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聖母峰,一段不要命的登頂之路——《聖母峰》

PanSci_96
・2015/11/11 ・3168字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

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聖母峰上,幾乎每十年就會出現獨特而創新的突破:20和30年代專注於探索;50年代創下登頂紀錄;60年代開始嘗試不同的山稜路線;80年代則出現各種新路線以及無氧登頂。

那麼90年代呢?美國登山者艾德‧韋伯斯特說:「聖母峰上屢見創舉的歲月,似乎在90年代早期就結束了。」

有部分是因為登山人數大增。尼泊爾觀光局販售的東南稜登山許可證,數量逐年增加;這可是名符其實的金礦。中國也如法炮製,發放更多北稜登山許可。申請者多半想攀登七大峰、登上地表14座8000公尺以上的高山,或是夢想攀登聖母峰。包括梅斯納在內的許多人,都認為攀登聖母峰已經不算真正的登山了。

英國作家艾德‧道格拉斯(Ed Douglas)甚至稱之為「災厄的喜馬拉雅」。現在,數千人經由最熱門的登山路線擠上聖母峰,多數都由嚮導帶領。每年有數百人登頂,嚐到勝利的滋味;聖母峰是他們的夢想、他們的野心與一生的執著。然而,也有許多人在登頂途中喪命;有人摔死、有人缺氧而死,但大部分的人都是力竭而亡。

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聖母峰是許多人的夢想、野心與一生的執著。Source: flickr/ utpala ॐ

災厄年

1996年,有太多人命喪聖母峰。這次山難總共有11人罹難,受到高度關注,也不幸定義了90年代的聖母峰活動。很多人分析導致悲劇發生的一連串事件,相互指責;但這次事件和大部分的山難一樣,是由很多因素共同導致的。當然,登頂那天有太多人擠在同一條路線上,交通堵塞、進度嚴重落後。溝通也出了問題,很多人不清楚自己該在什麼時候、做什麼事。有些由嚮導帶領的登山客經驗不足,所以在驚險萬分的下山途中,過分依賴固定繩和隊友的扶持。另外,兩組商業遠征隊領隊之間的競爭或許也是原因之一。

紐西蘭籍嚮導羅伯‧霍爾是冒險顧問公司的老闆,美國籍嚮導史考特‧費雪(Scott Fischer)則是山痴公司的領隊。當時費雪首次擔任聖母峰嚮導,而霍爾早已經驗老道,除了前一年,每年都成功帶領顧客登頂。前一年,霍爾嚴格遵守自己訂的求生法則,所以即使沒有人成功登頂,大家都活著下山。那年霍爾想必承受了不少壓力,所以違反了這些法則,和顧客在8000公尺以上的地區逗留過久。1996年,霍爾隊上包括他自己,共有四人在下山途中喪命。

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費雪在遠征隊攻頂當天生病,影響到他照顧登山客的能力,也使他和俄羅斯嚮導安納托利‧波克里夫(Anatoli Boukreev)一同擬定的策略難以實行。原本的計畫是由波克里夫領頭,費雪殿後。費雪身體不適,這項策略勢必無法成功,他們的顧客並未得到足夠的協助。根據當時山上其他登山者的觀察,所有嚮導的服裝都略顯輕便。表示他們可能對自己的能力過於自信,以為能快速往返峰頂。聘請嚮導攀登聖母峰的高昂價格,可能也令部分登山客在精疲力竭的狀態下攻頂,因為他們無法負擔重返聖母峰的費用。

最主要的因素當然還是暴風雪。有些人說,那是20世紀最大的一場暴風雪;也有人認為,那只是聖母峰上常見的暴風雪。不論這場暴風雪強度如何,加上攻頂過程中的種種因素(病痛、違反規則、溝通不良、登山技術不佳、登山者精疲力竭),就形成了最致命的風暴。當晚一共有九人喪生。如果波克里夫沒有一次次摸黑前往南坳,營救在暴風雪中縮成一團的一群登山者,可能還會有更多人死亡。羅伯‧霍爾可就沒這麼幸運了。他協助一位登山客攀上峰頂後,他的氧氣罩活瓣被冰塞住,最後死於這場暴風雪。

