拯救或毀滅世界的十種新創科技

 

從小就耳聞「核融合」這神秘的黑科技是解決人類能源問題的聖杯，動心起念找到這本內容有介紹核融合的科普書「拯救或毀滅世界的十種新創科技」。它從巨觀到微觀講解了十項先進、能深遠影響文明發展的高科技。

好萊塢電影常有令人目眩神迷的科幻埸面，在娛樂觀眾的同時，也扮演預言者的角色，展示許多未來可能成真的高科技，其中不少是書中有提及的項目。十項新創科技議題如下:

1.太空旅行可以更便宜嗎?
這章介紹數種可省下火箭發射成本的技術，像是SpaceX採用的「可重複使用火箭」已經順利達成商用化。而「用太空飛機運送火箭」的想法，牽涉到開發與整合不同類型的發動機技術(渦扇發動機/後燃器/衝壓噴射發動機/超音速燃燒衝壓噴射發動機)，目前還是乏人問津。很有卡通味的「巨無霸太空槍砲」點子，則是太像軍事武器，容易起引爭議。維珍銀河是使用「在高空啟動火箭」的做法，讓飛行器搭載火箭，從高空中直接發射。最後是曾在動畫鋼彈OO中出現過的「太空電梯與太空纜索」，不過此方法得先發明出高強度的合成纖維，克服地球自轉產生的拉力。

2.小行星採礦
太空中有些小行星完全由金屬組成，上面的金屬含量是人類在地球上開採金屬總量的30倍，聽起來有利可圖是吧？另外小行星採礦，不用像在地球上採礦般深入地層，只要在表層就能開採，真的是「寸土寸金」。不過依照目前的航太科技，要把每0.45公斤的東西送上太空，得先花費10,000美元。因此即便能無止盡地獲取大量金屬礦產，也無法彌補前期運送採礦機具上太空的投資費用。更別說如何把大量金屬運回地球販售，那可是一筆天價的運費。

3.核融合能源
「核融合」是利用自然界中最普遍的氫元素當燃料形成的純淨能量，當兩個氫原子(不同中子量的氫同位素)融合在一起時，會變成氦原子並釋放出巨大的能量。原子融合時，多出來的中子會帶著高熱以高速脫離新原子，這時就能利用來加熱水，帶動蒸氣渦輪機發電。不論是核分裂還是核融合，原子能發電的強項在於只要極少量的燃量就能產生天文數字般的能源。半浴缸水的「氘」(用來核融合的氫同位素)，可以產生等同40噸燃煤的能量。實現核融合最大的障礙是原子間的排斥力(庫侖障壁)，需要巨大的外力(作用力)來壓制才能強迫兩原子「結合」。太陽的能量正是來自於核融合，而太陽中心強大的重力壓，是提供不間斷的氫原子融合最理想的環境。然而在地球無法具備此自然條件，人們只好另尋他路。目前最簡單的做法是利用「核分裂」產生的能量，來促成「核融合」，這也是「氫彈」的原理。但當目標是「追求潔淨能量」時，用核爆來製作「純淨能量」真的令人啼笑皆非。小規模的可行作法是利用強大電場中的正電(相斥)與負電(相吸)來引導氘(氫的同位素)互撞，像其它各種核融合裝置一樣，裝置需要的輸入能量(用來產生電場)遠比輸出能量(核融合成功後產生的能量)多，目前只是個「耗能設備」。進行中的大型實作包括了「磁化內櫬慣性核融合」和「國際熱核合實驗反應爐」也都尚未達成能量的收支平衡，而在電影「天使與魔鬼」中的核融合裝置正是「歐洲聯合環狀反應爐」，是最接近成功的專案，目前已達成60~70%的能量收支平衡。

4.可程式化物質
簡單說就是動畫「大英雄天團」裡的神奇黑色金屬，或是「魔鬼終結者2」中的T2000殺手機器人。目前遇到的難題是如何做出超小型的電池來趨動機器人，特別是目標為打造奈米機器人時。另外由於現實世界中的不同東西，會需要不同的物質特性，像軟、硬、黏、韌。因此在發明出萬用的合成材料之前，神奇的黑色金屬可能只能變出堅硬的物體。

