研究宇宙演化、發現太陽系外行星:3學者同獲2019諾貝爾物理獎

研究宇宙演化、發現太陽系外行星:3學者同獲2019諾貝爾物理獎
Photo Credit: 諾貝爾獎twitter

我們想讓你知道的是

雖然這些系外行星並非生命居住的環境,但是卻開啟了人類的新視野, 這3位天文學家證實,像太陽系這樣恆星還有很多,截至目前已確認的系外行星超過1800個。

諾貝爾物理學獎得主今天揭曉,由加拿大物理學家和理論宇宙學家皮博(James Peebles)、瑞士的天文學家梅爾(Michel Mayor)和奎洛茲(Didier Queloz)三位學者獲得殊榮,其中皮博以「物理宇宙學的理論發現」成為整個宇宙發展過程的基礎,梅爾和奎洛茲則因「發現繞著太陽型恆星運轉的系外行星」得獎。

《ETtoday》報導,皮博主要對原始核合成、暗物質、宇宙微波背景和結構形成等領域做出了理論貢獻,自從1970年以來,他被廣泛認為是世界領先的理論宇宙學家。《中時電子報》報導,皮博在過去的20年間發展出的理論,已經成為人類從宇宙大霹靂到如今,整個宇宙發展過程的基礎。現年84歲的皮博出生於加拿大,目前為美國普林斯頓大學(Princeton University)教授。

諾貝爾獎委員會立即致電給皮博,希望能給年輕的研究員一些建議。皮博表示,「獎項和獎金很迷人,但那從來不是科學研究所在乎的,要進入科學領域並為此付出終生,是因為科學值得你深深地著迷。」

綜合《中時電子報》《ETtoday》報導,梅爾則於1995年一起發現了第一個環繞類太陽恆星飛馬座51的行星飛馬座51b,它是個非常接近恆星的巨大氣體行星,體積大約是木星的一半,但是距離恆星僅有數萬公里,因此表面溫度奇高,約有1200度(後來此類行星稱為熱木星)。

而後他的研究則主要是發現太陽系外行星。2009年麥耶團隊發現目前質量最小的太陽系外行星格利澤581e,並在2015年1月獲得英國皇家天文學會頒發最高榮譽金質獎章。

奎洛茲則是和梅爾共同發現了圍繞主序星的首顆太陽系外行星。奎洛茲用徑向速度測量的方法分析了飛馬座51,結果發現了一顆軌道周期為4.2天的行星,也就是飛馬座51b,挑戰了當時正統的關於行星形成的見解。

雖然這些系外行星並非生命居住的環境,但是卻開啟了人類的新視野, 這3位天文學家證實,像太陽系這樣恆星還有很多,截至目前已確認的系外行星超過1800個,而且科學家也找到了不少的類似地球這樣的岩石行星,有些還處在適居區,可能是生命存在的環境。

《中央社》報導,諾貝爾獎獎金達900萬瑞典克朗(約新台幣2807萬元),皮博獲得一半獎金,梅爾和奎洛茲共分另一半獎金。

《自由時報》報導,從1901年以來,諾貝爾物理獎至今已經頒發112次,其中有3名女性獲獎,最年輕的得獎者為1915年的諾貝爾物理獎得主,當時25歲的Lawrence Bragg,年紀最大的則是2018年獲獎的Arthur Ashkin,當時他高齡96歲,獎項由瑞典皇家科學院頒發。

基於諾貝爾基金會的規定,諾貝爾獎最多同時頒發給3人,歷年來諾貝爾獎得主共210人,有47個諾貝爾獎頒發給單一得獎者,32個由2名得獎者同時獲獎,33個獎項頒給3個共同得獎者。

曾經獲獎的3名女性分別是1903年得獎的瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡・居禮(Marie Curie),她更在1911年獲得諾貝爾化學獎,另一位則是1963年獲獎的德裔美籍物理學家格佩特-梅耶(Maria Goeppert-Mayer),去年獲獎的加拿大學者史垂克蘭(Donna Strickland)則是第3位物理獎得獎女性。

《中央社》報導,2019年諾貝爾獎昨天揭開序幕,醫學獎得主率先揭曉,由美國哈佛大學教授凱林(William Kaelin Jr)、英國醫學家雷克里夫(Peter Ratcliffe)和美國醫學家塞門薩(Gregg Semenza)獲得殊榮,得獎原因是研究細胞如何感知以及適應氧氣的供應。

