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為什麼萊利是小女孩而不是女大生?——腦筋急轉彎:用心理學說故事與知識(3)發展篇

活躍星系核_96
・2015/09/03 ・2811字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 560 ・八年級

文 / 台大月光心理社(代表:沈伯郡、鄭澈)

腦筋急轉彎(Inside Out)是最近當紅的皮克斯動畫片:除了劇情有趣、呈現方式新穎外,當中呈現了很多心理學的概念,讓身為心理所學生的我們覺得深深感動,有一股莫名其妙的衝動想要將看到的知識跟大家分享。本文將會介紹腦筋急轉彎這部電影與心理學有密切關聯的部分,讓大家在享受電影之餘也可以學到些知識。

記憶及情緒部分可參考:

為什麼萊利是小女孩而不是女大生?

另外,為什麼這部電影的主角是十一歲的小女孩,而不會是二十一歲的女大學生?我想這是因為青春期的男女相較於其他年紀會顯得「情緒化」,心理學家史丹利‧霍爾(Stanly Hall)曾經稱青少年期間為「暴雨與壓力的時期」(Storm and Stress Period)足見這個時期在人的生命當中有多麼的特別;然而,青少年的小孩不單單是「情緒化」,這只捕捉到了他們情緒的某個面向。

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同時,這個時期的孩子同時也發展出了抽象思考能力,根據皮亞傑(Piaget)的認知發展理論,青少年的孩子正邁入形式運思期(formal operation stage),他們會展現出將事物抽象化的能力,就像電影裡面的那部會把物體壓縮的機器一樣,把事物變成抽象的線條。也能夠進行假設推理思考(hypothetical-deductive reasoning),例如小女孩不斷地在想「如果沒有搬家的話那該有多好」。這些思考方式的轉變大大地擴展了孩子的視野,小孩開始能夠立場取替(perspective taking):開始能站在別人的立場上思考事件,也開始能夠跳脫自己觀點的限制,站在更高的角度來看自己(這被稱為:後設認知),也許正因此,青少年的孩子開始困惑「我是誰?」。

《腦筋急轉彎》劇照。
《腦筋急轉彎》劇照。

這種對於自我認同的危機被心理學家艾瑞克森(Erikson)稱作「認同危機(identity crisis)」——一個人面臨到如何定義自己的難題,這是腦筋急轉彎這部電影的另外一個重點,每一個核心記憶(core memory)其實都是小女孩用來定義自己的重要面向,這些核心記憶可能是從小累積起來的重要經驗,或是在青少年遭遇的關鍵事件塑造而成,又「《腦筋急轉彎》對記憶跟情緒的描繪是錯誤的,但仍具參考價值」一文中認為這部電影過度強調了單一事件的重要性,而認為很多時候核心記憶都應該是長期累積的結果。

然而真的是這樣嗎?很多時候一個關鍵的事件就足以造成一個人一生的變化,例如:遭遇親近的人死去、與人交往或是分手的經驗,又或是有些「自主(autonomy)經驗」,這些經驗都只要經歷一次就會對一個人造成重大影響。例如,對小女孩來說「搬家」的經驗、第一次學會打曲棍球的經驗,這種種的經驗都構成了她生命中最重要的核心記憶,這些核心記憶定義了將來的她自己。

很多事情我都會忘記,但我現在還記得那些生命當中的核心記憶,心理學家發現了一種現象稱為閃光燈記憶(flashbulb memory)——我們永遠不會忘記例如:921大地震的時候、手斷掉的時候、第一次……初吻之時。我們通常會對於充滿情緒的事件或生命中非常重要的事件有著閃光燈記憶,這也許是這部電影當中「核心記憶」的心理學基礎,還記得當萊莉(Riley)說謊、跟家人吵架的時候誠實島跟家庭島崩壞的情境嗎?這也許就是一種閃光燈記憶——某些事件會深深烙印在自己的心中。

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但是身為大人的我們常常都會忘記這些核心記憶或是生命中的重要事件對自己的影響有多深,這也許是這部片會讓我們深感共鳴的最主要原因——讓我們想起我們內心深處某些非常在意的事物。

《腦筋急轉彎》劇照。
《腦筋急轉彎》劇照。

在面對認同危機時,人們可能會「摧毀」過去已經建立的關係、過去對自我的了解,就像影片中的女孩萊莉,內心舊有的島幾乎都被摧毀了,隨後「重建」了新的自我—— 一座新的家庭島,對家庭新的觀點、感情,並且修復與父母間的關係,人們在這摧毀與重建的過程當中,自我顯得更加的複雜,卻也被整合成一個更完整的個體。這也是為什麼剛開始的控制檯上面只有幾個按鈕,而升級之後能夠能有很多新的功能,這就是因為人在成長的過程當中會越來越複雜,同樣的情緒也會有越來越多種不同的表達方式。

