目前日期文章:200709 (6)

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科技台文之5

Hubble太空望遠鏡(HST,Hubble Space Telescope)



楊健

清華大學物理系/統計所



細漢暗時gah父母di後埕看天頂e星,是阮以早上愛做e代誌。歸e天e星閃閃sihsih假若呢對你nih目睭。後來大漢了後讀冊kah知影,星e閃sih是因為咱dua e地球有一層氣層。Zit個大氣層會過濾外太空e光線,使得咱看著e星m是像普通e電火球仔一直穩定deh發光,是無停e一閃一sih。

咱攏知影,地球e大氣層ho咱一個保護,使咱ve受著日頭光e灼(ziok6)傷。但是對天文學家來講,zit層大氣層卻會使得紫外線大部分被過濾,使得咱若deh觀察外太空e時陣,不但無法度進行紫外線e觀測,也親像di水底看邊e世界,隔有一層“朦朧”。雖然一閃一sih真sui,但是這是做科學工作上無方便e代誌。所以di 1923年dor有一位號做Hermann Oberth科學家提出太空望遠鏡e概念,希望對太空e觀察有kah好e改進,但是一直到1977年,美國才進行Hubble望遠鏡e製造。

Hubble望遠鏡全長約13.3公尺,闊4.3公尺,重11.6公噸,造價大約二十億美金。伊是由美國e太空梭發現號裝載到太空,kah gorh ga伊放di地球e軌道頂面。由地面e工作人員經過電腦來控制伊e運動gah觀測。而且經過電波ga伊所觀測著e影像送回地面。因為伊dua he地球大氣層e頂面,所以伊edang比地面任何e望遠鏡gorh看kah暗、kah遠e星體,由zia所觀察出來e數據,科學家edang更加kah正確來推算宇宙e年紀gah星體e結構。但是趣味e是,離咱上近兼上大e日頭公--太陽,Hubble卻無法度tang觀察,因為太陽e強光會ga Hubble內底精密e儀器燒害去。

Hubble太空望遠鏡e升空滿足了真濟科學家e夢想,但是因為人為校正e疏忽,伊di製造主鏡打磨e過程出現鏡面弧度e差,致使聚焦(focus)ve準,所hip出來e相片dor親像聚焦無對好e hip像機所攝影出來e像,無法度達到科學家預期e清晰度。雖然後來科學家也發展出來一寡新e數學方法來處理所得著e數據、影像,但是iau有真濟想veh做e觀測無法度做。這可能是發展新數學成本上貴e方法。

現在美國太空總署(NASA)隨時攏ga Hubble所觀測著e資料送上網路,有興趣e人edang上網路:http://wfpc3.la.asu-edu/sah.htm去找上新e資料gah圖片。而且國內e報紙gah雜誌ma無定時會做zit方面e報導,咱攏edang隨時留意參考。

(原登di茄苳12期1996年5月)















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科技台文之4

有頭腦e機器



楊谷洋

交通大學控制工程系 教授



Di咱e生活中,充滿著各式各樣e現代化產品,ma致使咱過e日子有更加一步e舒適gah方便,比如講zimma有一種智慧型模糊(fuzzy)洗衫機,會曉根據衫a褲e數量gah質料,自動調整洗衫粉e份量、水量、水溫、gah轉速等,另外ma有智慧e電鍋,家己會斟酌水gah米e比例,煮熟QQ e米飯,ho真濟查甫人chue無理由講免洗衫、煮飯。當然咱會希望以後會發明愈巧e產品,ma會愈體貼人心;di這e機器e智慧化過程中,到底未來會對dor一方向來發展neh?無定對咱先來回顧看maileh機器是按怎跟隨人類e腳步來演進e,無一定有“知古鑑今”e效果。

