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力學

力學（mechanics）是物理學的一個分支，主要研究能量和力以及它們與物體的平衡、變形或運動的關係。

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## 發展歷史

隨著人們在日常勞動中使用槓桿、打水器具等次數的增多，而逐漸認識物體受力，及其平衡的情況。古希臘時代，阿基米德曾對槓桿平衡、物體重心位置、物體在水中受到的浮力等，作出系統研究，從中確定它們的基本規律，並初步奠定了靜力學，即平衡理論的基礎。不僅如此，古希臘科學家亞里斯多德也提出了作用力造成運動的主張，即物體不受力，必將停止。

自文藝復興之後，科學革命興起，伽利略的自由落體運動規律，以及牛頓的三大運動定律皆奠定了動力學的基礎。力學從此開始成為一門科學。此後彈性力學和流體力學基本方程的建立，使得力學逐漸脫離物理學而成獨立學科。直到20世紀初，在流體力學和固體力學中，實際應用與數學理論的互相結合，使得力學掘起並且創立了許多新理論，同時也解決了工程技術中大量關鍵性問題。

## 古典力學及量子力學

力學主要可分為古典力學及量子力學。

若以發現的時間來看，古典力學較早被發現，啟源於牛頓的三大運動定律，量子力學則是20世紀初才由許多科學家所創立。

古典力學主要研究低速或靜止的宏觀物體。克卜勒、伽利略，尤其是牛頓是古典力學的奠基人。

量子力學應用範圍較廣，不過主要是針對微觀的物質。根據對應原理，量子數相當大的量子系統可以與古典力學中的行為模式相對應，使得量子力學及古典力學不會相衝突。量子力學可以解釋及預測分子、原子及基本粒子的許多行為。不過針對一般常見的巨觀系統，若使用量子力學會複雜到無法處理粒子間的交互作用，因此，巨觀系統透過古典力學的方式處理仍較為恰當。

## 相對論及牛頓力學

量子力學將力學延伸到經典力學以外的範圍，而愛因斯坦的廣義相對論及狹義相對論也將原來牛頓及伽利略的力學擴展到更大的範圍。在物體速度接近光速時，因相對論而產生的效應會主導物體的行為，也會使其速度不會超過光速。量子力學也需要配合相對論進行修正，量子場論就是量子力學和狹義相對論的結合。不過量子場論和廣義相對論目前仍無法整合，這是大一統理論希望可以克服的問題。

## 依研究物體來分類

在力學中，常用一個稱為「物體」的名詞，而它可能是質點、拋體、太空船、星體、某些流體、某些固體、某些機械或某些土木建築。

事實上，力學中的一些分支也和所探討的「物體」特性有關。例如質點就是小的物體，其在古典力學中只被視為一個有質量的點。而剛體則有固定的大小及尺寸，不允許形變，和質點比較，剛體增加了一些稱為自由度的參數，例如在空間中的方向。

其次，物體也有可能是可允許形變的半剛體，如彈性體，或者根本沒有固定的形狀，如流體。這些物體可利用古典力學的方式研究，也可以利用量子力學來分析。

例如一顆棒球的運動常使用古典力學來分析，而原子核內質子及中子的行為則通常會使用量子力學描述。

## 主要分支學科

在物理學的研究中，也有用「場」來描述物質的行為，稱為場論。其描述方式和力學使用的方式有些不同，可分為古典場論及量子場論。不過在實務上，場論及力學要探討的內容常常有密切的關係。例如作用在物體上的力常常是因為電磁場或重力場而產生，而當物體對其他物體產生作用力時，也常常會產生場。事實上，若以量子力學的觀點，物體也是場，可以用波函數來描述。

- 經典力學（基礎力學）
- 質點及剛體力學
- 應用力學或稱工程力學
- 靜力學
- 運動學
- 動力學
- 分析力學
- 拉格朗日力學
- 哈密頓力學
- 連續介質力學
- 固體力學
- 材料力學
- 彈性力學
- 塑性力學
- 損傷力學
- 接觸力學
- 斷裂力學
- 結構力學
- 土力學
- 流體力學
- 流體靜力學
- 流體動力學
- 空氣力學
- 水力學
- 生物力學
- 天體力學

## 延伸閱讀

- Robert Stawell Ball (1871) Experimental Mechanics from Google books.

## 外部連結

- iMechanica: the web of mechanics and mechanicians
- Mechanics Definition
- Mechanics Blog by a Purdue University Professor
- The Mechanics program at Virginia Tech
- Physclips: Mechanics with animations and video clips from the University of New South Wales
- U.S. National Committee on Theoretical and Applied Mechanics
- Interactive learning resources for teaching Mechanics
- The Archimedes Project
- Engineering Fundamental Solid & Fluid Mechanics
地質學

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地質學（geology）是對地球的起源、歷史與結構進行研究的學科。主要研究地球的物質組成、內部構造、外部特徵、各圈層間的相互作用和演變歷史。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以岩石圈為研究對象，並涉及水圈、大氣圈、生物圈和岩石圈下更深的部分，以及涉及其他行星和衛星的太空地質學。

## 地球歷史學

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地質時間尺度涵蓋了整個地球歷史。其起點開始於最早的太陽系材料生成時，約在4.567Ga，地球的出現約在4.54 Ga，一開始稱為冥古宙，最年輕的地質年代則是全新世。

### 重要的地質事件

- 4.567 Ga（十億年前）：太陽系形成
- 4.54 Ga：地球吸積
- 約 4 Ga：後期重轟炸期的結束，出現第一個生命
- 約 3.5 Ga：開始光合作用
- 約 2.3 Ga：有含氧的大氣，第一起雪球地球事件
- 730–635 Ma（百萬年前）：第二起雪球地球事件
- 542 ± 0.3 Ma：寒武紀大爆發－具有堅硬結構的生命大量出現，古生代開始
- 375 Ma：第一批脊椎動物進入陸地
- 251 Ma：二疊紀－三疊紀滅絕事件 – 90%的陸地生物死亡，古生代結束，中生代開始
- 66 Ma：白堊紀－第三紀滅絕事件 – 非鳥恐龍滅絕，中生代結束，新生代開始
- 約 6 Ma：人族生物出現
- 3.9 Ma：智人的直接祖先南方古猿出現
- 200 ka（千年前）：第一個現代的智人在東非出現。

### 地質年代比例

如果把地球誕生到現在的大約45億年縮小到1年，則人類（Homo sapiens）存在的時間只有極短的兩分鐘。

┌古└｜NOWRAP |

前寒武紀｜n/a｜┐新┘

NOWRAP | 冥古宙｜太古宙｜元古宙｜顯生宙

NOWRAP | ｜古生代

NOWRAP | 1月｜2月｜3月｜4月｜5月｜6月｜7月｜8月｜9月｜10月｜11月｜12月

### 顯生宙

把顯生宙放大：

┌古└｜NOWRAP |

古生代｜中生代｜新生代｜┐新┘

NOWRAP | 寒武紀｜奧陶紀｜ ｜泥盆紀｜石炭紀｜二疊紀｜三疊紀｜侏羅紀｜白堊紀｜古近紀

NOWRAP | 11月中旬｜30｜12/1｜5｜10｜15｜20｜12/31

## 地質學學史

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對地球的物質成分的研究最早至少可以追溯到古希臘泰奧弗拉斯托斯的著作《論岩石》（Peri Lithon）。在古羅馬時期，老普林尼詳細的描述了常用的一些礦物和金屬，還正確的解釋了琥珀的來源。

一些現代學者（如菲爾丁·赫德森·加里森）認為，現代地質學開始於中世紀伊斯蘭世界。比魯尼就是最早的中世紀伊斯蘭地理學之一，他的著作有最早的敘述印度地質的文章，提出了印度次大陸曾經是海洋的假設。伊斯蘭學者伊本·西那對山脈的形成，地震的原因，以及其他一些現代地理學的論題給出了詳細的解釋，這些內容為日後地質學的發展提供了基礎。在中國，博學家沈括（1031–1095）提出陸地形成的假說。他在一個離海洋幾百公里遠的山中的看到，在一個地質地層里有貝殼類生物化石。由此他推論，陸地是由山脈的侵蝕和淤泥的沉積所形成的。

很早以前，地質學的知識比較零星分散。關於這方面的知識，如從地中開採金屬、黏土、煤和鹽的一些知識，早已為礦工和有關的人們所知曉，而自然哲學家們則大都脫離這些實踐，獨立形成自己的思辨性的地質理論。

地質學在18世紀開始成為一門獨立的科學，並在19世紀早期達到成熟階段。

1790年至1830年這一段時期被稱為「地質學的英雄時代」。在這個時期，在考察岩層順序以及岩層所含礦物和化石上，人們做了大量工作。在現階段，由於觀察、研究條件的限制，主要以岩石圈為研究對象，並涉及水圈、大氣圈、生物圈和岩石圈下更深的部位，以及涉及其他行星和衛星的太空地質學。工作方法的一大進步表現在用根據化石內容來進行岩層分類。

地質學史上有三場著名的爭論。

其一為水成論與火成論之爭，發生在18世紀末。爭論的焦點在於岩石的形成理論，一方以德國科學家亞伯拉罕·戈特洛布·維爾納為代表，強調形成岩石過程中的水的作用；另一方以蘇格蘭科學家赫屯為代表，強調火的作用。現今已經知道，岩石主要由三大類構成，除了水成為主的沉積岩和火成為主的岩漿岩，還存在一類變質岩。水成過程和火成過程在岩石的形成中都扮演了重要角色。

其二為災變論與漸變論（也稱均變論）之爭，發生在19世紀早期。持災變論觀點的學者認為，地球歷史上曾發生過多次大的災難，是災難導致了舊的物種的滅絕和新物種的再創造。持漸變論觀點的學者認為，物種演化的動力來自於微弱的地質作用在地球演變過程中的長期積累，不依靠大型的災難也能夠發生。

第三場爭論是固定論與活動論之爭。固定論學說認為地殼的位置是永遠不變的，其運動方式以垂直運動為主。傳統的地槽、地台學說就是一種固定論學說。活動論學說認為地殼的運動是以水平運動為主的，垂直運動雖然存在，但是是水平運動過程中派生出來的（比如兩地塊水平擠壓處地殼向上隆起）。活動論隨著板塊構造學說的發展，逐漸被學者所認同。

## 其他分支學科

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- 基礎學科
- 礦物學
- 岩石學
- 礦床學
- 地球化學
- 地質史
- 古生物學
- 地層學
- 歷史地質學
- 古地理學
- 地質年代學
- 區域地質學
- 天文地質學
- 地球深部地質學
- 應用地質學
- 水文地質學
- 工程地質學
- 軍事工程地質學
- 環境地質學
- 災害地質學
- 金屬礦產地質學
- 非金屬礦產地質學
- 石油地質學
- 煤地質學
- 找礦勘探地質學
- 礦山地質學
- 其他
- 地球物理勘探
- 地球化學勘查
- 礦業工程
- 數學地質學
- 第四紀地質學
- 冰川地質學（古冰川學）
- 宇宙地質學（空間地質學）
- 構造地質學
- 海洋地質學
- 地震地質學
- 火山地質學
- 前寒武紀地質學
- 農業地質學
- 動力地質學
- 實驗地質學
- 野外地質學
- 同位素地質學
- 月質學
- 軍事地質學
- 軌道地質學
- 地層地質學
- 海底地質學
- 地表地質學
- 工程地質學

## 經典著作

- 地質學原理（可以作為地質學例證的地球與它的生物的近代變化）
氣象學

氣象學（meteorology）是把大氣當作研究的客體，從定性和定量兩方面來說明大氣特徵的學科，集中研究大氣的天氣情況和變化規律和對天氣的預報。氣象學是大氣科學的一個分支。

天氣學（synoptic meteorology）又稱綜觀氣象學，是大氣科學中研究各種天氣現象發生發展的規律，以及應用這些規律來製作天氣預報的學科；其為專門對天氣圖資料之研究與分析的一種氣象學，內容包含地面氣象觀測、高空圖、熱力圖及衛星雲圖分析，為每日天氣預報的主要依據。

## 發展歷史

第一位建立氣象學的人是古希臘哲學家亞里斯多德。在他的專書《氣象匯論》中，他最先敘述和粗淺地解釋了風、雲、雨、雪、雷、雹等天氣現象，而這書是世界上最早的氣象書籍。直到18-19世紀，由於物理學和化學的發展以及氣壓、溫度、濕度和風等測量儀器的陸續發明德國人布德蘭繪製了第一張地面天氣圖，開創了近代天氣分析和預報方法。1835年，法國人科利奧里提出風偏轉的概念；而1857年荷蘭人白貝羅提出風和氣壓的關係，他們的概念都成為大氣動力學和天氣分析的基礎。1854年11月14日克里米亞戰爭期間，一場暴雨使亨利四世的軍艦及商船毀壞殆盡，造成400人死亡，當時的國防部長瓦揚（Vaillant）請天文學家於爾班·勒維耶負責找出原委。經過研究後，於爾班證明這場暴風雨在11月12日即已存在，且在兩天之內便自西北往東南方向襲捲整個歐洲。因此他指出影響天氣的大部份因子都具有遷移性。此次事件使他認為有必要發展氣象學，他促使這門學科在1855年獲得正式地位，現代氣象學就此踏出第一步。

1920年前後，挪威的皮耶克尼斯父子提出了一套名為「極鋒學說」的理論，來說明中緯度地區的天氣變化情況。這套理論在1920年代發表之後，至今已有百多年，但仍然是今日作天氣預報的主要理論依據，亦為分析和預報未來1-2天的天氣奠定了理論基礎。1930年代，無線電探空儀的廣泛使用，真正開始了三維空間的大氣科學研究。根據大量探空資料繪製的高空天氣圖，發現了大氣長波。1939年卡爾-古斯塔夫·羅斯貝提出了長波動力學，他的理論亦對天氣預報有莫大的貢獻。到了1950年代至60年代，電腦、天氣雷達，衛星和遙感的技術的應用，使大氣的各種現象，大至大氣環流，小至雨滴的形成過程，都可依照物理學和化學的數學形式來表示，例如熱力學第一定律、偏微分。從而使大氣科學有了突飛猛進的發展。

## 研究方法

氣象學研究的方法主要有：

### 觀測研究

觀測研究是藉觀測去了解不同的大氣現象，可以說是氣象學理論的其中一塊基石，亦是一般氣象愛好者所關注的。觀測方法亦有很多種，氣象站、高空氣球、衛星雲圖、雷達回波圖等。觀測研究不只是觀測，也有一定程度的歸納和分析，例如一句「明天轉冷」，便是一種分析。此外，繪製天氣圖、整理熱帶氣旋路徑、氣候區域分類等，亦是觀測研究所要做的。

