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天文學與生活（原書第7版）

為了解決吸氦氣死亡的問題，作者（美）艾瑞克·簡森 這樣論述：

天文學是研究宇宙空間天體、宇宙的結構和發展的學科。本書通過對科學過程、宇宙大小和年齡，以及星系的演化，介紹了天文學的基本知識。內容包括天體和天球及其坐標、時間與曆法、星空區劃和四季星空、天文觀測工具和手段、天體物理性質及其測定、太陽系、地月系、地球及其運動、恆星、星系、宇宙等。全書通過緊密聯繫星空與地球的關係，說明了天文學對人類生活的影響，以及人類的未來。 Eric Chaisson: 哈佛大學天體物理學博士，曾任太空望遠鏡科學研究所高級科技人員，約翰‧霍普金斯大學和塔夫茨大學教授。現任教於哈佛大學，並在哈佛大學史密斯天體物理中心從事研究工作。出版關於天文學的書籍12本，兩次獲

美國文學獎，兩次獲美國物理研究獎，一次獲哈佛大學Smith-Weld獎。發表論文200餘篇，其中一些原創性論文為其贏得了哈佛大學天體物理B. J. Bok獎。 孫艷春: 北京師範大學副教授，長期從事天文學教學與研究工作，發表論文多篇，出版專著1部，譯著多部，曾多次獲教學獎，研究項目10多項。 第1部分 基礎   第0章 天空巡禮：天文學基礎/2 0.1 如眼所見/3 0.1.1 我們在空間中的位置/3 0.1.2 天上的星座/3 0.1.3 天球/4 0.1.4 天球坐標系/6 0.2 地球的軌道運動/6 0.2.1 天體的周日視運動/6 0.

2.2 季節變化/7 0.2.3 長期變化/9 0.3 月球的運動/10 0.3.1 月相/10 0.3.2 日食和月食/12 0.4 距離的測量/15 0.5 科學和科學方法/16 本章回顧/19 小結/19 複習題/20 概念自測：判斷題/多選題/20 計算題/20 活動/21   第1章 哥白尼革命：現代科學的產生/22 1.1 行星的運動/23 1.1.1 天空中的流浪者/23 1.1.2 地心說宇宙模型/23 1.1.3 太陽系的日心說模型/26 1.2 現代天文的產生/27 1.2.1 伽利略的歷史性觀

測/28 1.2.2 哥白尼體系的優勢/29 1.3 行星運動定律/29 1.3.1 第谷的複雜數據/30 1.3.2 開普勒定律/30 1.3.3 太陽系的大小/32 1.4 牛頓定律/33 1.4.1 運動定律/33 1.4.2 引力/34 1.4.3 軌道運動/35 1.4.4 重新考慮開普勒定律/36 1.4.5 科學進步的循環/37 本章回顧/38 小結/38 複習題/38 概念自測：判斷題/多選題/38 計算題/39 活動/39   第2章 光和物質：宇宙的內部作用/40 2.1 來自空中的信息/41

2.1.1 光和輻射/41 2.1.2 波動/42 2.2 波是什麼/43 2.2.1 帶電粒子間的相互作用/44 2.2.2 電磁學/44 2.3 電磁波譜/45 2.3.1 可見光成分/45 2.3.2 輻射的整個範圍/46 2.4 熱輻射/47 2.4.1 黑體光譜/47 2.4.2 輻射定律/48 2.4.3 天文應用/50 2.5 光譜儀/50 2.5.1 發射線/50 2.5.2 吸收線/52 2.5.3 天文應用/53 2.6 譜線的形成/54 2.6.1 原子結構/54 2.6.2 輻射粒子的本質/55

2.6.3 氫的光譜/55 2.6.4 基爾霍夫定律的解釋/56 2.6.5 更複雜的光譜/57 2.7 多普勒效應/58 2.8 譜線分析/59 本章回顧/60 小結/60 複習題/60 概念自測：判斷題/多選題/61 計算題/61 活動/61   第3章 望遠鏡：天文學的工具/62 3.1 光學望遠鏡/63 3.1.1 反射式和折射式望遠鏡/63 3.1.2 反射式望遠鏡的分類/65 3.1.3 探測器和圖像處理/68 3.2 望遠鏡大小/69 3.2.1 集光能力/69 3.2.2 分辨能力/71 3.

3 高分辨率天文學/72 3.3.1 大氣模糊效應/72 3.3.2 新型望遠鏡設計/72 3.4 射電天文學/74 3.4.1 射電望遠鏡基礎/74 3.4.2 射電天文學的價值/75 3.4.3 干涉測量法/76 3.5 空基天文學/78 3.5.1 紅外和紫外天文學/78 3.5.2 高能天文學/80 3.5.3 全波段覆蓋/82 本章回顧/83 小結/83 複習題/84 概念自測：判斷題/多選題/84 計算題/84 活動/85   第2部分 我們的太陽系   第4章 太陽系：行星際物質和行星的誕生/88

