1990年代一般大眾才開始注意到全球暖化的議題，隨著全球暖化的觀測證據越來越多，科學家們對不禁驚嘆幾十年前真鍋大師的物理直覺，建構出掌握影響大氣溫度的重要過程的簡化模型，進而能夠正確預測二氧化碳對氣溫和地表溫度的影響 。

# 2021諾貝爾物理獎得主之一  —  真鍋淑郎

天氣和氣候預測時時影響著我們的生活。出們時要不要帶雨傘？ 颱風什麼時候會襲擊？人類行為對全球暖化（climate change）有什麼影響？ 1922年物理學諾貝爾獎得主波爾（Niels Bohr）曾說過 「用模型做預測非常困難，尤其是未來的預測。」對於氣候這樣複雜的系統，科學家究竟是如何做預測呢？ 近五十年來氣候數值模擬、觀測、理論不斷地脫胎換新，Syukuro Manabe在1960s年帶領開發氣候模式（Global Climate Models; GCMs）用電腦數值模擬大氣與海洋的流動與熱對流。十年後，Klaus Hasselmann 發展了一套理論（隨機氣候模式；Stochastic climate model）探討短時間尺度天氣（weather）對長時間尺度氣候（climate）的影響，發現即使長時間下來的天氣變化難以預測，氣候本身是可以預測的（predictable）。此外Hasselmann還用發展了一套嚴僅的觀測與理論比較方法，證實大氣溫度的上升是來自人類排放的二氧化碳。Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann的研究深遠的奠定了人類對氣候的了解，以歷史的角度來看他們各自在氣候這個領域引進了全新的研究方法，用觀測資料以及模型顯示人類對氣候的影響，兩人在今年共同獲得2021物理諾貝爾獎。

你是否有時被人際關係搞到一個頭兩個大，覺得這個世界怎麼如此複雜呢？啊哈～你並不寂寞，科學家長年以往也被複雜系統搞到一個頭兩個大，很拿抓到適當的切入點，給出客觀具體的描述。今年諾貝爾物理奬開盤，正是頒給研究複雜系統 (complex systems) 的科學家：一半是由研究大氣模型且準確全球暖化的真鍋淑郎 (Syukuro Manabe)、哈塞曼 (Klaus Hasselmann) 所共享，另一半則是由帕里西 (Giorgio Parisi) 研究各個尺度下的無序與漲落所拿下。

本文簡單地介紹了散射式掃描近場光學顯微鏡 (s-SNOM) 的工作原理及其應用。利用光源照射AFM探針尖端來產生一奈米侷限光場，搭配外差干涉及AFM探針調制的技巧，使其可得到小於十奈米的高解析度以及高訊噪比的近場光場影像。

此種非線性概念可以拓展到吸收或是螢光等其他形式的光學訊號中，可望形成一系列光學開關與超解析成像的工具。

蛋白質的結構是在一定的實驗與環境條件 (造成例如磷酸化、醣化等轉譯後修飾，post-translational modification, PTM) 下才會有某些穩定的構形存在，而且在一般溫度壓力水溶液的條件下，蛋白質也是無時不刻不在運動的，那麼到底AlphaFold或是RoseTTAFold到底提供的是什麼樣的預測的結構呢？ 

我們實驗室在兩年前提出一個基於分子動力學模擬及變分法原理的新的自由能計算方法，就是因為鑑於過去的計算方法有些思考的盲點，加上分子動力學模擬是相對昂貴的計算，限縮了比較正確合理作法的廣泛探討。

小角度散射技術是什麼？

小角度散射技術 (Small-Angle Scattering Technique) 在過去40多年來是用於研究各種材料微結構的公認鑑定方法。它可以探測從奈米 (1 nm) 到微米 (1000 nm) 尺度的材料結構。 而這個尺度的材料結構對於先進工程材料的性能至關重要。例如，高強度高韌性的工程塑膠性能取決於奈米級的剛性聚合物和柔性聚合物分子鏈段的混合條件。奈米/微米尺度的結構對於生物細胞行為，磁碟上的資料儲存，磁簇材料，岩層的天然氣含量，鋼和超合金的硬度，第二類超導體中的磁通量，以及許多其他材料特性等也至關重要。

英雄聯盟（League of Legends，簡稱LoL）中讓英雄變得更強的道具與遠古巨龍對抗的矛盾之爭，是手遊世界中，裝備建置取捨的重要策略。在現實生活裡，如何解析遠古恐龍的利齒；與研發更強韌先進的材料，不只是遊戲玩家的渴求，也正是人類歷史進程的寫照。本文回顧並介紹使用非破壞性的影像與繞射技術，探討材料機械性能。說明材料微結構的解析。本文簡介使用中子繞射與影像設備的理由和優點，並整理可提供此應用之相關設施，以方便讀者更進一步接觸與了解。

晶體學與晶體繞射

物質由原子構成，但物質的性質除了是由原子種類決定外更多是由原子排列方式決定。以具有許多同素異形體碳元素為例，碳可以非晶的形態存在，或是奈米碳管，也可以是60個碳原子組成的巴克球，或是單層碳原子構成的石墨稀，同素異形體間的特性天差地遠。碳元素還有最經典的範例–鑽石與石墨。鑽石極硬，石墨卻是軟的；鑽石是透明的，石墨卻是黑色不透光；鑽石是絕緣體，石墨則是電的良導體。早在18世紀，化學家就知道鑽石與石墨是由相同元素構成，卻不了解為何性質如此不同，直到20世紀初期，布拉格父子將X-光應用於晶體結構分析上，這個問題才得以解答。原子排列的方式會大大影響各種性質，也可能是材料舉有某些特殊性質的根本原因。

中子非彈性散射所探討的科學議題具獨特性，位於澳洲雪梨近郊，主控權屬於台灣，以台灣特有種梅花鹿學名Formosan sika deer命名的冷三軸中子散射儀SIKA，已在2015年6月12日開始運作，提供研究團隊提出實驗計畫申請，審查通過後，安排實驗時間免費使用。SIKA的科學學名為Spin-polarized Inelastic K-space Analyzer（自旋極化非彈性K空間解析儀）。顧名思義，SIKA的主軸功效在於探討反商晶格 (reciprocal lattice) K空間的動力行為。本文就三軸中子散射的基本概念、SIKA的配備與基本功能、及應用領域作淺顯介紹。