古老的奈米科技：大馬士革刀裡的碳奈米管

本文與 美商德州博藝社科技 HEART 合作，泛科學企劃執行。

提到台灣令人焦慮的交通，多數人會想到都市裡的壅塞車潮，但真正致命的「塞車」，其實正悄悄發生在我們體內的動脈之中。

這場無聲的危機，主角是被稱為「壞膽固醇」的低密度脂蛋白（ Low-Density Lipoprotein，簡稱 LDL ）。它原本是血液中運送膽固醇的貨車角色，但當 LDL 顆粒數量失控，卻會開始在血管壁上「違規堆積」，讓「生命幹道」的血管日益狹窄，進而引發心肌梗塞或腦中風等嚴重後果。

科學家們還發現一個令人困惑的現象：即使 LDL 數值「看起來很漂亮」，心血管疾病卻依然找上門來！這究竟是怎麼一回事？沿用數十年的健康標準是否早已不敷使用？

膽固醇的「好壞」之分：一場體內的攻防戰

膽固醇是否越少越好？答案是否定的。事實上，我們體內攜帶膽固醇的脂蛋白主要分為兩種：高密度脂蛋白（High-Density Lipoprotein，簡稱 HDL）和低密度脂蛋白（ LDL ）。

想像一下您的血管是一條高速公路。HDL 就像是「清潔車隊」，負責將壞膽固醇（ LDL ）運來的多餘油脂垃圾清走。而 LDL 則像是在血管裡亂丟垃圾的「破壞者」。如果您的 HDL 清潔車隊數量太少，清不過來，垃圾便會堆積如山，最終導致血管堵塞，甚至引發心臟病或中風。

因此，過去數十年來，醫生建議男性 HDL 數值至少應達到 40 mg/dL，女性則需更高，達到 50 mg/dL（ mg/dL 是健檢報告上的標準單位，代表每 100 毫升血液中膽固醇的毫克數）。女性的標準較嚴格，是因為更年期後]pacg心血管保護力會大幅下降，需要更多的「清道夫」來維持血管健康。

相對地，LDL 則建議控制在 130 mg/dL 以下，以減緩垃圾堆積的速度。總膽固醇的理想數值則應控制在 200 mg/dL 以內。這些看似枯燥的數字，實則反映了體內一場血管清潔隊與垃圾山之間的攻防戰。

那麼，為何同為脂蛋白，HDL 被稱為「好」的，而 LDL 卻是「壞」的呢？這並非簡單的貼標籤。我們吃下肚或肝臟製造的脂肪，會透過血液運送到全身，這些在血液中流動的脂肪即為「血脂」，主要成分包含三酸甘油酯和膽固醇。三酸甘油酯是身體儲存能量的重要形式，而膽固醇更是細胞膜、荷爾蒙、維生素D和膽汁不可或缺的原料。

這些血脂對身體運作至關重要，本身並非有害物質。然而，由於脂質是油溶性的，無法直接在血液裡自由流動。因此，在血管或淋巴管裡，脂質需要跟「載脂蛋白」這種特殊的蛋白質結合，變成可以親近水的「脂蛋白」，才能順利在全身循環運輸。

肝臟是生產這些「運輸用蛋白質」的主要工廠，製造出多種蛋白質來運載脂肪。其中，低密度脂蛋白載運大量膽固醇，將其精準送往各組織器官。這也是為什麼低密度脂蛋白膽固醇的縮寫是 LDL-C (全稱是 Low-Density Lipoprotein Cholesterol )。

當血液中 LDL-C 過高時，部分 LDL 可能會被「氧化」變質。這些變質或過量的 LDL 容易在血管壁上引發一連串發炎反應，最終形成粥狀硬化斑塊，導致血管阻塞。因此，LDL-C 被冠上「壞膽固醇」的稱號，因為它與心腦血管疾病的風險密切相關。

高密度脂蛋白（HDL） 則恰好相反。其組成近半為蛋白質，膽固醇比例較少，因此有許多「空位」可供載運。HDL-C 就像血管裡的「清道夫」，負責清除血管壁上多餘的膽固醇，並將其運回肝臟代謝處理。正因為如此，HDL-C 被視為「好膽固醇」。

過去數十年來，醫學界主流觀點認為 LDL-C 越低越好。許多降血脂藥物，如史他汀類（Statins）以及近年發展的 PCSK9 抑制劑，其主要目標皆是降低血液中的 LDL-C 濃度。

