醫學物理師或稱物理師,有別於放射師(操作醫用游離輻射儀器),工作是負責設計放射線治療計畫。結合了物理學家和醫學臨床工作的醫學物理師相當罕見,主要出沒在「放射腫瘤科」和「放射診斷科」。如果知道「輻射」的俗世稱呼是「電磁波」,不知你腦海中呈現出什麼想法。物理世界中的萬事萬物都充斥著電磁波,因此與其聞之色變,不如花點時間做到四它(面對它、接受它、處理它、放下它)。輻射無所不在,因此我們討論輻射議題時,重點應該是放在「劑量」,只有在超出一定劑量的情況下,輻射才會對人體造成不可逆的損害。
輻射分成「非游離輻射」和「游離輻射」,非游離輻射由於能量太低,無法穿透人體造成DNA變異,所以完全不用擔心。只有X射線、阿伐射線、貝他射線、加馬射線以及各種沒聽過的游離輻射,才是可能致癌的健康殺手。游離輻射的劑量單位有「西弗」、「毫西弗(1/1000西弗)」、「微西弗(1/1000毫西弗)」以及「奈西弗(1/1000微西弗)」。另一個劑量單位「戈雷」是用在評估「單一器官受曝量」,在實務上「全身性綜合評估」用的「西弗」較為常見。根據「國際輻射防護委員會」第60號報告書指出,每1西弗的有效劑量會產生4.8%的致癌風險,而低於100毫西弗(0.1西弗)的劑量對人體沒有明顯危害。0.1西弗會增加約0.48%的致癌風險,但一般人終身的罹癌的機率是50%,因此小於1%的風險增加在臨床上沒有意義。有效劑量是吸收劑量乘上輻射加權因數(例如X射線為1、阿伐射線為20)再乘上組織加權因數(例如紅骨髓是0.12、甲狀腺是0.05)。
醫用輻射和新冠疫苗的出發點都是「利大於弊」,精確清晰的輻射造影將有助醫師及早診斷疾病,最終受惠的仍然是被迫受曝輻射的病人。況且目前的輻射防護法規都是採用最嚴謹的「線性無閾假說」,假設輻射穿透人體時100%會造成DNA變異(實際上並不是如此),所以合乎法規標準的輻射劑量是相當安全的,口訣是「低於一百(毫西弗)不會死」。身為理性公民,未來看到報章、網路媒體的輻射致癌新聞,記得第一時間要留意「劑量是多少」,如果記者根本沒寫受曝劑量,或是劑量低於100毫西弗,就請忽略那則報導吧。
在救人優先的原則下,醫療輻射使用是不存在「劑量限制」,總不能因為受重傷的病人已超出受曝配額,怕他增加罹癌風險,就不給他照X光造成病人傷重不治吧。所以在病人的放射線診療的使用原則上,重點在「正當性(有必要)」和「最適化(能達成醫療目標的最小劑量)」。另外在移動式X光機距離三分尺以外,就不可能產生會造成人體影響的輻射,以後看到那台貼著輻射圖案的白色機器,用不著在刻意繞一大圈避開它。
「核磁共振造影」現在已經正名為「磁共振造影」,因為嚴格來說它是利用「磁力」和「無線電波」來讓人體組織因不同的電波吸收力來形成影像,整個過程和核能(輻射)沒有關係。當初的「核」字是指稱「原子的核心」,沒想到卻讓人聯想到「核能」,相對地「X光」和「電腦斷層」才是有用到放射線的診療,而劑量都低於100毫西弗。輻射充斥在世間的萬物中,舉例來說香蕉因為富含鉀,而鉀又佔自然界放射性產出的0.0117%,所以吃根香蕉就會受曝到0.0778微西弗。所以在討論輻射防護問題時,重點永遠不是「有沒有輻射」而是「輻射劑量是多少」。輻射是種純能量,也沒有「天然」和「人工」之分,不會有「天然輻射不傷身體」。延伸來說,有關日本福島核災食品輸入問題,理性的討論能接受的輻射劑量為何,一味地強調「零檢出」並不科學。零檢出只代表儀器的靈敏度無法呈現出數值,實務檢測上只有「未檢出」沒有「零檢出」,光是自然環境中的背景輻射值,就能產生打破「零檢出神話」的雜訊了。
致癌因子分成四級,第一級為確定致癌因子能躲則躲(高於100毫西弗的輻射)。而第二級2A是極可能致癌,動物實驗已證明,人體實驗中尚未找到可信的結果。第二級2B是無論動物和人體實驗皆未證明有致癌可能性,但為小心先放在注意名單(網路基地台在此名單)。第三級是無法被歸類為致癌物,第四級是極可能為「非」致癌物。
