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  • 凝態物理得自人工智慧的助攻

    2018美國物理學會三月大會於洛杉磯─受邀講員卡塔米(Ehsan Khatami)在他寫滿了方程式的投影片一開頭,就秀出了一張小毛狗的照片。這位聖荷西州立大學(San Jose State University)的物理學家,指著那隻小狗圓圓的帶著憂傷的眼睛,說明了他是如何運用人工智慧─與Google分辨小貓和小狗相同的辨識軟體─來辨識在一個量子凝態模型中的各種相。

  • 開創熱力學的普魯士學者:克勞修斯

    阿文打從年輕時起就是華格納迷,尤其醉心於尼貝龍指環系列的大結局,諸神的黃昏Götterdämmerung 一劇中的最後一景,女主角Brünnhilde 騎馬奔入火中,以身相殉,而諸神所在Valhalla 則在烈焰中土崩瓦解,伴隨著激昂的音樂,一切都煙消雲散,令人不禁茫然自失,當布幕落下時,阿文就像莊子齊物論的南郭子綦,仰天而嘯,苔焉似喪其耦呢!有趣的是,世界崩解的景像,不單只出現在藝術家的想像中,就在諸神的黃昏首演前九年,一篇嚴謹的物理論文也透露出相同的感受,這篇論文的作者比華格納小了九歲,除了同在德語世界之外,其他不論是身家背景,學、經歷,還有個性嗜好都與華格納天差地別。但是兩人居然無獨有偶地,在十九世紀後半充滿樂觀情緒的歐洲社會中,表達出對宇宙前景同等悲觀的看法,實在是非常有趣的事情,且讓阿文將這位提出entropy (熵) 這麼奧秘難解的觀念的物理學家,克勞修斯好好地介紹給各位看官。

  • 孤高的物理學家:許文格(三) 獨向斜陽嘆白頭

    上一回阿文介紹了許文格建立可重整化的量子電動力學的過程,其實這只是他學術生涯的初期,他在哈佛大學物理任教了二十五年,這段期間他發表了一百二十多篇學術論文,大部分都與量子場論有關,這些論文充滿許文格的獨特風格,行文簡潔優雅但卻不易理解,往往必須咀嚼再三才能體會其中深意,再加上許文格他行事低調,所以他的許多貢獻多遭到忽視,阿文忝為許文格的徒孫,還在各校園教了幾年的量子場論,在此不自量力,試著將這些精妙的內容介紹給諸位看官,寫得不清楚的地方,還請大家海涵,也請方家賜教,不吝指正才好。

  • 物理學家看慣性融合計畫縮減案

    美國能源部過度重視核武將導致天文物理等領域的基礎研究受挫

  • 砲利之道:從腓特烈大帝到拿破崙

    各位看官新春愉快! 今年又逢戊戌年,一講起戊戌年,大家第一個想到的一定是一百二十年前那場搞得天翻地覆的戊戌變法,跟隨之而來的戊戌政變。大清為何要變法呢? 因為在甲午一戰中大清的陸軍海軍都敗在鄰國日本手上。這個結果不僅嚇壞了清廷,連旁觀的西洋人也覺得非常不可思議,因為清廷之前的自強運動所推動的各項建設,就質與量上都勝過日本的呀!我們從小在教科書中讀到「自強運動」儘是貶抑之辭,但是最近讀到歐陽泰的大作「火藥時代」,讓阿文我對這場以追求"船堅砲利"的西化運動大大地改觀哪。既然如此,清廷到底是輸在哪裡呢?

  • 超臨界的過冷水

    X射線散射實驗―通往水那難以捉摸的第二臨界點之路!一個25年前的理論預測了液態水在非常過冷的狀態下也有兩種截然不同的相結構。雖然實驗上已經找到這個兩種液態相存在的可能證據,但是從未直接觀測到相變的現象。

  • 熱的故事-速寫熱力群英

    西元1824年,巴黎巴士底獄的煙硝仍未散盡,聖赫倫那島上拿破崙身骨也猶未寒,動盪年代的法國卻是歐洲物理研究的中心,拉普拉斯、安培、菲涅爾(Augustin Fresnel)……他們大都來自巴黎理工綜合大學(École Polytechnique ),一位沒沒無聞的年輕校友,即將點燃物理史的革命之火。

  • 1920年諾貝爾物理獎:夏爾・紀堯姆

    1920年的諾貝爾物理奬由夏爾・紀堯姆(Charles Édouard Guillaume)奪得。他發現了幾種近乎不會熱脹冷縮的鎳鋼合金(nickel-iron alloy),使科學測量準確度大大提昇。

  • 1918年諾貝爾物理獎:馬克斯.普朗克

    1918年諾貝爾物理獎得主,就是大名鼎鼎的物理學家馬克斯.普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck)。他的研究和愛因斯坦的相對論一起成為了現代物理學的基礎,甚至連愛因斯坦的諾貝爾得獎研究——光電效應——也是基於普朗克的革新概念:量子(quanta)。

  • 1913年諾貝爾物理獎:卡梅林・昂內斯

    物質有哪幾種狀態?氣態、液態、固態,還有形成火焰的離子態,都是日常例子。1913年的諾貝爾物理獎就頒給卡梅林‧昂內斯(Kamerlingh Onnes),表揚他成功把氦氣液化,而且創下了當時人造最低溫紀錄:絕對零度以上1.15度——1.15K——即攝氏 -272度。

  • 加壓冷卻

    有效且對環境友善的固體冷媒可能很快的會進場來取代冷卻設備中使用的含氯氟烴(即破壞臭氧層的CFC)冷媒。根據佩德羅.喬治.房欒奇(Pedro Jorge von Ranke)在「應用物理通訊」期刊刊出的論文,有一類稱為「自旋交叉」系統的材料可能會展現出夠大的壓力引發熵變化,使得它能在實際的冷卻循環中使用。

