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愛因斯坦的最大錯誤?—— 宇宙論常數

科學月刊_96
・2011/12/11 ・6654字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 555 ・八年級

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如果你相信今年 3 位諾貝爾物理獎得主所觀測到的結論,那愛因斯坦自認為的最大錯誤,可能又將成為他在理論物理上的另一巨大貢獻!

  • 文/賴昭正   美國芝加哥大學化學博士

你知道愛因斯坦一生中所犯的最大錯誤是什麼嗎?湊答案!在完成創世巨著《廣義相對論》(General Theory of Relativity)後不久,他發現由該理論所導出的宇宙觀竟然與當時物理學家(包括他自己)所接受的不同;於是愛因斯坦人為地在他的方程式裡加了一項常數,使其結果能符合當時之宇宙觀!沒想到 12 年後,天文學家發現當時的宇宙觀根本就是錯的!愛因斯坦非常後悔地悄悄將那常數從其筆記本上擦去,謂這是他一生中所犯的最大錯誤!可是該常數卻陰魂不散,在愛因斯坦去世後四分之一世紀,又重新登上舞台,成了今日探討宇宙歷史的主要工具。

20 世紀前的宇宙觀

宇宙的起源、歷史與結構,在 16 世紀以前,一直被認為是屬於宗教與哲學的範圍;因此哥白尼(N . Copernicus, 1473~1543)只敢在去世前夕才出版地球繞日的理論書,粉碎了以地球為宇宙中心的幻想,開創了近代天文的研究。約百年後,伽利略(G. Galilei, 1564~1642)改進了望遠鏡,並將其鏡頭轉向天空, 開啟了觀測天文(observational astronomy)之門,並大力支持哥白尼之地球繞日的理論(晚年被羅馬天主教強迫收回,並被軟禁在家)。為了紀念伽利略首次使用望遠鏡進行天文觀測 400 週年,國際天文學聯合會及聯合國教科文組織,共同訂西元 2009 年為「全球天文年」;科月也在元月號專輯中共襄盛舉〔註一〕。

四百多年來──尤其是 20 世紀後,科學家在了解宇宙的性質與演化上已有非常快速的進展!有關創世紀或盤古開天闢地到底是什麼時候發生、或如何發生的問題,科學家已不再須要依靠信仰來解決,已可以用科學儀器去「看」宇宙像什麼樣子及如何演化。像這類大哲學的問題已不再是信仰的爭論,而是證據與理論的問題──正如其他科學訓練一樣。

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哥白尼粉碎了地球為宇宙中心的幻想後,慢慢地,天文學家也了解到太陽也不可能是宇宙的中心。以人為主的宇宙觀一旦破滅,科學家再沒有任何理由認為我們所身處的地方在宇宙中佔了一個很獨特的地位;同樣地,我們所身處的時刻也沒理由是個很特殊的時刻。顯然地,宇宙永遠就是那樣地存在,它沒有開始,也不會有終結──因為如果有開始,那顯然就應有創造者,這不是太宗教了嗎?

廣義相對論

愛因斯坦在 1905 年所發表的狹義相對論(Special Theory of Relativity),雖然震撼物理界,完全改變了物理學家對時間及空間的觀念;但很遺憾地不能用於牛頓的萬有引力(重力)。經過 10 年的苦思與奮鬥,他終於在 1915 年完成了他的廣義相對論,彌補了此一缺失。愛因斯坦完成此一理論後,立即用它來計算水星繞日的軌跡,解決了牛頓重力理論無法解釋的「為何水星繞日軌跡慢慢變化」的困惑。他更用其廣義相對論,預測了光線在經過太陽附近時,會因該處時空變形(因太陽重力的關係)而彎曲。在 1919 年的日蝕裡,英國天文學家愛丁頓爵士(Sir A. Eddington)測得了星光經太陽附近後的彎曲,發現其值與愛因斯坦理論所計算出來的完全符合〔註二〕!瞬間,全世界報紙競登此一理論,愛因斯坦一夜之間成了全世界家喻戶曉之名字!

圖一:1919 年愛丁頓到西非觀測日全食並拍攝此照 片,觀測結果證實愛因斯坦廣義相對論。太陽正後 方的星光行經太陽,受到太陽四周時空的影響,產 生偏折現象。

讓我們還是將時間倒回到 1915 年吧。愛因斯坦的廣義相對論闡釋了物體如何改變其周遭的時空幾何(geometry of spacetime)、及後者又如何反過來決定物體該如何運動。因宇宙充滿了物體,因此廣義相對論立即成為探討宇宙的工具。1916 年年初(廣義相對論的最後形式是愛因斯坦於 1915 年 11 月 25 日演講時提出的),史瓦斯德(K. Schwarzschild)不但更嚴格的用此理論證明了水星軌跡的位移,並預測了「黑洞」(black hole)的存在(愛因斯坦一直不相信黑洞可能真的存在)。

