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重新檢視莫札特效應

科景_96
・2011/02/10 ・616字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

Original publish date:Apr 17, 2007

編輯 John C. H. Chen 報導

 

德國政府委託一個委員會徹底檢視與「莫札特效應」相關的文獻後,認為「莫札特效應」並不存在。

在1993年,加州大學的Rauscher在NATURE上發表一篇論文,認為兒童聽了莫札特的音樂後可以增加其智力。從此之後,許多家長為了讓自己的小孩能夠更聰明,於是便開始給小朋友聽莫札特,而更多商人則看準了這點,進而推出相關的產品而大發利市。

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為了徹底了解音樂與智力發展的關係,德國政府指定了一個九人委員會,成員包含神經學家、心理學家、教育學家及哲學家。更重要的,這九位成員都對古典音樂有相當的認識。

成員之一的德國Humboldt University的Ralph Schumacher表示,他們閱讀了所有目前為止所有和莫札特效應相關的文獻。結論是,莫扎特效應不存在。

大部分與智力有關的音樂研究,不是無法重複,就是效應在聽完音樂後的二十分鐘便迅速消失。而就算有些效果,那也不一定要聽莫札特:聽任和一種音樂都差不多,甚至聽故事也有類似的效果。

而聽音樂對幼兒的智力發展的?他們認為效果很難確認,甚至可以表示對IQ的長期發展沒有影響。但是他們表示有一兩個比較大規模且嚴謹的研究結果顯示,聽音樂對IQ的發展有很小但是確實存在的幫助。

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在這個委員會仔細而徹底的文獻整理後,基本上已經可以認為莫札特效應並不存在。另一方面也顯示要研究這個效應,必須要有大規模、長期並嚴謹的研究,不然很難做出正確的結論。這應該是這個委員會對有志於研究莫札特效應的最大貢獻。

 

原始論文
Rauscher F. H., et al. Nature, 365 . 611 (1993).

參考來源:

 

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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

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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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迴盪在耳際的聲音——迴響與聆聽知多少!
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2023/06/28 ・2048字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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  • 文/樊家欣|雅文基金會聽語科學研究中心 助理研究員 

P. LEAGUE 最大咖球星林書豪加盟鋼鐵人隊,帶領鋼鐵人打出新氣象,並獲選為籃球單月最有價值球員「三連霸」,堪稱史上第一人!你,也愛打籃球嗎?當你在體育館時,是否有察覺到周圍的聲音跟平常不太一樣呢? 

迴響,能讓聲音隔空變魔術!

體育館一般有挑高的設計以及較大的室內容積,當其中有聲音產生,傳遞到周圍較硬的介質表面「反射」回來,而產生延遲和失真的現象,稱為「迴響(Reverberation)」。由於空間容積與迴響時間成正比,空間越大,迴響時間隨之延長。沒有進行吸音處理的體育館,運球聲、腳步聲、群眾吆喝聲等人造聲音將迴盪在空間中,聲音必須經過更長的時間才會完全消失,使人在體育館倍感喧騰。

 聲音傳遞出去遇到牆面,反射回來形成迴響。圖/shutterstock

善用設計,打造餘音繞樑的迴響聲學空間 

迴響在不同的空間,會因周圍反射的材質,展現不同的聲景樣貌,例如:音樂廳就是利用各種不同的「形狀」「材質」來平衡聲音,再將之導向聽眾。

早期音樂廳的「形狀」只有鞋盒式,台北國家音樂廳就是歐洲數百年經典傳統鞋盒式音樂廳,平面觀眾席的聲響很好,但是後面的眺望台座位,由於天花板空間被擋住,與前面造成相異聲場,聲音就顯得不夠飽滿;而高雄衛武營音樂廳,其內部設計柏林愛樂廳一樣,採用的是葡萄園式音響設計,所有觀眾皆處在同一個屋簷下,觀眾席如同葡萄園般由舞台四周錯落展開,享受相同的音場,因此聲響均等優美。

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從細部來看,「材質」平坦而堅硬的表面能反彈聲音、柔軟的表面可吸收聲音,粗糙的表面則會將入射的聲波散射。在牆壁和天花板上裝設經特別設計的嵌板,就能使聲音在抵達你的耳朵之前,先被調整並優化[3]。藉由空間整體的設計,能讓迴響成為小精靈,締造優美的聲學空間。

打造餘音繞樑的音樂廳。圖/shutterstock

迴響時間過長,對聆聽語音是個壞消息⋯⋯

美國國家標準協會(American National Standards Institutes, ANSI)於 2002 年建議迴響時間(Reverberation Time)少於 600 毫秒(= 0.6 秒)有最佳的語音理解和學習。在安靜的情境中,如果反射回來的語音較早抵達聽者的耳朵,則原聲和迴響會在聽覺系統裡整合,可能提升語音辨識度(Speech Recognition);而較晚抵達的迴響,則不會與原聲有加成的作用,反而會遮蔽或模糊原本的聲音,而使語音辨識表現下降。除了語音辨識度之外,也可能因聲音的失真,而使聆聽變得費力。

