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紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先

https://www.nytimes.com/2018/12/03/technology/quantum-encryption.html


據《紐約時報》報導,包括谷歌到阿里巴巴在內的科技公司都在競相打造世界上第一台量子電腦,這要比當前的電腦強大得多。儘管建造量子電腦的競爭不分伯仲,但中國在量子加密技術方面明顯領先。
紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 © 由 Home Media Group (II) 提供 紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 ▲ Quantum Xchange正在曼哈頓和紐華克之間建立量子加密連接,而初創企業Qubitekk也在致力於探索量子加密技術。
未來的量子電腦可能會破解保護數字訊息的現行加密技術,使諸如數十億美元的電子商務支出訊息以及存儲在資料庫中的機密訊息等一切資料都面臨風險。
紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 © 由 Home Media Group (II) 提供 紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 ▲ 曼哈頓下城哈德遜街60號,支持Quantum Xchange加密服務的光纖電纜。
這個問題有答案嗎?量子加密依賴於相同的概念。正如一些科學家在研究量子電腦一樣,另一些科學家也在研究量子安全技術,從而阻礙未來量子電腦的密碼破譯能力。
這是一場涉及國家訊息安全的競賽,儘管建造量子電腦的競爭不分伯仲,但中國在量子加密技術方面明顯領先。與人工智慧等其他尖端技術一樣,中國也將不同類型的量子研究列為重點。
「中國在相關技術研發方面擁有深思熟慮的戰略,」美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)前研究員鄧肯‧厄爾(Duncan Earl)表示。目前厄爾是量子加密技術公司Qubitekk的總裁兼首席技術長。「如果我們認為我們可以等上5到10年再應用這項技術,那就太晚了。」
量子計算基於量子力學理論,後者解釋了極小物質粒子所表現出的奇怪行為。
在傳統計算機中,晶體管存儲訊息的最小單位是「bit」,每個bit不是1就是0。
而當某些物質極小或極冷時,它們的行為就不同了。這種不同狀態的差異性允許一個量子位同時顯現出1和0的狀態,兩個量子位就可以同時容納四個值。隨著量子位的數量增長,量子電腦的功能以指數形式變得更加強大。
和量子運算一樣,量子加密技術依賴於極小物體的非直覺行為。保護資料祕密的密碼是由最小的光子生成的。透過合適的設備很容易判斷它們是否被篡改了,就像藥瓶上的封條一樣。如果實施得當,這項技術可能是牢不可破的。
紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 © 由 Home Media Group (II) 提供 紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 ▲ 芝加哥大學(University of Chicago)的一個量子研究機構正在研究一種名為量子中繼器(quantum repeaters)的設備,其可以擴大加密的範圍。
目前的量子加密技術還無法確保可以構建出長距離的可行量子加密網路。但如果這真的發生,中國願意付諸實踐,並很可能會帶來巨大回報。
迄今為止,中國已經投資數千萬美元,建立了使用量子加密傳輸資料的網路。去年,中國發射了一顆以古代哲學家墨子命名的衛星,利用量子加密技術成功實現了北京和維也納之間的視訊通話。經過4年的規劃和建設,北京和上海之間的專用量子通訊網路也於去年投入運行。
目前,量子加密只能在有限距離內工作。北京和維也納之間的衛星連接將這一限制擴大到創紀錄的7451公里。在地面,透過使用光纖線路,量子機密技術的最大應用距離擴大到了約241公里。