話ui頭仔講落來,di古早hit當時,咱e祖先a利用石頭、樹枝等來製造原始e工具,後來因為提鍊金a等技術e發展,同時kah勇、gorhkah精緻e器具ma due deh同濟出現,但是zit個時期e工具,基本上攏無自身e動力,ma無法度自我運作,比如講做穑用e犁、馬車等等,完全靠人ia是動物來提供動力gah操控。了後,人漸漸dann學會曉利用來ui大自然界e風gah水e動力源,親像荷蘭真有名e風車、ia是提供沃水e水車等,當然風車gah水車e運作,必須愛設計出好e控制方式,ho伊會曉免靠人ma知影di變化e風、ia是水流中維持伊e穩定,按呢,機器算做開始有一點a聰明a。

十八世紀英國e Watt[瓦特]發明了蒸汽機,ma引起第一次e革命,蒸氣e動力di某一種程度頂面ho人m免靠大自然e動力,這時陣人類e歷史ma對陸權進入去海權時代,利用蒸氣e船隻開始大步行走海洋,ma開闊了人類e眼光;二十世紀人類發明了飛lying機,ui大海進一步飛行起去天頂,甚至利用太空船、太空梭來探測無限、神秘e外太空。Zia e進展除了講有強gorh有力e engyine以外,電腦e出現ma扮演著一個真重要e角色,因為伊快速e運算能力gah大量e記憶體,使得kah新e、kah完善e控制方式edang實現,ho機器di面對複雜e狀況e時陣,有能力作出正確e判斷;di zit個時陣,咱會用得講機器已經親像具備有一個“頭腦”。

一個有頭腦e機器ho人類真大e鼓勵gah想像e空間,親像真濟科幻電影中攏有無仝型式e智慧型機器人,比如”生化電子人”、”機器戰警”、”魔鬼終結者”等。當然電影中e物a是kah無實際,mgorhma代表著人類e夢想;另外一方面,既然是人腦gah電腦e對比,按呢是m是會用ga人類e智慧送入機器e電腦來,ho伊親像人仝款聰明?這ma是現此時一個真熱門e研究方向,不過畢竟人是人、機器是機器,雙方有基本e差別,比如講人有感情、有情緒、ma有kah好e想像力,反之,機器edang一直重複做複雜e計算gah比對,所以另外一個研究方向是去chue出人gah機器合作e方式,好好利用雙方e優點,比如講遙控機器人e觀念dor是結合人e智慧gah機器人e能力來設計di未知、a是危險e環境情形下來進行工作。

簡單開講機器智慧化e種種,有一個奇怪e想法浮現di頭殼內:“人是m是ma會用算做有頭腦e機器?”現代e社會、現代人e生活方式,的確是愈來愈機器化、電腦化、自動化,希望咱dih deh追求人工智慧、建造新e機器e同時,ma會得著啟示gah反省,人當然應該iau有淡薄a無仝款,若無是ganna一個”有頭腦e機器” niania。

(原登di茄苳12期1996年5月)















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科技台文之3

管理者e思考方式



王耀德

交通大學管理科學系教授



管理是什麼?有人deh講,管理是一門科學。管理應該gah代誌e計劃、組織、領導、控制有關係。計劃是根據咱想veh達成e目標,想好所有應該做e活動是什麼。組織是想好咱veh做e活動到底veh按怎做,需要什麼人力gah物力。領導是想辦法ho人edang認真gah拍拼去做代誌。控制當然是去檢查咱所做e活動到底有達成咱e目標無。按呢看起來,veh做好管理e kangkue真需要思考e功夫,因為代誌e計劃、組織、領導、gah控制攏愛用腦筋。做管理kangkue e人應該有真濟時間,edang靜靜去思考。