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永遠的先鋒

雖然悲劇的陰影籠罩了整個90年代,聖母峰還是不乏挑戰者,其中有不少人還以相當新穎的攀登法成功登頂。90年代初期,澳洲人提姆‧麥卡尼史奈普(Tim Macartney-Snape)從孟加拉灣出發,以步行和游泳的方式,一路跋涉到聖母峰山腳下,接著一路往上登頂。1990年,吉姆‧惠特克帶領中美蘇聯合的「和平登山隊」上山,成功將20位登山者送上峰頂。同年,斯洛維尼亞登山老將瑪莉亞和安德烈‧史丹菲耶夫婦以些微差距,擊敗美國人凱西‧吉勃遜(Cathy Gibson)和她的俄羅斯籍丈夫亞歷克斯‧克納庫斯基(Aleksei Krasnokutsky),成為史上第一對登上聖母峰頂的夫妻。

wiki
Source: wiki/ Igomezc

1991年,英國電影製作人李奧‧狄更森(Leo Dickinson)搭乘熱氣球飛越聖母峰,拍攝不少當時最出色的聖母峰照片。隔年4月22日,帕桑‧拉姆(Pasang Lhamu)第四次嘗試,終於成為第一位登頂的尼泊爾女性。但帕桑‧拉姆的故事並沒有快樂的結局,她成為祖國的英雄後,在下山時不幸喪生,還連帶讓雪巴人索朗‧才仁(Sonam Tshering)也丟了性命。當時索朗‧才仁膝下有三名子女,第四個孩子也即將出生。1995年,英國登山者艾莉森‧哈格里夫斯也遭遇類似的命運。她在不帶輔助氧氣的強況下登頂,但也於同年8月,從K2峰頂下山的途中不幸身亡。

1996年,除了發生《聖母峰之死》(Into Thin Air)一書講述的山難,聖母峰登山老將暨獲獎電影製作人大衛‧布里希爾斯拍攝了聖母峰上第一部IMAX電影。布魯斯‧希洛德(Bruce Herrod)、凱西‧奧多德(Cathy O’Dowd)和伊恩‧伍道(Ian Woodall)等人組了一支南非隊伍,在那年首次將南非國旗插上峰頂。不過,希洛德不幸在途中喪生。當曼德拉總統致電基地營,恭喜成功登頂的南非隊員時,山上所有人都停下手邊的工作跑來聽。得知南非隊伍仍在山上後,曼德拉總統請他們稍候回電,甚至在南非全境播送的廣播電臺上,開始念出自己的電話號碼!所幸基地營管理員即時打斷他,使這件事成為聖母峰上的一樁趣聞。

同樣在1996年,一支來自西伯利亞的強勁俄羅斯隊伍,在瑟吉‧安提賓尼(Sergei Antipine)的帶領下,大膽挑戰北稜和東北稜之間筆直向上的新路線。這條路線的坡度從65度到90度都有,但他們第一次嘗試就成功登頂。同年,瑞典登山家約蘭‧克羅普(Göran Kropp)騎著特製的腳踏車,載著約108公斤的沉重裝備,橫越1萬1200多公里,從斯德哥爾摩一路騎到加德滿都,然後成功登上聖母峰頂。他在聖母峰最致命的季節中倖存,後來卻在西雅圖自家附近攀岩時,意外身亡。

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聖母峰,PanSci
Source: wiki/ Pem Dorjee Sherpa

1990年代末期,美國登山家康拉德‧安克於1999年5月1日,在聖母峰上發現一具屍體,服裝樣式十分過時。安克大感震驚,因為他認為自己找到了小沙‧厄文。其他隊員抵達後,他們發現一件上衣的衣領上,縫著「G‧馬洛里」字樣的名牌。由於他們都深信找到的是厄文,其中一個隊員傑克‧諾頓(Jake Norton)還問道:「真怪。厄文為什麼要穿馬洛里的衣服?」但安克找到的,其實是喬治‧馬洛里的遺體。

隔年,斯洛維尼亞滑雪運動員達弗‧卡尼查(Davo Karni ar)創下首次從聖母峰上滑下來的紀錄,從峰頂到基地營只花了不到五小時。雪巴人巴布‧奇里率先在千禧年創下紀錄,以短短16小時走完正規的登頂路線。1999年,這位攻頂十次的登山老手還實現了計劃,在未使用輔助氧氣的情況下,露宿於峰頂。2001年,巴布‧奇里想到山上拍幾張照片,卻墜入西谷二號營附近的冰隙,不幸身亡。