愛因斯坦當然也在思考著宇宙的問題。一個充滿著星球的無限宇宙在邏輯上是有問題的:任何一點均應感受到無限大的重力、及天空不應是黑暗的〔註三〕。可是一個懸掛在「空間」的有限宇宙也是有問題的:宇宙外的「空間」又是什麼呢?左思右想,愛因斯坦於 1917 年 2 月提出了一個連他自己都認為可能被關到「瘋人院」的第三個宇宙結構:沒有邊界的有限宇宙。這確實是一個非常奇怪的想法:有限的空間怎麼會沒有邊界呢?愛因斯坦舉的例子就是生活在二度球面上的怪人:他們生活的球面是有限的,但卻沒有邊界(上下對他們來說是沒有意義的)。這種宇宙觀雖然奇怪,但是符合邏輯,在數學上也是完全可能的!但他的方程式卻說這樣的宇宙只能膨脹或收縮,這與當時大部分科學家所認為的靜態宇宙觀相衝突!沒想到推翻了深植物理學家心中達兩百多年之久的牛頓時空觀念的革命壯士,竟然在這裡屈服了:為了符合當時的想法,他在其宇宙論裡做了「少許修改」──加入了一個具有排斥力的「宇宙論常數」(cosmological constant)──來平衡萬有引力,使他的宇宙能保持靜態!

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膨脹中的宇宙

1929 年,美國天文學家哈柏(E. Hubble)發表了一些有關從遙遠星群傳來之光譜的測量結果,分析其頻率顯示其光譜線很有系統地向紅色方向位移。哈柏發現此一所謂的紅色位移(red shift),其值隨星球距離之增加而加大。顯然地,遙遠星群是依一定的規則在遠離我們:距離我們越遠,後退速率越快。

這無可避免的結論是:宇宙正處於一種正在膨脹中的狀態!此一完全出乎意外的發現,改變了宇宙論這一研究的整個面貌!如果愛因斯坦在 1917 年時不追隨風尚,硬是相信其相對論的結果,再次大膽地做宇宙膨脹(或縮收)的預測,其大名相信將又再次在全世界各大報章雜誌出現!可惜啊!怪不得他自嘆謂那是他一生中所犯的最大錯誤(biggest blunder)!

一個膨脹的宇宙是一個在改變的宇宙,因此應該具有生命的歷史──甚至可能有出生與死亡。事實上早在1922 年,俄國數學家佛里曼( A . Friedman)就已用廣義相對論去建造膨脹宇宙之各種數學模型:他當年靜靜地發表了他的研究結果,這些模型到現在還是一直被用來做為討論宇宙論的基本理論架構。這些模型的兩個重要特徵是一、膨脹率隨時間縮小;二、雖然現在我們所觀察到的星群均相互越離越遠,但它們過去一定曾經非常接近過。依現在廣為大部分科學家所接受的「標準大霹靂宇宙論」(standard cosmological Big Bang model),現在的宇宙年齡大約是 140 億年。

我們雖然對 140 億年前的宇宙結構細節非常不清楚,但大部分的科學家均認為宇宙是由「一個時空特異點」突然大爆炸而出現的──雖然物理學家尚不知道可用於該特異點的理論。爆炸前的宇宙是處於一個高度均勻、非常高溫、及高輻射能密度的狀態;它爆炸後快速地膨脹而冷卻,於是基本粒子、氫、氦、離子電漿、冷氣體、星群、恆星、太陽及地球相繼出現,形成我們今日所看到的宇宙。大約在大爆炸後 38 萬年時,輻射能的能量因宇宙膨脹而降低到不再足以使氫原子離子化,因此成了孤魂野鬼遊蕩在太空中。此一所謂的「微波輻射背景」(microwave background radiation)果然在 1964 年被發現,成為支持宇宙大霹靂論的最有力實驗證據!

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圖二:如果宇宙的生命只有140 億年,而其直徑卻至少在9300 億光年以上,那相距在140億光年以上的兩個不同區域,如何能 互通信息與能量而達到平衡(均勻)狀態呢?

標準大霹靂的幾個謎題

我們在前面曾提到大霹靂前的宇宙是均勻的;事實上,微波背景的數據顯示,現今的宇宙不但也是均勻,其均勻度更高達萬分之一。這均勻性當然是從大尺度來看的──正如桌面在顯微鏡下雖然凹凸不平,但在肉眼下卻是平滑一樣。可是為什麼這麼均勻呢?最簡單與合理的解釋當然是大霹靂後的瞬間即是如此。可是問題出來了:如果宇宙的生命只有 140 億年,而其直徑卻至少在 9300 億光年以上,那相距在 140億光年以上的兩個不同區域,如何能互通信息與能量而達到平衡(均勻)狀態呢?當然,宇宙在大霹靂之初並沒有這麼大;可是前面提過,佛里曼之宇宙模型的一個特色是膨脹速率越來越慢,因此如果現在不可能互通信息,那以前(大霹靂後不久之時)更不可能了〔註四〕!

