物理雙月刊 4月號/2020 42卷 第2期

在本期的內容中,我們將探討綠能產電的方式,包含了由太陽光發電的光伏電池、廢熱回收的熱電材料、甚至可以由雨水發電的摩擦生電技術。這些由大自收穫電力的科學,不同於石化燃料。基本上都可以做到零碳排,無溫室氣體的產生。希望藉由這些由基礎科學衍生的科學技術,能為降低全球暖化盡一分力。也希望我們的讀者因疫情減少外出時,能由本刊中的知識收穫滿滿,健康平安

2020 年 1 月底,正當華人社會要歡慶庚子新年時,卻同時迎來了新一波瘟疫的挑戰。瘟疫雖然造成了人類的痛苦與死亡,但是比起瘟疫,氣候變遷帶來的大型天然災害更為可怕,因為洪水,乾旱,風災,來得又快又猛,根本不讓人類有時間來應付。在工業革命後,人類大量使用煤炭與石化燃料,逐步造成氣候的變化。在本世紀初全球暖化議題開始發酵下,綠色能源使用,便成了一個關乎人類存亡的大事自 2019 年底的中國武漢首例發現開始,一種新型的肺炎蔓延全中國,並透過全球交通網絡散布到地球各個角落。面對瘟疫的挑戰,全世界的人類均聚焦於如何對抗疾病的傳播與解藥的研發。我們期盼在這一波的疫情中,科學家們能利用累積的醫學知識找出疫苗,並藉由科學與公衛知識的力量,來度過難關。

在過去的歷史上,人類也曾經多次的遇到疾病威脅。1796 年,金納(Edward Jenner,1749~1823,疫苗之父)首先發現了接種牛痘,可以預防天花病毒的感染。184 年之後,世界衛生組織於 1980 年正式宣布撲滅了天花,由人類傳染史中除名。19 世紀的巴斯德(Louis Pasteur,1822~1895,微生物學之父),因為子女深受傷寒之害,因此一生致力於傳染病疫苗的研究。他發明了狂犬病和炭疽病疫苗,並發展出細菌學。為後續的人類醫學,帶來了長足的進步。而在傳染病中,最著名的便是三次黑死病(鼠疫)大流行。過去的每一次流行,均造成世界上人口的大量死亡。甚至在 1665 年英國倫敦的大流行,迫使得剛從劍橋畢業的牛頓,回到鄉下思考微積分、光學、與天體運動,間接催生了牛頓力學體系。一直到 1940 年代,人類才有足夠的武器(抗生素),去對付這個傳染病史上最大的夢靨。而另一種著名的傳染病-霍亂,則一直到現在都還在公衛系統較為落後的地區流行。1832 年在法國的一次流行,帶走了一位年輕科學家。他便是本期阿文開講要介紹的熱力學之父-卡諾。而第一支的霍亂疫苗則出現在 1879 年,也就是卡諾過世後的 47 年。時至現今霍亂已經有了有效的治療與與預防方法。

03 總編輯的話
05 物理專文–熱電於再生能源之運用------陳洋元
19 物理專文–光能轉換成電能:材料的光、熱、電特性之影響------張勝雄
29 物理專文–當摩擦起電效應不再惱人-摩擦奈米發電機的誕生與演化------林宗宏

37 物理專欄–Play–Create–Learn 紐西蘭的科學與物理教育點滴Paywave 感應支付物理學-----蔡坤憲
49 物理專欄–卡諾父子與他們的熱血世代：(上) 勝利的組織者------高崇文
57 物理專欄–卡諾父子與他們的熱血世代：(下) 熱力學之父------高崇文
63 物理專欄–發現自然之美 諾貝爾物理獎1937年：柯林頓·戴維森------爾諾
67 物理專欄–發現自然之美 諾貝爾物理獎1938年：恩理科·費米------爾諾
71 物理專欄–發現自然之美 諾貝爾物理獎1939年：恩內斯特·奧蘭多·勞倫斯------爾諾
75 物理專欄–從科普活動發展精緻化探究實作課程之光學教學示例------謝甫宜

87 好文推薦–用物理和數學方法洞悉癌症的形成與蔓延------朱家誼

「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。