温度决定一切

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1、溫度決定一切AMatterofDegrees作者簡介：沙格瑞(Ginosegre)現任賓州大學物理系天文教授。出生於意大利佛羅倫斯，在佛羅倫斯興紐約成長，目前定居於賓州。曾任麻省理工學院興牛津大學客座教授、賓州大學物理系天文系主任、國家科學基金會理論物理主任。沙格瑞是國際知名的高能基本粒子理論物理學家，出身於物理世家，叔父米利歐。沙格瑞(EmilioSegre為一九五七年諾貝爾物理獎得主。他也曾獲得許多學術榮譽，如史隆基金會(AlfredPSIoan.Foundatiorj)研究獎勵，以及古根基金會研究獎勵。2譯者簡介田靜如國立臺灣師範大學理化系學士，美國加州大學洛杉機分校物理化碩士，德國波昂

2、大學克庫勒有機化學研究所有面化學博士。曾任美國橡樹領域立研究所資深研究員，從事超前界流體，石油化學，界面化學，熱力學，光化學等領域的基礎科學研究。也曾執教於國立臺灣師範大學翻譯研究所，教授科技翻譯。譯有腐化書林出版陽臺上的化學家(天下文化出版)。目錄818溫度，決定一切緒論尺時鐘、溫度計第一章攝氏三十七度寒帶的南極企鵝和熱帶撒哈拉沙漠的駱駝，為什麽體溫同樣是攝氏三十七度上下？身體裏最熱的部位在哪裏？答案可不是【溫暖的心】，而是肝火很旺的肝！夏天我們喜歡吹電扇消暑，但你可知道，蜜蜂也會振動翅膀來散熱！我們潛水時會穿潛水衣保暖，而生活在北極冰水中的海豹，身上的脂肪就是最好的隔熱潛水衣，而且還有精密

3、的微血管調控裝置。我們演化出為了抵抗感染而引起發燒，可以發燒到底有什麽好處？464第二章測量溫度溫度影響了文明的演進，隨著人類用火的溫度愈來愈高，文明也愈來愈高明。SARS流行的時候，最搶手的東西就是溫度計，至U底是誰發明了溫度計？溫度有華氏、攝氏、凱氏之分，為什麽需要這些種度量標准？熱究竟是什麽？熱的威力怎么這么大，可以讓蒸汽機帶動火車頭，進而開啟工業革命。第三章解讀地球的冷與熱107北極的暖化，讓現在的北極熊比二十年前瘦了百分之十！溫度只要下降了0.5至一度，紐約港會結冰，我們還可以從瑞典，經過結凍的北海走至丹麥去。溫度如果升高一至三度，全球的海平面會上升十五至九十公分，多少陸地就要淹沒在

4、水中！為什麽大西洋的海水比太平洋的海水鹹一些，這又會對海洋環流造成什麽樣的影響？地球的大氣就像是溫室的玻璃，為什麽大氣可以上太陽輻射穿透進來，卻不讓地球的輻射返回太空？第四章高溫與低溫下的生命164深海熟泉的溫度高達攝氏三百度以上，應該是毫無生氣的海底地獄，為什麽附近充滿生機？竟然有細菌生活在黃石公車的溫泉裏，而且還可以帶來商機！我們以地球上生物的能源，最終來自光合作用，但是在黝黑深邃的海底卻發現不需光合作用的生物。冰河岩石上的細菌，為了在惡劣氣候下生存，每年只分裂一次，而不像一般的細菌每小時分裂一次。南極冰下有一個與世隔絕的地下湖，如果裏面發現生命，那么木星行星的冰石下也可能會有生命。第五章

5、太陽溫度透露的信息224來自太陽的微路子無聲無息的穿過我們，看不見也摸不到，但是利用微中子的偵測，卻可准確測量出太陽核心溫度。太陽核心的溫度是攝氏一七五00000度，實在高的難以想像。我們熱情享受的光和熱，源頭就來自這個超高溫的大火爐。我們以為所有的物質與輻射都無法逃脫黑洞，但其實黑洞也會有溫度！為什麽我們喜歡用溫度來述說宇宙的曆史？因為每個階段的溫度，都會影響宇宙的組成。宇宙的背景溫度，記錄了宇宙的早期輻射，也就是大霹靂遺留下來的痕跡。6第六章極低溫下的量子世界277我們怎么知道溫度的最低值是多少？這個最低值就是絕對零度，約等於攝氏二七三度。為什麽溫度降到某個特定點時，金屬的電阻會忽然消失，

6、形成超重體？超重、超流這些奇特的現象，都需要用量子力學來解釋，接下來我們該怎么運用這些迷人的特性？我們已經能夠把溫度升高到幾十億度，而且我們距離絕對零度也只差幾十億分之一度而已，還有什麽我們不知道的？附錄一志謝331附錄二參考資料333附錄三文字引用出處與圖片來源349緒論尺、時鐘、溫度計我們大部份的人清早起來，常免不了會問自己一些問題，像是：我今天需要到哪兒去？現在幾點鐘了？今天有多冷？在即將進入夢鄉之際，同樣的問題，我們又會預想明天的答案。不論是心中默想或是明白說出來，長度、時間、溫度的測量，就這樣制定了我們每天作息的韻律。三者中，我最感興趣的是微妙的溫度。雖然新的觀念擴展了我們的視野，但

7、是我們日常對長度和時間的理解，千百年來都沒有多少改變。我們對於尺和時鐘的應用，說起來可算曆史悠久，但是溫度卻完全不同。雖然我們都知道，嬰兒很快就懂得了熱和冷的感覺，然而我們對溫度的測量，實際上只有幾百年的曆史。即使是科學上對氣體溫度的了解（就是熱平衡中分子的平均動能），相較之下，也只能算是近期的事情。傳統上，普通的科學書籍所記的學科或是特別問題，多半是針對一般大剛。所以像是宇宙學、遺傳學，或是神經科學的書籍，不但實用，而且讀起來趣味盎然。現在我想采用另外一種不同的方式，希望能夠借助溫度的測量，來探討一下科學的多面性。這樣一來所涉及到的領域可能會很廣，所以事先不得不先做一些選擇，這些選擇不但反映

8、出我個人的背景與喜好，同時也包含了我的無知以及所知。為了提醒各位，首先應該先讓大家知道我是誰，並介紹我的故事又是住哪一方面發展。我是一個學物理的人。每當另人問起我的職業時，我都會說自己所從事的是家族事業。我的兄弟、侄子，以及許多堂表兄弟都是學物理的，我叔父是諾貝爾物理獎得主，岳父是知名的德國物理學家，甚至我妻子的姊妹也嫁給一位非常有名的維也納物理學家。所以說物理是我的職業，也是我的家族傳統。家族發跡于迷人的意大利城市兩代以前，我們的家族事業是造紙業。我的猶太裔祖父吉斯普。沙格瑞年輕的時候，從意大利北部的曼托瓦，遷移到在羅馬西方十五英里遠的提弗利。他在那里設立了一間小造紙廠。因為那里意大利才統一不久，首都日益繁榮，所以祖父的生意隨著市場的需求而蒸蒸日上。這個古老的國家以前是不容許猶太人經商立足的，然而當時反而大加鼓勵。因此我祖父在改革后的意大利，這個座落在亞平寧山腳下的城市，那時叫做泰伯，受到阿涅內河那數不清的瀑布的滋潤，茂密的白楊樹森林圍繞城市四周。所以泰伯曾經是一個消暑的好去處。隨著羅馬