5.用機器人蓋房子
機器化建築工人，雖然效率是人類的三倍(紅色有角三倍速？)，但目前只能專注做一件事(例如半自動化石匠，砌磚牆)，從經濟報酬率上看無法商業化。相對地可以精確地製造出各式木工、石雕的機器人，因為大幅降低特殊建材的成本，有很高的商業價值。而「巨型3D列印機」用混凝土直接印出房子，能在24小時內蓋好一間55坪的房屋，這將能大幅改善難民與貧民的居住問題。本章中額外提及「3D列印食品」，真的是一堆化學填加物鞣製成的「可食用」黏土，有機會「千萬別試」。

6.擴增實境
在人工智慧(AI)的炒作風潮漸息後，IT圈又在找尋下個Buzzword，而「量子電腦」離真正能實用還有好大一段路，此時便把焦點放到擴增實境(AR)。有別於早前虛擬實境(VR)會造成動暈症而未能普及，擴增實境(AR)巧妙地結合GPS(未來可能使用光學電達)、網際網路、大數據以及智慧手機，搭著精靈寶可夢GO的火紅，消費大眾已張開雙手擁抱擴增實境。除了視覺外，擴增實境在嗅覺和觸覺上的成果很少，因為打造互動式的嗅覺和觸覺裝置相當困難。在電腦視覺的應用，不論是「健身魔鏡」或是FB和雷朋聯名推出的「智慧眼鏡」應該都會朝向擴增實境演進，它未來在醫療、教育領域的應用也將會更多樣化、平價化。

7.合成生物學
托新冠疫苗議題紛紛擾擾的福，對於這章的主軸DNA、RNA等字眼，相信讀者們都已略知一二。去氧核糖核酸(DNA)是多細胞生物的設計圖，可以讓核糖體利用胺基酸來製造構成生物運作的各種蛋白質。核糖核酸(RNA)則是扮演複寫紙的角色，從DNA身上抄錄要生成的目標蛋白質結構，再告知核糖體負責生產。雖然基因改造作物已經相當成熟，但針對人體上的基因改造還是困難重重，因為大自然經由演化而生的基因圖譜十分複雜，A基因和B基因的交互關係可能影響C、D基因，牽一髮動全身，形成千百種變化。另外也是因為對人類進行基因改造有「道德風險」，讓相關研究裹足不前。「合成生物學」在基改植物的廣泛應用(特別在藥品)和人造器官的生物合成，都是能蓬勃發展的領域。

8.精準醫學
大數據與人工智慧的興起與成功案例，讓各行各業有為者亦若是，特別在醫療產業上，相關的期待與發想更是無邊無際。最初的構想是如果能徹底收集每個人的生物訊號做長期追蹤，便可以讓全民在疾病預防上產生莫大助益。進一步還能用來量身訂製的藥物，讓每個病人接受個人化的治療，這將會重新定義人們口中的「對症下藥」。在實現面上，要完整收集每個人的基因體、微生物群與代謝體等資料很不容易，中間涉及許多數不清的檢測儀器、驗測藥物以及生物數據解讀，更別說在法津上有侵犯個人隱私的疑慮。

9.生物列印
本章和第7章相互呼應，討論生物列印(生物合成的子類)中的「人體器官列印」。以目前的生物科技，生成單一細胞很簡單，但是要橫空出世地生出一個可運作的人體器官卻有許多挑戰。器官是由眾多不同類型的組織結合而成，因此3D器官列印機要能快速射出細胞、蛋白質、化學物質與加工材料，以完美的結構排列出來，這樣才能「製作」出可供移植的人體器官，目前的科技還差的遠。退一步來說，如果只考慮器官在人體中所提供的功能特性，未來的「人工內臟」不見得要和真正的器官相似，或許這是一個能歪打正著的替代方案，讓人工器官技術大幅邁進。

