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| 2026/11/13 05:23:37瀏覽18｜回應0｜推薦0 | |
| Excerpt：古河郁的《知識之海的閃亮圖鑑》 書名：知識之海的閃亮圖鑑：從雪花到銀河系，給好奇者的入門書 作者：古河郁 譯者：陳聖怡 出版社：究竟出版社 出版日期：2025/12 本書搭配11位人氣插畫家精美且極具創意的插圖，以淺顯易懂又富有詩意的文字，帶領讀者輕鬆理解重要的科學知識。 【Excerpt】 〈電〉 Electricity 曾被視為「魔法」，也是最貼近生活的能量 「電」這個詞，源於古希臘語裡的琥珀（elektron）。早在古希臘時代，人們就知道可以用布摩擦琥珀，以吸引物體靠近。雖然現代人都知道這就是靜電，不過當時的人卻認為，這是琥珀的神奇力量。 1746年，一位科學家為了儲存這股神奇的力量，發明了「萊頓瓶」——在玻璃瓶內外包覆錫箔，再用金屬棒穿過瓶蓋，與玻璃瓶內側的錫箔連接。只要觸碰金屬棒，儲存在金屬部分的靜電就會釋放出來。科學家還曾在法王路易十五面前，將儲存在瓶裡的靜電連續傳導給180名手牽著手的士兵，令國王大吃一驚。 1780年，義大利物理學家伽伐尼（Luigi Galvani）發現，死去的青蛙肌肉會因觸電而收縮。後續經過研究，證明人體也會因觸電而顫動。身體的關節可以屈曲，也是因為大腦發出的電訊號使各部位肌肉收縮的緣故。 人類花了整整2500年，才終於證明「琥珀發出的未知能量」在我們體內具有重大的作用。 〈碎形〉 Fractal 自然界裡美麗的「微型重複」 雲的輪廓、閃電的軌跡、蕨類的葉片、海岸線、樹枝、血管……自然界有許多「放大來看都是相同圖形」的東西。這種全部由圖形自身「微型重複」所形成的結構，就稱為「碎形」。 1975年，法國數學家暨經濟學家曼德博（Benoit Mandelbrot）以拉丁語裡意指「零碎、破裂」的「fractus」一字，將這種現象命名為「碎形」。 在著作中，曼德博把自然顯現的碎形描述為「雲不是球形，山不是圓錐形」，並主張運用碎形的概念找出複雜形狀的規則，並運用在數學上。 曼德博用簡單的概念，淬煉出自然界的複雜造型之美。只要知道這個概念，就能察覺自然界裡實際上隱藏著許多碎形。你是否也曾像他一樣，觀察過生活周遭的碎形呢？ 〈拓撲學〉 Topology 即使扭曲也不會改變的圖形性質 如果聽到有人主張「馬克杯和甜甜圈的形狀相同」，想必會讓人很吃驚吧。但這其實就是拓撲學，又可意譯成「位相幾何學」。簡單來說，就是研究圖形和空間扭曲變形後，性質依然不變的幾何學。 請想像一只用陶土捏成的馬克杯，如果把杯身捏緊、與把手合體做成一個圓環，結果會怎樣呢？對，會變成甜甜圈的形狀。只要運用拓撲學的概念，在「有一個洞」這一點上，馬克杯和甜甜圈可說是形狀相同的物體。拓撲學就是以這種方式，藉由孔洞和紐結的數量、正反面的區別來分類圖形。 說到拓撲學，就不得不提到將一條紙帶扭轉後，兩端相連，形成沒有正反面之分、無始無終的「莫比烏斯環」。若將兩個莫比烏斯環的邊緣黏在一起，就能做出名叫「克萊因瓶」、沒有邊緣也沒有正反面之分的曲面。 這種擺脫常識、專注於追求圖形性質的拓撲學世界，是不是很有趣呢？ 〈傅科擺〉 Foucaults Pendulum 用振盪的單擺證明地球的自轉 我們所生活的地球，是一顆會自轉的行星。法國物理學家傅科（Leon Foucault）以顯而易見的方式，證明了這個事實。 1851年，傅科提出以單擺證明地球自轉的方法，在巴黎掀起了一陣熱議。當時的法國總統路易．拿破崙（後來的拿破崙三世）聽到傳聞，便下令要求傅科在巴黎的萬神殿進行一場大規模的公開實驗。 傅科在萬神殿懸掛了一根長67公尺的鋼索，與直徑38公分、重28公斤的鉛錘連接，長時間觀察這組單擺的擺盪軌跡，證明單擺的擺動面（可表現擺盪方向的平面）慢慢往順時針旋轉。 這並非單擺自身產生旋轉。假設我們站在鉛錘上，會覺得單擺不過是來回擺動；但由於地面會隨著地球自轉而移動，才會使單擺的擺動面呈現旋轉的樣子。此外，如果在北半球，單擺會呈順時針轉動：在南半球，則會逆時針轉動；若在赤道上，則不會轉動。 今天，傅科擺在許多博物鮮都是很受歡迎的展品，各位不妨藉此一窺地球自轉之美吧！ 〈拉普拉斯的惡魔〉 Laplaces Demon 預見一切未來的恐怖惡魔？ 理論上，只要能掌握骰子轉動的位置和速度等所有條件，就可算出擲出的骰子點數。 19世紀初，法國數學家暨天文學家拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）拓展這個隸屬古典力學的概念，主張若有某位智者，能正確掌握宇宙中每個原子的位置和運動量，那麼未來發生的一切都可透過計算得知。而這位「智者」，就是後世所稱「拉普拉斯的惡魔」。 如果拉普拉斯的惡魔真的存在，那麼你我的命運可說早已注定。因為惡魔連人類大腦的所有狀態都能掌握，因此就連你正在閱讀本書的行為，也不過是惡魔計算後的結果。 幸好，誕生於19世紀末的「量子力學」，完全否決了拉普拉斯戀魔的存在。量子力學是現代物理學基礎的重要理論，並陸續推翻了古典力學中的常識，其基本原理清楚說明，要正確掌握宇宙所有物質的狀態是不可能的。 〈多世界詮釋〉 Many-Worlds Interpretation 無法與無限分歧的世界交會的自己 平行世界並非科幻小說的專利，事實上，科學家也很認真研究這個理論。 1950年，美國物理學家艾弗雷特三世（Hugh Everett III） 提出「多世界詮釋」的觀點，主張這個世界在誕生後便立刻分裂成無數個世界，我們所生存的世界不過是其中之一。 與「薛丁格的貓」一樣，多世界詮釋的基礎也是量子力學。薛丁格的思想實驗主張，在觀察者開箱後，才會知道貓咪是存活或死亡，不同於結果的狀態則會消失。但多世界詮釋主張，原本的世界已分裂出「貓存活的世界」與「貓死亡的世界」，所有世界都同時存在。關於量子力學的詮釋，主張貓「非生即死」的觀點稱為「哥本哈根詮釋」，而另一種就是「多世界詮釋」。 目前我們仍無法從自己所在的這個世界，觀測其他分歧的世界。你是否也會好奇：不曉得活在平行世界的自己，現在正在做什麼呢？ |
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| ( 知識學習｜隨堂筆記 ) |