然而，科學家們在臨床上發現，儘管許多人的 LDL-C 數值控制得很好，甚至很低，卻仍舊發生中風或心肌梗塞！難道我們對膽固醇的認知，一開始就抓錯了重點？

傳統判讀失準？LDL-C 達標仍難逃心血管危機

早在 2009 年，美國心臟協會與加州大學洛杉磯分校（UCLA）進行了一項大型的回溯性研究。研究團隊分析了 2000 年至 2006 年間，全美超過 13 萬名心臟病住院患者的數據，並記錄了他們入院時的血脂數值。

結果發現，在那些沒有心血管疾病或糖尿病史的患者中，竟有高達 72.1% 的人，其入院時的 LDL-C 數值低於當時建議的 130 mg/dL「安全標準」！即使對於已有心臟病史的患者，也有半數人的 LDL-C 數值低於 100 mg/dL。

這項研究明確指出，依照當時的指引標準，絕大多數首次心臟病發作的患者，其 LDL-C 數值其實都在「可接受範圍」內。這意味著，單純依賴 LDL-C 數值，並無法有效預防心臟病發作。

科學家們為此感到相當棘手。傳統僅檢測 LDL-C 總量的方式，可能就像只計算路上有多少貨車，卻沒有注意到有些貨車的「駕駛行為」其實非常危險一樣，沒辦法完全揪出真正的問題根源！因此，科學家們決定進一步深入檢視這些「駕駛」，找出誰才是真正的麻煩製造者。

LDL 家族的「頭號戰犯」：L5 型低密度脂蛋白

為了精準揪出 LDL 裡，誰才是最危險的分子，科學家們投入大量心力。他們發現，LDL 這個「壞膽固醇」家族並非均質，其成員有大小、密度之分，甚至帶有不同的電荷，如同各式型號的貨車與脾性各異的「駕駛」。

早在 1979 年，已有科學家提出某些帶有較強「負電性」的 LDL 分子可能與動脈粥狀硬化有關。這些帶負電的 LDL 就像特別容易「黏」在血管壁上的頑固污漬。

台灣留美科學家陳珠璜教授、楊朝諭教授及其團隊在這方面取得突破性的貢獻。他們利用一種叫做「陰離子交換層析法」的精密技術，像是用一個特殊的「電荷篩子」，依照 LDL 粒子所帶負電荷的多寡，成功將 LDL 分離成 L1 到 L5 五個主要的亞群。其中 L1 帶負電荷最少，相對溫和；而 L5 則帶有最多負電荷，電負性最強，最容易在血管中暴衝的「路怒症駕駛」。

2003 年，陳教授團隊首次從心肌梗塞患者血液中，分離並確認了 L5 的存在。他們後續多年的研究進一步證實，在急性心肌梗塞或糖尿病等高風險族群的血液中，L5 的濃度會顯著升高。

L5 的蛋白質結構很不一樣，不僅天生帶有超強負電性，還可能與其他不同的蛋白質結合，或經過「醣基化」修飾，就像在自己外面額外裝上了一些醣類分子。這些特殊的結構和性質，使 L5 成為血管中的「頭號戰犯」。

當 L5 出現時，它並非僅僅路過，而是會直接「搞破壞」：首先，L5 會直接損傷內皮細胞，讓細胞凋亡，甚至讓血管壁的通透性增加，如同在血管壁上鑿洞。接著，L5 會刺激血管壁產生發炎反應。血管壁受傷、發炎後，血液中的免疫細胞便會前來「救災」。

然而，這些免疫細胞在吞噬過多包括 L5 在內的壞東西後，會堆積在血管壁上，逐漸形成硬化斑塊，使血管日益狹窄，這便是我們常聽到的「動脈粥狀硬化」。若這些不穩定的斑塊破裂，可能引發急性血栓，直接堵死血管！若發生在供應心臟血液的冠狀動脈，就會造成心肌梗塞；若發生在腦部血管，則會導致腦中風。

L5：心血管風險評估新指標

現在，我們已明確指出 L5 才是 LDL 家族中真正的「破壞之王」。因此，是時候調整我們對膽固醇數值的看法了。現在，除了關注 LDL-C 的「總量」，我們更應該留意血液中 L5 佔所有 LDL 的「百分比」，即 L5%。

陳珠璜教授也將這項 L5 檢測觀念，從世界知名的德州心臟中心帶回台灣，並創辦了美商德州博藝社科技（HEART）。HEART 在台灣研發出嶄新科技，並在美國、歐盟、英國、加拿大、台灣取得專利許可，日本也正在申請中，希望能讓更多台灣民眾受惠於這項更精準的檢測服務。

