2015年4月26日 星期日

門得列夫Mendeleyev 做過一個夢……


難攻大士 難攻大士相片
(引文)

他用「原子量」為經、採「化學性」為緯,再佐以自己獨特科學直覺的大膽修正和預測,一舉破解出埋藏於(當時所知)63種元素背後的邏輯脈絡謎團,正式終結困住鍊金術士(Alchemists)千年之久的魔障,完成了人類歷史上第一部「元素週期表」(The Periodic Table)。


難攻大士 難攻大士
2010年12月

【門得列夫做過一個夢……
 Once Upon a Time, When Mendeleyev Had a Dream…】
 


「一九五五年,發現了第一0一號元素,並且如預測地在週期表找到了它的位置。此元素被命名為鍆(mendelevium),是為了紀念門得列夫的崇高成就。它是一種不穩定、且有自發性核分裂傾向的元素,就像是門得列夫。」

  ──Paul Strathern, “Mendeleyev’s Dream: The Quest for the Elements”, 2000
 

如常地,你又翻開了這本最新的一期《工業材料》雜誌;如常地,你又開始沿著目錄頁掃瞄這領域最新的研發情報……突然間,〈門得列夫做過一個夢……〉這怪異的文章標題醒目地躍出紙面。拗不過心底那僅僅出現了一微秒的好奇,你當下決定翻開這篇怪文一探究竟(若做出的是另一種選擇,那現在的你,應該就不會在這裡……)

門得列夫?一個既熟悉又陌生的名字、一種既現實又遙遠的感覺。你循著思緒一路向前,開始遠離《工業材料》雜誌、開始遠離冰冷的材料實驗室、開始回到還是個青澀材料系學生的年代、開始回到第一次認識材料科學的那個瞬間……

你想起了名叫「狄米崔‧伊凡諾維奇‧門得列夫」(Dmitri Ivanovich Mendeleyev;1834~1907)的俄國科學家。這狂人在1869年曾經做過一件足以驚天動地(如今卻不再神奇)的大事──他用「原子量」為經、採「化學性」為緯,再佐以自己獨特科學直覺的大膽修正和預測,一舉破解出埋藏於(當時所知)63種元素背後的邏輯脈絡謎團,正式終結困住鍊金術士(Alchemists)千年之久的魔障,完成了人類歷史上第一部「元素週期表」(The Periodic Table)。

是的,就是「這個門得列夫」!一個「好久沒有想起」的古老名字、一種「為何在此遇見」的微妙感覺。

「好久沒有想起」,或許是因為「工業材料」已經離開它的「原點」太遠之故:「工業」(Industry╱Industrial)是一種「生產商品的經濟行為」、「材料」(Material)則是「為人所運用的各種物質」;而「物質」(Matter)正是「物理世界中各種基本元素的有效組合」;最終,「元素」(Elements)就是這整個創意無限的拼圖遊戲當中,無比基本的構成單位──從「工業材料」一路迢迢回溯至「基本元素」,是啊,無怪乎好久沒有想起……

那「為何在此遇見」的心情又是作何解釋?要敘述這種微妙的訝異,中文似乎有些詞窮,但洋文裡倒是有個叫「Déjà vu」的字眼差堪比擬──在《工業材料》雜誌裡遇見門得列夫,有點像是在「全球儒家思想座談會」裡遇見孔夫子、或在「資本主義國際研討會」裡遇見馬克思一般,有種「理性上理所當然」但「感性上覺得蹩扭」的心情。

原因何在?說來也簡單:對於「研究人員」來講,無論是「工業材料」、「儒家思想」或「資本主義」,統統早已成為一種徹底地物化、外化、理性化、客觀化的「研究對象」。在這樣的學術邏輯與科學傳統中,「人」是不應該現身的,因為那不但不理性客觀,而且也沒有必要──就算萬不得已要讓某些「重要人物」出現,最好也是用「第三人稱歷史書寫」的記錄形態登場:我們只需要認識「歷史上撰寫資本論的馬克思」、「課本裡創建儒家派的孔夫子」和「傳說中發明週期表的門得列夫」就好,他們敢愛敢恨、會夢會醒、有掙扎有人性的那些活生生面相,「研究人員」不太想瞭解,也不需要知道。

於是,別說你看到〈門得列夫做過一個夢……〉這個標題時,產生了一種詭異的「疏離感」;當我翻遍幾冊《工業材料》雜誌,卻找不到幾個「你、我、他」這樣的人稱代名詞時,一種相對應的「疏離感」也是油然而生……

我在想,《工業材料》雜誌除了作為一本「科技新聞」、「知識型錄」、「論文索引」以及「市場情報」的專刊外,有沒有必要在滿足「科學家/工程師」職業反射的功能需求之餘,更根本地照顧到身為「發明家/創作者」甚至是身為「一個人」的理性與感性需求?

