【臺大90論壇I】科學與社會的雙螺旋運動-氣候變遷下的共同演繹(一)

臺大大氣郭鴻基教授作為代表科學一方的與談者,提到本身專業注重的即是風雨。他以大量的資料帶我們一探實證資料的氣候變遷,從過往海平面的變化,看見現階段正以每百年 30 公分的規模攀升,其造成的後果嚴重,低窪地區首當其衝。極端天氣事件頻傳,郭教授從美國科羅拉多州(Colorado)水災頻傳、乾旱的巴基斯坦受洪災侵擾談起,再把視角拉回台灣的莫拉克風災,個個都是烙印人心的恐懼記憶。這些極端氣候雖然個數少,在統計上經不起檢驗達到顯處,但是對人類社會的影響卻是險峻而無法忽視的。

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【探索20-4】機器是否已經達到人類的境界?

■電腦知道我們在說什麼嗎?電腦不是人,怎麼會知道人的語言呢?我們知道「聽、說、讀、寫」是「智慧」的重要指標,今天的演講將在此範疇議題之下,討論電腦是否具有智慧,若需要這些智慧的應用,又需要哪些技術呢?陳信希老師選擇與生活層面有關係的領域,以淺顯易懂的方式解釋各別的發展。

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【探索20-5】電腦視覺:一場做了五十年的暑假作業

■1969年圖靈獎的得主,人工智慧之父Marvin Minsky,在MIT任教期間曾經招募學生進行一場暑期的研究計畫,功課是「將攝影機連上電腦,讓電腦描述所看到的東西」。這個預計在一個暑假、由一群大學生就能完成的暑假作業,如今卻成了數以萬計的科學家耗時五十年都無法企及的目標。這就是電腦視覺給我們的歷史難題:我們從來沒有想過要怎麼教一個嬰兒如何去「看」,他就天生會了,但現在又該如何去教會一台電腦呢?

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植物界的變色龍

原產於南美洲智利中、南部與阿根廷的藤本植物Boquila trifoliolata,它在攀爬到其他樹上時,葉片的形狀會從原本的長鈍橢圓形三出複葉改變為宿主植物的形狀;甚至當它從一種植物攀爬到另一種植物時,葉片的型態也會跟著改變!這麼神奇的植物,稱呼它為「植物界的變色龍」應該當之無愧;更正確的說,應該可以稱呼它為「植物界的變形者」(shapeshifter)!有趣的是,如果爬上了沒有葉片的樹幹時,它仍會維持原來的葉片形狀。

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氣體可以當作透鏡使用嗎?

■透鏡是光學最基本的元件之一,它能讓光線聚焦或發散,也能讓物體成像放大或縮小。要對越小的物體成像,必須使用波長越短的光線。在許多應用中,只有極端紫外光(波長在100奈米以下)才能滿足成像的需求。但是短波長的光線非常容易被物體吸收,所以大部分的透鏡對極端紫外光來說都是不透明的。德國科學家使用氣體透鏡解決這個問題。這個氣體透鏡的吸收率只有5%,能調控光線折射的角度和光束聚焦的程度,並且能同時當作凹透鏡和凸透鏡使用。

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魔術方塊和數學

■「三階魔術方塊被打亂後,最少可以用幾步完成還原?」這個問題的答案引起許多人的興趣,被稱作「上帝的數字」。佛雷和辛馬斯特在1982年出版的著作裡面,有討論到這個主題。在他們的證明裡面,上帝的數字在17和52之間。1995年,美國玩家瑞德更進一步,將上帝數字的範圍縮減到20至29。2007年,東北大學兩位計算機科學家古柏曼與他的學生庫柯爾,用平行演算法和120台處理器證明26步內可以還原所有打亂的魔方。

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尋找地球神秘的兄弟

■加州理工學院的Mike Brown教授帶領的研究團隊近二十年來發現了許多軌道在海王星外的矮行星等小天體,或簡稱海外天體(trans-Neptunian objects, TNOs),其中最著名的一顆名叫Eris,你或許不認識這個名字,但如果談及Eris後續造成的效應那你肯定還有印象——研究團隊原本想要提名Eris成為太陽系的行星之一,最後國際天文聯合會的決議出爐反倒使冥王星和Eris一起被歸類到矮行星的分類去,八大行星的世界觀也就此維持下來。

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來自闌尾的逆襲:是闌尾讓神經系統健康爛尾嗎?