### 理論研究

理論研究有三大部份，除觀測外，物理和數學對理論研究亦很重要。理論可以從兩方面產生，一方面是從觀測數據中直接建立出來的，例如分析熱帶氣旋強度的德沃扎克分析法，另一方面是從物理理論或其他氣象理論演化出來的，例如地轉方程、氣壓梯度方程等。物理理論很多時需要數學的幫助，反過來說，數學語言有時更能使我們明白物理和氣象理論。

### 數值模式研究

現代的天氣預報即是建立在數值模式上，數值模式透過非線性方程式以及超級電腦的插點格運算，反演出一地區未來數天天氣。數值模式研究是較少人所認識的，它們都需要相當的理論知識、電腦程序技巧和實驗技巧。數值模式研究會把不同的物理和氣象方程，以電腦程序的方式放進電腦裡，再計算出未來溫度、濕度、氣壓、風向等變化，以協助天氣預報或理論研究。

比較有名的天氣數值模式有：

- 歐洲中期預報中心
- 美國 UCAR MM5
- 美國 UCAR WRF
- 中國氣象局開發的 GRAPE

### 實驗研究

實驗研究同樣是較少人所認識的，實驗研究因數值模式研究的出現而比往日式微，但亦有其存在價值，例如要驗証某些理論，數值模式研究是做不到的。

另外，一些氣象學研究需要實地觀測數據，往往需要到野外進行實地考察、觀測，收集觀測數據。

## 氣象學概念與研究主題

- 大氣動力學
- 干空氣氣體常數
- 科里奧利力
- 准地轉模型
- 大氣波動
- 長波動力學（羅斯貝波、開爾文波）
- 淺水模型
- 納維爾-斯托克斯方程
- w方程
- 湍流（卡門渦街）
- 氣團、對流概念
- 雲和降水物理學
- 雲凝結核
- 氣溶膠
- 雲的分類
- 低雲、中雲、高雲、直展雲
- 積雲、層雲、捲雲、積雨雲
- 冰雲、水雲、混合雲
- 氣象要素、天氣預報
- 氣溫、降水、濕度、大氣壓、風

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- 天氣圖
- 等壓線、位勢高度
- 位溫、溫度遞減率
- 渦度
- 露點
- 衛星雲圖
- 天氣系統
- 鋒面（冷鋒、暖鋒、准靜止鋒、錮囚鋒）、高空急流、西風急流
- 氣旋和反氣旋
- 颶風或颱風
- 溫帶氣旋
- 副熱帶高氣壓
- 冷渦
- 熱帶輻合帶
- 阻塞高壓和切斷低壓
- 中尺度系統
- 颮線
- 對流雲
- 大氣光學
- 暈、彩虹（霓）、華、峨眉寶光、假日
- 雷電
- 閃電、雷、高層大氣閃電
- 氣候、氣象災害
- 聖嬰現象、拉尼娜、季風、信風
- 颱風、洪水、乾旱、沙塵暴、寒潮、熱浪、冰暴
- 天氣現象
- 降水、霧、雪、陣雨、霰、冰雹、冰珠、凍雨、霧凇、冰針、露、霜、雨夾雪（霙）
- 沙塵暴、霾
- 暴風雪、暴雨、強對流天氣、龍捲風、下擊暴流
- 極光、地磁暴
- 氣象觀測手段
- 陸基（自動氣象站）、海基（測量船、浮標）、空基（航測）、天基（衛星遙感）
- 人工影響天氣
- 人工降雨、人工除雹
- 氣象測量儀表和設備
- 風速計、氣壓計、濕度計、溫度計、雨量計、風向標、雷達、地球觀測衛星、都卜勒雷達

## 氣象學的研究尺度

### 行星尺度（氣候尺度）

水平尺度達10000公里，大氣超長波，超大型系統如南亞高壓、熱帶輻合帶等。

### 大尺度

水平尺度大約1000～10000公里、時間尺度在幾周到數月，地區性大型天氣系統，比如蒙古高壓、夏威夷高壓、阿留申低壓、亞速爾高壓、西太平洋副熱帶高壓等。

### 中尺度（天氣尺度）

水平尺度100～2000公里，時間尺度一天到十幾天。研究對象如熱帶氣旋，各種規模較小的切斷低壓（或低渦）與阻塞高壓，鋒面過程等。

### 小尺度

水平尺度100公里以內，還有細分微尺度的（10公里以內），時間在幾小時的尺度。研究對象如雷暴雲團、龍捲風、塵捲風等等，時效性要求極高，比較困難。

## 應用

### 天氣預報

氣象學主要應用就是天氣預報，根據天氣預報可以指導生產生活等多方面活動。以下其他氣象學應用主要就是天氣預報的應用。

### 交通

根據天氣預報，當災害性天氣來臨時有必要暫停航空、航船和鐵路交通。

### 工農業生產

當災害性天氣來臨時不宜進行某些工農業活動，比如暴雨時應當暫停施工，高溫低溫時減短或暫停施工。農業種植也需要考慮天氣狀況來安排各項生產活動。

### 戶外大型活動

戶外大型活動如奧運會、大型馬拉松等需要考慮天氣因素，天氣不宜時應當推遲或取消。

## 外部連結

- Glossary of Meteorology - From the American Meteorological Society, an excellent reference of nomenclature, equations, and concepts for the more advanced reader.
海洋學

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海洋學（oceanography）是研究海洋的自然現象、性質及其變化規律，以及開發利用海洋的知識體系。它是研究海洋的地理學的分支。它涵蓋了廣泛的主題，包括生態系統動力學、洋流、波浪、地球物理流體動力學。板塊構造、海底地質，以及各種化學物質和物理性質在海洋內及其邊界的通量。這些不同的主題反映了海洋學家融合多個學科對世界洋的進一步認識和對天文學、生物學、化學、氣候學、地理學、地質學、水文科學、氣象學、物理學中的過程的理解。古海洋學研究了地質歷史中海洋歷史。

## 發展歷史

人類在史前時代就有了關於海浪和洋流的知識。科學形式海洋研究的雛型可以追溯到古希臘，亞里斯多德和斯特拉波記錄下了對潮汐的觀測。但早期海洋探索主要目的在於製圖，儘管也用了鉛線做深度探測，人類對海洋的了解相當長時間都局限在淺層區域。19世紀中葉，英國皇家海軍嘗試繪製全世界的海岸線，發現大部分海洋似乎都相當深。

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開啟現代科學海洋學的是1872-76年的挑戰者號遠征。英國政府1871年接受皇家學會的建議，宣布探索世界大洋並進行科學調查。由威維爾·湯姆森和約翰·默里發起，改裝了皇家海軍的挑戰者號並配備獨立的自然史和化學實驗室。在湯姆森的科學監督下，近7萬海里（13萬公里）的航程總共進行了492次深海探通、133條海底挖掘、151次開闊水域拖網和263次連續水溫觀測，並發現約4700種新的海洋生物。挑戰者號遠征是人類史上第一次真正海洋巡航的科學考察，為整個學術和研究學科奠定了基礎。約翰·默里之後在愛丁堡大學繼續研究，這裡在20世紀仍然是海洋研究的中心。默里是第一個研究海洋峽谷的人，特別是大西洋中洋脊，並繪製了海洋中的沉積物。他試圖根據鹽度和溫度的觀測繪製出世界洋流，並首先正確地了解珊瑚礁發展的性質。

十九世紀末，其他西方國家陸續派出科學考察隊。第一艘海洋調查船，美國的信天翁號建於1882年。1893年，挪威科學家弗里喬夫·南森讓他的調查船前進號凍結在北極的海冰上三年，長時間在固定地點獲得海洋學、氣象和天文數據。由約翰·默里和約翰·霍傑特所領導1910年為期四個月的北大西洋考察團，是迄今最雄心勃勃的海洋學和海洋動物學計畫。第一次聲學測量海深在1914年。1925年至1927年間，「流星」考察隊使用回聲測深儀收集了70,000次海洋深度測量，探勘大西洋中洋脊。

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50年代，瑞士物理學家奧居斯特·皮卡爾發明深潛艇，並利用里雅斯特號來研究海洋的深度。1953年，莫里斯·尤因和布魯斯·C·希森發現了沿著大西洋中洋脊延伸的全球洋脊系統; 1954年，蘇聯的北極研究所發現了北冰洋的海底山脈。1960年哈里·哈蒙德·赫斯發展了海底擴張學說。1958年美國核潛艇鸚鵡螺號第一次在北極進行了冰封航程，並抵達北極點。1962年，聖地牙哥加利福尼亞大學建立了能夠在所有海洋中運作，長108公尺的浮式儀器平台（FLIP）。

70年代開始，大型電腦開始應用於海洋學，對海洋條件進行數值計算，視其為整體環境變化預測的一部分。同時也廣泛地設置海洋浮標，以取得更完整的觀測資料。另外，大洋鑽探計劃始於1966年。海底熱泉則在1977年由約翰·科里斯和羅伯·巴拉德搭乘阿爾文號發現。

近年來海洋學的研究特別著重在海洋酸化、海洋熱含量、洋流、聖嬰現象、甲烷水合物蘊藏、碳循環、沿海侵蝕、風化和氣候變化中氣候回饋的交互作用。研究海洋與了解全球氣候變遷、潛在的全球暖化和相關生物圈問題有關。由於蒸發、降水以及熱通量（和太陽日照），大氣和海洋是緊密聯繫的。風壓是驅動洋流的主要動力，海洋是大氣二氧化碳的吸收庫。所有這些因素都與海洋的生物地球化學有關。

## 學科體系

### 學科分支

海洋學研究分為四大部分：

- 物理海洋學，或稱海洋物理學，研究海洋的物理屬性，包括溫度-鹽度結構、混合層、表面波、內波、表面潮汐、內部潮汐和洋流。
- 化學海洋學，或稱海洋化學，是研究和了解海水特性及其變化的基礎;海洋網路則以地球化學循環為基礎。
- 地質海洋學，或稱海洋地質學，研究海底地質，包括板塊構造和古海洋學。
- 生物海洋學，或稱海洋生物學，研究海洋環境的物理、化學和地質特徵中，海洋生物的生態學，以及個體海洋生物的生物學。

### 相關學科

- 水文學
- 水文地理學
- 沿海地理學
- 生物地理學
- 冰川學
- 氣象學
- 氣候學
- 地球物理學
- 海洋科學
- 環境科學
- 生物地球化學

### 應用與交叉學科

- 航海海洋學
- 漁場海洋學
- 軍事海洋學
- 區域海洋學
- 海洋氣象學
- 海洋環境學
- 海洋考古學
- 海洋工程
- 海洋石油和天然氣開採工程
- 深海採礦工程
- 海洋能開發工程
- 海洋水下工程
- 海洋空間開發工程
- 海岸工程
- 海港工程
- 圍海工程
- 海水養殖
- 海水淡化工程
- 海水綜合利用工程
水文學

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水文學（Hydrology）屬於地理學，研究的是關於地球表面、土壤中、岩石下和大氣中水的各種行為，包含水循環、含量、分布、物理化學特性、對物質影響以及與所有生物之間關係的科學。

## 水文的基本概念

### 水循環

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水分子藉由吸收太陽的輻射能，使其從海水或是陸地蒸發，可因為地面溫度過低而直接在蒸發後不久凝結於地表，甚至凝固稱做霜，大多數情況蒸發的水分子，或稱做水蒸氣，上升至高空，因寒冷而凝結成雲，再以雨水、雪、冰雹等形式降至海洋、陸地，若降落在寒冷高地則可能形成冰川，或在較為平緩的地勢匯集形成湖泊或河流，或是滲入土壤成為地下水，隨後河水、湖水、地下水等液態水分子再流入海洋，這當中可能還伴隨著蒸發。由於這個過程可以不斷的循環發生，因此稱為水循環。在水循環的過程中，還必需顧及生物系統對於水資源的遲延作用，同時地表滯留窪蓄、植物截留與中間流的效應也是水循環的一部份。

### 水平衡

水平衡是指地表上某一區域，在一定時間之內，水量收入和支出的均衡狀態。全球海陸總降水量又與總蒸發量保持平衡，大約57萬立方公里。儘管整體來說全球保持水平衡，但不同地區，因為氣候的差異，使得水平衡會隨著時間、空間產生變化，一般而言，降水量與蒸發量的差額稱為逕流量，包括地面水體與地下水。逕流量可以反應一地可用水的盈虧，也就是一個地區是否為剩水區或缺水區，更意味著逕流量的差距，在不同地區會影響人們用水的習慣。例如在以色列，該國因地處副熱帶高壓區，因大量蒸發與缺少降水，儘管約旦河流經而該國，逕流量仍為負值，而在農業上發展出對水的高度節約使用技術，稱為「滴灌」。

### 水資源

地球上總水量約有13.8億立方公里。其中以海水的儲量最大，佔據96.5%，而人類生活所仰賴的淡水資源，則分布在地下水、河川、湖泊、冰川等分布在陸地上的水體，實際上可以讓人類直接利用者為地下淡水、淡水湖、河水，不及世界總水量1%（見下文水體儲量表格）在各大陸上，淡水資源分布極為不均，世界上水資源最豐富的地區是赤道區，尤其是南美洲與非洲具有陸地的赤道區，而相對較為乾燥的地區，則是副熱帶高壓區，以及溫帶大陸內部。

### 水污染

水體之中含有化合物，可能包括離子化合物或分子化合物等，一旦這些化合物包含著對人類、動植物或是生態環境帶來危害，便稱為水污染。例如在河川上游的水庫、集水區域，因為人類活動而受到污染時，可能會造成優養化的現象，則會干擾水資源的提供與分配。而下游則會因為工業廢水、都市廢水等，使得水資源失去了被觀賞、遊玩、垂釣、生態棲息的功能。

## 特殊形態的水體

### 河流

當降水量超過地面的滲入量，過剩的雨水會沿著地表的坡度向海拔較低處流動，經年累月會在地表上刻劃出小的紋路或水溝，長期下來會因為持續侵蝕溝道而形成具有固定流道的河流。

### 湖泊

水體在地表凹陷處長及積聚，終年不乾不涸，且水深在五公尺以上者稱為湖泊。分布於外流河流域的湖泊，由於湖水外流，鹽類不會堆積，因此多為淡水湖；分布遠離海岸的內流河流域之湖泊，鹽類積聚容易，多成為鹹水湖。

