二維材料於半導體和能源產業的應用

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二維材料原來在凝態物理的理論中是無法存在的。有理論説二維系統不存在長距離的秩序。但好的物理學家總也有錯的時候，2004 年 Andre Geim 和 Konstantin Novoselov 一起發現了石墨烯—第一個實驗真正做出的二維材料，用的方法就只是用膠帶（scotch tape）去粘石墨，從石墨上成功剝離出單層的石墨烯。這個工作得了 2010年的物理諾貝爾獎。使用的膠帶 scotch tape 也因此聲名大噪，在物理圈裏有特殊意涵。

然後發展就快了。譬如説，2011年 Radisavljevic, Radenovic, Brivio, Giacometti and Kis 的 Single-layer MoS2 transistor 一文中試圖用也是二維材料的二硫化鉬 (MoS2) 當成電晶體中的通道（channel），在幾 nm 的尺度時它的表現比矽好太多了，漏電流很小，因此功耗大幅節省，這是半導體製程還能繼續往下推進的重要助力。又，這篇文章在 8 年內有近 8000 次的引用，這是我看近年來最髙的，影響深遠。

看一看科學與科技發展時程的差距：2004 年發現，2010 年得奬，2011 年設計應用，幾年後就會進入產線。我們學術與產業分離的硏究體制應該改變了！

延禧攻略—都原諒了

乾隆三年十月皇次子永璉（中宮嫡子，孝賢純皇后富察氏所出）夭逝，到魏瓔珞入宮的乾隆六年，富察氏的確喪子三年多。但永璉薨同日乾隆諭：是永璉未行冊立之禮，朕已命為皇太子矣。…一切典禮，著皇太子儀注行。這是明發的上諭，且喪禮依太子儀注，孝賢皇后不可能不知，沒理由跟乾隆白鬧了三年的饑荒。但是為了鋪陳富察氏的抑鬰心情，劇中乾隆於三年後才拿出藏於乾清宮「正大光明」匾後的密旨示富察氏。為了蓄積劇情張力，這就揭過去了吧！有趣的是，富察皇后卒年三十七，秦嵐也正三十七，是以演來入神。

乾隆十三年二月，富察氏隨駕東巡。三月十一日亥時，死於迴鑾途中的德州（濟南西北）舟次。正史這樣説，但是皇后深夜投水自戕，幾乎無人懷疑。戲中皇后是在內宮中墜樓，想是貪橫店的月色淒美。皇帝偸內弟媳是當時人無不知曉的事，但是帝后失和不由妬而是因欺她娘家太甚。不過內弟媳不是喜塔臘、爾晴，而是滿州八大貴族的那拉氏，説不定與皇太后一族還有些關係。而且福康安生於乾隆七年（不知道為什麼 wiki 説是乾隆十九年？）而且福康安尚有兄長福靈安、福隆安，為了簡化劇情，維持乾隆一代英主的正大光明形象，這些枝節一筆勾去，變成醉後一夜情，這便罷了。劇中傅恆與魏瓔珞藕斷絲連的感情，算是上天給傅恆甜密的復仇吧！

乾隆一朝三皇后，孝賢純皇后、繼皇后輝發那拉氏、孝儀純皇后（死後追封）魏佳氏。魏佳氏原是漢人魏姓入旗籍，正黃旗包衣，故從魏佳姓，這一奌是講究的。魏佳氏的確等到了最後的勝利，皇十五子永琰為她所出，就是後來的嘉慶帝。

看聶遠在戲中演乾隆總不安生。最早看聶遠的戲是《西逰記》，扮的是無甚人性的唐三藏。看他在後宮中廝混，彷彿唐僧進了盤絲洞般唐突—刻板印象入木三分了。至於吳謹言，戲中沒什麼好挑剔的，是戲外的風波。不是因為得罪了權貴，而是因為聽來行事風格與劇中人物相類。一個演員若只會演自己，將來前程有限。

