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你會遇上空中意外嗎?──《別說不可能》

商周出版_96
・2015/01/13 ・2063字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 466 ・五年級

1521153_00_main「由於前方有亂流,請各位乘客回到座位並繫上安全帶。」

當飛機劇烈搖晃機翼上下擺動時,寶寶們嚎啕大哭,抓著扶手的關節泛白,除了那些已經喝得大醉、吃了藥的、睡著的或三件事都做了的人以外,還有任何人是保持鎮定的嗎?

擁有飛行的恐懼,或是高空恐懼症(aerophobia)都是正常的。大概有百分之三到五的人是絕不坐飛機的;約百分之十七是「害怕坐飛機」;然後百分之三十到四十的人是有中度的焦慮。我們也知道風險專家─理性的典型─是拒絕坐飛機的。這是一個可以治療的狀況,英國航空規劃要價約二百五十英鎊的課程,還包括一個四十五分鐘的飛行,但不幸地他們並沒有公佈成功的機率,或是因此神智錯亂的人數。

再次說明,這是讓人感到恐懼的典型因素,因為受困於飛機上,遠遠的離開地面,完全無法掌控我們自己命運的感覺迎面襲來,可能缺乏理解這樣的事也助長了恐懼─到底為何飛機可以飛在空中?如果我們都不再相信它會飛,飛機就會從空中掉下來嗎?我們也見識過負面的影像是如何可以輕易地影響我們的知覺,此外媒體當然也喜歡流連在飛機殘骸的照片上,我們可以想到一些歷史上的案例,像是巴迪.霍利(Buddy Holly)和曼聯足球隊。

但是關於航空災難片沒有任何一個可以比得上直接取名為飛機失事資訊(Plane Crash Info)的網站,這個網站持續更新所有牽涉到商業性航空公司的嚴重墬機的資料庫,網站上還有讓人觸目驚心的照片以及黑盒子的錄音剪檔─種種讓人感到不安的訊息。在二○一一年,網站記錄了四十四起墬機事件,大約一星期一起。乍聽之下很糟糕,但這個數字跟二○○一年的七十起相比也算是一個進步(當然,其中也包括了九一一事件的四起)。

經過他們分析,顯示航行的階段是整個飛行中最安全的部分,這部分占最多的時間也是最少意外發生,在起飛和著陸的每分鐘約是比航行中間高六十倍的危險,因此,在遇到亂流時試著念個咒吧。

飛機失事資訊網站也估計人為疏失要為一半的事故負責─無論是機師失誤或是機械故障,不過你也無力改變就是了。

但或許你可以做些事,就是選擇你要搭乘的航空公司。飛機失事資訊網站估計,在三十家比較安全的航空公司中,致命意外發生的機率平均是每一千一百萬航次出現一次,而其中還存在著某些存活率,所以在意外中死亡的機率是每航次二千九百萬分之一;相反的,在不安全的二十五家航空公司,死亡意外機率大概是十倍,而你因為搭乘而死亡的機會是前者二十倍高。

為了計算微死亡,最好的資料來源是美國國家運輸安全局所統計的最少有十名乘客搭乘的飛機數據資料。從二○○二到二○一一的十年間,每年美國的商業航空平均最少有一千萬的航次。從在這段期間內並沒有重大的災難發生,以及每年七億位搭飛機的人中平均有十六位乘客或是機組員的死亡,我們可以得出每航次零點零二的微死亡,或者是在你死去前,平均可擁有五千萬次的航行,所以如果你每天都搭一次飛機,要花上你十二萬年才遇的到。

現在,你可能會抱怨我們巧妙地避開了二○○一年的九一一事件,所以如果我們看看一九九二到二○○一年,這段期間有幾起重大意外事故,可以算出來每航次是零點一一微死亡,或是在你死去前,平均可擁有九百萬的航次。

但我們要如何計算這些風險,好和其他旅行方式比較呢? 用旅運量還是用英里或是小時呢? 讓咱們用一個指標性的悲觀數字,就是每航次有一千萬分之一的死亡機會,也就是每十航次會有一微死亡,美國商業航空的平均時數是一點八小時,飛行七百五十英里,所以可以算出每七千五百英里或是每十八小時一微死亡,這個距離大約等於在英國造成一微死亡的開車里程的二十倍,火車也差不多。