《腦筋急轉彎》劇照。
《腦筋急轉彎》劇照。

夢與幻想

最後一個主題是夢與幻想,佛洛伊德(Freud)認為人在幼兒時期的舉動滿足快樂原則(pleasure principle),成長的過程就是要學習社會規範,屈就於現實,趨於滿足現實原則(reality principle),而這個過程當中原本會讓自己快樂的事物可能會被其他更現實的事物取代,而小時候原有的樂趣可能會消失殆盡,就像萊莉心目中的幻想樂園的崩毀一樣,或者是小時候的玩伴小彬彬最後會被遺忘,人長大之後就會逐漸拋棄自己心目中原有的那些東西,甚至否認那些事物曾經存在。

《腦筋急轉彎》劇照。
《腦筋急轉彎》劇照。

至於夢境,會把夢境當作一個「製片廠」符合戴蘭妮(Gayle Delaney)對於夢的理解,她認為在一場夢境之中,自己既是導演又是編劇又是演員, 而每一個夢境的意義自己最清楚,這種對夢的看法與佛洛伊德有些不同,佛洛伊德(晚年)心目中的夢,是當一個人睡著之後,自我對於潛意識的防衛減弱,導致內心中的慾望或是恐懼浮現到意識之中,就像電影裡面恐怖的小丑會突破防衛衝到夢之中一樣,把萊莉嚇醒。

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《腦筋急轉彎》劇照。
《腦筋急轉彎》劇照。

而現在的主流心理學界不太喜歡佛洛伊德,他們認為夢的功能是藉由重現一些意識經驗來鞏固記憶或增進自己的技能,而不像佛洛伊德(以及一些後起之秀)一樣認為夢的內容有他自己的意義。然而我覺得就算現在的心理學是對的,也不代表夢的內容我對而言沒有意義,因為,在夢之中所要鞏固的記憶又何嘗不是自己覺得重要的記憶呢?

況且,夢當中出現的不只是不帶情感的動作與記憶,夢中同時也具有真實深刻的情緒,例如:我還記得我小時候非常怕黑、害怕自己一個人,所以我現在有時會作一些大家離我而去的夢,我相信這些夢展現了我內心深處的恐懼——是我醒著的時候不太會感受到的,而且,我在這種惡夢初醒的時候還會心有餘悸。我並不會相信這些真實的情感只不過是鞏固記憶的副產品,而是像電影中那恐怖的小丑一般,是我極力排除到意識之外的恐懼,因此,我始終相信著佛洛伊德的那句名言:「夢是通往潛意識的康莊大道。」

Citation:

  1. 認知心理學:Reisberg, D. (2005). Cognition: Exploring the science of the mind. New York: W.W. Norton.
  2. 發展心理學:Laura E. Berk (2009) Child Development. Pearson/Allyn and Bacon.
  3. 《腦筋急轉彎》對記憶跟情緒的描繪是錯誤的,但仍具參考價值
  4. J Roseman、Lisa Feldman Barrett、Paul Ekman的情緒理論

Picture from Disney Wiki – Inside Out Gallery

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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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停工即停薪:如何證明你的時間值多少?車禍背後的認知 x 情緒 x 金錢 x 法律大混戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/01/09 ・3286字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文與 PAMO車禍線上律師 合作,泛科學企劃執行

走在台灣的街頭,你是否發現馬路變得越來越「急躁」?滿街穿梭的外送員、分秒必爭的多元計程車,為了拚單量與獎金,每個人都在跟時間賽跑 。與此同時,拜經濟發展所賜,路上的豪車也變多了 。

這場關於速度與金錢的博弈,讓車禍不再只是一場意外,更是一場複雜的經濟算計。PAMO 車禍線上律師施尚宏律師在接受《思想實驗室 video podcast》訪談時指出,我們正處於一個交通生態的轉折點,當「把車當生財工具」的職業駕駛,撞上了「將車視為珍貴資產」的豪車車主,傳統的理賠邏輯往往會失靈 。

在「停工即停薪」(有跑才有錢,沒跑就沒收入)的零工經濟時代,如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?又該如何在保險無法覆蓋的灰色地帶中全身而退?

