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人道主義開放源軟體Ushahidi

科景_96
・2011/02/10 ・892字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

Original publish date:Sep 04, 2010

編輯 HCC 報導

 

MIT Technology Review 雜誌2010年8月公佈評選的35位青年創新先行者﹝TR35﹞,其中之一的David Kobia開發了人道主義開放源軟體─Ushahidi。

 

2007年肯亞總統大選期間暴亂紛起,時任總統的Mwai Kibaki對媒體實施管制,網路成為唯一的開放通訊管道。當時David Kobia遠在美國擔任網頁開發人員,接到朋友詢問,是否能對Google map進行程式設計,以追蹤肯亞暴力與破壞的發生蹤跡,兩天後Kobia完成了Ushahidi程式設計並上線使用。

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Ushahidi的初始版本很簡單,僅為一張地圖與表格,讓使用者說明看到的事故,選擇離發生地點最接近的城鎮,紀錄位置、日期與時間。之後此套緊急事件通報平台引起了廣泛的注意。

至今,Ushahidi﹝非洲肯亞土語:證言﹞在全球危機反應協調處理上扮演了重要角色。Kobia經由許多程式開發者的協助,繼續擴展原始的簡約型線上申請應用程式,成為可下載的開放源平台,平台包含了時間軸、發展行動裝置應用的API、 經由外掛程式增加功能的架構等。

超過30個國家使用此套平台,絕大部份應用於基層救濟與監督組織,軟體直接援助特定地點的人員,以文件証明發生中的貪瀆腐敗,並以時間與空間記錄方式追蹤複雜事件。

Ushahid開放平台計畫將群眾網路創作﹝crowd¬sourcing﹞與人們面臨的危急情勢相結合,使用者在面臨災難或衝突時,可以利用手機、Twitter、電子郵件、網站Facebook等,發布目擊訊息給Ushahidi,平台蒐集到的訊息經過證實之後,能以視化方式呈現在地圖或時間軸上。

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當正常消息與公眾訊息來源中斷時,Ushahidi提供使用者分享訊息、形成政治觀點、指引救援者或共用資源。Ushahidi被用來監督蘇丹選舉、紀錄加薩暴動、追蹤BP石油洩漏、協助海地進行地震復原。台灣有網友將之應用於莫拉克風災救援、整理台北花博災情。

部落格網全球之聲﹝blog network Global Voices﹞共同創辦人、哈佛網路與社會研究Berkman中心資深研究員Ethan Zuckerman認為,“Ushahidi為最全球化的重要技術計畫之一”,“Ushahidi建構在開放標準上,接收來自網頁以及行動裝置的訊息,這是能全球化參予的關鍵特徵。Ushahidi從每個軟體下載點開始發展,形成一個系統,在各種環境下能聚集、地圖化與鑑別來自網路的眾多訊息。”

Ushahidi於本年獲得第六屆德國之聲部落格大賽跨語類別最佳部落格獎;同時Ushahidi以人道主義開放源軟體創新性,被MIT Technology Review評選為2010年最具創新力的50家企業之一。

 

參考來源:

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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不同時空背景下對瘟疫的解讀——《瘟疫》導讀
商周出版_96
・2021/05/08 ・2612字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 579 ・九年級

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  • 導讀 / 耿一偉(台北藝術大學戲劇系兼任助理教授)
  • 書籍作者 / 阿爾貝·卡繆 (Albert Camus);譯者 / 陳素麗

文學作為一道反抗災難的陽光

二戰時期,法國被納粹佔領,他們的軍服是褐色,所以法國人稱納粹為褐色瘟疫(la peste brune)。當小說《瘟疫》於一九四七年六月出版,戰爭才剛結束不到三年,大眾很容易將書中提到的瘟疫解讀成是納粹主義,而卡繆也不否認這一點。只是在一九五五年,正在崛起的評論家羅蘭巴特(Roland Barthes)發表一篇名為「《瘟疫》:一部傳染病史冊還是孤獨之小說」(La Peste, annales d’une épidémie ou roman de la solitude?),批評《瘟疫》作為一種抵抗納粹的象徵作品,缺乏足夠的歷史化脈絡時,卡繆則回應:「對《瘟疫》的解讀應該是多樣的。」