微波爐是利用低頻電磁波(微波)來讓磁場中的食物裡的極性分子共振產生熱能來加熱食物。電磁波是屬於非游離輻射,根本不用考慮劑量問題(本來就對人體無害),而要和微波爐保持距離主要是因為怕外露的微波,不小心「加熱人體」。目前的法規要求電器外5公分的洩漏量不能超出每平方公分5毫瓦的情況下,根本不會有外洩傷害人體的可能。微波食物也絕不可能殘留輻射,首先微波爐不會產生游離輻射,其次當加熱結束電源關閉時,微波也消失無蹤並不會留存在食物內外部。所以在使用微波爐時,要注意的是加熱容器(塑化劑)的安全、食物成份(添加物),而不是訛以傳訛的輻射殘留。
在討論核電議題時,反對一方總會提出「敢不敢把核廢料放你家」。其實「核廢料(放射性廢棄物)」主要有兩類,一是「低階放射性廢料」另是「乏燃料」。即使沒有核能發電,傳統醫療輻射也會產生低階放射性廢料,像是防護衣以及機器零件、耗材。處理方法是盡可能壓縮到小小立方體,再用水泥包覆起來防止輻射外洩。而「乏燃料」就是原本用來進行反應爐發電的「核燃料」,當已經不再能有效發電後,就成了具有高放射性的「高階核廢料」,大家爭論的「核廢料」便是指後者。依照目前政府法規「乏燃料」用的乾儲桶外部的軸射劑量必須符合「每年不得超過0.25毫西弗」,還記得「低於100不會死」的口訣嗎?所以在討論核電的風險時,將問題聚焦在「台電的維運管理能力可靠嗎?」、「位處三大地震帶的台灣能承擔像311核災這種非人為不可抗力的大型核外洩事件嗎?」,或許更能切中核電取捨的關鍵因素。
2021年10月31日 星期日
怕輻射,不如先補腦
2021年10月26日 星期二
核災下的首相告白
2021年10月23日 星期六
臥底哲學家的生活事件調查簿
除了工作要用到的電腦書外,科普、社會議題以及哲普類型的書都是我偏好的讀物。這本「臥底哲學家的生活事件調查簿」便是彙集哲學系教授「冀劍制」的專欄文章而成,以平易近人的文字,用哲學思考的觀點,討論各種日常生活中的人事物。開頭的幾篇文章讀起來稍嫌平淡,沒有特別令人驚豔的觀點,比較像報紙中常見的讀者投書。但讀到中後部份,逐漸發現一些值得記錄的知識與論點,值得簡略記錄如下。
人類的知識可分成兩大類,一是容易用語言表達的「事實型知識」,另一種是不容易用語言表達的「實踐型知識」。「人生的意義」肯定屬於後者,因為如果人生意義可以具體用文字來描述,那前人早就把這個答案藉由教育傳授給我們,而不再是個未定的千古命題。「實踐型知識」就像做菜、騎自行車一樣,只能親自透過實踐去體會去學習,因此每個人都只能用自個的人生去找出「人生的意義」。
「哲學」就是一種用來解釋「問題」的思考方式,各種不同的思考方式便稱做「哲學理論」,例如在思考如何有效地解決政治、德道問題時,就會產生出「政治哲學」和「道德哲學」。解答問題也可以透過「科學」和「宗教」,科學、哲學、宗教三者各擅所長,科學講「實證」、哲學講「推論」、宗教講「信仰」,科學最嚴謹,哲學次之,宗教較缺乏合理性。但很多問題是無法用科學(做實驗)來回答的(例如心靈的本質?正義是否存在?),此時只能求助於哲學或宗教。西方哲學重視邏輯與推論,東方哲學重視個人體悟與修行(道教),因此東方哲學(儒佛道)更偏向像某種宗教信仰。
常見的謬誤有「輕率因果連結的謬誤(過於草率做出推論)」、「訴諸無知的謬誤(因為不知道就認為存在或不存在)」、「蓋題的謬誤(把含有意圖的想法,隱藏在提問中,回答或不回答都等於肯定了該意圖)」、「把合理當正確的謬誤(年長男性沒對象就是同性戀?)」、「不相干的謬誤(愛打電玩的學生成績一定很差?)」
英國哲學家休謨已經提出「任何道德命題更無法從事實命題中導出」,因此我們只能由事實推論出「ooo是xxx」,而無法推論出「ooo應該xxx」,「應該」這兩個字不可能從由於事實中導出,因此「良好的德行」沒有普世皆然的標準,不同的社會文化會造就不同的道德觀。
