世界末日擦身而過？──破解太陽閃焰的謠言

• 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？

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。

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：

• 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

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？

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。

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？

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?

（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）或。

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。

科學新聞解剖室—案件編號 17

案情

自從全球暖化議題從科學家研究進入日常茶餘飯後的民生話題之後，「氣候變遷」、「氣候異常」似乎變成了一句口頭禪，時時搔動我們的敏感神經。加上近期 PM2.5 的情形每況愈下，灰濛濛的空氣品質真是讓人心情糟透了，就在這樣的氛圍下，日前 LINE 的親友群組又傳來一則驚悚的報導，是中時電子報網站 2016 年 3 月 7 日刊登的〈氣候亂象！霍金：地球最快 2030 年世界末日？〉這篇新聞。是啊是啊，世界末日又來了！（狼來了狼來了狼來了）

新聞首段指出：

…知名宇宙物理學家霍金爆出驚人言論：在未來 15 – 20 年內，太陽將會進入到休眠狀態，太陽的這種變化，將對地球造成毀滅性的影響，難道地球將會在數十年內迎來世界末日，最早 2030 年滅亡嗎？……

噢…..這次竟然是物理大師霍金說的耶！這可不能等閒視之，畢竟霍金是當代極富盛名的大科學家，如果是真的，那解剖員就得好好地為接下來的 20 年打算，如果是假的，那也要還給霍金一個公道。就讓我們拿起隨身攜帶的兩把手術刀，一層一層地來看看事情的原貌。

解剖

科學疑點一：太陽活動減少，世界就會毀滅嗎？

 ……霍金預言說太陽將在 2030 年休眠，這將導致地球氣溫大幅度下降、使得地球步入小冰河期。……由瓦倫蒂娜紮爾科夫教授與團隊研發的太陽活動週期新模型，……預測到太陽活動將在 2030 年左右減少 60%，屆時地球將很有可能進入小冰河期。…

這一段新聞的內容似乎在說明霍金預言 2030 年太陽要「休眠」，而且研究團隊也預測太陽活動在 2030 年會減少 60%。屆時人類就要進入冰天凍地的小冰河期。但值得思考的是，太陽活動真的和地球的氣候變化有關係嗎？科學說明因果關係時要非常謹慎，所以科學家真的有這樣說嗎？

這裡面其實有幾個不同的概念被混淆了，首先，這裡所指的「太陽活動」並不是我們日常生活中看到太陽發光發熱的現象，而是指人類透過天文儀器才能觀察到的太陽表面活動現象，例如太陽黑子（Sunspot，最容易被觀察到的太陽活動）、日珥（Solar prominences）、閃焰（Solar ­flare）等等。地球可以孕育生命，依靠的是太陽核心的核融合反應，再以熱輻射的形式傳送給地球，根據太陽中氫的含量來看，太陽核融合反應還可以維持近 100 億年（噢噢）。因此，「太陽活動減少」似乎不能那麼快地就直接等同於小冰河期的來臨，當然距離「世界末日」就更遙遠了。

再來，「小冰河時期」和太陽的關係其實是很複雜的，過去地球上出現小冰河期的特點之一是冰川迅速擴張，發生的時間約是從 1550 年持續到 1850 年之間。從數據資料來看，其中有三個冰河期高峰是 1650 年、1770 年、1850 年，如果我們再對照圖一的太陽黑子活動狀況來看，除了圖表最左邊的蒙德最小期（Maunder Minimum, 1645-1715）太陽活動不活躍之外，1770 年與 1850 年的太陽活動仍然相當穩定。所以，太陽活動和小冰河期之間的關聯還有待時間提供更多的證明，可別急著就這樣下定論喔。

其實當研究團隊預測 2030 年的太陽活動降低 60% 之後，英國《每日郵報》（Daily mail）刊登報導就指出 2030 年人類會進入小冰河時期。隨後國際天文學協會就立即發佈了一篇新聞稿，說明從 1700 年到現在的太陽活動其實都非常穩定，很難再以太陽活動趨勢來解釋工業革命以後到 20 世紀的氣候變化。從這裡可看出新聞報導對太陽活動有明顯的錯誤認知與解讀，透過種種證據與解剖員的推論，霍金和研究團隊有可能被栽贓了，究竟真相如何，就讓我們繼續看下去。