二0二0年適逢卡繆逝世六十周年,本來就有不少紀念活動與書籍出版,恰巧碰到新冠肺炎的肆虐,一下子人們對《瘟疫》的興趣又高漲了起來。不少讀者都意識到小說中的諸多情節,幾乎是對當下疫情狀態的一種預言。像紐約時報、英國 BBC 廣播電台等重要媒體都有專文,探討如何解讀《瘟疫》與新冠肺炎的關係。被稱為法國 CNN 的法蘭西 24 台(France 24),也於二0二0年的十二月二十二號,播出一個關於卡繆的特別節目,邀請書店經營者、評論家等,一同討論卡繆再度熱銷的現象,以及如何在這個時代重讀《瘟疫》。

阿爾貝·卡繆(法語:Albert Camus),是一名法國小說家、哲學家、戲劇家、評論家,其於 1957 年獲得諾貝爾文學獎。圖/Wikipedia

《瘟疫》述說了歐蘭(Oran)這座城市在發生瘟疫的近一年間,所發生的故事。歐蘭是真實存在的地點,它是阿爾及利亞的第二大城,面向地中海。卡繆成長於首都阿爾及爾(Alger),但是一九四一年到四二年前半的大部分時光,他都居住在歐蘭。一九四一年七月,阿爾及利亞爆發大規模傷寒傳染病,同年十月,卡繆始閱讀瘟疫的相關歷史與文學資料,包括英國小說家笛福(Daniel Defoe)的《大疫年紀事》,而《瘟疫》最開頭引用的那段話,就是出自笛福。我們可以在《卡繆札記》裡,發現相關線索,比如一九四一年一月的札記裡,當時已住在歐蘭的卡繆提到:「小老頭從陽臺上把報紙撕碎,丟下去吸引貓兒的注意。然後他朝他們吐痰。要是吐中了,他便笑了起來。」這段情節也在本書中出現好幾次。

我們可以把鏡頭拉遠一點,小說《異鄉人》完成於一九四0年,哲學論文《薛西弗斯的神話》則是一九四一年。這兩部作品代表了卡繆的荒謬主義階段。《瘟疫》則是他從一切偶然皆無意義的虛無主義出發,轉向充滿道德感的人道主義,而小說所搭配的論述,是一九五一年出版的《反抗者》。

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《異鄉人》。圖/Wikipedia

小說主角李爾醫生即是這種具有人道主義的人格者。李爾不相信上帝,無法解釋為何瘟疫會降臨這個世界,雖然經常感覺到孤單與疲憊,他依舊堅持每天工作二十小時,對他人充滿包容。小說中經常被評論者提到的一個高潮場面,是神父潘尼魯在佈道大會上強調,瘟疫的出現背後有著上帝意旨。可是當神父與醫生在面對一位小孩因瘟疫而死亡的痛苦場面後,李爾說:「我對愛有不同看法。我到死都絕不會接受這個連孩子都要折磨的創世主及其世界。」

我們應該留意卡繆的阿爾及利亞背景,作為一位法國殖民者的後代,從小生長在貧民區的卡繆讚嘆北非的陽光與海洋,強烈的身體存在感,讓他懂得愛當下這個世界。年輕時的隨筆集《反與正》(1937)於一九五八年再版時,剛獲得諾貝爾文學獎的卡繆於再版前言寫道:「每個藝術家都在自己內在保存某種獨一無二的泉源……在那個我曾經長久生活過的貧困與陽光並存的養分裡。」。

阿爾及利亞的緯度與台灣相當,都處在北回歸線上,而且阿爾及爾與歐蘭都靠海。卡繆所訴諸的道德感,是來自他所謂的地中海精神,這種精神與寒冷歐洲的思辨精神不一樣,充滿了身體的直覺與自信,也反映在卡繆對足球與游泳的喜愛上(同樣也滲入《瘟疫》當中)。他在《反抗者》最後一章〈地中海思想〉(La pensée de midi)強調:「歷史的專制主義儘管節節取勝,卻始終不斷地遇到人類本性不可征服的要求,而地中海保存著它們的祕密,在那裡,熾熱的陽光伴隨著智慧。」

為了幫這個新譯本寫導論,我開始重讀這部大學畢業之後就沒再讀過的小說。才開始沒幾頁,我就有一個強烈的感受,覺得書中對歐蘭的描述好像也可適用於台灣,畢竟我們也被殖民過,有著類似的大海與陽光,如同小說一開始提到:「我們的市民工作勤奮,但都是為了賺大錢……而我們這個坦率、和善且充滿活力的民眾,總是讓旅行者對我們留下不錯的印象。」