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如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?/ 圖片來源: Nano Banana

薪資證明的難題:零工經濟者的「隱形損失」

過去處理車禍理賠,邏輯相對單純:拿出公司的薪資單或扣繳憑單,計算這幾個月的平均薪資,就能算出因傷停工的「薪資損失」。

但在零工經濟時代,這套邏輯卡關了!施尚宏律師指出,許多外送員、自由接案者或是工地打工者,他們的收入往往是領現金,或者分散在多個不同的 App 平台中 。更麻煩的是,零工經濟的特性是「高度變動」,上個月可能拚了 7 萬,這個月休息可能只有 0 元,導致「平均收入」難以定義 。

這時候,律師的角色就不只是法條的背誦者,更像是一名「翻譯」。

施律師解釋「PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言。」 這包括將不同平台(如 Uber、台灣大車隊)的流水帳整合,或是找出過往的接單紀錄來證明當事人的「勞動能力」。即使當下沒有收入(例如學生開學期間),只要能證明過往的接單能力與紀錄,在談判桌上就有籌碼要求合理的「勞動力減損賠償 」。

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PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言 / 圖片來源: Nano Banana

300 萬張罰單背後的僥倖:你的直覺,正在害死你

根據警政署統計,台灣交通違規的第一名常年是「違規停車」,一年可以開出約 300 萬張罰單 。這龐大的數字背後,藏著兩個台灣駕駛人最容易誤判的「直覺陷阱」。

陷阱 A:我在紅線違停,人還在車上,沒撞到也要負責? 許多人認為:「我人就在車上,車子也沒動,甚至是熄火狀態。結果一台機車為了閃避我,自己操作不當摔倒了,這關我什麼事?」

施律師警告,這是一個致命的陷阱。「人在車上」或「車子沒動」在法律上並不是免死金牌 。法律看重的是「因果關係」。只要你的違停行為阻礙了視線或壓縮了車道,導致後方車輛必須閃避而發生事故,你就可能必須背負民事賠償責任,甚至揹上「過失傷害」的刑責 。 

數據會說話: 台灣每年約有 700 件車禍是直接因違規停車導致的 。這 300 萬張罰單背後的僥倖心態,其巨大的代價可能是人命。

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陷阱 B:變換車道沒擦撞,對方自己嚇到摔車也算我的? 另一個常年霸榜的肇事原因是「變換車道不當」 。如果你切換車道時,後方騎士因為嚇到而摔車,但你感覺車身「沒震動、沒碰撞」,能不能直接開走?

答案是:絕對不行。

施律師強調,車禍不以「碰撞」為前提 。只要你的駕駛行為與對方的事故有因果關係,你若直接離開現場,在法律上就構成了「肇事逃逸」。這是一條公訴罪,後果遠比你想像的嚴重。正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。

正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。/ 圖片來源: Nano Banana

保險不夠賠?豪車時代的「超額算計」

另一個現代駕駛的惡夢,是撞到豪車。這不僅是因為修車費貴,更因為衍生出的「代步費用」驚人。

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施律師舉例,過去撞到車,只要把車修好就沒事。但現在如果撞到一台 BMW 320,車主可能會主張修車的 8 天期間,他需要租一台同等級的 BMW 320 來代步 。以一天租金 4000 元計算,光是代步費就多了 3 萬多塊 。這時候,一般人會發現「全險」竟然不夠用。為什麼?

因為保險公司承擔的是「合理的賠償責任」,他們有內部的數據庫,只願意賠償一般行情的修車費或代步費 。但對方車主可能不這麼想,為了拿到這筆額外的錢,對方可能會採取「以刑逼民」的策略:提告過失傷害,利用刑事訴訟的壓力(背上前科的恐懼),迫使你自掏腰包補足保險公司不願賠償的差額 。

這就是為什麼在全險之外,駕駛人仍需要懂得談判策略,或考慮尋求律師協助,在保險公司與對方的漫天喊價之間,找到一個停損點 。

談判桌的最佳姿態:「溫柔而堅定」最有效?

除了有單據的財損,車禍中最難談判的往往是「精神慰撫金」。施律師直言,這在法律上沒有公式,甚至有點像「開獎」,高度依賴法官的自由心證 。

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雖然保險公司內部有一套簡單的算法(例如醫療費用的 2 到 5 倍),但到了法院,法官會考量雙方的社會地位、傷勢嚴重程度 。在缺乏標準公式的情況下,正確的「態度」能幫您起到加分效果。

施律師建議,在談判桌上最好的姿態是「溫柔而堅定」。有些人會試圖「扮窮」或「裝兇」,這通常會有反效果。特別是面對看過無數案件的保險理賠員,裝兇只會讓對方心裡想著:「進了法院我保證你一毛都拿不到,準備看你笑話」。

相反地,如果你能客氣地溝通,但手中握有完整的接單紀錄、醫療單據,清楚知道自己的底線與權益,這種「堅定」反而能讓談判對手買單,甚至在證明不足的情況下(如外送員的開學期間收入),更願意採信你的主張 。