難道,你們在對某些實驗創意拍案叫絕的同時,不想多瞭解一下那個「精彩的動機」是如何湧現的嗎?
難道,你們在對某些技術突破撫掌讚嘆的同時,不想多瞭解一下那個「關鍵的瞬間」是怎麼觸發的嗎?

如果我說:當「科學家」碰到難以突破的實驗困境時,也許一個「搖滾吉他手」的角色會讓他靈機一動!(注意:他們應該是『同一個人』,只是看待『弦』的角度有點不同……)
如果我說:當「工程師」碰到腸枯思竭的技術瓶頸時,也許一個「業餘魔術師」的身份會給他神來一筆!(還是注意:他們應該也是『同一個人』,只是設計『道具』的目的不同……)

讓我們再回到〈門得列夫做過一個夢……〉這個主題。是的,這篇文章讓你想起來「門得列夫發明了週期表」這檔事情。不過,我想再接著說些不只是「事情」的「故事」給你聽:(在《工業材料》雜誌上聽人講故事?是不是一次很新鮮的經驗呢?)

「1869年,門得列夫發明了『週期表』。」

這段敘述簡單明瞭,作為一種「知識」絕對及格,但要說是一則「故事」,恐怕連你也不會同意。

暫時忘掉你「專家」的身份,回憶起小時候在床邊聽故事的興奮與好奇,你應該會很想問:「門得列夫是怎麼發明週期表的呢?在白天還是晚上?是在陽光下的窗邊?還是在幽暗寒冷的實驗室裡?他是突然靈機一動?還是困坐在書桌前捻斷好幾根鬍鬚?是有什麼東西觸發他的靈感?還是在徹夜的禱告中突然獲得天啟……」

事實上,從以前到現在的任何教科書,都不曾打算回答你的這些問題。門得列夫究竟是一個天才?一個怪胎?一個偏執狂?還是一個幸運兒?當然對於「1869年,門得列夫發明了『週期表』。」這段既成事實已經無關緊要──不過,換個角度來講,為什麼人類坐困愁城十幾個世紀的重大謎團,竟會由這樣的一個特殊心靈、在那樣特定的天時地利人和之下靈光乍現?也許,拆解門得列夫「福至心靈那個瞬間如何發生」的Know-How與Know-Why,對你的幫助會遠遠勝過一千篇技術論文。

準確地說,事情發生在1869年02月17日星期一的傍晚。那個時候,身心疲憊已經到達某種極限的門得列夫,焦慮卻又無奈地坐在桌前。年初,他才剛完成了傳世名作《化學原理》(The Principles of Chemistry;1869)十二部鉅著計畫的第一冊;這陣子,他正著手進行第二冊的編寫工作。本來,一切都很順利,(當時已知的)元素與化合物們按照相似的性質,陸續集結成冊──這本來就是門得列夫的拿手好戲。不過,在1869年02月14日的清晨、在順利完成第二冊前兩章的內容之後,門得列夫僵住了──

接下來,該介紹哪一「族」呢?

整本書的結構,就決定在這個前有迷霧的交叉路口。根據經驗所歸納出來的元素性質體系,已經走到極限,若不能及時找到隱藏在元素排列背後更根本的「潛規則」,這第二冊的《化學原理》就將要進行不下去……

門得列夫的焦慮完全轉化為歇斯底里──他卡住了!三天後,他得出門遠行,事情不能就這樣掛在這裡,他沒有時間了!從1869年02月14日到17日之間的那幾天,門得列夫瘋狂地在雜亂的書房裡尋找靈感,屋裡高掛的伽利略、笛卡兒、牛頓與法拉第肖像,彷彿同時帶著期許與嘲弄般凝望著他……「原子量」?「化學性」?門得列夫屢次試圖在兩者之間找出皆大歡喜的秩序,帶來的卻總是令人失望的崩潰。

星期一早晨殘酷地來到,失魂落魄的門得列夫泡了一杯茶,兩眼無神地望著那張催命的遠行邀請函,反射動作般把信封翻到背面的空白,逕自在上頭將「化學性」相似的元素按「原子量」排出一列列的遞增接龍……已經三天三夜未曾闔眼的他,彷彿知道自己正站在偉大發現的邊緣,但就是怎麼努力也搆不著。

他,門得列夫有能力在六十天內寫完五百頁的「有機化學」教科書;如今卻困在這個呼之欲出的猜謎遊戲之前──十幾個元素似乎找到了秩序線索,但,剩下的四十個(已知)元素,卻仍是一團混亂地不受指揮……

