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性、謊言、AV片:科學家的胸部干你屁事?

科學新聞解剖室_96
・2014/10/08 ・4088字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 571 ・九年級
相關標籤: 胸部 (9)

科學新聞解剖室-案件編號3
案情:重鹹的「日本女科學家論文抄襲」事件

有一天解剖員在報紙上翻到一則新聞,題為:「道歉露胸部是常識!日出版社捧1億誘美女科學家脫衣」的新聞,眼珠差一點掉出來。科學新聞常常被移花接木、加油添醋就算了,今天倒是第一次看見這種鹹濕版的科學新聞。

這個故事的始末要從2014年一月份的時候談起,當時日本理化學研究小組(RIKEN)一個有關「萬能細胞」(STAP細胞)的研究登上了權威科學雜誌《自然》期刊。由於這項研究能以更便宜、快速且安全的技術用於治療眼睛、心臟與腦部等人類疾病,甚至比得日本諾貝爾獎得主的「誘導性多功能幹細胞」(iPS細胞)更有效率,所以引起國際媒體的大幅報導。加上研究團隊召集人小保方晴子年方三十的亮麗外型,以「美女科學家」之姿受到媒體的高度關注。

photo

圖:美聯社

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只是好景不長,二月份的時候,這項研究就被同行科學家質疑作假。經過一系列的調查之後,發現不僅該篇論文的內容涉及偽造,就連該名美女科學家的博士論文都被追查出有抄襲的嫌疑。四月份的時候,調查認定該篇論文存在捏造及竄改圖片等違規行為,該研究所公開向大眾道歉。這份原本被譽為「世紀大發現」的論文,瞬間變成日本科學史上的重大醜聞,七月份的時候,「自然」期刊更撤下了該篇論文。

就在這一系列研究不斷遭受質疑,並進入細節調查的階段,八月份驚傳小保方晴子的博士論文指導教授笹井芳樹上吊自殺身亡。在這一系列的事件之後,就沒有來由地出現了這一篇「道歉露胸部」的報導,為整起事件締造了前所未有的爆炸亮點,標題雖然吸睛,但是也太跳tone了吧?!這則新聞的整個過程都太可疑了,就讓解剖員帶著大家一探究竟。

解剖新聞:「報導的觸角」疑點重重!?

科學疑點一:科學家也是人吧?

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可能是體制內科學教育的僵化與媒體漫無邊際的塑造,讓我們一般人對於科學家的印象常常停留在兩種十分極端的觀點上,一種極端是將科學家描述成十分的聰明、嚴謹、認真與專注,為了科學研究的理想可以廢寢忘食,甚至不通人情義理。另外一種極端就是把科學家描述成十分神秘與怪異,甚至是瘋狂、有野心、想要征服世界等。

但是事實上,真實世界的科學家都介於這兩個極端之中,會有認真、投入與執著的層面,卻也有許多如同常人般的行為舉止,例如在進行研究之餘,也要開很多無聊的會議,需要討論科學研究進行的方向,也需要討論辦公室的茶包需要買幾包、中午便當要訂哪一家。

科學家也是人,科學家也有七情六慾、愛恨情仇,就像一般人會遇見的、會感覺的一樣。因此在科學史上,確實會有少數科學家作假、偽造、便宜行事,甚至是沾惹緋聞、人緣不佳、中傷他人等情事,不過當然是少數,也許比例上就跟一般人所會發生的差不多。所以有需要在這種鹹濕的花邊新聞上大做文章,只為做出這種神聖與下流的反差嗎?

科學疑點二:科學社群的密切關係,只有緋聞一途?

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本事件最出乎意料的發展之一,就是女科學家的博士論文指導教授在八月份上吊自殺的事件。當時就立即有台灣媒體引述日本的八卦雜誌,報導一則「師生不倫戀 日媒:亂倫研究室」為題的新聞,繪聲繪影地描述這幾位主角科學家之間的曖昧關係。即便不能排除這種可能性,但是這種科學家間的這種親密關係,只有戀情、緋聞一途嗎?