10.腦機介面
要踏出用意念來操作電腦的第一步，首先要瞭解大腦的運作方法。而讀取大腦方法有兩種，讀取電訊號或讀取代謝訊號。在非侵入的方法中主要有「電腦波圖(EGG)」和「磁共振造影(MRI)」，侵入式的讀腦則有「腦皮質電圖(ECoG)」，它是將電極黏在大腦的表面，目前已經可以有效的讀取大腦操作手臂在三維空間中運作的訊號。最後是超級侵入式的讀腦方法「皮質內神經記錄」，就是用感應探針插入大腦中收集訊號，雖然能精確地讀取大腦的運作資訊，但也會造成腦部病變(受傷、發炎)。而且隨著時間，探針的偵測品質將會迅速降低，原因是探針會因為大腦的免疫反應產生異物，被神輕組織所包覆。

近20年來由於網際網路的興起和普及，讓資通產業的商務應用大爆發，資訊科技確實在各個層面改變了每個人的社交與生活模式。也因此受到國家、媒體和群眾的注目，投入大量資源並期待獲得數倍的回報。然而相較於上述10項真正的「高科技」，網路技術與建基其上的商業創新真的只是「軟科技」，如同書名「拯救或毀滅世界的十種新創科技」，真正「硬科技」所具備的影響力，是有擁有拯救或毀滅世界的潛力。

Python大數據特訓班(第二版)：資料自動化收集、整理、清洗、儲存、分析與應用實戰

 

大數據的定義中有四V，巨量(Volume)、快速(Velocity)、多樣(Variety)和疑真(Veracity)。我在數據工程的實務中，主要是負責大數據平台Hadoop和Spark平台的維運與開發，面對多樣化資料(Variety)的處理是相對陌生的。恰好看到這本「Python大數據特訓班(第二版)」，主軸環繞在使用Python語言進行網路資料擷取、數據清洗與儲存等實用技術，想當然耳要買來研習一番。

Python世界中有五花八門的模組可讓工程師運用，而書中挑選的Numpy、Pandas和Matplotlib都是數據處理時核心的選項。比起自個在Stack Overflow網站中查閱零碎片段的程式碼，書中以小節為單位，漸進式地展示這些模組的用法，整理了許多執行數據工程任務時常用的功能，讓我覺得十分受用。相信熟讀「Python大數據特訓班(第二版)」後，未來在面對專案的數據爬蟲需求時，能充滿自信地說一聲「I'm ready」。

全書內容簡潔充實，很適合做為大數據入門的教材，若搭配個兩天16小時的上機練習，完全就是一堂收費上萬元的資◯會課程，可以學到基礎的網站爬蟲與數據清洗實務。可惜的是雖然書名有寫著「第二版」，但看來再版時編輯並沒有再次詳細檢閱內文。書中後半的練習無法讓讀者照本宣科地完成，原因是當做範例的網站頁面內容已有變動。對初學者來說肯定十分苦惱，但轉念來看，如果把它看成進階的練習題，強迫讀者活學活用剛從書中學會的技巧，自力完成分析網頁結構的挑戰，倒也不是件壞事。

 

Docker專業養成：活用基礎與實踐技能（暢銷回饋版）

 

有時資訊科技的趨勢演進，讓從業者如同面對滔滔江水，沛然莫之能禦。即便當下撇頭轉身視若無睹，它也會如影隨形地環繞四周，讓你非得正視它的存在。當初學習Apache Camel時所遇到的Apache Maven是如此，近期研究Apache Airflow中看到的Docker又是一例。可見得在軟體佈署/開發環境建置這個主題上，以Docker為首的容器技術，逐漸被視為軟體工程師的必備知識。