4.1 太陽系簡介/89 4.1.1 行星的性質/89 4.1.2 類地行星和類木行星/91 4.1.3 太陽系碎片/92 4.2 行星際物質/92 4.2.1 小行星軌道/92 4.2.2 小行星的性質/94 4.2.3 彗星/96 4.2.4 彗星軌道/99 4.2.5 流星體/100 4.3 太​​陽系的形成/103 4.3.1 模型要求/104 4.3.2 星雲收縮/105 4.3.3 行星形成/106 4.3.4 形成類木行星/108 4.3.5 太陽系的分異/109 4.3.6 小行星和彗星/110 4.3.7

太陽系的規則性和不規則性/111 4.4 系外行星/111 4.4.1 探測系外行星/111 4.4.2 系外行星的性質/113 4.4.3 系外行星的組成/115 4.4.4 太陽係不同尋常嗎/115 4.4.5 尋找地球類行星/116 本章回顧/117 小結/117 複習題/118 概念自測：判斷題/多選題/118 計算題/119 活動/119   第5章 地球及其衛星：我們的宇宙後院/120 5.1 地球和月球/121 5.1.1 物理性質/121 5.1.2 整體結構/122 5.2 潮汐/122 5.2.1

重力變形/122 5.2.2 潮汐鎖定/124 5.3 大氣層/125 5.3.1 地球的大氣/125 5.3.2 溫室效應/127 5.3.3 月球空氣/128 5.4 地球和月球的內部結構/130 5.4.1 地震學/130 5.4.2 地球內部建模/130 5.4.3 分異/132 5.4.4 月球內部/132 5.5 地球的表面活動/133 5.5.1 大陸漂移說/133 5.5.2 是什麼驅動板塊運動/134 5.5.3 月球上的板塊構造/136 5.6 月球的表面/136 5.6.1 大尺度特徵/136 5.6.2

隕擊/137 5.6.3 月球侵蝕作用/139 5.7 磁層/139 5.7.1 地球的磁層/139 5.7.2 月球的磁場/141 5.8 地月系統的歷史/141 5.8.1 月球的形成/141 5.8.2 月球的演化/142 本章回顧/143 小結/143 複習題/144 概念自測：判斷題/多選題/144 計算題/145 活動/145   第6章 類地行星：對比研究/146 6.1 軌道和物理性質/147 6.2 自轉速率/148 6.2.1 水星奇特的自轉/148 6.2.2 金星和火星/149 6.3 大

氣層/150 6.3.1 水星/151 6.3.2 金星/151 6.3.3 火星/152 6.4 水星表面/152 6.5 金星表面/154 6.5.1 大比例尺地形圖/154 6.5.2 火山作用和隕擊/155 6.6 火星表面/157 6.6.1 大比例尺地形圖/158 6.6.2 火星上的火山活動/160 6.6.3 火星上過去有水的證據/160 6.6.4 今天水在火星上的何處/162 6.6.5 火星著陸器的探索/164 6.7 內部結構和地質歷史/167 6.7.1 水星/167 6.7.2 金星/168 6.7

.3 火星/168 6.8 地球、金星和火星上的大氣演化/169 6.8.1 金星上失控的溫室效應/169 6.8.2 火星大氣層的演化/170 本章回顧/171 小結/171 複習題/171 概念自測：判斷題/多選題/172 計算題/172 活動/172   第7章 類木行星：太陽系中的巨型天體/173 7.1 木星和土星的觀測/174 7.1.1 地球視角/174 7.1.2 空間探測器探索/175 7.2 天王星和海王星的發現/176 7.3 類木行星的體特性/178 7.3.1 物理性質/179 7.3.2 自轉速

率/180 7.4 木星的大氣/181 7.4.1 整體外觀和組成/181 7.4.2 大氣結構/182 7.4.3 木星上的天氣/183 7.5 外層類木行星的大氣/184 7.5.1 土星大氣的組成/184 7.5.2 土星上的天氣/185 7.5.3 天王星和海王星的大氣成分/186 7.5.4 天王星和海王星上的天氣/186 7.6 類木行星的內部/187 7.6.1 內部結構/188 7.6.2 磁層/189 7.6.3 內部加熱/190 本章回顧/192 小結/192 複習題/192 概念自測：判斷題/多選題/19

2 計算題/193 活動/193   第8章 衛星、環和類冥矮行星：巨人之間的小世界/194 8.1 木星的伽利略衛星/195 8.1.1 “小太陽系”/195 8.1.2 木衛一：最活躍的衛星/197 8.1.3 木衛二：鎖定在冰中的液態水/198 8.1.4 木衛三和木衛四：異卵雙生/199 8.2 土星和海王星的大衛星/200 8.2.1 土衛六：帶有大氣的衛星/201 8.2.2 海衛一：從柯伊伯帶中俘獲/204 8.3 中型類木衛星/204 8.4 行星環/207 8.4.1 土星的壯觀環系統/207 8.4.2 洛希極

限/208 8.4.3 土星環的精細結構/209 8.4.4 木星、天王星和海王星的環/211 8.4.5 行星環的形成/212 8.5 海王星之外/213 8.5.1 冥王星的發現/213 8.5.2 冥王星-冥衛一系統/213 8.5.3 類冥矮行星和柯伊伯帶天體/215 本章回顧/216 小結/216 複習題/217 概念自測：判斷題/多選題/217 計算題/217 活動/218   第3部分 恆星   第9章太陽：我們的母恆星/222 9.1 太陽/223 9.1.1 整體結構/223 9.1.2 光度/2