在中國對量子加密的投資中,墨子號衛星受到的關注最多。衛星研製者中科大學領導建設了總長約1931公里的地面量子加密網。
光纖網路通過的安徽和山東省政府共投入8000萬美元用於該專案。和中國所有重大基礎設施項目一樣,這些計劃得到了中國政府的高層支持。
這條量子加密主線正在延伸到其他城市和地區。到2030年,中國的目標是在全球建立一個共享量子加密密鑰的網路。
一些安全專家質疑量子加密的有效性。它是如此新穎,還沒有經過任何嚴格的測試。而只有經過這些測試,才能使它得到持懷疑態度的密碼學家的認可。
但中科大物理學教授陸朝陽表示,京滬之間的量子加密網路是一次重大升級。
在傳統的通信方式中,竊聽者可以在光纖線路上的每一點攔截資料流。陸教授表示,量子加密技術將1931公里光纖線路上的易損點減少到了幾十個。
「我們承認這是一個過渡解決方案,」他說。「這並不是最終的解決方案。但就安全而言,這已經是一個巨大的進步。」
在美國,業界認為量子加密不過是一項科學實驗。相反,研究人員專注於使用普通數學來構建新的加密形式,以對抗量子電腦。這種技術不需要新的基礎設施。
但現在,在最近量子研究進展的推動下,一些美國公司正在迎頭追趕。
南加州初創企業Qubitekk正在利用這項技術保護田納西州的電網。另一家初創公司Quantum Xchange正在美國東北部建設量子加密網路,希望為華爾街銀行和其他企業提供服務。而長島石溪大學(Stony Brook University)的研究人員正在準備第三次冒險。
像Qubitekk這樣的小型初創企業不太可能為量子加密而投入數百萬美元。但許多專家認為,更重要的工作將發生在研究實驗室,美國能源部(Department of Energy)正在為芝加哥的一個測試網路提供資金,該網路可能會更加先進。
洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National laboratory)和橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National laboratory)正與Qubitekk合作,利用量子加密技術保護電網,而Quantum Xchange正在把設備轉移到哈德遜街60號(Hudson Street)。哈德遜街是古老的西聯電報中心所在地,現在是曼哈頓下城的一個網路中心。
紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 © 由 Home Media Group (II) 提供 紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 ▲ 戴維‧奧沙洛姆(David Awschalom)負責芝加哥大學的大部份量子研究。
Quantum Xchange正在曼哈頓和紐華克之間建立量子加密連接,計畫將這兩個城市運營的大型銀行連接起來。最終,它希望將這一網路延伸至東海岸。
在像芝加哥大學這樣的地方,研究人員希望更進一步,他們正在探索所謂的量子中繼器,也就是能夠擴展量子加密範圍的設備。
「我們還沒有做到這一點,」芝加哥大學教授戴維‧奧沙洛姆(David Awschalom)說。「但我相信,這將在未來幾年內發生。」
無論如何,量子通信技術需要新的硬體。這包括龐大的光纖網路,或許還有衛星,以及能夠探測單個光子的專用設備。
雖然Qubitekk致力於研究量子加密網路,但它無法獲得完成這項工作所需的特殊光探測器。這家初創公司最初從新澤西州的一家小型製造商Princeton Lightwave那裡購買探測器。但今年4月,這家美國製造商將探測器業務交給了中國的一家公司,但未能及時如願。
這家中國公司已經承諾向Qubitekk提供硬體,但最近告訴它,由於生產問題,額外的檢測器要到3月份才能交付。
紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 © 由 Home Media Group (II) 提供 紐約時報:量子加密技術競爭加劇,中國目前領先 ▲ 目前透過諸如Quantum Xchange光纖線路應用量子加密的極限約為241公里。