宇宙間最不可解釋的美妙瞬間出現了──「化學教授門得列夫」找上了「接龍高手門得列夫」!他突然想起自己最愛在火車旅途中排遣無聊的撲克接龍遊戲,開始將所有他知道的元素做成一張張的「遊戲紙牌」(是的,有點像你家小朋友熱衷收集的《遊戲王》卡片,只是門得列夫牌面上所寫的是元素的名稱、原子量與化學特性描述。)顧不得馬車與火車正在等著,門得列夫趕走了車伕,關上了書房大門,緊緊盯著散落一桌的「元素遊戲卡」──

「一切都在我的腦子裡成形」但「就是無法表達出來。」他絕望地玩弄著桌上的六十多張卡片,不覺天色已暗,馬車的鈴聲又開始在門外催促,他真的沒有時間了……

有時候,當「理性」因焦慮而放鬆壓抑的時候,讓「直覺」從潛意識溜出來跳tone地翻天覆地一下也不見得是件壞事。

「接龍高手門得列夫」想起接龍遊戲的「經緯法則」──「花色vs.數字」──他開始把「化學性=花色」與「原子量=數字」拿來當成一局接龍遊戲玩耍起來。天色黑了嗎?馬車還在嗎?火車走了嗎?那場遠行的邀約呢……沒有人知道門得列夫當時還在不在乎這些事情,因為──累翻了的門得列夫,竟然就趴在這場即將開始的「化學元素接龍遊戲」桌上,倒頭睡去……

然後,他做了一個夢。

後來,門得列夫自己是這麼回憶的:「在夢裡,我看到這麼一張表,所有元素都按照定位排好。醒來後,我就立刻將它寫在紙上。」

很難想像吧?門得列夫做過一個「夢」,從這個「夢」中誕生了「元素週期表」、「元素週期表」建立了「化學科學體系」、「化學科學體系」解開了「物質構成之謎」、「物質構成之謎」的破譯引爆了「材料科學發展」、「材料科學發展」開拓並加速了「工業材料研究」──於是,今天你才會在此地閱讀這本《工業材料》雜誌。

門得列夫所做過的這個夢,就好比「工業材料」領域的創世「大霹靂」(The Big Bang),是這一切得以發生的源頭。

就是那個圍棋手喊出「我叫吃(atari)了!」、希臘人喊出「我發現(eureka)了!」、修行者喊出「我領悟(bodhi)了!」的瞬間──不單是來自「化學教授門得列夫」,也不單是來自「接龍高手門得列夫」,而是來自於這兩個門得列夫在潛意識(the unconscious)裡的一次巧妙「遭遇」(encounter)。

這個由「夢境」產生「洞見」的過程絕非偶然,也無關運氣。套句存在主義心理分析大師羅洛‧梅(Rollo May;1909~1994)的話來闡述最為精闢。他說:「人的心靈時常需要擺脫內在的控制,在幻想或白日夢中鬆弛下來,以便讓那些不太熟悉的觀念可以自由浮現。」兩個門得列夫早已各自做好了萬全準備,就等著那個神奇的歷史瞬間降臨、來上一次驚天動地的「遭遇」!

何不試著想像,將這本《工業材料》裡每篇文章前頭的「大頭照片」、「職業頭銜」、「專長介紹」和「學歷資料」換成故事般的「發想動機」、「心路歷程」、「突破緣由」與「願景想像」,讓那個「硬梆梆的研究者」與「活生生的發明人」能合而為一、現身說法,跟讀者對話呢?就好比現在電影行銷手法上的「精彩正片」與「幕後花絮」雙管齊下一樣,讓讀者不但吃飽了新鮮海產,同時還學會了獨門的釣魚技巧。

「硬梆梆」的工業材料,真的有機會能「活生生」嗎?也許,我們可以再回到這一切的原點──「元素週期表」的例子──看看事情可以怎麼跳出專業框架、接上人性軌道。

光說「元素週期表」的畫法,你曾經見過幾種?

「不是只有那一種嗎?」很顯然地,你一定是個台灣僵化升學教育體系下可憐的「一言堂」信徒……

「元素週期表」可以是課本裡那張標準的「天際線」(Skyline)版本,也可以堆疊成「金字塔」(Pyramid)的模樣;可以長得像「樓層圖」(Stories)、也可以畫得像「蜂巢狀」(Cellular);可以攤開成「折扇型」(Folding Fan)、也可以捲屈成「螺旋狀」(Spiral); 「蝸牛型」(Snail)、「風向標」(Wind Van)、「田徑場」(Track and Field)……

