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理科人夢幻共筆！一頁看懂一個精華知識

薛丁格的貓、觸控螢幕和量子力學有什麼關係？
花式溜冰選手的完美自轉其實隱藏著守恆定律？
數學家們如何花了三百年接力證明費馬最後定理？
黑洞、時空扭曲、宇宙旅行究竟是怎麼一回事？
殺蟲劑為什麼在禁用幾十年後仍在嬰兒血液裡測出殘留？
疫苗、幹細胞、基因工程真的是人類未來生長關鍵？

160個科學核心知識一次收錄，以最簡單清楚的圖表，提供重點介紹與歷史脈絡，說明數學、物理、化學、生物、醫學、生態學、地質學和應用科技等各大科學領域的精華概念。從微積分到邏輯，從居禮夫人到史蒂芬·霍金，從地心引力到氣候變遷，從原子彈到國際太空站，每一個關鍵人物、理論、發現或發明，都有簡潔生動的解釋，讓我們能立即理解，掌握全貌。

特別附錄：專有名詞解釋＆重要公式整理

科學可應用於網際網路、綠能源、建築工程、醫藥與手術等各種領域，改善人類生活，提升未來進步，但也能製造武器、引發戰爭、汙染環境，甚至產生可怕的疾病。唯有認真了解科學在各個不同領域的基礎原理與關鍵知識，才能在浩瀚未知的宇宙奧祕裡，領會人類的渺小同時無限可能，掌握科學研究在現今世界的真正運作形態。

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圖上的公式，是克勞修斯版本的熱力學第二定律公式，也就是熵（entropy）的公式。

熵是個不好理解的物理概念，你可能在電影「天能」中聽過「逆熵」，或某位市長曾經說過：「最低能量，最大亂度，是宇宙運行的方向。」

但要 A 編說的話，熵就是：「錢包裡的錢錢沒有不見，只是變成你喜歡的形狀。」

可被利用的能量會自然（或人為）轉換成其他形式，像是燃燒石油驅動汽車，或是太陽核融合反應發出的光與熱。這些轉換後的能量，並無法自動變回使用前的狀態。（你各位阿，即便能量守恆也別想什麼永動機）
_

如果錢包裡的錢錢都變成你喜歡的形狀，之後就只能吃土了。那宇宙中可被利用的能量都被轉化光了，會怎樣呢？

當然是「整個宇宙都要吃土」啦！這種宇宙結局稱為「熱寂說」，是其中一種「可能」的結局。

為什麼說「可能」？如果宇宙跟我一樣是個上班族，會去其他地方工作賺錢，那討論吃土就沒有意義。用物理的語境來說，必須確認宇宙是「孤立系統」，才有討論熱寂說的意義。（不然可以從其他地方搬能量進來）

而目前，宇宙是否為孤立系統，仍是一個有待討論的議題。
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#貼圖使用說明

所以，在使用這張「我就爛」貼圖前，請先檢查自己是否是「孤立系統」，確認自己「足夠邊緣」，沒爹娘沒朋友沒工作，才能正確地使用這張「我就爛」貼圖喔！
　
（並沒有，當你想擺爛就盡量用吧！沒人在意背後的物理意義。）
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好消息好消息~泛科學出貼圖啦🎉🎉
　
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#不是愚人節
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參考資料：
Wikipedia《熱寂說》、《孤立系統》、《熵》
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延伸閱讀：
既然「最大亂度」是宇宙運行終點，為什麼還要整理房間？
https://pansci.asia/archives/154169
《天能》裡那些有點難的物理學：一個「逆熵」的世界為何不合理？
https://pansci.asia/archives/190653

【<古人智慧> 古代中國化學史漫談──物質觀】

（明慧網）我們都知道中國古代一直有很高的科學成就，傑出的科學家歷代都有，但是零散發展現象與現代科學系統發展截然不同。最明顯就是承傳，古代科技失傳現象很普遍，這對「科技代表財富」的現代人來說簡直是匪夷所思。其實這與中國古人對物質的認識，有著密切的關係。在從化學的角度漫談中國古代各項成就發展的系列裏，就先從對物質的認識談起。

