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2007/11/26

太空物理報告


系上的郝老師,大概是最能無微不至地照顧學生的老師。今天下午的太空物理學課的分組報告,被郝姥刁得很慘。屏除掉師生之間的誤會與過於緊張造成的口誤,從與老師之間的互動中獲得的心得倒也不少。

導火線當然就是老師耳提面命的問題:「物理現象沒有對錯」。不只是物理,大多數的現象都是這樣。書本的知識只能參考用,網路的資訊與甚至是教授的教材也是一樣。偏激的來說,這些智慧充滿著個人主觀角度的對描述物理學或各類現象的方法與偏見,自然也會演變得像歷史一樣,沒有絕對的客觀。事實上,人說吃宵夜不好,但誰不吃?也沒聽過有人因吃宵夜造成病痛。

知識與常識有什麼差別?有人說,常識是大家都知道的對的事;知識則是只有少數人知道的對的事。儘管大家都說某件事是對的事,卻不見得是對的,因為知識不等於常識。這種事常發生在生活中,例如說「愈重的東西向下掉落的速度愈快」這現象,多數人認為如此,事實上這就物理的觀點來看是錯的。近來的一世紀,科學的演進飛快,事物的對錯已經不是簡單二分法,而是處在一種模糊的界限。就如量子力學預測的:「你無法知道電子的確切位置,除非它已經是過去。」實在是說得太好了。

把自然現象數學化,就成了物理。耶穌大概也沒想過可以用數字來描述它建構的世界。物理跟占卜是同樣本質的東西。占卜是靈感強的人對事物的預測,靈感強用科學的角度來說就是運氣好,世界的運行只是巧合的為這些占卜者預見。物理講求精準,我能說它只是碰巧找到與其現象大略一致之數學式,因為物理語言的力量對於存在於自然界多數未知的現象仍然有限。太空物理中的磁力線重聯是一例,各家說法均不同。

老師叫我們別太信書上的東西,搞得連她自己課堂上教授的東西似乎也不可信了。回到原點,還是她的老生常談:「用最根本的角度去思考問題」。不過這最根本到底是多根本?我想大概也沒有定論。

2007/11/19

太空所面試

上禮拜五面試完太空所,給自己的成績是65分。大抵上所有面試者之中,無人能敵四位教授,被問倒似乎是必然的事。

一進面試場,教授就叫我自我介紹報告將來的研究方向

自我介紹我有準備,研究方向的部分就瞎掰了。我大概是說:「我想要開發太空旅遊業與太空保險業這領域,因此需要進入所上學習太空環境與太陽物理的專業知識,因為整個太陽系就為太陽大氣包覆,太陽活動與其對太空環境的影響至關旅行者的安危與保險業者的利益,而該領域是尚未被人挖掘的至寶。」

言畢,呂教授問我:「有人做過這方面的研究嗎?」。這我根本不曉得,於是我說了第一個「不知道」。

後來潘教授問:「如果旅行家要傳遞訊息通知地球上的人,他該以何種頻率的電波發射至地球方可?」

喔喔!說到太空科學裡面的頻率,直覺的想到電漿頻率,但我根本不知其原因,而且我直覺可能有陷阱,只好硬著頭皮用我自己的想法分析。我一開始先提到顯微鏡的原理,說明提高波頻方能觀測更細微的物質,因此我猜說電波要入射大氣勢必要以低波頻,這樣子電波才能繞射過大氣的分子。

後來呂教授說:「波長太長不就繞射過地球,那怎麼收訊號?」。我一句話就被打敗。「那你畫一下大氣分層。」呂教授試著導引我的方向。

於是我簡單的畫出以溫度為標準的大氣分層結構,我在白板上依序寫出對流層、平流層、中氣層與增溫層和其分界的高度,我還順便補充了電離層的一些高度資訊。

潘教授問:「電離層怎麼被發現的?」

這我知道,我答:「主要是電離層會反射電波,使之在地表之間傳遞。人們發現空中有一道會反射電波的介質,才發現電離層。」

潘教授問:「所以你想一下外太空的電波要怎麼傳遞至地表?」

呂教授剛提示了這題的解答中,波頻並非減少。如果電波需要穿透電離層,其波頻勢必比手機的波頻大,那會是什麼頻率?