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《瘟疫》採取某種報導文學的形式,呈現了不同人物對瘟疫與封城的看法,這位敘述者強調內容都出自他的調查,而他的真實身分,要到小說最後才會揭曉。紀實報導的風格,脫離不了卡繆於一九三八年起擔任《阿爾及爾共和報》的記者,以及一九四三年底起加入抵抗運動地下刊物《戰鬥報》的經歷。卡繆總是喜歡將真實經驗融入小說中,比如他母親的堅毅形象就深深烙印在對主角李爾的母親的描述上。

如果說《瘟疫》與當下全球疫情有何不同?那就是網路的存在,使得原本小說中因封城所產生的疏離感,以及疫情威脅下對親情與友誼的渴望,都被大量媒體訊息與各種新開發的社交軟體所沖淡。死亡變成舉無輕重的新聞數字,so close, far away。我們在現實已看不到真實,一切都是破碎的,這時候只能靠閱讀小說,發現對真實的深刻理解。

不論是瘟疫或納粹,都是能造成大規模死亡的無差別力量。《瘟疫》作為一部經典,在於可以隨著時代變化而有新的解讀。《瘟疫》描繪因災難所造成的大規模孤立狀態,在未來有可能以生態危機或是恐怖主義的形式再度造訪,而那時,讀者依舊能從中找回反抗的力量。

——本文摘自《瘟疫》,2021 年 3 月,商周出版

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自由穿梭在物理、數學、計算機與教育的巨人:戴克斯特拉
數感實驗室_96
・2020/03/28 ・2625字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 532 ・七年級

數感實驗室/朱倍玉

我們經常會為天才貼上各種標籤,例如:小學就會解聯立方程式、跳級錄取大學、破解幾百年來無人能解世紀大難題等。還有一種天才,他們靈巧地穿梭在多種不同領域間,提出讓世人眼睛為之一亮的發現。

今天要介紹的是一位靈巧穿梭在物理、數學、計算機科學、教育的男人:戴克斯特拉(Edsger. W. Dijkstra, 1930-2002)。

戴克斯特拉。圖/wikipedia

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戴克斯特拉出生於荷蘭,父親是化學家,母親是數學家。儘管成長在濃厚的理科氛圍中,他高中時卻想成為律師,期待有一天能代表荷蘭出席聯合國。不過這個夢想在畢業考時被迫中止,理由不是常見的「沒考上自己的第一志願」,而是戴克斯特拉在數學、物理、化學與生物都拿到滿分,促使老師和父母力勸他往自然科學方面發展。

某種程度上,就像許多原本對文科有興趣的學生,卻因為理科表現太好而選擇唸理工科系。有些人遇到這個狀況會選擇抗議,或之後適應不良,但戴克斯特拉沒有這些問題,順利進入萊頓大學的理論物理系。而後,戴克斯特拉的父親再次提供建議,鼓勵他去參加「程式設計」課程,順服的戴克斯特拉開始學習程式設計。這項能力幫助他獲得第一份工作──在阿姆斯特丹數學中心擔任程式設計師。

也因為多會了程式設計,戴克斯特拉開始思考下一步該往哪裡走,他認為程式設計和理論物理學不容易結合,請教了阿姆斯特丹數學中心的上司,同時也是阿姆斯特丹大學資訊工程學系的教授韋恩加登(A. van Wijngaarden)。韋恩加登相當看好戴克斯特拉,認為他有程式設計的天份,將來搞不好會成為計算機科學領域的關鍵人物,大力鼓勵戴克斯特拉。事後證明韋恩加登不僅眼光正確,他也是一位很好的說服者。

這場改變戴克拉斯特一生的會談,多年後回憶起來,記憶猶新。

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「就在離開他的研究室之後的幾個小時內,我感覺到自己完全是另一個人了。」

於是,在父親與長官的鼓勵下,他決定不再研究理論物理,進入阿姆斯特丹大學攻讀資工博士學位,正式走上計算機科學這條路。

不只是程式設計專家,也是一位數學家

戴克斯特拉在程式設計、演算法等領域中提出許多創新概念,對計算機科學有著巨大的影響。這些貢獻讓他在 1972 年獲得了有計算機科學界諾貝爾獎之稱的圖靈獎(ACM Turing Award)。這個領域的朋友對他絕對不陌生,沒錯,鼎鼎大名的 Dijkstra 演算法正是以他命名的。

