2014年1月27日

大家談科學(徵稿中!)

我知道你不知道
作者/李武炎(任教淡江大學數學系)
本文想利用一則數論中的遊戲(或謎題)來說明數學邏輯推理的例子,其實這也是一個簡單的算術問題,不過我們會利用到兩個背景知識:

在中學,大家都學過正整數的因數分解,任何一個大於1 的正整數都可以分解成質因數的乘積,而且表成質因數的乘積方式只有唯一的一種(不管次序),這一個命題其實就是算術(或數論)基本定理。

在整數論中有一個哥德巴赫猜想:是否大於2 的偶數都可以表示成兩個質數(不一定相異)的和?如果我們試著檢驗若干的偶數:4 = 2 + 2, 6 = 3 + 3, 8 = 3 + 5, 10 = 3 + 7 = 5 + 5, 12 = 5 + 7, 14 = 3 + 11 = 7 + 7, 16 = 3 + 13 = 5 + 11,對這些大於2 的偶數而言,哥德巴赫猜想都是對的。事實上這個猜想已被證實對所有小於4×1018 的偶數都是正確的(利用超級電腦),但是數學的證明卻始終沒有人完成。..........【更詳細的內容,請參閱第530期科學月刊】

如何有效地儲存電力?
作者/賴昭正(前清大化學系教授)
在討論台灣是否該發展電動汽車時(科月第523、525 及526 期本專欄),曲建仲指出筆者難以相信之電力浪費:由於白天用電量比晚上大得多,因此台電每晚以9000 MW(百萬瓦)的速率在浪費掉多餘的電力!

如果台電因效率問題真的不能在晚上關掉或減弱幾部發電機的運轉,難道台電不應致力於發展如何儲存那些多餘的電力嗎?台電謂台灣2012 年的平均電費為每度(仟瓦小時)2.72 元;假設每晚只浪費8 小時多餘的電力,則如何回收這些電力便是每年700 多億元的「廢物」回收工業!如果私人企業沒興趣研發,在資源相當有限的台灣,難道台電或政府也視而不見嗎?

如果台電或政府對此一資源回收真的沒興趣,美國加州政府可不輕易放棄此一機會了:其公共事業委員會於去年(2013年)10 月17 日一致通過,要求加州三大電力公司擴大儲存電量的能力,於2020 年達到1300 MW 的目標!此一創舉不但為全美第一,筆者相信也可能是全世界之率先!加州公共事業委員之所以做這決定,並不是要回收早、晚之用電量差,而是因加州之再生能源的發電量必須在2020 年時達到佔全發電量的33%以上(見科月526 期〈再談電動汽車值得發展嗎?〉)!太陽能及風力等再生能源的發電,其最大問題是不穩定,必須「靠天吃飯」,因此在發展它們時,當然也不容忽略如何儲存的問題!

美國加州矽谷之Stem 公司也於同年10 月24 日宣稱取得美金500 萬元的私人投資,將致力於鋰離子電池儲存系統的研發。投資公司之一主管Shah 謂:「從今天算起兩年,投資能量儲存將成主流──因主流資金(一般)須兩年的時間才會對新科技(投資)感到舒適。能量儲存的時鐘已開始計時了。」..........【更詳細的內容,請參閱第530期科學月刊】

人類智力探密

作者/周鑑恆(任教萬能科技大學光電系)
筆者學習物理,但對演化生物學有興趣,常思索一個問題:人類何以這麼聰明?學生物的朋友說,這個問題很難用天擇說解釋,是生物學的「難題」之一。「大家談科學」允許自己提出問題、自己給出解釋,因而不揣淺陋,提出個人淺見,與大家商榷。

人類之所以成為萬物之靈,是因為擁有發達的大腦。大約500~700 萬年前,人類的祖先和黑猩猩分家,大約250 萬年前起,腦容量朝向愈來愈大的方向發展。大約4 萬年前,也就是舊石器時代晚期,終於發展成智人,也就是現今的人類。

生物演化其實是地表物質變化的一部分,其驅力是「適存」。人類的祖先即使有天敵,即使不能擺脫食物與疾病的制約,只要勉強維繫繁衍,就得以生存。絕大多數的動物都是如此。

但是,人類創作工具,使用能源,發明電腦,探險太空,研究自己的大腦與DNA,治療疾病,增產糧食,所向披靡,毫無天敵,人口一發不可收拾。智力之高,遠遠超出「適存」所需,這似乎違反演化的規律。

人類超高智力的演化驅力到底為何?人類生活的主要內容,例如:喜歡交朋友、聽八卦,觀賞球賽,享受旅遊,制定法律,締結婚姻,建立國家,發動戰爭,都源於人類的本性。人類歷史幾乎就是一部戰爭史,這說明:戰爭其實是人類的本性。..........【更詳細的內容,請參閱第530期科學月刊】

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