LIGO的科學家們是如何使用Python語言的?
LIGO的科學家們是如何使用Python語言的?
2016.02.18 | 科技

文章為《數位時代》獲授權轉載自編程派

LIGO的科學家們是如何使用Python語言的

幾天前,編程派介紹了一個可以分析重力波數據的Python套件——GWPY,這個套件整理自發現重力波的科技研究機構LIGO。但是有的讀者覺得我很能扯,居然能把重力波發現與Python聯繫在一起。但事實是,我說的一點也沒錯:Python在這次重力波大發現的過程中起到了非常重要的作用

在公布了重力波大發現之後,LIGO在國外知名網站Reddit發起了一個AMA(Ask Me Anything)問答互動活動。來自LIGO各地分支機構的科學家們在線上回答網友的問題,其中就有網友問到了Python在科學界的作用和地位。LIGO科學家的回答充分支持了我上面的觀點。

LIGO Reddit Ask Me Anything

LIGO在Reddit上發起的這個問答活動是週六(2月13日)開始的,按介紹活動會持續兩天。由於LIGO其實是一個類似合作聯盟的機構,它的團隊成員來自全球各地,因此Reddit上共有5個來自LIGO的帳號回答問題,分別是:

LIGO_WA:華盛頓州Hanford觀測站的科學家
LIGO_LA:路易斯安那州Livingston觀測站的科學家
EGO_VIRGO:在義大利研究VIRGO觀測器的科學家
LIGO_Instrumentation:負責建造、管理重力波監測設備的科學家
LIGO_Astrophysics:負責對監測數據進行天體物理學解釋和分析的科學家

有關Python問題的回答就來自最後兩個帳號,即負責管理監測設備和分析監測數據的科學家們。

LIGO Instrumentation

LIGO的科學家們是如何使用Python語言的

據負責管理重力波監測設備的科學家介紹,他們使用Python語言對大部分監測設備進行自動化管理。為了確保這些設備處於最佳的敏感度,科學家要執行很多個控制循環(control loops),可是又不能同時啟動。這些控制步驟必須要按照正確的步驟,一步一步進行,程序非常複雜,還要考慮反饋增益(feedback gains)等因素。因此,他們使用Python編寫了一個軟體來進行自動化處理。這僅僅是眾多自動化操作中的一個。

LIGO的科學家們是如何使用Python語言的

還有一個回答提到,負責監聽重力波的主要數據分析管道(pipelines)之一,就是運行在Python環境上。

LIGO Astrophysics

LIGO的科學家們是如何使用Python語言的

LIGO負責數據分析的科學家認為,Python在科學界發揮著極其重要的作用。LIGO使用的許多分析工具都是用Python開發的,而且這次重力波大發現最終的統計顯著性(final significance)就是用這些工具計算得出。

LIGO介紹這次發現的論文中,幾乎所有的圖表都是用Python繪制的。其中,大家在媒體報道中看到的下面這幅圖,也是使用Python繪制而成(具體來說是matplotlib庫)。

LIGO的科學家們是如何使用Python語言的

可以說,Python已經成為LIGO科學家日常使用的主要程式語言。

LIGO 都開發了哪些Python庫?

除了之前介紹的GWPY,LIGO還開發了下面的Python庫。

另外,LIGO已經在網站上公開了這次發現的相關數據,供其他科學家研究分析,並且提供了詳細的數據分析教程

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從地下室到演唱會都不卡!台灣大哥大如何解鎖全場景、有感升級的5G體驗?
從地下室到演唱會都不卡!台灣大哥大如何解鎖全場景、有感升級的5G體驗?

5G開台邁入第五年,戰場早已從「誰有5G」轉向「誰的5G好用」。夜市、演唱會、地鐵、商圈——這些人潮洶湧、訊號最容易卡頓的地方,才是檢驗網路品質的真實考場。要打造真正有感的5G體驗,靠的不是技術名詞,關鍵在於能否把網路資源變成看得見、用得到的流暢速度。

台灣大哥大擁有最大5G黃金頻寬,以及高覆蓋率的NRCA載波聚合領先技術,為網路傳輸佈局暢行無阻的地圖,打通每一個收訊死角,再加上OpenSignal權威認證背書,不僅是技術成績站得住腳,更讓用戶日常生活使用有感提升。