車禍不只是一場意外,它是認知、情緒、金錢與法律邏輯的總和 。

在這個交通環境日益複雜的時代,無論你是為了生計奔波的職業駕駛,還是天天上路的通勤族,光靠保險或許已經不夠。大部分的車禍其實都是小案子,可能只是賠償 2000 元的輕微擦撞,或是責任不明的糾紛。為了這點錢,要花幾萬塊請律師打官司絕對「不划算」。但當事人往往會因為資訊落差,恐懼於「會不會被告肇逃?」、「會不會留案底?」、「賠償多少才合理?」而整夜睡不著覺 。

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PAMO看準了這個「焦慮商機」, 推出了一種顛覆傳統的解決方案——「年費 1200 元的訂閱制法律服務 」。

這就像是「法律界的 Netflix」或「汽車強制險」的概念。PAMO 的核心邏輯不是「代打」,而是「賦能」。不同於傳統律師收費高昂,PAMO 提倡的是「大腦武裝」,當車禍發生時,線上律師團提供策略,教你怎麼做筆錄、怎麼蒐證、怎麼判斷對方開價合不合理等。

施律師表示,他們的目標是讓客戶在面對不確定的風險時,背後有個軍師,能安心地睡個好覺 。平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。

平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。 / 圖片來源: Nano Banana

從違停的陷阱到訂閱制的解方,我們正處於交通與法律的轉型期。未來,挑戰將更加嚴峻。

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當 AI 與自駕車(Level 4/5)真正上路,一旦發生事故,責任主體將從「駕駛人」轉向「車廠」或「演算法系統」 。屆時,誰該負責?怎麼舉證?

但在那天來臨之前,面對馬路上的豪車、零工騎士與法律陷阱,你選擇相信運氣,還是相信策略? 先「武裝好自己的大腦」,或許才是現代駕駛人最明智的保險。

PAMO車禍線上律師官網:https://pse.is/8juv6k 

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八爪博士 4ni!?《蜘蛛人》裡的人造太陽或將問世?(上)
科學大抖宅_96
・2022/04/14 ・4741字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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說明:此篇文章原本乃為泛科學 Youtube 影片所寫,經簡化之後,拍攝成〈缺電、輻射、核廢料有解嗎?「核融合發電」有可能嗎?〉和〈最受期待的核融合發電在哪裡?能源數據誰在膨風?〉兩部作品。又,本文並不針對核融合的技術性問題多做解釋,而是想用最少的字數,讓讀者瞭解核融合發展的全貌與大致進程。同時,此文主題也跟「世界是否應該採用核能發電」、「臺灣是否該使用核能發電」、「台灣是否該重啟核四」無關;這是三個完全不同的問題,核融合發電跟現有的核能發電技術也有所不同,無法一概而論。


在漫威電影裡,許多情節設定都跟真實世界的科學有所關連。就前陣子上映的《蜘蛛人:無家日》來說,在公開預告片中可見到知名反派八爪博士的回歸;他不但是研究核能的科學家,在《蜘蛛人2》還打造出了核反應爐。

《蜘蛛人2》公開預告片中的核反應爐。截圖自 YouTube

八爪博士的核反應爐,跟太陽可說有 87 分像;姑且不論畫面呈現得正不正確,這部機器特別的地方就在於,它是核融合反應爐,而非目前核能發電所用的核分裂反應爐。然而,這兩者差在哪裡?都已經有核能發電技術了,為什麼還要研發核融合發電?不僅如此,核融合研究甚至一度引發學術界的爭議醜聞,甚至被拿來拍成 IMDb 超低分的電影。

傳統核能發電的發展趨勢

不久前(2021 年底),臺灣舉辦了是否重啟核四的公投。在選舉期間,我們或許聽過不少關於核能發電的利弊分析與討論。在溫室效應越來越受到關注、以及強調 2050 年要淨零碳排放的現代,核能發電極低的碳排放,是不容忽視的優點;但另一方面,核廢料問題,和核子事故風險,也是反核人士眼中無法接受的缺點。

不管如何,近數十年來,全球核能發電量雖然在日本福島核災後一度減少,但整體而言,仍大致呈現緩慢增長的趨勢。不過,核能在全球的發電佔比,則是於 1996 年達到 17.5% 的高峰後,開始緩慢下降。

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全球核能發電佔比於 1996 年達到最高峰。圖/《2021 世界核能產業現況報告》(The World Nuclear Industry Status Report 2021, WNISR 2021)

另一方面,若比較從 1954 年到 2020 年,「開始運轉的核電廠」和「停止運作的核電廠」兩者的數目。可以發現,在 1990 年之前,開始運轉的核電廠,遠比停止運作的核電廠要多得多。但從 1990 年開始,兩者就呈現差不多的趨勢。

從 1954 年到 2020 年,開始運轉的核電廠數目(靛青色)和核電廠停止運作的數目(紫紅色)的比較。圖/World Nuclear Performance Report 2021 COP26 Edition

基於上述統計資料,大抵可以說,因為總總複雜的原因,不管是對是錯,在上世紀 90 年代以後,核電廠慢慢地不像以前那麼受到歡迎。而近年來對溫室效應的關注,以及仍是現在進行式的俄烏戰爭,會對核能發展帶來什麼影響,有待我們持續關注。

為什麼要研究核融合發電?