一般來說，如果您的 L5% 數值小於 2%，通常代表心血管風險較低。但若 L5% 大於 5%，您就屬於高風險族群，建議進一步進行影像學檢查。特別是當 L5% 大於 8% 時，務必提高警覺，這可能預示著心血管疾病即將發作，或已在悄悄進展中。

對於已有心肌梗塞或中風病史的患者，定期監測 L5% 更是評估疾病復發風險的重要指標。此外，糖尿病、高血壓、高血脂、代謝症候群，以及長期吸菸者，L5% 檢測也能提供額外且有價值的風險評估參考。

隨著醫療科技逐步邁向「精準醫療」的時代，無論是癌症還是心血管疾病的防治，都不再只是單純依賴傳統的身高、體重等指標，而是進一步透過更精密的生物標記，例如特定的蛋白質或代謝物，來更準確地捕捉疾病發生前的徵兆。

您是否曾檢測過 L5% 數值，或是對這項新興的健康指標感到好奇呢？

潛水艇到底有多重要？

最近關於潛水艇的新聞可不少，首艘國造潛艦「海鯤號」下水典禮、中國 093 潛艇「疑似」失事、前陣子還有烏克蘭使用導彈與無人機成功襲擊俄羅斯基洛級潛艇的新聞，潛水艇的關注度一時間高了不少。

但是你一定好奇，潛水艇對國防來說，真的很重要嗎？還有，現代觀測技術那麼發達，在這些儀器的眼皮之下，潛艇真的還能保持隱形嗎？

反潛方怎麼找到藏匿海中的潛艦？

潛水艇以安靜、隱蔽著稱，有著極重要的戰略價值，不僅可以水下布雷、隱蔽投送兵力與物資；它難以被發現的特性，更是打擊水面艦的刺客，往往能讓敵人不敢越雷池一步。

當然，要造一艘能潛在水下的潛艇肯定不簡單，畢竟如果在水面下出事了，很難立即取得救援，安全的要求遠高於其他載具。另一方面，以隱蔽為最高原則的潛艦，從引擎、外型、武器到主動聲納，都需要新科技的改進，來讓自己發出的聲音降到最低。

但潛艦與反潛就像臥虎捉藏龍，如果能隨時掌握這隻水中蛟龍的動向，潛艦的威懾力就會大幅降低，甚至能將其一網打盡。因此相對地，隱蔽的技術進步時，反潛的技術也有所突破，透過光學、聲學、磁場等技術，要讓潛艦原形畢露。

既然我們知道潛艦的隱蔽性是最高考量，現在我們就站在反潛方，來看看如何抓出一艘潛水艇。
主動偵查其實跟「通訊」很像，都是傳送一個訊息到目標物，再接收傳回來的訊號。只是通訊的訊號是對方主動回傳回來的。主動偵查呢，則是訊號碰到目標物再反射回來被我們接收。沒錯，這跟蝙蝠的回聲定位很像，只是一個在水面上，一個在水裡。

為什麼水中使用的是「聲納」而非「雷達」？

現代遠距無線傳輸的方式主要有兩種，電磁波通訊與聲波通訊。在水面以上，我們通常以電磁波傳輸，因為在空氣中這麼做最有效率，因此不論是無線通訊還是手機微波訊號，多是以電磁波的形式在傳輸。
可惜這個方法到水中就不管用了，為什麼呢？電磁波穿過水的時候會因為兩個原因，讓強度快速衰減。一是電磁波容易被水吸收，二是電磁波與水分子碰撞會產生散射，舉例來說，太陽光也是電磁波的一種，而太陽光就會因為在海水中散射，而讓海看起來是藍色。

這種電磁波衰減的程度有多少呢？具體來說，在最清澈的海水中，可見光每前進 1 公尺，亮度就會衰減 4% 。如果想使用無線電通訊，以一個頻率 1000 赫茲的電磁波來說，每向前進一千碼（大約 900 公尺），訊號強度就會減少 1300 分貝。這邊說明一下，「分貝 dB 」不只是聲音音量的單位，而是可以用在各種需要表達強度比例的單位。

舉例來說，電磁波每減少 10 分貝，就意味能量減小 10 倍。在前進一千碼時減少 1300 分貝，就意味能量會衰退 10 的 130 次方倍，小到等於沒有。在實務上，通常電磁波的極限穿透距離就只有幾十到幾百公尺而已。相比之下，如果從電磁波換成低頻聲波，每一千碼的損失約為 0.01 分貝，跟電磁波相比起來可以說是幾乎沒有損失。

因此在水中，大家聽到的不會是什麼「雷達」，因為雷達（RADAR）的全名是 Radio Detection and Ranging ，是使用電磁波偵查的技術。在水裡我們用的是「聲納」，是利用聲音當傳輸訊息與探知物體的手段。

