除了穩定與低碳,還想要兼顧安全跟造價低的核電,小型核電廠真的是那個完美的選擇嗎?

    小型核電廠 SMR 主打的特點就是一個字,小!只要夠小、功率降低,反應爐就不會一口氣釋放太多的熱,甚至能免除外部冷卻設備,靠自然循環降溫。

    福島核電廠發生意外的主因就是海嘯破壞了核電廠中做為緊急電源設備的發電機與電池,導致冷卻系統失效,最後反應爐內的溫度無法抑制、不斷竄高,將水分解成了易燃的氫氣,產生爆炸。

    如果 SMR 的反應爐可以撇除對外部冷卻系統的依賴,靠自己就能降溫,就能最大程度避免發生爆炸以及爐心熔毀的事故。

    我們以目前 SMR 發展最成熟的美國公司 NuScale 為例,在他們發展的 60MW 反應爐中,含有 37 個燃料束,整個反應爐高約 17.8 公尺,直徑約 3 公尺。這個大小甚至可以在工廠製造,透過貨車或火車運送至預定地再快速組裝起來,大幅減少建造的時間與成本。

    NuScale 把水循環系統都包在了反應爐,一次冷卻劑藉由熱對流上下循環,完全不需要幫浦,減少停電時產生的風險,一次冷卻劑的熱則會傳給二次冷卻劑,讓二次冷卻劑變為蒸氣推動渦輪發電。

    如果真的遇上斷電事故,反應爐也有緊急冷卻系統,直接將整個反應爐泡在大水槽中;根據計算,水會在 30 天後完全蒸發,而此時的反應爐功率已經降低為原本的 4% 以下,只要靠空氣循環就能穩定溫度。

    福島第一核電廠事故主因是由於海嘯破壞了做為緊急電源設備的發電機與電池。圖/維基百科

    中國的小型核電廠是怎麼做到的?

    而現在,在中國已經有第一座陸上 SMR 併到電網了!2021 年年底,中國山東省「石島灣高溫氣冷堆核電站示範工程」正式併網發電,發電功率 200MW,雖然發電廠的總體積不小,但以它的發電功率及主打安全的設計,是實實在在的一座 SMR。

    所謂的「高溫氣冷堆」,指的是流經燃料棒,充當冷卻劑與熱交換的材料,所使用氣體如:氦氣。與壓水式反應爐用水作為冷卻劑的最大差別在於不僅熱轉換效率更好,也不用擔心水因高溫氣化而有爆炸風險,故可承受更高的反應溫度。

    比起傳統反應爐,高溫氣冷堆可以用更少的鈾 -235 進行反應,也就是能在燃料棒中有更多的鈾 -238 可以在溫度飆高時吸收掉多餘中子,加上高溫氣冷堆本身就能承受高溫的特性,如果真的遇到失去電力的情況,整個反應堆的溫度,也會穩定在 1600℃ 上下。

    除此之外,石島灣核電廠的設計十分有趣,是球狀反應爐。在如同沙漏般的大反應爐中,燃料棒被做成了一顆顆直徑約 6.7 公分的燃料球,兩萬七千顆燃料球像沙漏中的沙子一般填充在反應爐內。

    鈾燃料會被包裹在球狀構造的中心,外頭則是作為中子減速劑的石磨;作為冷卻劑的高溫氦氣會從球的中間通過帶走熱量,燃料球可從下方取出,並從上方填充。

    不過,高溫氣冷堆能否成功,還需要許多時間觀察,例如石磨包裹的燃料球是否容易摩擦造成破裂,都是需要進一步注意的。

    燃料棒被做成直徑約 6.7 公分的燃料球。圖/PanSci YouTube

    小型核電廠的未來?

    除了中國外,各國也都在發展不同形式的 SMR,甚至有人在發展功率 20MW 以下的微型核子反應爐 MMR。例如美國愛達荷國家實驗室正在建造的 MARVEL 反應爐,以及核能公司 Radiant,它們正在打造貨櫃大小、可以隨拉隨走的 MMR,希望能取代社區停電時使用的高污染柴油緊急發電機。

    不論是小型還是微型核電廠,除了技術還有待發展,成本是否能壓低,也是個重要指標。當然,還有另一個大魔王,就是核廢料問題,還等著被解決。

    根據研究推算,NuClear 各種機型每單位能量產生的核廢料可能會是傳統核電廠的 5.5~30 倍不等,球狀反應堆的體積因為球狀包裹物的設計,核廢料的體積也是明顯可見的變大,而這些核廢料的處置問題也是全球都在面對的問題。

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    微笑會讓自己變快樂嗎?「假裝」的心理學——《怪咖心理學之鍛鍊正能量思維》
    azothbooks_96
    ・2023/06/02 ・2093字 ・閱讀時間約 4 分鐘

    國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

    讓大腦「裝假成真」的實驗

    幾年前,科學家決定對詹姆斯的假說展開終極的測試,他們對受測者進行腦部掃描,請受測者做出害怕的表情。研究者從機器窺探受測者的大腦,他們看到杏仁核非常活躍,因此推論受測者的確有恐懼的感覺。所以,研究人員得到了終極的證據,證明假裝感受可以直接影響大腦。