### 冰河

高山或兩極地區的積雪由本身壓力形成冰塊，又因重力作用而沿地表坡度滑動，這種移動的大冰塊稱為冰河，亦稱冰川。

### 地下水

廣義地下水指降水滲入地面後，儲存在地面以下的水體，包含不飽和帶土壤水，和飽和帶地下水，後者為狹義地下水。

### 海洋

地表上除陸地以外的廣大鹹水域。包括太平洋、大西洋、印度洋、地中海、北冰洋等，約占地表面積71%。

## 各種水體儲量表

水體種類｜儲量（千立方公里）｜佔總水體千分比｜佔總淡水千分比｜滯留時間

海水｜1,338,000｜965.3｜——｜2500年

地下鹹水｜12,870｜9.3｜——｜深層1400年

地下淡水｜10,530｜7.6｜300.6｜深層1400年

永凍土底水｜300｜0.22｜8.6｜10000年

土壤水｜17｜0.01｜0.5｜1年

鹹水湖｜85｜0.06｜——｜17年

淡水湖｜91｜0.07｜2.6｜17年

沼澤水｜12｜0.008｜0.3｜5年

河水｜2｜0.002｜0.06｜16天

生物水｜1｜0.001｜0.03｜數小時

冰川｜24,064｜17.36｜686.97｜極地9700年高山1600年

大氣水｜12｜0.01｜0.34｜8天

水體總計｜1,385,984｜1000｜——｜——

淡水總計｜35,029｜25.3｜1000｜——

## 分支學科

- 河流水文學（也稱「河川水文學」）
- 湖泊水文學
- 沼澤水文學
- 冰川水文學
- 雪水文學
- 水文資訊學
- 水文氣象學
- 地下水水文學
- 區域水文學
- 海洋水文學
- 農業水文學
- 森林水文學
- 都市水文學
測繪學

測繪學研究測定和推算地面幾何位置、地球形狀及地球重力場，據此測量地球表面自然物體和人工設施的幾何分布，編制各種比例尺地圖的理論和技術的學科。測繪學的研究對象是地球的形態、位置、重力分布等地理空間資訊，因而測繪學可認為是地球科學的一個分支學科。近年來，測繪學的研究對象還從地球表面擴大到了地外空間及地球內部構造等領域。

## 測繪學的發展

測繪學的進步倚賴人類對地球形狀認識的深化、地圖製圖技術的提高和測繪儀器的創新及變革。

在世界上古史時代，就有利用測繪學治理尼羅河泛濫後農田邊界的說法。公元前7世紀，管仲在其所著《管子》一書中已收集了早期的地圖27幅。公元前5世紀至3世紀，中國已有利用磁石製成最早的指南工具「司南」的記載。公元前2世紀，在《史記·夏本紀》中就記載有大禹治水時「左準繩，右規矩」，說明當時已經有簡單的測繪活動。

### 地球形狀的認知

測繪學研究的是地球，而人類對地球形狀的認識也出於不斷的變化中。最初人們認為地球乃「天圓地方」，直到公元前6世紀畢達哥拉斯和公元前4世紀亞里斯多德提出了「地圓說」。公元前3世紀，埃拉托斯特尼在亞歷山大進行觀測日影，推算出了子午圈的長度以及地球的半徑，證實了地圓說，而該種方法則是「弧度測量」的初始形式。17世紀末，牛頓和惠更斯從力學原理出發，認為地球是兩極稍扁的橢球形，稱「地扁說」。18世紀中期法國科學院在南美洲和歐洲進行的弧度測量證實了「地扁說」。19世紀，隨著測量得來的數據，拉普拉斯和高斯相繼指出，地球並非為完美的橢球。1873年，利斯汀提出了大地水準面的概念，以與包圍地球的靜止海面重合的一個重力等位面表示地球的形狀。1945年，莫洛堅斯基利用地球重力測量數據，才確定了地球的真實形狀。

### 製圖技術的發展

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測繪學的成果之一是地圖，因此測繪學發展的重要標誌便是地圖製圖技術的提高。最早的地圖刻畫在陶片、銅板上，可靠性不高。公元前3世紀，埃拉托斯特尼首先將經緯線運用於地圖上。公元前130年，西漢初期便有了《地形圖》和《駐軍圖》，為目前所發現中國最早的地圖。公元2世紀，托勒密在《地理學指南》中便闡述了編制地圖的方法，並提出了地圖投影問題。其後，西晉的裴秀創立了「製圖六體」，使地圖的可靠性得到了提升。第二次世界大戰以後，電腦製圖技術迅速發展，並由電腦輔助製圖發展為多位一體的地理資訊系統。

### 測繪儀器的變革

測繪學所依仗的工具是測繪儀器，因此測繪學的發展離不開測繪工具的革新。早期的測繪使用的是簡單的繩尺、矩尺等，17世紀望遠鏡發明，測繪工具開始變革。1617年，威理博·斯涅爾發明了「三角測量法」，開創了角度測量。1730年，西森研製出測角用經緯儀。地理大發現開始後，許多國家研究出了海上測定經緯度的儀器以定位船隻。19世紀50年代，洛斯達首創攝影測量法。20世紀以後，隨著飛機的發明，出現了航空攝影測繪地圖的方法。人造衛星升空後，衛星定位技術（GPS）和遙感技術（RS）得以廣泛應用，這與地理資訊系統技術（GIS）合稱「3S技術」。

## 學科分支

- 大地測量學是一門量測和描繪地球表面的學科，也包括確定地球重力場和海底地形。
- 攝影測量學是研究利用被攝物體影像來重建物體空間位置和三維形狀技術的學科。
- 地圖（製圖）學是研究地圖的理論、編制技術與應用方法的科學。
- 工程測量學是研究工程建設和自然資源開發中進行測量工作的理論。
- 海洋測繪學是以海洋和海底為對象進行測量和編制海圖的理論。
- 測量數據處理是研究如何消除各種誤差並判定精度，如何處理分析各種形式的測量數據進行合理預報等的數學手段。
林納斯·托瓦茲

林納斯·貝內迪克特·托瓦茲（Linus Benedict Torvalds，1969年12月28日），生於芬蘭赫爾辛基，擁有美國國籍，Linux內核的最早作者，隨後發起了這個開源項目，擔任Linux內核的首要架構師與專案協調者，是當今世界最著名的程式設計師和黑客之一。他是開源項目Git的發起人和主要開發者。

## 生平

托瓦茲出生於芬蘭赫爾辛基市。父親尼爾斯·托瓦茲是一名活躍的電台記者，母親安娜·托瓦茲（Anna Torvalds）也是一名記者。祖父奧勒·托瓦茲（Ole Torvalds）是一名詩人和記者。外祖父Leo Törnqvist是芬蘭第一批統計學教授。芬蘭統計學會設立Leo Törnqvist Award，授予在頒獎之前的兩年內傑出的統計學碩士學位完成者。林納斯·托瓦茲在11歲時，應其外祖父要求用BASIC語言編寫一些統計學方面的小程序，這是他編程經歷之始。

托瓦茲家族屬於占芬蘭人口6%的芬蘭瑞典族，其父母都畢業於赫爾辛基大學，在學期間是積極的學運份子。他的名字來自美國著名化學家、諾貝爾化學獎得主萊納斯·鮑林（Linus Pauling）。

1988年，托瓦茲進入赫爾辛基大學電腦科學系。1989年，他進入芬蘭陸軍新地區旅，服11個月的國家義務兵役，軍階為少尉，主要服務於電腦部門，任務是彈道計算。服役期間，購買了安德魯·斯圖爾特·塔能鮑姆所著的教科書及minix原始碼，開始研究作業系統。1990年，他退伍後回到大學，開始接觸Unix。1991年8月25日，在網路上發布了Linux內核的原始碼。1994年3月14日發布了1.0版本。

1996年，自赫爾辛基大學碩士畢業，學位論文是《Linux: A Portable Operating System》。在拜訪全美達公司之後，托瓦茲決定接受他們的聘用，並移居美國加州。自1997年2月，至2003年6月之間，托瓦茲都在全美達公司服務，參與該公司晶片的code morph技術研發。在1997年至1999年間，主要投入86open計劃。

1999年，Red Hat及VA Linux這兩間公司，決定將他們公司的股票期權一部份贈與托瓦茲，以感謝他的貢獻。同年，在這兩間公司的股票在市場公開發行之後，托瓦茲的財產估計為2,000萬美元。

2003年，為了專心於Linux內核的發展，從全美達公司辭職，受聘於開源碼發展實驗室（OSDL），擔任Linux內核的主要維護者。

2004年6月，托瓦茲全家移居奧勒崗州Dunthorpe，接近於開源碼發展實驗室的總部所在地Beaverton。

2005年，為了管理Linux內核的原始碼，開發了Git。

2007年1月22日，自由標準組織與開源碼發展實驗室合併，成立了Linux基金會。Linux基金會提供薪水及各種協助，以支持托瓦茲繼續投入Linux內核的開發工作。

2024年10月23日，應制裁要求批准合併了一項移除俄羅斯籍Linux內核子系統維護者（MAINTAINERS）的補丁，並回應到：「我是一名芬蘭人，你認為我會支持俄羅斯的侵略嗎？」

## 家庭與私人生活

托瓦茲與妻子托芙（Tove，曾獲得六次芬蘭空手道冠軍頭銜的前女子空手道選手）於1993年結婚，育有三名孩子。

2010年，托瓦茲宣誓成為美國公民。

## 行事風格

托瓦茲堅持開放原始碼信念，並對微軟等對手的FUD戰略大為不滿。例如，在一封回應微軟資深副總裁克瑞格·蒙迪批評開放原始碼運動破壞了智慧財產權的電子郵件中，托瓦茲寫道：「我不知道蒙迪是否聽說過艾薩克·牛頓爵士？他不僅因為創立了經典物理學而出名，也還因為說過這樣一句話而聞名於世：『我之所以能夠看得更遠，是因為我站在巨人肩膀上的緣故。』」托瓦茲又說道：「我寧願聽牛頓的也不願聽蒙迪的。他（牛頓）雖然死了快300年了，卻也沒有讓房間這樣地臭氣熏天。」

林納斯在網上郵件列表中也以火暴的脾氣著稱。例如，有一次與人爭論Git為何不使用C++開發時與對方用「放屁」（原文為「bullshit」、「BS」）互罵。他更曾以「一群自慰的猴子」（a bunch of masturbating monkeys）來稱呼OpenBSD團隊，因為林納斯認為軟體一般性的錯誤比安全漏洞來的要多，而資訊安全人士因為找到漏洞而成為英雄，而忽略了一般性軟體錯誤的修補，並認為OpenBSD團隊過度重視安全性忽略其他部分。

2012年6月14日，托瓦茲在出席芬蘭的阿爾托大學所主辦的一次活動時稱NVIDIA是他所接觸過的「最爛的公司」（the single worst company）和 「最麻煩的公司」（the worst trouble spot），因為NVIDIA一直沒有針對Linux平台發布任何官方的Optimus支持，隨後托瓦茲當眾對著鏡頭豎起了中指，說「去你媽的NVIDIA！」（So, NVIDIA, fuck you!）。

## 榮譽

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網路名人堂

2012年4月23日，托瓦茲進入網際網路協會的網路名人堂。

千禧技術獎

2012年4月20日，托瓦茲獲得當年的千禧技術獎。該獎被普遍形容為相當於在技術領域的諾貝爾獎。

學術

在1997年，在芬蘭赫爾辛基大學電腦科學系，托瓦茲接受了他的碩士學位（Laudatur級）。兩年後，他在斯德哥爾摩大學接受名譽博士學位，並在2000年在他的母校獲得了同樣的榮譽。

在2005年8月，托瓦茲獲得里德學院的霍華德·衛林獎。

工業界

- 1998年，托瓦茲接受了電子前哨基金會先鋒獎。
- 2000年，他被英國電腦學會授予洛夫萊斯勳章。
- 2001年，他與理察·斯托曼和坂村健分享為了社會／經濟福祉的武田獎。
- 2008年，他入選到加州山景城的電腦歷史博物館的資深會員堂（Hall of Fellows）。

媒體

時代雜誌多次確認了托瓦茲的成就：

- 2000年，在時代100人：本世紀最重要的人物投票中，他位居第17名。
- 2004年，他被評為世界最有影響力的人之一。
- 2006年，該雜誌的歐洲版命名他是在過去60年的革命英雄之一。

「InfoWorld」頒發了「2000工業成就獎」給他。

太空

在1996年發現的一顆小行星使用他的名字命名（9793 托瓦茲）。

專利

截至2011年3月，托瓦茲已獲得全球35項專利（申請和授權的專利）。

## 參看

- 林納斯定律
- 塔能鮑姆-托瓦茲辯論
- Git是一個由林納斯·托瓦茲創立的分布式版本控制／軟體配置管理軟體。

## 外部連結

- 林納斯·托瓦茲的部落格
- Just For Fun: Linux創始人托瓦茲自傳書評
- Linux25 週年：專訪 Linux 之父 Linus Torvalds

## 基本資料

- 日語原文：林納斯·托瓦茲
- 原文名：Linus Torvalds
- 出生：Linus Benedict Torvalds
- 出生日期：1969年12月28日
- 出生地：芬蘭赫爾辛基
- 居住地：美國俄勒岡州波特蘭
- 母校：赫爾辛基大學
- 國籍：芬蘭、美國
- 知名於：Linux內核、Git
- 雇主：Linux基金會
- 職業：軟體工程師
- 配偶：Tove Torvalds（娘家姓：Monni）
- 子女：3
- 父母：尼爾斯·托瓦茲（父）、安娜·托瓦茲（Anna Torvalds，母）
- 親屬：奧勒·托瓦茲（祖父）
- 網站： torvalds-family.blogspot.com、 cs.helsinki.fi/u/torvalds （不再更新）
自由軟體基金會

自由軟體基金會（Free Software Foundation，縮寫：FSF）是一個致力於推廣自由軟體的美國民間非營利性組織。它於1985年10月由理察·斯托曼與其他四個創始董事建立。其主要工作是執行GNU計劃，開發更多的自由軟體。

從其建立到1990年代中自由軟體基金會的基金主要被用來僱用編程師來發展自由軟體。從1990年代中開始寫自由軟體的公司和個人繁多，因此自由軟體基金會的僱員和志願者主要在自由軟體運動的法律和結構問題上工作。

## 最近工作

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GNU工程 : 自由軟體基金會最早的目的在於促進自由軟體的開發，但自由軟體基金會也有開發GNU作業系統的任務。

施行GPL : 自由軟體基金會具有施行GNU通用公共許可證和其它GNU許可證的能力和資源，但自由軟體基金會只對它擁有版權的軟體負責。其它軟體必須由它們自己的擁有人來負責，原因是從法律規定上自由軟體基金會無法為這些其它軟體負責。自由軟體基金會每年約接觸到50個違反GNU通用公共許可證的事件，自由軟體基金會試圖不通過法院使對方遵守GNU通用公共許可證。