後記：看到末了，岔去看《如懿傳》一、兩集，然後就倏然而止了。喜歡看周迅的戲，但她的額頭被瀏海遮去大半，看起來不復青稚。但是停戲是因為她的姓—烏那拉氏，這與前頭的輝發那拉講的是同一個。至於孰是孰非，自己查一下吧！與劇無關的失誤變動，只能說是編劇憊懶。

彩蛋：乾隆的八字

劇中演到乾隆懷疑自己的身世，太后掐指一算，唸出乾隆的八字：辛卯、丁酉、庚午、丙子，這是命理學上極有名的一造。以前看到髙陽小説提過，特地去買《四柱滴天髓》來看，這是命理學中的重要著作。四柱是指年、月、日、時，八字以天干地支記，故得八字。命主是日干，譬如乾隆的日干是庚，庚辛金，所以是金命。為什麼日干是命主？因為宋以前只有六字，以當時的最後一柱做命主理所當然，這就沿用到八字時期。乾隆的干支中有三金、三火、一水、一木。天干的四字庚、辛、丙、丁是火鍊秋金命，聰明秀異，秉賦甚厚的強勢命造。五行缺中央土，通達四方。若為帝王，是開疆闢土之主。而地支子午卯酉（十二地支的 1、4、7、10），局全四正。但是子午卯酉謂之四柱桃花；年上地支之卯，見時上地支之子為咸池，煞犯桃花，這叫遍野桃花。帝王有六宮，看似必然。

戲中魏瓔珞為激出乾隆胸中淤血，講乾隆於後宮遊走取媚，實在是從這遍野桃花的命格所引。正史、野史兼採，添加逸趣，就不忍再苛責了。

量子信息科學戰開打了

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我滿月時，蘇聯發射了史潑尼克一號衛星，引發了美國的科技總動員。60 年後，又因為另一枚衛星，美國再度科技總動員。這枚衛星叫《墨子》，動員劍指大陸。

為什麼衛星叫《墨子》？因為衛星是為量子通訊用的，而量子通訊靠光，而《墨經》的《經説下》列了八條光學的陳述。

美國人真急了，急的想將量子科學入小學課綱。我學物理，最早在髙中原子能階的敍述學到入門的量子概念。大一普物會學一奌，然後在近代物理及實驗看到更多的量子現象。四年級的量子力學是大學最難攻克的顛峰，學過了，才有起碼的計算能力。

我以前有一位合作夥伴，是大我 20 幾歲的大學長。他的指導老師是諾貝爾獎得主，他本身也被提名過。我問他那時候要學過什麼才能開始做硏究？「哦，就量子力學。」他輕描淡寫的説。

可是讀完量子力學才只是我那時的起步。要做粒子物理硏究，之後還得學量子電動力學、量子場論、規範場論，數學的李群和代數拓樸自然也少不了。我博士班時弦論才初發軔，畢業不會講幾句弦論的時興話是找不到工作的，所以髙等數論與代數幾何這些連數學系硏究生視之如畏途的課也得勉力從之。

是這樣長年在量子科學的領域徜徉，所以回台仼教時最不想教的課就是量子力學。長年浸潤，再上課也難收教學相長之效。

現在美國要將量子科學入小學課綱了，回顧前塵往事，想來心裏千頭萬緒。各位先學學，免得連兒孫的小學課本也教不得。

擁核和反核的專家們

反核人士真正比較內行的講的反核理由最後多只剩一個：核廢料的處理，這也是很多人認為核電其實很貴的主要原因，感覺上核廢料是永遠揮之不去的夢魘，因為核廢料的半衰期很長，頗有“此恨綿綿無絕期”的意思。