科學疑點二：霍金到底說了什麼？！黑鍋不是這樣背的……

經過解剖員們繼續搜尋相關資訊、抽絲剝繭之後，蓋章認證霍金根本沒有說過 2030 年地球要進入小冰河期這樣的話，整起新聞報導和霍金根本毫不相干（一腳踢開霍金背上的黑鍋）。那麼為什麼會有霍金會被抓來當發言人呢？

從搜尋的資料顯示，這次最早將霍金和 2030 年世界末日做連結的新聞來自於「中國網東海資訊」，標題是「2030 年太陽休眠 地球傳聞：霍金預言末日說世界末日十大猜想」。這篇新聞有標示是引用自前一天「中國經濟網」的報導，標題是「專家稱 2030 年太陽將”休眠” 地球進入”小冰河期”」。噢？僅僅過了一天，霍金就從科學家變成了末日預言家，這太神奇了！

為什麼這些新聞要找上霍金而不是其他科學家呢？目前最有可能的起點是霍金在 2010 年接受 Bigthink 網站的訪談「Abandon Earth—Or Face Extinction」。訪談中，霍金認為在未來的幾百年內人類將很難避免在地球上發生災難，為了分散風險，他認為人類應該前往太空，而非僅僅守於地球。其中有段話正是對應媒體錯誤轉錄的末日說：“But I’m an optimist. If we can avoid disaster for the next two centuries, our species should be safe, as we spread into space.” 霍金這段話主要是說，如果人類可以撐過接下來兩百年的災難，那是因為人類已經在太空中展開生活。所以這段話的重點不在於說明究竟是哪一種災難，而是在討論未來災難的可能風險，霍金主要是要強調人們必須對科學、風險有基本暸解，才能對未來做出明智的解決策略。顯然媒體不僅畫錯了科學家的重點，還將霍金舉例的兩百年解釋成世界末日，腦補神技令人咋舌。

順道一提，這則新聞中的研究團隊分析近 33 年（1976 – 2008）的觀測資料，終於可以成功預測太陽活動週期，並達到 97% 準確率，而預測結果也連帶顯示 2030 年太陽活動將會下降 60%。由於過去科學家觀測到如此不活躍的太陽活動時期是 1645 – 1715 年間，也就是蒙德極小期，而這段歷史時期只是恰好遇到 1650 年開始的第一個小冰河高峰，我們在前面已經知道無法用太陽活動解釋氣候變化，所以科學家對於 2030 年的預測結果也不代表小冰河的到來，但是如果媒體不去深入瞭解，很容易過度解讀成「太陽活動減少就等於小冰河期的來臨」。然而研究團隊從頭到尾都沒有在預測兩者之間有任何關係，他們發表研究成果的目的並不是要提出世界末日的預警（鄉親啊，請冷靜）。

在這則新聞裡，媒體專挑大咖的科學家來背書，也曲解了研究團隊的內容，集三個黑鍋可以兌獎嗎？！（舉手發問）

接下來看看媒體上的問題：

媒體疑點一：原來打臉一次不夠用？！

初看這則新聞時，發現在報導的文末有註明文章來源是「科技頭條」，解剖員點進去網頁一看，是中國網易網站在 2016 年 3 月 6 日刊登的一篇新聞：〈世界末日說又來了，這次是 2030 年地球滅亡〉，而網易的新聞又標示來源是另一個「科技頭條」。在這個尋找粽子頭的過程中，解剖員赫然發現這可是一則拼貼舊聞的新聞啊（啜茶）。

這一切的起點是英國皇家學會 2015 年 7 月舉辦的天文學會，其中的一篇研究發表，接著英國《每日郵報》以 “Is a mini ICE AGE on the way? Scientists warn the sun will ‘go to sleep’ in 2030 and could cause temperatures to plummet” 為題報導。這麼火熱的議題，竟然馬上延燒到中文世界來。當時事件發生的第一時間，PanSci泛科學和中國果殼網都有撰文說明轉譯報導中對科學研究理解的錯誤，沒想到今年再度捲土重來，不僅把小冰河期置換超級吸睛的世界末日，內文更有兩大段原封不動來自 2015 年「中國日報網」的新聞，更誇張的是硬把霍金推上舞台吸引鎂光燈，太無言了！

解剖員還原一下這篇新聞的生產過程如下圖二，大概就是從過去的發燒議題中抓取片段、重製，然後再登場，媒體不需要檢視、查證，只需動動手指頭轉載就一切搞定。

媒體疑點二：別裝了，你是「類內容農場」！

中時電子報在這篇報導中，在文字的設計上特別用了兩個問號，分別是標題「氣候亂象！霍金：地球最快 2030 年世界末日？」和第一段的最後一句「難道地球將會在數十年內迎來世界末日最早 2030 年滅亡嗎？」用問句保留一點空間，似乎也就可以規避一些責任，但是卻難掩過程中的各種粗糙作法。