GNU許可證 : GNU通用公共許可證是自由軟體工程中最普及的許可證。最新的版本（版本3）發表於2007年6月29日。自由軟體基金會還發布了GNU寬通用公共許可證和GNU自由文檔許可證。

監督版權 : FSF擁有大多數GNU軟體和一些非GNU自由軟體的版權。若GNU軟體包的貢獻者簽署版權文件使得版權轉交給FSF，FSF就可以在訴訟案中在法庭上維護這些軟體。此外這樣假如許可證有所變化的話不必徵求軟體所有的貢獻者的同意。

自由軟體目錄 : 自由軟體目錄是所有自由軟體包的一個列表。其中列出的每個軟體包含47條資訊，比如工程的主頁、程序師、程式語言等。目的是提供一個自由軟體的搜尋引擎和為使用者提供一個檢查一個軟體包是否自由的工具。自由軟體基金會為此從聯合國教科文組織獲得少數基金。計劃是將來這個目錄可以翻譯成不同的語言。

維持自由軟體的定義 : 自由軟體基金會維持多個定義自由軟體運動的文獻。

法律教育 : 自由軟體基金會舉辦關於GNU通用公共許可證的法律問題的研究會，向律師提供諮詢服務。

工程管理 : 自由軟體基金會通過它的GNU草原（GNU Savannah）頁面提供工程管理的服務。

頒發獎勵 : 自由軟體基金會每年頒發兩部獎勵：自由軟體進步大獎和社會福利自由軟體獎勵。

## 高優先計劃

自由軟體基金會列出了一個高優先計畫（high priority projects）列表，FSF認為以下區域需要自由軟體社群們的注意，這些計畫所在區域還需要有不斷改進之處。

目前關注區域：

- 自由的手機作業系統
- 去中心化，聯邦化與服務自建
- 自由的驅動程序，固件和硬體設計
- 實時音影片通話
- 鼓勵社區中未被充分代表的人參與貢獻自由軟體
- 自由軟體的無障礙可訪問性問題
- 自由軟體的多語言翻譯問題
- 通過自由軟體來保護軟體安全以及對自由軟體的安全保護
- 智能個人助理
- 幫助各種GNU/Linux發行版專注於實現軟體自由
- 幫助政府採用自由軟體

## 結構

### 成員

2002年11月25日自由軟體基金會向個人提供自由軟體基金會附屬會員的可能性。到2005年3月它擁有3400多位附屬會員。2003年3月5日它向商業企業提供公司保護計劃，到2004年4月它擁有45位公司保護。

### 組織

#### 董事會成員

- Geoffrey Knauth，基金會財務秘書
- Christina Haralanova
- 亨利·普樂
- 傑拉德·傑伊·薩斯曼
- Ian Kelling，現任董事會主席
- en
- Maria Chiara Pievatolo
- 理察·斯托曼
- Alex Oliva，Free Software Foundation Latin America創始人
- Eko K.A. Owen

### 姊妹組織

2001年在德國成立了歐洲自由軟體基金會作為自由軟體基金會在歐洲的代表人。2003年在喀拉拉邦成立了印度自由軟體基金會。2005年11月成立了拉丁美洲自由軟體基金會。

## 獲得的榮譽

- 1999年：林納斯·托瓦茲獎
- 2005年：電子藝術大獎

## 參考資料

- 類型：501(c)(3) 非營利組織
- 法律地位：501(c)(3)
- 目標：電腦使用者自由
- 總部：遠距工作，現無實體辦公室
- 服務地區：全球
- longitem 會員：私人和企業贊助人
- 董事會主席：Ian Kelling
- 員工數：10
- 營收：$1,177,880（2024年度）
- 支出：$1,579,069（2024年度）
- 執行董事：Zoë Kooyman
GNU計劃

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GNU計劃（GNU Project），是一個自由軟體集體協作計劃。1983年9月27日由理察·斯托曼在兩個USENET新聞組內公開發起。其主要目標是創建一套完全自由的作業系統，稱為GNU。兩年後斯托曼在GNU宣言中號召為GNU作業系統的開發提供支持，打破專有軟體對使用者的控制。該宣言認為發展自由軟體是通往後稀缺社會的一個關鍵。

GNU是「GNU's Not Unix」的首字母遞歸縮寫。與單詞gnu（牛羚）的「new」發音不同。GNU計劃中GNU發音為「Guh-NOO」。

## 歷史

1985年，理察·斯托曼和其他四人創立了自由軟體基金會（FSF），為GNU計劃提供技術、法律以及財政支持。雖然GNU計劃有許多個人自願無償貢獻，但FSF也會聘請程式設計師幫助編寫。Bash的原作者布萊恩·福克斯即為FSF早期全職雇員。

當GNU計劃開始逐漸獲得成功時，一些商業公司開始介入開發和技術支援。Canonical（Ubuntu為旗下產品）開發了GNU Bazaar並部署在公司內部軟體Launchpad上。儘管其分叉Breezy還在積極開發，Launchpad最終於2025年棄用了Bazaar。在激烈的市場競爭中，有的公司獲得了成功。如後來被Red Hat兼併的Cygnus Solutions。也有曇花一現的。GNOME計劃發起後，曾參與麥金塔項目（Macintosh）重要設計的安迪·赫茲菲爾德創辦了en公司。Eazel公司為GNOME開發了圖形化界面的Nautilus，用於取代純文本界面的GNU Midnight Commander文件管理器。但是Eazel最後沒有取得商業上的成功，並於2001年5月倒閉。

### 管理分歧

2009年，GNOME聯合創始人米格爾·德伊卡薩在Planet GNOME上發表了關於專有軟體Silverlight的文章。斯托曼進入GNOME的郵件列表參與討論後，他想要阻止GNOME的Planet聚合器上的部落格參與者編寫宣傳專有軟體的文章。因為與斯托曼觀點相左，GNOME計劃的核心參與者如Philip Van Hoof就想過脫離GNU計劃，並且在GNOME計劃內部發起了脫離GNU的投票。

2021年4月，部分來自GCC、GNU C Library、GnuCOBOL等GNU軟體包的參與者開始追求管理結構的革新。他們在GNU計劃內部成立了一個新的名叫GNU Assembly的組織。新聞引述他們官網上對自己的定位：「the GNU project would be healthier and more effective if GNU maintainers had the ability to act collectively, beyond our capacities in our individual projects.」。這個新的組織使用GNU Social Contract（GNU社會契約）和成文的行為準則進行管理。

## 實現方法

### 哲學構築

1980年，美國開始把電腦軟體正式列入著作權保護的範疇內。1985年整理成型的GNU宣言闡明了GNU計劃以及自由軟體運動想要達成的目標。後來，為了界定什麼樣的軟體代碼公開方式以及配套許可證能構成一款自由軟體，自由軟體基金會與gnu.org從一開始的兩大自由逐漸擴展並整理出了如今自由軟體定義的四大自由。根據斯托曼的陳述，FSF發行的軟體許可證GNU GPL之所以被稱作「Copyleft」許可證，是因為專有軟體開發者用「Copyright」（著作權）奪取使用者自由，而他們想做的事情正好相反，即用著作權法保障使用者自由。

### 法律保障

GNU計劃主要通過各種Copyleft許可證來為軟體的四大自由提供法律保障。因為Gosling Emacs變為專有軟體，斯托曼發起了GNU Emacs項目，並基於Emacs Commune（Emacs公社）的精神為GNU Emacs建立了許可證。之後，斯托曼和幾位律師合作改寫了GNU Emacs的許可證並在1989年釋出了GNU通用公共許可證（GNU GPL）。GPL被運用在一些計劃內的GNU軟體包上（如GCC的非運行時庫部分、GNU核心工具組、R語言等）以及大量非GNU的軟體上。後來又針對各類程序庫和軟體包增加了LGPL和AGPL許可證。GNU貢獻者可以選擇轉移著作權給FSF。轉交著作權給單個擁有者的一個原因是項目分散的Copyleft著作權可能會導致Copyleft效力減弱。

### 經濟支持

除了公司或非營利組織僱傭GNU軟體包的開發者以外。計劃內軟體包有的從FSF的Working Together for Free Software Fund捐款渠道獲取資金支持，也有GNU軟體包如Octave採用其它的捐款渠道。還有同時從FSF的Fund和其它渠道獲取捐款的GNU項目，如Guix。此外，荷蘭的基金會在規定期限內會資助通過資質審核的自由軟體項目，其中就存在一些GNU軟體。比如對於GNU，NLnet配合歐盟委員會倡議旗下NGI（下一代網際網路倡議）在2026年4月就啟動了開發兼容性插件及本體的資助計劃。

## 批評

### 管理模式

GNU計劃貢獻者，也同時是開放原始碼促進會（OSI）的聯合創始人埃里克·雷蒙曾經批評GNU計劃的開發模式是「大教堂」（Cathedral）。他認為這類中心化的開發模式在效率上低於類似當時新生的Linux內核那種更去中心化，從下到上的「集市」（Bazaar）開發模式。因為GNU計劃內部的管理分歧，也出現了本文提到的GNOME計劃退出GNU、開發者創建新的跨項目管理結構GNU Assembly等情況。法律層面上，FSF在2021年放寬了對GCC的著作權擁有權，不再要求所有開發者都把著作權轉移給FSF。

## 子計劃

### 已退出

#### GNOME計劃

在一次對GNOME聯合創始人米格爾·德伊卡薩的採訪中，他自述創建GNOME桌面環境是因為KDE最開始調用的Qt工具庫是專有的。而GNOME計劃發起就是為了創建一個完全由自由軟體構成的桌面環境。2000年，Linux Journal里關於GNOME的文章記錄了其包含於GNU計劃的歷史。FSF也曾是GNOME基金會的成員組織。2021年4月14日，GNOME的X平台社交媒體官號表示「Let's also clarify that here. GNOME is NOT a GNU project.」。相較2018年的情況，GNU計劃官方網站軟體包列表里2024年的版本也不存在GNOME。

### 已停止

#### GNU Enterprise（GNUe）

GNUe（一套企業資訊化管理軟體）已停止維護。該軟體曾在IEEE Software期刊2006年5-6月期中得到介紹。

## 外部連結

- 斯托曼1983年宣告GNU計劃開始的宣言
- GNU哲學的網頁
- GNU宣言
- GNU專案的細節記錄
- GNU專案的簡要歷史
- 原碼3路_3/5 :用革命存活社群-GNU (1/2)
- GNOME Foundation relationship with GNU and the FSF
自由軟體運動

自由軟體運動（free software movement或free/open source software movement，簡稱FSM或FOSSM）是一個推廣使用者有使用、複製、研究、修改和分發軟體等權利的社會運動。接近和相關的運動包括開放源碼運動及自由軟體的開放源碼運動。這運動跟1970年代的黑客文化有淵源，而理察·斯托曼是該運動的主要發起人以及精神領袖。

自由軟體運動人士認為自由軟體的精神應當貫徹到所有軟體：他們認為禁止電腦使用者行使這種自由是不道德的行為。理察·馬修·斯托曼認為販賣不附帶源代碼的二進制軟體是不道德的，因為這樣阻止了軟體使用者學習以及幫助其他人的權利。然而目前還沒有如何實現自由軟體運動最終目標的共識。有些人認為應當使用法律手段強制軟體供應商提供源代碼；有些則認為應當通過抵制專有軟體來達到目的。還有一些人則認為時間將證明，自由軟體最終在質量上要比專有軟體略勝一籌，並會在自由市場上取得勝利。

部分自由軟體運動人士也認為其他受專利權保護的產品也應當自由化。還有一些人士則認為有部分資源不應當被自由更改，例如GNU通用公共協議證書，小說等。

## 理念

這個運動的理念在於電腦的使用不應該阻礙人際合作。更直接地說，這個運動代表著拒絕專有軟體並推廣自由軟體。它的終極目標在於解放網路世界中的每個人——即每個電腦使用者。理查·斯托曼表明這個行動旨在提升而非妨礙科技進步，因為「這代表我們可以避免重複無益的系統編程，而把這份精力用在推動技術革新上面。」("It means that much wasteful duplication of system programming effort will be avoided. This effort can go instead into advancing the state of the art.")

自由軟體運動的成員相信所有軟體使用者有享有自由軟體定義中列舉的自由。許多成員認為禁止他人享有這些自由是不道德的，也相信在創造一個使用者可以互相幫助並擁有自己對於電腦控制權的社會，這些自由是必須的。斯托曼在一篇《Copyleft: Pragmatic Idealism》中描述，他的一位朋友便不排斥開發專有軟體，但是開發專有軟體的時候這位朋友要求薪資。

雖然社會變遷是一個科技變遷下非刻意造成的副產物，新科技的倡議者經常宣傳這些新技術就社會正面影響一個工具。聖荷西州立大學的教授Joel West解釋了許多自由原始碼運動的理念。如果假設科技不僅對社會變遷造成影響，並從科技進步主導社會變遷的角度來看待，禁止特定人員使用這些科技是道德的嗎？因此—縱使不能造成立刻的改變—自由軟體運動還是希望喚醒人們這個運動所能造成的影響，因為能造成對現實社會的影響。舉例來說：與沒有電腦時相比，電腦給了我們更多自由，但這些科技媒介究竟是帶來自由、或僅賦予少數人特權？這樣的道德爭論如何取的一個折衷的辦法對自由軟體運動是個難題。

自由軟體基金會堅信所有的軟體需要說明文件，特別是周到的工程師應做到能更新說明書以反映他們對軟體的調整，但他們認為對修改其他著作的自由本身是相對次要的。在自由軟體運動中FLOSS Manuals基金會特別強調提供此類文件的目標。自由軟體運動的成員也倡議具實際用途的軟體應該自由的。

## 知名自由軟體

- GNU Hurd
- Mastodon
- Linux
- PHP
- MySQL
- Notepad++
- Firefox
- Thunderbird

## 行動

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### 編寫及推廣自由軟體

自由軟體運動的核心工作專注於軟體開發。自由軟體運動也反對專有軟體，拒絕安裝不給予自由權利的軟體。根據斯托爾曼敘述，「在軟體領域比專有程序未經授權的拷貝更糟糕的唯一一件事，就是私有軟體的授權副本。因為這樣做同樣傷害其整個使用者群體。此外，通常開發商，這個邪惡的犯罪人，就可從中獲利。

### 建立意識

自由軟體運動的一些支持者們會通過公眾演講，或者主持軟體相關會議，以提高公民對於軟體自由的認識。這被視為相當重要，因為接受自由軟體的人們，往往不知道它是自由軟體。進而繼續使用專有軟體或者專有的插件。