自從科技發展從「小科學」演變至「大科學」的樣貌,「科學家」就變成是一種需要群策群力的專職工作。這裡的「小科學」指的是,在過去的年代,科學家透過個人的力量就可以探討對科學、自然界的理論或看法;而「大科學」指的則是現在的科技時代中,需要透過「團隊」方式進行科學研究或科技活動,牽涉的範圍大、經費多、人員廣。所以科學家團隊成員之間的密切合作及榮辱與共,原本就是這個時代的共同特點,尤其是日本的學術文化傳統中,更加重視這種師徒之間的階級與結構關係。前輩與晚輩之間的關係,可能交雜著師生、家人、朋友等複雜的情感,男女情愛只是其中的可能選項之一。當然,對於媒體而言,沒有任何的選項會比男女情愛更具有吸引力。

再來看看媒體上的問題:

媒體疑點一:報導重點符合比例原則嗎?

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如果只看品質相對好一點的平面媒體,國內四大報(中時、自由、蘋果、聯合)總計針對這個事件發佈了33篇相關報導,數一數共有17258字。從一開始的「研究發展階段」,也就是報導發現萬能幹細胞、科技突破等,共計2篇、共742字;之後的「調查階段」,像是論文遭質疑、博士論文造假、期刊論文遭撤除等,共計有17篇、共8698字;在最後的「八卦階段」,也就是女科學家指導教授自殺、拍寫真集、AV片等,則有14篇、共7818字。如果再換算成每一篇的報導文字量,可以看見「八卦階段」明顯高於其它的階段主題,這樣的分佈符合比例原則嗎?

研究發展階段 調查階段 八卦階段
篇數比例 6% 52%  42%
字數比例 4% 50%  45%
每篇平均字數 371字 511字  558字

整個過程可以看成就是:乏人問津的「研究階段」、逐漸引起關注的「調查階段」、最後進入香豔刺激的「八卦階段」。從這些報導比例的分佈來看,台灣媒體的「重鹹」口味表露無遺。不瞞大家說,解剖員之一還真的是看到笹井芳樹博士自殺的新聞,才開始認真追溯這整起事件(慚愧!),所以台灣媒體「劃錯重點」的才能,算是一種對於科學傳播的另類貢獻嗎?

媒體疑點二:這個八卦新聞怎麼來?

整個故事的演變,不僅具備了許多小說該有的懸疑橋段,峰迴路轉的情節,彷彿進入「風水世家」與「藍色蜘蛛網」的情節。但是這些報導的題材是如何被挖掘出來的呢?

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在「八卦階段」的後半段,台灣就開始有媒體將這起科學事件與師生戀、不倫、亂倫做結合,確實是各種引起一般民眾好奇的元素。九月中旬的時候,更讓整起事件的鹹濕高潮推到最高峰,「日AV業者重金誘美女科學家 拍實驗室性愛」、「扒光F奶美女科學家 日AV界捧2億」,媒體之間輸人不輸陣,爭相加碼演出,不知情的觀眾還以為點進十八禁的網頁。

如果追溯這些消息來源,可以發覺這一系列的報導都源自於日本一個以情色及八卦聞名的《週刊實話》雜誌,其中有一篇題為「三家出版社以一億日圓競邀小保方晴子『以懺悔之名 全裸演出』」的報導(為了還原真相,解剖員特別聘請日文高手翻譯於附錄)。這篇報導提供了台灣媒體註解這起科學事件的養分,從情色週刊挖掘科學新聞,真該感謝記者大哥的鍥而不捨嗎?在一堆內衣褲裡面翻攪出科學新聞的題材,這種另類的拼勁,真難為你們了(含淚敬禮)。

週刊實話

圖:《週刊實話》刊登畫面

 

媒體疑點三:西方媒體怎麼看?