「元素週期表」可以有各式各樣的表現法(當然在無損科學定義的前提之下)──唯一的限制條件,就只是你的想像力。

「元素週期表」還能更生動、更生活、更有生命力嗎?當然。英國牛津大學物理化學教授彼得‧艾金斯(Peter W. Atkins;1935~)曾經寫過一本名為《化學元素王國之旅》(The Periodic Kingdom;1995)的「觀光導覽手冊」,向你介紹這個信奉門得列夫為造物主的虛擬王國,一舉將冷硬的化學元素系譜,轉化為一個充滿完整地理、歷史、物產、典章、英雄、傳奇的烏托邦。

日本這個熱好編纂參考資料的國家,當然也不遑多讓。2008年出版的《超萌!化學元素週期表:118動漫少女幫你奠定化學基礎》(Element Girls Gensoshuuki),將(當時確認的)118個元素描繪成118個「超級卡哇依」的美少女,從性格、體態、服裝、道具、職業到口頭禪,徹底將原本抽象難懂的「元素」塑造成栩栩如生、落落大方的青少年偶像!

無獨有偶地,2009年時,日本插畫設計鬼才寄藤文平(Yorifuji Bunpei;1973~)也創作出一本名為《元素生活:118個KUSO化學元素,徹底解構你的生活》(GENSO SEIKATSU: Wonder Life With The ELEMENTS)的小繪本。在書中,化學元素化身為一個個「元素公仔」:用「髮型」區分「族類」、以「形體」代表「三態」、拿「體重」象徵「原子量」、取「年紀」標示「發現年代」,最後,用「服裝╱職業╱超能力」顯示「用途╱特性」──於是,一張「超級元素週期表」就這麼活靈活現地躍然紙上!

發現「週期表」竟然可以如此貼近生活、物質和材料竟然可以如此具有個性,你現在的表情是訝異的嗎?那,若是我最後再說個故事給你聽,告訴你有個曾經活過的人,將自己坎坷的生命經歷與反省體驗,寫成一本名字就叫《週期表》(Il Sistema Periodico;1975)的書時,你又能怎麼想像呢?

普利摩‧李維(Primo Michele Levi;1919~1987)的名字,你一定不熟悉。不過,對於義大利人而言,這個名字絕對刻骨銘心。李維是個身兼「化學家」與「文學家」的奇才,同時也是二次戰後從納粹最為惡名昭彰之「奧茲維茲集中營」(Auschwitz Concentration Camp)倖存的極少數猶太遺民之一。在《週期表》這本幾近自傳的著作中,他從週期表裡挑選了廿一種基本元素,來總結他的一生。

李維說,他的猶太裔祖先,有著「氬」(Argon)一般惰性氣體的疏離氣質;而在從「氫」(Hydrogen)到「鎳」(Nickel)的美好時光中,他度過了愉快的童年與青春期;在「鉛」(Lead)和「汞」(Mercury)之間,他開始感受到死亡與無常;在經歷了「磷」(Phosphorus)、「金」(Gold)與「鈰」(Cerium)這段失去所有自由、尊嚴與名字的殘酷歲月之後,他烙著174517這個恥辱的號碼苟活了下來;最後,經過從「鉻」(Chromium)一路挨到「釩」(Vanadium)的這段灰色戰後歲月,每個元素都代表了一種人類身心靈中絕對難以承受的不堪與折磨……

最後,李維醒悟了。他以這本《週期表》總結了他作為「化學家」、「文學家」甚至是「如果這是個人類」的一生。在《週期表》的最後一章,他用「碳」(Carbon)這個象徵生命之源的特別元素當作結尾。世界會經過「成╱住╱壞╱空」,人類會嚐盡「生╱老╱病╱死」──但對於永恆的「碳」本身而言,「時間」是沒有任何意義的。

不過,李維卻在《週期表》的最後一段,寫下了某個「碳原子」在他生命中曾經留下意義的瞬間。他是這麼停筆的:

它(一個碳原子)再回到我們之間,進到一杯牛奶,在一長鏈的分子之中。它被喝到肚子裡。既然所有生命體對外來生命結構都存有蠻橫的不信任,鏈索將細細拆解,碎片一一檢查,被接受或丟棄。我們關心的這原子通過腸壁進到血液,奔跑,敲到一個神經細胞大門,進門,提供了所需的碳。這細胞是在大腦,我的大腦,正在寫這本書的腦子。這原子所屬的細胞,所屬的腦子,正進行著巨大、不為人知的活動。此刻,這活動錯綜複雜地發出指令「是」或「不」,讓我的手在紙上規則地移動,勾畫出渦形符號,一筆一劃,上上下下,引導我這隻手在紙上圈出這最後的句點。

─────────────────────
後記:

這篇文章寫於2010年底,原文刊載於《工業材料》288期的「材料補給站」專欄,是刻意寫給台灣的「科學家/工程師」們讀的。

我想,拿到當期雜誌的材料科學家跟工程師們,跳過去的機率應該頗高,對此,我原本就不樂觀,不過還是放手一試了。

在台灣的奴隸教育設計之下,原本應該帶領人類文明大膽前進的科學家與工程師們,卻一個個變成只懂只顧短視獲益和名利現實的「高級奴工」,對社會和人文的無知與冷漠,更加深了這種淺碟的異境。

這些人拿走社會最多的優勢資源(當然他們也認份地賣足了他們的肝細胞),對人文思維之無感和幼稚的程度,想來真的痛心疾首...