第二個問題是為什麼我們的宇宙,其空間幾何(geometry)是這麼的「平」(flat)〔註五〕呢?依廣義相對論,空間幾何的曲度(curvature)是取決於質量密度(單位體積內的質量和能量總和);因此如果大霹靂前的質量密度正好就是造成曲度為零之空間所需之值,那大霹靂後其曲度還是會保持在零值的。問題是:如果霹靂後的質量密度為臨界值的 99.99%(誤差千分之一),則依大霹靂理論推算,現在的宇宙質量密度應只有臨界值的千億分之一!測量宇宙之質量密度當然不是一件簡單的工作,但所有的數據均顯示現在宇宙的質量密度誤差絕對沒有那麼大的!這意謂著大霹靂前的質量密度非常非常準確地正是造成「平」空間所須之臨界值──但怎麼那樣巧呢?

還有,到底是什麼促成了大霹靂呢?

宇宙論常數

1979 年十二月,美國基本粒子研究者古士(A. Guth)突然心血來潮,懷疑他的研究──超冷(supercooled)〔註六〕的希格斯場(Higgs field)──或許也適用於宇宙論。進一步探討的結果,他發現其超冷希格斯場所具有的能量及負壓(negative pressure)比,正與愛因斯坦強行加入其宇宙論的宇宙論常數一樣!我們前面提過此常數是愛因斯坦用來平衡重力相吸的人為常數,本來應該沒有什麼物理意義的!但從其在數學式子中所佔的位置,拉麥崔(G. Lemaitre,比利時牧師及天文學家,大霹靂論的創始者)看到了其所代表的物理意義:均勻地分布於空間的一種奇怪能量。愛因斯坦並未提出此一能量的可能來源,但分析顯示它絕不是我們所熟悉之電子、質子或輻射能等。

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在牛頓力學裡,重力的來源只是質量;愛因斯坦的狹義相對論告訴我們,能量也是一種質量,因此在廣義相對論裡,能量也會產生物質相吸的重力效應。事實上不只如此,廣義相對論裡還有第三種重力來源:壓力!更奇怪的是,如果壓力為正(類似容器內之氣體壓力),則可造成相吸的重力效應;如果為負,則可造成相斥的重力效應。後者的負內壓,正是愛因斯坦用來平衡相吸之重力,而達到靜態宇宙觀的方法!

膨脹宇宙論

古士的研究顯示,如果當初宇宙充滿了稱為膨脹子(inflation)的希格斯場〔註七〕,則在慢慢膨脹而冷卻下來時,這膨脹子可能被困在一能量不為零的非常不穩定之超冷狀態。此狀態的膨脹子因具負內壓,可以提供非常強大的排斥力〔註八〕,促成瞬間非常巨大的膨脹(「大霹靂」的原因),但因此一狀態非常不穩定,膨脹只維持了大約 10^- 35 秒之久,而在這期間,宇宙膨脹率隨著時間而急速加快!此一巨大、迅速加速的膨脹不但能解釋為何現今的宇宙是如此的均勻;它甚至還告訴了我們現今所觀測到的宇宙,事實上只是整個宇宙中非常小的一部份!這又說明了為什麼現今觀測到的宇宙是平的──正如大球表面上的一個小面積看起來是平的一樣。哇!此一偶然發現一下子解決了宇宙大霹靂論的三大謎題!

在宇宙大霹靂理論裡,因為只有重力相吸的關係,認為除了大霹靂那瞬間外,宇宙的膨脹率一直都是隨時間而減緩的。古士的研究則認為大霹靂不是瞬間的,而是持續了大約 10^-35 秒;不僅如此,他也認為在大霹靂的過程中,膨脹率是隨時間而急速越來越大的(圖三a),因此宇宙變得非常、非常的巨大!在大約 10^-35 秒後,此一大霹靂才停止,膨脹子才放出其多餘的超冷能量,產生我們現今所看到的一般物質與能量。在此之後,宇宙的膨脹率才因重力的關係又恢復到其越來越小的正常狀態(圖三 b)!天文學家稱此一改良的「標準大霹靂宇宙論」為「膨脹宇宙論」(inflationary cosmology),為現今絕大部分的科學家所接受的宇宙論。

圖三:宇宙的主要演進。(a)10-35 秒之「大霹靂」(膨脹率越來越大);(b)「標準大霹靂」理 論之大霹靂後的演進(膨脹率越來越小);(c)加速膨脹期(大霹靂後約 70 億年開始)。

不止如此,膨脹宇宙論還解決了標準大霹靂宇宙論裡的一個頭痛大問題,即前面提過之霹靂前的質量密度必須非常準確地接近一臨界值,否則今日可觀測到的宇宙之曲度便不可能為零。膨脹宇宙論不但沒有這個要求,事實上它還預測了今日的宇宙質量(包括能量在內)密度應該非常接近此一臨界值!可是各種數據顯示我們今日所觀測到的宇宙,其質量密度大概只有膨脹宇宙論所預測之值的 5% 而已!