事實gam按呢?根據學者e研究,公司內底e管理者攏真無閒。一工gah暗攏dih做代誌,對一件代誌e注意時間平均ganna有九分鐘lan na,根本dor無法度去做長時間kah完整e思考。按呢,到底做管理kangkue e人annua去思考?無思考,哪有可能計劃、組織、領導、gah控制?其實,管理者ma是愛用腦筋思考,只不過yin e思考方式gah咱無仝款而已。管理者用行動去思考比坐e用心思考kah濟。一個人坐e思考時陣,edang處理真濟e資訊,edang用理論去做分析。按呢e思考需要kah長e時間,需要用kah濟e心思。管理者e思考方式是一面思考一面採取行動:先做一點仔思考,dor去採取行動,根據行動結果所產生e資訊,修正家己e思考。行動gah思考結合起來,因此di真短e時間,dor edang按代誌e計劃、組織、領導、gah控制做好。比一個例,咱dih練pah槍e時,edang用二種方法來調整槍頭e方向。一個是用真科學e方法,測量距離、風向、風速,用數學公式來計算槍頭瞄準e方向gah角度。另外一個方法,dor是做大約e瞄準,拍一槍看mai,按標兵報轉來e結果調整風向。頭一個方法愛kah用心,用kah濟e時間,處理kah濟e資訊。第二個方法,結合行動gah思考,真緊dor edang拍著目標。由此可見,行動中e思考方式kah適合真無閒無時間e管理者。

敢是所有e管理者攏愛做真濟e思考?根據學者e研究,除了思考能力以外,管理者愛gorh有真好e技術能力gah處理大眾關係e能力。公司內底,愈低級e管理者,愈需要技術能力,愈guan級e管理者,愈需要技術能力,不管guan級a低級,攏需要大眾關係e能力。可見,ganna有科學技術e知識,vedang ho一個人做kah guan級e管理者。除了vat技術以外,gorh愛有思考e能力。

因此,無m對,管理是一門科學,是一門需要di行動中做思考e科學。真濟讀科學e人ma真qau思考,可惜yin vedang做好管理e kangkue,因為yin ve曉一方面行動一面思考,所以m是所有e人攏edang做管理者。請你自問,你e思考方式是m是行動中e思考?若是,緊去開公司,做頭家,一定大趁錢。

(原登di茄苳12期1996年5月)















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科技台文 之2

台灣都市空氣e污染 ~ 一葉知影污染



孫岩章

台大植物病蟲害學系教授、環境病害研究室主持人



Di 1989年春天e某一工,台北縣新莊鄉e農會推廣人員ham一群農民氣putput ga菜園e蒿仔菜攏總挽起來,四處teh去陳情,為什麼?因為蒿仔菜葉一暝之間一時攏總變gah ve賣zit。Hit當時,a無人知影是什麼原因。所以yin dor ga一部分樣品送來台灣大學ho我診斷gah鑑定。等我看著zia e蒿仔菜葉,確實ma是驚一dior,因為我過去雖然看過ve少e空氣污染案例,可是mvat看過zia慘e代誌,zia e蒿仔菜葉是安怎會變成臭尾da,又gorh反光變銅色,是一個ho人感覺真無正常e事件。

在hit當時,我di台灣大學e實驗室ziann du設立一冬,內面無什麼儀器可以化驗。但是我去bing國外e文獻資料後,慢慢a感覺出可能是一種光化學污染物所造成e。然後,我dor一步一步去買一寡分析儀器,希望edang對空氣中分析出特殊e污染物,di zit段漫長e籌備期間,我e田野調查ma攏無停過。結果發現臭尾da e蒿仔菜不dann是出現di新莊,包括板橋、土城、樹林、三峽、泰山、五股、中和、永和、新店e蒿仔菜ma攏總受害,甚至連台北市e大部分地區ma攏看會著。到底污染區e範圍有外大?這又gorh變成一個真好e研究調查e題目。因為蒿仔菜葉e受害可以ho咱知影污染e存在,菜葉e受害範圍正是嚴重污染e範圍。

Dor按呢,我痟痟衝憨憨a veh去追究一個到底,dor對台北向南,一縣看過一縣,一市看過一市,di 1980年調查清楚e結果,證明全台灣有三個大地區e空氣攏vai gah 會ho菜葉會臭尾da。Zit三個dor是台北盆地、台中盆地、gah高屏地區。若ga yin每一地區劃線圍起來,yin e面積大約是台北450平方公里;台中盆地連南投、彰化是400平方公里;高雄、屏東、台南、包括東爿到旗山、美濃、六龜、南至枋寮是1200平方公里;以上三個攏總加起來是2050平方公里,du好是台灣平地e七分之一。Zit個事實證明台灣e都市空氣已經是出了真大e問題啦!