如我們所看過的,風險不是平均分散在飛行全程中,在這個基礎上,如果你真要為你的旅行選一種運輸工具,你需要把開車去機場或是騎自行車去火車站等等事情考慮進去。

有一組飛行統計數據和其他的數據有所不同,而且他們又是另一件事:小型私人飛機。我們所知道的「通用航空」(General Aviation),在美國約有二十二萬台註冊的通用航空飛機,而每年約有一千六百航次發生意外,其中有三百起是致命的,就是一週有六起,過去十年間的平均,一年有不少於五百二十人死於小型飛機或是直升機意外中,是所有航空死亡的百分之九十七。

算起來是每一百萬飛行小時有十三起死亡事故,約是商用航空的一百五十倍,也就是小飛機每六分鐘一微死亡,約是飛行十五英里,和每走路或騎自行車一英里一樣的風險。

我們在英國也看到了一樣的模式:在二○○○年到二○一○年間,航空公司有九人死亡,直升機是三十四人,在通用航空飛機是二百零二人,越大越安全。所以現在對於前面所說的統計和心理學又有一個疑問:小飛機的機師因為掌握了控制權所以感到比較安全嗎? 如果你有認識任何一位機師的話,問問他吧。

最後一個想法,即便機翼保持穩定,亂流還是危險的:到二○一二年八月為止美國商業航空有十三人因為亂流受傷,其中,有十二名是機組員,所以當安全帶警示燈亮起時,請將安全帶繫上,並且為自己只是一名乘客而不是推著飲料車的組員而感到慶幸吧。

本文摘自泛科學選書《別說不可能:當所有行為都加上了死亡的機率,你會怎麼選擇?》,天下文化出版。

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你能想像棒球穿牆嗎?突破物理世界的常識:量子穿隧——《阿宅聯盟:量子危機》
未來親子學習平台
・2023/01/20 ・1226字 ・閱讀時間約 2 分鐘

想像一個全壘打王,面對前方的來球,大棒一揮,球越過了全壘打牆,到了牆的另外一邊。

Home~~~Run!圖/GIPHY

但假如,那個全壘打牆變成了兩層樓高呢?也許,他更大力地擊球(給球更多的能量),那顆球還是能夠飛越過全壘打牆,到牆的另外一邊。但如果,那全壘打牆變成了三十層樓高呢?我想會認為,除非靠機器,否則再厲害的全壘打王,不管用了多少力氣,他應該都無法讓球飛過三十層樓那麼高。

上述的例子,正顯示了我們日常生活中的物理原則:只要物體(球)的能量不足以跨越障礙物(牆),那麼它永遠不可能到達障礙物的另一側——但是,在量子的世界,卻不是這樣。

粒子是怎麼跨越各種障礙的?

量子力學裡,一個粒子具備的能量即使不足以跨越障礙,它仍然有小機率會出現在障礙的另一邊;而且,若粒子的能量跟跨越障礙所需要的能量愈接近、或是說只少一點,那麼這個粒子出現在障礙另一邊的機率就愈大。

這樣神奇的現象,彷彿就像是粒子挖了隧道穿過障礙一般(儘管並沒有真的隧道),所以稱為「量子穿隧」效應。

不過,在丟球的例子裡,我們可以想像,若是牆愈高或愈厚,那麼球就愈難飛過牆壁。同樣地,在量子力學的情形下,雖然粒子有可能在能量不足的狀況下穿過障礙,但要是障礙無限高或無限厚的話,那麼粒子就還是過不去的

儘管在量子力學的情況下,障礙無限高或無限厚,粒子還是過不去的。圖/Envato Elements

事實上,量子穿隧效應跟我們先前提到的「物質具有波的特性」非常有關係。想像水池中間有一顆大石頭,池中的水波在遇到石頭這個障礙物時,會從旁邊繞道而過;但如果是一般物質,一旦遇到障礙物就直接被擋住了,沒辦法繞道而行。

就是因為在量子世界,物質也具有波的特性,我們才會看到粒子的穿隧效應。儘管量子效應感覺很奇特,但它在很多方面都有實際的影響。

例如,我們知道太陽核心是依賴核融合反應來產生能量;在過程中,會將兩個氫原子核,融合成更重的原子核。但因為氫原子核都帶正電,要抵抗正電荷間的排斥力,將它們融合在一起,其實非常困難。也幸虧有量子穿隧效應,太陽內部的氫原子核才能克服電荷排斥力的阻礙,順利融合在一起,並製造能量。

所以,在地球的我們,能夠享受到太陽的光和熱,說起來也要感謝量子穿隧效應呢!