    一九六○年代末期,年輕的詹姆斯.萊爾德(James Laird) 在羅切斯特大學攻讀臨床心理學博士。在某次實習課程中,指導教授要求他訪問患者,同時教授透過單面鏡在一旁觀察。訪談過程中,患者的臉上突然出現一抹不尋常的微笑,那微笑引起萊爾德的好奇,他想知道患者露出那不尋常的表情時是什麼感受。

    患者不尋常的微笑勾起萊爾德的好奇心。圖/giphy

    他開車回家的途中,腦中一再浮現那次訪問的情況,對那抹微笑益發好奇。最後他逼自己做出同樣的表情,以了解那是什麼感受。他驚訝地發現那微笑讓他瞬間快樂了起來。好奇之下,他接著嘗試皺眉,心情馬上難過了起來。那次開車回家的奇怪體驗,從此改變了萊爾德的職業生涯。

    當晚他回到家後,馬上走到書架前,查詢情感心理學的相關資訊。巧的是,他拿起的第一本書就是詹姆斯的《心理學原理》。

    微笑就會變得快樂

    萊爾德閱讀詹姆斯失傳已久的理論,覺得那也許可以解釋為什麼他在車內微笑後馬上變得更快樂了。他也意外發現那理論已歸入史書,從來沒做過應有的測試。為了測試,萊爾德邀一些志願受測者到他的實驗室,讓他們微笑或皺眉,然後告知感受。根據詹姆斯的理論,微笑的人應該會比皺眉的人快樂許多。

    不過,萊爾德擔心受測者可能會迎合他,說出他想聽的結果,所以他必須想辦法在隱瞞實驗的真實目的下,讓他們微笑或皺眉。

    後來,他巧立了一個名目。他告訴受測者,他們參與的實驗是研究臉部肌肉的電流活動,並在受測者的眉宇間、嘴角和下巴邊緣裝上電極。接著,他向受測者解釋,情緒的變化會影響實驗結果,為了避免情緒造成誤差,要求他們在實驗的過程中要告知情緒變化。

    萊爾德決定進行表情與情緒關聯的實驗。圖/envatoelements

    電極器當然是假的,但是那個巧立的名目讓萊爾德可以偷偷地把受測者的表情轉為笑臉或苦臉。為了塑造憤怒的表情,他叫受測者把眉宇間的電極器往下拉,用咬牙切齒的方式收縮下巴上的電極器。為了塑造快樂的表情,他叫受測者把嘴角的電極器往上揚。

    受測者依照要求改變表情後,接著他給受測者一張表格, 上面列了一些情感的項目(例如,激動、不安、快樂、懊悔等等),請受測者評估各種情感的感受度。結果相當驚人,跟詹姆斯在十九世紀末的預測一樣。受測者在做出微笑的表情後,覺得更快樂;在皺眉後,覺得更生氣了。

    研究過後,萊爾德訪問受測者,問他們是否知道自己為什麼在實驗中會有那些不同的感受。只有少數幾人把新感受歸因於臉部表情的操控,其他人都無法解釋感受的轉變。其中一位把表情轉為皺眉的受測者表示:「我其實毫無怒氣,卻不自覺地想到令我發怒的事情。這實在有點荒謬,我知道我正在接受測試,沒理由生氣,但我就是控制不了。」

    受試者因為皺眉的表情感到憤怒的情緒。圖/envatoelements

    立刻就快樂起來的方法

    十九世紀初,俄國戲劇導演康斯坦丁.史坦尼斯拉夫斯基(Constantin Stanislavski)發明了方法演技(method acting), 顛覆了戲劇界。這種表演方法的關鍵在於鼓勵演員以控制行為的方式,在舞台上體驗真實情感。

    這種方法常稱為「魔力假使」(the magic if)(「假使我真的有這種感受,我會怎麼表現?」),一些知名演員也採用這種方式。例如,馬龍白蘭度、華倫比提、勞勃狄尼洛。

    同樣的方法也用於探討「裝假成真」原理的實驗室研究中。假設你現在參與驗證「裝假成真」原理的研究,首先,用 1 到 10 來評估你目前快樂的程度,1 代表你剛跌進水溝裡的心情,10 則代表你看到最痛恨的敵人跌進水溝裡的心情。

    接著,請開始微笑。不過,我要的不是短暫擠出沒什麼感覺的微笑,請依照以下的指示微笑: 

    1. 坐在鏡子前。
    2. 放鬆額頭和臉頰的肌肉,嘴唇微開。在科學界,你現在的表情稱為「中立」,像一張空白的畫布。
    3. 將嘴角肌肉往後拉向耳朵,盡量把笑容拉大,笑到眼晴周圍產生紋路。最後,把眉部肌肉輕輕揚起,維持這個表情約二十秒。
    4. 收起表情,想想你現在的感受。

    ——本文摘自《怪咖心理學之鍛鍊正能量思維,用科學方法讓好事成真》,2023 年 4 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

    azothbooks_96
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