### 道德平等

瑪格麗特·S·埃利奧特，一個在在加州大學歐文分校的軟體研究者。不僅列出了可能來自自由軟體運動的許多好處，她還聲稱，它本質上是要給予每個人平等的機會利用網際網路。假設計算機是全球訪問，由於世界變得更加立足於技術及其發展，建立一個選擇性的網際網路，只允許部分人在訪問，這根據「艾略特自由」是荒謬的。根據許多推動有關自由軟體運動的學者的認識，如果人們想要生存在通信和全球援助更加共存的世界，那麼全球自由軟體更加應該爭取一個位置。這個由GNU同夥引發的想法，是促進一個理解當地和全球社區的利益，所謂「合作環境」的一種嘗試。

## 立法

大量的抵制軟體專利和著作權法擴張的遊說工作已經完成。其他遊說則直接專注於政府機構和政府資助的項目中所使用的自由軟體。

委內瑞拉政府在2006年1月實施了保證軟體自由的法律。法令第3,390條，授權所有政府機構可以將完成超過兩年的軟體，編列為自由軟體。

國會議員埃德加·戴維斯·維拉紐瓦和雅克·羅吉克·阿克曼在引進祕魯法案1609「公共管理自由軟體」的過程中，出力極大。而這一事件立刻引起微軟公司祕魯分部的注意，而其總經理隨後寫了一封信給埃德加·戴維斯·維拉紐瓦博士。維拉紐瓦博士的反應受到了全世界的關注，此後對於自由軟體的論證，更是被視為經典。

在美國，也已經有了在州政府於州級對促進使用自由軟體通過立法的努力。

## 發展中採取措施

Ohloh。一種成立於2004年，發起於2006年的Web服務。用於監視在自由軟體社區的軟體開發活動，對項目和編程語言的發展和普及提供詳細的軟體度量和定量分析。

黑鴨子軟體。監視很多FOSS軟體倉庫和分析各種FOSS軟體許可證的普及。

## 外部連結

- 自由軟體的定義
- Free Software Movement intro by FSF
- 自由軟體的故事
材料科學

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材料科學（materials science），涉及物質的性質及其在各個科學和工程學領域的整合應用，是一個研究材料的製備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關係的跨領域學科。涉及的理論包括固體物理學、材料化學、應用物理和應用化學，以及化學工程、機械工程、電機工程、電子工程、土木工程和建築工程。與機械結合則衍生出機械材料，與電子結合則衍生出電子材料，與土木建築結合則衍生出結構材料，與生物學結合則衍生出生物材料等等。隨著近年來媒體將注意力大量集中在納米科學上，材料科學在科學與工程學領域越來越廣為人知。它也是鑑識科學和破壞分析中的一個重要組成部分，以後者為例，它是分析各種飛航意外的關鍵。今日許多科技上的問題受限於材料能夠容許的極限，也因此，在此領域的突破在未來科技具有指標性的影響。材料科學有著廣泛的應用前景。

## 簡史

在各時代上材料的選擇往往決定了該時代的發展，像是石器時代、青銅器時代、鐵器時代和工業革命就是明顯的例子。材料科學是最古老的應用科學及工程學之一，起初被引導來自陶瓷的加工和冶金學的延伸。現代材料科學演進來自於冶金學。在十九世紀晚期一位美國科學家約西亞·吉布斯發現材料在不同相態之間的熱力學性質，使得在理解材料性質上有重大性的突破。材料科學與其他領域的合作發展革命性科技，像是塑膠、半導體和生物材料。

在1960年代前，許多材料科學系都被稱為礦冶系。1960後當時美國高等研究計劃署(Advanced Research Projects Agency)，現為國防高等研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency)，為了材料科學的基礎研究以及訓練的國家計劃(「to expand the national program of basic research and training in the materials science」)在1960年代創立一系列大學實驗室，建立了材料科學。此領域包含陶瓷材料、聚合物、半導體、磁性材料、生物材料、奈米材料。

## 材料科學理論

- 物理冶金學
- 晶體學
- 固體物理學
- 材料化學（固體化學）
- 材料應用力學
- 材料靜力學
- 材料動力學
- 材料力學
- 材料熱流學
- 材料熱力學
- 材料流體力學
- 材料計算科學

## 材料的分類

- 基本材料分類
- 木材
- 金屬材料
- 陶瓷材料
- 玻璃材料
- 高分子材料
- 複合材料
- 半導體材料
- 按化學狀態分類
- 木材
- 金屬材料
- 無極非金屬材料
- 陶瓷材料
- 有機材料
- 高分子材料
- 按物理性質分類
- 高強度材料
- 耐高溫材料
- 超硬材料
- 導電材料
- 絕緣材料
- 磁性材料
- 透光材料
- 半導體材料
- 按狀態分類
- 單晶材料
- 多晶質材料
- 非晶態材料
- 准晶態材料
- 按物理效應分類
- 鐵電材料
- 壓電材料
- 熱電材料
- 電磁材料
- 雷射材料
- 按用途分類
- 土木材料
- 建築材料
- 結構材料
- 研磨材料
- 耐火材料
- 耐酸材料
- 水工材料、配管材料
- 機械材料
- 電機材料
- 電子材料
- 電工材料、配線材料
- 光學材料
- 感光材料
- 包裝材料
- 按組成分類
- 單組分材料
- 複合材料

## 材料工程技術

- 金屬材料成形
- 機械加工
- 非傳統加工
- 熱處理
- 熱加工
- 陶瓷冶金
- 陶瓷工程
- 粉末冶金
- 薄膜生長技術
- 表面處理技術
- 表面改性技術
- 表面塗覆技術

## 材料的應用

- 結構材料
- 資訊材料
- 儲存材料
- 半導體材料
- 機械材料
- 電機材料
- 電子材料
- 航行材料
- 航空材料
- 航海材料
- 土木材料
- 建築材料
- 能源材料
- 生物材料
- 環境材料
- 儲能材料和含能材料
生命

生命是一種特徵，物質存在的一種活躍形式。目前對於生命的定義在學術界還無共識，較流行的定義是一類維持體內平衡、具有生命周期和穩定的物質和能量代謝現象、能對刺激做反應、能進行自我複製和繁殖、進化的半開放物質系統。由細胞組成，能夠成長、適應環境。其他定義有時包括非細胞生命形式，如病毒和類病毒。

生命是生物學的基本概念，而生物學是研究生命的科學。生命具有生物進程（如信號傳遞和自我維持過程）的物理實體與那些沒有生物進程的實體區分開來。如果生物過程的功能已經停止（死亡），或者它們從來沒有這樣的功能則會被歸類為無生命。

生命包含所有「生物的特性」，生命個體一定會經歷出生、成長、衰老和死亡。生命種群則在一代代個體的更替中經過自然選擇發生進化以適應環境。生物學則是以研究生命為中心的科學。

生命的最小單位是生物，生物是由一個或多個細胞組成，能夠新陳代謝，維持恆定性，可以成長，回應刺激，可以繁殖甚至演化，以適應外界環境，繼續繁殖並產生後代。生命以各種形式存在，如植物、動物、真菌、原生生物、古菌和細菌。在地球的生物圈內可以找到許多不同的生物，在這些生物中都有共同的特徵，都是由以碳和水為基礎的細胞構成，有其組織以及可以遺傳的基因資訊。

生命起源是生命從非生物物質（如簡單的有機化合物）中產生的Q13878858。普遍的科學假設是，從非生物到生物的轉變不是一個單一的事件，而是一個逐漸增加複雜性的過程。地球上的生命最早出現在42.8億年前，在44.1億年前海洋形成後不久，在45.4億年前地球形成後不久。當時是始太古代，冥古宙熔化的地殼已經固化。已知最早的生命形式是細菌的微化石。研究人員普遍認為，目前地球上的生命來自於RNA世界 儘管基於RNA的生命可能不是第一種存在的生命。地球上最早的生物證據是在西格陵蘭發現的37億年前變質岩中的生物物質石墨，及西澳洲34.8億年前砂岩中的遠古生物化石。不過很多研究推測地球在更早之前就已有生命。根據其中一種研究，可能在42.5億年前就已有生命，另一個研究則認為是44億年前。目前仍不確定地球上產生生命的機制，不過已有許多的生命起源假說。生命形成後，變成許多不同的形式，生物學家則將其分類成許多分類單元的體系。生命可以在許多不同的條件下生存。

## 生命現象

新陳代謝和自我複製的能力有時被視為判斷生命的根本條件，稱之為生命現象。有生命現象的蛋白質分子為朊病毒，為最原始的生命物質，如狂牛症朊病毒，可感染腦細胞，並自行複製遺傳。病毒在有寄主可寄生的時候，會表現出生命現象；但在沒有寄主可寄生的時候，不會表現生命現象，所以病毒是介於生命與非生命之間的一種奇妙的有機物。

## 定義

生命沒有公認定義，不同的科學家曾提出過各種定義。

### 傳統定義

科學家經常認為只有生物體會展現以下全部現象：

- 恆定性：能夠調節體內環境以維持身體處於一個相對恆定的狀態，例如恆溫動物能發汗來降低過熱的體溫，也能靠發抖來產生額外的熱量以保持體溫。
- 組織性：由一個或以上的生物基本單位──細胞所組成。
- 新陳代謝：能夠轉換非生物為細胞成分（組成代謝）以及分解有機物（分解代謝）來獲取和轉化能量。生物體需要能量來維持體內平衡及產生其他生命現象。
- 生長：使組成代謝的速率高於分解代謝的速率來讓細胞體積增大，並在細胞分裂後使細胞成長。一個生長中的有機體增加其細胞的數量和體積，而不止是將得到的物質積存起來。某些物種的個體可以長得很巨大，例如藍鯨。
- 適應：對環境變化作出反應的能力，與生物當前的身體構造、生活習性及遺傳有關。這種能力對生存是很重要的。生物可以通過進化適應環境。
- 感應：反應可以以很多方式進行，從單細胞變形蟲被觸碰時的收縮到高等生物在不同情況下的複雜反射。最常見的反應是運動，例如植物的葉片轉向太陽以及動物追捕其獵物。
- 繁殖：能夠產生新的個體。包括只需一個親本的無性生殖和需要至少兩個親本的有性生殖。

大部分科學家稱這樣的現象為生命的表現方式。通常必須具備全部七個特徵才能被視作生命。

但是，這個定義也有局限性。例如：有些生物體不能繁殖，因為它們是正常物種中自然形成的。這些生物體仍是生命。有些人說生命的特性是可遺傳的；因此，這些不能繁殖的有機體也還是有生命的，它們仍可以通過親屬選擇等機理來產生新個體。

有些人認為病毒和朊毒體（能夠進行自我複製的蛋白質）是可以自行複製的毒素而不是生命體，因為它們不能在沒有其他細胞的情況下表現出生命現象。但是，立克次體和衣原體等有類似細菌的細胞結構的生物也不能獨立執行很多重要的生物過程，它們也要進入真核生物宿主細胞的細胞質內進行生長和自我複製。另外，幾乎所有的生命都倚賴其他物種提供食物，並且歸根結底需要地球上某些細胞的特殊化學作用來提供能量源，如光合作用和海底熱泉細菌的硫化作用。

具系統性的生命定義是，生物是自我組織並自我製造的。這些物質不與耗散結構混淆（如：火）。

這個定義變種包括了斯圖亞特·考夫曼定義生命為能夠複製自己或他人的一種自主主體（autonomous agent）或一種多主體系統（multi-agent system），並最少完成一次熱力學循環。

## 起源

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儘管不能準確地找到確實時間，但有證據表現地球上的生命已存在了大約37億年。

雖然沒有標準表示生命起源的模型，但現時最為公認的科學模型建立於一個或更多包括下面的發現之上，可以粗略地列出有以下假設：

- 模擬真實的史前生物環境以製造形成生命的基本細小分子。這已由米勒-尤里實驗以及Sidney W. Fox的工作所證明。
- 磷脂自發地形成脂雙分子層，而脂雙層是細胞膜的基本結構。
- 製造隨機核糖核酸分子的過程可能製造出核酶，而可以在非常特殊的環境下製造更多核糖核酸。

很多不同的假說認為早期地球上的簡單有機分子能夠轉變為原始細胞並進行新陳代謝。很多模型可分為「先有基因」或「先有新陳代謝」兩類，但最近流行的混合模型並不屬於任何一類。現時所推測的生命歷史還有很多疑點，生命的起源對科學家而言仍是一個很大的謎團。

## 外星生命

在宇宙中，地球是人類已知的唯一存有生命的星球。德雷克公式可以估算其他地方出現生命的機率，但科學家不同意很多公式中變量的值（嚴格地說，德雷克公式計算的是處於銀河系中且我們可能接觸的外星生物的數量，而不是有生命的機率）。取決於不同的值，方程式可以暗示生命的形成是頻繁或稀少的。德雷克計算我們在任何時間可能接觸的外星生命只有1個。

有關地球生命的起源，胚種論也被稱為外源性起源認為生命來自宇宙，通過隕石、彗星或宇宙塵等天體到達地球。但是這些理論對解釋生命的起源沒有幫助。

## 終結

即生命體之死亡階段或狀態。以人類為例，一般以呼吸及心臟跳動停止和腦部完全停止活動（非暫時性的停止）為判定死亡的標準。

生命體的死亡可以是因為細胞分裂的次數達到極限而衰亡，也可以是被毒素、自然災害或其他生物殺死。

任何一個個體的死亡並不會威脅物種的存在，反而是維持物種延續的重要環節。如果年老的個體永遠不死，新的個體會失去生存空間和生存必需的資源。但個體大量死亡至難以維持繁殖時，物種就可能滅絕。

已經死亡的細胞不能重建生命活動。已經死亡的生物個體不能復活。這是生命的基本特徵之一。

## 外部連結

- Wikispecies - 維基網上生命字典（英）
程序設計

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電腦程式設計，或稱程式設計，是給程序解決出特定問題的過程，軟體開發過程中的重要步驟。程序設計方法往往以某種程序設計語言為工具，給出這種語言下的程序。程序設計過程一般包括分析、設計、編碼、測試、除錯等不同階段。

## 發展歷程

在電腦技術發展的早期，軟體開發主要就是程序設計。但隨著技術的發展，軟體系統越來越複雜，逐漸分化出許多專用的軟體系統，如作業系統、資料庫系統、應用伺服器，而且這些專用的軟體系統愈來愈成為普遍的系統環境的一部分。這種情況下軟體開發的內容越來越豐富，不再只是純粹的程序設計，還包括資料庫設計、使用者界面設計、通信協議設計和複雜的系統配置過程。

空間方面，在早期，由於機器資源比較昂貴，如何縮小儲存空間往往是設計關心的首要重點；而隨著硬體技術的飛速發展，電腦上資料儲存媒體的價格降低，空間不再是考慮的第一要點，一些較耗時的運算也漸漸發展出以空間換取時間的模式。