其實這篇報導轉載的內容並非原出處，除了已經不知經過多少手的轉處理之外，通篇內容有 90% 以上援用「網易」網站的新聞，品質很值得懷疑。再仔細一看，這篇報導是出自中時電子報網頁的「圖輯區」，圖輯區的每一篇文章都有搭配一張至數張吸引人的圖片以及內容農場式的標題，可以說是圖文並茂，十分吸睛。這篇「世界末日說」的報導為例，截至 3 月 15 日的點擊率是 234,650次，相當驚人呢！只是在這個專區裡面，轉載一些內容農場文章、賺點擊率、拼流量等方式，其實已經是一種主流媒體向內容農場傾斜的作法，我們過去曾介紹過「類內容農場」這個概念，在這裡我們似乎也嗅到了同樣的味道。

媒體疑點三：「世界末日說」──人類共同的鄉愁

這篇新聞第一段劈頭就指出：世界末日說我們經歷了好幾個，其中最厲害的是 2012 世界末日，伴隨著電影使人人心惶惶。「世界末日」這幾個字好像具有一種票房的魔力，很容易能夠抓住人們的目光，尤其在這個變動不安的現代社會裡，似乎是全世界人們共同的鄉愁。

一直以來，我們對這類的新聞不會陌生，例如：〈12 月 21 日 末日預言「馬雅曆沒提」〉、〈傳說中末日，就在今天…末日會來嗎？ NASA 電話被打爆〉、〈天國近了？盤點歷史世界末日 8 大預言〉、〈2016 年成世界末日？5 大災難預言你聽過嗎〉等等，連名為《世界末日》的這部電影的票房都是 1998 年最高，就連維基百科都有一個「末日預言列表」，這些故事已經把我們說得彷彿真的經歷過好多場世界末日。

世界末日、世界第一、史上最慘……等等極端的詞彙，確實很能夠引起我們心裡的共鳴，但它也可能像是在陽春麵裡面灑進太多的胡椒，原本是茶餘飯後的提味用途，卻反過頭來喧賓奪主地壞了整個主餐的味道。有趣的是，這篇報導一邊援用《明天過後》電影來體現十足的災難效果，最後卻不忘非常正經、八股且科學地提醒大家「當務之急還是要減緩暖化」，這句話讓解剖員像是在末日的警鐘中驚醒……然後再跌入另一個更迷惘的末日。

解剖總結

解剖員們最後總結，這篇新聞是一篇拼貼舊聞的報導，媒體不僅便宜取用二手新聞、缺乏查證、便宜行事；此外，對於科學研究的錯誤解讀失真、誇大，混淆視聽。綜合以上分析，本解剖室給這一則新聞報導評以如下評價（13 顆骷髏頭）：

綜合剖析評比-科學偽新聞指數（滿分五顆）

「理論錯誤」指數：☠☠☠☠☠

「便宜行事」指數：☠☠☠☠

「戲劇效果」指數：☠☠☠☠

（策劃/寫作：簡克志、賴雁蓉、黃俊儒）

月球繞地球的公轉軌道是橢圓形，地球位在橢圓形的其中一個焦點上。這使得月球和地球之間的距離有遠有近，其中離地球最近的位置稱為近地點，最遠的位置稱為遠地點。從地球上觀察，月亮離地球較近時，看起來的視直徑比較大；反之，遠時看來較小。

2014/8/11的凌晨1:43，月球通過今年內最接近地球的近地點，月球中心至地球中心的距離約356895.595公里，比今年最遠的遠地點還近了14%左右。

而在約25分鐘之後的2:09，月球又剛好通過「望」的位置，也就是滿月的時刻，這使得本次滿月視直徑達33.47角分，是今年12次滿月中最大的一次，比1/16的今年最小滿月29.38角分大了4.09角分，大約是13.9%左右。這使得最大滿月的亮度也約比其他滿月還亮30%。

比較特別的是，今年最大滿月是農曆七月十六日凌晨，正在中元節的後一天。所以在8/10中元節當晚入夜之後，便可開始欣賞這個最大滿月的風采。8/10當天月亮東昇時間為17:59（東偏南方，方位角約104度），23:48過中天（正南方仰角53度），8/11凌晨5:41月亮西沈（西偏南方，方位角258度）。以上月升月沒時間與位置，乃以臺北天文館所在地為準，臺灣地區的其他地點會與此資料稍有差異。