啊...我又開始抱怨了......打住。

AeroMobil — the incredible flying car

Dreaming of freedom, two students in Soviet-era Czechoslovakia came up with the idea of a flying car. Now it’s a reality. The FT gets a sneak peek at the AeroMobil in flight and the story behind its remarkable invention
In the late 1980s, as students in Soviet-controlled Bratislava, Štefan Klein and Juraj Vaculik used to sit on the eastern bank of the Danube and stare longingly at Austria, the west and freedom. Vaculik, a drama student,...
ON.FT.COM

Nepal Earthquake – The Numbers


There have been 31 aftershocks in Nepal since Saturday's earthquake.
A look at the disaster by the numbers.
The massive earthquake that shook Nepal on Saturday has so far claimed the lives of at least 1,900 people. Here's a look at the temblor by the numbers.
BLOGS.WSJ.COM


THE NUMBERS

Nepal Earthquake

 
  •  
  •  
  •  
  • The massive earthquake that shook Nepal on Saturday has so far claimed the lives of at least 1,900 people.
    The quake, which struck shortly before noon, local time, spread devastation across a broad swath of territory, severely damaging parts of the capital’s historic center, flattening remote villages and triggering a deadly avalanche on Mount Everest.
    Here’s a look at the earthquake by the numbers.
    Source: U.S. Geographical Survey and WSJ reporting. 

    2015年4月24日 星期五

    蜜蜂愛吃農藥?


    Not only are commonly used pesticides harmful to bees - they could actually be attracted to them

    Infra digging

    If intelligent, technologically capable life forms had emerged elsewhere in the Milky Way, they would probably have done so long enough ago that they would, by now, be everywhere—which evidently they are not. This line of reasoning suggests humans really are the only intelligent life in this particular galaxy. Perhaps, therefore, the search for aliens is looking in the wrong place http://econ.st/1aYyV9H

    THOSE who look for intelligent life on other planets usually confine their efforts to listening for radio signals from stars that are, on the cosmic scale of things,...
    ECON.ST

    2015年4月21日 星期二

    日本磁浮車時速603公里

    BBC World News 在 Maglev train breaks world speed record... again 相簿中新增了 4 張相片 — 在日本
    A Japanese magnetic levitation train has broken its own world speed record, hitting 603km/h (374mph) in a test run near Mount Fujihttp://bbc.in/1G2nUgh
    The train beat the 590km/h speed it had set last week in another test.

    2015年4月18日 星期六

    Moore’s law


    Signs are multiplying that half a century later, Moore’s law, the number of transistors that can be etched on a given surface area of silicon would double every year, is running out of steam. It is not so much that physical limits are getting in the way—even though producing transistors only 14 nanometres wide, the current state of the art can be quite tricky http://econ.st/1J84glL

    2015年4月14日 星期二

    Piezoelectric Violin,


    The Piezoelectric Violin, a prototype instrument built using a 3D printer, appears this week in New York as part of the 3D Print Design Show. Take a look.
    The four strings have been reduced to two, and sweeping structure is...
    WQXR.ORG

    You can be part of the Games Hub


    You can be part of the Games Hub at Parkside on our Colchester Campus and find out how to design and develop a new games app as part of a team. Discover more about the games developed so far here:www.essex.ac.uk/news/event.aspx?e_id=7575 and find out how to be a part of the next Games Hub project:http://www.eventbrite.co.uk/e/games-hub-information-session…

    The University of Essex: information about departments, services and academic and...
    ESSEX.AC.UK