聆聽費力度(Listening Effort)為一更敏感的指標,在一些迴響時間過長的情境中,即使語音辨識度沒有下降,但聆聽者可能因著迴響,而使聆聽造成負擔,或進一步使記憶或理解力下降[5],相關文章可以參考連結。因此,迴響時間過長,會提高語音辨識的難度和增加聆聽費力度。

善用科技,讓聽損者輕鬆聽清楚

一般人在有迴響的地方聽講可能會覺得比較不清楚或費力,而對於有聽力損失的人來說,會更容易受到迴響的不利影響[4] [6]。因此,許多配戴助聽器或人工電子耳的聽損者,在聽講或聲音環境較為複雜的地方會搭配使用輔助聆聽裝置(Assistive Listening Device),如T線圈(Telecoil,又稱 T-coil)、藍芽及數位遠端麥克風等。此類裝置可將聲音訊號轉換,以無線的方式傳輸至助聽器/人工電子耳,來克服環境中迴響的干擾或距離因素,幫助聽損者聽得更清楚也更輕鬆[1] [2],相關文章也可參考連結

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綜言之,迴響在不同的聲學空間會產生不同的效應:在設計不良的空間會產生聽覺上的干擾,而在好的聲學空間則能使聆聽成為一種享受;另外,藉著輔助聆聽裝置也能幫助我們克服迴響等外部因素而有好的聆聽

參考文獻

  1. 吳彥玢(2019)。助聽器使用者使用數位遠端無線麥克風系統與動態調頻系統之比較〔未出版之碩士論文〕。國立台北護理健康大學語言治療與聽力研究所。
  2. 林郡儀、張秀雯(2016)。校園聽覺環境及聽覺輔具之應用發展。輔具之友,39,29-34。
  3. 凌美雪(2018年08月14日)。鞋盒式或葡萄園式、柏林愛樂黃金之音怎麼聽?自由時報。ltn.com.tw
  4. Brennan, M. A., McCreery, R. W., Massey, J. (2021). Influence of Audibility and Distortion on Recognition of Reverberant Speech for Children and Adults with Hearing Aid Amplification. Journal of the American Academy of Audiology, 33, 170-180. Doi: 10.1055/a-1678-3381.
  5. Picou, E. M., Gordon, J., Ricketts, T. A. (2016). The Effects of Noise and Reverberation on Listening Effort in Adults With Normal Hearing. Ear and Hearing,37(1), 1-13. Doi: 10.1097/AUD.0000000000000222.
  6. Xu, L., Luo, J., Xie, D., Chao, X., Wang, R., Zahorik, P., Luo, X. (2022). Reverberation Degrades Pitch Perception but Not Mandarin Tone and Vowel Recognition of Cochlear Implant Users. Ear and Hearing, 43(4), 1139-1150. Doi: 10.1097/AUD.0000000000001173.
雅文兒童聽語文教基金會_96
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要怎麼樣才可以變聰明?聰明腦袋原來是「組織」能力特別強!——《糗大了!原來是大腦搞的鬼》
馬可孛羅_96
・2023/05/10 ・2363字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為何腦力難以增強?

有許多方式可以讓人看起來更聰明,例如裝模作樣的說出艱難的詞彙,或是隨身帶著一本《經濟學人》(The Economist),但是你真的能夠變得更聰明嗎?真的有可能「強化腦力」嗎?

身體的「能力」,通常代表的意思是能夠以特定的方式完成某些事情或展現某些動作。「腦力」所牽涉到的能力,一定讓人想到和智能有關。你的確可以用腦連接到工業發電機讓電路暢通,同時也讓你腦中的能量增加,但是對你並沒有任何好處,除非你很喜歡讓自己心智炸裂(物理)。

要怎麼讓自己變聰明呢?圖/envatoelements

你可能見過一些廣告,說某種成分、工具或是技術能夠提升腦力,通常要價不斐。那些玩意基本上難以讓人產生任何顯著的改善,因為如果真的有廣告宣稱的效果,就會大為流傳,那麼每個人應該都會變得更聰明,腦子也變得更大,直到顱骨支撐不住為止。若真的有能夠提高腦力、增強智能的方式,會如何進行?

聰明的腦袋有什麼特別之處?

要了解這點,應該先要知道聰明的腦和不聰明的腦之間有什麼差異,以及如何把後者變成前者。有一個看起來完全是錯誤的因子:聰明的腦使用的能量比較少。

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這個違背直覺的論點來自於直接紀錄腦部活動的掃描研究,例如功能性磁振造影(fMRI)。這是一種厲害的技術,讓人躺在 fMRI 掃描儀中,紀錄身體的代謝活動(也就是細胞和組織在做事情)。代謝活動需要氧氣,氧氣由血液供應。

使用fMRI掃描大腦。圖/envatoelements

fMRI 掃描儀能夠區別出含有氧氣的血液和缺乏氧氣的血液,身體部位代謝活動高會把前者變成後者,例如腦部某些區域在從事任務而快速運轉。

基本上,fMRI 能監測腦部活動,並且指出其中哪些部位特別活躍。舉例來說,如果受試者進行的是記憶性任務,那麼腦部與記憶處理相關的區域活更為活躍,在掃瞄儀器上便能夠顯示出來。那些活動增加的部位,可以看成和記憶處理有關的部位。

當然事情沒有那麼單純,因為腦部時時都在進行多種活動,要找出「更為」活躍的區域,需要進行過濾與分析。話雖如此,許多當代辨認腦部各區域特定功能的研究,都用到了 fMRI 掃描。

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瞭解大腦各區的活動情況。圖/envatoelements

並不是特定區域發達,而是大腦整體的連結感強!

