深造物理

清晨的陽光、八達通「嘟」的一聲、手機連上 Wi‑Fi、微波爐叮一叮把早餐加熱——這些看似無關的日常細節，其實同…

在日常生活中，我們聽到的是20 Hz到20 kHz的聲音；超過這個上限，人耳就聽不見，這段「超出聽覺」的聲音，…

你每天滑手機、用八達通嘟閘，背後都有一個共同主角：納米技術(nanotechnology)。所謂「納米」是十億…

下完一場驟雨，在香港或許會見過一條色彩分明的彩虹，像一把倒掛的拱橋。很多人會問：為什麼彩虹總是弧形，從來不是直…

如果以坐地鐵做比喻，傳統電腦像是乖乖按路線圖走，一條路一條路試；量子電腦則像同時把所有可能路線「疊在一起」，再…

每天在香港穿梭地鐵、搭小巴、外送跑單、遠足登山、甚至在機場轉機，我們幾乎離不開地圖定位。手機上那個小小的藍點為…

在新聞畫面見到的航空母艦，看似一座漂浮城市，若再加上「核動力」三個字，很多人腦海自然浮現巨型反應爐、無限續航力、甚至「不用入油」。其實，核動力航母既是飛機場，也是海上發電廠；它靠的是一整套把原子層級的能量，穩定轉化為推進力與電力的工程系統。本文會帶你拆解核動力航空母艦的能量鏈、操作邏輯與現實限制，理解它為何強大、也為何不「無敵」。

想像一個會移動的發電廠，長期躲在水底，幾乎不用上浮加油，速度快、續航長、還要夠安靜——這就是核動力潛艇。它的核心不是柴油油箱，而是一座小型核反應爐(reactor)，把原子核裂變(fission)釋放的能量，轉成推動螺旋槳或泵噴推進器(pump-jet)的動力。本文用生活化的語言，把複雜工程拆解成幾個清晰部份：核反應如何變成推力？它為何能長時間潛航？同時，核動力也不是無敵，限制在哪？

在香港，地鐵穿梭、冷氣恆溫、手機充電，背後都仰賴穩定的電力供應。很多人聽過「核電」，也知道珠三角有核電站為本地…

如果把能量比喻成烹飪，核能就是最「濃縮」的高湯。有人說核聚變像把兩滴水合成一滴更大的水，核裂變則像把一顆大石敲成兩半。其實更貼切的比喻是：聚變是在高溫高壓下「拉近」帶正電的原子核，讓它們靠得足夠近，量子穿隧讓它們合併；裂變則是用中子把一個本來就有點「不穩陣」的大核推一把，分裂成幾塊更穩定的小核。兩者都把質量轉化為能量(E=mc²)，但門檻、工程挑戰、風險與廢物形態非常不同。

如果你今天搭港鐵趕上班、晚上再用手機導航回家，你其實已經默默地在與兩套相對論共處。愛因斯坦提出的狹義相對論(Special Relativity)與廣義相對論(General Relativity)就像兩把形狀不同的瑞士刀：前者專精處理高速運動與時間、空間的相對性；後者把重力從「拉扯的力」翻譯成「時空的幾何」。兩者不是互相競爭，而是互相嵌合：狹義相對論是廣義相對論在沒有重力、或足夠微小區域內的特例。本文將帶你看清它們的分別、連結與應用。

在香港的日常生活，我們會說地鐵飛站也不過幾分鐘、巴士早一班車也只是省十來分鐘。凡牽涉速度，就自然想能不能再快一點？在宇宙這個更大的舞台上，物理學給了一個令人既意外又堅定的答案：有一條終極限速，任何物體、訊息、因果影響都不能超過它，它就是光在真空中的速度 c。為什麼偏偏是光速？為什麼沒有任何「捷徑」可以跨越它？這篇文章帶你由麥斯威爾(Maxwell)到愛因斯坦(Einstein)，再到現代天文與量子觀念，一步步看清楚「宇宙限速」背後的結構。

天空為何呈藍？最多人傳說的原因是因為大海是藍色，反射上天，所以天就是藍色，但這個說法是錯的！你可能還會問日落時又為何變成金紅？雲為何是白的？這些日常畫面背後，其實是一套相當優雅而嚴謹的光學物理。本文將帶你走過現代大氣光學的要點：瑞利散射 (Rayleigh scattering)、米氏散射 (Mie scattering)、偏振 (polarization)、光學厚度 (optical depth) 與人眼視覺，共同拼出「藍天下午、紅色黃昏」的完整故事。