——本文摘自《阿宅聯盟:量子危機》,2022 年 11 月,未來出版,未經同意請勿轉載

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「量子狀態」聽起來好難?其實就是機率與疊加——《阿宅聯盟:量子危機》
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・2023/01/19 ・1256字 ・閱讀時間約 2 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

想像我們往水池內丟兩顆石頭,以石頭的落點為中心,會個別產生漣漪,在水面上擴散開來。

而當兩個漣漪互相接觸時,交會之處的水面其實同時反應了兩個漣漪的影響;可以說,兩個漣漪疊加在一起了。漣漪是靠水傳遞的一種波,稱為水波;而「疊加」的現象,就是屬於波的一種特性

當兩個漣漪相互接觸時,會疊加在一起。圖/Envato Elements

物質的波,也就是物質波,同樣存在疊加的特性。只不過,物質波跟水波不同的地方在於,它不需要依賴「水」這種實際的東西來傳遞,而是一種「機率波」。機率波的數學形式長得像波,而它代表的,是量子系統處於不同狀態的機率分布

量子系統的狀態:機率波

當我們在描述量子系統的狀態時,就會用到「機率波」的概念。舉例來說,在電玩遊戲中要是打怪成功,死掉的怪物會留下寶物。怪物可能有 50% 的機率掉落寶物 A,也有 50% 的機率掉落寶物 B,但我們不會在事前就知道怪物會留下哪種寶物。

所以,怪物可以說是同時擁有「掉落寶物 A」和「掉落寶物 B」這兩種狀況,直到我們成功打完怪,才能確定牠究竟帶哪一種寶物。類似地,機率波告訴我們的,就是量子系統「有多少機率處於狀態 A、又有多少機率處於狀態 B」的資訊;如同兩個水波在水面上疊加,A 和 B 這兩個狀態同時存在這個量子系統上。所以,我們把量子系統「同時處於不同狀態疊加」的狀況,稱為「疊加態」

直到我們打怪成功,才能確定究竟掉哪一種寶物。圖/GIPHY

另一方面,也跟打完怪物才知道掉什麼寶物類似,在我們實際觀測量子系統前,並無法知道會看到狀態 A 還是狀態 B,要觀測完才會知道。因為量子疊加的特殊性質,科學家想到,或許可以拿來做一些實際的運用。

例如,在現代的電腦運算中,「位元」是資訊的最小單位,可以用 0 或 1 這兩個數值來表示。那麼,我們也許能夠把「同時存在兩種不同狀態的量子系統」當作位元使用,讓它的兩種狀態分別代表 0 跟 1 來儲存資訊,而這就被稱為量子位元

由於物理性質的不同,量子位元在某些狀況下,可以運算得比傳統位元更有效率;利用量子位元建構的電腦,就稱為量子電腦。雖然目前已經有少數量子電腦問世,能以最多一百多個量子位元進行運算,但要能大規模運用在日常生活中,除了要再想辦法增加量子位元之外,還有許多難題要克服,所以,現在就先讓漫畫的想像來代替很可能成真的未來吧。

——本文摘自《阿宅聯盟:量子危機》,2022 年 11 月,未來出版,未經同意請勿轉載

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即便不認同群體意見,我們也不敢提出異議?「共識陷阱」創造了沉默的同意——《集體錯覺》
平安文化_96
・2023/01/14 ・2432字 ・閱讀時間約 5 分鐘

有些時候,沉默就是背叛。
——馬丁.路德.金(Martin Luther King Jr.)

「幫臉蛋打分數」實驗

想像一下,你是二○○○年代末的荷蘭大學生,有一天在上課的路上穿過社會科學院,看到一張召募受試者的海報,名字叫〈看見美麗〉,是一群社會心理學家在研究人類如何認知臉蛋的吸引力。平常就愛翻時尚雜誌的你,覺得自己實在不去不行,而且該實驗還在法國與義大利同步進行,實在太酷了,所以你立刻報了名。

受試內容非常簡單,一邊接受腦部掃描,一邊幫臉蛋打分數。圖/Envato Elements

幾天之後,研究團隊請你填一份健康調查,例如有沒有幽閉恐懼症之類,並安排實驗時間;實驗似乎非常簡單:一邊接受腦部掃描,一邊幫一大堆女生臉蛋的照片打分數。「這根本只是花一個小時滑社交軟體 Tinder 嘛。」你想著,這樣就能為科學做出貢獻,實在太好了。

實驗當天,一名穿著白袍的助手帶你進入房間,房裡有一張小小的床。床的旁邊是一個巨大的白色塑膠甜甜圈,洞的大小剛好可以塞進那張床。「這叫作功能性磁振造影,」助手表示,她請你躺在床上,遞給你兩個控制器,每個控制器上各有四個按鈕,上面分別寫著 1 到 8。

