電磁對偶(S-Duality)與歐姆定律(下)

電磁場在三維空間中無疑問地遵守馬克斯威方程式,當電磁場逐漸靠近區域的邊界時,從馬克斯威方程式中可以推導出在邊界上電磁場跟表面電荷與電流應當遵守的關係。這些故事可以在標準的大學部電磁學課本中找到,在這邊,筆者打算犧牲一點嚴格性,以直覺上可以理解的方式直接講結論。

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【物理史中的八月】1827年8月:布朗(Robert Brown)與花粉水池中的分子運動

1991 年,德意志(D.H. Deutsch.)在《美國物理學會會報》發表的一篇短評,質疑布朗時代的顯微鏡是否有足夠倍率可以讓布朗觀察到他所聲稱的現象。一位英國的顯微鏡學家福特(Brian J. Ford)跳出來為布朗辯護,說明從布朗的寫作中,這位植物學家是在封閉的環境中研究粒子,顯然他知道亂流和對流可能影響他的觀察。福特還明確地重複布朗原始的操作,並加以錄影。大多數的科學家現在都接受布朗原始的花粉粒觀察確實是布朗運動的結果。

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金魚如何可以在缺氧的環境下活五個月?

絕大部分的脊椎動物(vertebrate)都是好氧生物,缺氧時頂多撐幾分鐘就掛了;有些魚(如鯉魚Cyprinus carpio)可以撐幾小時。但有極少數的硬骨魚,可以熬好幾個月!牠們發展出這個能力,主要為了要熬過冬天的時候湖泊冰封缺氧的問題。到底牠們是如何能在缺氧的狀況下活好幾個月呢?

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太陽黑子實境秀

■NASA的Solar Dynamics Observatory對一個被命名為 AR12665 的太陽黑子從7月5日到7月17日進行了仔細的觀察。這個太陽黑子在美東時間7月9號上午11:18發生了一個中型的太陽耀斑爆發(solar flare burst)。這種噴發會將大量的能量與高能粒子噴發至宇宙中。這個噴發的強度被歸類於M1級。約是最強的X級噴發的十分之一左右。

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蘋果的基因密碼

蘋果(Malus domestica)的祖先是中亞的新疆野蘋果(Malus sieversii),全球約有35種不同蘋果屬植物,其中只有三種人類可食:蘋果、M. sylvestris、新疆野蘋果。在中亞發源的蘋果,隨著採食的動物向東到中國,發展成綿蘋果等;向西發展為現在的富士、加拉、五爪等洋蘋果。洋蘋果是目前蘋果屬中最廣被栽培的種類,全世界大約有7,500不同品系的洋蘋果(以下簡稱蘋果)。

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【大宇宙小故事】34 君子之爭

伽伐尼還特別發明了「動物電」這個名詞,並強調這種電普遍存在於動物體內,死活不論。換言之,即使動物死了,其中的動物電也不會立刻消失,這代表他認為這種電並非僅存在於某些魚類體內──伽伐尼當然知道關於電鰩與電鰻的研究,但在他看來,電魚和青蛙的差別僅在於能否隨意放電。

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鳥蛋形狀之謎

鳥蛋形狀各異,有橢圓形、尖形和球形等,同樣是蛋,貓頭鷹蛋圓滾滾,蜂鳥蛋是橢圓形,鷸蛋的形狀則有點像雨滴的形狀。美國普林斯頓大學的演化生物學家Mary Caswell Stoddard等人分析了1,400種鳥類的近5萬個鳥蛋的形狀。成功地以數學模型來解釋各類鳥蛋形狀的差異,找出鳥蛋形狀與不同鳥類關鍵特徵的關聯。

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RSA加密法遇上量子電腦

■通訊和情報一直是商業和國防最重要的一環,而加密是其中的核心。二十世紀末以來, RSA加密法憑藉著古典電腦難以企及的複雜度變得日趨流行,安全性高。但對於特定的計算工作,量子電腦的計算力遠遠超越古典電腦,這是否會對你我日常都在使用的RSA加密造成威脅呢?回答問題前,先讓我們看看RSA和量子電腦背後分別有些什麼。

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園藝休閒治療(4)園藝治療在台灣的實施現況

基於園藝活動對於人類身心與體能提升的益處與療效,園藝治療在台灣逐漸受到重視與運用;已有部份醫院、療養院或啟智機構開始實行園藝治療的介入。臺灣目前的認證模式逐漸與與美國園藝治療協會接軌,但在時數及課程內容的要求仍有很大的距離。美國對合格的園藝治療師要求有四項:(1)須為美國園藝治療協會之註冊會員,(2) 需具有園藝治療或相關專業的學士學位,(3) 需修習完畢植物科學、人文科學及園藝治療等三大範疇內之相關課程,以及(4) 完成480小時以上的園藝治療實務實習。

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【大宇宙小故事】33 科學怪魚

卡文迪西是個特立獨行的人物,他將萬貫家財視如糞土,唯一的興趣就是從事科學實驗。他一生雖然完成許多重要的實驗,可是正式發表的論文少之又少,導致他在電學上的重要發現後來都冠上別人的名字。其中最有名的當數「庫侖定律」(領先庫侖至少十年)與「歐姆定律」(早於歐姆46年)。

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