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當你的手機告訴你,你戀愛了 -《遙測個人時代》

PanSci_96
・2015/02/28 ・2627字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 537 ・八年級

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用星星來判婚姻

1209在科技進步的社會裡,大多數人認為媒妁之言的本質就是沙文主義,目的是用女兒(通常是女兒)交換財產或相互結盟,和愛情可說是八竿子打不著。西方國家的過往歷史就是證據。但在印度,命盤媒合延續至今,其實沒那麼功利導向,它的目的是找出夫妻的契合度。

吠陀媒人將數十項精心衡量的變數列入預測模型。星座適配點(gun milan)共有三十六點,一對佳偶至少要有十八點重疊,外加上相同的月亮位置。這個公式是依據仔細觀察星體運動而來。今天,許多遵循吠陀傳統結婚的印度夫妻都對此深信不疑,並且以長期穩定的婚姻關係來支持他們的決定。

這並不代表,這種撮合方式經得起任何嚴謹檢視。媒妁之言的吠陀婚姻之所以持久,與月亮位置毫不相干,而是因為夫妻有共同點。這是社會習俗的結果:印度習俗是只和同階級的人結婚,這樣可確保雙方社經背景相似,所屬的大圈子相互歸屬,而這兩項因素已證實可預測婚姻是否長久。況且,離婚其實是不容許的。

現在,我們用更好的儀器和更複雜的數學來解析星體運動。儘管物理學還沒整合牛頓爵士與愛因斯坦分歧的公式,我們目前擁有的物質與能量間交互作用的資訊,已經夠用了。至於一個人出生時,月亮、太陽或海王星的位置對人格、關係或未來產生哪些顯著影響,這種觀念既沒有可信的理論基礎,也沒有證據支持。

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用數學統計來判婚姻

在某些方面,科學已凌駕迷信之上。但在許多重要的方面,神祕的力量有增無減。人類現在對於用數學作媒的概念—即使是我們不了解的數學—比起數千年前的態度甚至更開放了。四千多萬位美國人上過使用「獨家媒合演算法」的線上約會網站,而這些美國人跟付一大筆錢向婆羅門智者購買無法驗證的預測模型的可憐人沒什麼不同。至今,沒有任何線上約會網站經得起獨立第三方的檢驗或複製結果,更無從證明它們的演算法確實有效。

相對於公開約會網站,另一種媒合方法是廣受歡迎的「OK愛神」網站(OKCupid)。這個系統採用兩種分數:你如何回答問題、你認為對方對相同問題的答案有多重要。你回答的問題越多,系統就握有越多的資源來提高媒合準確度。這些問題從幽默滑稽(你殺過人嗎?)、個人資訊(你多常坦承你的感受?)、基本常識(地球比太陽大?)到國家政治(同志結婚有罪?)都有。爭議最大的是極為私密的問題:性傾向、興趣、界限和過去。

「OK愛神」的使用者回答問題後,會看到重要性量表,用來分類理想對象的作答方式。答案評量範圍的兩個極端是「無關緊要」和「絕對必要」,用戶就不必跟迴避該問題的人配對。評分是對數的,所以數值增加是指數性而非線性。

評分:這個問題對你有多重要?

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0 無關緊要
1 有點重要
10 重要
50 非常重要
250 絕對必要

(資料來源:http://www.okcupid.com/help/match-percentages)

為了算出你與某人有多合得來,系統會取你的分數和你觀察對象的分數,將數字相乘後取平方根。如果你與某人契合度為百分之九十五,代表大多數對方認為最重要的問題,你都答「對」了(也就是你的答案正如她所希望),而她對你覺得最重要的問題也是如此作答。以對數計算就可確保你不會和某個剛好和你在一些芝麻小事上相似、在重大事項上卻天差地別的人媒合在一起。

由於用戶都會乖乖作答,看起來資料源源不絕。也因為你回答越多問題就越可能找到適合對象,所以「OK愛神」是健康醫療領域以外,少數你能用個人資訊交換到真實、明確好處的網路新創公司。

至少,理論上是這樣。

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交友網站把你給賣了

「OK愛神」的成功說明了只要有人問,我們就有多樂意奉上對個人極不利的資料。每當臉書隱私權政策有微小改變,立即就會被瘋狂報導及放大檢視,但對「OK愛神」這類網站卻漠然不理。

實際上,用戶提交給「OK愛神」的資料之精采,會讓其他人在週五晚上發出的臉書動態,看起來簡直就像是勤儉刻苦的愛米許人會寫的文字。當用戶將他們最私人的祕密告訴「OK愛神」,他們是期待保有隱私的。但該網站從藥物習慣及性傾向等問題得到極敏感資訊後,卻將其中多得驚人的數量分享給九家不同的資料轉售業者,其中包括PubMatic、Lotame、Google的DoubleClick、Nexus和臉書。這些機構繼續把資料賣給想要鎖定顧客的行銷商。有時「OK愛神」會以違反服務條款為名踢掉用戶。當這種情況發生時,該用戶也無法取回之前填答的資料,也無法檢驗他的資料是否已被確實銷毀。如果你自行離開「OK愛神」,也拿不回自己的資料。

在早期,「OK愛神」還會批評Match.com等約會網站收取費用。「OK愛神」創辦人之一克里斯汀.拉德(Christian Rudder)在二○一○年的網誌中解釋他的新創公司的哲學:「在其他約會網站上,用戶想約會還要付錢,這種做法簡直爛透了。」

主要的問題在於雙方不平等。拉德的觀察是:「線上約會大多由男性採取主動。我們的資料顯示,男性寄出第一封信的比例幾乎是女性的四倍,進行媒合搜尋的頻率幾乎是兩倍。因此,只要檢視虛假個人檔案的問題對男性付錢給約會網站所造成的影響,就等於檢視虛假個人檔案對整個系統的影響。」

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交友網站知道你所有的秘密

「OK愛神」後來被Match.com的母公司收購,「OK愛神」的所有資料也被買下了。「OK愛神」的另一位創辦人山姆.亞根(Sam Yagan)很快就升為母公司約會網站事業群的主管,旗下也包括Match.com。這時他對付費約會完全改觀。

「有段時間,我相信網路約會跟Craigslist、eBay、PayPal一樣,都是贏家通吃的市場。現在,我認為網路約會並非如此。」他這麼跟我說。因為Match.com在各個年齡層有更多用戶(每月九千三百萬人次拜訪網站),用戶找到約會對象的機會比較高,這是值得付錢的,他說。用戶人數很多,也有助於Match.com和「OK愛神」更了解戀愛的科學。

他在網誌上的第一篇文章標題是〈各州強暴幻想與衛生保健〉,裡面將回答過「是否願意應對方要求在床上假扮強暴情節」這個問題的人,依州別呈現。「OK愛神」另一位共同創辦人克里斯.柯因(Chris Coyne)誇稱「OK愛神」的用途是活生生的社會科學實驗室:「舊媒介只能找到三千零五十人來回答歐巴馬的民調,而這已足夠讓他們有信心地宣布當選者是誰。相形之下,「OK愛神」能問世上最私人的問題,得到數十萬人的回答。」

「OK愛神」確實是測量數百萬人態度、信念、瑕疵的爭議性工具。但無論用戶在網站上回答了多少關於自己的問題,他們和別人的媒合成功率,完全無法預測他們未來是否可以擁有穩定的長久關係。

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okcupid
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本文摘錄自《遙測個人時代:如何運用大數據算出未來,全面改變你的人生》遠流出版

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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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