對於半衰期 (half life time) 很多人有很多誤解，認為半衰期越長，影響越久。但是如鈾 238，其半衰期幾乎與地球同壽（45 億年）。在科羅拉多州的地表不少，也不見人採取了什麼防護措施。因為半衰期長，代表衰變率 (decay rate) 很低 (二者成倒數關係)，影響很小。穩定的原子半衰期近乎無限長，怎不見有人擔心？現在核災變後最主要的幅射來源為 Cs137 (銫的同位素) 與 I131 (碘的同位素)。前者半衰期為30 年，主要衰變模式是 beta (電子)，立即又轉為 gamma (光子)；後者衰變模式是 beta 和 gamma 都有。半衰期只有 8天，幅射線一下子就變大半了。吃碘片可以減少吸收，而且其可能所致的甲狀腺癌治癒率極髙。有趣的是 I131 的輻射線還被用來治療甲狀腺癌。

真正會造成環境影響的是衰變鏈中半衰期中短的幅射元素，像 Cs137。但它們對人體是否造成影響，那是另一個議題。

要看輻射線對人體會不會產生影響，首先要看衰變鏈中放射性元素的豐度 (abundance)，還要看它衰變所放出的幅射線的能量。能量髙也不一定散射截面 (cross section) 大（被人體吸收進而造成影響的機率），而且對人體小劑量幅射的影響也是爭議的議題，最近《Nature》就有主張低劑量幅射對人體有益，畢竟生物是在自然背景幅射的環境下演化出來的。在物理這邊，所有的數字可以算的斬釘截鐵的；但是在對生物體的影響，不確定性較大，是以我們一般採取較嚴苛的標準。

國內有很多反核和擁核的“專家”，是連衰變率、散射截面都不會算就出來夸夸其談、領導風向的，一輩子可能也沒有在需要配戴輻射偵測器的環境下工作過。我只能說佩服他們敢言的勇氣。

量子信息科學戰開打了

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美國白宮科技政策辦公室於9月24日發佈的《量子資訊科學國家戰略概述》，是涵蓋面極廣、時間長達10年的大型長期國家級計畫。Pixabay

美國白宮科技政策辦公室(Office of Science and Technology Policy；OSTP)國家科學技術委員會(National Science and Technology Council；NSTC)於9月24日發佈《量子資訊科學國家戰略概述》(National Strategic Overview for Quantum Information Science)(以下簡稱《概述》)。

這是一個涵蓋面極廣、時間長達10年的大型、長期國家級計畫。據我所知，這是自1957年蘇聯發射史潑尼克1號衛星美國大規模動員之後的另一次總動員。什麼事觸發了這樣大規模總動員？卻是另一顆衛星－大陸於2016年發射的墨子衛星－以及前後相關的事件，譬如2017年的中、奧量子視訊會議；北京、濟南、合肥、上海4城市之間長達2000公里的量子通訊骨幹；設於合肥投資高達100億美金的量子計算中心等。這些事件觸發了美國國家安全的警鈴。

為什麼量子信息科學(Quantum Information Science；QIS)事關國安？量子信息科學大致包括4個領域：量子計算、量子通訊、量子傳感(quantum sensing)、量子元件(quantum device)與量子原理。第4項是基礎原理與實施設備，前3項卻都與國安有密切關係。

量子計算第一個有用的演算法Shor’s algorithm是用來執行質因數分解的，而質因數分解困難是現在通訊系統中用以保護通訊密鑰的。別以為它與你無關，你每天可能使用通訊密鑰幾百幾千次。量子通訊則因為量子信息不可複製，量子通訊是不可破解的。量子傳感則與精密全球定位有關。在信息的攻防戰中，量子計算是茅，量子通訊是盾。現在的狀況是美國有茅，大陸有盾。但是若大陸也做出茅呢？

國安的確是此次《概要》的主題。量子計算雖是量子信息的大宗，但是在《概要》中反而較少被提及，因為美國領先。但是quantum-resistant這個字眼反覆出現－這是抗量子計算解密的加密方法，也是量子通訊的主要目的。另外，在《概要》的第8章標題“Maintaining national security and economic growth”，國安為先，雖然《概要》舉的大旗是「科學優先(science first)」。