同一年,法國單板滑雪運動員馬可‧席弗烈迪(Marco Siffredi)從聖母峰西藏一側,首度以滑雪板成功滑下山。2002年,他嘗試以滑雪板滑下洪賓雪溝,卻不幸喪生。2001年,艾瑞克‧溫梅爾成為首位登上聖母峰的盲人,令事前不看好他的人啞口無言。雖然有些人認為這次登頂不過是「噱頭」,但他確實為世界上成千上萬名身障人士帶來了希望。三年後,一支俄羅斯隊伍在北壁上,沿日本雪溝左方開闢了一條路線,沿途架設了超過3000公尺長的固定繩。他們登頂後便離去,但大部分的固定繩都還留在聖母峰上。

聖母峰,PanSci

 

本文摘自《聖母峰》,由大石國際文化 出版。

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拆解邊緣AI熱潮:伺服器如何提供穩固的運算基石?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/05/21 ・5071字 ・閱讀時間約 10 分鐘

本文與 研華科技 合作,泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言,總能牽動整個 AI 產業的神經。然而,我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線,那如果哪天「網路斷了」,會發生什麼事?

想像你正在自駕車打個盹,系統突然警示:「網路連線中斷」,車輛開始偏離路線,而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭,開始暴走跳舞,甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎?當然不是!也因為如此,「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端,AI 就能在現場即時反應,不只更安全、低延遲,還能讓數據當場變現,不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ?

邊緣 AI,乍聽之下,好像是「孤單站在角落的人工智慧」,但事實上,它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前,像是企業、醫院、學校內部的伺服器,個人電腦,甚至手機等裝置,都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。簡單來說,就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力,「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

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那麼,為什麼需要這樣做?資料放在雲端,集中管理不是更方便嗎?對,就是不好。

當數據在這些邊緣節點進行運算,稱為邊緣運算;而在邊緣節點上運行 AI ,就被稱為邊緣 AI。/ 圖片來源:MotionArray

第一個不好是物理限制:「延遲」。
即使光速已經非常快,數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房,再把分析結果傳回來,中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回,就算只是幾十毫秒的延遲,對於需要「即刻反應」的 AI 應用,比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時,每一毫秒都攸關安全與精度,這點延遲都是無法接受的!這是物理距離與網路架構先天上的限制,無法繞過去。

第二個挑戰,是資訊科學跟工程上的考量:「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送,湧入的資料數據量就像超級大的水流,一下子就把水管塞爆!要避免流量爆炸,你就要一直擴充水管,也就是擴增頻寬,然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理,把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端,是不是就能減輕頻寬負擔,也能節省大量費用呢?

第三個挑戰:系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時,一旦網路不穩、甚至斷線,那怎麼辦?很多關鍵應用,像是公共安全監控或是重要設備的預警系統,可不能這樣「看天吃飯」啊!邊緣處理讓系統更獨立,就算暫時斷線,本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應,這在工程上是非常重要的考量。

所以你看,邊緣運算不是科學家們沒事找事做,它是順應數據特性和實際應用需求,一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇,是我們想要抓住即時數據價值,非走不可的一條路!

邊緣 AI 的實戰魅力:從工廠到倉儲,再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了,接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢?它強就強在能夠做到「深度感知(Deep Perception)」!

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所謂深度感知,並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減,而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型,從原始數據裡面,去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

研華科技為例,旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例,利用物件偵測模型,快速將工業產品中的瑕疵挑出來,而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測,因此品管上能達到一致性,減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中,檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品,替工廠節省大量人力,同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。/ 圖片提供:研華科技

此外,在智慧倉儲場域,研華與威剛合作,研華與威剛聯手合作,在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台,打造倉儲系統的 AMR(Autonomous Mobile Robot) 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣,AMR 不需要事先規劃好路線,靠著感測器偵測,就能輕鬆避開障礙物,識別路線,並且將貨物載到指定地點存放。

當然,還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning ),除了可以做備忘錄跟排程規劃以外,還能將實務上碰到的問題記錄下來,等到之後碰到類似的問題時,就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問,那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了?其實,對許多企業來說,內部資料往往具有高度機密性與商業價值,有些場域甚至連手機都禁止員工帶入,自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安,又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言,自行部署大型語言模型(self-hosted LLM)才是理想選擇。而這樣的應用,並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現:要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型,會不會太吃資源?這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一:如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」,又不減智慧。接下來,我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

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語言模型瘦身術之一:量化(Quantization)—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像:有些畫面細節我們肉眼根本看不出來,刪掉也不影響整體感覺,卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此,只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示,什麼是浮點數?其實就是你我都熟知的小數。舉例來說,圓周率是個無窮不循環小數,唸下去就會是3.141592653…但實際運算時,我們常常用 3.14 或甚至直接用 3,也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思! 