24 9.2 太陽內部/224 9.2.1 太陽結構建模/225 9.2.2 能量輸送/226 9.2.3 太陽對流的證據/228 9.3 太陽的大氣層/228 9.3.1 色球層/229 9.3.2 過渡區和日冕/230 9.3.3 太陽風/231 9.4 活躍的太陽/231 9.4.1 太陽黑子/231 9.4.2 太陽的磁場/232 9.4.3 太​​陽的活動週期/233 9.4.4 活躍區域/235 9.4.5 X/射線下的太陽/236 9.4.6 變化的日冕/237 9.5 太陽的中心/237 9.5.1 核聚變/2

37 9.5.2 質子-質子鏈/238 9.5.3 太陽中微子的觀測/240 本章回顧/241 小結/241 複習題/242 概念自測：判斷題/多選題/242 計算題/243 活動/243   第10章 恆星測量：巨星、矮星和主序星/244 10.1 太陽鄰域/245 10.1.1 恆星視差/245 10.1.2 離太陽最近的恆星/246 10.1.3 恆星的運動/247 10.2 光度和視亮度/248 10.2.1 另一個平方反比定律/248 10.2.2 星等標度/249 10.3 恆星的溫度/250 10.3.1

顏色和黑體曲線/250 10.3.2 恆星光譜/252 10.3.3 光譜分類/252 10.4 恆星的大小/253 10.4.1 直接測量和間接測量/253 10.4.2 巨星與矮星/254 10.5 赫羅圖/255 10.5.1 主序/255 10.5.2 白矮星和紅巨星區域/256 10.6 宇宙距離標度的延伸/257 10.6.1 分光視差/258 10.6.2 光度分類/259 10.7 恆星的質量/260 10.7.1 雙星系統/260 10.7.2 質量的測定/261 10.7.3 質量和恆星的其他性質/261 本

章回顧/263 小結/263 複習題/264 概念自測：判斷題/多選題/264 計算題/265 活動/265   第11章 星際物質：銀河系中恆星的形成/266 11.1 星際物質/267 11.1.1 氣體和塵埃/267 11.1.2 星際物質的密度和組成/269 11.2 恆星形成區域/270 11.3 暗黑塵埃雲/273 11.3.1 可見光的遮擋/274 11.3.2 21厘米輻射/275 11.3.3 分子氣體/276 11.4 類日恆星的形成/277 11.4.1 引力和加熱/277 11.4.2 階段1——星

雲/278 11.4.3 階段2 和階段3——持續收縮的星雲碎片/278 11.4.4 階段4——原恆星/279 11.4.5 階段5——星前演化/280 11.4.6 階段6 和階段7——新生恆星/282 11.5 其他質量的恆星/282 11.5.1 零齡主序/282 11.5.2 “失敗”的恆星/28 11.6 星團/284 11.6.1 星團和星協/284 11.6.2 星團和星雲/286 本章回顧/287 小結/287 複習題/288 概念自測：判斷題/多選題/288 計算題/288 活動/289   第12章

恆星演化：恆星的誕生與死亡/290 12.1 離開主序/291 12.1.1 恆星和科學方法/291 12.1.2 結構變化/291 12.2 類日恆星的演化/292 12.2.1 階段8 和階段9——亞巨星到紅巨星/293 12.2.2 階段10——氦燃燒/294 12.2.3 階段11——再次成為紅巨星/295 12.3 低質量恆星的死亡/296 12.3.1 階段12——行星狀星雲/297 12.3.2 緻密物質/298 12.3.3 階段13——白矮星/298 12.3.4 新星/300 12.4 質量大於太陽的恆星的演化/301

12.4.1 重元素的形成/301 12.4.2 超巨星的觀測/302 12.4.3 演化結束/303 12.5 超新星爆發/304 12.5.1 新星和超新星/304 12.5.2 I/型和II/型超新星的解釋/305 12.5.3 超新星遺跡/306 12.5.4 重元素的形成/307 12.6 星團中恆星演化的觀測/308 12.7 恆星演化的周期/312 本章回顧/314 小結/314 複習題/315 概念自測：判斷題/多選題/315 計算題/315 活動/316   第13章 中子星和黑洞：物質的奇異狀態/317

13.1 中子星/318 13.2 脈衝星/319 13.2.1 脈衝星模型/319 13.2.2 中子星和脈衝星/321 13.3 中子星雙星/322 13.3.1 X射線源/322 13.3.2 毫秒脈衝星/323 13.3.3 脈衝星行星/324 13.4 γ射線暴/325 13.4.1 距離和光度/325 13.4.2 爆發的原因/327 13.5 黑洞/329 13.5.1 恆星演化的最後階段/329 13.5.2 逃逸速度/329 13.5.3 視界/330 13.6 愛因斯坦的相對論/330 13.6.1 狹義相

對論/331 13.6.2 廣義相對論/333 13.6.3 空間彎曲和黑洞/334 13.7 黑洞附近的太空旅行/336 13.7.1 潮汐力/336 13.7.2 靠近視界/336 13.7.3 黑洞深處/338 13.8 黑洞的觀測證據/338 13.8.1 雙星系統中的黑洞/338 13.8.2 星系中的黑洞/339 13.8.3 黑洞確實存在嗎/340 本章回顧/341 小結/341 複習題/341 概念自測：判斷題/多選題/341 計算題/342 活動/342   第4部分 星係與宇宙   第14章 銀