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早在 30 年代,就有美國加州理工學院科學家朱偉基(F. Zwicky)從星群的運動中,懷疑到宇宙中尚存有其他看不到的「暗物體」(dark matter)!科學家也像世人一樣喜歡追風隨俗,一旦有人提出「暗物體」,其存在的證據便開始排山倒海的出現,只是到現在還沒有人知道它到底是什麼「東西」!據估計,這些看不見的暗物體大約可以提供臨界質量密度的25%;加上可看到5%的已知物體,顯然我們還差 70%,才可解釋為何我們的宇宙空間幾何是平的問題!

宇宙中的暗物體與暗能量

1998 年美國加州大學柏克萊分校(Berkeley)的波麥特(S. Perlmutter)團隊,澳洲國家大學(Australia National University)的施密特(B.P. Schmidt)與美國約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)的李斯(A. G. Riess)團隊,相繼宣佈超級新星 la 型的數據顯示,在大霹靂後的 70 億年,宇宙的膨脹率又再次加速了(圖三 c)!此一發現再次重寫了人類對宇宙演化的看法,因此諾貝爾獎委員會決定將 2011 年的物理獎頒給這 3 位「大膽」的科學家。但牛頓重力只有相吸的作用,因此要解釋此一加速膨脹,看來又得求助於愛因斯坦的宇宙論常數了〔註九〕!

不錯,波麥特及施密特思考著:在大霹靂後,宇宙靠大霹靂時的衝力(物理學上稱為慣性)而繼續膨脹,但因萬有引力的關係,膨脹速率將越來越慢;可是如果真有「愛因斯坦的宇宙論常數」,則因其排斥強度不會隨宇宙膨脹而降低(萬有引力則會因宇宙膨脹而降低),它總有一天會強過萬有引力,使宇宙的膨脹率由減速再次變成加速!這一天顯然就發生在他們所發現之大霹靂後約 70 億年時!詳細分析加速資料顯示,他們所需之宇宙論常數之值所代表的質量密度正好是──信不信由你──膨脹宇宙論所在尋找的那 70%!看來愛因斯坦的「宇宙論常數」是真的存在、而不是愛因斯坦所犯之最大錯誤了?!

可是如果真的存在,這現今被稱為「暗能量」(dark energy)的「愛因斯坦宇宙論常數」到底是啥「東西」呢?拭目以待吧,物理學家及天文學家正在努力地尋找此一充滿宇宙及必須具有負內壓的怪物呢:美國能源部、美國國家太空總署及美國國家科學委員會已於 2005 年成立「黑能量特別小組」,來負責此一工作。

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如果真有暗能量存在,那是不是得改寫牛頓萬有引力及愛因斯坦相對論呢?幸運的是:由暗能量所造成的排斥力是與體積成正比的,在像太陽系這樣「小」的體積下,暗能量的效應是完全可以忽略不計的。

結論

為了符合當時的靜態宇宙觀,愛因斯坦於 1917 年強行地於其廣義相對論導出之宇宙觀中加入一稱為「宇宙論常數」的人為常數。1929 年,新數據顯示宇宙不是靜態,而是在膨脹中;愛因斯坦因而後悔當初為何不相信自己的推論,稱他那人為常數為一生中所犯之最大錯誤。80 年代末,「膨脹宇宙論」卻藉助了宇宙論常數,解釋了當時廣為科學家所接受之「標準大霹靂宇宙論」中的 3 個謎題。90 年代末期,新的發現顯示現在宇宙的膨脹速率不是隨時間減小、而是加大,宇宙論常數又再次提供了解釋膨脹率加快所需之排斥力的來源──雖然我們還不知道那所謂的「暗能量」是啥!當然,我們也不知道愛因斯坦在天之靈是否還認為宇宙論常數是他一生中所犯的最大錯誤?

〔註一〕陳俊郎及林琦峰,「伽利略與異想世界-全球天文年開幕」,科學月刊, 2009 年 1 月號。

〔註二〕因 E=mc^2 及質量會受重力之吸引,事實上愛因斯坦早在 1911 年時就已預測光會受重力場彎曲;但其「彎曲值」只有廣義相對論之計算值的一半。

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〔註三〕稱為「歐博斯謎題」(Olbers Paradox);內容詳見參考資料 1 ,第 164 頁。

〔註四〕我們可以用底下的例子來說明。A 為膨脹 1 秒後的原點,B 為膨脹 2 秒後的原點;如果從 O 點發出的光正好於 2 秒後抵達 B 點,因為光速為一定值,而 OB < 2OA(膨脹速率越來越慢),所以在1 秒時,兩點間的距離雖然已為 OA,但光線卻無法由 O 達到 A。

〔註五〕即我們中學所學的所謂「歐氏幾何」(Euclidean geometry)。在三度空間裡,我們很難感覺到「平」的意義。在二度空間, 平面的幾何就是「平」的;而球面雖也是二度空間,但其幾何不「平」;其三角形之內角和不等於 180 °!