大家最常犯的邏輯錯誤就是把「若P則Q」延伸為「若Q則P」,例如「在世界末日前會出現很多天災人禍」,被錯誤解讀為「有很多天災人禍會出現世界末日」。掌握強大說服力的關鍵在於「把話說清楚」,但我們常常忽略把腦中的推論過程「講出來」(補足每一個推論步驟),造成聽者無法充分瞭解論述。「算命」和「自由意志」是兩個衝突的概念。如果人有自由意志,那未來都是不可知的(未定),所以根本無法被事先預言。而如果每個人的人生都有「腳本」,那表示我們的人生就像舞台上的演員,一切照上天的劇本走,人的自由意志是種幻覺(命定論)。當然我們也可以說星座和血型、風水都是某種統計學,那「自由意志」就只能排除「信誓旦旦的算命」。
「聰明」不表示有「智慧」,智慧的定義是「擁有妥善運用知識的能力」,而聰明人只做到「知識豐富」的必要條件。所以愚笨的人不可能有智慧,因為他缺乏足夠的知識,但聰明的人不見得有智慧,因為他必須能「妥善運用」手上的知識。所以關鍵的「妥善」又是什麼?抽象的概念總是難以定義,但我們可以善用刪去法,先舉出「不妥善」是什麼,那就是「僵化、不知變通」。而「僵化、不知變通的運用知識」也是「沒有智慧」的。
科學是藉由假設實驗來獲取科學結論,目前被視為最有說服力的思考方式。但科學實驗的過程中還是充滿陷阱,像是「對實驗結果的解釋」、「實驗數據的取得」、「實驗的雜訊」等,都會讓實驗結果出現偏誤,因此不是所有科學的結論都是正確的。哲學家休姆也指出,現今的科學實驗是建立在萬事萬物皆有「因果關係」的前題上,但因果關係是永遠無法證明的事情,它無法被觀察,能觀察的只有時間上的前後關係。科學大量使用的歸納化,也是假設萬物內在有著齊一的共通性,而這也是無法被證明的假設。當然這是哲學家對「科學方法」追根究底的理性分析,回過頭來就目前我們身處的文明世界,「因果關係」和「歸納/演譯」還是相當可靠的。
2021年10月17日 星期日
世界第一簡單電力系統
隨著2021年10月起中國出現大規模限電和分區供電的情況,一時之間能源議題變得沸沸揚揚,名嘴網友各自抒發己見好不熱鬧。十多年來台灣的能源政策,一直被「擁核/反核」的政治口水所牽累,決策者也習於獨斷獨行,不見公民參與討論的空間。想當然要對能源議題凝聚全民共識之前,公民智識尚且要符合最低的水準,如果缺乏基礎的能源知識,肯定連討論的「題目」都看不懂。此時這本「世界第一簡單電力系統」便是一帖良藥,可以讓讀者對現代電力系統有粗淺的瞭解。
能量除了電能外還有化學能、力學能、熱能、光能和核能,而能量可以轉換,所以其它類型的能量可以轉換成電能,像火力發電便是以「化學能->熱能->動能->電能」的方法產生大量的電力。自然界的能量稱為一次能源(石化燃料、核能、再生能源)而人類平常大多使用二次能源(電力、汽油、瓦斯)。一次能源又稱為「能源資源」,目前科學家預測的可採年數為鈾礦100年、煤110年、天然氣60年和石油50年,而日本和台灣都是高度仰賴國外進口能源資源的國家。
電力系統分成「發電」、「輸電」、「變電」和「配電」四部份。所有的發電機的基礎構造都相同,透過「旋轉」的動能轉動發電機中的磁鐵,讓線圈產生感應電源,原來動畫「天元突破」中說的「螺旋力」真的是帶動人類進步的幕後功臣。不論是火力、核能、水力發電,都是利用大型的渦輪機(會旋轉的機器)連結發電機,週而復始地旋轉、發電。
水力發電的長處在於可以「容量小持續、穩定地發電」又能「隨機應變、即時運作提供急需用電」,發電方式有川流式、調整池式、水庫式和抽蓄式。缺點是必須有合乎建置條件的自然地型(老天爺賞飯吃)和天候條件,建設方式有水壩式、水路式和水壩水路式。小水力發電(傳統水車)、波浪發電和海洋溫差發電則是和水資源相關的微水力發電,優勢在於不用建設水壩。