容器佈署、微服務的觀念和技術在前些年已經炒得沸沸揚揚，同儕中不少友人早有研究、也實用過這些技術。我為了避免買到一本地雷書，向業界朋友詢問後，找到這本「Docker專業養成」。書籍內容果真沒讓人失望，它清楚介紹Docker中「映像(Image)」、「容器(Container)」、「資料卷(Data Volume)」和「網路(Network)」四大模組。編排採用的是能讓讀者留下深刻印象的「從做中學」，各模組的章節都提供實用的指令與操作範例，直接了當告訴你要怎麼設定、啟動Docker。全書後半更是涵蓋了網頁應用程式開發時各元件層的Docker設定方法。從網站伺服器、資料庫、動態程式執行引擎到快取，一應俱全，簡直可以把「Docker專業養成」拿來當操作手冊使用。

可惜的是，雖然是本再版書，內文卻沒有再編修，因此從Docker的安裝開始，讀者就會遇到一些亂流。版本過舊、指令無法正常執行等問題所在多有，不過當做學習Docker的第一本書來看，算是可圈可點。翻閱時只要自行拿捏是要追根究底地除錯還是點到為止地掌握觀念即可。具備容器化的基礎觀念，想再深入研究容器管理的朋友們，就可以再行挑選Kubernetes的專書。

武漢封城日記

 

住在雙北，處於三級警戒的時光，手中翻閱著「武漢封城日記」，心想應該找不到另一本如此貼近現下起居生活的著作吧。作者「郭晶」於2020年居住在中國武漢，身在新冠疫情原爆點的她，用網路書寫日記，記綠了1月23日到3月1日之間生活上的點點滴滴。

回顧2020年當時，新冠肺炎讓全世界摸不著頭緒，恐懼和謠言四起，加上中國慣性地管控負面訊息，讓疫情如野火燎原般席捲全球，透過日記的描述，讀者可以看到那時武漢人民身處的社會氛圍與處境。相較先前台灣政府、名嘴對「封城」兩字的輕描淡寫，建議先看看「武漢封城日記」再做定奪。

細看書中對封城所述的限制，對比目前三級警戒的要求。深覺得三級警戒算是較高明地「微封城」，即不採用強制地出入限制引起民眾的反彈心態，而以減少大眾運輸系統、處罰多人群聚、限制商家營業等細項，達到控制病毒傳播的效果，確實是因地制宜的施政巧思。「武漢封城日記」見證了一小段無法抹滅的歷史，或許來年台灣也會有本「雙北警戒日記」也說不定。

1984

 

「民主政體五花八門，但集權政府都是一個樣」。這本喬治歐威爾所著的「1984」大概是世界上最有名的反烏托邦小說。以它為根源，延伸而出的藝術作品不計其數，連電影「饑餓遊戲」、「駭客任務」的背景設定都深受影響。

故事以令人摸不著頭緒的「戰爭即和平、自由即奴役、無知即力量」做引線，讀者跟隨著主人翁的觀點，一同生活在由「英社」統治的「大洋國」中。英社也就是「英國社會主義」，「老大哥」則是無所不在的黨的別稱。讀者可以在書中看到集權政府如出一轍的統治思維和手段，周邊環境著中國、北韓兩國，自身脫離白色恐佈時期不到百年的台灣讀者，對獨裁政權的方方面面肯定略有所聞。沒想到喬治歐威爾可以把這種統治樣貌描述到另一個高度，讓人讀起來更不寒而慄。「掌握過去的人就掌握未來，掌握現在的人就掌握過去」，前半看不懂的謎團和伏筆都在後面有著前後呼應的解釋，是值得再看一遍的好故事，名符其實的精典作品。由於沒看過其它譯本，所以無從比較這本書的翻譯水準，不過在「那本書」的文字呈現，詞藻過豐較不平易近人。

「民主的核心精神是制衡，負作用就是無效率」。相較於中國集權體制的高效與成就，展現出民主自由台灣的一事無成。市井之間也常緬懷兩蔣專制時期的氛圍，對於有這般想法的朋友，介紹他看「1984」，或許是一帖良藥。不過也別以為民主制度下不會出現專制政權，看到出現「黨是無所不能，黨不可能有錯」言論傾向的政黨，小心為妙，塊淘呀。

