石墨烯的蝴蝶效應在量子科技上掀起風暴

石墨烯是一種由碳原子排列成蜂巢狀單層結構的材料,自2004年被成功分離後,由於它優異的物理特性,引起了材料科學的革命,科學家紛紛投入石墨烯的研究,在2024年2月,新加坡國立大學的研究團隊在《自然化學》(Nature Chemistry) 上發表了一項革命性成果,他們透過將石墨烯修飾成蝴蝶形狀,使其同時具有鐵磁性和反鐵磁性,而當中的電子則具有高度的量子自旋糾纏,這一發現被認為是量子科技發展的重大突破,有望成為新一代量子材料的基礎,推動量子計算和通信技術的進步。

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【探索31-8】海洋溫差發電

海洋占據了地球表面積的70%,而其中也蘊含著極其龐大的能量,如何將這些能量轉換成可供我們利用的能源,是一項極其重要也困難的研究領域,也就是世界各國依照各自天然條件積極開發中的海洋能。目前海洋能的應用各式各樣,除了前面場次介紹的洋流發電外,還有潮汐發電、波浪發電等,當然還有今日的主題「溫差發電」。你知道嗎?位在花蓮的和平電廠可是一座非常獨特的發電廠喔!究竟它特別在哪裡呢?溫差發電又是什麼呢?本期探索基礎科學講座邀請到和平電力股份有限公司永續發展與溝通部余宗謙經理,來與我們揭開溫差發電與和平電廠的神祕面紗。

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多變多巴胺——第三部:好奇偵探DAN的變老

本篇要介紹的是會放電的工作細胞,多巴胺能神經元 (DAN) 是主角,而神經遞質化學物質多巴胺姑娘是配角,他們兩位在兩個關鍵的大腦區域中工作時,DAN扮演著愛好新奇解謎的福爾摩斯,主導尋找新奇事物的相關神經機制,並且也是連接好奇和神經元活動為關鍵。但這裡有一個問題:隨著年齡的增長,DAN將會漸漸失去尋求新奇的能力。究竟為什麼會這樣呢?導致好奇心下降的背後神經機制又是什麼呢?

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談甲骨文的「鳳」與祥瑞鳳凰的起源(上)

鳳是古代中國傳說中的神鳥,傳統形象往往是有著五色翎羽並帶著萬丈光芒,祂的起源仍是個待解的問題。目前最古老的鳳只宜上溯至商代晚期甲骨文的「鳳」字,從字形特徵來判斷應是根據綠孔雀而來。早期的「鳳」字都假借為「風」,承繼了甲骨文的西周金文「鳳」字則是戰國時代「風」字的字源,是形聲字省去形符,並與聲符結合再行訛變的結果。從「鳳」字在卜辭中的意義來檢視,商代晚期的鳳看似的確不具任何的神鳥意涵,但從器物的紋飾表現上卻可能未必如是。

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【探索31-7】氫能材料與技術發展

氫能應該可以說是近年來最受矚目的綠色能源了,因為它的產能過程並不會有碳排放產生,而燃燒後的產物僅有水,對自然完全無害,因此被專家們認為是減碳目標、永續目標非常重要的達成手段之一。儘管氫能如此美好,但離我們想要普及使用,還有很長、很多的路需要走。除了人們對於它的安全性存有疑慮之外,如何儲存、如何降低它的放能溫度門檻,都是非常需要專家們持續努力研究,以及一般民眾去改觀與適應的。本期探索基礎科學講座邀請到臺灣大學材料科學與工程學系謝宗霖教授,來與我們分享氫能的產能原理,以及目前技術開發的近況,並分析與討論未來的氫能普及可能面臨哪些考驗。

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超越人類認知謬誤的LLM

你有沒有想過,當別人向你提問時,你回答問題的思考邏輯是什麼呢?這個看似很奇怪的問題,其實是非常重要的事情,因為它可能是造成我們思維與人工智慧思維有所區別的最大原因。從經典的心理學實驗「琳達問題」,認知心理家發現人們在思考時,容易因為捷思法,透過自己的經驗反射性判斷出答案,而非經過複雜縝密的思考。讓人意外的是,這樣的問題在LLM當中也同樣會發生,但差別在於LLM如果透過提示與修正提問方式之後,回答準確度會有上升的趨勢,但在人類身上並沒有這樣的效果。如此看來,機器的發展和人類大腦的發展,似乎並不是依循著相同的發展路線而前進,這又是另一個值得玩味的議題。

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【科學史沙龍】2024科學史沙龍——摸燈源史能

今年的科學史系列活動「摸燈源史能」,將分享人類運用自然能源的歷史!透過自然科學與人文歷史雙視角的跨域對談,探索各種自然能源背後的科學祕密,同時談一談這些能源被人們利用的故事與演進,在交流中碰撞出精彩的知識火花!本期科學史沙龍,由臺灣大學地理環境資源學系洪廣冀副教授、臺灣大學歷史學系呂紹理教授,及東吳大學歷史學系劉龍心教授擔任策劃顧問,規劃豐富又充實的9場系列講座。歡迎免費參加,一起來聊聊能源、科學和歷史。