潘教授又問:「你知道 AM 和 FM 吧?它們各是什麼頻率?」

囧……我怎麼會知道:「我知道其中一個是可以在隧道中穿播,但我記不得是那一個了。」我以為這可能跟電波穿透電離層有關聯。

潘教授問:「那它各是什麼頻率?」

我說我不知道,最後一直處在苦思的情況下。我想乾脆就猜我最初想的答案好了。我說:「能穿透電離層的電波的波頻是電漿頻率嗎?」

「這個都講得出來,」呂教授說,「猜的嗎?」

我很誠實的說「是」。我後來才發現這是電漿物理中一個很基本的問題。慘!

這方面的問題串還沒結束。後來教授叫我寫下波動方程式。

波動方程式我很熟,我很快的把它寫出來。不過教授似乎認為我是找人猜題後才答對的。我很白目的說:「這個我很熟。」

教授們聽到我的自信之後,開始一連串的猛擊。先是叫我導出波動方程式,但每每我推導的方法教授都不認同。我從假設電場 E 同時是時間與空間的周期函式,寫到分別依推導過程中假設其為時間和空間的周期函式,最後從最基本的 Maxwell Equation 開始導起。

當我導到其中一個部分,就是把 Curl 和偏微分這兩個 Operator 互換時,潘教授提問說為何可以這樣做?

其理由當然不難,這是把 Curl 寫成 Matrix 的型式後,自然會得到的結果。但我當下完全沒想到這回是。於是教授笑我只會背公式而不知其背後的物理。

最後一個問題由林教授發問:「兩個厚度不同的玻璃杯,倒入熱水之後,哪個會較容易破?」

我說:「我的玻璃杯從來沒因為倒熱水而破掉,所以我不知道。」以上當然只是我的想法。

思考了許久,在呂教授的十秒倒數後,默默離開試場。


會問的題目基本上不難,都隱含在生活之中。範圍太大了,根本無從準備起,唯一的依靠大概是整個大學生涯中,真正花心思研究學問後的所得。在面試之後,才發現自己專業仍然不足,要繼續努力不懈。

2007/11/12

備份與網路化

在經歷桌機的頻頻固障之後,我開始有網路化的傾向。

我個人認為把資料放在硬碟內是非常不合適的。現在的人大多不懂得做資料備份。雖然科技進步快飛,硬碟容量愈來愈高,但品質與耐用度卻不斷下降,資料很容易因為硬碟固障而遺失。解決之道當然是要懂得做資料備份,定時把資料燒出來、另外準備硬碟存放備份,或者是把資料備份在 SD 卡或記憶體內。有錢的話,多買幾個硬碟作磁碟陣列也行。

另一種非常重要的備份是「使用環境」的備份。例如 XP 桌面環境設定值的備份,不然電腦固障需要重灌的話,很多設定值要重新調整是很麻煩的。其中最明顯的大概是「我的最愛」的部分,沒備份就是全無嘍!

而網路化呢,則是把所有的事情都上網去做。不僅可以另外在網路上備份一份資料,資料的使用也不會因使用地點而改變。如果你習慣用 outlook 收信,在計中你大概就無能為力了。

就以我的網路化來說,我用 Gmail 做 pop 收信;我用網路書籤來存取「我的最愛」;我文件大多數都線上編輯( 使用 Google文件 或 Think Free online doc)。這樣子,我隨時隨地都能存取我的資料,而不會被限制在自己的電腦。

腳痛

一個禮拜前的星期天,比壘球賽時扭到了腳。怪的是,也不算是真的扭到腳,不過是做了一個把右腳向後伸的動作,就受傷了。受傷當時還才剛開始比賽,人數不足的情況下,只好挨著頭皮繼續上場。三個小時的比賽結束後,腳痛到根本連走路都不行。在一種情義與勇氣的極致表現之後,負傷上陣讓傷勢快速惡化,到晚上時,根本只能用爬的,甚至讓我萌生接著要依附拐杖度日的念頭。

話說,那天比賽的成績還不錯呢!十個打席,四個安打。

還好只是韌帶受傷,會有痛到不能走感覺則是發炎引起的腫脹壓迫到神經的結果。現在走路就沒什麼問題,跑的話還是會痛。希望不會影響到下禮拜的比賽。