就在核能前景尚未完全明朗的同時,我們卻也能在許多新聞媒體上看到,除了新式核分裂發電技術的研發之外,還有「Google 和比爾蓋茲投資核融合反應爐」、「世界最大核融合反應爐進入組裝階段」、「中國核融合再創新世界紀錄」、「核融合新創 Helion 獲 22 億美元資金」、「貝佐斯投資核融合新創」等,關於核融合發電的消息;美國政府和其他許多國家也都投入資源在核融合研究。

同樣是核能發電,核融合發電和傳統的核分裂發電,有什麼不一樣?為什麼許多國家與知名人士都對核融合發電寄予厚望?八爪博士又為什麼打擊蜘蛛人的正事不幹,要去研究核融合?(搞錯重點了好ㄇ)

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核反應的類型

簡單來說,核反應可分成兩大類,一是原子核分裂成其他較輕原子核,稱為核分裂(nuclear fission);另一則是,兩個以上的原子核結合成新的原子核,稱為核融合(nuclear fusion)。因為核反應往往伴隨能量的吸收或釋放,核能電廠於是利用這一點,擷取核分裂過程中釋出的能量,作為發電之用。

核分裂(左)和核融合(右)的對比。圖/美國核能辦公室

至於太陽,主要由氫構成。龐大的重力將氫向內擠壓,於太陽核心產生極端的高溫和高壓,並促使氫進行核融合反應成為氦,連帶產生能量。目前的核融合研究,目的就是在地球上複製這個過程,以獲取釋出的能量。只不過,地球上並不存在如太陽核心般的高溫和高壓,所以必須人為地製造出適合的環境,核融合發電才有可能實現。也因此,有人會把核融合技術形容成人造太陽,而《蜘蛛人 2》電影裡,八爪博士製造出的核融合裝置,就長得一副太陽的樣子。

核融合發電的優點與困難

相較於傳統的核能電廠,核融合發電擁有許多優點。首先,在許多人擔心的安全性問題上,核融合發電不可能出現像是爐心熔毀或熱失控等狀況。因為核融合發電所需的「燃料」(雖然核反應不算是燃燒)需要人為持續提供,而且核融合反應的環境也需要精密控制,所以一旦系統出現狀況,就會使得整個發電程序停止運作——換言之,不可能「爆走」。

核融合發電在安全性上的優點,也是它最大的缺點——因為核融合反應實在太容易動不動就停止了,科學家們想方設法,目前也沒辦法做到讓反應爐持續不間斷地運作;換言之,它不具有商業發電的價值。也是因為這樣,我們在新聞裡常會看到,某國科學家成功突破紀錄,讓核融合反應持續了幾秒鐘或幾分鐘。而如何讓核融合反應爐能夠持續運作,就成為相關研究最重要的課題之一。

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除了安全性問題之外,核能發電產生的核廢料也常為人所詬病。不可否認,目前的核能發電方式,會產生具輻射性的核廢料,半衰期從數百年到百萬年不等,而台灣一直未能設立核廢料的最終處置場,全世界至今也沒有任何一座高階核廢料處置設施正式運轉。預計最快要到 2024 年,在芬蘭才會有全球第一座的高階核廢料永久處置場正式啟用。然而,臺灣的地質條件跟芬蘭完全不同,能否找到適合的最終處置場,仍是個問號。

圖/wikipedia

那麼在核融合發電,也會面臨核廢料的難題嗎?答案既是,也不是。核融合發電也會產生核廢料,但其屬於低階核廢料,基本上就是工作人員使用過後的防護衣和清潔用品,以及反應爐的腔壁等。這些核廢料的半衰期大體而言都不長;因情況而異,約數十年到數百年,其輻射水平即可回覆到接近一般環境的背景值。所以,做為結論,核融合發電還是會產生核廢料,但相較於現有的核能發電,其危險程度以及對環境的影響要小上很多。

最後,核融合發電還有另一個優勢:燃料。現在的核能發電,主要使用鈾 -235 做為燃料;雖然全球的鈾礦礦藏相對豐富,根據世界核能協會(World Nuclear Association)的估計,足夠人類再使用 90 年,但並非取之不竭。相對地,核融合發電常用的燃料是氫的同位素——氘和氚;而氫在地球上極為豐富,要製備氘和氚也並不困難。換句話說,人類完全不需要擔心核融合的燃料不夠這種事情。除此之外,在核融合過程中,還會運用到鋰,它可幫助生成反應所需的氚,而幸好鋰的存量在地球上也是非常豐富,若把陸地上和海洋中的鋰都考慮進來,同樣不需要擔心鋰會用光。[1]