〔註六〕像在攝氏零下的水,本應結成冰,但也可能存在於不穩定之超冷水狀態。

〔註七〕此一希格斯場不同於在自發性對稱破壞時,使基本粒子取得質量之希格斯場,內容詳見參考資料 2 。

〔註八〕為當初愛因斯坦用來「平衡宇宙」之常數的 10^100倍!

〔註九〕宇宙膨脹加速的理論當然不止愛因斯坦宇宙論常數一種──但它無疑地是較廣為接受的。另一個認為暗能量是一種第五類物質的 quintessence 理論,則認為暗能量密度不為定值(宇宙論常數裡的暗能量密度為定值,不會因為時間或宇宙膨脹而變)。

  1. P. C. W. Davies ,賴昭正譯,《近代宇宙觀中的空間與時間》,新竹市,國興出版社,1982 年。
  2. 賴昭正,《量子的故事》,新竹市,凡異出版社,第二版,2005 年。

原刊載於 《科學月刊》第四十二卷第十二期

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科學月刊_96
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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上網也要有「技術」!從言論、隱私到國安,你我都該懂的界線
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/18 ・2366字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 國家通訊傳播委員會 委託,泛科學企劃執行。 

以為鍵盤俠天下無敵?小心一個不留神就觸法!人們常忽略「網路並非法外之地」這個重要事實。不只現實生活中的法律同樣適用於網路空間,隨著科技發展,更多應網路特性而生的法律規範也相繼出現。從基本的言論自由到隱私權保護,從智慧財產權到國家安全,法律體系正全面性地回應數位時代的種種挑戰。

在臺灣,網路上的言論自由權利源自《憲法》第 11 條的明確規定:「人民有言論、講學、著作及出版之自由。」釋字第 509 號則指出,「國家應給予最大限度之維護,俾其實現自我、溝通意見、追求真理及監督各種政治或社會活動之功能得以發揮。」網路快速傳播的特性放大了言論的影響力,而大法官的解釋將言論自由的邊際刻畫得更明確,這在數位時代裡顯得格外重要。

網路與社群媒體的快速傳播,放大了言論的影響力。圖/unsplash

網路上的性、暴力與未成年保護

顯然言論自由並非是毫無限制,2023 年 11 月的一起案件就展現其中一種界線的樣貌。當時,一名 36 歲男子將他和網友在網咖的性愛影片上傳至推特,還寫下「《網咖包廂實戰計 1》我跟某公司 OL 戰鬥」等文字。這段影片一經發布,當事女子立即採取法律行動。最終,法院依其以網際網路「供人觀覽猥褻影像」的罪名,判處該名男子拘役 30 日,得易科罰金。這個判決清楚說明了,即便在虛擬空間,散布猥褻影像仍須承擔實質的法律責任。

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特別是在保護未成年人方面,法律的規範更加嚴格。《刑法》第 235 條明文禁止散布、播送或販賣猥褻物品,無論形式是圖文、聲音還是影像。而《兒童及少年性剝削防制條例》第 36 條更進一步禁止任何形式的兒童色情製品被製造、散布和持有。2019年彰化縣曾層發生過這樣一起案件:一名陳姓中年男子將9歲女童帶往居所,不僅強迫她觀看色情影片,還對她進行猥褻行為,甚至將過程上傳至 Google 雲端。儘管他後來試圖以資助女童就學表達悔意,法院仍以加重強制猥褻等罪,判處他 4 年 4 個月有期徒刑。

不實言論的散布同樣可能觸犯法律。2021 年 9 月爆發的「台大狼師案」就是一個警示。一名女大生在網路上指控教師誘騙她發生關係並傳染性病,幾個月後又指控對方對她進行強制性行為。當她提出告訴時,檢方卻查無性侵事實,加上她反覆的說詞,不僅性侵告訴失敗,還因誹謗罪反被加重判刑。

當駭客、間諜都轉戰網路戰場

2013 年,一名退役空軍上校赴陸經商時被情治單位吸收,返台後透過人脈網絡發展組織、刺探軍事機密,並以空殼公司掩護非法報酬,這個情報網持續運作了 8 年之久。

在涉及國家安全的議題上,法律的態度更是嚴厲。根據《國家安全法》第 2 條的規定,任何人都不得為境外敵對勢力及其控制的組織、機構進行資助、主持、操縱、指揮或發展組織,更不能洩漏、交付或傳遞公務機密,違反者將面臨嚴厲的刑事處罰。《刑法》規定,意圖破壞國體、竊據國土,或以非法方法變更國憲、顛覆政府者,處7年以上有期徒刑,首謀更要判處無期徒刑。

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抄襲與轉貼的邊界在哪裡?