欣賞這個最大滿月無須任何工具，只需東方到東南方地平附近沒有建築樹林等遮蔽的地方，以肉眼欣賞月亮就好。想留下記錄者，可以將相機以三腳架固定後，放大到最大，然後開啟「自拍」功能，按下拍攝鈕即可。擁有望遠鏡設備者，可透過望遠鏡放大拍攝，效果更讚。

不過說實在的，如果不是特別提醒這次的滿月是今年最大滿月，一般人大概不會注意到這次的滿月和其他滿月有何差異。所以不需要特地有何準備，也不需要挑選特定時刻，只要是8/10晚上至隔日8/11天亮之前這段時間，在看得到月亮的地方，以平常心來欣賞這個滿月就可以囉！想感受月亮錯覺者，則得在8/10晚上挑選月升後不久的時間看到月亮的地方來觀看，不然等到月亮上升到比較高之處，這種月亮錯覺的效應就小多了。

影響地球上所見月球視直徑大小的原因主要有四項，分別為月球遠近、滿月時刻相對於觀測地的時間、大氣效應與月亮錯覺。前三項基本上是真實的影響，最後一項則非。

月球遠近

月球在近地點與遠地點時的視直徑不同　　月球繞地球公轉的軌道是橢圓形，平均大約每27.3日繞地球一周。在每一圈的軌道繞行過程中，都會有一個時刻最接近地球，稱為「近地點」；此時月球與地球的距離約在35~36萬公里上下，這個距離每次並不相同，或多或少，這是因為月球受到地球與太陽及其他行星等天體引力的擾動效應的結果。同理在軌道上，最遠離地球的位置則稱為「遠地點」；遠地點的距離約在40～41萬公里左右。

月球近時所見視直徑較大，遠時較小。大約每隔14個月，會逢一次近地點滿月，此時通常是當年最大的滿月；不過由於每次近地點距離不一，因此這樣的近地點滿月的視直徑也不相同。

滿月時刻相對於觀測地的時間

「望」或「滿月」時刻乃是以地心、月心與太陽中心三者的位置來計算的，以地球中心為中心，月球中心和太陽中心的經度相差180度的瞬間。

由於地球是個球體，半徑約6400公里，如右圖，在地球上不同地點與月球的距離其實不盡相同，A點與C的差異就達地球直徑（約13800公里），相當於平均地月距離384,400公里的3.6%之多呢！因此，如果滿月時刻發生時，觀測地點恰在背對太陽、面對月亮的「夜晚側」，那麼觀測地和月球之間的距離，會小於月心到地心的距離；距離縮小，意味著所見的滿月視直徑變大，如同軌道位置遠近造成的效果一樣。

8/11的滿月時刻發生在臺灣地區的凌晨2:09，相當於左上圖的A～D點之間偏A點處，因此本次臺灣地區所見的最大滿月也有這項因素的貢獻。

大氣效應

地球大氣層並不是均勻分佈，總體來說，大氣密度由地面向上空遞減。而光線穿過密度不同的大氣時，會被偏折，即所謂的「折射」，密度差異愈大者，被偏折的角度愈大。因此，當天體接近地平面時，天體所發出的光被偏折的程度，會比天體接近天頂時還要多。

除了密度之外，其實大氣壓力、溫度和濕度等，也都會影響大氣折射效應的程度。因此在某些大氣狀況下，大氣會類似放大鏡一樣，使所見的月球盤面會比真正的還大一些；尤其是愈接近地平面的時候，這種效應會愈大。8/11凌晨最大滿月發生時，月亮位於方位角約226.4度、仰角僅約40.2度的位置，仰角高度算中等，大氣折射效應的影響不大；但真實情況，必須視當天大氣環境而定，無法提前預測結果。

月亮錯覺

月亮錯覺是個「虛假」的效應，純粹是心理作用問題，會覺得靠近地平面附近的月亮，看起來比天頂附近的月亮還大。這種錯覺，其實對於太陽也適用。

目前較為人接受的一種解釋，認為是因為靠近地平面附近時，因有地面有距離比較近的景物或建築等，可供與距離比較遠的月球作為比較，而天頂附近則沒有，人類大腦企圖修正這種距離產生的影響，反倒修正錯了，成為一種錯覺。其實不妨拿一個10元硬幣，在月亮剛升起不久，以及月亮比較接近天頂時來比較，將會發現其實月亮幾乎是一樣大的，不若眼睛所見似有差異。