然而,量化並不是那麼容易的事情。而且實際上,降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時,工程師會精密調整,確保效能在可接受範圍內,達成「瘦身不減智」的目標。

當硬體資源有限,大模型卻越來越龐大,「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。/ 圖片來源:MotionArray

模型剪枝(Model Pruning)—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型,其實就是在搭建一整套類神經網路系統,並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而,在這麼多參數中,總會有一些參數明明佔了一個位置,卻對整體模型沒有貢獻。既然如此,不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候,總會雜草叢生,但這些雜草並不是我們想要的作物,這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在,而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術,就稱為 AI 模型的模型剪枝(Model Pruning)。

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模型剪枝的效果,大概能把100變成70這樣的程度,說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助,但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型,僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手,採取更治本的方法:一開始就打造一個很小的模型,並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」,是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾(Knowledge Distillation)—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下,一位經驗豐富、見多識廣的老師傅,就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在,他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案,老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」,例如「為什麼我會這樣想?」、「其他選項的可能性有多少?」。這樣一來,小小的學徒模型,用它有限的「腦容量」,也能學到老師傅的「智慧精髓」,表現就能大幅提升!這是一種很高級的訓練技巧,跟遷移學習有關。

舉個例子,當大型語言模型在收到「晚餐:鳳梨」這組輸入時,它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯:50%,蝦球:30%,披薩:15%,汁:5%」。在知識蒸餾的過程中,它可以把這套機率表一起教給小語言模型,讓小語言模型不必透過自己訓練,也能輕鬆得到這個推理過程。如今,許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成,讓我們得以在資源有限的邊緣設備上,也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是!即使模型經過了這些科學方法的優化,變得比較「苗條」了,要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料,並且高速、即時、穩定地運作,仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說,要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型,真正放到邊緣的現場去發揮作用,就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

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邊緣 AI 的強心臟:SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色!那麼,它到底厲害在哪?

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要?因為 GPU 的設計,天生就擅長做「平行計算」,這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的!

你想想看,那麼多數據要同時處理,就像要請一大堆人同時算數學一樣,GPU 就是那個最有效率的工具人!而且,有多張 GPU,代表可以同時跑更多不同的 AI 任務,或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果,在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎!

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房,有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計,體積相對緊湊,散熱空間也比較好(這對高功耗的 GPU 很重要!),部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算,進行「工程化」,讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格,背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場,系統穩定壓倒一切!你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧?這些設計確保了部署在現場的 AI 系統,能夠長時間、穩定地運作,把實驗室裡的科學成果,可靠地轉化成實際的應用價值。

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研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器,體積僅如後背包大小,卻能輕鬆支援語言模型的運作,實現高效又安全的 AI 解決方案。/ 圖片提供:研華科技

台灣製造 × 在地智慧:打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能,能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署,及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析,還是其他 AI 相關的服務,都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務,讓企業在啟動 AI 專案前,大幅降低前期投入門檻,靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構,從精密製造、城市交通管理,到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全,都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是,這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示,這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果,往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI,不只是一項技術創新,更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場,就能被有效的「理解」與「利用」,是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石!

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【醫學辦案室】右手玩數獨,卻引起左手肌肉抽搐?!
白羊的醫學辦案室
・2017/11/03 ・1399字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 473 ・五年級

文/蔡明真
醫師,希望能用好懂的描述及有趣的故事,讓醫學更為平易近人。

一名25歲的右撇子德國男性一臉困擾地來到診間,表示當他在玩數獨遊戲時,左手臂的肌肉突然出現了不正常的抽搐。這些肌肉抽搐也可能在他說話的時候發生在嘴巴的肌肉,或者在他走路時發生在兩側小腿肌肉。

雪崩意外的倖存者

經過德國醫師Dr. Feddersen仔細詢問病史,這位年輕人表示:這些突然發生的肌肉抽搐並不是從小就有,而是在他發生意外之後。在他25歲時,熱愛滑雪的他在山上不幸遭遇雪崩,他被掩埋了約15分鐘,導致腦部缺氧。幸運的是,與他同行的夥伴擁有急救技術,趕緊從雪堆中將他拯救出來,並即時開始對他施行心肺復甦術,才撿回一條命。那次雪崩的意外導致他的脾臟破裂、髖骨骨折以及腦部缺氧。救難隊發現他後將他送至醫院進行治療。