    機械人潛入福島核電廠內部拍下珍貴影像


    這部蛇形機械人名為「Shape Shifter」,由日立研發,60cm 長、9.5cm 高,配備有相機、溫度計、輻射劑量計等,並宣稱可以在高輻射環境下運作大約 10 小時,於上星期五,由東京電力送到福島第一核電站內部,深入拍攝反應堆的情況,結果三小時後陣亡。
    據報導指,這是東電公開首次送機械人進入,目標為 18.2 米的地底,而機械人在完成約 2/3 任務後就停止運作,不過卻拍下珍貴片段,顯示內部溫度及輻射濃度等資料︰
    以上影片描述指︰「片段中不斷出現的煙霧,證實反應堆的核心已經融化,機械人錄得的幅射量更是人類1小­時內必定死亡的強度,反映內部環境非常惡劣。註:一般人每年平均幅射量吸收上限為1毫希,反應堆內部每小時幅射量相當於 7000-­24900倍…」
    以下 NHK World 的報導,則展示了機械人原定計劃及操作情況,並講解了有關影像︰
    這真的完全不是普通人可以進去拍攝的程度,即使是抗輻射機械人也是迅速死亡,福島核電災難,到底會以怎樣的方式結束呢?
    (感謝讀者補充,指東電宣稱,此機械人並非由於輻射而死,而是卡到電線無法動彈才無法回收,雖然其說法跟其他報導有所出入……)
    參考資料︰
    內有影片和文:這真的不是人類所能控制的!
    這部蛇形機械人名為「Shape Shifter」,由日立研發,60cm 長、9.5cm...
    PHOTOBLOG.HK


    2015年4月13日 星期一

    中國啟用「網絡大炮」 加強境外互聯網審查

    中國啟用「網絡大炮」 加強境外互聯網審查

    研究人員稱,「大炮」系統被用來攔截百度網站的流量和廣告流量。百度是中國最大的搜索引擎公司。
    Reuters
    研究人員稱,「大炮」系統被用來攔截百度網站的流量和廣告流量。百度是中國最大的搜索引擎公司。
    舊金山——上個月底,中國開始利用大量網絡流量衝擊美國網站,此舉似乎是為了阻止那些促使中國互聯網用戶可以瀏覽在國內遭到屏蔽的網站的服務。
    初步的安全報告顯示,中國利用自己的互聯網過濾系統「防火長城」(Great Firewall),將大量數據流量重新定向到目標網站,進而衝垮網站的服務。如今,加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)和多倫多大學(University of Toronto)的研究人員表示,中國利用的不是「防火長城」,而是一種強大的新武器,他們稱之為「大炮」(Great Cannon)。
    • 檢視大圖比爾·馬爾恰克(右)參與撰寫了一份報告,介紹中國的一件網絡武器。這件新武器頗為強大。旁邊是同在公民實驗室擔任研究人員的同事摩根·馬奎斯-布瓦爾。
      Thor Swift for The New York Times
      比爾·馬爾恰克(右)參與撰寫了一份報告,介紹中國的一件網絡武器。這件新武器頗為強大。旁邊是同在公民實驗室擔任研究人員的同事摩根·馬奎斯-布瓦爾。
    研究人員在周五發表報告稱,「大炮」使得中國能夠在外國網絡流量流向中國網站時進行攔截,注入惡意代碼,然後按照北京方面的意圖,將這些流量重新定向實現其他目的。
    他們表示,這種系統被用來攔截中國最大的搜索引擎百度的網站流量及廣告流量,然後利用這些流量衝擊GitHub和GreatFire.org,前者是一個廣受程序員歡迎的網站,後者是一家非營利性組織,運營着被中國屏蔽網站的鏡像。研究人員表示,周四,針對這些服務的攻擊仍在持續,儘管兩個網站似乎都在正常運轉。
    但研究人員表示,這種系統可能擁有更強大的能力。經過一些調整,「大炮」就可以被用於監視任何一個人,只要他碰巧瀏覽了託管在中國電腦上的內容,甚至是訪問了包含中國廣告的外國網站。
    「『大炮』的行動部署代表着國家級的信息控制明顯升級,」研究人員在報告中寫道。他們表示,這是「廣泛、公開地運用攻擊手段來實行審查的常態化」。
    之前曾對政府監聽工具開展過大量研究的研究人員發現,儘管基礎設施和代碼與「防火長城」存在相似之處,但相關攻擊來自另外一種設備。該設備不僅具備窺探互聯網流量的能力,還能在所謂的「中間人攻擊」中大規模地操縱互聯網流量,並將其指向任何網站。