河系：太空中的旋渦星系/346 14.1 銀河系/347 14.2 測量銀河系/349 14.2.1 恆星計數/349 14.2.2 變星的觀測/349 14.2.3 一種新標尺/350 14.2.4 銀河系的大小與形狀/351 14.3 星系結構/352 14.3.1 銀河系成圖/353 14.3.2 星族/354 14.3.3 軌道運動/354 14.4 銀河系的形成/355 14.5 銀河系旋臂/357 14.6 銀河系的質量/361 14.6.1 暗物質/361 14.6.2 恆星暗物質的搜索/362 14.7 銀河系中心

/363 14.7.1 銀河系中的活動/363 14.7.2 中心黑洞/365 本章回顧/367 小結/367 複習題/367 概念自測：判斷題/多選題/367 計算題/368 活動/368   第15章 正常星系和活動星系：宇宙的基石/369 15.1 哈勃的星系分類/370 15.1.1 旋渦星系/371 15.1.2 橢圓星系/372 15.1.3 不規則星系/373 15.1.4 哈勃序列/375 15.2 星系在空間中的分佈/375 15.2.1 擴展距離尺度/376 15.2.2 星系團/377 15.3

哈勃定律/378 15.3.1 宇宙退行/378 15.3.2 哈勃常數/380 15.3.3 距離階梯的頂端/380 15.4 活動星系核/381 15.4.1 星系輻射/381 15.4.2 賽弗特星系/382 15.4.3 射電星系/383 15.4.4 類星體/386 15.5 活動星系的中央引擎/388 15.5.1 能量產生/388 15.5.2 能量發射/390 本章回顧/391 小結/391 複習題/392 概念自測：判斷題/多選題/392 計算題/393 活動/393   第16章 星系和暗物質：宇宙

的大尺度結構/394 16.1 宇宙中的暗物質/395 16.1.1 星系質量/395 16.1.2 可見物質和暗暈/396 16.1.3 星系團內氣體/397 16.2 星系碰撞/398 16.3 星系形成和演化/400 16.3.1 並合與兼併/400 16.3.2 演化和相互作用/401 16.3.3 建立哈勃序列/404 16.4 星系中的黑洞/404 16.4.1 黑洞質量/404 16.4.2 類星體時期/405 16.4.3 活動星系和正常星系/407 16.4.4 活動星系和科學方法/408 16.5 超大尺度上的宇宙

/409 16.5.1 星系團族/409 16.5.2 紅移巡天/410 16.5.3 類星體吸收線/411 16.5.4 類星體“幻影”/413 16.5.5 暗物質成圖/415 本章回顧/416 小結/416 複習題/417 概念自測：判斷題/多選題/417 計算題/418 活動/418   第17章 宇宙學：大爆炸和宇宙的命運/419 17.1 最大尺度上的宇宙/420 17.2 膨脹宇宙/421 17.2.1 奧伯斯佯謬/421 17.2.2 宇宙的誕生/422 17.2.3 大爆炸的位置/422 17.2.4

宇宙學紅移/423 17.3 宇宙動力學和空間幾何/423 17.3.1 兩種未來/423 17.3.2 宇宙的形狀/425 17.4 宇宙的命運/425 17.4.1 宇宙的密度/426 17.4.2 宇宙加速/426 17.4.3 暗能量/427 17.4.4 宇宙的組成/429 17.4.5 宇宙的年齡/429 17.5 早期的宇宙/430 17.5.1 宇宙微波背景/431 17.5.2 宇宙中的輻射/432 17.6 原子核和原子的形成/432 17.6.1 氦的形成/433 17.6.2 核合成和宇宙的組成/433

17.6.3 原子的形成/434 17.7 宇宙膨脹/434 17.7.1 視界和平直性問題/434 17.7.2 暴脹時期/435 17.7.3 暴脹對宇宙的影響/436 17.8 宇宙中大尺度結構的形成/437 本章回顧/440 小結/440 複習題/440 概念自測：判斷題/多選題/441 計算題/441 活動/442   第18章 宇宙中的生命：我們是否孤單/443 18.1 宇宙的演化/444 18.1.1 宇宙中的生命/444 18.1.2 地球上的生命/445 18.1.3 星際起源/446 18.1.4 多

樣性和文化/447 18.2 太陽系中的生命/448 18.2.1 我們所知的生命/448 18.2.2 極端環境中的生命/449 18.3 銀河系中的智慧生命/450 18.3.1 德雷克方程/450 18.3.2 銀河系壽命期間恆星形成的平均速率/451 18.3.3 具有行星系統的恆星的比例/451 18.3.4 行星系統中宜居行星的平均數量/451 18.3.5 出現生命的宜居行星的比例/453 18.3.6 出現智慧生命的宜居行星的比例/453 18.3.7 出現開發和利用技術的智慧生命的行星的比例/453 18.3.8 技術文明的平均