Di 1992年我e儀器設好了後,化驗e結果,證明台北e天頂大氣當中,一旦di無風、有日頭e hit日,dor edang驗出一種叫做”PAN”e氣體,(伊e全名中文叫做過氧硝酸乙醯酯,英文叫做peroxyacetylnitrate,簡稱叫做PAN)只要hit日是無風、有日頭,台北e街a路dor看ve到路尾。遠遠看去dor是一片煙霧pupu,四周圍e觀音山、大屯山、四獸山攏vih di茫霧中,這dor是咱所講e “化學煙霧”。受到zit種污染後,蒿仔菜大約di hit暗出現病症,隔日透早dor看gah真清楚,按呢e情形,edang估計伊受害e程度。咱叫zit種植物是「空氣污染指標植物」。

到目前為止,阮e實驗室已經有四種以上e空氣污染指標植物發展成功。Zia e品種可以同時監測PAN及另一種污染--臭氧(ozone)。而且阮也徵求台中、嘉義ham高雄地區e國中、國小老師,參加空氣污染指標植物e合作計畫,ho yin di校園內種zia e植物,觀察有受害無、di dor一日出現病徵,按呢edang知影各地e實際污染情形。

古語有講:“一葉知秋”。一片蒿仔菜葉確實會ga咱講昨ang e空氣是外vai。如果你若有興趣veh試看mai,歡迎您向台大植物系環境病害研究接詢,電話02-392-5622。

(原登di茄苳12期1996年5月)















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科技台文之1

台灣上濟e水鳥--濱鷸



趙蓮菊 清華大學統計所 教授



Di新竹客雅溪出口,逐年十月gau隔冬e四五月之間,是真濟水鳥積聚歇睏e所在。Zit 個時陣ma是阮e朋友--濱鷸來gah台灣e季節。五六年前,hit當陣iau di鳥會做代誌e永弘來gau新竹,teh一寡干豆(關渡)地區濱鷸e資料ho阮分析。Hit個時陣阮iau gorh m知影有關濱鷸e詳細情形,但是一接觸著直覺上dor感覺足趣味e,dor due鳥會e朋友四界去賞鳥,阮ma想veh gau賞鳥成做家己後日a上甲意e藝量,ho我一生受用不盡。

Zit幾冬來,阮看過e鳥a有百外種,但是上愛ma是伊--濱鷸(byin lut8)

濱鷸e學名叫Calidris alpyina,英文名叫dunlyin,伊di熱天ham冬天e羽毛無仝。熱天時,腳脊骿是暗豬肝色、腹肚中央有一塊烏色是伊e特徵:冬天e時,腳脊骿gah胸葉e邊a是pu土色e,腹肚是白色e,飛e時翅a展出來白色。Yin上愛歸群做伙出現di河口、浮崙a(沙洲)、lam土(沼澤)地帶,腳步急促若逼鼓箸、而且qau走。Chue食e時,鳥喙插入去土縻漿中啄食。Di台灣e淡水河、客雅溪、中港溪、大肚溪出現,是咱台灣上濟e水鳥。根據干豆1988年9月份gau 1989年四月份總共縛放390隻e濱鷸資料:

鳥喙長(mm)35.2±2.58(平均±標準差),28.9-42.3(最小、最大值)

全頭長(mm)59.6±2.74(平均±標準差),110.0-136.0(最小、最大值)

重量(g)57.7±5.71(平均±標準差),42.0-78.0(最小、最大值)

Yin di四五月向北飛轉去”西伯利亞”凍原地帶牛湠了後,gau隔冬10月向南飛,是一款以查某鳥為主e母系社會。查某鳥e體型kah大,喙makah長,但是ganna ui外觀看起來並無法度分辨yin是公e a是母e,所以必須愛借著統計分析來幫助。按照統計分析e結果,發現愈靠南方e所在,公e濱鷸鳥dor愈濟。生物學家deh猜測是:可能是鳥群所停腳e所在若siunn窄、而且食物無夠e時陣,社會地位kah低e公鳥dor hong迫deh繼續向南飛走,所以愈南方yin歇e所在,公鳥e比例dor愈guan,台灣是yin上南e棲息所在,根據干豆地區統計e結果,公鳥e比例guan gau 65%!