全台獨家最大頻寬100MHz,讓5G跑得快又穩

要解析5G效能優劣,關鍵在於「頻寬」配置。頻寬就像道路的寬度,直接決定數據傳輸的承載容量。頻寬越寬,越能支撐大量用戶同時連線,確保下載、串流、直播等應用維持順暢體驗,避免因流量壅塞導致服務中斷。簡言之,頻寬就是撐起網路用戶體感的關鍵。

台灣大哥大目前在全球主流5G黃金頻段3.5GHz上,獨家取得全台最大100MHz頻寬資源,達到頻譜配置的頂規水準。實測結果顯示,在理想條件下,此頻寬配置可擁有高達2Gbps下載速率。

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圖/ shutterstock

同時,台灣大哥大也已在全台超過2,000處熱點完成5G黃金頻段基地台升級。因此即使遇到夜市商圈、大型演唱會、跨年活動等高密度人流聚集場景,當用戶數量暴增、頻寬需求激增時,完整的基礎建設布局仍能確保訊號不中斷、網速不卡頓。

打通收訊死角,體驗有感不只是口號

除了速度與流量,5G還有一項棘手難題——涵蓋死角與訊號穿透力。特別是在室內深處、地下室等場域,即使該處已有5G涵蓋,實際使用仍有可能無法完全避免的卡頓或不穩狀況。

原因在於5G高頻段雖速度快,但穿透力弱,容易因手機功率有限而發生不穩定的情況。對此,台灣大哥大結合700MHz低頻段的穩定性優勢,以互補式的高低頻協作架構,強化訊號深度與廣度。換言之,在戶外大場景跑得快,在室內密閉空間也能收得到。

NRCA自動切換最佳頻段,上網不怕訊號塞車

台灣大哥大的核心技術優勢,還有NRCA(New Radio Carrier Aggregation)載波聚合技術;NRCA讓行動裝置能同時使用多個頻段上網,如同多車道高速公路,讓資料流在不同頻段間靈活切換,兼顧高速率與深度覆蓋率。當某一頻段出現壅塞,系統能自動將資料流量轉至其他頻段傳輸,以提升整體承載效率與傳輸穩定性。

自2021年率先佈建高低頻NRCA,目前已有超過六成基地台支援這項技術,有效壓縮延遲、提升連線穩定度、強化訊號覆蓋與穿透。此外,合併台灣之星後,台灣大哥大更將全球主流5G黃金頻段3.5GHz的60MHz與40MHz頻寬合併,打造業界最大100MHz,為全台唯一同時整合5G高高頻與高低頻NRCA的電信業者,在5G網路體驗與穩定度領先同業,達到頻譜配置的頂規水準。

隨著短影音、直播、雲端工作等即時傳輸需求爆炸成長,用戶對「穩定滑順」的網路依賴不斷提高。台灣大哥大領先的NRCA載波聚合技術,正好回應用戶需求,無論是在捷運上滑臉書,還是在人聲鼎沸的夜市直播吃美食,都能享受多場景流暢切換的優質5G體驗。

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圖/ shutterstock

優質有感體驗,經國際權威OpenSignal認證

根據國際第三方認證機構OpenSignal於2025年6月公布的行動網路體驗報告,台灣大哥大在「可用率」、「5G影音體驗」與「整體影音體驗」三項用戶有感的指標上獲得第一名。所謂可用率,意指用戶隨時隨地都能連上網路,關鍵時刻訊號不缺席,不論身處室內或移動場景,都能穩定連線不中斷;同時,良好的影音體驗指標,則代表用戶在觀看影片、雲端會議或滑短影音時,能享有畫質流暢、連線穩定、不易中斷的完整體驗。OpenSignal向來以實測數據為依據,其認證結果可視為對 5G 體驗品質的權威背書。

今年第一季,OpenSignal也針對合併電信後的網路表現進行評比。自2023年底台灣大哥大與台灣之星完成合併後,其在涵蓋體驗的評分顯著提升,並在品質一致性指標上維持82~84%的穩定水準。相較其他合併案例,台灣大哥大是體驗提升幅度最大、整體穩定性維持最佳的合併業者,顯見其網路品質、營運韌性與整合效率。

5G技術是否能成為使用者真正信賴的基礎,關鍵在於能否在生活場景中「被感受到」。台灣大哥大以完整的頻寬資源、彈性技術架構與佈建策略,從速度到穩定、從戶外到室內,打造順暢5G體驗,可期待在這場長期5G競賽中,成為用戶最仰賴的行動網路選擇。

有關更多相關資訊,請查詢網站:https://www.taiwanmobile.com/content/event/nrca/index.html

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