歐洲的一些小公司也在銷售類似的探測器,全球各地的實驗室也在競相開發更先進的設備。但就目前而言,尤其是在美國,這種設備的供應量非常有限。

無人機 + 光學雷達

佔據一輛無人駕駛汽車成本40%的光學雷達,以精準和無死角的空間探測能力,成為是無人駕駛領域不可或缺的存在。但和汽車相比,似乎光學雷達在無人機上更有用武之地:成像精度要求不高、行動自由範圍大、成本更低、應用領域廣泛。

更重要的是,與傳統的無人機攝影機相比,光學雷達不受光線限制,在任何光線條件下效果都不錯。原本需要大量人力物力搞定的測繪工作,光學雷達飛一飛,分分鐘就能完成。

聽起來,光學雷達和無人機,完全可以組合出道成為科技圈新的「流量擔當」。事實也正是如此。

那麼,光學雷達如果上了天,是否就所向披靡了呢?不妨跟著我們一起來思考。

光學雷達上天現狀:為地球加特效的完美組合

為無人機裝上光學雷達,可以說解決了一個人類自古以來的執念:怎樣才能站得更高、望得更遠?

光學雷達最初就是由美國太空總署於上世紀70年代開發的太空探索工具。1971年阿波羅15號所繪製的月球表面地形圖,就是由早期的光學雷達儀器來完成的。人類甚至還發明了衛星這種可以從太空俯視整個地球的「重量級武器」。

但視野變大了,使用成本也變得極其高昂。 於是,又將主意打到了無人機身上。

原本無人機的攝影機只能攝錄平面資料,再合成地圖。但光學雷達的應用,讓它對複雜環境的立體感知成為可能。

通過光學雷達感應器,無人機可以向地面發射雷射脈衝,透過回波訊號來精準檢測距離和平面高度,從而進行3D立體構圖。更重要的是,很多人類難以抵達的地方,無人機都可以輕鬆搞定。

左手無人機,右手光學雷達,於是,一個強悍且成本低的「空中之眼」誕生了。

2016年,美國國防部旗下專門研發軍事用途高科技的DARPA(國防高等研究計劃署),就公佈了自己最新的輕型無人機。搭載了光學雷達的導航模組之後,無人機可以透過多次微調成功避障,讓自動巡航成為可能。

中國也這部分也有突破。南方電網就將光學雷達應用於電力巡線,透過雲端伺服器將巡航軌跡發送給現場作業的無人機,再透過感應器完成設備的高精度巡視,即時進行缺陷分析。預計到2025年,南方電網的無人機將全部由手工遙控變為自動駕駛。

縱觀無人機光學雷達組CP的過程,不難發現,在大小、成本、性能之間取得了最佳值之後,不僅可以為地球加上3D特效,而且應用場景遠遠比我們想像的廣泛。不誇張地說,甚至比無人駕駛還要來的更超前。

無人機+光學雷達:線上巡邏

相對於無人駕駛汽車來說,光學雷達技術與無人機的組合,很快就成功出道,撬動了一大批真實的商業價值,並且很多都已經投入使用。

除了前面我們提到的電線巡航,還能輕鬆carry以下領域:

1. 遺蹟、廢墟探測

其中最值得稱道的,就是和幫助考古學家發現新的古文化遺址。在不需要進行任何挖掘甚至實地勘探工作的前提下,就能瞭解遺址的全貌和具體構造。
例如去年早些時候,就透過光學雷達掃瞄,觀測到了瓜地馬拉叢林深處的瑪雅遺址,並對延伸430英里的艾爾米拉多(El Mirador)盆地進行了勘察。

2. 農業生產觀察

空中光學雷達還能幫助農民發現生產中的一些不合理現象,改變「靠天吃飯」的現狀。
透過建立雷射訊息圖層,可以建構出農田高程地圖,從資料中可以發現那些肥料使用過度的區域,幫助農民節約肥料。

甚至在一些農業保險定損時,無人機正在大規模取代了人拿著測損儀器去受災地測量的古老方式,在那些工作人員無法進入的受災地塊,透過雷射測繪來獲得受災資料。

3. 工業測繪與勘探

光學雷達也常常與攝影測量相互補充,應用於礦石勘探、自然資源追蹤、測量交通道路、森林或水域的地圖繪製和建模。

長沙市就引入了具有3D可視光學雷達的無人機,作為空氣品質監測儀在各個街道轄區的樓頂巡邏,並進行資料分析,即時回饋城市空氣品質。

4. 輔助無人駕駛

當談及無人駕駛時,車輛頂部光學雷達的「視覺盲區」一直是事故風險的高危區。

將光學雷達裝到天上,能更好的觀測並對車輛進行巡航引導,即時通報導路故障和交通風險。在一些難以快速進行車路協同建設的偏遠地帶,使用帶有光學雷達模組的無人機進行交通指引,顯然是一個好選擇。