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【開箱大學教授】不畏改變走向夢想之路|愛荷華大學心理與大腦科學系江界峰助理教授(上)

江界峰教授為現任愛荷華大學心理與大腦科學系助理教授,但他在成為心理學家之前,專業領域可是電腦科學。其實在他小時候,自己的夢想就是成為工程師,而他也一直為了這個夢想努力著。但在第一次申請美國博士失敗後,他開始思考自己讀電腦科學的目標是什麼,這也成為了他走向心理科學領域的轉捩點。他以自身如何改變道路為例,鼓勵有同樣煩惱的人不要畏懼改變,如果有某見熱愛的事情,可以給自己設下一個期限,並在期限之內專注努力,如果因此達成目標當然很好,就算未能如願也不會有遺憾,畢竟自己已經盡力而為。

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全新物質型態:時間晶體

我們所認知的物質多是由原子隨著空間規則排列形成的晶體,2012年時,諾貝爾物理獎得主Frank Wilczek提出一種猜想:「物質能不能隨著時間排列而非空間?」這樣的假想物質被稱為時間晶體。直到2024年7月,奧地利和中國的科學家首次製作出時間晶體,此研究利用奈米光束激發銣原子形成Rydberg態,觀察到電子之間的強交互作用導致週期性地振盪,此研究證實了時間晶體的存在,且時間晶體對外擾動具有更強的抵禦力,能延長量子狀態的壽命助於量子科技的發展,不僅如此,時間晶體的出現還能提供全新的視野使我們一窺大自然隨時間演進成有序系統的奧祕。

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【探索31-6】黑潮洋流發電

從臺灣東側流淌而過的黑潮,賦予了臺灣許多自然的禮讚,除了豐富的魚貨外,季風氣候也與其息息相關,未來,它甚至能作為一種新興能源,供電給我們使用。放眼全球,占有地利之便,能夠發展洋流發電的國家實屬少見,而臺灣接受黑潮的饋贈,成為了這項技術的前導者與開發者,期許應用自然的力量,讓世界朝淨零目標更邁進一步。本期探索基礎科學講座邀請到臺灣大學工程科學及海洋工程學系郭振華教授,來與我們分享黑潮發電究竟如何發電?以及目前這項技術開發的進度與未來展望。

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選擇性信任?孩子們更相信可靠的機器人而不是人類

孩子們天生就會向其他成人學習,而他們不只是會學習他們所感覺到「正確」的事情,也會根據周遭環境的「社交線索 (social cues)」來學習。所以在學習的時候,並不是「照單全收」,當現實產生衝突或矛盾的時候,他們會選擇相信誰呢?若是「機器人」介入了育兒情境之中,孩子們會相信科技?還是真實人類呢?

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挑戰糧食不安全問題——世界糧食計劃署的H2Grow計畫

聯合國永續發展目標 (Sustainable Development Goals, SDGs) 的目標之一,是創造零飢餓的世界。具體來說,要如何做到呢?聯合國世界糧食計劃署 (World Food Programme, WFP),在一百二十多個國家和地區展開行動,透過數位創新尋找、支持和推廣具有高度潛力,改善全球飢餓問題的解方。本篇文章將帶你了解WFP的各國農業、跨領域專家們,如何透過H2Grow計畫和低科技技術,在環境條件不佳、受氣候變遷衝擊的阿爾及利亞撒哈拉沙漠及非洲尚比亞,為面臨糧食不安全問題的人們帶來因地制宜的客製化創新解方。

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七夕的星座故事(1)——從劇情片、愛情片、再到科幻片

七夕的傳說在華人地區廣為流傳,更是情人的代表節日。七夕的故事最早其實是在反映當時的暴政,慢慢變成了愛情故事。後來又與民間傳說結合,增添了神話的色彩。在過去有許多七夕的相關典籍,是現代網路上也有許多網站的資料來源,然而這些來源有時候卻有些奇怪。

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【探索31-5】臺灣離岸風電發展與挑戰

你有沒有注意過自己家中每個月所使用的電費度數呢?你知道一臺風力發電機組一天能產生多少電嗎?臺灣有著獨特的地理環境與氣候條件,成為全球中數一數二的風場,也使得我們有相當地本錢發展風力發電,而事實上,風力所產生的電在再生能源之中確實也是名列前茅,這不僅要感謝環境的優勢,也要感謝投入在相關產業辛勤工作的所有人們。本期探索基除科學講座邀請到沃旭能源公司高傳勝總監,來與我們分享臺灣離岸風電產業的優劣勢,以及在臺灣經營民間能源公司所必須考量與投入的規範及建設。

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「人工化學智慧」應用大語言模型 (LLM) 的化學分析工具

大語言模型 (LLM) 的出現,讓人們看到了人工智慧所能展現的高度自主性,LLM能完成不少跨領域的任務,並且展現很不錯的自然語言處理能力。不過,面對一些看似簡單的數學計算或是化學式轉換的任務時,大語言模型卻會出現誤差。為了解決這個限制,並且發揮LLM的效用,必須整合其他工具,讓LLM變得具有計算及分析能力。

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