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如何利用天體物理學來研究地球上的問題

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    我是天體物理學家。
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    我研究整個宇宙中的恆星爆炸。
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    但我有個缺點：
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    我閒不下來，且很容易感到無聊。
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    雖然身為天體物理學家，
    我有很棒的機會
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    可以研究整個宇宙，
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    光是想到只能研究整個宇宙，
    且一直要研究整個宇宙，
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    就讓我覺得受困和受限。
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    不過，如果我要一直保持專注
    以及容易無聊的問題，
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    其實並不是缺點呢？
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    如果我能將它們轉變為資產呢？
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    天體物理學家無法觸碰
    所研究的東西或與其互動，
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    更不可能在實驗室中引爆恆星
    來研究它為何或如何爆炸。
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    只有太空的圖片和影片。
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    我們對宇宙所知的一切，
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    從產生出空間和時間的大爆炸，
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    到恆星及銀河的形成和演化，
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    到我們自己太陽系的結構，
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    我們透過研究太空影像來解答。
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    要研究像宇宙這樣極其複雜的系統，
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    天體物理學家便是那個
    能從複雜的大型資料集中，
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    粹取出簡單模型和解決方案的專家。
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    所以，我的這項專長還有什麼用途？
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    如果我們把鏡頭轉向我們自己呢？
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    我們「都市天文台」就在做這件事。
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    我的丈夫葛雷格‧多柏勒
    也是位天體物理學家，
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    於 2013 年在紐約大學
    建造了第一座都市天文台，
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    我在 2015 年加入。
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    我們做的工作包括：
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    我們拍攝夜間的城市，
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    把城市的燈光當成星體來研究。
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    研究光如何隨著時間而變化，
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    以及天體發光的顏色，
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    我就能夠深入了解爆炸恆星的本質。
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    用同樣的方式來研究城市的光，
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    我們就能測量和預測城市
    需要及會消耗多少能源，
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    協助建造有彈性的電力網，
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    來供給需求或支援
    不斷發展的都市環境。
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    在白天的影像中，
    我們捕捉到污染的羽狀煙雲，
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    在紐約市有 75% 的溫室氣體
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    來自像這樣的建築物燃油取暖。
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    可用空氣品質感測器來測量污染值。
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    但想像在紐約的每一棟大樓中
    都放置一個感測器，
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    並從一百萬個螢幕上閱讀資料。
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    想像一下這成本。
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    我們和紐約大學的學生團隊
    合作建造了一個數學模型，
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    一個能偵測和追蹤在紐約天際線上的
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    羽狀煙雲的類神經網路模型。
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    我們能將它們分類——
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    無害的蒸汽煙雲
    白色且容易消散；
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    會造成污染的煙囪煙雲
    又黑又持久——
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    並提供政策制訂者鄰里污染地圖。
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    這個跨學科的計畫
    創造出了轉型解決方案。
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    但我們在天體物理學中
    所使用的資料分析方法論
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    可以應用到各種資料上，
    不單是影像而已。
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    我們曾受邀去協助一位加州的檢察官，
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    了解他們轄區中的起訴延遲狀況。
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    有些假釋的人或在監獄中的人
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    等著受審一等就是數年。
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    他們想要知道哪種類型的案件會拖延，
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    他們有很大型的資料集
    可以用來探究這個問題，
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    但他們沒有專業技能，
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    辦公室中也沒有工具可以協助分析。
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    那就是我們上場的時候。
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    和我合作的同事是
    公共政策教授安吉拉‧霍金，
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    我們的團隊首先創造出
    一個視覺化的儀表板，
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    讓地方檢察官可以
    看見並更了解起訴過程。
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    但，我們自己也會去分析他們的資料，
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    去研究在他們的轄區中，
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    起訴過程所花的時間
    是否和社會不平等有關。
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    我們所採用的方法
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    是我用分類數千個恆星爆炸的方法，
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    應用到數千個法庭案件上。
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    透過這個方法，我們建造了
    能應用到其他轄區上的模型，
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    讓他們也能探究他們的偏見。
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    領域專家和天體物理學的這些合作
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    創造出了轉型解決方案，
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    來協助改善人們的生活品質。
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    但，這條路是雙向的。
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    我把我的天體物理學
    背景帶到都市科學，
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    把我在都市科學所學到的
    帶回到天體物理學。
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    光回波 （回光）：
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    恆星爆炸在星塵上的反射。
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    在我們的影像中，這些反射會呈現
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    白色、容易消散、移動的特徵，
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    像羽狀煙雲一樣。
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    我把偵測城市影像上
    羽狀煙雲的模型
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    用來偵測太空影像中的光回波。
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    透過探索讓我感到興趣
    也感到興奮的事物，
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    跨出我的領域，
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    我確實將閒不下來的特質轉變成資產。
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    你我都有獨特的觀點
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    可以產生新的洞見，
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    近而引導出全新的、
    意想不到的轉型解決方案。
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    謝謝。
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    （掌聲）
Title:
如何利用天體物理學來研究地球上的問題
Speaker:
費德莉卡 ‧ 畢安卡
Description:

為了研究整個宇宙這麼複雜的系統，天體物理學家必須要精通從大型資料集中粹取出簡單的解決方案。他們還能運用這項特長來做什麼呢？在這場跨學科的演說中，TED 研究員及天體物理學家費德莉卡 ‧ 畢安卡解釋了她如何使用天體物理學資料分析來解決都市和社會問題－以及恆星的謎。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
05:17

Chinese, Traditional subtitles

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