雪崩意外的生存者,圖/by Greg L. Wright@wikipedia commons。

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住院治療後的幾個禮拜,他順利出院並被轉介到復健機構,這時他拿起手邊的報紙,想要重拾他的興趣 — 玩數獨遊戲。但當他正在解決數獨謎題時,他的左手臂開始出現不正常的肌肉抽搐。

https://www.youtube.com/watch?v=c8NnAuaaGdg

是說,什麼是數獨?

數獨是一種風靡全球的遊戲。一開始在法國、瑞士發展,後來在1970年代傳到美國,後在日本發揚光大,並在1984年一本遊戲雜誌《パズル通信ニコリ》正式被命名為「數獨」,意指「在每一格只有一個數字」。遊戲的玩法是玩家必須以數字填進每一個空格,每行、每列及每宮(3×3的大格)都必須有1-9的所有數字,使謎題只有一個答案。

19世紀在法國報紙上的數獨遊戲,圖/by B. Meyniel@wikipedia commons。

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缺氧導致的腦部傷害

這位病人在做其他數學題目或者閱讀的時候,並不會出現肌肉抽搐的現象。Dr. Feddersen進一步詢問,病人表示,他在做數獨遊戲時,有一個小撇步—把這個遊戲在腦海中以3D的方式想像,以迅速精確的解答謎題。

Dr. Feddersen在對專業醫學網站Medscape的訪談中表示:「病人告訴我,他在解決數獨問題時,會專注在數獨的某一個格子或者數字上,然後在腦海中想像,試圖在它的周圍排列其他數字。」

在經過一系列的檢查評估,答案揭曉。功能性磁振造影顯示這種在解決數獨時的3D想像會造成病人右側中央頂葉皮質區(central parietal cortex)過度活化。擴散張量攝影(diffusion tensor imaging),一種提供可量化腦部微結構(microstructure)及神經束評估的造影結果顯示,病人喪失了部分腦部右側中央頂葉區域的抑制神經元。

深黃色區域為病患腦部受損區域,圖/by Washington irving. Current shape by Mateuszica, Hdante, SAE1962, King of Hearts.@wikipedia commons。

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原來這些在做數獨時不自主的肌肉抽搐,源自於這位病人在雪崩意外時,因為腦部缺氧而導致的一些位於腦部右側中央頂葉區域,負責抑制訊息傳遞的神經元的死亡。在正常的情況下,這個腦部區域的神經元會在人類運用3D想像時活躍。然而,因為經歷腦部缺氧,這位病人位於這個區域的抑制神經元減少,腦部訊息過度活化,導致他左手臂的肌肉不自主的抽搐。

在他停止這些3D想像時,左手臂的肌肉抽搐立刻消失了。可惜的是他必須放棄數獨這項多年的興趣。在放棄數獨及服用抗癲癇藥物之後,他順利地擺脫了這個困擾已久的問題,並在五年內都沒有再發作。

再見了數獨。

圖/by stevepb@pixabay

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參考資料

  1. Feddersen, Berend, et al. “Seizures from solving Sudoku puzzles.” JAMA neurology72.12 (2015): 1524-1526.
  2. 維基百科 – 數獨
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白羊的醫學辦案室
6 篇文章 ・ 3 位粉絲
醫師,興趣是醫學研究、科普寫作與學習方法。個人FB(https://www.facebook.com/mingchen.tsai.37),白羊醫誌(https://drjanettsai.blogspot.tw)。

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聖母峰究竟有多高?——《聖母峰》
PanSci_96
・2015/11/20 ・1568字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

19世紀上半葉,在印度溼熱的平原上展開了史上最具野心的科學事業之一。英國探險家1808年開始進行印度大三角測量計畫。除了勘測遼闊的印度次大陸之外,他們更懷抱雄心壯志,要判定地球的確切形狀。儘管早在1700年代中期,兩次法國進行的測量計畫就已經測定出地球的形狀,不過精確的赤道隆起率和極地扁平率仍然成謎。英國的印度測量計畫耗時大半世紀,成員也是全帝國最厲害的數學家。領導這項浩大工程的是測量師和數學家威廉‧蘭姆頓(William Lambton),這位英國軍官早先曾在北美洲進行勘測任務,累積了大量經驗。當時的測量器材又大又重,由標準鏈、標尺和巨大的經緯儀組成。在瘧疾、滂沱的季風雨和猛虎的侵擾之下,英國測量人員和印度雇工飽受折磨,但仍不懈地繼續勘測下去。