到目前為止也都還好,你會認為負責某個特殊活動的腦區,在從事那個活動的時候會特別活躍,就像是舉重選手在舉起啞鈴的時候,二頭肌會使用到更多能量。

但對於腦部而前其實不然。一九九五年,拉森(Larson)等人的研究發現,在設計用來測驗流體記憶的任務中,的確看到了受試者前額葉皮質處於活動狀態,但是非常順利執行任務的受試者,卻是例外。

說得清楚一點:流體智能非常高的人中,並沒有使用到假定為負責流體知能的區域。這完全沒有道理吧,就像是你幫人量體重的時候發現只能量到體重比較輕的人。

進一步分析發現,比較聰明的人前額葉皮質的確會活躍,但是要在接受困難任務時才會活躍,例如需要多花一些心力才能應付的問題。這個結果讓我們得到一些有趣的論點。

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大腦各區連結更強的人越聰明。圖/envatoelements

智能並不是由腦中某個專屬區域所執行,而牽涉到多個腦區,這些區域彼此相關。看來在聰明人的腦中,這些區域連結得更緊密、組織得更好,整體上就不需要那麼多活動了。

你可以想像成汽車:如果有輛車的引擎發動起來像是一群雄獅狂叫怒吼,另一輛車子則安靜無聲,那麼前一輛當然就不是比較好車款。發出噪音和產生震動的汽車,是為了完成效能更高車款所完成的事,後者所花費的能量更少。

目前逐漸形成的共識是,腦區(例如前額葉皮質、頂葉等)之間連結的範圍與效率,對於智能有很深的影響。腦區之間溝通與互動的狀況越好,處理資訊的速度就越快,進行計算與做出決定時就越不費力。

大腦中白質的連結性

大腦白質的連接與腦力有關。圖/envatoelements

這個論點受到其他研究的支持。白質(white matter)的完成度與密度高低,可以做為智能高低的有效指標。白質是腦中另一類組織,往往受到忽視。人們的注意力總是放在灰質(grey matter),但是腦中有一半屬於白質,它的功能也很重要,沒有得到那麼多關注,是因為「功能」沒有那麼多。

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所有重要的活動都是在灰質中進行的,白質的功能則是把活動內容傳到其他部位的連接線所組成(連接線便是神經元伸出的軸突)。如果灰質是工廠,白質則是傳送貨物與補充原料的道路。

兩個腦區之間的白質連接如果越是完善,那麼彼此之間合作時所需要的能量和作業也就越少,在掃描時也就更難偵查到。這就像是在是在乾草堆中找針,只不過這時的乾草堆是由比較大一點點的針組成,而且全部都混在一起了。

——本文摘自《糗大了!原來是大腦搞的鬼:神經科學家告訴你大腦「真正的秘密」,揭開複雜的運作原理》,2023 年 4 月,馬可孛羅出版,未經同意請勿轉載。

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馬可孛羅_96
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・2011/02/10 ・616字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

Original publish date:Apr 17, 2007

編輯 John C. H. Chen 報導

 

德國政府委託一個委員會徹底檢視與「莫札特效應」相關的文獻後,認為「莫札特效應」並不存在。

在1993年,加州大學的Rauscher在NATURE上發表一篇論文,認為兒童聽了莫札特的音樂後可以增加其智力。從此之後,許多家長為了讓自己的小孩能夠更聰明,於是便開始給小朋友聽莫札特,而更多商人則看準了這點,進而推出相關的產品而大發利市。

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成員之一的德國Humboldt University的Ralph Schumacher表示,他們閱讀了所有目前為止所有和莫札特效應相關的文獻。結論是,莫扎特效應不存在。

大部分與智力有關的音樂研究,不是無法重複,就是效應在聽完音樂後的二十分鐘便迅速消失。而就算有些效果,那也不一定要聽莫札特:聽任和一種音樂都差不多,甚至聽故事也有類似的效果。

而聽音樂對幼兒的智力發展的?他們認為效果很難確認,甚至可以表示對IQ的長期發展沒有影響。但是他們表示有一兩個比較大規模且嚴謹的研究結果顯示,聽音樂對IQ的發展有很小但是確實存在的幫助。

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在這個委員會仔細而徹底的文獻整理後,基本上已經可以認為莫札特效應並不存在。另一方面也顯示要研究這個效應,必須要有大規模、長期並嚴謹的研究,不然很難做出正確的結論。這應該是這個委員會對有志於研究莫札特效應的最大貢獻。

 

原始論文
Rauscher F. H., et al. Nature, 365 . 611 (1993).

參考來源:

 

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