癌症探祕：揭開最深沉的醫學謎團

 

這本書述說了兩個罹癌病人的故事。一是作者的妻子，一是作者的親弟。作者「約翰遜」是科學專欄作家，長期為紐約時報及各類雜誌撰寫科普文章。在得知妻子罹患罕見的子宮乳突狀漿液性癌後，他開始著手吸收理解所有和癌症相關的科學知識，「癌症探秘」便是總結他這一路求知問道的心路歷程。

最開始作者想要釐清的問題是「癌症有多古老」，他追朔到恐龍化石看到確切的骨頭癌化證據，再一路考證史前人類的骸骨，試著推論出古人的癌症發生機率。媒體常散播一種觀點，認為現代人的罹癌比率較古人高，因為工業化社會帶來許多致癌物。然而就可取得的證據(骨骸)，相比歷史上曾生存過的人類總人口(25萬/1000億)，比例實在微乎其微，因此「古人的罹癌率」無法在科學上做出定論。

隨著醫學的進步，癌症這個曾被古人以「惡質病」形容的疾病輪廓已逐漸清晰。源起於細胞突變的癌細胞，在總總巧合下累積各項突變結果，學會躲避免疫系統追殺、自行中斷自己的細胞自殺機制、合縱連橫血管和淋巴循環系統擴張範圍。雖然曾是人體的一份子，卻反叛圖謀想鳩佔鵲巢殺死宿主。突變和天擇造就地球上多采多姿的萬千世界，也留下來癌化這個不定時炸彈在生物體內。

當然針對各種被討論過的致癌物，如飲食、輻射(電磁波)、環境汙染等，作者也通盤地進行文獻研究。除了部份病毒/感染和特定癌症有關(B,C肝炎和肝癌、胃幽門螺旋桿菌和胃癌)，以及吸菸(焦油)、高能放射線確實會增加致癌的風險外，其它市井流言曾提及的致癌物，都沒有具體的科學證據。相對地，作者也驚訝地發現「多吃蔬菜水果能防癌」同樣沒有獲得統計數字的背書。在防癌的生活指標上，簡單四字「少吃多動」則被認為是值得遵守的法門。

閱畢全書，副標「揭開最深沉的醫學謎團」顯得名不符實。作者當然沒能為我們解開癌症之謎，但他確實用最淺白直接的文字，讓讀者獲得和癌症相關的科普知識。如同文中所述，全球無數的醫師、科學家持續不斷地試圖解開癌症這個黑盒子裡的奧秘，橫跨千古的生物細胞演變之謎，至今依然難解。

 

歷史課本沒寫出的隱情：那些帝王將相才子的苦痛

 

中國歷史源遠流長近四千年，各方俊彥才子佳人汗牛充棟，達成三不朽，立德、立功、立言者不計其數。人們常看到的是聖賢將相風光無限的功名成就，卻難察覺他們面對生老病死時的苦痛。「歷史課本沒寫出的隱情」這書，挑選了25位中國歷史上的名人，引經據典的考據推論他們罹患的各種疾病。

作者「譚健鍬」是位心血管內科醫師，又博覽群書通曉史事。信手寫來內容栩栩如生，像似親眼所見。從各項文史記錄中收集病徵、剖析可能的病因，如同隔空抓藥般神妙地為古人「看病」，實在令人嘆為觀止。後續病理、病程的解說也相當到位，足以做為醫療科普的典範。全書閱畢發現，內容所提及的重大傷病，即便已橫跨數千數百年，如憂鬱症、瘧疾、流感、青光眼、登革熱...25位名人的25種疾病，依舊還是常常困擾著現代人。

西方醫療科技的不斷進步，讓人們相對古人來說更能避免受到各式疾病的折騰。然而在新冠疫情肆虐的此時，這場人類與疾病史詩級的對抗，人類還是得戰戰兢兢地面對才有勝算吧。「歷史課本沒寫出的隱情」值得推薦給喜好翻閱中國歷史典故，又想吸取實用的養生保健醫學常識的讀者。