壽命/454 18.4 尋找外星人/454 18.4.1 認識我們的鄰居/454 18.4.2 射電搜索/455 18.4.3 水洞/456 本章回顧/457 小結/457 複習題/457 概念自測：判斷題/多選題/457 計算題/458 活動/458 附錄A 科學記數法/460 附錄B 天文測量/461 附錄C 常用數據表/463 詞彙表/466

拯救或毀滅世界的十種新創科技

為了解決吸氦氣死亡的問題，作者凱莉‧韋納史密斯查克‧韋納史密斯 這樣論述：

《紐約時報》暢銷科普書 《華爾街日報》年度最佳科學書 《科技時代》年度最佳科學書 趨勢科技版的《如果這樣，會怎樣？》 　　意想不到的未來，就在眼前！ 　　未來，這世界到底會變成怎樣？ 　　為什麼距離首次登月已經這麼久了，我們還沒有在月球上建立殖民地？ 　　為什麼許多我們期盼已久的科技，還沒有成真？ 　　《拯救或毀滅世界的十種新創科技》帶你預見未來， 　　細數十種眾所矚目的發展中新興科技， 　　例如上太空要如何變便宜、我們要如何利用太空資源、 　　醫學會不會走到為個人量身訂製的境界、 　　3D列印有沒有可能解決器官移植的問題， 　　我們能不能為大腦編寫程式，讓自己更聰明？ 　　作者用逗趣

的漫畫與幽默的解析， 　　說明這些科技目前進行到哪裡， 　　它們繞了哪些冤枉路、走了哪些死胡同， 　　怎樣會把這世界搞得一塌糊塗， 　　怎樣才可能讓我們的明天會更好！   作者簡介 凱莉‧韋納史密斯Kelly Weinersmith 　　美國萊斯大學生物科學系兼任副教授，她研究的是操弄宿主行為的寄生蟲。她除了是一流的研究者，還主持了一個全美排行前二十名的熱門科學播客「科學有點是」（Science……Sort Of）。她的研究也在《科學》、《自然》等期刊。 查克‧韋納史密斯Zach Weinersmith 　　知名網路漫畫家。他的第一個學士學位讀的是文學，但在開始畫漫畫之後，對科學產

生了興趣，於是回到大學取得物理學士學位。他有一個頗受歡迎的冷笑話漫畫網站「周六早晨的麥片粥」（Saturday Morning Breakfast Cereal），作品散見於《經濟學人》、《華爾街日報》等媒體。 譯者簡介 黃靜雅 　　臺南市人，臺灣大學大氣科學碩士，著有《臺灣天氣變變變》（合著），譯有《看雲趣》、《觀念地球科學》（合譯）、《地震與文明的糾纏》、《大口一吞，然後呢？》、《第六次大滅絕》（榮獲第八屆吳大猷科普翻譯類佳作）、《如果這樣，會怎樣？》、《勇往直前》。 　　除了大氣科學專長，也曾出版音樂專輯「看月娘」、「生活是一條歌」；創作兒童音樂專輯「春天佇陀位」及「幸福的孩子愛

唱歌」等。 　　2002年之後定居加拿大溫哥華，卻心繫臺灣的一舉一動，自稱是「用母親的眼睛與關懷萬物的心，跨界地球大氣與原創音樂」的家庭主婦。   前言：預見十大酷炫科技，重點是「預」見喔！ 第一篇    預見未來的宇宙 1. 太空旅行可以更便宜嗎？：征服最後疆界的代價，實在貴死了 2. 小行星採礦：盡情搜刮太陽系的廢物堆 第二篇    預見未來的事物 3. 核融合能源：太陽的能源就是這麼來的，但它能用來烤麵包嗎？ 4. 可程式物質：如果你的所有東西都可以變成你的任何東西，那會怎樣？ 5. 用機器人蓋房子：金屬僕人，給我蓋一間房子！ 6. 擴增實境：操縱現實的另一種選

擇 7. 合成生物學：有點類似《科學怪人》，不過怪物從頭到尾都在盡心盡力的煉藥和工業投入 第三篇    預見未來的你 8. 精準醫學：你的種種毛病都可以用統計學方法對症下藥了 9. 生物列印：要是可以列印新的肝臟，為什麼才喝七杯瑪格麗塔酒就不喝了？ 10. 腦機介面：你需要它，因為即使經過四十億年的演化，你還是不記得把鑰匙放在哪！ 結語：這些科技恐怕還要再等等――失落章節之墓       序 　　預測未來的書很多，這本書是其中之一。 　　幸好，預測未來挺容易的。人們一天到晚都在做預測。做出準確的預測倒是比較難一點，但是坦白說，真的有人在乎嗎？2011年有一項研究叫做「名嘴是不是在唬

爛」，評估二十六位專家的預言能力。預言能力的等級從「料事如神」到「老是摃龜」。 　　對大多數人來說，閱讀這項研究的樂趣，在於發現某某人不但是蠢到不行的蠢蛋，而且是「統計學算出來的」大蠢蛋。以我們這些科普作家的角度來看，這項研究還有一項令人格外激動的結論：不管這些名嘴的預言造詣如何，他們到現在都還有工作。事實上，最差勁的預言家中竟然有很多是最知名的公眾人物。 　　如果預言能力與功成名就，兩者確實扯不上關係，我們的立場已經穩如泰山了。畢竟，那些專家只是想揣測「爭吵不休的一小群政治人物，短期內會惹出什麼麻煩」而已。他們並不想決定：五十年內會不會出現上太空的「天梯」；我們會不會把腦子裡的東西上傳到