此時蝙蝠的回聲定位使漆黑水底頓時明亮起來，聲波在海裡的傳播速度約為每秒 1500 公尺，只要計算我們發出的聲波與接收到聲波的時間差，我們就能辨別物體的距離。例如我們在聲波發出後的 10 秒後接收到反彈的訊號，就代表聲波來回走了 10 秒共 1 萬 5 千公尺的距離，我們和目標物就是這個距離的一半，也就是 7 千 5 百公尺。

聲納裝載潛水艇上可以成為潛水艇的眼睛，裝在水面艦上，可以成為抓出潛水艇的掃描儀。潛水艇沒有聲納，姑且可以靠海圖小心航行，水面艦沒有聲納，面對潛水艇就只能海底撈針。

潛艦與反潛技術的發展

潛水艇在第一次世界大戰中開始展現出重要的戰略價值，其中最著名的潛艇戰就是德國的 U 艇和德國實施的「無限制潛艇戰」。當時德國的對手英國是個島國，因此便想到利用潛艦封鎖英國，無論是軍艦或商船一律擊沉，希望能拖垮英國的經濟。雖然德國最後未取得戰爭勝利，但潛水艇也確實擊沉了多艘協約國的船艦，立下的戰績是有目共睹。

有鑑於此，反潛聲納的技術由此萌芽。第一個主動式聲納在第一次世界大戰期間，被著名物理學家朗之萬發明。 1915 年，第一個潛艇探測器「ASDIC」開始在英國海軍的艦艇上被運用。 1931 年，美國也發明了潛艇偵測裝置，並稱它為「SONAR」，顯然這名字取得比較好，也成為現在最常稱呼這種技術的名稱，聲納。

至此，水面艦就像開了白眼一樣，潛水艇終於無所遁形⋯⋯真的嗎？聲納既然已經發明了百年，為何潛水艇至今似乎仍保有隱蔽優勢呢？在科技發達的現代，聲納為何還是無法抓出所有潛艇？

很可惜，事情沒有那麼簡單。當大家帶著最新科技和設備準備挑戰潛水艇這個可敬對手，卻突然被隱藏 BOSS 跳出來狠狠地打了臉，他就是：物理。

什麼是「陰影區」？潛艦能夠躲藏的位置？

讓我們回到大家都做過的實驗，準備一個透明杯子裝水，把筷子插入水中。因為光線在穿過不同介質的介面時，會因為速度改變而轉彎，所以筷子插到水杯中會出現偏折，水面上跟下呈現不同角度，看起來就像是被折彎了。

聲音跟光一樣都是「波」的一種，因此在穿過不同密度的介質時也會產生折射，路徑出現偏折。你說道理我都懂，但海裡面只有水，哪來的不同介質？

還真的有，那就是隨著經緯度與深度變化，鹽分、水溫、密度都不同的海水。鹽分、水溫、密度的升高，都會導致聲速變快。而這三者在海中的各處都不會是固定的。例如在不同深度的海水中，深度 1000 公尺內上層海域的斜溫層，當深度越深離海面越遠，海水越得不到太陽的加溫，因此海溫快速驟減，而海溫的降低也會導致聲速降低。深度超過 1000 公尺以後的深海等溫層，溫度、鹽分的變化趨緩，此時壓力會隨著深度增加而增加，海水密度開始小幅度上升，因此聲速緩慢增加。

每一層有不同聲速的海水，就等於是不同的介質，聲波會在不同層的海水之間產生折射。類似的現象也發生在空氣中。在炙熱的沙漠或是天氣熱的柏油路面，偶而會因為空氣的密度分布不均，光線在不同密度的空氣間產生偏折，出現影像在空中出現的錯覺，也就是海市蜃樓的現象。

重點來了，在海裡的折射會是怎麼樣的呢？假設我們有一艘潛的足夠深的潛艇，海面附近的聲納發出一道聲音斜向海洋深處前進，根據決定折射角度的斯乃爾定律，當聲速上升，聲音會偏離介面的法線，偏向兩個液體的交界面。在海中的實際表現，就是聲音產生偏折，漸漸與海平面平行，當偏折的角度超過 90 度，最後甚至會向上偏折，產生全反射。

而斯乃爾定律也告訴我們，偏折的程度跟入射角有關，當角度超過臨界角時，才會產生全反射。根據這些聲波行進路線畫出來的圖，可以看到一塊聲波永遠到達不了的地方，這就是陰影區（shadow zone）。如果潛艇躲藏在這個位置，那麼水面上的敵人就永遠也無法透過主動聲納發現你。