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在台灣媒體有志一同的背後,西方媒體又是如何報導這一則新聞的呢?口味是不是也和台灣一樣,在「研究階段」後進入「調查階段」,接著再進入「八卦階段」呢?很遺憾的是,西方科學記者好像不太有興趣小保方晴子的AV片。

例如,在《紐約時報》、路透社(Reuters)、BBC等網站上輸入關鍵字”Haruko Obokata”(小保方晴子),報導的觸角從研究突破、發現論文造假,到Yoshiki Sasai (笹井芳樹)自殺等,討論其中的可能研究貢獻及研究倫理問題,就是沒有提到女科學家的身材。再看看英國以八卦聞名的《每日郵報》(Daily mail)試試,該網站也就只有「調查階段」的報導,沒有寫真集、沒有AV片。

所以,只有天才的台灣媒體注意日本的《週刊實話》報導囉?只有台灣新聞媒體會看著科學家的身體意淫?面對科學的發展,我們是不是擁有十分異於西方媒體的觀點呢?台灣媒體絕無僅有的思考真是太可疑了!

解剖總結:太煽腥的科學新聞要三思!

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總結前面的解剖結果,這一系列的科學新聞報導,缺乏暸解科學事件的重要內涵,「萬能細胞」的概念有它的重要意義,「科學倫理」的問題更是值得被反思與警惕,但是台灣媒體卻喜歡在亂倫、性愛、脫衣、F奶等關鍵詞下,榨出科學家身邊僅存的八卦餿水,並且充斥著許多未經查證的謊言。綜合這一次的分析,本解剖室給這一系列新聞報導評以如下評價(9顆骷髏頭):

綜合剖析評比-科學偽新聞指數(滿分五顆)

「戲劇效果」指數:☠☠☠☠☠
「便宜行事」指數:☠☠☠☠

(策劃/寫作:黃俊儒、賴雁蓉)

———

附件:「週刊實話」報導

三家出版社以一億日圓競邀小保方晴子「以懺悔之名 全裸演出」

理化學研究所小保方晴子的終極歧路。有消息不斷指出小保方晴子研究者身分將遭到撤除,現在更傳出「協議懺悔全裸演出中」的新情報。

8月27日,理研發表了STAP細胞驗證實驗的中期報告。由丹羽仁史先生為中心的團隊進行驗證,並沒有成功製作出幹細胞。

小保方在四月的說明會上,曾信心十足的說「STAP細胞是存在的」,並明確表示有自己做的實驗記錄為證。

「最後小保方若能提出實驗結果是很好,但就目前形勢來看,對她是相當不利的。理研與專家們現在傾向於將她撤職。同時,正因為原本理研將她視為學術之星,因此現在也出現『把全部責任歸咎於她一人是苛刻的』等同情言論出現。」(晚報記者)

可是,最衝擊是作為最大後盾的笹井芳樹副中心長在8月5日自殺了。

「笹井先生在遺書中,希望小保方要為再現STAP細胞而努力。因此,無論受到多大的恥辱,小保方都要有活下去的責任。這是對已故者最大的回報。」(科學撰稿人)

然而,部分媒體認為小保方的研究生涯已經完全結束了,應該要公開「懺悔脫衣」,然後重新開始。

「關於小保方的去處,最少已有三家專出寫真集的出版社正與她交涉,的確是歸零後再出發的方法。即便知道小保方因笹井自殺而遭受到極大的打擊,但這本來就是她自己所種下的苦果,如果STAP細胞不存在的話,脫衣謝罪也是理所當然的,私底下流傳著這樣的八卦,而我認為是真的。」(大型出版社幹部)

假設小保方情子接受的話

「性感全裸寫真附上懺悔自白,十頁的酬勞是1000萬日圓。若是出版寫真集的話,兩手遮胸只着內褲,印刷二十萬本,則有一億元的酬勞。目前有三家出版社在爭取,之後可能會增加到五家。小保方擁有E罩杯的出眾身材,話題性亦不亞於STAP。」(同)

會不會脫呢!