光學雷達和無人機,曾經是風馬牛不相及的兩個東西,正在快速來到現實世界。

技術鏈條漸漸完備:令人期待的無人機未來

無人駕駛,看起來很近,其實很遠,很多技術問題在當前條件下幾乎無解。例如說高達10萬美元的汽車光學雷達,就讓汽車造價很難被普遍商用。

而光學雷達無人機,則是看起來很近,實際上也真的很近。因為禁錮它的技術鎖鏈,正在被一一拆除:

1. 成本問題

精度要求越高,光學雷達的成本就越大。但空中探測並不需要和地面交通一樣的高精度,而且大量的微型光學雷達感應器廠商,正在想方設法解決這方面的不足。

例如DARPA推出的專為自動駕駛而設計的小型光學雷達SWEEPER,就能達到小型化、低成本、高可靠的要求。

2. 續航問題

無人機的穩定性決定了它的有效使用時間和工作效率,尤其是工業上使用的大功率設備,波士頓無人機製造商CyPhyWorks新發佈了一款無人機,在執行巡航任務時,由一條「微絲」連接,既可以傳輸資料也可從外部發電機、車輛或其他設備獲得電力,理論上說可以永不著陸充電,長續航工作正在成為可能。

3. 算力問題

無人機的有限算力,導致自主執行和完成複雜任務在現實情況下異常困難。例如利用光學雷達的即時監測實現避障,目前還不是非常流暢和成熟。而透過地面通訊基地台和雲端伺服器的協同作業,就讓無人機有了一個強大的計算外掛,也就降低了複雜任務的難度。

4. 多模態問題

目前自動無人機還面臨的一大症狀就是硬體「大拼盤」帶來的資料不互通。

光學雷達的3D資料,與高解析度攝影機、聲納、感應器等零件的多模態混合作用,要投射到雲端處理器來進行辨識處理。利用多模態AI演算法,就可以讀取、對比和分析2D、3D等複雜環境中的多重資料,來合併產生更精準的高維度地圖。

這或許是個好消息,低成本、高續航、多模態演算法的光學雷達無人機,目前看來大規模商用甚至民用,僅僅只是時間問題。

永不消逝的煩惱:為什麼這對組合只能是「OK繃技術」?

當然,很快到來並不意味著沒有不足。尤其是光學雷達+無人機這樣看起來威力極大的事物。
最核心的一個問題是,如何防止無人機在資料蒐集中進行隱私窺探?

地面取景的訊息後端,可以對一些不恰當的資料展示進行處理。例如Google地圖就設置了一個臉部辨識並自動馬賽克的功能,使用者也可以要求Google對他們的房子或車進行永久性馬賽克。甚至曾經為了保護一頭牛的隱私而對其臉部進行了馬賽克。

對大多數企業來說,理解和建立技術倫理要比技術本身難度大多了,而且成本更高。

也就是說,擁有雷射探測功能的無人機,註定很難直面大眾使用者。

與有限的商業場景所對應的,將是它的吸引力進一步減小,為它做過多的投入是沒有意義的。失去了商業價值之後,還會有人願意投入鋪設基地台、建立頻譜等基礎設施建設嗎?