雲端空間；機器會不會幫我們印出新的肝臟、腎臟、心臟；醫院會不會利用游來游去的微型機器人來治病。 　　坦白講，本書提到的科技，到底會不會在特定的時間點實現它們最完整的面貌，實在難以奉告。新科技並不只是「慢慢累積愈來愈厲害的事物」而已。雷射和電腦等科技大幅度的飛躍突破，往往有賴於不同領域中彼此不相干的研究發展。就算有了這些重大發現，特定的科技會不會找到市場也沒人說得準。沒錯，來自1920年的時光旅人，我們有飛天車。錯了，沒有人想要這種車。它們是「西洋棋拳擊」式的載具 —偶爾看看還挺好玩的，不過多半的時間，你寧可不要一心二用。 　　考慮到我們為大家做的預測很可能不但不準，而且還很蠢，我們決定要採

取一些策略，那是我們在拜讀其他作者的預測未來書籍時學來的。 　　第一步，先做幾個初步的預測： 　　我們預測電腦會變得更快。我們預測螢幕解析度會變得更高。我們預測基因定序會變得更便宜。我們預測天空還是藍的，小狗還是很可愛的，餡餅還是很美味的，乳牛還是不停的哞哞叫，裝飾用的擦手巾還是只有你媽媽會在意。 　　請大家過幾年再回頭檢驗，看我們的預測準不準。注意喔，我們並沒有預測具體的時間點，所以選項只有「準」或「沒有不準」兩種。 　　我們已經做完第一階段的預測了，現在準備再接再厲。我們預測未來二十年內，可重複使用的火箭可望降低火箭發射成本達30% ∼ 50% 。我們預測未來三十年內，驗一次血可望

診斷出大多數的癌症。我們預測未來五十年內，奈米生物機器可望治好大多數的遺傳性疾病。 　　好，這樣總共是十一項預測。我們認為，如果十一項有八項料中，我們就應該被封為天才。喔對了，假如第一組當中有任何一項成真，你們就可以洋洋灑灑寫篇新聞稿，標題像是「預言基因定序之未來的夫妻檔說，太空旅行在不久的將來會很便宜」之類的。 　　準確預測未來很難。真的很難。 　　新科技從來不是孤僻天才異想天開想出來的。時間久了，這句話更是愈來愈有道理。特定的未來科技不知有多少中間技術需要事先開發出來，而且很多中間技術在一開始發現時，似乎無關緊要。 　　有一項最新開發的設備，稱為超導量子干涉儀（SQUID），我們會

在本書中加以討論。這種設備非常靈敏，可偵測腦部的細微磁場，這麼一來，分析人們的思考模式就不用在腦袋瓜上鑽洞了。 　　這東西是怎麼來的？ 　　嗯，超導體是任何「可在不耗電的情況下導電」的材料，跟以往的普通導體（例如銅線）不一樣，普通導體的導電效果相當好，但是中間會耗掉一些電。 　　會發明超導體，是因為兩百年前左右，法拉第正在製造某種玻璃器皿時，意外的把某種氣體包入玻璃管中，而管裡的壓力竟使氣體變成液體。那時候連電視都沒有，所以維多利亞時代有一群人對氣體液化的概念非常興奮。 　　結果發現，要液化氣體，冷卻比加壓更有效。科學家領悟了這層道理，著手開發先進的冷卻技術，因為這樣他們才有辦法液化頑

強的氣體元素，比如氫氣和氦氣。而且一旦有了液態氫或液態氦，你高興冷卻什麼東西，幾乎都可以利用它們來冷卻。 　　舉例來說，氦氣在液態時約為攝氏 –232.2 度，如果你把液態氦倒在任何東西上面，氦就會變成氣體並帶走熱量，直到你正在冷卻的東西也達到攝氏 –232.2 度左右為止。 　　後來科學家很想知道，把導體的溫度降到很低時會發生什麼事。導體冷卻時往往變得更容易導電。簡單的說，這是因為導體有點像是電子的管路，但它們並不是完美的管路。以銅線為例，銅原子是會阻礙電子運動的。 　　我們所謂的「熱」，其實只是原子層的急速晃動。加熱（也就是晃動）銅線中的原子時，原子較會阻礙電子往下游移動，這道理就像

是：開車時，如果前面的傢伙一直變換車道，你要一路開到底就比較難。在原子層面，晃動（也就是加熱）意味著電子較容易撞到銅原子，於是原子晃動得更厲害。這就是為什麼筆電充電器用了一段時間後，會變得很熱的緣故。 　　把液態氦放在導體上，銅原子的晃動能量就會轉移給氦原子，然後氦原子就飛走了。現在銅原子比較不晃動，電子受到的阻礙少了很多。溫度愈低，電子愈容易流動。 　　當時有個爭議：如果銅原子趨近於不晃動會怎麼樣？有人認為電導會停止，因為在那樣的溫度下，連電子也動不了。有人認為電導會變得非常好，但不會有什麼特別的事情發生。 　　所以研究人員開始把超低溫液態氣體倒在金屬元素上。這下可好，有些金屬達到一定

