專業 物理

  • 將科學與藝術融合能拓展我們的視野

    科學和藝術通常是分隔的兩個領域—就像在科學領域內也有分不同的子學科。但情況並非總是如此—試想一些例子,李奧納多・達文西 (Leonardo da Vinci) 研究了摩擦力以及其他不同的主題;或是同樣生在十五世紀的皮耶羅・德拉・弗朗切斯卡 (Piero della Francesca),同時是個畫家跟數學論文的作者。如今,科學與藝術聯繫的範圍可以從受科學啟發的藝術,到以藝術作為解釋或說明科學的媒介,再到由藝術家探索的科學,乃至於—這或許是最罕見的—以促進科學理解為目標的合作。

  • 超音波就在你身邊

    由於在公共場所裡的空間裡有越來越多超音波,有些人開始抱怨出現了噁心、暈眩、耳鳴、疲倦、偏頭痛和長期頭痛的不良反應和感覺到「耳朵受壓」的不舒服感1。畢竟由於技術成本降低,許多新技術已經開始使用超音波,不像過去幾十年超音波基本上只是驅蟲用2 (見圖一)。但要追蹤公共場合裡普及率逐漸增加的超音波裝置難度有點高,畢竟沒有任何機構要求要回報這些訊息,而這也就使研究多了一層困難,因為大家回報超音波造成的症狀都有可能有其他的成因,所以這些人到底有沒有暴露在超音波底下?暴露的程度有多高?暴露時間有多長?這些問題通常得不到清楚的答案,也就代表要知道這之間的因果關係並不容易。

  • 疫情背後的數學

    2020年可說是COVID- 19 大流行的一年:引發這個大流行的新冠病毒已經感染了數百萬人,並且超過一百萬人因此而死亡。就像愛滋病毒、茲卡病毒、伊波拉病毒、和許多流感毒株一樣,新冠病毒在大肆破壞之前,就已經從動物演化到人類身上。而我們與它的戰爭正在持續進行著。

  • 地震破壞背後被忽略的機制

    1995年1月17日,日本中南部的港城神戶及其周邊地區,遭到毀滅性的地震襲擊。這次地震被正式稱為兵庫縣南部地震,芮氏規模達到6.9。震源深度僅僅只有16公里

  • 生命物質中是否潛藏著新物理?

    對於物理學家來說,生命就像是魔術般神奇。生物成就壯舉,如此耀眼且神祕,以至於人們很容易忘記它們其實是由普通原子所構成的。但是,如果生命的奧秘不在於製造生物體的材料,那又是什麼呢?是什麼賦予了生物體獨特的活力,使它們與眾不同?這就是埃爾溫‧薛丁格 (Erwin Schrödinger) 在1943年於愛爾蘭都柏林 (Dublin, Ireland) 舉行的一系列著名演講中所提出的問題,並於次年出版了一本極具影響力的書,名為《生命是什麼》

  • 大學如何克服轉型到網路授課的障礙

    隨著第一個學期大規模網路授課的結束,全球各地的大學教師們總算是鬆了一口氣。因為實施社交距離以減緩COVID-19傳播而關閉的校園,掀起讓各個大學院校都措手不及的遠距教學。教師們必須在家工作,將他們的課程上傳到網路教室,並吸引那些受到多種外在因素干擾,或是因為網路連線品質不佳而無法集中注意力的學生們。棘手的考試問題,更是所有學科在這個過渡期所共同面對的困難之一。至於物理學科,則是多承受了內容龐大的入門教學課程,與實驗室教學的雙重挑戰。

  • 都卜勒效應的跌宕起伏

    我們生活中的依賴著無所不在的都卜勒效應,但是在當初都卜勒的這個想法卻是受到嚴厲挑戰,花了半個世紀才說服大家。

  • 巨觀與微觀之間非平衡的多尺度模型

    人造材料經常展現出新穎有趣的非平衡性質:有些材料十分柔軟卻堅韌,有些能將廢熱轉化為電能,有些表現出奇特的流體行為。我們熟悉的虎克彈簧定律,以及描述流體的納維爾-斯托克斯方程式(Navier-Stokes equationså),只對一般的傳統材料適用。如果要完整描述這些新穎材料的性質,則必須同時在巨觀和微觀的尺度上建立動力學模型。以下的討論盡可能使用最少的數學,希望說明這個新興的領域歡迎物理、數學、材料科學與工程各領域人才的加入。

  • 用物理和數學方法洞悉癌症的形成與蔓延

    雖然某些癌症的預後 (prognosis) 技術已經進步了,但從 1971 年「向癌宣戰」(war on cancer) 的宣言開始後在治療方面的發展卻沒有太多。心臟疾病和癌症目前在美國是主要死因,而隨著美國的人口逐漸老化,癌症死亡的人數預計也會跟著上升。先不管癌症的致命率和長久的謎團,光是發現癌細胞除了會對化學和遺傳信號產生反應外也會被物理和力學機制影響就讓許多物理相關領域的科學家開始研究起這種疾病。