  • 1911年諾貝爾物理獎:威廉・維因

    太陽是什麼顏色的?相信大家都認為太陽是橙紅色的。其實太陽應該是白中帶綠的!1911年諾貝爾物理獎頒給威廉・維因(Wilhelm Wien),他發現的維因位移定律(Wien’s displacement law)指出一個擁有太陽表面溫度(約6000度)的黑體的輻射光譜峰值位於綠色光附近。

  • 1910年諾貝爾物理獎:約翰內斯・范德華

    是什麼使氣體凝聚成液體?氣體與液體的分別,一直是許多科學家希望理解的問題。1910年諾貝爾物理奬得主約翰內斯・范德華(Johannes van der Waals)就用數學描述了兩態之間的互換原理。

  • 原子尺度之下的導熱與導電

    金屬容易導電,一個帶電的金屬可以讓人觸電,金屬也同樣的很容易導熱,加熱後的金屬也會把人燙傷。這個導電率與導熱率都很高的是金屬的一個基本的特性,而且是在宏觀尺度之下很容易觀察得到的。然而在原子的尺度之下,在實驗上是搞不清楚熱是如何透過一個單原子接點來傳遞,因為沒有方法去測量那麼一丁點的熱流。美國密西根大學博士生崔(Cui)與他所屬的團隊在科學期刊(Science)報告了他們使用一個客製的熱量測定探針在原子尺度之下量測金的熱傳輸的新方法。

  • 台大凝態中心團隊發現了一維材料的異常熱傳導現象

    雖然這個問題問今天的物理學家可能會見仁見智。不過如果問對理論物理學有很多貢獻的Rudolf Peierls(1907-1995),他可能會說:一維系統的異常熱傳導問題是古典物理學還留下來的烏雲。

  • 用光與熵放牧DNA

    在分析包括DNA在內的單個分子時,科學家需要使用流體的路徑來操控及輸送這些個體。他們使用「熵奈米侷限」技術,可以在流體管路內控制DNA與其他奈米尺寸的樣品的運動。

  • 卡諾父子與他們的熱血世代(下) 熱力學之父

    上一回阿文介紹了拉札爾‧卡諾以及薩迪‧卡諾的生平,今天就來說一說薩迪是如何靠著紙筆以及頭腦開創出一門新的學科:熱力學! 上次提到薩迪到馬德堡拜訪定居在此的父親拉札爾時,開啟了對蒸汽機的興趣。事實上,早在1712年英國工程師Thomas Newcomen就發明了蒸汽機,這種蒸汽機一開始大量使用在礦場中,用來將礦井裡的水汲出來。最初的蒸汽機原理是這樣的: 將蒸汽引入氣缸後閥門關起來,然後冷水被灌入汽缸,使得蒸汽凝結時產生真空。活塞另一面有空氣,活塞兩端的壓力差會推動活塞。而活塞聯結到一根深入豎井的杆來驅動一個泵。蒸汽機活塞的運動通過這根杆傳到泵的活塞來將水抽到井外。這種蒸汽機最大的問題是氣缸裡的蒸汽需要先冷凝,使活塞動起來,然後再加熱進行下一次推動,蒸汽的熱量都消耗在一冷一熱的過程中,不斷地將氣缸的溫度從低溫加到高溫,這使得機器的效率非常低。

  • 卡諾父子與他們的熱血世代(上): 勝利的組織者

    音樂劇「悲慘世界」,尤其是其中那首令人熱血澎湃的Do you hear the people sing? 應該是無人不曉吧。但是這首歌的背景不是法國大革命,也不是後來的七月革命,更不是二月革命。雨果筆下這場轟轟烈烈的革命,其實發生在1832年。這一場規模不大,短短兩天就結束的革命行動,卻因為雨果的生花妙筆而永垂不朽音樂劇「悲慘世界」,尤其是其中那首令人熱血澎湃的Do you hear the people sing? 應該是無人不曉吧。但是這首歌的背景不是法國大革命,也不是後來的七月革命,更不是二月革命。雨果筆下這場轟轟烈烈的革命,其實發生在1832年。這一場規模不大,短短兩天就結束的革命行動,卻因為雨果的生花妙筆而永垂不朽。

  • 以魔法少女QB的黑科技,不能畢業的研究生可以放出多少能量?

    如同故事中魔法少女失去希望後就會轉變成魔女,一個有著理想與願望的新鮮研究生,經歷過各種失敗與data生不出來後,最後沒辦法畢業而成了研瑞。那我們來看看如果以進入研究所為條件與QB簽約的研究生,成為研瑞時,會放出多少能量?

  • 液體的熱對流

    此教學內容適用於國小「熱」的相關單元之教學。

  • 滑動的岩石如何因摩擦而熔解

    岩層滑動時造成的1000-1500℃界面溫度是高過許多礦物的熔點。然而即便如此,檢驗挖出來的斷層並無證據顯示發生過在高溫所造成的均勻、平衡的熔解。

  • 挑戰物理人的邏輯思維:這些實驗結果,怎麼都跟想像不一樣?

    「在自然中看見科學,用科學來理解自然。」國立自然科學博物館館長孫維新用這一句話作為演講開頭,他還開玩笑說,除了是因為這句話包含了「自然科學博物館」的「自然科學」四個字之外,更是因為人們對物理的認識都是從自然而來。然而在理解自然現象背後的道理時,人們卻常常出錯,孫維新認為這原因有兩種:物理知識不正確、大腦認知有問題,而更多時候是以上兩者的結合。