在智慧財產權的保護上,臺灣也經歷了數位時代的轉變。台灣第一個網路著作權相關判決,就發生在傳統出版與數位平台的碰撞之中。南方社區文化網路負責人陳豐偉等三人在中山大學 BBS 上發表的文章,未經同意就被《光碟月刊》收錄在隨刊光碟中發行。三人向台北地檢署提告後,《光碟月刊》發行人兼總經理黃俊義被判處七個月有期徒刑,緩刑三年。這個判決為數位時代的著作權保護樹立了重要典範。

臺灣首例網路著作權案判決,為數位時代智慧財產權保護樹立典範。圖/envato

近年來,影音平台的著作權爭議更趨複雜。2022 年,知名 YouTube 頻道「觸電網」就因為片商車庫娛樂檢舉七十多支未經授權的影片,導致經營 12 年的頻道被迫下架。車庫娛樂透過律師聲明,這是針對「未經合法授權影音內容」的標準處理,並表明將追究民事與刑事責任。

受害了怎麼辦?申訴管道報你知

當我們在網路上的權利受到侵害時,可以根據侵害類型尋求不同的救濟管道。最基本的言論自由權利受到侵犯時,可以先向社群平台提出檢舉。若遇到更嚴重的情況,如散布猥褻影像、非法性私密影片等,除了平台檢舉外,還可以向警方提告,或是尋求衛福部「性影像處理中心」的協助。

在面對網路霸凌、不實言論時,可以向台灣事實查核中心、MyGoPen 等組織求助,協助澄清真相。若發現有害兒少身心健康的不當內容,則可以向 iWIN 網路內容防護機構提出申訴。這個由國家通訊傳播委員會支持的組織,會在受理後進行查核、轉介業者改善或依法處理。

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智慧財產權的侵害在網路時代極為常見,就像「觸電網」遭片商檢舉下架的案例。這類情況可以透過平台既有的著作權保護機制處理,情節嚴重者也可以提起民事訴訟要求賠償。若發現可疑的廣告或不公平交易行為,則可以向公平交易委員會檢舉;若是特定領域的違規內容,則應該向各該主管機關反映,例如藥品廣告歸衛福部管轄、證券期貨廣告則由金管會負責。

網路時代的法律規範正不斷演進,從個人隱私到國家安全,從言論自由到智慧財產權,每個面向都在尋求數位環境下的最佳平衡點。作為網路使用者,我們必須理解並遵守這些法律界線,同時也要懂得運用各種救濟管道保護自身權益。唯有每個人都清楚了解並遵守這些規範,才能共同營造一個更安全、更有序的網路環境。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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當心網路陷阱!從媒體識讀、防詐騙到個資保護的安全守則
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/17 ・3006字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文由 國家通訊傳播委員會 委託,泛科學企劃執行。 

網路已成為現代人生活中不可或缺的一部分,可伴隨著便利而來的,還有層出不窮的風險與威脅。從充斥網路的惡假害訊息,到日益精進的詐騙手法,再到個人隱私的安全隱憂,這些都是我們每天必須面對的潛在危機。2023 年網路購物詐欺案件達 4,600 起,較前一年多出 41%。這樣的數據背後,正反映出我們對網路安全意識的迫切需求⋯⋯

「第一手快訊」背後的騙局真相

在深入探討網路世界的風險之前,我們必須先理解「錯誤訊息」和「假訊息」的本質差異。錯誤訊息通常源於時效性考量下的查證不足或作業疏漏,屬於非刻意造假的不實資訊。相較之下,假訊息則帶有「惡、假、害」的特性,是出於惡意、虛偽假造且意圖造成危害的資訊。

2018 年的關西機場事件就是一個鮮明的例子。當時,燕子颱風重創日本關西機場,數千旅客受困其中。中國媒體隨即大肆宣傳他們的大使館如何派車前往營救中國旅客,這則未經證實的消息從微博開始蔓延,很快就擴散到各個內容農場。更令人遺憾的是,這則假訊息最終導致當時的外交部駐大阪辦事處處長蘇啟誠,因不堪輿論壓力而選擇結束生命。

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同年,另一則「5G 會抑制人體免疫系統」的不實訊息在網路上廣為流傳。這則訊息聲稱 5G 技術會影響人體免疫力、導致更容易感染疾病。儘管科學家多次出面澄清這完全是毫無根據的說法,但仍有許多人選擇相信並持續轉發。類似的例子還有 2018 年 2 月底 3 月初,因量販業者不當行銷與造謠漲價,加上媒體跟進報導,而導致民眾瘋狂搶購衛生紙的「安屎之亂」。這些案例都說明了假訊息對社會秩序的巨大衝擊。

提升媒體識讀能力,對抗錯假訊息

面對如此猖獗的假訊息,我們首要之務就是提升媒體識讀能力。每當接觸到訊息時,都應先評估發布該消息的媒體背景,包括其成立時間、背後所有者以及過往的報導記錄。知名度高、歷史悠久的主流媒體通常較為可靠,但仍然不能完全放下戒心。如果某則消息只出現在不知名的網站或社群媒體帳號上,而主流媒體卻未有相關報導,就更要多加留意了。