逐冬四五月阮看yin成群飛轉去北方,阮m知下一冬yingorh來客雅溪口e時陣因為”香山填海計畫”來失落yin e厝?有一寡人認為人e生存比鳥e生存gorhkah重要,所以必須開發溼地填海造陸,但是三年一閏、世間好vai照輪,”今仔日鳥隻、明仔載咱人” 人gah鳥實在是共存共亡e,一旦鳥e生存所在被破壞、蹧蹋以後,yin ma無愛gorh再來,gah yin相關e植物ma一定會消失去,gau hit時陣,強風狂沙一吹來,其實咱人ma是漸漸會失去zit塊土地。

Veh gau當時,阮ziann m免煩惱neh?



(原登di茄苳12期1996年5月)













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塔dang時會倒luai?~~Pisa ki 塔[比薩斜塔]



Pisa 是zit gai義大利旅遊上尾後落腳e一站lo。

觀光區e四箍笠仔,真特殊,一落遊覽車,路攤排e紀念品,除了ki塔e模型,義大利境內e景點卡片,Pinocchioe複製品等等之外,真濟非洲人di zia deh銷售鼓、螺仔殼e產品,我為朋友選一條螺仔殼珮鍊,表示名牌國度之外,來自大自然e原始意味。

關係Pisa ki塔e代誌,大約di咱e小學生時代,老師dor會ga咱講e一個故事,關係近代物理之父Galeleo[伽利略1564-1642]di zia做過自由落體e實驗,為科學少年注入一寡常識。

等你到塔e面前,自然ma會親像咱一世人所意愛e夢中情人,出現di你目睭前仝款,趕緊想veh ga攬一個。拜科技發明憨呆hip像機e方便,zit個夢想dor di取背景,屈一個腳馬、做en倒e手勢,採擬真e角度了後,隨時dor出現di你相機鏡頭當中,你若無夠甲意,a dor gorh重來hip dor好。

每到一個景點,每一個所在,veh參觀大約攏愛門票,無收費e一定愛排隊,而且排隊無一定di自由行動e時間內底,dor edang順利進入場地,gorh講是m是edang如意看gah詳細,gorh無一定。這ma是因為古物、老建築無法度承載真濟人e重量,需要控制e原因,a若無一堆人若麵丸做伙擠入去,咱zit款身格kah細漢e東方人,di漢草粗大e西洋人後壁,保證效果是切人意。

出我所料e是,來到ki塔前,仝款是教堂、洗禮堂逗陣群立,教堂gah洗禮堂e大門是關vatvat。地面e青草地修整gah若一塊綠地毯。大部份e遊客攏是deh掠取kia塔e景觀。

有人講,來到義大利一四界攏是天主教堂,dor親像台灣境內主要e信仰,媽祖廟是真普遍仝款。Di zit個老國度,教堂是一個小社區精神寄託、告解懺悔、聚會禮拜e中心,ma是各大區域表示富裕、權力管轄e比賽重點。大部份出名立世e大教堂,攏是集數代建築宗師、工畫師、雕刻家落款,一起造dor延續數百年,一直強固基礎修修改改,目的是為veh edang傳千秋萬世。

教堂是活動中心,大約四百五十冬前,Galileo Galilei出世di Pisa。Galileo生長e空間,gah教堂等是一體e。來到zia,雖講無真正入去教堂內底探訪天棚頂面,hit pa引人入神e大吊燈hainn動e情況,去啟發出Galileo zit個ve滿二十歲e青春少年家,進一步去實驗「擺錘等時性原理」,卻因為veh描寫zit個ki塔相關e記憶,引渡我去了解zit個開破天荒e祖師,上少di我觀念中e義大利是創造名牌流行、愛享受之外,zit個真例ga我說服,為什麼義大利是一個充滿創意、發明e民族。