8/11凌晨最大滿月時刻，月球仰角僅約40度左右，因此月亮錯覺效應頗小；但若在8/10傍晚月升時分、或是8/11天亮前月落時分觀看時，月亮錯覺效應就很大。

不是超級月亮，也不是世界末日

每逢每年的最大滿月時，總會有「超級月亮引發世界末日」的謠言出現，不過即使是最大滿月，月亮與地球的距離都在一般正常距離內，月亮的大小也在每年可見的正常範圍內，所以不會發生「特別接近地球而引起地球災難、甚至世界末日」之類的事。請勿輕信謠言，更不要成為此類謠言的推動黑手，那是很不道德的行為呢！

本文轉載自網路天文館

網路上流傳著一篇文章，聲稱2月21日發生了強烈的太陽閃焰，程度達1859年「卡林頓事件」的等級，因此「人類差一點點就GG了」。如此關於世界末日的謠言，相當危言聳聽，甚至作者引用了英文的Youtube影片，試圖訴諸權威，讓讀者更容易相信此謠言。

這幾天根本沒有劇烈閃焰

要如何知道這篇傳言是否真實呢？現在，我們來設想另一個情境。假若今天的傳言不是關於太陽閃焰，而是如此：「西太平洋上形成了一個強烈颱風，這個颱風的強度相當於2013年重創菲律賓的海燕颱風，只慶幸颱風已經轉向，並不會直撲臺灣。」

如果今天看到這樣關於颱風的消息，你會有興趣查詢中央氣象局的網站。倘若消息是假的，很容易就看得出來──如果氣象局網站隻字未提，那颱風的消息顯然是謠言。

關於太空天氣也是一樣的，目前很多即時資料在網路上都是公開透明。我們只要稍微察看，就可以分辨出網路傳言的真偽。現在和大家介紹兩個查詢「太空天氣」的網站。

第一個是SpaceWeather.com，這個網站以簡易明瞭的介面，呈現了太空天氣的各種即時資訊。網站首頁左上角顯示了即時的數據，包括太陽風(solar wind)的速度及粒子密度，以及X射線太陽閃焰（X-ray solar flare）的近六小時、二十四小時最大強度。

在此向各位簡介「X射線太陽閃焰」的分級。科學家使用0.1至0.8奈米的波長的X射線，來計算X射線的通量（單位面積每秒通過多少能量），而定義出太陽閃焰的強度。在這樣的定義下，我們可以將閃焰由強至弱分為X、M、C、B、A這幾個等級。當我們看到一個閃焰事件時，可以從它最高峰的強度，來決定出這個閃焰的等級。

了解這個分級方法，我們就來查看這幾天的閃焰等級。你只要點選網頁右上角的日期欄，就可以調整日期。你很快就會發現──不對呀！這幾天都只有B級、C級的閃焰，連M級都稱不上，怎麼會說出現致命的閃焰呢？

另一個網站較為專業，是美國國家海洋暨大氣總署的太空天氣網站，可以在這裡找到關於太空天氣的原始資料。我們不詳述此網站的使用方式，只向大家分享這張圖：

我們從NOAA的網站找到官方公布的X射線通量圖。你會發現，這幾天的閃焰等級幾乎都在B級，最多也只擦到C級的邊而已，完全沒有M級或X級的強烈閃焰！

我們都安然度過了很多次X級閃焰

你又會問，如果真的發生X級的閃焰，那又怎麼辦呢？告訴你，其實去年發生了好幾次X級閃焰。其中一次就在2014年12月19日，發生了X1.8級的閃焰，以下就是當時由NASA的太陽動力學天文台（Solar Dynamics Observatory: SDO）衛星拍攝下來的影像。你也知道，在12月19日那天，大家還是照常滑著手機，我們生活中毫無感受到任何威脅！

史都華‧克拉克所寫的科普書籍《太陽風暴》當中說明：「完美的太陽風暴有四個要素：（一）閃焰引起的日冕物質噴發速度一定要很快，（二）必須正對著地球，（三）必須比散亂的長命磁暴更加凝聚，（四）日冕物質噴發的磁場一定要正好跟地球反方向。」這四個條件必須同時達到，才會發生嚴重的太陽風暴。就算發生X級的閃焰，也很難精準打中地球。這就是為何去年發生那麼多次X級閃焰，我們安然無恙，還以為沒有任何事情發生呢！