戴克斯特拉被認為是計算機科學的先驅之一。他的回憶錄裡有這麼一個小插曲:他博班第一年時結婚,辦理手續時必須說明自己的職業,戴克斯特拉說自己是「程式設計師」。然而,當時這個職業類別在荷蘭尚未受到認可,幾乎沒有人靠寫程式維生,當局因此駁回。最終註記在計算機科學大師的結婚證書上的職業,依然是「理論物理學家」。

戴克斯特拉一生致力於融合數學與程式設計。圖/梗圖產生器

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戴克斯特拉的第二份工作是埃因霍溫科技大學的數學系教授。他認為,數學邏輯與程式設計相輔相成,唯有明確的邏輯思路與數學分析能力,才能在程式設計中清楚思考出每個步驟。

戴克斯特拉說過許多名言,其中包括:

「計算時,我們容易搞砸一切。數學的簡潔與精確不是可有可無的奢侈品,是生死攸關的大事。

(In the practice of computing, where we have so much latitude for making a mess of it, mathematical elegance is not a dispensable luxury, but a matter of life and death.)。」

從這句話讓人充分感受到讓人充分感受到,「他不只是程式設計專家,也是一位數學家」

在數學系教書的 11 年裡,戴克斯特拉致力於融合程式編寫與數學研究,將數學分析帶進程式編寫的環節中,讓數學與程式設計不再只是兩個獨立的學科,而是關係緊密的孿生領域。

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戴克斯特拉在 1984 年,58 歲時離開荷蘭,越洋來到美國,在陌生環境重回熟悉的領域,擔任德州大學奧斯汀分校資工系教授。如果你以為他只是重新回到電腦前面研究程式碼的話,那就錯了!他開始與其他學者共同撰寫謂詞演算註1的書,倡導透過方程式真假值的計算來證明定理,用數學運算來推理程式語言。同時,他把研究觸角伸到更多的數學領域,如座標幾何、線性代數、圖論等。

不論在數學系或資工系教書,戴克斯特拉都緊緊將兩個領域交織在一起。

在研究手稿中窺見作育英才的熱情

作為一位教授,戴克斯特拉最為人所知的是他相當喜歡以手寫文書當作記錄,甚至是學術界公認文筆好,用字遣詞簡潔又清楚的「作家」。他親筆記下多數的研究成果,幫自己的研究手稿逐一編號。他喜歡手寫的程度,讓他連課程大綱也手寫。

為了讓更多人可以接觸到戴克斯特拉的研究,德州大學建立一個網站註2,裡面整理了他的手稿,除了課程大綱之外,還有不少手稿是論文的前身。這個網站就像是一座倉庫的大門,打開這扇門就可以看到知識被整齊地堆疊在裡頭。

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1995 年微積分課程的手稿。圖/截圖自網站

以 1995 年他開設的微積分課程為例(手稿編號:EWD1213),細讀這篇課程簡介,你可以完全感受到戴克斯特拉不只是數學家、計算機科學家,還是一位充滿人文氣質的教育家。

他告訴他的學生,上課不是為了「傳授知識」,因為如果僅僅是那樣,學生很快就會忘記了。他希望能給學生帶來可觀的、不可逆的改變。他要讓學生感受到數學的效益,讓他們知道優美的證明不是靠反覆嘗試錯誤,而是奠基在精巧的應用經過設計的數學準則。他想提升每一位學生對自己的標準。

戴克斯特拉的教學充滿人文氣質。圖 by Andreas F. Borchert / CC BY-SA 3.0 DE

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他這麼說:「我的意思是:如果從現在起的 10 年內,當你貪圖快速、想方便行事的時候,你會忽然彷彿看見我在替你擔憂,你會提醒自己『戴克斯特拉不會喜歡我這樣做。』如果真的能這樣,那對我來說一切都值得了。」

投身教育超過 25 年,戴克斯特拉教學生如何腳踏實地追求知識。計算機科學界也好,數學界也好,不管從什麼角度來看,戴克斯特拉都是那個時代不可抹去的光輝。

註釋

  1. 謂詞演算(或稱述詞演算):以邏輯述句進行表示及推理的基本記法。把命題看作整體,分析命題的各部結構,使成主詞與述詞的邏輯形式。
  2. the manuscripts of Edsger W. Dijkstra 1930–2002

參考資料

  1. In Memoriam Edsger Wybe Dijkstra (1930–2002)
  2. A.M. TURING AWARD
  3. EDSGER W. DIJKSTRA: BRILLIANT, COLOURFUL, AND OPINIONATED
  4. Edsger Wybe Dijstra (1930–2002): a portrait of a genius
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數感實驗室_96
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