提升媒體識讀能力,檢視媒體背景,警惕來源不明的訊息。圖/envato

在實際的資訊查證過程中,我們還需要特別關注作者的身分背景。一篇可信的報導通常會具名,而且作者往往是該領域的資深記者或專家。我們可以搜索作者的其他作品,了解他們的專業背景和過往信譽。相對地,匿名或難以查證作者背景的文章,就需要更謹慎對待。同時,也要追溯消息的原始來源,確認報導是否明確指出消息從何而來,是一手資料還是二手轉述。留意發布日期也很重要,以免落入被重新包裝的舊聞陷阱。

這優惠好得太誇張?談網路詐騙與個資安全

除了假訊息的威脅,網路詐騙同樣令人憂心。從最基本的網路釣魚到複雜的身分盜用,詐騙手法不斷推陳出新。就拿網路釣魚來說,犯罪者通常會偽裝成合法機構的人員,透過電子郵件、電話或簡訊聯繫目標,企圖誘使當事人提供個人身分、銀行和信用卡詳細資料以及密碼等敏感資訊。這些資訊一旦落入歹徒手中,很可能被用來進行身分盜用和造成經濟損失。

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網路詐騙手法不斷進化,釣魚詐騙便常以偽裝合法機構誘取敏感資訊。圖/envato

資安業者趨勢科技的調查就發現,中國駭客組織「Earth Lusca」在 2023 年 12 月至隔年 1 月期間,利用談論兩岸地緣政治議題的文件,發起了一連串的網路釣魚攻擊。這些看似專業的政治分析文件,實際上是在臺灣總統大選投票日的兩天前才建立的誘餌,目的就是為了竊取資訊,企圖影響國家的政治情勢。

網路詐騙還有一些更常見的特徵。首先是那些好到令人難以置信的優惠,像是「中獎得到 iPhone 或其他奢侈品」的訊息。其次是製造緊迫感,這是詐騙集團最常用的策略之一,他們會要求受害者必須在極短時間內作出回應。此外,不尋常的寄件者與可疑的附件也都是警訊,一不小心可能就會點到含有勒索軟體或其他惡意程式的連結。

在個人隱私保護方面,社群媒體的普及更是帶來了新的挑戰。2020 年,一個發生在澳洲的案例就很具有警示意義。當時的澳洲前總理艾伯特在 Instagram 上分享了自己的登機證照片,結果一位網路安全服務公司主管僅憑這張圖片,就成功取得了艾伯特的電話與護照號碼等個人資料。雖然這位駭客最終選擇善意提醒而非惡意使用這些資訊,但這個事件仍然引發了對於在社群媒體上分享個人資訊安全性的廣泛討論。

安全防護一把罩!更新裝置、慎用 Wi-Fi、強化密碼管理

為了確保網路使用的安全,我們必須建立完整的防護網。首先是確保裝置和軟體都及時更新到最新版本,包括作業系統、瀏覽器、外掛程式和各類應用程式等。許多網路攻擊都是利用系統或軟體的既有弱點入侵,而這些更新往往包含了對已知安全漏洞的修補。

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在使用公共 Wi-Fi 時也要特別當心。許多公共 Wi-Fi 缺乏適當的加密和身分驗證機制,讓不法分子有機可乘,能夠輕易地攔截使用者的網路流量,竊取帳號密碼、信用卡資訊等敏感數據。因此,在咖啡廳、機場、車站等公共場所,都應該避免使用不明的免費 Wi-Fi 處理重要事務或進行線上購物。如果必須連上公用 Wi-Fi,也要記得停用裝置的檔案共享功能。

使用公共 Wi-Fi 時,避免處理敏感事務,因可能存在數據被攔截與盜取的風險。圖/envato

密碼管理同樣至關重要。我們應該為不同的帳戶設置獨特且具有高強度的密碼,結合大小寫字母、數字和符號,創造出難以被猜測的組合。密碼長度通常建議在 8~12 個字元之間,且要避免使用個人資訊相關的詞彙,如姓名、生日或電話號碼。定期更換密碼也是必要的,建議每 3~6 個月更換一次。研究顯示,在網路犯罪的受害者中,高達八成的案例都與密碼強度不足有關。

最後,我們還要特別注意社群媒體上的隱私設定。許多人在初次設定後就不再關心,但實際上我們都必須定期檢查並調整這些設定,確保自己清楚瞭解「誰可以查看你的貼文」。同時,也要謹慎管理好友名單,適時移除一些不再聯繫或根本不認識的人。在安裝新的應用程式時,也要仔細審視其要求的權限,只給予必要的存取權限。

提升網路安全基於習慣培養。辨識假訊息的特徵、防範詐騙的警覺心、保護個人隱私的方法⋯⋯每一個環節都不容忽視。唯有這樣,我們才能在享受網路帶來便利的同時,也確保自身的安全!