的超低溫時，竟然變成完美導體（也就是超導體）。如果讓金屬保持冷得足以超導的溫度，就可形成循環不已的電流迴路。這或許聽起來像是有趣的科學新知，但這會導致各種不可思議的怪事！那樣的循環電流會產生磁場，這表示你可以把這些冷金屬變成永久磁鐵，磁力強度則取決於你加了多少電流。 　　後來到了 1960 年代，有個叫約瑟夫森（Brian Josephson，曾獲諾貝爾獎，但目前他在劍橋大學一天到晚捍衛冷融合和「水記憶」之類的旁門左道）的傢伙，發現超導體的某種配置方式，可偵測磁場中的細微變化。這個裝置稱為約瑟夫森接面，因為有了這個接面，最後才能開發出超導量子干涉儀。 　　就這樣，說完了。想想看：假如兩百年

前有人問你，怎樣才能打造設備來掃描人的腦部型態，你難道會馬上回答：「好，首先要在玻璃管子裡裝一些氣體」？八成不會。事實上，連最後一道重要技術步驟（約瑟夫森接面，重申一下，發現這道步驟的人認為「水記得你丟入的東西」是有可能的）首度提出時，也被認為理論上是不可能的。它的性能所利用的理論架構，是法拉第死後很久才發展出來的，稍後我們會加以解釋。 　　科技發展的偶然性，正是我們為什麼沒有月球基地的原因，儘管我們認為早該有了，但我們有袖珍型超級電腦，這倒是很少有人料到。 　　本書提到的所有科技都面臨同樣的難題：我們能不能打造天梯上太空，可能取決於化學家把碳原子排列成小細管的能耐有多強。我們能不能隨心所

欲製造任何形狀的物質，可能取決於我們對白蟻的行為有多瞭解。我們能不能打造醫療用的奈米機器人，可能取決於我們對於摺紙的理解程度有多好。說不定，到頭來這些東西沒有一個派得上用場。歷史未必會一再重演。 　　我們現在知道，古希臘人會製造複雜的齒輪系統，卻從未建構先進的時鐘。古亞歷山大人擁有初步的蒸汽機，卻從未設計火車。古埃及人四千年前發明了折疊凳，卻從未創立IKEA。 　　總歸一句話：我們不知道這些事情什麼時候才會發生。 　　那幹嘛寫這本書？因為每天隨時隨地都有不可思議的事情發生，而大多數的人都不知道。還有人變得憤世嫉俗，因為他們認為我們早就該有核融合能源，或是可以在週末來趟金星之旅。這種失望，

可不能老是怪在對未來「畫大餅」的科學家頭上；與本書類似的書籍，往往忽略了我們與小說描述的未來之間，存在的經濟與技術挑戰。 　　我們不知道那些書為什麼總是漏掉這些挑戰。假如上月球輕而易舉，阿波羅 11 號的故事會更精采嗎？在我們看來，腦機介面的概念之所以如此令人心動，部分是因為，我們目前對於如何解讀人心思維幾乎毫無線索。有無窮無盡的問題等著問，許多事物等著發現，無上榮耀等著爭奪，無數英雄等著錦上添花。 　　我們選出十大新興領域炫科技來和大家一同探索，大致上從大排到小，從外太空、到龐大的實驗性發電廠、到打造事物及體驗世界的全新方式、到人體，最後一路到你的大腦。無意冒犯，請勿見怪。 　　我們對

於每個章節的指導原則是，如果你去泡酒吧，有人問你：「喂，核融合能源是怎麼回事？」你能提供的最佳答案是什麼？有人說，我們根本不知道酒吧長什麼樣子，但重點是每一章都會告訴你，某某科技是什麼，目前進行到哪裡了，實現這項科技的挑戰是什麼，怎麼樣可能會一塌糊塗，怎麼樣可能明天會更好。 　　對我們來說，科學進步令人興奮，並不是因為科學「幫我們做新的事情」。而是瞭解「去小行星挖礦」或「用一大群機器雄兵蓋房子」有多困難，才使科學變得更有趣。意思就是說，當這些事情終於真的發生，你就會明白到底科學進步會多令人興奮了。 　　對於科學技術繞了哪些冤枉路、走了哪些死胡同，你也會略知一二。我們在大部分章節的結尾，會把

挖掘出的一些怪誕（或噁爛或很讚）的小點子「報乎你知」。這些部分有時與本身的章節直接相關，有時只是一些很扯的東西，是我們在研究過程中碰到的。真的是很扯，比方像是「玉米麵包製成的章魚」那麼扯。 　　為了這所有的章節，我們必須拜讀一大堆科技書籍和論文，還得跟一大堆有點瘋狂的人打交道。有些人的瘋狂程度比較嚴重一點，他們通常是我們的最愛。進行這些研究的過程中，我們有一個共通的經驗，那就是我們對於每個主題的先入為主觀念，全都給毀了。我們在研究每個案例時，才發現我們不單是不瞭解技術本身，而且也不瞭解它受到什麼樣的阻礙。看似複雜的東西往往很簡單，看似簡單的東西卻往往很複雜。 　　新科技是很美妙的東西，正如