太陽風暴來襲並不是世界末日

那如果真的同時達成四個條件，是不是就會發生世界末日了？我們必須釐清太陽風暴如何影響地球。首先，太陽閃焰會產生了無線電波，干擾地球上使用電波的通訊系統。此外，日冕物質噴發（Coronal mass ejections; CMEs）經常伴隨著閃焰出現，這與地球上的磁暴與息息相關。日冕物質噴發通常是以每秒200至500公里的速率前進，有時甚至可以超過每秒1000公里。這些電漿衝向地球，擾動了地球磁場而產生磁暴。產生的感應電流，可能使得電力輸送受到影響。例如1859年那次強烈的太陽風暴，讓電報通訊系統嚴重受阻。另外，GPS可能因為磁場的變動而失靈。

最劇烈的太陽風暴，有可能造成全球電力、通訊系統受損，但並不能將它想像為「世界末日」。人們經常誤解了太陽風暴的實情，將它想像成一個大火把燒到地球，或者像是炸彈一般丟向地球。我們要先釐清，「閃焰」與「日冕物質噴發」兩者並不相同。事實上，「閃焰」是太陽表面的爆炸事件，並不會透過這麼遠的距離「燒」到地球，只不過發出的電磁波可能干擾我們的通訊。真正可能拋向地球的是伴隨閃焰出現的「日冕物質噴發」。但這裡提供一些數據：日冕的物質密度，大約是每立方公分1,000,000,000（十億）個粒子；平時太陽風在地球附近的物質密度，則只有每立方公方0.01個粒子。比較地球上空氣的密度，就可以了解到日冕的密度有多低了──地球上接近海平面處空氣的粒子密度，大約是每立方公分10,000,000,000,000,000,000（一千萬兆）個粒子！密度極低的日冕物質噴發可能造成災害，但顯然不是人們想像中的巨大火把，更不會造成「世界末日」。

此外，網路傳言聲稱太陽閃焰可能毀壞核電廠，對人類造成嚴重威脅。這裡就舉1989年的例子，給各位了解。1989年3月的太陽風暴的主要災區在北美，當時由磁暴引起的感應電流損害了魁北克的輸電網路，造成九小時的大停電。牽涉到電力輸送，核電廠當然有受到牽連，但是並非影響到反應爐，而是影響到輸電網路。例如魁北克的Gentilly-2核電廠，當時斷絕電力供應，但立刻啟動備用電力設施。而在美國紐澤西州的Salem核電廠，當時則是輸電的變壓器受到感應電流毀壞，與反應爐並無關聯。

太陽風暴可能影響人類所仰賴的高科技電力設施，造成人類暫時失去電力與通訊的風險。但是，這些風險與媒體經常誇大的「世界末日」完全不同。我們也要說明，太陽風暴對人類來說，並不真的是毫無招架之力的災難。目前人們已經隨時監測太空天氣，並不斷發展著防災的措施。

太空天氣監測的防災意義

1859年的太陽風暴，在卡林頓等科學家細微的觀察之下，解開了重大的難題。人們終於了解，「地球上發生磁暴」與「太陽上出現閃焰」是相關的。1859年的歷史意義，在於人類開始使用電力通訊的時候，為了克服來自太陽的威脅，而逐步揭開太陽閃焰與磁暴的真相。

這些年來，人類對電力的仰賴程度越來越高，勢必在太陽風暴來襲時要承受更高的風險，這是我們不否認的──然而，科學家同時做了很多努力，人們對於太陽的了解已經遠超過1859年。現在，NASA的SDO、SOHO等衛星，都隨時監控著太空天氣的變化，即時回傳各項數據，讓人們做好準備。

就如同地球上天氣變化的防災一般，科學家當今對於「太空天氣」的觀點，早已從「恐懼」轉為「防災」。地球上的天氣，我們有天氣預報；太空中的天氣，我們一樣有天氣預報。在剛才介紹的spaceweather.com這個網站中，你可以在左下方看到「NOAA Forecasts」的欄位，隨時為大家做太空天氣預報，專家們可以根據這些預報來防患未然。

太陽風暴的發生不是世界末日，但科學家隨時做好準備。我們使用的高科技，在太陽底下暴露著風險，但科學家早已體認到，我們必須付出相應的代價來做防災工作。科學家的態度，就如同面對地球上的風暴一樣──那是一種天然災害，我們需要隨時監控。關於太空天氣的各項監測，隨時都在未雨綢繆！網路上流傳的謠言，任意捏造太陽閃焰事件，並且聲稱人類只是僥倖，這種說辭顯然抹煞了科學家持續為全人類的防災所做的一切努力。

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