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科學新聞解剖室_96
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「科學新聞解剖室」是由中正大學科學傳播教育研究室所成立的科學新聞監督平台,這個平台結合許多不同領域的科學解剖專家及義工,以台灣科學新聞最容易犯下的10種錯誤類型作為基礎,要讓「科學偽新聞」無所遁形。已出版《新時代判讀力:教你一眼看穿科學新聞的真偽》《新生活判讀力:別讓科學偽新聞誤導你的人生》(有關10種錯誤的內涵,請參見《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書)。

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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人見人愛的「歐派」如何發育?——關於乳房隆起,人人都該提早知道的三兩事
miss9_96
・2022/01/12 ・3133字 ・閱讀時間約 6 分鐘

編按:青春期是人體變化最劇烈的時期,除了身體上的「第二性徵」開始發育蠢動外,身體內的賀爾蒙也開始活躍流竄,讓你在課堂間、捷運上,都時不時對他人陷入「可以色色」與「不可以色色」的理智與慾望的拉鋸戰……。你是未滿18歲的青少男女嗎?是否對該如何理解「性」感到迷惘?這次《談性先修班》專題,以「未滿 18 歲可以看」的初衷製作系列文章,邀請各位讀者認識那些「能看A片前,你要知道的性知識」!

青少女乳房的發育,通常 8~13 歲開始。若早於 8 歲,或 14 歲之後尚無發育跡象,請尋求協助!

如果現在這在看這篇文章的妳,恰好正在就讀國小3、4年級,請不要因為身體的變化而感到憂心,因為女性的第二性徵——乳房,就約在這個階段開始發育。接下來,讓我們一起來看看女性乳房是如何發育的吧~

乳房發育,最早8歲就開始!

青少女乳房的發育,通常 8~13 歲之間開始,發育至成熟約耗時 3~5 年、少部分長達 10 年[1]。乳房也會隨月經週期、懷孕哺乳等階段而變化;通常在 35 歲時,乳房的乳腺組織開始萎縮[2]

乳房主要由脂肪、乳腺和其他組織構成(圖 1);乳腺負責產生乳汁,脂肪或韌帶等支持乳腺、形塑乳房外觀。

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(圖 1)成年女、男性之乳房示意圖。圖/ 美國國家衛生院。註:中文資訊為本文作者標註。

認識乳房發育的五個階段

邁入青少女的階段時,體內雌激素增加、吸引脂肪聚集於胸部、刺激乳房成熟。最初的跡象是乳頭下方的輕微腫脹(乳房芽、或稱乳蕾,breast bud),胸部可能有疼痛、柔軟的感受。當乳房快速成長,可能有搔癢感,甚至乳房的皮膚出現類似妊娠紋的快速生長痕跡(隨時間會消失)。因此當女性家人開始進入乳房發育的階段,請提供合適的胸罩內衣,可保護乳房發育、減少疼痛感[3]

如(圖 2),在外觀的變化上,乳房發育可分為 5 個階段(Tanner 分類)[1],[2],[4]

(圖 2)女性乳房發育之階段。圖/ Akron Children’s Hospital
註:中文資訊為本文作者標註。
  • 第一階段

青春期以前,乳房未發育,外觀無明顯變化。

  • 第二階段(約 10 歲)

通常左乳較早開始發育。乳頭下的乳房芽開始生長。乳頭周邊的胸部區域慢慢地呈現圓丘型隆起,同時乳暈的直徑開始增加,乳頭、乳暈的顏色開始改變。乳房部位可能開始有疼痛感。

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  • 第三階段(約 12 歲)

乳房變圓且更加突出,乳暈外側的胸部區域也開始抬升、隆起。在第 2、3 階段時,少女的兩側乳房大小不一致的情況很常見。

  • 第四階段(約 14 歲)