我們固然可以畫出一張商業上無限美好的大餅,但缺少了基礎設施這些後端硬體的支撐,關於光學雷達無人機的想像力,始終只能停留在「備胎」層面。

綜合來看,光學雷達和無人機所帶來的商業想像力,注定了是一個帶著鐐銬的「OK繃技術」,作為其他地理訊息系統的補償方案,它會帶來不少驚喜。但越是耳聰目明,越是會被眾人所警惕。

在技術已經不成問題的當下,要跨越心理的迷障,真可以算是一道天塹了。


無機生命

https://en.wikipedia.org/wiki/Miller%E2%80%93Urey_experiment

Miller–Urey experiment 是一項模擬假設性早期地球環境的實驗,研究目的是測試化學演化的發生情況。尤其是針對  Alexander Oparin's and J. B. S. Haldane's hypothesis,該學說認為早期地球環境使無機物合成有機化合物的反應較易發生。

Miller–Urey experiment 是關於生命起源的經典實驗之一,其結果以《在可能的早期地球環境下之胺基酸生成》(A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions)為題發表。米勒實驗對後來探索生物分子的非生物合成具有相當大的啟發性,至今依然是教科書中關於生命起源的經典實驗。


http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/9/252631.shtm 

格拉斯哥大学的李-克罗宁从含有金属的大分子结构中形成类似细胞的泡沫,并赋予一些类似生命体的特性。目前他希望能够诱导这些“金属细胞”演变成为完全有机自繁殖能力的实体。


分子機械

http://pansci.asia/archives/106820

2016諾貝爾化學獎:如何將分子變成機器

2016 年的諾貝爾化學獎頒給了索瓦(Jean-Pierre Sauvage),史托達特爵士(Sir J. Fraser Stoddart),和費倫加(Bernard L. Feringa),這是因為他們開發出了比頭髮還要細上千倍的分子機器,這是關於他們如何將化學分子連結在一起並設計出各種機器,包括微型電梯,馬達以及微型肌肉的故事。

https://kknews.cc/zh-tw/science/kay5a8.html

納米機器人可以透過微血管無害地進入大腦,並將大腦皮層和雲端連結起來,合成一個新皮層,如此一來人類就能擁有一個額外的大腦皮層。
血液中的納米機器人將可以充當免疫系統,摧毀病原體、清除雜物、血栓和腫瘤,甚至糾正DNA錯誤、逆轉衰老過程,這樣的醫療技術會使人均壽命每過一年就延長一歲,接近「永生」。



[永生相關科技]

https://kknews.cc/zh-tw/science/rpyjao.html

「阿凡達」高科技研究計劃

這個計劃將分四個階段進行。
首先,在第一個階段打造出可以通過人腦進行遙控的機器人複製體「阿凡達」,也就是人類可以藉助設備遠程控制「阿凡達」,實現人類意識的轉移;
第二階段,當某人生命終止後,科學家能夠將其大腦移植到「阿凡達」身上,從而使他的生命可以在這個「生化機器人」身上繼續「存活」下去;
第三階段,科學家將研究發明出和真人大腦功能相似的「人造大腦」,它可以儲存主人的所有經歷、記憶甚至性格;
最後一個階段,科學家將創造出一個全息影像版的虛擬「阿凡達」,它雖然沒有真實的肉體,但外觀與主人一模一樣,且具有人類的思維、意識和感情。當主人去世後,這個擁有「人造大腦」的仿真阿凡達將會延續主人的生命。

自造者 概論

自造者浪潮不是科技革命,而是一場社會運動:https://www.inside.com.tw/2015/10/19/lets-talk-about-what-maker-movement-is

來自台灣現在在美國印地安那大學任教的盧少雯教授與她的丈夫 Jeffrey Bardzell 教授,近年獲得美國國科會 120 萬美金補助,計畫研究內容基本上是以台灣自造者、大陸創客的生態與活動為藍本,來探討美國中西部 Maker 運動的未來。美國政府相當重視這方面的發展,並且拉高到國家戰略的等級,其實是為了將生產製造拉回到美國本土的措施之一。

來自台灣的團隊,透過集資來完成的紀錄片 Maker《自造世代》,梳理了今日所稱的 Maker ,其實是來自我們喜愛動手做的天性,在人類活動中就一直存在著,是隨著社會演進的文化。