化學獎得主明天揭曉,10日將一併公布2018和2019年文學獎得主,11日公布和平獎贏家,經濟學獎得主將於14日揭曉,為2019年諾貝爾頒獎季畫下句點。

由於「#我也是」(#MeToo)運動揭發的性醜聞影響,去年是70年來文學獎首度缺席諾貝爾獎頒獎季,2018年諾貝爾文學獎延後,將與2019年的文學獎一同頒發。

2019諾貝爾獎公布時間:

  • 9日:2019年諾貝爾化學獎
  • 10日:2018和2019年諾貝爾文學獎
  • 11日:2019年諾貝爾和平獎
  • 14日:2019年諾貝爾經濟學獎

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核稿編輯:羊正鈺


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【影音】整理數十萬張空拍影像,就像一場馬拉松:看見・齊柏林基金會「數位典藏」計畫

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「透過影像為環境發聲」是齊柏林畢生在做的事,也是看見・齊柏林基金會要接力做下去的事。打造一座把台灣存起來的影像資料庫,讓齊柏林留下的影像資產得以傳承世代,「數位典藏」計畫需要你我一同支持響應。

2017年,《看見台灣》的導演齊柏林匆匆離開這個世界,留下無數珍貴空拍影像資產;這些跨越1990年代到2017年、長達25年台灣自然與人文地景變遷的真實紀錄,不只保留了台灣之美,更在學術研究、環保倡議和環境教育上有著無可取代的價值。然而,龐大的影像素材需要經過「數位典藏」才能被有效應用,因此「看見・齊柏林基金會」成立的初衷,就是為了承接數位典藏的使命,讓齊導畢生的心血,能夠世代傳承,發揮永續的影響力。經過兩年的摸索,基金會最終研擬出最合適的數位典藏計畫,不只將齊導作品數位化、分類歸檔,更要建置線上影像資料庫,並將繼續記錄台灣的使命傳承下去。

根據看見・齊柏林基金會統計,齊柏林導演在空中拍攝超過2500小時所累積的影像,約為10萬張空拍底片、50萬張數位照片,上千小時的空拍影片;要為如此龐大的影像資料建檔與整理,勢必耗費許多金錢、時間與人力。不過,只要能集結眾人之力,這一場數位典藏人員及專業志工接力的馬拉松,將會是美麗而撼動人心的一段旅程。

「數位典藏」做什麼?

數位典藏(digital archive),意思是將有保存價值的實體或非實體資料,透過數位化(諸如攝影、掃描、影音拍攝、全文輸入等)與加上屬性資料等詮釋資料(Metadata),建立數位檔案的形式,作為永久保管儲存。

而看見・齊柏林基金會的數位典藏計畫可分為三大工作線,分別為:

  • 傳統底片組:挑選底片→掃描成數位檔案→建立屬性資料→歸檔
  • 數位照片組:挑選照片→建立屬性資料→歸檔
  • 空拍影片組:挑選影片→建立屬性資料→歸檔

除了要將齊導留下來的影像作品數位化歸檔,數位典藏計畫還包括改版建置「iTaiwan8影像資料庫」,也就是建設完整的線上影像資料庫系統,讓齊導作品更便於靈活運用,也能讓更多世人看見。

飛行2500小時累積的空拍影像,怎麼整理?

  • 整理底片/數位掃描

數位典藏組專員詹宇雯的工作,是負責整理傳統底片。即便存放在防潮櫃中,傳統底片仍面臨逐漸老化褪色的壓力,需要與時間賽跑進行數位化保存;然而大多未經篩選的10萬張底片,有些因為直升機震動導致些微的畫面模糊,也有因飛行路線連續較重複的地景構圖,而詹宇雯的其中一項任務,就是拿著放大鏡一一檢視精挑,並標註定位和勘誤照片資訊。

「整理底片最常發生的問題就是人工出錯,因為以前留下的資料可能是齊導或其他志工整理出來、用手寫的,貼紙可能貼錯或資料寫錯。」詹宇雯說起某次經驗,當時有一張台北車站的照片被貼了很多年份,為了找出正確年份,她試圖辨識照片裡招牌跑馬燈上的氣溫、股市市值等資料,交叉比對推斷出正確年份。雖然偶有這種偵探辦案一樣的趣事,但大多數時候是耗費專注度與眼力的過程。

完成底片挑選的階段,接著進到底片掃描數位化。然而,這步驟並不容易,除了整體的影像品質控制與檔案管理,齊柏林導演留下的底片最遠距今至少11年,老化褪色的底片容易出現色彩偏誤,須進行色彩還原,再修掉畫面上的髒點、存成解析度高的數位影像才算完成。