■一想到闌尾(appendix),大家的第一個反應可能都是:啊,那個比尾巴幸運一點,在演化史裡沒有被淘汰,默默留下來卻也沒有什麼用的器官。只要闌尾不發炎,雖然留著無用,但也實在是沒有必要還特地開腸破肚,像拔智齒一樣特地在它胡鬧前先下手為強。但,闌尾真的是只要不鬧事,就能好好的跟我們相安無事嗎?最近有篇研究,發現切除了闌尾,可以顯著降低罹患帕金森氏症的風險呢。

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益生菌的好處再+1:消滅超級細菌!

■電影裡有著超乎常人能力的超級英雄,深受許多人的喜愛。然而,有著多重抗藥性的「超級細菌」,卻讓一般大眾及醫療界深惡痛絕。幸運的是最新 Nature 期刊發表的研究,發現有一類「益生菌」或許有機會成為對抗超級細菌的新一代英雄。

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不喜歡學校,輟學就對了?別誤會賈伯斯給的人生建議了

■賈伯斯在十八歲的時候,已經不是單純「覺得學校很煩」的青年。雖然他當時自己不見得這麼全面地分析,但是從後來的資料中我們能發現,他做這個決定時真的有資格與底氣。
他的資格與底氣是:早就已經在內心深處確定了一個主題,而且不斷在這個主題上累積、拓寬、挖深、嘗試、開創。這個主題是:電子科技商業。
遠在賈伯斯升大學之前,他就非常精熟於電子方面的材料、知識、原理。他從小聽爸爸說明電子零件功能,把器材當玩具,在高中就修「電子學」課程,和工程師討論學習,進入工廠參與製造,而且精熟到可以親手創新產品的地步。而且在產品的設計、製造、銷售上,他都有經驗和能力。在能力這個層面來說,賈伯斯輟學的時候顯然已經有「半職業級」的水準。

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【探索20-2】機器也有補習班?讓你的機器學得更好

■老師對機器學習軟體的第一印象是「電腦嘛會撿土豆喔?」,打開林智仁導師的實驗室網頁,可以發現一款「會撿土豆」的機器學習軟體,大家可別因為簡易的外觀而小看它,看似簡單的二維圖,實際上是可以對顏色加以分類的,而這款機器學習軟體在Google Scholar 裡面的引用次數,更是多達37,370次呢!

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【物理史中的十二月】1951 年 12 月 20 日:原子動力第一次產生電力

■假如你開車經過美國愛達荷州東部的高海拔沙漠,你很可能會撞見現在叫做愛達荷國家實驗室,這是一個聯邦核研究設施,在核動力發展上扮演著關鍵的角色。它安放著已除役的實驗滋生反應器1號(EBR-I),是第一個經由核分裂以產生有用電力的核反應爐,而負責此設計與操作的是一位加拿大的物理學家秦恩(Walter Henry Zinn)。

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忽視伴侶的需求,反而能促進關係滿意度?

■「要求-退縮」模式的概念提出之後,有助於臨床上了解夫妻關係的互動模式。在Ross等人的研究中,進行了兩個實驗,實驗採用觀察法的方式,讓每一對伴侶在攝影機之下互動,再由訓練有素的評分人員為拍攝到的行為進行分類。伴侶們的互動內容則是設計了一連串的討論任務,討論任務包含談論個人目標、金錢管理、生活雜務、時間花用等課題上,這些討論的內容多是屬於問題解決型的題目。

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