想像你和朋友各自拿著一枚看似普通的硬幣，你在香港，他在紐約。只要你把硬幣放到桌上、他也同時放到桌上，硬幣永遠會…

>相對論帶來的最大啟發之一，是時間不是「一把所有人共享的尺」，而是會被運動與引力改寫的度量。這讓「去未來」成為踏實的工程目標：你只需讓自己的世界線在時空中走一條更「省手錶」的路。而「回過去」則把我們帶到物理最敏感的地帶：因果律、能量條件、量子場論與宇宙學的交界。所有可查的線索，都指向它在現實宇宙中極不可能被實現。

在香港的潮濕夏天，33°C是常見的體感；冬天冷一點也只是十幾度。溫度這件事看似很日常，但當我們把溫度一路往下拉…

你可能看過燒紅的鐵、感受過冬天曬太陽的溫暖，也用過熱像儀在疫情時量體溫。這些現象背後，其實都指向同一個物理核心：黑體輻射(blackbody radiation)。它不只是熱學的課本內容，更是量子物理誕生的起點，也是我們理解太陽光譜、宇宙微波背景(Cosmic Microwave Background, CMB)與地球能量平衡的關鍵。本文用貼近日常的語言，帶你由廚房延伸到宇宙，扎實理解黑體輻射的概念、定律、數學骨架與應用。

愛因斯坦凝聚體（Bose–Einstein condensate, BEC）就是物質在極端低溫下，眾多原子「同聲合唱」的量子狀態。這不是比喻過火，而是字面上的「同一個量子態」：大量原子失去個別身份，成為一個巨大的量子波。這篇文章帶你從零開始，了解它的來龍去脈、怎樣做出來、為何神奇、以及可用來做甚麼。

你可能在電影、遊戲或中學課本的邊角聽過「四元素」：火、水、氣、土。它們像一套「世界說明包」，把自然萬物歸納成四種基本構件。對今天受過科學訓練的人來說，這種分類顯然過於粗糙；但若把時空拉回兩千多年前，四元素說是一次了不起的理性嘗試。本文想從現代物理與化學出發，帶你把這四個古老意象搬回實驗室，拆解它們背後對應的真實物質、能量與規律，並看看人類如何一步步走到原子與電漿(plasma)的世界觀。

我們日常量度世界，用的是公尺(m)、秒(s)、公斤(kg)、安培(A)等 SI 制。這些單位很方便：你坐港鐵看月台顯示屏，時間精準到秒；買菜講斤兩，大家一聽就懂。不過，從物理學的角度，這些單位其實帶著濃厚的人味——它們歷史悠久，但並非由宇宙本身「決定」。一百多年前，馬克斯·普朗克(Max Planck)提出另一套思路：若我們只依賴宇宙中最基本、到處相同、無法被「重新校準」的物理常數，能否造出一套最「天然」的度量標準？於是有了「普朗克單位」(Planck units)。

如果把微觀世界比作一個繁忙的港鐵車廂，費米子有點像每個人都要坐自己的座位，不能兩個人擠同一個位置；而玻色子則像一群人可以開心地圍在同一個站位，越多人越熱鬧。這幅畫面，其實就是量子世界兩大「族群」的根本差別：費米子遵從保利不相容原理(Pauli exclusion principle)，玻色子則喜歡「紮堆」(boson bunching)。但真正的分水嶺，並不只是「擠不擠得埋」，而是深藏在它們的自旋(spin)與統計(statistics)之中，牽動從金屬導電、雷射發光，到超流體與超導的整個現代科技版圖。

上帝粒子這名字來自科學家 Lederman 的一本通俗書，原意是想說這粒子重要到不得了，同時又很難捉到。他原本還戲稱它為那個該死的粒子 Goddamn particle。這名稱容易引起誤會：希格斯玻色子不是造物主，也不直接關於宗教。它只是現代物理裡的一個關鍵角色，解釋某些粒子為何有質量，為何電磁力與弱作用力在高能時是同根生的兩面。