物理雙月刊 [第44卷3期]:快科技-電腦運算輔助決策應用

點閱:5

其他題名:Physics bimonthly

作者:雜誌編輯團隊編

出版年:2022.06

出版社:台灣物理學會

出版地:臺北市

最新發刊 : 2022-06-01

雜誌類型 : 雙月刊


計次服務每月所有讀者總借閱次數上限為1250次,本月額度已滿,目前僅提供試閱 ,每月1日零時將重新計算開放借閱。

雜誌簡介: 我們賴以生存的能源 老店新開張:原來物理好精彩! 自上一期結束後,物理雙月刊正式跟過去說拜拜了!在這兩個月的時間裡,我們的編輯團隊加入許多新的成員,一同打造一個全新風貌的物理雙月刊。新網站在5月20 日隨著新總統的上任,重新開張了;雜誌的版面設計和專欄內容也都煥然一新,我們希望新的物理雙月刊可以吸引更多的讀者的目光,讓更多人看見原來物理不只是一堆數學公式所建構起來,也不再只是老師黑板上的無字天書,物理可以跟歷史有緊密的連結、物理可以從教育的觀點去剖析、物理可以用好多不同的方式出現在我們的生活裡,最後會看見原來我們一直跟物理生活著,從未遠離。

本期內容簡介
 
總編輯的話

電腦科技之發展一日千里,隨著算力與相關輔助設備的進步,從早期僅具簡單計算、擬合功能的「計算機」,到後來演變成可以從事文書處理,跟複雜運算功能的「電腦」,甚至到了今日還發展出具備人類思維模式的「智慧電腦」。每一階段的成長,都會帶動人類生活模式的改變。例如過去繁瑣的實體紙類文書傳遞工作,現在只要在家使用電腦,動動手指就可以簡單上網一鍵完成;今日大量使用人力判斷的車輛駕駛工作,未來也可能被具有人工智慧的自駕車所取代。而在科學的發展上,自電腦被發明後,科學與電腦一直都是互相刺激成長的好夥伴。例如利用電腦計算材料的模型與功能,可以促進新材料的發展;而新材料的發展又將增強電腦的算力與功能等…。因此繼上一期物理雙月刊報導了「人工智慧、機器學習、深度學習在科學上的應用」後,本期將接著針對電腦科技在地球物理與材料物理兩大領域上的使用,做接續的報導。
2004年,蘇門答臘島的強震引發南亞大海嘯,造成附近國家約22萬人死亡;2011年,日本311強震引發的海嘯,造成東日本地區2萬多人死亡與城市損害。當年來自全球各大新聞媒體的直播畫面,想必讓許多讀者想起來是餘悸猶存。因此對於地震後的海嘯預測,一直是世界沿海各國的重要國安問題。在2022年1月15日,東加洪阿東加-洪阿哈阿帕伊島的海底火山爆發,可能是本世紀以來最大規模的火山噴發,不但在東加首都努瓜婁發引發了5.8級地震,也造成了浪高約1.2米的海嘯。隨後在海嘯發生的7個小時後,日本也發布了預估1到3米的海嘯預報。由台灣與東加的距離與海嘯的傳播速度計算,在當時只剩下2小時的時間可以做出海嘯襲擊的估算與預防。本期的專文作者-中央大學吳祚任教授,在當下是如何做出緊急應變,並透過電腦模擬來預測火山爆發型的海嘯,襲台之可能性呢?詳情請看「東加海嘯為何那樣?」一文。
找尋新穎材料的方法,一直是材料科學中的重點發展項目。早期材料科學家是透過人工與經驗合成,逐步累積材料資料庫,這種以實驗為主的研發方式稱之為第一代典範(the First Paradigm);後來人類透過科學理論,計算與預測可能的新材料,運用這種方式的研究方法則稱為第二代典範(the Second Paradigm);近年來基於電腦科技的進步,使用第一原理的方法可以在現有的知識架構下,產生一批具有應用潛力的材料資料庫,這樣的過程稱之為第三代典範(the Third Paradigm)。而最新的研究方式,則是使用更進步的機器學習,透過已經累積的大量資料庫知識來更加精準地產生材料,甚至達到虛擬合成、模擬材料的處理流程、並預測處理後所可能呈現的各種物理、機械、與熱力學性質。而這樣流程,便屬於第四代典範(the Fourth Paradigm)的範疇。本期專文「材料科學在第四代典範科學的發展」,將介紹目前在最新的電腦輔助科技下,材料科學的未來發展與展望。
在本期的阿文開講,包含了慣性溯源(上)、(中)、(下)三篇,這是阿文嘔心瀝血的傑作。內文把「慣性」這個現在看似「普通常識」的觀念,是如何困擾著歷代的先賢大哲,以及承先啟後的發展脈絡,詳實地描繪出來。同時也讓讀者們了解,在科學發展的歷程中,任何新的理論、概念、與發展會受限於當代的知識水準,也與歷代的知識累積有因果關係。所以當大家以現代的眼光去看待古人的研究時,不要以今非古,也不應認為科學理論可以由單一個人橫空出世而獨立完成。
皮皮老師的物理心得,談論到了「新」「舊」物理之間的關係。當我們討論「新物理」出現時,到底是「舊物理」被推翻了,還是兩者可以視為不同情境下的應用工具。作者以牛頓力學與相對論、牛頓力學與量子力學、光的粒子與波動性、與光在材料中的傳播為例,討論「新」「舊」物理之間的關係適用範圍,提供給讀者做一個參考。
蔡坤憲老師在「紐西蘭的科學與物理教育點滴」專欄中,透過字義解釋與演示實驗,包含彈簧-質點系統、沙漏單擺、與圓周運動的投影,培養學生對簡諧運動的「物理感」,並進而衍生出向量(vector)跟相量(phasor)的概念。說明清晰簡單,值得一看。
本期物理雙月刊內容尚有1967與1968年的諾貝爾得獎介紹;新知方面有「水在GPS訊號上留下它的記號」和「海洋飛沫氣溶膠的快速酸化」等精采文章,可以細細品味。
最後,2022年6月號是個人擔任物理雙月刊總編輯的結束之作。自2020年1月迄今的兩年半期間,感謝雙月刊的顧問、副主編、作者、編輯、美編、小寫手、與助理群協助。才能讓每次的雙月刊順利出刊,也希望讀者們能夠滿意這段期間內雙月刊的品質與內容。下一期開始,總編輯的位置將交棒給師範大學物理系的高賢忠教授。未來在高總編輯帶領下,一定能夠創造出另一番新的氣象。
發揚科學精神,傳啟文明火炬。物理雙月刊總編輯楊仲準謝謝您對雙月刊的閱讀,也希望未來大家一起繼續支持物理雙月刊。
雜誌簡介
 
物理雙月刊的誕生
物理雙月刊前身為「中華民國物理學會通訊」,為提供本會會員彼此聯絡之用。後因會員深感國內尚缺乏一專門介紹物理發展及新知之刊物,乃於民國68年7月正式創刊,名為「物理季刊」,每三個月出刊一次,並請吳大猷先生特為本刊封面親筆提字。民國76年6月改名為「物理會刊」,每兩個月出刊一次。至民國82年再改名為現在的「物理雙月刊」。
 
物理雙月刊的定位
「物理雙月刊」定位為物理的科普雜誌,希望可以透過國內物理各領域專家 學者為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識,並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界,探尋物理之美。「物理雙月刊」努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣,進而邁向國際化,成為華人世界中重要的物理科普雜誌。
  • 總編輯的話(p.3)