    報告稱,中國新採用的互聯網武器,與美國國家安全局(National Security Agency,簡稱NSA)與英國對等機構政府通訊總部(Government Communications Headquarters,簡稱GCHQ)共同開發和使用的一個系統類似。美國前情報機構承包商僱員愛德華·J·斯諾登(Edward J. Snowden)泄露的機密文件,對該系統有簡要說明。從發表在「攔截」(The Intercept)網站上的相關文件來看,美國的系統能部署一套程序,可以大規模攔截網絡流量,並將其重定向到自己選定的網站。NSA及其合作夥伴似乎把相關程序用在了定點監視上,而中國則似乎把「大炮」當做一種咄咄逼人的審查手段。
    研究人員在報告中稱,程序間的相似之處可能會讓美國官員感到尷尬。「有了這一先例,西方國家的政府可能難以令人信服地抱怨使用類似技術的其他國家,」他們寫道。
    儘管如此,這個中國程序說明,北京的官員在審查他們認為是敵對互聯網內容的東西上願意走多遠。 「這是國家主席習近平加強對互聯網的控制、刪除任何挑戰黨的內容之努力的一部分,」華盛頓戰略研究中心網絡安全專家詹姆斯·A·劉易斯(James A. Lewis)說。
    習近平為了更嚴密地控制國內的互聯網、打擊公民的網上行動,成立了國家互聯網信息辦公室,在該辦公室的領導下,北京不斷增強網絡的審查力度。中國互聯網主管魯煒在最近的一系列聲明中,敦促國際社會尊重中國的互聯網政策。
    莎拉·麥庫恩(Sarah McKune)是多倫多大學蒙克全球事務學院(Munk School of Global Affairs)公民實驗室(Citizen Lab )的高級法律顧問,也是報告和共同作者之一,她說,「中國政府的立場是,為中國境內提供被政府視為敵對內容的服務,是一種敵對和挑釁行為,是對中國政權穩定的威脅,並最終是對國家安全的威脅。」
    這些襲擊還顯示,在多大程度上,北京願意以審查的名義犧牲其他國家目標,甚至是經濟方面的目標。百度是中國訪問量最大的網站,據提供網站排名服務的Alexa公司估計,百度在過去30天內接受到來自美國的獨立訪問者達520萬個。
    百度發言人郭怡廣說,百度對襲擊不知情,而且百度本身的網站沒有受到攻擊。然而,研究人員和外交政策專家說,北京通過利用可能成為百度訪問者的用戶來進行襲擊,會損害該公司的海外名聲及市場佔有率。
    北京最近表示,它打算幫助中國互聯網企業擴大它們在海外的影響力和用戶群。在上個月的全國人民代表大會上,李克強總理宣布了一項名為「互聯網+」的新計劃,以「促進電子商務、工業互聯網和互聯網金融健康發展,引導互聯網企業拓展國際市場」。
    不過,最近的審查攻勢可能會成為中國企業尋求海外擴張的一個主要問題。「他們知道他們最大的障礙之一是,人們認為他們是中國政府的工具,」劉易斯說。「這會損害百度成為一家全球性競爭企業的機會。」
    研究人員說,他們能夠把「大炮」追朔到中國「防火長城」用的同一個物理網絡連接,並在這兩種措施的源代碼中找到了相似之處,這表明,同一機構既操作「防火長城」,也指揮着這個新的網絡武器。
    「由於『大炮』和『防火長城』都在同一個物理連接上操作,我們相信,它們在同一個權力機構下運行,」報告的共同作者比爾·馬爾切克(Bill Marczak)說,他是加州大學伯克利分校計算機科學專業的研究生,也是公民實驗室的研究員。
    馬爾切克說,研究人員擔心的是,國家能利用這一新武器,在受攻擊對象不知道的情況下,來攻擊互聯網用戶,尤其是異見者。一旦用戶對中國境內的服務器發出一次請求,甚至如果訪問的是一個非中國網站、但該網站上有一個來自中國服務器的廣告,「大炮」就可能侵入這些用戶的網絡通訊,並侵入那些與他們聯繫者的網絡流量,從而搜集這些人的信息。
    研究人員說,最終,互聯網用戶和公司唯一能保護自己的方法是,對自己的互聯網通訊加密,使通訊在到達預定目標之前,無法被攔截和轉移。
    研究人員說,「坦白地講,無保護的通訊不只是為間諜提供機會,但且是一個潛在的攻擊向量。」
    翻譯:Cindy Hao