中國古代對物質的認識基本就是「五行學說」，認為金、木、水、火、土這五行構成了宇宙中萬事萬物。這種認識究竟始於何時呢？這個問題恐怕現在已經無史可考，因為在漫長的歷史歲月，它似乎是一直伴隨中國文化演進的，可以說是中國文化的基石之一。在《尚書．洪范》裏五行指的就是金、木、水、火、土。

尚書，就是孔子注疏的六經中的「書經」，是中國古老的政治文獻集，最早的紀錄就是黃帝年代，距今約有五千年，也就是說早在中國有文字出現前，就已經存在對五行的認識了。其它像周朝的《國語》中有「……以土與金木水火雜，以成萬物」的記載。所以五行論是中國古代科學的基礎，就如同現代科學對宇宙物質的認識建立於「原子、分子說」。

但是比五行更微觀對物質的認識，在古代中國就有所謂的「陰陽理論」。孔子在《易經．繫辭傳》說：「一陰一陽之謂道」，「剛柔相推而生變化」；老子《道德經》：「道生一，一生二，二生三，三生萬物，萬物負陰而抱陽」。這似乎已經進入現代高能物理的範疇，不只是談微觀基本粒子，甚至是談物質形成過程。

所以五行構成的萬物，又因陰陽特性，五行也有自身的特性，在《尚書．洪范》裏也提到：「水曰潤下，火曰炎上，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡。潤下作咸，炎上作苦，曲直作酸，從革作辛，稼穡作甘。」五行又因自身特性，彼此交互作用下，在宏觀又出現了生、克的現象：「水克火，火克金，金克木，木克土，土克水」這是種制約作用；而「木生火，火生土，土生金，金生水，水生木」又構成另一促進循環，這就是著名的相生相剋理論。

中國古代就是在這種理論架構下，發展出獨特的天文、地理、曆法、物理、醫學、藥學、化學等科學，甚至影響中國音樂、建築、藝術、文化。以現代科學觀點看，這樣理論就有抽象、非量化等難以理解因素在其中，所以即使有許多實證成就，像中藥、針灸等，很多人仍然不承認這是科學。甚麼是癥結所在呢？這個問題恐怕難倒許多現代學者！

其實我們從《道德經．四十章》上的幾段談物質形成的論述，可以看出端倪：「天下萬物生於有，有生於無。」《道德經．四十章》「道生一，一生二，二生三，三生萬物。萬物負陰而抱陽，衝氣以為和。」《道德經．四十二章》「從道生一、二、三與有生於無」，這二段話合併起來看，我們可以理解：物質的形成是一個層次又一個層次，物質是由微觀物質組成為顆粒所組成，微觀物質又由更微觀物質組成顆粒組成，如此一層又一層；那我們現在有形的物質，其實是由無形的物質組成，意思就是高一層微觀物質對低一層而言是無形，更高一層對高一層也同樣存在「無形」形成「有形」的關係。
那麼「三生萬物，萬物負陰而抱陽，衝氣以為和」用我們現在科學能理解的意思就是：到了人肉眼所見這個層次，地球上所有的物質是由三種微觀物質組成，而所組成的萬物都有 「外覆陰內抱陽」的特性，這不就是談「原子論」嗎？由質子、中子、電子組成的週期表各種原子，原子的特性不正就是由帶負的電子（陰）覆繞環抱帶正電的原子核（陽）。

且不論中國古人如何觀察到原子的結構，有形還好理解，下一句「衝氣以為和」對現代人恐怕不是三言二語可以解釋的通的，這裏顯示中國古代科學對物質的認識譎異於現代科學。「衝氣以為和」不是這個物質空間有形的現象，勉強用白話講意思是：物質組成（陰陽作用）後另外空間會出現整和能量流，「和」有統一的意思，簡單是說：物質有無形的能量形式存在。

舉個最明顯的例子，比如說以現代解剖學看人體，一解剖就看見肌肉、血管、骨骼等組織；但中國古代除了也看見有形的肉體組織，另外同時觀察到人體無形的能量流動分布，這就出現在中醫所說的經絡、穴位，而在我們這個物質空間是看不見的。所以中國古代袪病健身就有氣功活動，氣在哪裏？氣為何物？