核融合發電的分類

在核融合發電中,為了讓相異原子核能夠進行融合,一般會將其加熱到一億度上下的高溫。一種作法是,利用雷射直接或間接加熱裝了燃料的膠囊,以誘發膠囊內部燃料的核融合反應,稱為慣性局限融合(Inertial confinement fusion)。

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美國國家點火設施(National Ignition Facility)的核融合研究,就屬於慣性局限融合。圖/Wikipedia

另一種常見的作法則是,將燃料加熱,使其成為電漿狀態。很顯然地,一億度的電漿,是沒有任何容器可以盛裝的;所以科學家會利用強大的磁場,拘束住電漿,讓核融合反應能夠穩定持續地發生,稱為磁局限融合(magnetic confinement fusion)。八爪博士製造的機器,就比較接近這樣的作法。但跟電影不同的是,現實裡的研究人員是不可能直接站在高溫電漿旁邊的。八爪博士的設計,跟現實不但有差距,而且也顯然更危險。

英國的磁局限融合裝置Mega Ampere Spherical Tokamak。圖片中的發光物質即為高溫電漿。圖/wikipedia

上述核融合發電方式,全部都需要人為地產生高溫,讓核融合得以發生——但這並不表示核融合只能在高溫環境中產生。實際上,早在 1950 年代,科學家就發現,確實有核融合反應在低溫環境即可發生,現在稱為緲子催化融合(muon-catalyzed fusion)。緲子是一種性質跟電子非常類似,但質量比電子大得多、且非常容易衰變的基本粒子。若在氘和氚組成的氫分子中,用緲子取代電子,那麼該氫分子內部的氘和氚,甚至在室溫就可能產生核融合反應。

緲子催化反應示意圖。圖/Stanford

只不過,緲子的備製不僅需要花費大量能量,其迅速衰變的性質,也讓我們很難拿來作為核融合發電之用,再考慮到其他的技術性問題,使得目前的核融合研究,都是朝著高溫的方向進行。

然而,1989 年,有兩位科學家聲稱,成功在室溫環境下,以他們發現的新方法實現了核融合反應。這樣的消息迅速獲得媒體注意,並被大肆報導,人們對實現低溫核融合又開始寄予期望。很可惜地,其他科學家嘗試複製兩人的實驗成果,卻都無法成功;另一方面,科學社群也發現了兩人實驗上的瑕疵。於是,沸騰一時的「冷融合」話題就這麼煙消雲散。現在,雖然仍有少部分人從事相關研究,但都未能成氣候。

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1989年5月,冷融合議題登上時代雜誌封面。圖/TIME

儘管如此,或許因為冷融合很有話題性,這個議題並未在媒體上消失;2011 年美國好萊塢甚至以冷融合為主題,拍了一部 IMDb 超低分的電影,英文片名就是冷融合(cold fusion),臺灣翻譯成《關鍵核爆》,劇情甚至把幽浮(UFO)都扯進來了。

延伸閱讀:八爪博士4ni!?《蜘蛛人》裡的人造太陽或將問世?(下)

參考資料


[1] 其實,鈾也存在海洋中。若考慮到海水中的鈾,那麼基本上人類也不用擔心鈾礦不足。只不過,鈾在海水中濃度極低,約 10 億分之 3,不論在運用的技術還是成本上,挑戰都很高。

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科學大抖宅_96
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在此先聲明,這是本名。小時動漫宅,長大科學宅,故稱大抖宅。物理系博士後研究員,大學兼任助理教授。人文社會議題鍵盤鄉民。人生格言:「我要成為阿宅王!」科普工作相關邀約請至 https://otakuphysics.blogspot.com/

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想到數學就先後退三步,對數學恐懼的我們就注定學不好數學嗎?——《思維風暴》
PanSci_96
・2020/05/15 ・3703字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

  • 作者/西摩爾.派普特 (Seymour Papert);譯者/張安昇、駱莊奇

柏拉圖在他的學院門口放了個標識,「只有幾何學家可入」。時代變了,多數試圖進入柏拉圖精神世界的人既不懂數學,對他的禁令也心安理得地視而不見。「人文文化」和「科學文化」之間精神分裂式的鴻溝使他們認為柏拉圖是個哲學家,哲學就屬於文科,就像數學就屬於理科。