除此之外，從聲納路徑圖可以看得出來，在水中聲納走的路徑像是 U 字型一樣，會不斷在海面反射，在海中全反射。而線與線之間的空白處，是聲波不會經過的地方，也屬於陰影區。因此實際從水面偵測潛艦時，只有在碰到這些線的時候會收到該點的訊號，如果要抓出敵人，就要在獲知訊號時抓緊時間。

如何減少陰影區範圍？

為了減少這些陰影區死角的範圍，也有一些有趣但複雜的想法，例如使用拖曳式陣列聲納，一個點不夠，那我就拉一排，減少盲區。或是透過小角度的海底反射，來覆蓋近距離內的更多範圍。然而這也不會只是畫一張圖那麼簡單，平常聲納就要過濾來自自身引擎的噪音，或是因為海底等非目標物的環境反射。多一次反射，就意味會多一道訊號反射到聲納中，要如何將這些訊號區分開來，判斷哪些是海床訊號，哪些是敵艦訊號，就各憑本事。

沒錯，就算有了聲納系統還不夠，海底資訊的掌握度和後期運算更是兵家相爭的關鍵。你想想，就算你知道聲音會隨著密度轉彎，但你知道眼前海域每個深度的實際密度嗎？如果你不知道這些資料，就算接收到訊號，你真的算得出敵艦的位置嗎？

舉例來說，冬天和夏天的海溫不同，聲音偏折的角度不同，能探查的範圍與死角就不相同。當你在不同緯度，不同海域作戰時，所需要的資料也不相同。

台灣冬夏兩季分別受東北季風與西南季風吹拂，周圍又有黑潮、中國沿岸流等洋流影響，各層水溫隨季節變化影響劇烈，台灣海峽又因地形原因海流複雜，被稱為黑水溝。在此之上，能掌握好周圍的海流活動，除了能兼顧潛艦的航行安全外，也有助於提升潛艦的隱蔽性。

潛艦與反潛的無數過招？

海洋的複雜性，構成了潛艦至今仍能維持隱蔽優勢的原因。而這場臥虎捉藏龍的對決到此還沒有結束，我們只介紹了第一招，後面大概還有 99 種招式等待要過招。例如潛艦關掉主動聲納後，如何靠被動聲納安全航行並鎖定目標？

除了透過聲納，搭載磁性探測儀的反潛機怎麼從異常磁場訊號中辨別海底的金屬潛艇？又或是水面上的聲納會被全反射，那麼改變深度的話是不是就能解決了？實際上，既然在海面上聽不見，反過來把聲納放進海中，放在海水密度最低的「深海聲道通道軸」這個如同光纖般的區域，就能清楚聽到來自遠方的聲音。

諸如此類的軍事科技對弈，就像其他科技一樣，對決永遠不會結束。如果你還有那些想了解的面向，不論是潛艦或是其他軍事科技，也歡迎留言告訴我們。

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• Fleet Oceanographic and Acoustic (RP33)
• https://www.mdpi.com/2077-1312/10/3/424
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• https://www.nec.com/en/global/techrep…
• https://oceanservice.noaa.gov/facts/s…
• https://www.navalgazing.net/Sound-in-…

美國政府企圖開發出人工智能武器

克萊瑞菲（Clarifai）這家公司位於紐約市的一間小辦公室內，就在紐約大學深度學習實驗室附近，主要是研發可以自動辨識數位影像中物體的科技，例如在零售網站上搜尋鞋子、服飾與皮包的相片，或是辨識保全攝影機影片的人臉。該公司的目的是複製谷歌與微軟等科技業者過去幾年在人工智慧實驗室內所建造的影像辨識系統──然後出售給其他企業、警局與政府機構。

2017 年秋天，克萊瑞菲位於曼哈頓下城辦公室角落的一間房間，窗戶全都用紙糊住，門上有一個牌子寫著「消失的密室」（The Chamber of Secret），引用的是《哈利波特》（Harry Potter）系列的第二集書名。這個牌子是用手寫的，掛得有些歪歪斜斜。在門後有個八位工程師組成的團隊，正在進行一項他們被禁止對公司其他同事談起的計畫。

其實，即使是他們自己也不太清楚所從事的計畫是什麼。他們知道是在訓練一套系統，使其能夠自動辨識在沙漠中某處所拍攝影片裡的人物、汽車與建築物，但是他們不知道要如何使用此一科技。當他們詢問時，公司的創辦人暨執行長麥特．塞勒（Matt Zeiler）會解釋，這是政府有關「監視」的計畫。他說此一計畫可以「拯救生命」。