再舉個例，最近日本學者研究水結晶實驗，受讚美的水與受辱罵的水，出現的截然不同的結晶行為，其實就是意外地把「衝氣以為和」的現象給表現出來了，一個意念對物質本體似乎不起作用，其實就是中國常講的「動了氣」，意思是無形能量體受影響了，從能量守恆看，非常科學。這樣也許應能把中國古代對物質的認識與現代科學差異做了簡單的比較。

所以中國人對物質的認識就同時包含精神（氣）與物質層面，當然就認為「萬物皆有靈」，像結晶實驗中的水，宛如生命體，能辨別情緒。所有物質就如同人一樣，一但形成就同時「衝氣和」成靈體，因此數學在中國古代科學就不是重要的工具。主因就是數學對有形的物質量化有其巧善表達形式，對無形的氣就毫無用武之地，就像現代科學想運用數學模式要模擬人的情緒變化，非常困難。

因此以陰陽五行方式整體觀察有形無形宇宙事物變化就成了古代中國科學的特色。至於中國古代科學家如何觀察到物質的「衝氣和」，筆者衷心建議讀者參閱李洪志老師所著《轉法輪》，談到有關天目修煉問題。基本上，中國古代傑出的科學家多數擁有特異功能，所以是一種直接觀察多重空間中物質變化的科學，也就跟科學家自身的心性（道德水準）有密切關係，所以後世學者心性高低對於大科學家成就的認識，也就起至關重要的影響。簡單地說，宇宙的真實只會展現給道德高尚的人，這也就是為甚麼失傳現象相當普遍，許多技能不是努力學習可以取得，這一點也和現代科學不一樣。

有了對中國古人物質的認識概念，我們再認識中國古代科學發展就顯得趣味盎然，也許會出現更新的認識。

－－轉載自明慧網

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【<古人智慧> 古代中國化學史漫談──物質觀】

（明慧網）我們都知道中國古代一直有很高的科學成就，傑出的科學家歷代都有，但是零散發展現象與現代科學系統發展截然不同。最明顯就是承傳，古代科技失傳現象很普遍，這對「科技代表財富」的現代人來說簡直是匪夷所思。其實這與中國古人對物質的認識，有著密切的關係。在從化學的角度漫談中國古代各項成就發展的系列裏，就先從對物質的認識談起。

中國古代對物質的認識基本就是「五行學說」，認為金、木、水、火、土這五行構成了宇宙中萬事萬物。這種認識究竟始於何時呢？這個問題恐怕現在已經無史可考，因為在漫長的歷史歲月，它似乎是一直伴隨中國文化演進的，可以說是中國文化的基石之一。在《尚書．洪范》裏五行指的就是金、木、水、火、土。

尚書，就是孔子注疏的六經中的「書經」，是中國古老的政治文獻集，最早的紀錄就是黃帝年代，距今約有五千年，也就是說早在中國有文字出現前，就已經存在對五行的認識了。其它像周朝的《國語》中有「……以土與金木水火雜，以成萬物」的記載。所以五行論是中國古代科學的基礎，就如同現代科學對宇宙物質的認識建立於「原子、分子說」。

但是比五行更微觀對物質的認識，在古代中國就有所謂的「陰陽理論」。孔子在《易經．繫辭傳》說：「一陰一陽之謂道」，「剛柔相推而生變化」；老子《道德經》：「道生一，一生二，二生三，三生萬物，萬物負陰而抱陽」。這似乎已經進入現代高能物理的範疇，不只是談微觀基本粒子，甚至是談物質形成過程。

所以五行構成的萬物，又因陰陽特性，五行也有自身的特性，在《尚書．洪范》裏也提到：「水曰潤下，火曰炎上，木曰曲直，金曰從革，土爰稼穡。潤下作咸，炎上作苦，曲直作酸，從革作辛，稼穡作甘。」五行又因自身特性，彼此交互作用下，在宏觀又出現了生、克的現象：「水克火，火克金，金克木，木克土，土克水」這是種制約作用；而「木生火，火生土，土生金，金生水，水生木」又構成另一促進循環，這就是著名的相生相剋理論。