人文與科學就這麼一分為二。圖/giphy

「人文」和「科學」之間的巨大鴻溝貫穿於我們的語言、世界觀、社會組織構架、教育系統,在近年來甚至影響神經生理學理論。這一鴻溝還能自生自存:文化越分裂,分裂的各方越朝著相反的方向生長,進一步擴大分裂。

如我之前所說,電腦可以打破這兩種文化間的間隔。雖然文科學者覺得自己的工作是洞悉人性,冷冰冰的科學技術也幫不上忙。理科學者覺得文科太空泛,不具備科學研究要求的嚴謹性。但在我看來,電腦的出現可以從認知層面減少這兩種文化間的疏離。

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當代文化對數學的集體恐懼其實來自於其疏離性。「人文主義」數學的誕生說明數學可以和人文研究相結合。在這本書中,我試圖解釋電腦如何讓數學知識更為人性化,讓兒童喜歡上數學。我想探討的不止是數學這門學科,更是重新看待學習過程的視角。

你是害怕數學,還是對學習感到恐懼?

許多成年人消極看待自己的能力短處,最常見的莫過於「放棄數學」了。數學沒學好的直接影響是就業受限,但其間接影響更為深遠。他們建立了一種世界觀,不同的知識被割裂開來,中間出現無法穿越的鐵幕。

我這裡主要想做的工作,不是要挑戰一塊塊知識領土的主權完整,而是清除人們跨學科思考的障礙。我不是要混淆數學和文學,他們雖然是不同的學科,但數學和文學在思維方式上的差異並沒有人們想的那麼大。所以在這本書裡我用了「數學國」這樣一個概念。在數學國,數學就是自然語言。

我用這個概念闡釋電腦的出現將如何把人文與數學/科學相結合。從數學國這個概念出發,我將論證電腦如何改變兒童數學教學方式,乃至於從根本上改變我們處理知識和學習的方式。

是讀書太困難,還是你恐懼學習?圖/giphy

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在我看來有兩種「數學恐懼症」。一種是對數學的恐懼已經達到心理學上「恐懼症」的程度,另一種與其說是害怕數學,不如說是害怕學習1

在我們的文化中,患上厭學病的人不少於患厭數學病的人。兒童一開始讀書都很有幹勁,結果學習時受挫不斷,尤其是在學數學的時候。這磨滅了他們的熱情,使他們從一開始熱愛學習、喜歡數學,變得厭學且害怕數學。

我們要探索這一轉變是如何發生的,而電腦將如何避免兒童厭學,就要先回顧兒童學習的過程。兒童學得快是無庸置疑。以口語詞彙為例,兩歲時他們只會幾百個單詞,四年後一年級的孩子已經會說數千個單詞了。顯然,他們每天都在學習新詞彙。

孩子不是生來就有跟成人一樣思維

相對於詞彙量的積累,他們學數學的進度就沒那麼直觀了。皮亞傑畢生研究兒童智力的產生和發展,他的發現之一是成人往往不能理解兒童學習的內容和深入程度,因為從成人視角,從理所當然的知識結構出發,我們就看不見兒童究竟學到了什麼。皮亞傑的守恆(conservations)2理論就很好地解釋了這一點(見下圖)。

液體的守恆。圖片來自《思維風暴》

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大人可以一眼看出把液體從一個容器倒進另一個容器裡,液體總量不變(灑出或殘餘在原杯中的少量水可忽略不計),這就是質量守恆。然而經皮亞傑的研究之後,人們才知道質量守恆這麼簡單的道理四歲的孩子可能完全不理解3。存量不因容器而改變,這個道理兒童要經過一定程度的智力發育才能理解。

此外還有數量守恆,大人知道計數時只要點清楚有多少件物品,用一個數字反映物品的件數,按什麼順序清點不會影響最終數額。但是兒童就不能把數額和物品脫離,他們的認識能力和世界觀無法理解為什麼不同的算數過程得到的結果都是相同的。

守恆的概念背後有一套看不見的龐大數學知識體系,需要兒童自己學習。要是叫四、五歲的孩子憑直覺回答,他們會說兩點之間距離最短的路線不一定是直線,兩點之間走得慢不見得就比走得快更花時間。他們這麼想不僅是因為缺乏「這項知識」,而是無法把最短線段、行走方式這兩個概念分離開來。

孩子也在用自己的視角認識這個世界。圖/giphy

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我們不能說孩子們無法理解這些概念是因為沒知識。皮亞傑發現兒童其實有一套自己的邏輯,雖然他們給的不是習以常見的答案,他們也能自圓其說。這些道理是兒童自發習得的,自成體系也非常完善。

習得的過程包括至少兩階段:早在學齡前時期兒童就有一套關於世界的理論;隨著他們成長,這套理論慢慢接近成人思維。這就是我所說的皮亞傑式學習法,它有效(所有孩子都學得了),成本低(不需要老師和教學大綱),人性化(不需要外部的獎懲措施,兒童自然而然就學會了)。

而許多人越長大越失去這種學習能力。有一部分人幾乎完全放棄學習,很少進行刻意學習。他們覺得自己沒有學習能力,也感受不到學習的快樂。這給個人和社會帶來巨大損失:在精神上和物質上,學習恐懼症都是個人發展的攔路虎。

其實你有能力,但卻被自己打敗!