後來克萊瑞菲搬到較大的辦公室，幾位工程師發掘儲存在公司內部電腦網路的數位檔案，發現有幾個檔案談到一筆政府合約，他們的工作才浮現檯面。

他們是為國防部的專家計畫（Project Maven）研發相關科技。該計畫的構想是建造一套系統，可以為無人機辨識攻擊目標。但是此一系統的確切用途仍不明朗。他們無法確定此一科技是用來殺戮，還是如塞勒所說的是為了避免殺戮。也無法確定這套系統是用來進行自主性的空襲行動，還是為人類操作員扣下扳機前提供資訊。

接著，在 2017 年末的一個午後，三名身著平民服裝的軍方人員走進克萊瑞菲的辦公室，與幾位工程師闢室密談。他們要知道此一科技的精確度有多高。他們先是詢問它能否辨識像清真寺這樣的特殊建築物。他們表示，恐怖分子與叛亂分子往往會利用清真寺作為軍事總部。他們然後又問道它能否區分男人與婦女。

「你是什麼意思？」一位工程師問道。軍方人員解釋，在曠野之中，它應該能夠根據男人兩腿間隙來分辨男人（都是穿著褲子）與婦女（都是穿著長及腳踝的裙子）。他們表示，他們只准許射殺男人，不能殺婦女。「有時候男人會穿長裙來騙我們，不過沒有關係，」一位軍方人員說道，「我們還是會幹掉這些混帳東西。」

美國國防部專家計畫：自主性武器

2017 年 8 月 11 日，週五，美國國防部長詹姆士．馬提斯（James Mattis）坐在谷歌總部會議室的桌前。他對面坐著新上台的谷歌執行長桑達．皮采（Sundar Pichai），還有創辦人賽吉．布林（Sergey Brin）、法律總顧問，以及人工智慧部門的主管。

會議室內還有其他一些人，包括幾名國防部的人員與谷歌雲端運算團隊的主管們。國防部的人員大都穿西裝打領帶。谷歌的與會者大都穿著西裝，但沒有打領帶。布林則是穿著一件白色 T 恤。

馬提斯部長正在進行西海岸巡迴考察，參訪矽谷與西雅圖的多家大型科技業者，主要是代表五角大廈探詢專家計畫的採行選項。國防部是在四個月前發動專家計畫，旨在加速國防部「對大數據與機器學習的使用」。該計畫又名「演算法作戰跨職能團隊」（Algorithmic Warfare Cross-Functional Team）。此一計畫的推動有賴像谷歌這類的企業支持，因為它們近幾年來已累積了建造深度學習系統所需的專業與基礎架構。

這也是五角大廈建立新科技的典型方法──與民間企業合作──但是現在的情況與過去有所不同。谷歌與其他科技業者掌握了美國人工智慧的人才，然而它們都不是傳統的軍事承包商。它們是才開始涉足軍事相關領域的消費性科技業者。

不僅如此，川普現在已入主白宮，使得這些公司的員工更加警惕政府的計畫。谷歌對其中的緊張態勢尤其敏感，這是因為該公司特有的文化允許──甚至鼓勵──員工說出自己的看法、做他們喜歡做的事，而且通常在工作場所的行為表現就和在家裡一樣。

專家計畫所造成的緊張情勢尤其高亢。許多主持谷歌深度學習研發工作的科學家都反對自主性武器，包括「深度學習運動之父」傑弗瑞．辛頓（Geoffrey Hinton）與深度心智（DeepMind）的創辦人。但是根據了解，谷歌的最高層卻希望能與國防部合作。

谷歌董事長艾力克．施密特（Eric Schmidt）同時也是國防創新委員會（Defense Innovation Board）的主席，這是由歐巴馬政府成立的民間組織，旨在促進矽谷的新科技加速移轉至國防部。

在該委員會最近一次會議中，施密特表示在矽谷與國防部之間有一道「顯著的鴻溝」，該委員會的任務就是弭平此一差距。谷歌高層同時也視與軍方合作為其發展雲端事業的另一契機。其實該公司暗中已和國防部建立合作關係。

專家會議上的暗起雲湧

在五月的時候，也就是專家計畫發動一個月後，谷歌一支團隊與國防部官員會面，而在第二天谷歌就向政府申請在自家電腦伺服器儲存軍事數據的許可證。但是三個月後國防部長馬提斯來到谷歌總部商討相關科技時，他知道必須動用一些技巧才能引導其中的關係傾向他這一邊。