所以美國過去的車庫文化形成就是很好的例子,並且常被拿出來舉例說明,而創立蘋果公司的賈伯斯等人更是其中的代表人物。因此 Maker 運動中,動手製作進而創業的議題,變成很熱門的討論之一,而大眾集資就成為創業獲得資金,進而實踐夢想的最佳出口。

在 kickstarter 集資平台上, Maker 進而創業成功的例子一再湧現,雖然最容易吸引到大眾目光的集資案件都集中在 Arduino 相關的電子套件、3D 印表機與多軸飛行器的相關計畫,但是也讓媒體對於凝聚這些走向創業的 Maker 的空間深感興趣,例如生產 3D 印表機的 MakerBot Industries 就是從 NYC Resistor 空間出來的,但是這些空間與過去的賈伯斯之於車庫是不一樣的,因為 Maker 空間不只限於實體的空間,還有包括網路上相關主題的社群。

從媒體報導的角度而言,空間描述相對於網路社群是比較容易的切入點,所以像 Hackerspace、Makerspace、Fablab、Techshop 等空間都被一一介紹,這些空間在台灣都被稱為自造者空間,在中國被稱為創客空間,不同的英文名稱卻在中文翻譯後被歸納成為同一個,但是實際上這些空間卻是有所不同的。

● Hackerspace 是 90 年代從歐洲開始的,組成與執行偏向集體主義,並且共享資源與工具,對於自由軟體有強烈的愛好,空間通常也呈現混亂的狀態。

● Makerspce 是因應 Make 雜誌主題而發展出來的,空間內提供多樣工具給會員使用,多半比較偏向商業化經營。

● Techshop 是商業公司經營的模式,提供會員使用各項機具之外,還有專門的教學課程。

● Fablab 則是由麻省理工學院的 Neil Gershenfeld 教授所發起的,多半以非營利的方式在經營,或是在不同的地方有不同的經營方式,而且必須要有符合設立的規則才能成立 Fablab ,另外每年都會舉辦國際的 Fablab 年會,吸引來自全世界的 Fablab 成員聚集在一起討論相關議題。

廣義來說,所謂的 Maker 應該非常多元,涵蓋各種動手製作的活動,木工、金工、烹飪、裁縫、繪畫等等都是,是一種貼近生活模式的文化活動,其實在美國的 Maker faire 可以看到各種類型的製作分享。( 物理少女 12 歲就自造飛機:http://21st.each1.net/2017/03/12.html )

另外 Maker 不管是上集資平台、創業,通常都是解決自己的問題或是針對觀察問題發生的原因,和想把自己腦海裡的的念頭做出來之後的事情,並非一開始就是為了創業。

一些透過群眾募資完成的產品:http://www.damanwoo.com/taxonomy/term/47578


若想透過群眾募資創業,應先了解法律問題與思考仿冒者競爭等問題。

已公開發表的發明,是否仍能取得專利?
詳見:http://chungchuan-ipto.blogspot.tw/2011/11/blog-post.html

世界上大多數國家的『新穎性優惠期』是 6 個月或 12 個月。
Google 關鍵字『專利 已公開無法申請』。


北美智權報 第 138期 創業者想玩群眾募資?先把智財權搞明白再說:http://www.naipo.com/Portals/1/web_tw/Knowledge_Center/Industry_Economy/publish-404.htm

前車之鑒:衆募未完同類商品已上市
創業衆募:保護創意要做好智財權功課
1. 提前做好商標保護。
2. 適當做好專利布局。
3. 做好商業秘密保護。


小米的「米鍵」抄襲 Pressy 成了經典案例,給美國創業者上了一堂課:http://www.techbang.com/posts/18985-chinese-copycats-who-are-hurting-hardware-renaissance

也許有人會說,唉,不就是「山寨」嗎?這種事多了去了,有什麼大驚小怪呢?確實,從軟體時代起,對來自於矽谷的創意進行「模仿」的中國公司不計其數,每個人都有些麻木了,尤其對於熟悉中國的人來說,這事情好像也沒什麼大不了,但後來發現,這次真的不一樣。事情的影響遠遠超過了 Pressy 被抄襲本身,而變成了智慧硬體領域一個標誌性事情、一個符號、一個警告,套用一個身在矽谷的中國硬體創業者的話說,「成了中國公司給美國創業者上的一堂課」。