時間方面，在早期，如何加強程式效率、縮短程式執行時間是程式設計師的共同目標；而在硬體效能進步、效率差距縮小，軟體規模與複雜度卻日益增加的現在，程序的結構、可維護性、重複使用性、彈性等因素更顯得重要。在多人合作的程式設計專案裡，程式設計師們會加上各種註解以協助其他參與者理解程式碼，但卻因能達到較好的溝通並提高程式碼的可維護性，而成為目前的主流。

然而，隨著智慧型手機等攜帶裝置的興起，執行時間的縮短與儲存空間的有效運用再次成為焦點，形成與主機伺服器類型應用程式不同的重點考慮方向。

## 設計工具

- 開發環境
- 原始碼編輯器、編譯器、解釋器、調試工具
- 集成開發環境
- 可視化開發環境
- 電腦輔助軟體工程

## 圖像展覽

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- 早期IBM 402會計電腦的程式是用改變線路連接的方式來撰寫

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- GNAT程式設計軟體

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- 中華民國經濟部舉辦的手機程式設計比賽

## 外部連結

- Computers/Programming
開放原始碼

開放原始碼（Open Source）是一種在電腦程式出品前和開發中提供其內部程式碼的做法。

開放原始碼在網際網路上獲得廣泛使用，參加者需要大量更新電腦原始碼。開放原始碼使得生產模組、通訊管道、互動社群獲得改善。隨後，一個新著作權、軟體授權條款、域名和消費者提供建立的，一個新詞開源軟體誕生。

開源模型概念包括同時間不同時程和方法來生產，相對而言，更加集中式的軟體設計模型，例如典型的商業軟體公司。一個開源軟體開發的主要原則和慣例是易貨貿易和合作的同儕生產，經由免費公開的最終產品、原始資訊、藍圖和文件。這逐漸應用在其它領域，例如生物技術。

## 歷史

開放原始碼的概念和免費分享技術資訊，在電腦誕生前存在很長的一段時間。例如食譜共享從人類文化一開始就有。開放原始碼能夠用在商業技術上的電腦和軟體。

在汽車發展的初期，二行程引擎的專利被資產家喬治·賽爾登所壟斷。藉由掌握這項專利，能夠壟斷市場，或是對於競爭者提出侵權訴訟。然而，汽車製造商亨利·福特在1911年挑戰這項專利，其結果使得這項專利變成幾乎一文不值，並形成新的關聯，催生出汽車製造商協會。

1998年，提姆·奧萊理召開了一次開放原始碼會議，包括BSD陣營與Linux社群的中堅份子都參與其中。因為自由軟體基金會提出的自由軟體（Free Software）可能與免費軟體造成混淆，在會議中，決議以克里斯蒂娜·彼得森提出的Open Source作為共通名稱。

## 開源軟體列表

### 應用軟體

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三維繪圖及渲染

- Blender

整合式開發環境

- Eclipse
- Lazarus

圖像處理

- GIMP

影片編輯

- OpenShot
- Kdenlive

桌面出版

- Scribus

繪圖軟體

- Krita
- LibreCAD
- FreeCAD

矢量圖形編輯器

- Inkscape

數位聲波編輯

- Ardour
- Audacity
- OpenAL

純文字編輯器

- Emacs
- Vim

電子郵件客戶端

- Mozilla Thunderbird

虛擬地球

- NASA World Wind

線上直播

- Open Broadcaster Software

桌面搜尋遊戲引擎

- Godot

### 作業系統

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- MINIX——為Linux之前的作業系統。
- Linux——類Unix作業系統家族。
- Android——基於Linux的作業系統。
- Firefox OS——基於Linux的作業系統。
- FreeBSD——類Unix的作業系統。
- OpenIndiana——類Unix作業系統家族。
- ReactOS——建立在Windows NT架構的作業系統。
- Haiku——與BeOS相容的作業系統。

### 程式語言

- Perl——一種通用的程式語言。
- PHP——適用於網路開發的程式語言。
- Python——一種通用的程式語言。
- Ruby——一種通用的程式語言。
- Go——一種通用的程式語言。
- Rust——一種通用的程式語言。
- Swift——一種支援多編程範式，編譯式編程語言。
- Java——一種通用的程式語言。
- Scratch——為初學者而設的電腦程序開發平台。

### 伺服器軟體

- Apache HTTP Server——一種網頁伺服器。
- Drupal——內容管理系統。
- Joomla!——內容管理系統。
- MediaWiki——執行於維基百科的Wiki引擎。
- MongoDB——檔案導向資料庫管理系統
- Moodle——課程管理系統、虛擬學習環境。

### 電腦硬體

- Arduino——單晶片微電腦，由藝術家、設計師、業餘愛好者所使用。

## 開源可樂

開源可樂是一種開放可樂配方，任何人都能夠輕易地獲取它的配方並對其做出修改。開源可樂發行運動的最初目的是推廣自由和開源軟體。

## 外部連結

- 開放原始碼促進會
- 《開源軟體文集》
- 台灣中央研究院 自由軟體鑄造場
- 中國的LUPA開源社區 供參考
- OSMSG開源資訊
- 10 things people get wrong about open source (images) （10個對於開源碼的錯誤印象）
- 自由開源軟體侵權警告與因應流程
- DARPA Open Catalog - 美國國防高等研究計劃署
自然數

自然數（natural numbers）按ISO 80000-2和ISO 2382定義，指非負整數 $( 0, 1, 2, 3, 4, \ldots)$；此定義相同於集合論和電腦科學領域中，認為0屬於自然數。但在數論領域中，認為0不屬於自然數，因而按數論描述，自然數會同義於正整數。為免歧義，可直接以術語「非負整數」代替自然數稱之。

數學中，一般以$\mathbb{N}$代表以自然數組成的集合。自然數集是一個可數的，無上界的無窮集合。非零自然數即指正整數$( 1, 2, 3, 4, \ldots)$。

自然數可用於計數（如：桌子上有「三」個蘋果）和定序（如：國內「第三」大城市）。

## 符號

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數學家們使用$N$或$\mathbb{N}$來表示所有自然數的集合。較早的教科書也有使用$J$來表示這一集合的情況。

為了消除是否包含0的歧義，有時通過上、下標的形式表示集合中是否包含0：

- 自然數：$\mathbb{N}_0 = \mathbb{N}^0 = \{0, 1, 2, \dots\}$
- 非零自然數：$\mathbb{N}^* = \mathbb{N}^+ = \mathbb{N}_1 = \mathbb{N}_{>0} = \{1, 2, \dots\}$

## 定義

### 基於序數理論

基於序數理論提出的皮亞諾公理可以得到自然數的許多特性，這五條公理用非形式化的方法敘述如下：

- 0是自然數。
- 每一個確定的自然數a，都有一個確定的後繼數a'，a' 也是自然數。
- 對於每個自然數b、c，b=c若且唯若b的後繼數=c的後繼數。
- 0不是任何自然數的後繼數。
- 任意關於自然數的命題，如果證明：它對自然數0是真的，且假定它對自然數a為真時，可以證明對a' 也真。那麼，命題對所有自然數都真。

其中，一個數的後繼數指緊接在這個數後面的數，例如，0的後繼數是1，1的後繼數是2等等；公理5保證了數學歸納法的正確性，從而被稱為歸納法原理。

### 基於基數理論

在基數理論中，集合論的一般做法是將0定義為空集後，將任一非零自然數看作是所有比該數小的自然數組成的集合，即

$$0 = \{\}, 1 = \{0\}, 2 = \{0,1\}, 3 = \{0,1,2\}, \ldots$$

通過無窮公理，可以得到存在一個只包含全體自然數的自然數集$\mathbb{N}$。

另外，在此定義下，在集合$n$內就有$n$個元素；而若$n$小於$m$，則$n$會是 $m$的子集。

## 性質

### 無限性

自然數的集合是無限集。根據定義，這種無限稱為可數無限。可以與自然數建立雙射關係的所有集合都具有這種無限性，稱作，這個集合的勢為$\aleph_0$。

### 可加性

自然數加法可經$a+0=a$及$a+(b+1)=(a+b)+1$遞歸定義而成。因而得出交換么半群$(N,+)$，是由$1$生出的自由么半群，其中么元為$0$。此么半群服從消去律，可嵌入一群內：最小的是整數群。

### 可乘性

同理，自然數乘法$\times$可經$a \times 0=0$及$a \times (b+1)=ab+a$ 得出。

### 加乘關係

而$(N, \times)$亦是交換么半群；$\times$和$+$符合分配律：

$a \times (b+c)=ab+ac$。

### 有序性

我們說$a \le b$若且唯若有自然數$c$使得$a+c=b$。$(N, \le)$是一個良序集，即每個非空子集都有一個最小的自然數。

此序也和加法及乘法兼容，即若$a$，$b$和$c$都是自然數且$a \le b$，則$a+c \le b+c$及$ac \le bc$。

### 可除性

給定兩個自然數$a$和$b$，其中$b \ne 0$，可找到唯一的兩個自然數$q$及$r$使得

$$a=bq+r,\ 0\le r < q$$

$q$稱為「商數」而$r$稱為「餘數」。若$r=0$，則稱$a$可被$b$整除，記為$b|a$。

相關概念有輾轉相除、質數及其它數論概念。

## 歷史與0的爭議

自然數由數數而起。古希臘人最早研究其抽象特性，當中畢達哥拉斯主義更視之為宇宙之基本。其它古文明也對其研究作出極大貢獻，尤其以印度對0的接受，為人稱道。

零早於公元前400年被巴比倫人用作數字使用。瑪雅人於公元200年將零視為數字，但未與其它文明有所交流。現代的觀念由印度學者婆羅摩笈多於公元628年提出，經阿拉伯人傳至歐洲。歐洲人一開始仍對零作為數字感到抗拒，認為零不是一個「自然」數。不過歷史上也有人把0包括在自然數之內，例如這兩本18世紀的法國書籍。

19世紀末，集合論者給自然數一個較嚴謹的定義。據此定義，把零（對應於空集）包括於自然數內更為方便。邏輯論者及電腦科學家，接受集合論者的定義。而其他一些數學家，主要是數論學家，則依從傳統把零拒之於自然數之外。

在全球範圍內，目前針對0是否屬於自然數的爭論依舊存在。

在中國大陸，2000年左右之前的中小學教材一般不將0列入自然數之內，或稱其屬於「擴大的自然數列」。在2000年左右之後的新版中小學教材中，普遍將0列入自然數。

認為自然數不包含零的其中一個理由是自然數所指為自然界中存在的數，例如一棵大樹、兩條魚、十億個細胞等等，而鮮少有人說零個物品。

國際標準ISO 31-11:1992《量和單位 第十一部分：物理科學和技術中使用的數學標誌與符號》（已被ISO/IEC 80000-2取代）中，從集合論角度規定：符號 $\mathbb{N}$ 所表示的自然數集是包括正整數和0。

中國大陸於1993年制定的強制性國家標準《物理科學和技術中使用的數學符號》(GB 3102.11-93)參照國際標準ISO 31-11規定：$\mathbb{N}$表示「非負整數集；自然數集」，$\mathbb{N}=\{0,1,2,3,\ldots\}$。但自2017年3月23日起，該標準轉化為推薦性標準，不再強制執行。

## 推廣

自然數用於計數時稱之為基數，用於定序時稱之為序數。基數用於判定集合的大小，序數用作排列。

對於有限序列或有限集合，序數及基數皆與自然數同。
數論

數論（number theory）是純粹數學的分支之一，主要研究整數的性質，被稱為「最純」的數學領域。

## 簡介

正整數按乘法性質劃分，可以分成質數、合數、1，質數產生了很多一般人能理解卻又懸而未解的問題，如哥德巴赫猜想、孿生質數猜想等。即，很多問題雖然形式上十分初等，事實上卻要用到許多艱深的數學知識。這一領域的研究從某種意義上推動了數學的發展，催生了大量的新思想和新方法。數論除了研究整數及質數外，也研究一些由整數衍生的數（如有理數）或是一些廣義的整數（如代數整數）。

整數可以是方程式的解（丟番圖方程）。有些解析函數（如黎曼ζ函數）中包括了一些整數、質數的性質，透過這些函數也可以了解一些數論的問題。透過數論也可以建立實數和有理數之間的關係，並且用有理數來逼近實數（丟番圖逼近）。

## 歷史

### 古代

數論早期也稱為「算術」（arithmetic），而算術一詞則表示「基本運算」，在現代數論誕生前，早期鋪墊有三大內容：

- 歐幾里得證明質數無窮多。
- 尋找質數的埃拉托斯特尼篩法；歐幾里得求最大公約數的輾轉相除法。
- 公元420至589年（中國南北朝時期）的孫子定理。

### 中世紀

在中世紀早期，除了1175年至1200年住在北非和君士坦丁堡的數學家斐波那契有關等差數列的研究外，西歐在數論上沒有什麼進展。

中世紀數論主要是指15-16世紀由費馬、梅森、歐拉、高斯、勒讓德、黎曼、希爾伯特等人發展的數論。最早是在文藝復興的末期，對於古希臘著作的重新研究。主要的成因是因為丟番圖的《算術》（Arithmetica）一書的校正及翻譯為拉丁文，早在1575年Xylander曾試圖翻譯，但不成功，後來才由Bachet在1621年翻譯完成。

### 近代

#### 費馬

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皮埃爾·德·費馬（1601–1665）沒有著作出版，他在數論上的貢獻幾乎都在他寫給其他數學家的信上，以及書旁的空白處。費馬的貢獻幾乎沒有數論上的證明，不過費馬重覆的使用數學歸納法，並引入無窮遞降法。

費馬最早的興趣是在完全數及相親數，因此開始研究整數因數，這也開始1636年之後的數學研究，也接觸到當時的數學社群。他已在1643年研讀過克勞德-加斯帕·巴歇·德·梅齊里亞克版本的丟番圖著作，他的興趣開始轉向丟番圖方程和平方數的和。

費馬在數論上的貢獻有：

- 費馬小定理 (1640)，若$a$不是質數$p$的倍數，則$a^{p-1} \equiv 1 \pmod p.$
- 若$a$和$b$互質，則$a^2 + b^2$無法被任何除4後同餘-1的質數整除，而且每個除4後同餘1的質數都可以表示為$a^2 + b^2$.，這二個是在1640年證明的，在1649年他在寫給惠更斯的信上提到他用無窮遞降法證明的第二個問題，費馬和福蘭尼可在其他平方形式上也有一些貢獻，不過其中有些錯誤及不嚴謹之處。
- 向英國的數學家提出了求解$x^2 - N y^2 = 1$的挑戰（1657年），但在幾個月後就由Wallis及Brouncker證明。費馬認為他們的證明有效，但用了一個在其中未經證明的演演算法，費馬自己是由無窮遞降法找到證明。
- 發展許多找虧格0或1曲線上點的方法，作法類似丟番圖，有許多特殊的步驟，使用了切線法構建曲線，而不是用割線法。
- 證明$x^{4} + y^{4} = z^{4}$不存在非尋常的正整數解。