米開朗基羅的《聖母憐子》或羅丹的《沉思者》雕像，往往歷盡千辛萬苦才能創造出來。我們希望大家不但瞭解科技是什麼，而且瞭解未來為何如此頑強的抗拒我們的苦心。   凱莉與查克 寫於韋納史密斯莊園， 2016 年 9 月 　　P.S.  對了，我們也希望大家知道這個實驗：大學生被迫用一邊鼻孔呼吸，然後進行測驗。這有點扯得上關係。我們保證。（摘自本書前言）   9. 生物列印新肝臟列印就有，讓我們乾杯吧！想像有一天你一覺醒來，感覺疲憊不堪而且很想吐。等終於吐完了，你照照鏡子，發現眼睛和皮膚有點黃黃的。你把兒子叫來，他趕緊開車送你去醫院。幾個小時後，你的醫生進來，臉色凝重。你需要新的肝臟。「嗯，」你

心想，「找個肝臟會有多難？我認識的一大堆人都有肝臟。」你瞧瞧護理師。不行⋯⋯太小了。你瞧瞧醫生。不行⋯⋯太老了。你瞧瞧你兒子，眼神一亮。他搖搖頭。「老爸，我小時候打少棒時，你如果多來看幾場⋯⋯」所以你走投無路了，只好加入等候器官移植名單，名單上目前有十二萬兩千多人。不過，你運氣很好，排隊等候肝臟的只有區區一萬五千人。根據你的所在位置、健康情形、年齡等因素，可以預期的是，你等候的時間少則數月、多則三年。通常肝臟會先給病情最危急的人，這代表你可能要等到病情從「很糟」變成「糟透了」，才能獲得優先權。而且不行！不准為了早一點得到肝臟而拚命喝酒。名列器官移植名單，不一定代表你會及時得到肝臟。美國每年有八

千位等候器官的人死亡。不過，假設你是家境富裕的美國人好了。你肯定有更好的選擇。你可以成為醫療觀光客去其他國家，付錢叫陌生人把部分的肝臟「捐贈」給你。你可能要考慮一下肝臟是哪裡來的。或許你根本不用考慮。比方說，如果你去中國，你的肝臟可能是來自被處決的死刑犯。即使你能接受器官買賣的觀念，而且知道器官是人家自願捐贈的，那你可能要想一下，如何定義「自願」。有證據顯示，在這樣的體系裡，最常見的器官捐贈者都是指望還清債務的窮人。通常這些人得到的報酬會比當初講好的還少，而且到最後反而會更窮，因為他們的工作時數變少了，或是因為拙劣的手術影響了健康。所以你又回過頭來找自己的家人和朋友，乞求他們施捨一點肝臟。肝臟

具有相當神奇的再生能力，所以你不需要整個肝臟。「拜託啦，」你說：「只是一小塊肝臟而已嘛！」在你對自己二十年前錯過一場重要的少棒賽表示由衷的悔意之後，你好不容易說服你兒子捐贈。結果，你發現他和你不相容。哈！所以你沒去看那些少棒賽是對的。道歉收回。

低溫噴射式大氣電漿對纖維母細胞影響之研究

為了解決吸氦氣死亡的問題，作者張翰倫 這樣論述：

低溫噴射式大氣電漿被廣泛的應用在醫療上，包含滅菌、傷口癒合以及使惡性腫瘤凋亡等。電漿被證明可以在組織上進行滅菌，但不會使組織發炎，在慢性傷口的治療上，電漿已經成為一種很有吸引力的工具。不同的電漿參數對細胞造成的影響也不同，如造成細胞增生、凋亡或是細胞膜的損傷，低劑量的電漿對血管內皮細胞是相對無毒性，而高劑量的電漿會造成內皮細胞死亡。適當的電漿參數可能會促使纖維母細胞增生，纖維母細胞的增生在傷口癒合的皮膚生物學上產生關鍵作用。本研究評估低溫噴射式大氣電漿對纖維母細胞的細胞活性、膠原蛋白分泌量、移動能力、細胞型態及巨噬細胞發炎反應，我們的目標是優化電漿處理的實驗參數，例如處理時間及外加的功率等，

進而促使纖維母細胞增生，治療傷口癒合。本研究以自行設計之高壓阻尼波電源供應系統與介電質阻擋放電型式的低溫噴射式大氣電漿反應器結合，進行與細胞交互作用之研究，該設備在12.2 kV 的工作電壓與167.7 kHz的工作頻率下激發電漿，此激發狀態的電流為0.32 A，消耗功率為17.74 W，激發過程中最高溫度為25.43 oC。利用光學放射光譜儀檢測氦氣電漿可於777.32、845.74 和927.28 nm 可以觀察到活性氧物種的光譜。低劑量的電漿（90秒以下）對纖維母細胞是相對低的毒性，而高劑量的電漿（120至180秒）會造成細胞活性、膠原蛋白分泌量及移動能力下降。電漿處理10秒會促使纖維母

細胞比控制組多增殖16 %的細胞活性。最後，我們成功利用適當的電漿參數電漿促使纖維母細胞增加細胞活性及移動能力。