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從太陽發光到生命突變,一切都歸功於量子穿隧效應?
PanSci_96
・2024/10/19 ・1962字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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在這個充滿光與生命的宇宙中,我們的存在其實與一種看不見的力量密切相關,那就是量子力學。沒有量子力學,太陽將不會發光,地球上的生命將無法誕生,甚至整個宇宙的運行規則都會截然不同。這些微觀層次的奧秘深深影響了我們日常生活的方方面面。

其中,量子穿隧效應是一個看似違背直覺但至關重要的現象,從太陽的核融合反應到基因的突變,這種效應無處不在,甚至還牽動著當今的高科技產業。

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什麼是量子穿隧效應?

我們可以將量子穿隧效應比作一個奇妙的穿牆術。想像一下,你身處一個被高牆包圍的城市,牆外是未知的世界。通常,如果你要越過這道牆,需要極大的力量來翻越它,或者用工具打破它。然而,在量子的世界裡,情況並不如此。

在微觀的量子力學世界中,粒子同時具有波的特性,這意味著它們並不完全受限於傳統物理的規則。當一個微觀粒子遇到能量障礙時,即使它沒有足夠的能量直接穿過障礙,卻仍有一定機率能出現在障礙的另一邊,這就是「量子穿隧效應」。粒子彷彿直接在牆上挖了一條隧道,然後穿越過去。

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這聽起來像魔法,但它背後有深刻的物理學道理。這個現象的發生取決於量子粒子的波動性質以及能量障礙的高度和寬度。如果障礙較矮且較窄,粒子穿隧的機率就較高;反之,障礙越高或越寬,穿隧的機率則會降低。

太陽發光:核融合與量子穿隧效應的結合

量子穿隧效應的存在,讓我們能夠理解恆星如何持續發光。以太陽為例,太陽內部的高溫環境為核融合反應提供了所需的能量。在這個過程中,氫原子核(質子)需要克服極大的電磁排斥力,才能彼此靠近,進而融合成為氦原子核。

然而,單靠溫度提供的能量並不足以讓所有質子進行核融合。根據科學家的計算,只有約10的 434 次方個質子中,才有一對具備足夠的能量進行核融合。這是一個極小的機率。如果沒有量子穿隧效應,這種反應幾乎不可能發生。

幸好,量子穿隧效應在這裡發揮了關鍵作用。由於量子粒子具有波動性,即便質子沒有足夠的能量直接跨越能量障礙,它們仍然能透過穿隧效應,以一定機率克服電磁排斥力,完成核融合反應。這就是為什麼太陽內部的核融合能夠源源不斷地發生,並且持續產生光與熱,讓地球成為適合生命生存的家園。

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量子穿隧效應與生命的演化

除了恆星的發光之外,量子穿隧效應還對生命的誕生和演化起到了關鍵作用。地球上物種的多樣性,很大一部分源於基因突變,而量子穿隧效應則幫助了這一過程。

DNA 分子是攜帶遺傳訊息的載體,但它的結構並不穩定,容易在外界因素影響下發生變異。然而,即使沒有外界因素的干擾,科學家發現 DNA 仍會自發性地發生「點突變」,這是一種單一核苷酸替換另一種核苷酸的突變形式。

量子穿隧效應讓氫原子隨時可能在 DNA 結構中進行位置轉換,從而導致鹼基對的錯位,這在 DNA 複製過程中,可能會引發突變。這些突變若保留下來,就會傳遞給下一代,最終豐富了基因與物種的多樣性。

量子穿隧幫助促進 DNA 突變,協助生命的演化與物種多樣性。圖/envato

半導體技術中的量子穿隧效應

除了在宇宙和生命中發揮作用,量子穿隧效應還影響著我們的日常生活,尤其在現代科技中。隨著半導體技術的發展,電子設備的體積不斷縮小,這也讓電子元件的性能面臨更大的挑戰。

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在微小的電子元件中,量子穿隧效應會導致電子穿過元件中的障礙,產生不必要的漏電流。這種現象對電晶體的性能帶來了負面影響,因此設計師們需要找到方法來減少穿隧效應的發生,以確保元件的穩定性。

雖然這是我們不希望見到的量子效應,但它再次證明了量子力學在我們生活中的深遠影響。設計更有效的半導體元件,必須考慮到量子穿隧效應,這讓科學家與工程師們需要不斷創新。

量子力學是我們宇宙的隱藏力量

量子穿隧效應看似深奧難懂,但它對宇宙的運作和生命的誕生至關重要。從太陽的核融合反應到基因突變,甚至現代科技中的半導體設計,量子力學影響著我們生活的方方面面。

在這個充滿未知的微觀世界裡,量子現象帶來的影響是我們難以想像的。正是這些看似不可思議的現象,塑造了我們的宇宙,讓生命得以誕生,科技得以發展。當我們仰望星空時,別忘了,那閃耀的光芒,背後藏著的是量子力學的奇妙力量。

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