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電子產品比一比:誰綠?誰黑?

活躍星系核_96
・2014/09/10 ・1499字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 607 ・十年級
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CC: Greenpeace Taiwan

綠色和平於9/5全球同步公佈最新「綠色電子產品指南」,結果顯示Apple(蘋果)產品已經全面淘汰聚氯乙烯(PVC)和溴化阻燃劑(BFRs),成為綠色電子指標性品牌表率;據統計,2013年臺灣智慧型手機品牌使用率以Samsung(三星)最高,但Samsung無論是在淘汰有害化學物質,或是使用再生能源比率卻不及Apple;而Sony的電視和個人電腦產品也仍含有害化學物質。

在綠色和平最新出版的「綠色電子產品指南」中,主要評估電子企業在淘汰化學物質和使用再生能源的進展。即便消費者對購買綠色電子產品的意識抬頭,但是電子產業的綠色政策執行力仍然不及產品汰換更新的速度,最有效的方式就是從生產鏈上去除有害化學物質。目前市場上超過50%的品牌手機,包括Sony Ericsson(索尼愛立信)、Apple(蘋果)、Nokia(諾基亞)的手機產品已經完全不含聚氯乙烯或溴化阻燃劑。綠色和平污染防治專案主任賴倩如表示:「領導品牌已經充分展現綠色電子產品的可行性,整個產業更應轉型為永續發展的商業模式,除了減緩汰換的速度,更要阻斷從電子產品衍生而出的浪費和污染。」

筆記型電腦、手機和平板電腦已經是現代人生活中不可或缺的電子產品,報告中指出在2013年全球手機銷售量高達18億支,更預估在2014年電子產品的總銷售量將再成長6%,達到25億臺。在電子產業快速推陳出新,造成消費者購買和淘汰產品的速度也大幅提升,電子產品導致的污染問題也日益嚴重,預計到2017年,有害的電子廢棄物將增加至6,540萬噸。而潛藏在廢棄物中的聚氯乙烯和溴化阻燃劑不但影響民眾健康,也對環境帶來威脅。另外,手機產品的製造過程,也將在2017年累積產生1.22億噸的二氧化碳。

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CC: Greenpeace Taiwan

電子製造業在推動再生能源使用、確保生產鏈清潔無毒,保護工人健康並防止環境污染等四大面向中,都扮演關鍵的角色。Apple目前是唯一一家連同手機和所有電腦零部件、以及產品外部電線都完全淘汰聚氯乙烯和溴化阻燃劑的企業。臺灣電腦品牌龍頭宏碁Acer在2012年起決定減少使用衝突礦產,手機與電腦等產品也陸續淘汰聚氯乙烯和溴化阻燃劑,雖然宏碁曾多次代表產業向政府提出使用再生能源政策,但實際上,宏碁對於再生能源的採納及使用,仍舊站在企業成本考量的角度,而未採取具體行動。

總體來看,電子企業都還未能完全解決不斷增加的碳排放問題。而同樣是全球電子產業主力的韓國及臺灣,在推展再生能源的速度卻落後於中國與日本。企業除了應該增加自身的再生能源的使用比例外,也應鼓勵支持供應商使用再生能源,才能有效減少電子產品產生的二氧化碳。除了轉向再生能源,淘汰有害化學物質更是刻不容緩,因為產品本身在製造時已產生污染,當被丟棄後,又會造成二次污染,各家電子領導品牌都應以Apple為指標,立即從生產鏈去毒。

附註:

  1. 聚氯乙烯(PVC)是一類從生產、使用、到廢棄都具危害風險的化學物質,其製程中使用到多種毒化物,包括會引起肝癌的氯乙烯、影響內分泌的塑化劑等,並在廢棄後的燃燒階段生成戴奧辛。常被用於各式塑膠產品及可彎曲電線中。
  2. 溴化阻燃劑(BFRs)可通過飲食方式進入人體,已有研究發現人體血液、脂肪,甚至母乳中都有發現BFRs;BFRs常被用於塑膠製品、電視、電腦及電子產品中。
  3. 衝突礦產多是指在有武力衝突或是侵犯人權的情況下所開採而來的礦產。