有幾點相當有趣，值得觀察。第一個是動員之廣、著力之深，前所罕見。有10幾個部會、機構參與此長期計劃，此外新設國家科技委員會量子信息小組(NSTC Subcommittee on Quantum Information Science；SCQIS)專職推動、協調。而關於量子科學教育，甚至要深入小學。這一點值得讓正在訂定台灣課綱的人想想，當另外的國家紛紛讓編輯程式、學習量子科學入小學課綱時，我們在做什麼？

《概要》中要提供學生實習機會，卻限制predominantly for US person，但又要講國際合作，明白昭顯對抗的目標。另外設立TRIPLETS計劃以獎勵產學合作。產學合作聽似老生常談，但在今日卻有更深刻的意義，因為科學與科技的時差如此之近，已無由區分，也不是產業將研發計劃外包給學術機構這種老掉牙的手法可以達標。建議主管科技預算的各部會看一看人家怎麼做吧！這不僅限於量子信息科學，對於其它產業也適用。前一陣子有家科技大廠任命教授為科技長，我為之擊節讚賞，這是這個年代的新思維、新策略。

美國與大陸自貿易戰延伸到科技的競爭，這像是逐漸要升級到整體戰略對抗。兩隻大象打架沒人管的了，但是在量子信息科學所需的基礎技術如低溫學、光子學、低雜訊微波放大器和奈米加工等台灣並不是全無著力處，怎樣整合產官學的資源和力量，營造出自己切入新世代科技的生態與機會，這是管戰略的人要仔細想一想的。

延禧攻略—慎刑司與敬事房

最初幾集中聽到慎刑司一詞，心頭為之格楞了一下。前頭毛病已經挑了太多，就先略了過去，誰知到後面越來越多。心裏想，這戲裏的文物這樣考究，編劇好歹花些心思在典章制度上，又不是百度不到。看到了40幾集，敬事房赫然出現，心中怒不可遏，這編劇欺人太甚了！

怎麼説？若編劇不知敬事房、一直誤用慎刑司便罷。但明知敬事房，卻故意用慎刑司，未免太欺觀衆。慎刑司、敬事房都是內務府的單位，先説填刑司。慎刑司是管上三旗的刑名，依刑部律例。正黃、正白、鑲黃這三旗是天子自將，因此由內務府慎刑司管轄説的通。但宮中太監、宮女犯事不該慎刑司管。敬事房管的是帝嗣繁衍之事，戲中的撂牌子、綠頭籤之事，乃至於記録、留與不留，都是敬事房的活。但敬事房也管太監、宮女的懲處。

那麼為什麼編劇既知敬事房，又以慎刑司入戲？想來只有一個解釋：編劇怕觀眾把敬事房的兩個功能給混了，而且敬事房與刑名懲處聽起來無甚關係，於是奪用慎刑司之名。實則慎刑司是執國法；敬事房是行家法。這就是欺人太甚處！

想起一樁舊事。89年春初到北京，讀書人照例是要到琉璃廠踅一趟的，到得榮寶齋，看了有些扇面畫紅樓人物，有些意思，便停步下來。一個服務人員趨了過來，陪著笑臉指著摺扇上的賈寶玉説：「這是咱們中國一部知名小説的男主角。」只得回：「喔，我還以為是那部電影裡的角呢！」一肚子窩囊。

幸好又踅到金石的角落，當時看價格猶可，買了兩塊印材，一方雞血，一方田黃。現在回想起來，買這兩方印材還真解氣。

還沒看完。前頭高貴妃尚在時，高貴妃之父高斌、高貴妃之弟高恆都出場亮過相，現在看他要怎麼收場？這兩人都是史書有載的人物。若撒潑出一堆人物卻收攏不回來，就是編劇、導演沒手段、無能為。