乳房迅速增大,其中乳暈和乳頭的直徑持續增大,並且從乳房的表面抬起;乳頭、乳暈在隆起的乳房上、再形成一個小山丘的形狀。第四階段之後,乳房內的脂肪組織比例逐漸增加,乳房的質地逐漸變得柔軟。初次月經通常發生在第 3~4 階段之間。

  • 第五階段(約 16 歲)

乳房持續發育,達到成人的尺寸;乳頭也持續發育,和第一階段相比,直徑可增加 0.5~0.6 公分。乳暈的高度降低、再次與乳房表面齊平,僅剩乳頭突出。原先兩側乳房大小不一致的情況,在第 4、5 階段逐漸趨向一致。

雖然有五個階段,但第 3~5 階段並不易區分,也不是每個人都有明顯的差異。乳房發育的開始、結束時間,個體之間都大不相同。換言之,在青少女的階段,即使是同年級,每個人的乳房發育狀態可能有很大差異。

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乳房發育開始的時間

關於乳房發育的時間點,個體差異很大,最早可能從 8 歲開始。若乳房發育早於 8 歲,或 14 歲之後仍無發育跡象,建議尋求醫護諮詢[1],[4]

研究發現,BMI(身體質量指數/Body Mass Index , BMI)較高,乳房發育時間也較早;而種族間也稍有差異,不同種族的乳房開始發育的中位年齡分別為-非裔:8.8 歲、拉丁裔:9.3 歲、高加索(白人):9.7 歲、亞裔族群:9.7 歲 [5]。顯示乳房開始發育的時間,和種族、營養、賀爾蒙等都有關係,其個體、各地間的差異大。

乳房會長多大?

乳房大小主要由遺傳決定。另因為乳房包含脂肪組織,所以乳房的體積會隨著體重增加而增大[3](換言之,減肥可能會讓乳房縮小……)。

讀到這篇文章的家長請特別注意,在青少女乳房發育期間不要讓她刻意節食(有任何疑慮,請遵照醫護指示)。因為脂肪組織為乳房的主要成分,若因體重減輕、體內脂肪量減少,則可能會發生乳房收縮的異常生長[4]

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不只青少女,青少年的胸部也會脹大?

青春期的男孩,可能因為體內雌激素短暫地佔據優勢,所以約有 40% 的男孩會有乳房發育的跡象。此現象會隨著睪固酮逐漸分泌增加後而消失,因此絕大多數是短暫的、不超過 2 年。但此短暫的乳房發育情況,仍可能對易感纖細的青少年造成困擾[4],[6],請家長和學校夥伴們可以多加留意。

乳房腫脹:女性獨有的痛

除了乳房發育時的生長痛,在月經開始前 3~5 天,乳房也可能會開始感到疼痛(月經開始時停止疼痛);這是因為體內雌激素升高、引起乳房脹痛。疼痛感可能只出現於一側,而痛的區域也可能會擴散到整個腋下組織[7],[8]

除了諮詢醫護外,也可以減少咖啡因、鹽、油脂的攝取,以降低疼痛的程度[8]

乳房不對稱,是正常的嗎?

大約有 2% 的女性會有第三個乳房或乳頭(或更多),這些組織通常不會發育。而乳房的不對稱也屬常見,約 25% 女性,有肉眼可辨認的乳房外觀不對稱 [6]

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豐胸食品真的有用嗎?

不論東、西方,乳房的尺寸似乎都為人煩惱,使用食物來豐胸的探討始終不斷。然而,青木瓜、啤酒花、當歸等,這些流言中常出現的食物,「沒有研究」認定具備增大乳房的功能[9]。而台灣最常聽到的「青木瓜」,根據葉綠舒老師的著作《植物與人類社會》,考究了中醫典籍,都未提及「豐胸」的效果,青木瓜對乳房的功效,恐怕只是商業噱頭罷了。