參考資料:

  1. 綠色電子產品指南原文報告 Green Gadgets 
  2. 2014綠色電子產品報告指南 – 報告摘要

文章轉載自:

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia


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莫比烏斯把紙帶轉了幾圈——《數學,這樣看才精采》

天下文化_96
・2022/05/21 ・2870字 ・閱讀時間約 5 分鐘
莫比烏斯環。圖/David Benbennick, CC BY-SA 3.0

記得 2018 年初我在谷歌搜尋引擎裡打入「莫比烏斯」,出乎我意料之外第一頁跳出的全是關於電影《莫比烏斯》的訊息。我本來對此電影毫無所知,瞄了一下摘要文字,原來是一部沒有臺詞,內容又涉及閹割和亂倫的韓國電影,真是有點讓人感覺噁心。

再用英文 Mobius 打入谷歌,結果出來的都是電玩《莫比烏斯 Final Fantasy》的訊息。這是一款可以在手機上單打獨鬥的遊戲,需要操作喪失記憶的主角與各種魔物在未知世界裡廝殺。其實我想找的是數學家莫比烏斯(August Ferdinand Möbius),哪裡知道他的大名已經移植到與數學不相干的場域。

天文學家的數學遺產

數學家莫比烏斯(August Ferdinand Möbius)。圖/Adolf Neumann, 公有領域

日爾曼地區在莫比烏斯出生的時候,還沒有一位國際知名的數學家。但當他過世時,日爾曼的數學家已經發揮強大的影響力,吸引各國年輕人紛紛前來學習。這種巨大轉變的產生,關鍵性因素是高斯的橫空而出,徹底革新了數學的面貌。

1815 年莫比烏斯曾去哥廷根跟隨高斯學習理論天文學,次年進入萊比錫(Leipzig)天文臺擔任觀察員。十九世紀初的日爾曼世界,當天文學家遠比數學家有更良好的聲譽和安穩的待遇。高斯跟莫比烏斯同樣是寒門出身,不也在 1807 年開始終身領導哥廷根天文臺嗎?

莫比烏斯雖然最終成為萊比錫大學的天文學正教授,但是時至今日他所留下的學術遺產,卻是在數學裡多方面的貢獻,最有趣的是他晚年所發現的一條極簡單又美妙的環帶:莫比烏斯環帶。

請讀者拿一張長紙條,把一端轉 180 度與另一端黏在一起,便完成了神奇的莫比烏斯環帶。這個環帶突出的特性是它只有單面,不像原來的紙帶有正反兩面。那麼有一個面到哪裡去了?當你沿著紙帶表面向前走到原來的一端時,因為已經做過半圈的旋轉,你現在就滑入了原來紙帶的背面。於是在莫比烏斯環帶上走啊,走啊,永遠不需要翻過側緣,也永遠碰不到盡頭。

在空間裡看起來扭曲的莫比烏斯環帶壓扁到桌面上,就得到圖 17-1 左邊的平面摺疊圖形。此圖與右邊谷歌雲端硬碟的商標(2012–2014)很相似,相異之處在於商標左側的那段紙帶是在底側紙帶的上面。

其實,我們可以用摺紙方法製作這個商標。首先拿出一張長條紙,我們要在一端摺出一個60度底角。

在圖 17-2 裡,先把長條紙上下邊緣對齊,產生一條中線。然後把左邊緣的線段 DO 往中線摺疊,使得點 D 碰觸到中線上的點 A,於是角 BOC 就剛好是60度。為什麼呢?讓我們從 A 作垂直線段 AB,假設 AB 的長度是 1,則 AO = DO 便為長度 2。從三角關係便知角 AOB 為 30 度,從而角 AOD 就等於 60 度;但因角 AOC 與角 COD 相等,所以角 AOC 也是 30 度,那麼角 BOC 只好是 60 度了。