聖母峰,PanSci
為了瞭解這座山究竟有多高,測量人員吃了許多苦。Source: wiki/ Luca Galuzzi

1847年,大三角測量計畫終於進行到喜馬拉雅山最南邊的山腳。由於無法進入尼泊爾王國,測量人員被迫留在尼泊爾南邊的帶狀地區塔萊(Tarai),從160多公里外勘測喜馬拉雅山脈各大高峰。1847年秋天,季風季過後,總測量師安德魯‧沃(Andrew Waugh)在喜馬拉雅山東端附近,從大吉嶺丘陵下方的孫納古達(Sonakhoda),量測遠方「白雪皚皚的山峰」。有一座山頭矗立在群峰之上,就是現在大家所知的干城章嘉峰(Kangchenjunga),海拔8586公尺,是世界第三高峰。沃幾年之後才公布這項測量結果,其中一個原因是他們發現尼泊爾和西藏邊界還有另一座高山。他們以希臘字母γ稱呼這座遙遠的巨峰。

差不多同一時間,1847年11月,助理測量員約翰‧阿姆斯壯(John Armstrong)也從比較西邊的位置,把測量儀器對準γ。阿姆斯壯為這座山取名為「b」,高度初估為8778公尺。沃不確定「γ-b」高度計算結果的可信度,決定等進一步測量,重新計算數據後再公布結果。之後兩年間,沃又派出兩名測量員前往塔萊,進行更多觀察和測量,但在雲霧和距離的阻礙下,他們還是沒能取得更多資料。

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經過多次嘗試,詹姆斯‧尼克遜(James Nicolson)在1849年從多個觀測站測量這座神祕山峰,距離比前人都要近,終於取得數筆垂直角和水平角資料。他的初步計算結果顯示,這座山高約9205公尺。但尼克遜當時沒有考慮到光折射的問題;這項因素可能讓高度計算結果出現顯著誤差。

光的折射,PanSci
對於聖母峰高度的初期量測,因為沒有考慮折射,產生了誤差。Source: wiki/ Delamaran

之後又過了幾年。當時沃手下的「首席計算機」是孟加拉裔的天才數學家,名叫拉德納‧希達(Radhanath Sikdar),他很可能是第一位成功判定γ-b正確高度的人。1856年3月,沃終於正式公布測量結果。報告文件共有14段,其中第五段寫道:「過去幾年我們已經發現,迄今在印度的所有測量結果中,這座山比其他山都要高,極有可能就是世界最高峰。」他把這座山命名為「埃弗勒斯峰」,或稱「喜馬拉雅山第15號峰」,座標位置27°59’16.7”N,86°58’5.9”E,並公布聖母峰的高度為8840公尺。

英國測量員若是知道當地人如何稱呼山峰,通常會偏好用原名來為喜馬拉雅山脈的群峰命名。但因為尼泊爾不對外國人開放,沃無從得知當地名稱。於是,他以前任總測量師喬治‧埃弗勒斯爵士(Sir George Everest,他們家族讀作「伊弗勒斯」)的姓氏為這座山命名。埃弗勒斯爵士本人並不認同這個命名方式,但皇家地理學會(Royal Geographic Society)還是在倫敦批准了這個名稱。發現地球第一高峰的消息也很快在世界各地傳開。

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聖母峰,PanSci

本文摘自《聖母峰》,由大石國際文化 出版。

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聖母峰,一段不要命的登頂之路——《聖母峰》
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・2015/11/11 ・3168字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 538 ・八年級

聖母峰上,幾乎每十年就會出現獨特而創新的突破:20和30年代專注於探索;50年代創下登頂紀錄;60年代開始嘗試不同的山稜路線;80年代則出現各種新路線以及無氧登頂。

那麼90年代呢?美國登山者艾德‧韋伯斯特說:「聖母峰上屢見創舉的歲月,似乎在90年代早期就結束了。」

有部分是因為登山人數大增。尼泊爾觀光局販售的東南稜登山許可證,數量逐年增加;這可是名符其實的金礦。中國也如法炮製,發放更多北稜登山許可。申請者多半想攀登七大峰、登上地表14座8000公尺以上的高山,或是夢想攀登聖母峰。包括梅斯納在內的許多人,都認為攀登聖母峰已經不算真正的登山了。