參考文獻

  1. 乳房概述。嘉義長庚紀念醫院一般外科
  2. Normal Breast Development and Changes. Stanford Children’s Health.
  3. Breast Development. Texas Children’s Hospital
  4. Asma Javed and Aida Lteif (2013) Development of the Human Breast. Seminars in Plastic Surgery. DOI: 10.1055/s-0033-1343989
  5. Frank M. Biro, Louise C. Greenspan. et. al. (2013) Onset of Breast Development in a Longitudinal Cohort. Pediatrics. DOI: 10.1542/peds.2012-3773
  6. Breast Development. MassGeneral Hospital for Children
  7. Breast Conditions in Young Women. Stanford Children’s Health.
  8. Breast Pain: 10 Reasons Your Breasts May Hurt. Johns Hopkins University
  9. Charbel Chalfoun, McDaniel McDaniel. et. al. (2004) Breast-Enhancing Pills: Myth and Reality. Plastic and Reconstructive Surgery. DOI: 10.1097/01.prs.0000141495.14284.8b
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miss9_96
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9

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原來胸部真的可以拯救生命!?那些讓子彈轉彎的防彈義乳
miss9_96
・2020/07/18 ・2233字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

一名婦女在街上,突然被子彈擊中左胸。然而,送往急診後,醫師驚異的發現,子彈卻轉了彎似地在右乳下方被發現1

輕巧的防彈衣是軍警科技的追求,但目前科技的進展仍有極限。不過世界就是那麼奇妙,其他領域的發展,可能不知不覺解決了這件事了呢~讓我們來認真探討探討關於「防彈義乳」的相關文獻吧!

能讓子彈轉彎的矽膠義乳

故事是這樣的:加拿大醫院急診室裡,醫師們驚奇地檢視著一名槍傷的婦女。患者陳述自己在街上,突然地被一顆子彈擊中左胸。令醫師感到驚訝的是,射入傷口如患者所述,於左乳發現,且射入口有灼傷,代表為近距離開槍(槍口的高溫氣體灼傷皮膚)。讓醫師們想不透的是,如此近距離的槍擊,是非常可能造成重傷的啊!

BUT傷者卻沒有表現出痛苦的反應。那那那…難道子彈轉彎了嗎!?

圖片為示意圖,非受傷的本人。source: envato elements

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在 X 光檢查後,赫然發現射入左乳的子彈,居然停留在右乳。由於該婦女曾使用矽膠隆乳,因此醫師取出受損的矽膠義乳,並在左乳發現明顯的子彈穿透軌跡、右乳表面有彈頭造成的損傷(0.40口徑的銅包覆子彈)。

被槍擊的婦女胸腔X光影像,可看出彈頭仍停留在體表。From: 參考文獻1

手術取出的矽膠義乳。上圖:左義乳,可看到子彈穿透的軌跡。下圖:右義乳,可看到子彈在表面造成的損毀。From: 參考文獻1

為了判斷子彈是否造成重大傷害,醫師使用 CT 立體建模,驚奇地發現傷者僅有乳房、胸骨的傷害,胸腔並無受傷。

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換言之,子彈並未貫穿身體。加拿大醫師在論文中敘述:「如此近距離的槍擊,很可能會穿透整個胸腔。但此例的子彈未在預期的位置。反而偏轉且停留在右前胸。子彈偏斜的唯一可能是左乳的植入物。這個義乳很可能挽救了婦女的生命。」

3D 的CT建模。右方箭頭顯示了左乳房進入傷口、中間箭頭顯示胸骨前軟組織破裂、左方箭頭指出右胸壁的子彈。From: 參考文獻1

你以為義乳能抵擋一般手槍就很了不起了嗎?接下來我們來看散彈槍的案例 O.o(國外好恐怖⋯⋯)

讓散彈槍無效化的的矽膠義乳

2014 年的美國田納西州,出現了矽膠義乳抵擋了散彈槍的案例 2。一名 59 歲婦女向醫師反應她遭到散彈槍擊中兩次。儘管抱怨疼痛,但患者清醒、生命體徵穩定。傷者右胸、腋窩、肩膀、胸腹區域和右下肢有很多傷口,與散彈槍擊一致。而從胸部 X 光影像中可發現,疑似散彈槍彈丸的金屬,停留在她的右乳植入物中。而在移除矽膠義乳後,醫師發現義乳中卡著許多散彈槍的彈丸。