仿造熱門集資產品心安理得?24 歲山寨商的自述與原創提案者的回應:http://crowdwatch.tw/reports/1211


群眾集資=見光死?產品眾所皆知後的命運只能等著被抄走嗎?http://crowdwatch.tw/reports/1081

一切都從上群募網站開始
究竟問題是怎麼發生的?
1、山寨最佳環境──代工製造大國
2、商標搶註──在我的地盤,有我的規矩
3、網域搶註──你的商標,我的網址
對集資者而言,有什麼預防措施?
1、雇用法律顧問
2、盡早權利卡位
3、精算揭露產品的時間點
4、定期追踨
5、善用國際紛爭解決機制
除了建議,我們更要行動:數位智財標籤


物理少女 12 歲就自造飛機

在微冷的一月早晨,一個小女孩走進了麻省理工辦公室,要為她自己打造的單引擎飛機申請認證。她是 Sabrina Pasterski,頂著一頭亂髮的 14 歲女孩,並且已經有單獨駕駛飛機的經驗。

( 編按:美國麻省理工有一項重要的工作是為聯邦政府替飛機做適航性認證,看看飛機有沒有合格,能不能安全飛行。)

在 12 歲,其他人連作業都寫不出來的時候,她已經開始自己打造一台飛機。

此舉後來讓她進了麻省理工,雖然一開始她只在麻省理工的候補名單,多虧秘書拿了她之前造飛機的影片給 Allen Haggerty 和 Earll Murman 兩位教授看,她才成功入學。「我們看完影片都嚇傻了,連嘴都合不起來。」Haggerty 說,「她的潛力超乎常人。」Pasterski 也不負期望,不但順利進入麻省理工,還以全校最高的平均分數畢業。

在芝加哥郊區出生長大的她,父母來自古巴,Pasterski 沒有 Facebook 、LinkedIn、Instagram,也沒有智慧手機,不過倒是架了一個叫做 PhysicsGirl 的網站,裡面沒有多餘的裝飾,直接按時間列出一長串的成就和專長,也可以在上面找到她的演說紀錄和論文。

Pasterski 總是全力以赴,選擇的路途也和同儕不太一樣,像是還沒學會開車前,她就先學了開飛機,也積極規劃未來的物理夢,她的人生計畫,總是在挑戰很遠大的目標。

愛因斯坦的冰箱為廿一世紀綠色能源發展所帶來的啟發

愛因斯坦和他的學生列奧·西拉德在1926年共同發明了一種吸收式製冷系統,既不用電,也沒有活動部件,後來被稱為愛因斯坦-西拉德冰箱。

愛因斯坦他們在很多國家申請到專利。一家瑞典製冷設備公司伊萊克斯為了防止這種新技術帶來的競爭,買斷了他們的專利。

德國的AEG也和他們簽約,並且發展出愛因斯坦-西拉德電磁汞與愛因斯坦冰箱原型,但由於不具毒性的製冷劑氟利昂於1930年代開始大量生產,發展愛因斯坦冰箱的需要不再成立。愛因斯坦-西拉德電磁汞後來被用在核子增殖反應爐的製冷系統。

當愛因斯坦與西拉德見面時,愛因斯坦由於相對論的研究已舉世聞名,而西拉德才剛在起步階段,是柏林大學的研究生助理。據說,他們倆人合作研發冰箱的動力是因1926年報載,柏林有一家人在睡眠時,由於冰箱密封處壞損,有毒氣體外漏滿溢屋子,導致全家死亡的悲劇。當時這樣的外漏現象發生頻率驚人,因為越來越多人以新式的,使用如氯甲烷、氨、二氧化硫等有毒氣體當作冷媒的機械冰箱,來取代傳統的冰桶。