費馬在1637年聲稱（費馬最後定理）證明了對於大於2的任意整數$n$，不存在$x^n + y^n = z^n$的非尋常的正整數解（目前已知唯一的證明是由數學家安德魯·懷爾斯及其學生理查·泰勒於1994年完成的證明），但只在一本丟番圖著作的旁邊寫到，而且他沒有向別人宣稱他已有了證明。

#### 歐拉

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歐拉（1707–1783）對數論的興趣最早是由他的朋友哥德巴赫所引發，讓他開始專注在費馬的一些研究上，在費馬沒有使當代的數學家注意此一主題後，歐拉的出現稱為「現代數論的重生」。歐拉數論的貢獻包括以下幾項：

- 費馬研究的證明，包括費馬小定理（歐拉延伸到非質數的模數），以及$p = x^2 + y^2$若且唯若$p\equiv 1\; mod\; 4$，這項研究可推導到所有整數都可以表示為四個平方數的證明（第一個完整證明是由約瑟夫·拉格朗日提出，費馬很快的也提出證明），和$x^4 + y^4 = z^2$沒有非零整數解的證明，表示為費馬最後定理$n=4$時成立，歐拉用類似方式證明了$n=3$的情形。
- 佩爾方程，最早誤以為是歐拉證明，歐拉也寫了連分數和佩爾方程的關係。
- 二次式，繼費馬之後，歐拉繼續研究哪些質數可以表示為$x^2 + N y^2$，其中有些顯示二次互反律的性質。
- 丟番圖方程：歐拉研究一些虧格為0或1的丟番圖方程，特別的是他研讀丟番圖的著作，試圖要找到系統化的方法，但時機尚不成熟，幾何數論才剛形成而已。歐拉有注意到丟番圖方程和橢圓積分之間的關係。

## 分支

初等數論:意指使用不超過高中程度的初等代數處理的數論問題，最主要的工具包括整數的整除性與同餘。重要的結論包括中國餘數定理、費馬小定理、二次互反律等等。

解析數論:藉助微積分及複分析的技術來研究關於整數的問題，主要又可以分為積性數論與加性數論兩類。積性數論藉由研究積性生成函數的性質來探討質數分佈的問題，其中質數定理與狄利克雷定理為這個領域中最著名的古典成果。加性數論則是研究整數的加法分解之可能性與表示的問題，華林問題是該領域最著名的課題。此外例如篩法、圓法等等都是屬於這個範疇的重要議題。

代數數論:引申代數數的話題，關於代數整數的研究，主要的研究目標是為了更一般地解決不定方程的問題，而為了達到此目的，這個領域與代數幾何之間有相當關聯，比如類域論（class field theory）就是此間的顛峰之作。

算術代數幾何:研究有理係數多變數方程組的有理點，其結構（主要是個數）和該方程組對應的代數簇的幾何性質之間的關係，有名的費馬最後定理、莫德爾猜想（法爾廷斯定理）、Weil猜想以及千禧年大獎難題中的貝赫和斯維訥通-戴爾猜想都屬此類。

幾何數論:主要在於透過幾何觀點研究整數（在此即格子點）的分佈情形。最著名的定理為閔可夫斯基定理。

計算數論:藉助電腦的演算法幫助數論的問題，例如素數測試和因數分解等和密碼學息息相關的話題。

超越數論:研究數的超越性，其中對於歐拉常數與特定的黎曼ζ函數值之研究尤其令人感到興趣。

組合數論:利用組合和機率的技巧，非構造性地證明某些無法用初等方式處理的複雜結論。這是由保羅·埃爾德什開創的思路。

模形式:數學上一個滿足一些泛函方程與增長條件、在上半平面上的（複）解析函數。

## 應用

- 密碼學
- 孫子定理
- 素數
- 哥德巴赫猜想
- 素數公式
- 埃拉托斯特尼篩法
- 雙生質數
- 有限域
- p進數

## 參考書目

- Volume 1 Volume 2 Volume 3 Volume 4 (1912)
GNU自由文檔許可證

GNU自由文件授權條款（GNU Free Documentation License，縮寫為GFDL）是一個版權屬左（copyleft，或稱「著佐權」）的內容開放的版權授權條款。它是由自由軟體基金會為了GNU計劃於2000年發佈的。

該授權條款適用於所有電腦軟體文件以及其他參考及指導材料。授權條款規定，所有使用GNU條款的材料產生的衍生品，不論是經過修改或轉載，也都必須採用GNU自由文件授權條款。採用該授權條款的材料可以用以商業用途，但必須允許任何人在遵守該協定下進一步修改或散發材料。

GNU自由文件授權條款設計用於使用手冊、教科書、參考資料、指導性素材等，但也可應用於任何文字作品。在網路上採用GFDL發佈的文件協作計劃中，維基百科是規模最大的計劃之一。

## 歷史

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GNU自由文件授權條款最早在1999年以草稿的形式發佈；2000年3月，經過改版後的自由文件授權條款以1.1版正式發佈，接著1.2版在2002年12月發佈。2007年12月1日，吉米·威爾士宣布，維基媒體基金會、自由軟體基金會、創作共用等經過長期的討論與協商，決定修改GNU自由文件授權條款。在維基媒體基金會的要求之下，自由軟體基金會在2008年11月3日發佈了1.3版。在1.3版當中，規定符合一定條件的Wiki網站，可以改用創用CC 姓名標示-相同方式分享3.0版（CC BY-SA 3.0）授權條款。

GNU自由文件授權條款第二版的第一份草稿已於2006年9月發佈，同時也發佈了GNU寬通用公共許可協議的草稿。新版本有許多改進，包括為了增進國際化，引入GNU通用公共授權條款第三版的新用詞；有關應用此授權條款於聲音及影像，規定更加明確等。新提議的GNU較簡自由文件授權條款去除了「封面文字」及「恆常章節」，以便於不想使用這些特色的作者。

### 次要章節

GNU自由文件授權條款明確地區分「文檔」及「次要章節」。次要章節可以用來描述作者與文檔主題的關係，但不可包含文檔主題的相關內容。

### 不變章節

次要章節可以被指定為「不變章節」。被指定為不變章節的文字不可以被修改或刪除。維基百科並未使用不變章節。

### 相容性

GNU自由文件授權條款與GNU通用公共授權條款雙向不相容，導致範例程式碼必須雙重授權才能既使用在文件又使用在程式內。

### 列印的重擔

GNU自由文件授權條款要求在複製時附上「本『授權條款』、版權聲明、說明本『授權條款』效力及於『文檔』的聲明」，若未遵守此條件則不能散佈、分發複製後的文檔。這表示被授權者在列印以GNU自由文件授權條款發佈的單篇文章時（例如，維基百科的單一條目），必須將完整授權條款同時列印出來，而授權條款及聲明的長度可能比文章本身大得多。

### 透明格式

「透明格式」是個較為複雜的概念。它要求文檔的格式必須是「廣泛使用的軟體」可以編輯的。文檔的透明格式相當於程式的源碼。這個概念是為了確保文檔可以易於被修改。該許可證也舉出了一些「透明格式」的例子：沒有標記的純ASCII、Texinfo輸入格式、LaTeX輸入格式、使用可以公開取得其DTD的SGML或XML、合乎標準的簡單HTML、PostScript或PDF。「透明影像格式」的例子有PNG、XCF和JPG。

## 參見

- GNU通用公共許可證、GNU較寬鬆通用公眾授權條款
- 自由軟體基金會
- Copyleft
- 創作共用、內容開放

## 基本資料

- 日語原文：GNU自由文件授權條款、GNU Free Documentation License
- 作者：自由軟體基金會、（Free Software Foundation）
- 版本：1.3
- 出版社：Free Software Foundation, Inc.
- 日期：目前版本：、2008年11月3日
- DFSG兼容：是（然而其中包含之「不變章節」不符合DFSG）
- 自由軟體：是
- GPL兼容：否
- copyleft：是
開放內容

開放內容（open content或OpenContent）是個新詞，於1998年由大衛·威立（David Wiley）創立，指他人可以複製或修改的原創作品。該名詞源自於開放源碼與軟體相關的概念。

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威立第一次使用開放內容這個詞時，指的是採用開放內容授權（一個非自由的相同方式共享許可，參見下面的「自由內容」）或其他類似授權的作品內容的開放性可以根據「5R框架"，在不違反著作權法的前提下，基於內容的再利用、修改、混合及再散布的程度來評估。開放內容與開放源碼或自由內容的不同之處為，一件作品想要具有開放內容的資格沒有明確的門檻。

雖然，開放內容被視為著作權的對立面，開放內容許可證依賴著作權人許可他人使用其作品的權力。

## 定義

OpenContent網站曾經將開放內容定義為「在一個類似開源與自由軟體社區使用的許可證下，可供修改、使用和再分發（的內容）」。然而，這樣的定義會把開放內容許可證（OPL）自身排除在外，因為該許可證禁止「對開放內容自身收費」，但此權利是自由和開源軟體許可證的要求。

因此這個詞改變了定義。開放內容協議「給使用者提供自由、永久地從事5R活動的許可」。

OpenContent網站上提出了5R，作為評估什麼內容是開放的一個框架。

- 持有（Retain）——製作、擁有和支配該內容副本的權利（例如，下載、保存和管理）
- 再利用（Reuse）——以更廣泛的方式使用該內容的權利（例如，在課堂上、研究小組中、網站上、影片中）
- 修改（Revise）——適應、調整、修改或改變內容本身的權利（例如，將內容翻譯成另一種語言）
- 混合（Remix）——把原始和原創或修改過的內容合併起來，創造新東西的權利（例如，將內容混搭）
- 再分發（Redistribute）——共享原創內容、你的修改或你與他人混合後的內容的權利（例如，把內容的副本給朋友）

這個更廣泛的定義將開放內容和開源軟體區分開來，因為後者必須可供公開商業使用。但它和一些開放教育資源的定義相似，開放教育資源包括非商業和逐字複製許可證下的資源。

開放定義旨在定義開放內容和開放知識，大量借鑑開源定義；它保留開放內容狹義上作為自由內容。

## 開放獲取

「開放獲取」（open access）是指對內容的免費訪問，主要包括經過同行評審的學術期刊文章。一些開放獲取作品也許可用於再利用和再分發，這將使他們的開放內容。

## 開放內容與教育

過去十年來，開放內容已經成為高等教育的另一條路。傳統大學的費用昂貴，且仍不斷在調漲之中。開放內容提供免費獲取高等教育的管道，且「聚焦於集體知識以及學習與學術內容的分享與再利用」。現在全世界有許多推廣開放內容學習的專案與組織，例如開放式課程導入計畫、謝勒基金會以及可汗學院。部分大學，例如麻省理工學院、耶魯大學以及塔夫茨大學正在規劃在網路上免費開放她們的學校課程。

### 教科書

教科書產業是開放內容在教育產業中可以造成最大影響的一塊。在過去，因為出版商習慣不斷推出更新版本，教科書價格不但昂貴，同時資訊內容也很容易過時或不便對照。開放內容教科書因為其在網路上容易更新的特質，可以協助解決這類問題。同時使用開放授權以及維持線上也對老師們的幫助很大，因為這樣一來老師便可以依照自己的課程需求來編修教學資源。目前也有許多組織正在推廣開放授權教科書的產出，例如 開放教科書計畫、Connexions, 謝勒基金會開放教科書大挑戰 以及維基教科書。

想了解更多與教育或教科書的開放內容相關資訊，可參考以下條目：開放教育資源。

## 許可協議

根據OpenContent網站上開放內容目前的定義，任何一般的免版稅的版權許可證將有資格作為一個開放許可證，因為它「為使用者提供的權利種類比通常法律允許的更多。這些權限免費授予使用者。」

然而，狹義定義有效地將開放內容限制到了自由內容的範疇；任何自由內容許可證都有資格作為開放內容許可證。根據這個狹義標準，以下仍在維護的許可證具有資格：

- 知識共享（僅署名、署名-相同方式共享和CC0）
- 出版開放許可證（開放內容計劃的原許可協議，開放內容許可證由於不允許以營利為目的複製授權的作品，因此不具資格）
- 反DRM許可證
- GNU自由文檔許可證
- 遊戲開放許可證
- 自由藝術許可證

## 外部連結

- /Computers/Open_Source/Open_Content/
- GNU自由文檔的相關協議列表
語音合成

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語音合成是將人類語音用人工的方式所產生。若是將電腦系統用在語音合成上，則稱為語音合成器，而語音合成器可以用軟/硬體所實現。文字轉語音（Text-To-Speech，TTS）系統則是將一般語言的文字轉換為語音，其他的系統可以描繪語言符號的表示方式，就像音標轉換至語音一樣。

而合成後的語音則是利用在資料庫內的許多已錄好的語音連接起來。系統則因為儲存的語音單元大小不同而有所差異，若是要儲存phone以及diphone的話，系統必須提供大量的儲存空間，但是在語意上或許會不清楚。而用在特定的使用領域上，儲存整字或整句的方式可以達到高品質的語音輸出。另外，包含了聲道模型以及其他的人類聲音特徵參數的合成器則可以創造出完整的合成聲音輸出。

一個語音合成器的品質通常是決定於人聲的相似度以及語意是否能被了解。一個清晰的文字轉語音程式應該提供人類在視覺受到傷害或是得到失讀症時，能夠聽到並且在個人電腦上完成工作。從80年代早期開始，許多的電腦作業系統已經包含了語音合成器了。

## 歷史

直到19世紀，貝爾實驗室對於電子語音合成技術的研究，才開啟近代語音合成技術的發展。貝爾實驗室在1939年製作出第一個電子語音合成器VODER，是一種利用共振峰原理所製作的合成器。

1960年，瑞典語言學家G. Fant則提出利用線性預測編碼技術（LPC）來作為語音合成分析技術，並推動了日後的發展。後來1980年代Moulines E和Charpentier F提出新的語音合成演演算法PSOLA，此技術可以合成比較自然的語音。

## 合成器技術

### 串接合成

#### 單位選擇合成

這通常是使用字詞預錄的方式，將各字詞的發音預先錄製好，經處理後存放在資料庫中。使用時再將預發音的字句斷成字詞，再把發音的資料自資料庫中取出，交由DSP去處理發音的合成。

### 深度學習合成

深度學習語音合成使用深度神經網路（DNN）從文本（文本到語音）或頻譜（聲碼器）產生人工語音。深度神經網路使用大量錄製的語音進行訓練，如果是文本到語音系統，則使用和語音相對的文本。