中國古代就是在這種理論架構下，發展出獨特的天文、地理、曆法、物理、醫學、藥學、化學等科學，甚至影響中國音樂、建築、藝術、文化。以現代科學觀點看，這樣理論就有抽象、非量化等難以理解因素在其中，所以即使有許多實證成就，像中藥、針灸等，很多人仍然不承認這是科學。甚麼是癥結所在呢？這個問題恐怕難倒許多現代學者！

其實我們從《道德經．四十章》上的幾段談物質形成的論述，可以看出端倪：「天下萬物生於有，有生於無。」《道德經．四十章》「道生一，一生二，二生三，三生萬物。萬物負陰而抱陽，衝氣以為和。」《道德經．四十二章》「從道生一、二、三與有生於無」，這二段話合併起來看，我們可以理解：物質的形成是一個層次又一個層次，物質是由微觀物質組成為顆粒所組成，微觀物質又由更微觀物質組成顆粒組成，如此一層又一層；那我們現在有形的物質，其實是由無形的物質組成，意思就是高一層微觀物質對低一層而言是無形，更高一層對高一層也同樣存在「無形」形成「有形」的關係。
那麼「三生萬物，萬物負陰而抱陽，衝氣以為和」用我們現在科學能理解的意思就是：到了人肉眼所見這個層次，地球上所有的物質是由三種微觀物質組成，而所組成的萬物都有 「外覆陰內抱陽」的特性，這不就是談「原子論」嗎？由質子、中子、電子組成的週期表各種原子，原子的特性不正就是由帶負的電子（陰）覆繞環抱帶正電的原子核（陽）。

且不論中國古人如何觀察到原子的結構，有形還好理解，下一句「衝氣以為和」對現代人恐怕不是三言二語可以解釋的通的，這裏顯示中國古代科學對物質的認識譎異於現代科學。「衝氣以為和」不是這個物質空間有形的現象，勉強用白話講意思是：物質組成（陰陽作用）後另外空間會出現整和能量流，「和」有統一的意思，簡單是說：物質有無形的能量形式存在。

舉個最明顯的例子，比如說以現代解剖學看人體，一解剖就看見肌肉、血管、骨骼等組織；但中國古代除了也看見有形的肉體組織，另外同時觀察到人體無形的能量流動分布，這就出現在中醫所說的經絡、穴位，而在我們這個物質空間是看不見的。所以中國古代袪病健身就有氣功活動，氣在哪裏？氣為何物？

再舉個例，最近日本學者研究水結晶實驗，受讚美的水與受辱罵的水，出現的截然不同的結晶行為，其實就是意外地把「衝氣以為和」的現象給表現出來了，一個意念對物質本體似乎不起作用，其實就是中國常講的「動了氣」，意思是無形能量體受影響了，從能量守恆看，非常科學。這樣也許應能把中國古代對物質的認識與現代科學差異做了簡單的比較。

所以中國人對物質的認識就同時包含精神（氣）與物質層面，當然就認為「萬物皆有靈」，像結晶實驗中的水，宛如生命體，能辨別情緒。所有物質就如同人一樣，一但形成就同時「衝氣和」成靈體，因此數學在中國古代科學就不是重要的工具。主因就是數學對有形的物質量化有其巧善表達形式，對無形的氣就毫無用武之地，就像現代科學想運用數學模式要模擬人的情緒變化，非常困難。

因此以陰陽五行方式整體觀察有形無形宇宙事物變化就成了古代中國科學的特色。至於中國古代科學家如何觀察到物質的「衝氣和」，筆者衷心建議讀者參閱李洪志老師所著《轉法輪》，談到有關天目修煉問題。基本上，中國古代傑出的科學家多數擁有特異功能，所以是一種直接觀察多重空間中物質變化的科學，也就跟科學家自身的心性（道德水準）有密切關係，所以後世學者心性高低對於大科學家成就的認識，也就起至關重要的影響。簡單地說，宇宙的真實只會展現給道德高尚的人，這也就是為甚麼失傳現象相當普遍，許多技能不是努力學習可以取得，這一點也和現代科學不一樣。

有了對中國古人物質的認識概念，我們再認識中國古代科學發展就顯得趣味盎然，也許會出現更新的認識。

－－轉載自明慧網

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