上一回的阿文開講提到了江戶時期的蘭學者以及蠻社之獄。雖然蘭學者賣力地吸收西洋新知，然而總像浮光掠影一般。真正讓西洋科學在日本生根茁壯的，還是明治一代的學者們。雖然他們本身並沒有在學術上發光發亮，但是卻紮紮實實地讓日本邁入科學大國之林。在這些學者中，最讓人津津樂道的莫過於日本第一位物理教授，山川健次郎。據說幾年前NHK大河劇"八重之櫻"他也有出場呢! 就讓阿文為各位介紹這位傳奇人物的一生吧。

2017 年 10 月 16 號，天文學家宣布已經探測到伴隨著電磁輻射的重力波。人類科學史將從此永遠改寫。

「如果說我看得比較遠，那是因為我站在巨人的肩膀上。」牛頓曾經用這句話比喻科學發現並非一個人的功勞，而是建立在眾人前人的成果之上。1924年諾貝爾物理奬得主曼內‧西格巴恩（Karl Manne Georg Siegbahn）就是個非常好的例子。

提到「冷次定律」，許多人可能都認識，但是，對於冷次定律的意義與用法，或許存有許多似是而非的誤解。諸如:「冷次定律」與「法拉第定律」的關係為何？「冷次定律」所謂的“抵抗”，所指的究竟為何？透過常見的「磁煞」(magnetic damping)現象，讓我們深入探討「冷次定律」的究竟。

拓樸絕緣體的發展
  傳統上，物質的狀態分類主要是依循原子對稱性破壞的原理，如晶體、多晶體與非晶體。從宏觀電性來說，物質可以大致簡單分為三類：導體、絕緣體跟半導體。量子霍爾態 (Quantum Hall state) 在西元1980年被發現，提供了新物質態-量子態的第一個特例。它沒有自發地斷開原子對稱性，然而其電子結構與輸運行為僅取決於其拓樸性 (topology) [1]。本質自旋霍爾效應 (Intrinsic Spin Hall Effect) 的理論在2003年被提出[2][3]，說明物質中自旋的分離是因為物質的本質能帶結構造成的，引發了大家對於能帶以及自旋電流研究的興趣。雖然當時最根本的原因尚未確認，但卻埋下了大家對於量子版本的自旋霍爾效應猜測的種子。美國理論學家C. L. Kane及E. J. Mele在2005年提出石墨烯 (graphene) 是具有量子自旋霍爾效應 (Quantum Spin Hall Effect) 的一種材料[4]。他們認為石墨烯微小的能隙會因為自旋軌道耦合 (Spin-orbital coupling, SOC) 的效應而打開，進而變成絕緣體；此外其邊緣態 (Edge states) 也會出現於能隙中。這樣的行為和量子霍爾效應是非常像的，然而這不需要一個外加的磁場。

 拓樸超導體是一種特別的物質。顧名思義，它擁有一般超導體的性質，例如完整的超導能隙 (superconducting gap,  )。然而不同於一般超導體的是其超導庫柏電子配對 (Cooper pair) 具有手性 (chirality)，如同拓樸絕緣體的表面電子態具有手性。而手性超導配對的一項重要特性就是在邊緣或是缺陷處會有馬約拉納(Majorana) 準粒子束縛態的存在。馬約拉納費米子 (fermion) 是一種本身為自己反粒子的費米子。因此，當兩個馬約拉納費米子在一起時就會互相消滅而無法探測。在基本粒子理論，微中子可能是個馬約拉納費米子，但是實驗還無法確認這個預測。在凝態物理的拓樸超導體中，兩個馬約拉納準粒子可以在相離很遠的邊緣或缺陷處各自存在，因此有機會被探測到。例如我們施加磁場在超導體這樣符合電子─電洞對稱 (particle-hole symmetry) 的系統中，馬約拉那準粒子會被束縛在超導渦旋 (vortex) 的零能量處，實驗即可量測到零偏壓時導電率的峰值 (zero bias conductance peak)，而這也是拓樸超導體的一個重要現象。馬約拉納束縛態不會被外界干擾而退相干 (decoherence)，此特性可應用於容錯性量子計算，因此探測馬約拉納準粒子是目前凝態物理的關注焦點之一。

美國於1917年4月6日正式對德宣戰並加入戰局，此即眾所周知的第一次世界大戰。傳統的觀點認為這是「化學家的戰爭」，因為在戰鬥當中大量使用了惡名昭彰的化學武器。然而，其它科學 ，包括物理學在內 ， 也扮演了至關緊要的角色。其中最顯著的是偵測與干擾技術的發展。

百萬年前，人類與動物沒有太大差別，撿撿石頭、樹枝、果子。但跟其他動物相比，人類太過於弱小，為了提升在自然界的存活率，人類開始製作石器，進入了石器時代。隨著時間演進，人們開始學會以火製作陶器，甚至煉製金屬。到了十九世紀，更有了煤礦與合金，工業革命因此產生。石油與半導體可說是二十世紀的代表，我們的生活都與這兩樣東西息息相關。二十一世紀雖還沒結束，但我們已將高溫超導體用於醫療核磁共振 (Nuclear Magnetic Resonance)，巨磁阻 (magnetoresistance) 材料則是大容量硬碟的基礎。至此，我們可發現，人類生活方式的演進與材料發展緊密相連，材料的歷史可說是人類的歷史。

我正在前往參加一個電池研討會的途中，但卻陷在大塞車的車陣裡。當我滿臉沮喪的坐在車子裡時，我的心不覺晃蕩到了一個自從年少就有的夢想：飛行車！回想當1930年代開始刊出的著名漫畫《狄克・崔西》裡的夢幻裝備：手錶／無線電雙用錶，現在都已經由第一支「蘋果錶」 (Apple watch)所實現，那麼我的飛行車有啥理由不能問世呢？

中國的科學為何落後於西方？或者有人認為應是「近幾百年來」中國的科學為何落後於西方，是一個爭議已久的問題。除了國人如是說，歐美人士也是如此評論。例如在一場1883年的演講《為純科學呼籲（A Plea for Pure Science）》中[i]， 亨利・羅蘭（Henry A. Rowland）批評中國說：「多少代人以來他們（在科學上）都沒有什麼進步，因為他們只滿足於科學的應用，卻從來沒有追問過他們所做事情中的原理。這些原理就構成了純科學。中國人知道火藥的應用已經若干世紀，如果他們用正確的方法探索其特殊應用的原理，他們就會在獲得眾多應用的同時發展出化學，甚至物理學。因為只滿足於火藥能爆炸的事實，而沒有尋根問底，中國人已經遠遠落後於世界的進步。我們現在只是將這個所有民族中最古老、人口最多的民族當成野蠻人。」羅蘭說得對，中國人沒有用正確的方法去探索眾多應用背後的原理，因此沒有發展出「（純）科學」。可是，羅蘭在他的演講中完全沒有觸及的是為何中國人缺乏興趣和動機去探索眾多應用背後的系統性、邏輯性原理。