  • 不起眼的波瀾壯闊:大氣層與內重力波

    內重力波形塑了大氣的流動與溫度變化,且不只在地球上如此。

  • 鈾方塊漂流記

    一個神秘的「禮物」使兩位物理學家開始研究起二戰的德國核反應爐史

  • 量子概念的物理內涵與發展

    量子力學自誕生至今已發展超過上百年,即便如此,物理學家與哲學家仍然持續爭論著「測量(measure)」在量子力學的真正意味。

  • 我們與量子計算的距離

    量子計算的研究已經開始逐漸成熟了,尤其拜最近量子位元 (quantum bit 或簡稱 qubit) 工程的進步所賜,一連串的物理實驗可以使用為數不多的量子位元就成功地展示其計算能力。但除了小型、實驗室規模、原則性 (proof of principle) 的元件之外有許多企業也開始想辦法將這種能力運用到可擴展 (scalable) 的量子計算系統上,希望能將上千萬個邏輯量子位元放入可商用的完整量子計算系統,藉由量子科技的能力解決傳統電腦無法應付的實際問題。

  • 物理碩士學位為你開啟豐富的職涯選擇

    如果你希望增加自己未來進入業界或是投身教育的有利選項,物理碩士學位或許可以為你提供幫助。

  • 凝態物理變王道

    從二戰後才出現的固態物理到以凝態物理重新上架的故事來瞭解廿世紀末物理界的大轉變。

  • 工作不穩定的約聘講師人數呈穩定成長

    幸運的大學生會遇到願意盡心盡力、熱心教學的老師;但是不管有沒有遇到,在講台上或實驗室裡的那個人都非常有可能是有限期的約聘講師而不是終身職 (tenured) 或準終身職 (tenure-track) 的教授。

  • 家電用品物理學

    一幀女性物理教育的歷史快照,描繪了利用家務吸引女性選讀物理課程的過程,以及家用電器業者如何利用科學銷售電器產品。

  • 啤酒中的物理—氣泡飲料與流體力學

    除了消暑解渴,常見的啤酒或汽水中液/汽相的交互作用也蘊含了許多吸引人的物理課題。

  • 熱科學「冷」處理

    處於超導態和正常態之間的超導薄膜對於溫度超級靈敏,靈敏到可以量測到個別X射線和γ射線(伽馬射線)的光子能量。不過就如超導傳輸線和超導磁鐵一樣,超導相變感測器(TES,transition-edge sensor)其實不是什麼新鮮事,早在1930年代科學家就已經提出可以用超導相變偵測單一光子造成的微小熱改變。但也像很多早期對超導應用的構想一樣,通常要花幾十年的時間來創造或修改理論、儀器、微製程方法和低溫學才能夠使TES發揮它的潛力。

  • 蟻穴中的科學:紅火蟻如何解決交通堵塞?

    在春節假期的國道上,壅塞的交通不只讓駕駛心煩意亂,也讓整個公路系統的效能大幅降低;為此,設計道路的工程師需要費盡心思,盡可能確保車流保持順暢。當一個封閉系統中有許多個體互相影響,就很容易出現團塊或堵塞;而當群體的共同目標仰賴個體順暢的移動,這些堵塞會直接削弱群體達成目標的效率。

  • 在異鄉重啟爐灶的流浪科學家

    科學家們正以史無前例的數量逃離迫害與衝突。而接待這些科學人才的大學與社區正可從中受益。

  • 實驗室裡天體磁場的誕生與成長

    雷射產生的亂流電漿可增強磁場至天文等級

  • 重元素是怎麼生出來的?

    形成許多比鐵還重的元素所需要的快速中子捕捉過程,看來主要是發生在中子星的併合而非超新星爆炸。

  • 男女大不同

    物理界的性別不平等造成優秀女物理學家出走。我們來力挽狂瀾吧!

  • 為物理系學生做好面對二十一世紀職涯發展的準備 Preparing physics students for 21st-century careers

    無論學生將來是走進產業界、政府部門、商業界或學術機構,他們需要的技能,絕對不僅僅是「會解題」而已。

  • 特別情商,由中子星爆撞賣力演出之「雙波記」

    重力波與電磁波暴露了一個引起伽馬射線暴和製造重元素的星際併合

  • TEST 1019alan

    對於物理學家來說,生命就像是魔術般神奇。生物成就壯舉,如此耀眼且神祕,以至於人們很容易忘記它們其實是由普通原子所構成的。但是,如果生命的奧秘不在於製造生物體的材料,那又是什麼呢?是什麼賦予了生物體獨特的活力,使它們與眾不同?這就是埃爾溫‧薛丁格 (Erwin Schrödinger) 在1943年於愛爾蘭都柏林 (Dublin, Ireland) 舉行的一系列著名演講中所提出的問題,並於次年出版了一本極具影響力的書,名為《生命是什麼》

  • 在一戰中動員的美國物理學(Mobilizing US physics in World War I)

    美國物理學家將研究應用於解決大戰期間的問題時,也改變了物理學、軍事與政府之間的關係。

  • 快速帆船、遊艇,與如幻似真的波浪線

    19世記約翰・史考特・羅素(John Scott Russell)的船舶設計理論承諾了速度、亦表現了優雅。然而,最終證實那個理論並不完整。

  • 新鏡鑑古月

    "新近的發現挑戰了我們長久以來自認對這個地球最近鄰居-月球-的瞭解。"