此悲劇讓愛因斯坦感觸很深,他告訴西拉德說,一定有比使用機械壓縮機和有毒氣體的新式冰箱更好的設計。他們於是開始去尋找新方法,後來專心研究吸收性冰箱,即利用熱源來驅動吸收過程,經由化學溶液釋放出冷卻劑,當時常用的熱源是天然氣焰。相同的技術於1922年便已由瑞士的發明家採用,而西拉德則利用他在熱力學的專業知識找出了改良的方法,所使用的熱源是經由三組互聯電路以驅動氣體和液體的混合體。

雖然愛因斯坦和西拉德在6個國家申請了超過45個專利,卻沒有任何一個冰箱設計曾經商品化,只有拿到幾個許可,一方面適逢經濟大蕭條重挫了許多有潛力的製造商,另一方面最主要仍是因為在1930年代採用新的無毒氟氯烷冷媒後,愛因斯坦-西拉德冰箱的發展才整個宣告結束。

近年來人們由於對氣候變遷的關切,開始對他們的設計重燃起興趣。2008年,牛津大學的研究團隊在發展更適用裝置計劃中建造了他們設計的一個原型;喬治亞理工學院一位前研究生德蘭諾(Andy Delano)也建造了愛因斯坦和西拉德其中一種設計的原型;還有在劍橋的研究團隊也正試驗經由磁場來冷卻的方法。

Malcolm McCulloch,牛津大學一位電機工程師,其團隊打造了愛因斯坦-西拉德冰箱原型。

簡單來說,當週遭的氣壓變低時,液體在低溫下就會沸騰。比如說如果爬上聖母峰,水沸騰的溫度就會比在海平面時低了許多,這是因為大氣壓力變低。在這款冰箱原型中,科學家將長頸瓶裝滿液態丁烷,接著引入一道新蒸汽來減少氣壓,那能使液體沸騰溫度降低,導致丁烷沸騰。當丁烷沸騰時,它會從周圍吸取能量,並使冰箱內部降溫。

這款冰箱只需要用一種方式加熱液體,而 McCulloch 正在開發一款太陽能系統,以符合這項需求,所以這款冰箱不需要插電。

這種冰箱沒有可活動的部件可能也會是個優勢,它堅固耐用,只需要最少量的維護,因此特別適合農村地區。

舉一反三,我們應當可以聯想到更多發明,
比如說除了減壓降低沸點外,位在佛羅里達的 Matteran Energy 研發出如何不使用昂貴的太陽能電池來直接將太陽輻射轉換成電流,Matteran 的解決方案改為使用便宜很多的熱量收集技術來將一種合成的液體加熱,該液體具有很低的沸點(14.4℃),建立足夠的蒸汽來驅動一個特製的渦輪機。雖然液態循環系統將熱轉換成電並非新技術,Matteran 的創新解決方案卻能增加該系統的效能,讓小規模應用更具經濟效益。

又比如說瑞典「Climate Well」公司研發成功高效能太陽能冷氣機,無需冷媒,也不會排放二氧化碳。其儲熱原理是把水和鹽封在真空儲存槽,利用水在固態、液態、氣態間轉換,使熱能做有效利用。在產生冷氣的同時,並可供應熱水。該公司因為這項產品獲「世界經濟論壇」評選為2007年科技先鋒企業。



維基百科:https://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein
物理雙月刊:http://psroc.org.tw/Bimonth/article_detail_acc.php?classify=2&cid=172

程式語言編年史

程式語言編年史原文 下面這張圖片描繪了整個程式語言的歷史。包括各種程式語言的發明人、程式語言的特點和適用領域、被什麼網站或公司使用等 (檢視 完整高清圖 )。 之所以會有那麼多不同的程式語言是因為設計程式語言的初衷不同、對語言學習曲線的追求不同、不同程式之間的執行成本差異...