唉……我就是沒辦法。圖/giphy

大多數人沒有學習恐懼症,但他們或多或少會否定自己在某些方面的能力,說自己「就是學不好法語,聽都聽不懂」;「我肯定不會做生意,我對數字沒概念」;「我怎麼會雙板滑雪啊,我就是肢體不協調」。這些論調被他們奉為信條不斷重複,越發認定自己就是不行。

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對於學習恐懼症的受害者來說,他們就認定自己學不了。這一章和第三章中的一系列實驗表明在友好的學習環境下,給予恰當的情緒支持和智力支持,四肢不協調的人也會雜耍,對數學沒概念的人不僅能學好,還會愛上數學。

自我強化的力量是很可怕的,要是一個人堅信自己不懂數學,一看到跟數學相關的事就躲,自暴自棄的下場就是進一步強化「不懂數學」的信念。最糟糕的是,這樣的信念不僅存在於個體中,更植根進我們的文化裡。

我們的文化把人分成了「聰明人」和「笨蛋」。每個人都會偏科,不同科目的學習能力強弱構成一個人的社會身分。有的人叫「數學天才」,有的人叫「數學白癡」。兒童最開始的學習經歷往往決定了他們的偏科傾向。哪科沒學好,一受挫就覺得自己成了笨蛋,或者某科白癡(最常見的就是數學白癡)。他們一認定了自己是笨蛋,再不斷強化這個信念,自己也很難跳出這個死循環。

拍一拍,看看腦子會不會比較好用(?)圖/giphy

每個人的學習能力不同,各有各的局限。我們很難破除這種說法,不僅因為這個說法已被廣泛接受,還因為它貌似科學,心理學家也設計了學習能力量表對此進行證明。但我們用以下這個思維實驗,質疑現有測試學習能力的手段,究竟測到什麼。

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現有的數學能力測試真的能分辨出真正的數學恐懼症患者嗎?

我們換一個角度,要是每天逼孩子花一小時在方格紙上畫舞步,參加舞步繪圖測試,考試沒通過就不能跳舞。孩子們會不會被逼成「跳舞恐懼症」?我們可以說那些通過舞步繪圖測試的孩子就是「舞蹈學習能力強」?反之,孩子們不情不願地做算術題,沒日沒夜地練習然後通過測試,這就算「數學能力強」了嗎?不太對吧。

有人說這麼類比不恰當,應該用心理學方法收集「科學依據」。然而當代教育心理學研究的,都是身處現實世界「反數學國」的兒童,是怎麼學數學,或者更恰當的說怎麼放棄學數學。我們可以用另一個寓言來比喻這種研究方法。

想像一下,十九世紀的時候有個人覺得馬車太慢,想要改進交通工具。他深信要創造新的交通工具,首先要研究透澈現有交通工具。他仔細研究各類馬車的異同,研究不同輪子、軸承和套馬方式怎麼提高馬車的速度。我們知道後來真的誕生了新的交通工具——汽車和飛機。

汽車和飛機是怎麼來的?是通過研究馬車怎樣跑得快就發明出來的嗎?並不是。

我們今天的教學研究探討的是現有的教學方法。很多研究探討了學生在理科教育上頗為受挫的現實問題,人性化地提出「好的」教學法需要適應學生學不好理科這一現實。

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雖然這聽起來頗為人道,但我認為正是這樣的想法讓教育機制停滯不前。這就像研究什麼樣的軸承可以提升馬車車速,而真正解決問題的是用汽車取代馬車。教育界需要發明出自己的「汽車」——突破性的教學法,而這也是本書的主題。

註解:

  1. Mathematic 的詞根 math、或 mathetic 出自希臘,有學習之意,例如 polymath 指博學之人。
  2. 譯注:心理和教育學界則常譯為「保留」。
  3. 自從有人類以來就有孩子,但我們居然要等待皮亞傑的出現,來解釋兒童如何思考,以及成人是如何忘記自己作為兒童時是如何思考。這不禁讓人聯想到佛洛伊德的認知壓抑理論。

——本書摘自《MINDSTORMS:Children,Computers,And Powerful Ideas 思維風暴:兒童如何用電腦建構無限可能》,2020 年 3 月,台科大圖書

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PanSci_96
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