基於DNN的語音合成器正在接近人聲的自然度。該方法的缺點的例子是當數據不充分時強健性較低，缺乏可控性，自動回歸模型的性能低。一些局限性（如缺乏可控性）可以通過未來的研究得到解決。

## 相關比賽

- Blizzard Challenge
- voice conversion

## 含有語音合成器的軟體

- NVDA（開源多國語言螢幕報讀軟體）
- 台灣工研院資通所語音團隊開發出的mTTS
- JAWS（商業付費螢幕報讀軟體）
- 內建於蘋果電腦相關產品的VoiceOver Utility
- Android 1.6版加入支援語音合成的功能。
- 微軟在1995年開始，開發了一套Microsoft Speech API，微軟的一些作業系統或軟體有提供支援語音功能。
- VOCALOID 及 VOICEROID，前者偏重歌唱而後者偏重 TTS。
海上田園

海上田園是一個位於中國廣東省深圳市西部寶安區沙井街道的海上休閒度假及生態旅遊景區，也是深圳是深圳最大的一座生態文化主題旅遊景區，面積1.73平方公里，西臨珠江出海口，2001年9月29日開始營業。

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- 櫻花

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## 基本資料

- 日語原文：海上田園、Waterlands Resort
- 位置：中國廣東省深圳市寶安區沙井街道
- 主題：生態旅遊
- 經營者：海上田園旅遊發展有限公司
- 開幕：2001年9月29日
- 開放時間：全年
- 面積：1730000m2
中華人民共和國各省級行政區人口密度列表

以下中華人民共和國各個一級行政區根據人口密度的排名表。資料是利用中國省級行政區面積列表及中國省級行政區人口列表的資料所計算出的。單位是「每平方公里人數」。

人口密度：

- 澳門特別行政區 - 20,766
- 香港特別行政區 - 6,755
- 上海市 – 2,975
- 北京市 – 1,334
- 天津市 – 1,163
- 江蘇省 – 795
- 廣東省 – 701
- 山東省 – 643
- 浙江省 – 612
- 河南省 – 600
- 安徽省 – 435
- 河北省 – 395
- 重慶市 – 389
- 福建省 – 335
- 湖南省 – 313
- 湖北省 – 311
- 遼寧省 – 287
- 海南省 – 286
- 江西省 – 271
- 山西省 – 223
- 貴州省 – 219
- 廣西壯族自治區 – 211
- 陝西省 – 192
- 四川省 – 172
- 寧夏回族自治區 – 139
- 吉林省 – 126
- 雲南省 – 123
- 黑龍江省 – 70.4
- 甘肅省 – 58.8
- 內蒙古自治區 – 21.0
- 新疆維吾爾自治區 – 15.8
- 青海省 – 8.50
- 西藏自治區 – 3.03

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註：紫色部份是中華人民共和國非實際管轄。
臺灣國旗

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臺灣國旗大部分是指自1945年10月起管轄、有效統治臺灣的中華民國所使用的中華民國國旗（現行國旗）。

但也有可能是指：

- 於1895年成立的臺灣民主國所使用的臺灣民主國國旗。
- 臺灣獨立運動所擬議及實際推廣使用的各種國旗。

## 臺灣現行國旗

臺灣現行的國旗是中華民國國旗（自1945年10月開始使用於臺灣、澎湖、金門、馬祖）
畢達哥拉斯

畢達哥拉斯（Πυθαγόρας，前570年前495年）是一名古希臘哲學家、數學家和音樂理論家，畢達哥拉斯主義的創立者。

畢達哥拉斯認為數學可以解釋世界上的一切事物，對數字癡迷到幾近崇拜；同時認為一切真理都可以用比例、平方及直角三角形去反映和證實：譬如主張平方數「100」意味「公正」。畢達哥拉斯主義是指他與其追隨者所持的秘教和形上學的思想學說，他們都深受數學所影響，如數秘術的生命靈數、彩虹數字學、生命藍圖數字學。

## 理論

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畢達哥拉斯的哲學思想受到俄耳甫斯教的影響，具有一些神秘主義因素。從他開始，希臘哲學開始產生了數學的傳統。畢氏曾用數學研究樂律，而由此所產生的「和諧」的概念也對以後古希臘的哲學家有重大影響。畢達哥拉斯還是勾股定理（又稱畢達哥拉斯定理）發現者（不是最先的）。

在宇宙論方面，畢達哥拉斯結合了米利都學派以及自己有關數的理論。他認為存在著許多但有限個世界，並堅持大地是圓形的，不過則拋棄了米利都學派的地心說。

地圓說，是一種認為大地是球形的理論。畢達哥拉斯第一次提出大地是球體這一概念。

畢達哥拉斯對數學的研究還產生了後來的理念論和共相論。即有了可理喻的東西與可感知的東西的區別，可理喻的東西是完美的、永恆的，而可感知的東西則是有缺陷的。這個思想被柏拉圖發揚光大，並從此一直支配著哲學及神學思想。

## 素食主義

畢達哥拉斯認為只應該食用供奉用的肉，反對吃用其他肉類如魚和雞，其背後的原因可能是因為信仰輪迴，認為動物和人類一樣有靈魂。有些古文獻中描述畢達可拉斯是嚴格的素食者，甚至迴避廚師和獵人，但另一些文獻則說畢達哥拉斯接受肉食，只禁止吃農耕用的牛和羊，或者會吃供奉用的肉，並鼓勵運動員大量吃肉。

在奧維德的小說《變形記》中，畢達哥拉斯在一場演說中請求聽眾吃素，此書在1567年被翻譯成英文後，帶起了現代西方的素食運動。至1840年代出現「素食主義」（vegetarianism）這個詞之前，素食者在英文中的名稱是「畢達哥拉斯派」（Pythagorean）。

## 參考文獻

- Dave Robinson and Judy Groves, Introducing Philosophy, Icon Books Ltd. 1999

## 基本資料

- 地區：西方哲學
- 時代：前蘇格拉底哲學
- 說明：畢達哥拉斯雕像，現藏羅馬卡比托利歐博物館
- 日語原文：畢達哥拉斯
- 原文名：Πυθαγόρας
- 出生日期：西元前570年
- 出生地：薩摩斯島（今屬希臘）
- 逝世日期：西元前495年（75歲）
- 逝世地：梅達彭提翁（位於今義大利巴西利卡塔馬泰拉省）
- 學派：畢達哥拉斯主義
- 主要領域：形上學、音樂、數學、倫理學、政治
- 著名思想：畢達哥拉斯定理、黃金比例、音樂宇宙、畢氏音程、輪迴轉世
- 影響（來源）：泰勒斯、阿那克西曼德、費雷西底
- 施影響於：菲洛勞斯、阿爾克馬爾、帕梅尼德斯、柏拉圖、歐幾里德、恩培多克勒、希帕索斯、克卜勒
電腦硬體

電腦硬體（computer hardware）常簡稱為硬體，是電子計算機的物理裝置。系統軟體儲存在硬體內，包含韌體（如BIOS）以及作業系統，系統軟體使應用程式可以提供使用者所需的功能。作業系統通常藉由總線與裝置溝通，這就需要驅動程序。

電腦硬體是電腦上的有形部件或組件，例如機櫃、中央處理器、監視器、鍵盤、數據存儲器、圖形卡、音效卡、揚聲器和主板。相比之下，軟體是可以由硬體存儲和運行的指令。硬體被認為是因為它在變化或修改方面「硬」或嚴格，而軟體是「軟」的，因為它很容易更新或更改。軟體和硬體之間的中間是「韌體」，它是與電腦系統的特定硬體強耦合的軟體，因此最難以改變，但在界面的一致性方面也是最穩定的。電腦系統中從「硬度」到「柔軟度」的級別的進展與計算中的抽象層的進展相似。

硬體通常由軟體指示以執行命令或指令。硬體和軟體的組合形成可用的電腦系統，儘管存在僅具有硬體組件的其他系統。

## 歷史

比古代算盤更複雜的早期計算設備可追溯到 17 世紀。法國數學家布萊斯·帕斯卡設計了一種可以加減法的齒輪裝置，銷售了大約 50 個模型。階梯式計算器是由戈特弗里德·萊布尼茨 於 1676 年發明的。由於當代製造和設計缺陷的限制，萊布尼茨的計算器功能不強，但類似的設備（萊布尼茨輪）一直使用到 1970 年代。在 19 世紀，英國人查爾斯·巴貝奇發明了差分機，這是一種用於天文目的計算多項式的機械裝置。巴貝奇還設計了一台從未建造過的通用電腦。大部分設計被整合到最早的電腦中：用於輸入和輸出的穿孔卡、記憶體、類似於中央處理單元的算術單元，甚至是類似於彙編語言的原始程式語言。

## 組件

### 主機板

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主機板是硬體的主要部分。它是一塊大的方形板，上面有複雜的積體電路連接到電腦的其他部分，包含中央處理器、隨機存取存儲器、硬碟、I/O連接口（例如電腦機箱上的USB接口和光碟讀取器），以及其他藉由插孔或是埠而連接的裝置。在電腦主機（非移動型），主板上的硬體是可以被更新的，只需根據操作取下即可。而大部分的筆記本型電腦的主板的元件是直接焊接在主板電路上的，意味著不可更替；直接連接到主機板的裝置如下：

- 中央處理器，又稱CPU（Central Processing Unit），處理電腦內大部分的計算，其被認為是電腦的大腦。它藉散熱器（例如風扇）來降溫。中央處理器一般包含圖形處理器。其中也有不帶圖形處理器的中央處理器（例如Intel的尾綴帶F的中央處理器），其以更低的價格被電腦裝機使用者青睞，但是要單獨通過PCI-E接口插入單獨的圖形顯示卡，否則將無法使用電腦。
- 晶片組，作為中央處理器跟系統內其他元件兩者間的聯絡工具。現在多為單獨的一顆「南橋「晶片。隨著時間的推移，當今的晶片多採用SoC模式，即隨機存取存儲器（RAM）、顯示卡（GPU）、中央處理器（CPU）和晶片組為一體的模式。例如Apple的M系列電腦晶片和大部分手機晶片。
- 隨機存取存儲器儲存正在執行的作業系統（指的是作業系統的核心）以及所有正在執行的程式（應用程式的部分，使用中央處理器或I/O通道，或是在等待中央處理器或I/O通道）。
- BIOS韌體。它的英文全名是Basic Input/Output System，中文名為基本輸入輸出系統。比較新的主機板使用統一可延伸韌體介面來取代BIOS。BIOS也被視為使用者在進入電腦軟體系統前的主板系統，用來調度硬體。
- 內部總線用來連接中央處理器和電腦內部其他元件或是顯示卡，音效卡。

### 擴充卡

如音效卡、網卡、顯示卡等裝置。這些裝置可能通過PCI Express（早年還有PCI、AGP等介面）等總線連接到系統上，也可能是整合到主機板上的裝置（圖形處理器可能被整合到中央處理器或晶片組上）。

電腦硬體設備不斷發展的同時，擴充卡目前比較常用的是顯示卡。網卡已多數集成至主板，或可通過主板I/O接口擴展。

較知名的顯示卡公司有：英偉達（NVIDIA）、超威半導體（AMD）、英特爾（Intel）。其中，顯示卡因其強大的算力還用於AI模型訓練、區塊鏈等。
加拿大行政區劃

加拿大的行政區劃是由10個省（province）和3個地區（territory，territoire）所組成的。省和地區的主要不同的地方在於省是根據《1867年憲法法令》所設立的，但地區是據聯邦法律所設立的，所以地區由聯邦政府管轄、省則是由各省的政府所管轄的。

省政府負責各種公共服務，如健康保險、教育、和工作保險。各省除徵收的稅收之外，同時也獲得聯邦政府的加拿大轉移支付來支付所需要的開銷。

所有省長和育空地區長官都是在省議院（地區立法會）得到最多議席的政黨的領袖。但是，由於西北地區和努那武特地區的地區立法會議員沒有黨派之分，這些地區的政府長官則由其所在的地區立法會議員之間選舉產生。

各省份的加拿大君主代表稱為省督。在三個地區的聯邦政府代表稱為專員。

## 省

省旗｜省名｜郵局簡寫｜首府｜最大城市（按人口）｜面積（平方公里）｜人口（2021年）｜加入聯邦日期｜官方語言

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｜安大略｜ON｜多倫多｜1,076,395｜14,223,942｜1867年7月1日｜英語

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｜魁北克｜QC｜魁北克市｜蒙特婁｜1,542,056｜8,501,833｜1867年7月1日｜法語

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｜新斯科舍｜NS｜哈利法克斯｜55,283｜969,383｜1867年7月1日｜英語

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｜新布藍茲維省｜NB｜弗雷德里克頓｜蒙克頓｜72,908｜775,610｜1867年7月1日｜英語、法語

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｜曼尼托巴｜MB｜溫尼伯｜647,797｜1,342,153｜1870年7月15日｜英語

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｜不列顛哥倫比亞｜BC｜維多利亞｜溫哥華｜944,735｜5,000,879｜1871年7月20日｜英語

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｜愛德華王子島｜PE或PEI｜夏洛特頓｜5,660｜154,331｜1873年7月1日｜英語

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｜薩克其萬｜SK｜里賈納｜薩斯卡通｜651,036｜1,132,505｜1905年9月1日｜英語

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｜亞伯達｜AB｜埃德蒙頓｜卡爾加里｜661,848｜4,262,635｜1905年9月1日｜英語

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｜紐芬蘭與拉布拉多｜NL｜聖約翰斯｜405,212｜510,550｜1949年3月31日｜英語

註釋：

## 地區

區旗｜區域｜郵局簡寫｜首府及第一大埠｜面積（平方公里）｜人口（2021年）｜加入聯邦日期｜官方語言

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｜西北地區｜NT或NWT｜黃刀｜1,346,106｜41,070｜1870年7月15日｜9種原住民語、英語、法語

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｜育空｜YT｜白馬｜482,443｜40,232｜1898年6月13日｜英語、法語

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｜努納福特｜NU｜伊魁特｜2,093,190｜36,858｜1999年4月1日｜伊努因納克通語、伊努克提圖特語、英語、法語

## 普查區和普查分區

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加拿大統計局在統計使用時將加拿大的13個省份及地區下轄二級行政區分為普查區（census division；division de recensement）、三級行政區分為普查分區（census subdivision；subdivision de recensement）。普查區和普查分區並非行政區，但是在多數省份有對應的行政區（除了馬尼托巴省、薩斯喀徹溫省、阿爾伯塔省、紐芬蘭與拉布拉多省和西北地區）；育空則是1個單一普查區。