物理

寒流來襲時房屋表層的瓷磚突然脫落，或是天氣變化時地磚整個翹起來，物體的熱膨脹是每個人的生活中都曾遇過的經驗，乍看之下是多數人所熟悉的「熱脹冷縮」。熱膨脹更是工程中需被加以考量的物理因素，過去也有不少與熱膨脹相關的工程崩塌憾事。其實，物質呈現「熱縮冷脹」的現象十分多變，至今仍不斷被科學家發現、探索，透過瞭解熱膨脹的物理機制及不同膨脹性質材料的合成，或許有一天，人們能夠自由運用不受溫度影響體積的材料，並打造更安全的工程環境，未來亦可能帶領人類前往極端溫度變化的浩瀚宇宙⋯⋯

當人們想到量子物理的先驅者時，腦中一定馬上浮現狄拉克（Dirac）、愛因斯坦、波耳（Bohr）、海森堡（Heisenberg）、薛丁格（Schrödinger）等人，然而，最初卻是由於普朗克（Max Planck）對黑體輻射多年研究所累積在熱力學方面過人的洞悉力，才建立起量子物理革命的舞台。雖然大家很快地就接受了普朗克的輻射法則，但是「能量量子化」這個嶄新觀念的重要性還是經過好多年後，才得到世人的關注。一旦大家重視它時，物理世界就呈現全然不同的面貌了。

 「飛鼠」是來自臺灣的立方衛星，它的誕生要從張起維教授昔日同窗的一封邀請說起。在教授的帶領下，「飛鼠」聚集了臺灣、美國、印度等學生的努力，經過一連串驚險的插曲後，在2021年發射升空。「飛鼠」雖然沒有達成所有原先設定的目標，但它留給臺灣無可取代的經驗。

漫威電影中的汎合金吸引各方勢力爭相奪取，這種虛構金屬宣稱質地堅固且能吸收能量。電影中的設定不見得符合物理定律，但合金的應用在現實生活中的確推進了人類科技的發展與應用。與汎金屬聽起來最音近的便是釩金屬，因其具有多重氧化態，成為了綠能科技的重要研究材料。透過對於不同金屬特性的探討及合金的變化應用，相信有一天人們也能在現實中打造出不同的「夢幻金屬」。

1976年維京1號在火星上拍攝到了一張「人臉」的照片，在當時引起一陣熱烈討論，甚至有人相信這是火星高智文明的證據。不過遺憾的是，至今為止人類尚未發現任何外星高智文明存在的證據。然而就算找不到，人類也應從中得到警惕。

在電磁學方面對人類貢獻極大的英國科學家法拉第（Michael Faraday），父親是倫敦地區現在稱為象堡地方的鐵匠，小時家境清寒。法拉第就讀小學時曾學習閱讀、寫作和數學等基本課程，之後，他就未曾再接受更高等的正式教育。14 歲時，他到裝訂書商處當學徒，七年的學徒生涯讓他對科學產生了興趣，尤其在化學方面。法拉第追根究底的本性，驅使著他在自然科學方面涉獵廣泛，並著手做化學實驗，甚至建造了他自己的靜電機器⋯⋯

除了「無線電報」以外，人類還嘗試向宇宙丟出「瓶中信」來嘗試聯絡外星文明。1972年、1977年各有兩艘太空船，上面各自裝設了想要給外星人的訊息。1972年裝設的被稱為「先鋒板」，1977年的則稱為「航海家金唱片」，還附贈使用說明書？然而要送到外星人手裡，還得等上好一陣子⋯⋯

尋找與地球環境相似的天體是探索外星生命的重要方向，在目前發現6000多個系外行星當中，有一個行星與地球有許多條件相仿。另外還有一個行星系統與太陽系一樣具有多顆類地行星。科學家收集了來自外太空的資料，並召集有志之士加入，協助找尋外星文明的跡象⋯⋯

《星際奇航》（Star Trek）的創作者羅登貝瑞（Gene Roddenberry）結合大量真實的科學於其虛構科幻影視系列中，是史上最成功的影集之一，其中有一個物質／反物質引擎，可以啟動「企業號」，使其虛擬的航速比光速還快。1928 年，英國的物理學家狄拉克（Paul Dirac）由愛因斯坦的相對論推論說，宇宙中的每一粒子皆有一相對應的反粒子，其質量相同，但帶著相反的電荷，形同一組孿生子。於是，科學家競相尋找此假設的實驗證據，最後由加州理工學院的博士後研究員安德森（Carl D. Anderson）勝出⋯⋯

僵持超過150天的俄烏戰爭自7月中以來出現明顯的變化，俄軍數名高級軍官陣亡，多處彈藥庫被毀，幾次較有規模的進攻都未能獲得戰果。從俄方與烏方傳出的消息認為，除了來自全球各國的軍事裝備支援之外，美國提供的「海馬斯火箭系統」（HIMARS）正在改變戰局⋯⋯

太陽系以外的行星被稱為「系外行星」，為了探索外星生命，尋找宇宙中其他像地球一樣的系外行星是很重要的步驟。1995年人類第一次發現繞轉恆星的系外行星，至今已經發現了5000多顆！尋找系外行星最主要的方法稱為「逕向速度法」和「凌日法」⋯⋯

醫學物理學家亞婁（Rosalyn Sussman Yalow）於 1977 年獲得諾貝爾生理學或醫學獎，是出生在美國的女性獲此殊榮的第一位。亞婁和物理學家伯森（Solomon Berson）長達 22 年的科學合作，發展出放射免疫分析（RIA）技術。RIA 技術可以偵測血中少量的物質例如胰島素或酵素，開創了內分泌學中幾個有影響力的研究路徑⋯⋯

本篇為讀者介紹美國的「高超音速飛彈現況」，為什麼美國會在高超音速飛彈的發展上落後於中俄兩國？美國在上世紀的火箭與導彈發展都是全球翹楚，到底是什麼落後了？其實，美國是在可變換軌道的高超音速飛彈發展上落後於中俄兩國，主要是因為美國在ICBM技術成熟後，轉向發展「飛彈防禦系統」⋯⋯

前篇介紹俄國的「高超音速飛彈現況」（上），本篇為讀者介紹中國的「高超音速飛彈現況」。在進入主題前，我們先介紹「桑格爾彈道」與「錢學森彈道」這兩種彈道的重要性及差別性何在？