Zit個國族e金頭腦ui De Vanci開始累積落來,gorh kah頭前e推論有Aristotle[亞斯多德] 。文藝復興時期e科學家,崇拜Aristotlee理論,以「地心論」束縛著「日心論」。教皇gah科學界諸公,堅持講月娘e表面是光滑完美e,一直到Galileo用伊改良e望遠鏡,看著真像,目睭花花e凡人iau 停di天堂e構想,以家己想家己對e自閉、無知gah權威,封鎖其他可能性,親像石鐵,自認偉大eAristotle是vesai懷疑e,任何挑戰攏是異端。

其實人he Aristotle有講過:我愛我師,更愛真理。這敢m是zit寡即得利益者,yin提來做保護權力地位e神主牌仔e借口?

自十四世紀以來到十六世紀中間,文藝復興e熱度,ho教宗、普世價值過頭崇拜Aristotle,或者是古希臘、古羅馬e光彩,任何gah zia e欽定e教條攏抱moh diaudiau m甘放,Aristotle變做不可kap 著e神聖,一如神聖羅馬帝國e君權加上神權,牢固e神威體系,阻擋著Copernicus[哥白尼]e《天體運行論》,ho伊白白送死,而且Galileo因為認同「日心論」,ma遭受軟禁e徒刑。Aristotle若知影zit個悲劇,心肝頭會碎iamiam。

驚動武林、震動萬教eNewton[牛頓1642-1727],di Galileo身後出世,zit個英國e物理學家,講伊e成就是kia di大師e肩胛頂面。科學界攏知影,Newtone第一、第二定律,是原出Galileoe「慣性原理」。當年Galileo認定:運動m免外力來維持,若無外力作用,zit個物體永遠會保有原來e運動狀態。Zit個時陣,Aristotle已經di另外一個遙遠e國度,歇睏真久、真久a,照伊e個性gah修養,應該真甲意有聰明人推翻伊e「運動需要外力」e錯誤,奈何ga伊painn做盾牌e保守派gah權勢殘害進步,陷害良正eGalileo屈服di憨愚之下,ho伊帶著委曲,di另外一個世界鬱卒。

Zit個冤屈捆鎖黑暗牢房三百冬後,教宗dann承認m對,公開ga Galileo會失禮。

科學e證據hiah明確,所謂e宗教家,應該一本謙卑了解人類e有限,重視新發現gah新發明,偏見往往造成重大傷害,甚至毀滅。

Ga「研究e目的是deh追求真理」釘di心內eAlbert Einstein[愛因斯坦1879-1955],伊講:我認vateGalileo精神,是deh向任何權威做基礎e教條展開戰鬥。本來Aristotle、Copernicus、Galileo、Newton、Einstein zit群天才dor是 kia di 真、善、美e本質頂面。Galileoe學生Viviani[威威阿尼] ,di 1654年ga老師立傳,講著Galileo曾經di Pisa ki塔做過自由落體運動e實驗,有人講cue 無zit款證據。其實,有gah無之間,攏m是hiah重大,主要e是zit個簡單e講法,所veh表達e是一代宗師勇敢追求真理e精神,伊e貢獻已經變做傳奇a。

真濟人操煩塔當時會倒落來,背後真正e理由,可能是deh操心zit位國寶e榮光,愛kah濟e呵咾,來補充對伊身前e不公不義,若超越zit層事件,對全世界e科學教育象徵意義,是無可限量。我因為來zia一zua,重新用科普常識來看Galileo,本身dor是證明。

若講Firenze是都會e地位,Pisa是村莊,因為村莊e靈秀培養zit位偉大e科學家,除非有什麼大變動,若無實體e塔不管當時會倒來,已經m是hiah重要a!因為Galileoe發明gah發現已經gah每一個角落e人,仝款呼吸a!

(200508筆記,20061110整理)



參考書目:

1.伽利略(Galileo Galilei)著;Albert Van Helden英譯、簡介、結論、注釋;徐光台中譯、導讀。《星際信使》。台北市:天下,2004。













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