火力發電又稱「汽力發電」,是利用燃燒石油、液化天然氣(LNG)和煤等燃料,產生高溫高壓的氣體帶動渦輪機發電。發電廠的選址多半會靠近大海,因為冷凝器的冷卻水大多為海水,另外燃料大多是從海外運送而來,有港口的近海地區有地利之便。小型的火力發電為內燃機發電,直接用燃燒燃料驅動引擎轉動、發電,多半做為大樓和工廠的緊急電源。和水力發電機組只要3~10分鐘就能啟動不同,火力/核能發電的啟動時間長達數小時以上,因此不適合因應突發的用電需要。但火力發電能穩定、持續不斷地提供定額的發電量,所以是許多國家最仰賴的供電方式。
供電負載可分成「基礎負載」、「中間負載」和「尖鋒負載」三部份,其中川流式水力發電和核能發電提供基礎負載,煤和液化天然氣的火力發電提供中間負載,石油火力發電和調整池、抽蓄式水力發電供提尖鋒負載。衡量燃料取得成本的差異,火力發電可以同時為中間負載和尖鋒負載付出心力,也難怪即便有氣候變遷全球暖化的憂慮,各國仍然不敢輕易承諾減少火力發電。垃圾發電、生質能發電和地熱發電則是和熱能發電相關的新式發電,都能比傳統火力發電更環保,但和多數綠電的問題一樣,無法大規模發電。
台灣最常被提及的發電方式就是「核能」了吧。核能發電和火力發電一樣,都是利用加熱後的水所產生的水蒸氣,帶動渦輪機產生電力,只是兩者加熱方法不同,火力發電是利用「化學能」加熱,核能發電是用核分裂的「原子能」發電。核電的優點是發電單位成本較便宜,而且不會造成溫室效應,缺點就是核分裂後的殘餘物具有高危險性,清理與保存的社會成本很高。在核能發電的過程中,必須讓反應爐維持在臨界值才能不斷地出現核分裂現象,過快或過慢的核分裂都會造成發電失敗,過程中用來減速分裂反應的就是「控制棒」,而「冷卻水」則是用來吸收核分裂時反應爐產生的熱度,將熱量排出避免運作過程中溫度不斷升高造成爐心溶解。
書中後半著重於介紹輸電、配電和未來供電等相關知識,但光是「發電」一章的內容,本書就讓我覺得受益良多。作者為了確保知識的完整性在輸配電章節中提及了一小搓公式與術語,即使忽略不看也不影響整體閱讀的樂趣,推薦此書給關心能源議題的朋友。
2021年10月16日 星期六
Eclipse完全攻略(第四版)[Gradle自動化建構Java開發專案]
工欲善其事,必先利其器。Java這種編譯式語言不像直譯式語言(Shell Script, Javascript)即寫即用,因此在程式開發的實務上,工程師多半會挑選順手的整合開發工具(IDE)來使用。Ecplise便是在Java業界老牌的IDE,雖然近年來IDE的後起之秀不少,但它依舊保持極高的市佔率。
「Eclipse完全攻略(第四版)[Gradle自動化建構Java開發專案]」一書是日本人撰寫,由於該系列會不斷地配合Eclipse IDE新版推出新作,在日本儼然成為Ecplise的非官方手冊。台灣的繁體中譯本有出二、三、四版,由於我先前看過第二版的「Eclipse完全攻略: 從基礎JAVA到PDE外掛開發」印象不錯,也想粗淺地瞭解一下它副標中的「Gradle」,所以這次就買了第四版來瞧瞧。
在IDE基本功能的介紹算是可圈可點,除了原本開發中常用的功能外,書中會說明在操作Eclipse時常會到的觀念/詞彙(視景、工作區),也分享不少實用但略嫌冷僻的設定步驟(如何關聯副檔名、如何進行檔案差異比較)。但從「開發Web應用程式」的章節開始,就可以體會到這本2015年著作的致命傷...「太舊了」。介紹的外掛程式(Plugin)和軟體框架都是近十年前的東西,而Gradle的章節更慘,工具介面的功能完全不同,沒有參考價值。
近年來我已經不再急切地大肆添購電腦書,其中最關鍵的原因是「沒辨法在賞味期限前看完」。IT技術一日千里,特別在工具和產品的領域,幾乎是年年有新版。若要隨著一本幾年前的電腦書按步就班地操作、練習,光是軟體版本的差異就讓人心灰意冷。因此我現在是秉持著「工具型的電腦書,有需要再買」的觀念,盡量讓每本讀過的書發揮它最大的效益。而這本「Eclipse完全攻略(第四版)」,只能套句夏亞的名言「這是年輕犯下的錯」。