「接下來我們會放出許多照片,請你告訴我們每張照片有多吸引人,」她指著控制器上的按鈕,「毫無吸引力就打 1 分,非常吸引人就打 8 分;每張照片有三到五秒的時間回答。」她說完之後給你戴上耳機,在你頭上敲了幾下把耳機固定。你看了一下那個塑膠甜甜圈,裡面好像有個小螢幕。

「感覺如何?」耳機傳來助手的聲音。

「OK 啦,」你說,雖然你其實有點緊張,而且有點冷。

助手請你盡量保持安靜,然後整張床緩緩滑入了那個白色甜甜圈。

實驗在磁振造影機裡進行,令人感到有點緊張及不適。圖/Envato Elements

一分鐘後,甜甜圈裡的小螢幕亮了起來,出現一張女生的臉蛋照片,畫著濃妝面帶微笑,頭髮看起來油膩膩的;照片消失之後,你給照片打了六分,幾秒鐘後數字「8」亮了起來,旁邊寫著「+2」。看來「米蘭和巴黎的女性受試者」對這張臉的評價,平均比你高兩分。

「喔?」你皺起眉頭,「這樣啊?是我漏看什麼嗎?」

螢幕上出現第二張功能性磁振造影照片,你努力無視磁振造影機器的嗡嗡聲,繼續打分數。在那之後,照片一張又一張出現,就這樣經過了五十分鐘。

實驗完成之後你來到休息室,另一個助理突然走了進來,說要拜託你在沒有磁振造影機的情況下,把每張照片再打一次分數;他把你帶到另一個房間,確認你覺得舒服之後,以不同的順序給你看之前那些照片。

不過這次,那些「歐洲受試者給出的平均分數」消失了,而且沒有時間限制,每張照片你愛看多久就看多久。結束之後助手問你感覺如何,並感謝你的參與,你也很高興對科學做出貢獻。

大腦認為錯的意見

不過你做出貢獻的方式,其實跟你想的不太一樣。實驗結束之後你才知道,其實整個設定都是騙你的,這個實驗的真正目的,是研究你對臉蛋的評價會如何因為其他人的評價而改變。

實驗根本就沒有「歐洲各地同步進行」,那些「其他國家」或者什麼「米蘭和巴黎受試者的平均評分」全都是事先寫好規則的極端值,只是刻意為了跟你唱反調而已。但有趣的是,這個虛構設定的實驗,卻告訴了我們很多真實的事情。

實驗中的極端值只是刻意為了跟你唱反調而已。圖/Envato Elements

功能性磁振造影的掃描結果顯示,當我們發現自己偏離了主流意見,大腦就會在神經層次上,產生一種跟事與願違時相同的反應。

當事情的走向出乎預期,我們通常會認為是自己搞錯,這時大腦會把錯誤記錄下來,讓我們下一次不要再犯。這種機制在我們學習開車跟滑雪的時候很有用,卻會在社會之中造成麻煩:大腦會把與眾不同的意見當成錯誤的意見,讓我們下意識服從群體的共識。

因此,當我們重新幫同一疊照片評分,我們給出的分數就變得跟「歐洲各地的平均分數」更近,請注意這個設定的真正意義。這些「歐洲各地的受試者」並不是我們的內團體,「巴黎跟米蘭的女性受試者」遠在天邊,我們根本就不認識,即使意見不同也不用擔心被他們排擠,可是我們還是被影響了。

這表示即使「其他人」不在現場、不知道打哪來的、甚至根本就不存在,他們的意見還是能夠讓我們服從。

即使「其他人」不在現場、甚至根本不存在,他們的意見還是能讓人服從。圖/Envato Elements

這個實驗告訴我們,即使眼前是一群自己未必重視的群體,即使「主流意見」可能只是我們的錯覺,我們也會在意自己是否偏離。在社交場合,我們的大腦不會仔細檢查眼前的表象是否為真,只會照著本能做事。這種情況我稱之為「共識陷阱」(consensus trap)。

它會創造出另一種集體錯覺:不是奠基於謊言,而是奠基於沉默,讓我們為了保持沉默,最後搞到彼此誤解。這種沉默的共識很可怕,它讓我們搞不清楚自己做錯了什麼,畢竟我們既沒有盲從他人,也沒有假意迎合,只是保持沉默而已。

——本文摘自《集體錯覺:真相,不一定跟多數人站在同一邊!》,2022 年 12 月,平安文化出版,未經同意請勿轉載。

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