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醫師們認為,矽膠義乳很可能保護了傷者。若非此義乳,散彈槍的彈丸很可能會穿透胸腔,對婦女造成更重的傷害。

傷者的胸腔X光影像,可見散彈槍彈丸。From: 參考文獻2

傷者的縱向 CT 影像,可見因金屬阻擋過多光子,造成演算上出現的「金屬假影(metal defects)」。

傷者身上取出的矽膠義乳,可見散彈槍彈丸。From: 參考文獻2

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研究至此你以為科學家就心滿意足了嗎?沒有,他們想實際打打看O.o(科學家也好恐怖⋯⋯)

想知道為什麼嗎?打打看啊

美國的鹽湖城也有類似的案例。34 歲婦女遇到一名想自殺的人,在試圖控制對方時,槍枝走火、短距離地擊中右胸。依據患者提供的情報,以及醫師對傷口的觀察:乳暈傷口是子彈入口,腋窩傷口是子彈出口。然而,奇怪的是傷者的第五肋骨軟骨上,也出現子彈撞擊的傷口。但上述三個傷口卻無法連成直線,顯示子彈曾偏轉了彈道。無獨有偶,此婦女也有義乳,唯一的差別是使用鹽水義乳。

醫師們假設:鹽水義乳可能影響子彈形狀和速度,進而減少傷害。團隊找了 21 塊彈道凝膠(密度、質地近似人體,常用於刑事或其他研究),放上鹽水義乳後,用手槍進行射擊。

實驗設計裝置。From: 參考文獻3

結果發現,無義乳保護的彈道凝膠,11 次射擊、9 次貫穿。而有鹽水義乳的保護時,11次射擊、0次貫穿。而以穿透深度而言,有鹽水義乳保護的穿透深度明顯較短(31.9 cm 對 40.2 cm,p <0.001)。

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而子彈在進入軟組織時,前端會逐漸變形、碎裂(如下圖)。彈頭一邊變形、一邊穿透肉體的過程,會造成身體裡巨大的創口。從下圖可發現,無義乳保護下,凝膠的前半段子彈路徑(前12公分),有較大的破壞區域,顯示出較大的破壞力。研究團隊推論,鹽水義乳對子彈產生衝擊,提前將彈頭鈍化、蘑菇狀化,因此減低了破壞力,更有效地減少約 20% 的穿透深度。

上圖:未使用,和已使用、變形成蘑菇狀的彈頭。下圖 a, b:兩個實驗組的彈道凝膠。中文資訊為本文作者標註。From: 參考文獻3

不論是矽膠或是鹽水義乳,都展現了有趣的防彈能力。科學的世界,真的處處充滿驚奇呢~ >w<

參考文獻

  1.  Giancarlo McEvenue, MD, Anastasia Oikonomou, MD, Noah Ditkofsky, MD, Joan Lipa, MD (2020) Life-Saving Silicone Breast Implant After Firearm Injury: Case Report and Treatment Recommendations. Plastic Surgery Case Studies. DOI: 10.1177/2513826X19898821
  2.  Rosen, Heather MD, MPH; Brzezienski, Mark MD; Higdon, Kent Kihyet MD (2014) Silicone Breast Implants Can Save Lives. Plastic and Reconstructive Surgery. DOI: 10.1097/GOX.0000000000000065
  3. Christopher J. Pannucci, M.D., M.S.; Adam J. Cyr, Ph.D.; Neal G. Moores, M.D.; Jason B. Young, M.D.; and Martin Szegedi, Ph.D. (2017) A Ballistics Examination of Firearm Injuries Involving Breast Implants. Journal of Forensic Sciences. DOI: 10.1111/1556-4029.13589
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蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9