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Photo Credit:TNL Brand Studio
整理傳統底片的過程,必須拿著放大鏡一一檢視精挑,標註定位和勘誤照片資訊。
  • 建立屬性資料

所謂「建立屬性資料」,其實就是為影像添增各種描述紀錄的資訊,有了這些資訊,龐大的影像資料才能被有效率的搜尋、管理。數位典藏組副組長陳宣穎表示,以齊導拍攝的影像為例,包含:拍攝主題、地點及詮釋地景的關鍵字都屬於此範疇;而其中投入最多時間的便是「定位」和「建立關鍵字」這兩項任務。

「定位」指的是找出拍攝主體所在地點和座標,有時可透過既有的飛行軌跡紀錄來推測,但更多時候是在沒有軌跡紀錄的狀態下,憑藉地理知識及照片上的蛛絲馬跡判讀位置。如果影像拍攝年代久遠,或是地景變化很大,就需要運用更多歷史圖資或佐證資料去搜索、推論。

「我們要一張一張照片判讀,建立屬性資料。像是早期的傳統相機沒有定位功能,常常看到照片中只有一大片山稜線,此時我們就要仔細比對地圖、衛星影像,想辦法查找,盡可能貼近正確。」陳宣穎說。

「建立關鍵字」看起來似乎相對輕鬆,然而事實上,光是決定有哪些關鍵字可以使用,就是一門功夫。第一步必須辨認影像中的景物,例如一塊農田種植的是什麼作物,就必須蒐集其他資料輔助判斷;其次,由於空拍照片尺度不一,在畫面中佔比多大的景物需要設立關鍵字,也需要經過討論訂定規則;最後,還必須從使用者的角度思考,依據一般人的搜尋習慣設立關鍵字。

因此,在建立屬性資料的過程中,看見・齊柏林基金會也特別諮詢多位專家,共同研究規劃出適合台灣空中影像的關鍵字建置邏輯,並以此基礎進行分門別類、校正檢核,確保影像被妥善歸納及運用。

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建立屬性資料時需要大量對比地圖,並依照訂定好的規則建立屬性資料,使歸納邏輯一致。
  • 影音資料典藏

相較於照片整理,動態影片的典藏工程更為多元複雜。首先,要針對近千小時空拍影片進行盤點,接著進行特殊格式轉檔與備份,再逐步建立邏輯編碼、標示檔案管理方式,以推動後續屬性資料建立。

「影片整理最大的兩個挑戰,其一是影片內容橫跨的範圍很大,導演可能是台中起飛、屏東降落,因此要去判斷每個影片節點的地景定位;其二是飛機上升的垂直範圍很大、晃動又劇烈,有時候會遇到『果凍效應1』致使內容失真。」影音製作組專員鄭宇程說明,由於各時期的影片拍帶檔案格式、影像內容品質、影片時長都不同,大大增加了管理建檔難度。

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影音資料的典藏,需要讀取大量的檔案,逐格檢視、分段建立屬性資料、調色等。

加入數位典藏的馬拉松,傳承接棒台灣之美

從一步步定義操作流程、統一色彩管理語言、購置影像處理設備等,到培訓志工與實習生、讓人力支援一步到位、避免巨量資料的協作過程中出現錯誤,都是數位典藏計畫的範疇。多元內容創意部副總監王俐文表示,「數位典藏」四個字說來簡單,但過程繁複龐雜,需要所有人一致的專注、耐心、細心、以及熱忱。

「iTaiwan8影像資料庫」作為看見・齊柏林基金會數位典藏計畫的目標之一,改版上線只是第一步,接下來除了完成龐大影像資料的典藏,更大的挑戰是要繼續記錄台灣,讓影像不會只停留在2017年。

「透過影像為環境發聲」是齊導畢生在做的事,也是基金會要接力做下去的事。而數位典藏計畫,就是齊導生命的延續,也是基金會動力的源頭。要打造一座把台灣存起來的影像資料庫並不容易,看見・齊柏林基金會亟需各界的支持,共同建置屬於台灣最美的影像資料庫。讓我們一起守護齊柏林留下的影像資產,讓土地脈動的珍貴影像得以傳承世代,發揮更多價值。

捐款支持看見・齊柏林基金會,透過影像為環境發聲


註1:果凍效應(rolling shutter)是數位相機CMOS感光元件的一種效應,當使用電子快門來拍攝高速移動的物件時,原本垂直的物件拍攝出的畫面卻為傾斜甚至變形。(資料來源:維基百科)


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