    China Is Said to Use Powerful New Weapon to Censor Internet

    SAN FRANCISCO — Late last month, China began flooding American websites with a barrage of Internet traffic in an apparent effort to take out services that allow China’s Internet users to view websites otherwise blocked in the country.
    Initial security reports suggested that China had crippled the services by exploiting its own Internet filter — known as the Great Firewall — to redirect overwhelming amounts of traffic to its targets. Now, researchers at the University of California, Berkeley, and the University of Toronto say China did not use the Great Firewall after all, but rather a powerful new weapon that they are calling the Great Cannon.
    • 查看大图Bill Marczak, right, a co-author of the report on a powerful new Chinese cyberweapon, with Morgan Marquis-Boire, a fellow Citizen Lab researcher.
      Thor Swift for The New York Times
      Bill Marczak, right, a co-author of the report on a powerful new Chinese cyberweapon, with Morgan Marquis-Boire, a fellow Citizen Lab researcher.
    The Great Cannon, the researchers said in a report published Friday, allows China to intercept foreign web traffic as it flows to Chinese websites, inject malicious code and repurpose the traffic as Beijing sees fit.
    The system was used, they said, to intercept web and advertising traffic intended for Baidu — China’s biggest search engine company — and fire it at GitHub, a popular site for programmers, and GreatFire.org, a nonprofit that runs mirror images of sites that are blocked inside China. The attacks against the services continued on Thursday, the researchers said, even though both sites appeared to be operating normally.
    But the researchers suggested that the system could have more powerful capabilities. With a few tweaks, the Great Cannon could be used to spy on anyone who happens to fetch content hosted on a Chinese computer, even by visiting a non-Chinese website that contains Chinese advertising content.
    “The operational deployment of the Great Cannon represents a significant escalation in state-level information control,” the researchers said in their report. It is, they said, “the normalization of widespread and public use of an attack tool to enforce censorship.”
    The researchers, who have previously done extensive research into government surveillance tools, found that while the infrastructure and code for the attacks bear similarities to the Great Firewall, the attacks came from a separate device. The device has the ability not only to snoop on Internet traffic but also to alter the traffic and direct it — on a giant scale — to any website, in what is called a “man in the middle attack.”
    China’s new Internet weapon, the report says, is similar to one developed and used by the National Security Agency and its British counterpart, GCHQ, a system outlined in classified documents leaked by Edward J. Snowden, the former United States intelligence contractor. The American system, according to the documents, which were published by The Intercept, can deploy a system of programs that can intercept web traffic on a mass scale and redirect it to a site of their choosing. The N.S.A. and its partners appear to use the programs for targeted surveillance, whereas China appears to use the Great Cannon for an aggressive form of censorship.
    The similarities of the programs may put American officials on awkward footing, the researchers argue in their report. “This precedent will make it difficult for Western governments to credibly complain about others utilizing similar techniques,” they write.
    Still, the Chinese program illustrates how far officials in Beijing are willing to go to censor Internet content they deem hostile. “This is just one part of President Xi Jinping’s push to gain tighter control over the Internet and remove any challenges to the party,” said James A. Lewis, a cybersecurity expert at the Center for Strategic Studies in Washington.
    Beijing continues to increase its censorship efforts under its State Internet Information Office, an office created under Mr. Xi to gain tighter control over the Internet within the country and to clamp down on online activism. In a series of recent statements, Lu Wei, China’s Internet czar, has called on the international community to respect China’s Internet policies.
    Sarah McKune, a senior legal adviser at the Citizen Lab at the Munk School of Global Affairs at the University of Toronto and a co-author of the report, said, “The position of the Chinese government is that efforts to serve what it views as hostile content inside China’s borders is a hostile and provocative act that is a threat to its regime stability and ultimately its national security.”
    The attacks also show the extent to which Beijing is willing to sacrifice other national goals, even economic ones, in the name of censorship. Baidu is China’s most visited site, receiving an estimated 5.2 million unique visitors from the United States in the past 30 days, according to Alexa, a web ranking service.
    Kaiser Kuo, a Baidu spokesman, said that Baidu was not complicit in the attacks and that its own networks had not been breached. But by sweeping up Baidu’s would-be visitors in its attacks, researchers and foreign policy experts say, Beijing could harm the company’s reputation and market share overseas.
    Beijing has recently said that it plans to help Chinese Internet companies extend their influence and customer base abroad. At a meeting of the National People’s Congress in China last month, Premier Li Keqiang announced a new “Internet Plus” action plan to “encourage the healthy development of e-commerce, industrial networks and Internet banking and to guide Internet-based companies to increase their presence in the international market.”
    Yet the latest censorship offensive could become a major problem for Chinese companies looking to expand overseas. “They know one of their biggest obstacles is the perception that they are tools of the Chinese government,” Mr. Lewis said. “This is going to hurt Baidu’s chances of becoming a global competitor.”
    Researchers say they were able to trace the Great Cannon to the same physical Internet link as China’s Great Firewall and found similarities in the source code of the two initiatives, suggesting that the same authority that operates the Great Firewall is also behind the new cyberweapon.
    “Because both the Great Cannon and Great Firewall are operating on the same physical link, we believe they are both being run under the same authority,” said Bill Marczak, a co-author of the report who is a computer science graduate student at the University of California, Berkeley, and a research fellow at Citizen Lab.
    Mr. Marczak said researchers’ fear is that the state could use its new weapon to attack Internet users, particularly dissidents, without their knowledge. If s they make a single request to a server inside China or even visit a non-Chinese website that contains an ad from a Chinese server, the Great Cannon could infect their web communications and those of everyone they communicate with and spy on them.
    Ultimately, researchers say, the only way for Internet users and companies to protect themselves will be to encrypt their Internet traffic so that it cannot be intercepted and diverted as it travels to its intended target.
    “Put bluntly,” the researchers said, “unprotected traffic is not just an opportunity for espionage but a potential attack vector.”