英國作家艾德‧道格拉斯(Ed Douglas)甚至稱之為「災厄的喜馬拉雅」。現在,數千人經由最熱門的登山路線擠上聖母峰,多數都由嚮導帶領。每年有數百人登頂,嚐到勝利的滋味;聖母峰是他們的夢想、他們的野心與一生的執著。然而,也有許多人在登頂途中喪命;有人摔死、有人缺氧而死,但大部分的人都是力竭而亡。

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聖母峰是許多人的夢想、野心與一生的執著。Source: flickr/ utpala ॐ

災厄年

1996年,有太多人命喪聖母峰。這次山難總共有11人罹難,受到高度關注,也不幸定義了90年代的聖母峰活動。很多人分析導致悲劇發生的一連串事件,相互指責;但這次事件和大部分的山難一樣,是由很多因素共同導致的。當然,登頂那天有太多人擠在同一條路線上,交通堵塞、進度嚴重落後。溝通也出了問題,很多人不清楚自己該在什麼時候、做什麼事。有些由嚮導帶領的登山客經驗不足,所以在驚險萬分的下山途中,過分依賴固定繩和隊友的扶持。另外,兩組商業遠征隊領隊之間的競爭或許也是原因之一。

紐西蘭籍嚮導羅伯‧霍爾是冒險顧問公司的老闆,美國籍嚮導史考特‧費雪(Scott Fischer)則是山痴公司的領隊。當時費雪首次擔任聖母峰嚮導,而霍爾早已經驗老道,除了前一年,每年都成功帶領顧客登頂。前一年,霍爾嚴格遵守自己訂的求生法則,所以即使沒有人成功登頂,大家都活著下山。那年霍爾想必承受了不少壓力,所以違反了這些法則,和顧客在8000公尺以上的地區逗留過久。1996年,霍爾隊上包括他自己,共有四人在下山途中喪命。

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費雪在遠征隊攻頂當天生病,影響到他照顧登山客的能力,也使他和俄羅斯嚮導安納托利‧波克里夫(Anatoli Boukreev)一同擬定的策略難以實行。原本的計畫是由波克里夫領頭,費雪殿後。費雪身體不適,這項策略勢必無法成功,他們的顧客並未得到足夠的協助。根據當時山上其他登山者的觀察,所有嚮導的服裝都略顯輕便。表示他們可能對自己的能力過於自信,以為能快速往返峰頂。聘請嚮導攀登聖母峰的高昂價格,可能也令部分登山客在精疲力竭的狀態下攻頂,因為他們無法負擔重返聖母峰的費用。

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最主要的因素當然還是暴風雪。有些人說,那是20世紀最大的一場暴風雪;也有人認為,那只是聖母峰上常見的暴風雪。不論這場暴風雪強度如何,加上攻頂過程中的種種因素(病痛、違反規則、溝通不良、登山技術不佳、登山者精疲力竭),就形成了最致命的風暴。當晚一共有九人喪生。如果波克里夫沒有一次次摸黑前往南坳,營救在暴風雪中縮成一團的一群登山者,可能還會有更多人死亡。羅伯‧霍爾可就沒這麼幸運了。他協助一位登山客攀上峰頂後,他的氧氣罩活瓣被冰塞住,最後死於這場暴風雪。

永遠的先鋒

雖然悲劇的陰影籠罩了整個90年代,聖母峰還是不乏挑戰者,其中有不少人還以相當新穎的攀登法成功登頂。90年代初期,澳洲人提姆‧麥卡尼史奈普(Tim Macartney-Snape)從孟加拉灣出發,以步行和游泳的方式,一路跋涉到聖母峰山腳下,接著一路往上登頂。1990年,吉姆‧惠特克帶領中美蘇聯合的「和平登山隊」上山,成功將20位登山者送上峰頂。同年,斯洛維尼亞登山老將瑪莉亞和安德烈‧史丹菲耶夫婦以些微差距,擊敗美國人凱西‧吉勃遜(Cathy Gibson)和她的俄羅斯籍丈夫亞歷克斯‧克納庫斯基(Aleksei Krasnokutsky),成為史上第一對登上聖母峰頂的夫妻。