在長條紙上摺出了 CO 這條摺痕,接著我們用剪刀沿著 CO 剪下去,把三角形 COD 丟掉。然後把 O 點摺到上緣,使得線段 CO 與上緣邊線重合,就會產生一個正三角形。下一階段用這個正三角形做為模板,把長條紙反復摺疊,打開後修剪掉右邊多餘的紙條,就成為具有 15 個正三角形摺痕的紙條,如圖 17-3。

最後沿兩條粗摺線(在摺紙的術語裡,左邊的虛線稱為谷摺、右邊的點虛線稱為山摺),把左段摺在前面,右段摺到背面,右端放在左端上面,用膠紙黏合,就得到谷歌雲端硬碟的商標。如果仿照旋轉紙帶製作莫比烏斯環帶的方法,我們可以抓緊長條紙帶一端,把另一端同方向旋轉三個 180 度後黏合,然後壓扁到平面上,也會得到商標的圖形,只是邊的長度也許沒那麼整齊。

環帶的靈感何處來?

有人說莫比烏斯是偶然間發現了這樣的環帶,其實這是有點戲劇化的講法。莫比烏斯在研究如何構成多面體時,使用了一種基本的想法,就是以黏合三角形來逐步形成多面體。為了準備參加巴黎科學院有關多面體幾何理論的競賽,莫比烏斯也研究了非封閉型(也就是會有邊界)的多面體,他從操作類似圖 17-1 的摺疊圖發現了單面曲面。在莫比烏斯身後出版的著作全集裡,收錄了一篇未曾發表的 1858 年文稿,其中包含了旋轉 3、4、5 個半圈的環帶,如圖 17-4。

可見莫比烏斯有系統的分析了這類環帶,發現旋轉半圈的次數如果是奇數,產生的環帶只有單面;但如果次數是偶數,則環帶仍然保有正反兩面。他更深刻的察覺,這些單面曲面上無法賦予明確的方向,也就是說你從一點出發,也知道當時的順時針方向為何,而當你沿著環帶遊歷一周後,雖然處處你都覺得延續了正確的順時針方向,可是返回出發點時,卻與原始的方向背反。莫比烏斯環帶破壞了所謂的可定向性,這是屬於曲面的拓撲性質,是比度量長度、角度、面積、體積更寬鬆的幾何性質。

1858 年莫比烏斯寫下單面曲面研究成果前幾個月,另外一位現在少為人知的數學家李斯廷(Johann Benedict Listing)已經作出同樣的環帶。莫比烏斯要到 1865 年才在公開發表的著作裡披露單面環帶,而李斯廷在 1861 年出版的專著裡,便公布了單面環帶的存在。李斯廷甚至在 1847 年出版有史以來第一本使用「拓撲學」這個名稱的書(德文書名為Vorstudien zur Topologie)。不過,今日即使想替李斯廷討個公道,把莫比烏斯環帶改名為李斯廷環帶,恐怕也無能為力了。

製作莫比烏斯環帶是如此的簡單,很難不讓人懷疑為什麼沒有人更早發現它呢?在李斯廷之前的數學文獻裡,到目前為止沒有發現有關莫比烏斯環帶的記載。那麼我們探索的對象何不轉移到各種藝術圖像呢?結果在義大利的古跡山提農(Sentinum)羅馬別墅中,發現西元前 200 年至西元前 250 年期間的地板馬賽克,正中央描繪了永恆時間之神艾永(Aion)站在一條代表黃道諸星辰的環帶之中(如圖 17-5)。當我們仔細沿著環帶移動時,能夠毫無疑義分辨出是在一條莫比烏斯環帶上游走。現在還可在多處看見古羅馬遺留下艾永的繪像、浮雕、馬賽克,然而唯有在山提農的別墅中,艾永所踩的環帶是莫比烏斯環帶。

山提農的馬賽克在 1828 年送進慕尼黑的博物館,三十年後李斯廷與莫比烏斯先後研究這個特殊的環帶,他們是否曾經去慕尼黑參觀過博物館,因而受到古羅馬人的啟示呢?我們恐怕永遠也無法確知,然而要寫一本《莫比烏斯密碼》之類的書,也許有可能編織出充滿懸疑的故事。


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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。