馬提斯表示他已深刻了解該公司科技在戰場上的威力。畢竟，美國的敵人都是使用谷歌地球──以衛星影像組合而成的互動式世界數位地圖，來辨識迫擊砲的目標。他強調美國應該加強作戰能力。現在，在專家計畫下，國防部不僅要發展人工智慧，能夠閱讀人造衛星的照片，同時還要能夠分析無人機在更接近戰場的位置所捕捉到的影片。

馬提斯盛讚谷歌「在科技業界的領先地位」與「企業責任上的崇高聲譽」。他表示，這就是他來這兒的一個主要原因。他十分關切人工智慧的道德倫理問題。他表示該公司應該讓國防部「感到如芒在背」──以此來反制其傳統的態度。他說道：「國防部歡迎你們的理念。」

在桌子另一側的皮采表示，谷歌經常在思考人工智慧的倫理問題。他指出，愈來愈多的壞人會使用這類科技，因此讓好人領先是重中之重。馬提斯問谷歌能否將一些道德與倫理下的規則予以編碼輸入系統之內──谷歌人員心知肚明這是一個不切實際的選項。

主持谷歌人工智慧研發工作的約翰．吉安南德雷亞（John Giannandrea）強調，這些系統最終都需仰賴其訓練數據的品質。但是谷歌的法律總顧問採用不同的說詞。他表示，這些科技具有拯救生命的巨大潛能。

九月底，在馬提斯造訪谷歌總部的一個多月後，谷歌簽下參與專家計畫相關工作為期三年的合約，總值在二千五百萬美元到三千萬美元之間，其中一千五百萬美元必須在頭十八個月內付清。對谷歌來說，這只是一筆小數目，而且其中一部分還必須與其他參與合約的人分享，不過該公司著眼的是放長線釣大魚。

就在同一個月，國防部邀請美國企業參與 JEDI 的競標，這是聯合企業防禦架構（Joint Enterprise Defense Infrastructure）的縮寫，是一筆為期十年、高達一百億美元的合約，主要是提供國防部應用核心科技所需的雲端運算服務。問題在於谷歌爭取 JEDI 合約時，是否會公開其參與專家計畫與未來其他可能的政府合約的事實。

AI 圈的呼籲：禁止自主性武器！

在國防部參訪谷歌總部的三週後，生命未來研究所發表了一封公開信，呼籲聯合國禁止他們所謂的「殺手機器人」（killer robot），這是對自主性武器的另一個稱呼。

「針對企業界製造的人工智慧與機器人科技可能會被重新利用發展自主性武器，我們特別覺得有責任提出警告，」公開信寫道，「致命的自主性武器極有可能引發戰爭型態的第三次革命。一旦發展出來，軍事衝突的規模勢必遠大於過去，而且發動速度之快也將遠超過人們的理解。」

該封公開信獲得人工智慧圈內逾百人的簽署，包括不時對超智慧威脅發出警告的馬斯克，此外還有辛頓、深度心智創辦人哈薩比斯與蘇萊曼。

蘇萊曼認為，這些科技需要一種新型態的監管。「是誰在做未來有一天將會影響這個星球數十億人口的決策？又是誰在參與此一決策過程？」他問道，「我們必須分散此一決策過程的參與者，這也代表監管人士必須在一開始就參與決策──政策制定者、公民社會行動人士，以及我們這些科技服務的對象──應該讓他們深入參與我們產品的創造與了解我們的演算法。」

未公開真相：人工智慧武器化

九月，谷歌準備簽下專家計畫的合約，負責審查該協議的銷售人員相互以電子郵件討論公司是否該將合約公開。「我們應該宣布嗎？我們能談論報酬嗎？我們提供給政府的指示是什麼？」谷歌一位人員寫道，「如果我們保持沉默，我們就無法控制相關的訊息。這對我們的品牌形象沒有好處。」他最終認為谷歌應該發布此一新聞，其他人也同意。

「這個消息最後一定會流出去，」另一位谷歌人員寫道，「還不如照我們自己的方式發布。」這樣的討論持續了好幾天，期間某人說服了李飛飛。李飛飛為這項合約喝采。「我們即將拿到專家計畫實在太棒了！這是一個了不起的成就，」她寫道，「你們的表現太好了！謝謝你們！」但是她也提醒在宣傳時必須格外謹慎。

「我認為我們應從一般雲端科技的角度，就國防部與 GCP 間的合作來進行公關活動，」她寫道，她所謂的 GCP 指的是谷歌雲端平台（Google Cloud Platform），「不過要不惜代價避免提到人工智慧，或是有任何相關暗示。」她知道媒體界一定會質疑該計畫的道德倫理問題，即使只是因為馬斯克挑起過這個話題：