wiki
Source: wiki/ Igomezc

1991年,英國電影製作人李奧‧狄更森(Leo Dickinson)搭乘熱氣球飛越聖母峰,拍攝不少當時最出色的聖母峰照片。隔年4月22日,帕桑‧拉姆(Pasang Lhamu)第四次嘗試,終於成為第一位登頂的尼泊爾女性。但帕桑‧拉姆的故事並沒有快樂的結局,她成為祖國的英雄後,在下山時不幸喪生,還連帶讓雪巴人索朗‧才仁(Sonam Tshering)也丟了性命。當時索朗‧才仁膝下有三名子女,第四個孩子也即將出生。1995年,英國登山者艾莉森‧哈格里夫斯也遭遇類似的命運。她在不帶輔助氧氣的強況下登頂,但也於同年8月,從K2峰頂下山的途中不幸身亡。

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1996年,除了發生《聖母峰之死》(Into Thin Air)一書講述的山難,聖母峰登山老將暨獲獎電影製作人大衛‧布里希爾斯拍攝了聖母峰上第一部IMAX電影。布魯斯‧希洛德(Bruce Herrod)、凱西‧奧多德(Cathy O’Dowd)和伊恩‧伍道(Ian Woodall)等人組了一支南非隊伍,在那年首次將南非國旗插上峰頂。不過,希洛德不幸在途中喪生。當曼德拉總統致電基地營,恭喜成功登頂的南非隊員時,山上所有人都停下手邊的工作跑來聽。得知南非隊伍仍在山上後,曼德拉總統請他們稍候回電,甚至在南非全境播送的廣播電臺上,開始念出自己的電話號碼!所幸基地營管理員即時打斷他,使這件事成為聖母峰上的一樁趣聞。

同樣在1996年,一支來自西伯利亞的強勁俄羅斯隊伍,在瑟吉‧安提賓尼(Sergei Antipine)的帶領下,大膽挑戰北稜和東北稜之間筆直向上的新路線。這條路線的坡度從65度到90度都有,但他們第一次嘗試就成功登頂。同年,瑞典登山家約蘭‧克羅普(Göran Kropp)騎著特製的腳踏車,載著約108公斤的沉重裝備,橫越1萬1200多公里,從斯德哥爾摩一路騎到加德滿都,然後成功登上聖母峰頂。他在聖母峰最致命的季節中倖存,後來卻在西雅圖自家附近攀岩時,意外身亡。

聖母峰,PanSci
Source: wiki/ Pem Dorjee Sherpa

1990年代末期,美國登山家康拉德‧安克於1999年5月1日,在聖母峰上發現一具屍體,服裝樣式十分過時。安克大感震驚,因為他認為自己找到了小沙‧厄文。其他隊員抵達後,他們發現一件上衣的衣領上,縫著「G‧馬洛里」字樣的名牌。由於他們都深信找到的是厄文,其中一個隊員傑克‧諾頓(Jake Norton)還問道:「真怪。厄文為什麼要穿馬洛里的衣服?」但安克找到的,其實是喬治‧馬洛里的遺體。

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隔年,斯洛維尼亞滑雪運動員達弗‧卡尼查(Davo Karni ar)創下首次從聖母峰上滑下來的紀錄,從峰頂到基地營只花了不到五小時。雪巴人巴布‧奇里率先在千禧年創下紀錄,以短短16小時走完正規的登頂路線。1999年,這位攻頂十次的登山老手還實現了計劃,在未使用輔助氧氣的情況下,露宿於峰頂。2001年,巴布‧奇里想到山上拍幾張照片,卻墜入西谷二號營附近的冰隙,不幸身亡。

同一年,法國單板滑雪運動員馬可‧席弗烈迪(Marco Siffredi)從聖母峰西藏一側,首度以滑雪板成功滑下山。2002年,他嘗試以滑雪板滑下洪賓雪溝,卻不幸喪生。2001年,艾瑞克‧溫梅爾成為首位登上聖母峰的盲人,令事前不看好他的人啞口無言。雖然有些人認為這次登頂不過是「噱頭」,但他確實為世界上成千上萬名身障人士帶來了希望。三年後,一支俄羅斯隊伍在北壁上,沿日本雪溝左方開闢了一條路線,沿途架設了超過3000公尺長的固定繩。他們登頂後便離去,但大部分的固定繩都還留在聖母峰上。

聖母峰,PanSci

 

本文摘自《聖母峰》,由大石國際文化 出版。

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