人工智慧武器化就算不是人工智慧現今最敏感的議題，也是最敏感的之一。媒體界都等不及利用這個議題來打擊谷歌。你們大概聽過伊隆．馬斯克有關人工智慧會引發第三次世界大戰的言論。媒體界現在都十分關注人工智慧武器、國際競爭，以及人工智慧可能造成的地緣政治緊張情勢。

谷歌在人工智慧與數據方面已經有一些與隱私相關的議題需要處理，如果媒體界又找到谷歌正在發展人工智慧武器或是為國防產業提供可以武器化的人工智慧科技話題，我真不知道還會演變成什麼樣子。谷歌雲端 2017 年的主題就是在於推動人工智慧的民主化。我會超級謹慎維護這些正面的形象。

谷歌到頭來並未宣布這項計畫，並且還要求國防部也不要公開。即使是公司內部人員也必須靠自己才能知道這項計畫。

——本文摘自《AI製造商沒說的祕密： 企業巨頭的搶才大戰如何改寫我們的世界？》，2022 年 8 月，時報出版，未經同意請勿轉載。

Original publish date:Mar 08, 2007

編輯 Keelungman 報導

一群德國的科學家，在古老的大馬士革刀中發現碳奈米管。這會是大馬士革刀中最關鍵的密秘嗎?

大馬士革刀有著優異的性能：鋒利、韌性佳、而且不易鏽蝕。整把刀身外觀細密交錯著明暗條紋。它們曾經是歐洲十字軍眼中最令人敬畏的武器之一。大馬士革刀的種種特性，來自於它的原料－印度出產的烏茲鋼 (wootz)。這種鋼料類似中國的鑌鐵，材料的結構大致上是由雪明碳鐵 (cementite，Fe3C) 和波來鐵 (pearlite) 混合而成，分別呈現出明亮與暗沉的顏色。堅硬而又抗腐蝕的雪明碳鐵與較有軔性的波來鐵相互配合，使得大馬士革刀同時保有鋒利與強韌的特性。只可惜隨著烏茲鋼的產量大幅下滑，加上成本高昂，鍛造大馬士革刀的祕訣在十八世紀時漸漸失傳了。

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本研究的樣品：slamic Sabre #10, made by Assad Ullah in the 17th Century. Peter Paufler (c) 2006，連結自 archaeology.about.com

近代的科學家試圖要找回鍛造大馬士革刀的祕訣，但總是遭遇失敗。目前的技術可基於積層鋼技術，混合雪明碳鐵和波來鐵鍛造出與大馬士革刀相似的花紋。市面上仿制的大馬士革刀多是用這種技術製造的。但問題在於這種鋼材的機械性質仍遜於烏茲鋼，換句話說，烏茲鋼並非雪明碳鐵和波來鐵混合的積層鋼。近來許多科學家研究烏茲鋼內的微量成份，發現裡面還包含鎢與釩等元素。這類微量元素會改變合金性質，在現代的冶金工藝中受到廣泛地應用。這些發現意味著：烏茲鋼內的微量成份使它與積層鋼的特性大不相同。

2006 年德國德勒斯登科技大學 (TU-Dresden) 的科學家從一份大馬士革刀的樣品中發現新的微量成份：多層碳奈米管 (MWNTs)。在顯微鏡下很容易觀察到烏茲鋼的微米結構，但要找出隱含其中的奈米結構卻得多些工夫。他們利用鹽酸溶解金屬成份，溶解後存在於雪明碳鐵中的奈米線會剩下一些殘渣。科學家們將這些殘渣放到 TEM 下掃描，發現裡面含有 MWNTs。他們推測：在鍛造大馬士革刀的過程中，一些催化元素滲入鋼鐵中導致碳奈米管成長，隨後被雪明碳鐵所包覆。大馬士革刀的機械性質與眾不同，碳奈米管的存在有可能是重要關鍵。

我們已經知道：在某些材料或是陶瓷中摻雜碳奈米管，可提升原材料的機械性能。也許類似的作用也出現在這把古老的刀中。

參考來源：

• 原始論文：M. Reibold et al, Nature 444, 286 (2006)
• news @ nature.com – Sharpest cut from nanotube sword – Carbon nanotech may have given swords of Damascus their edge.
• TU-Dresden 新聞稿

相關連結：

• 本論文研究團隊
• about.com 的報導
• 大馬士革刀所用的鋼－wootz鋼
• 收藏本研究樣品的博物館：Berne Historical Museum, Switzerland
• 基礎科學前瞻性人才培育計畫（科普網站）相關報導