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[爆卦]立方厘米計算是什麼？優點缺點精華區懶人包

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在 立方厘米計算產品中有5篇Facebook貼文，粉絲數超過0的網紅，也在其Facebook貼文中提到， 【推舊文】《進擊的巨人》物理學（下）：巨人的密度和科幻的意義 編按：在上一篇文章「《進擊的巨人》物理學（上）：變身巨人的那一刻就註定了人類的勝利？」討論了如果巨人和人類等密度的話，可能不只會被自己的體重壓垮，還會引發全球的能源危機！這次就讓我們來討論，如果巨人質量不變，他的密度又是多少呢？ 指數...

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  • 立方厘米計算 在 Facebook 的最讚貼文

    2021-04-13 17:26:28
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    【推舊文】《進擊的巨人》物理學（下）：巨人的密度和科幻的意義

    編按：在上一篇文章「《進擊的巨人》物理學（上）：變身巨人的那一刻就註定了人類的勝利？」討論了如果巨人和人類等密度的話，可能不只會被自己的體重壓垮，還會引發全球的能源危機！這次就讓我們來討論，如果巨人質量不變，他的密度又是多少呢？

    指數比巨人更恐怖

    在我們的世界中，以現在人類對大自然的科學知識，還沒有辦法進行高維度的物質傳送。因此就必須要憑空產生出額外的物質，無可避免地用到愛因思坦的質能互換定律 E=mc2。可是，這又會引起另一個問題：產生質量的能量太過龐大。這是因為質量與高度立方成正比，所以變出越來越高大的巨人所需的能源是以指數上升的。

    讓我來說個比巨人更恐怖的故事。從前有個國王想要賞賜黃金萬貫給他的大臣。其中一位大臣說，我不要黃金萬貫，只要一個棋盤，第一個方格上放一粒米，希望國王能夠答應每天賞賜比前一格多一倍的米就足夠了。國王聽了說沒問題，這不太簡單了麼，我國糧食儲備十年也吃不完！就著人給了這位大臣第一天的賞賜：一粒米。

    第二天，大臣來領賞賜，於是拿到了第一天的兩倍：兩粒米。第三天，四粒。第四天，八粒。第五天，十六粒。就這樣，大臣每天都來領米，國王覺得這位大臣真的傻了，有黃金萬貫不要，只要區區的幾粒米！

    過了三個禮拜，負責糧倉的官員來找國王，說大事不妙了，我們快沒有糧食了。國王就問，怎麼可能？我們的儲備十年也吃不完啊！官員就說，沒錯，第一個禮拜，大臣只拿到了兩百五十四粒米，可是第二個禮拜就已經三萬二千七百六十六粒了。今天，他剛拿走了二百零九萬七千一百五十二粒米，總計已拿了四百一十九萬四千三百零二粒米了。棋盤有六十四格，可只是到了一半即第三十二天，他就會拿到共八十五億八千九百九十三萬四千五百九十粒米！到了最後一天，我們就得給他總共三千六百八十九京三千四百八十八兆一千四百七十四億一千九百一十萬三千二百三十粒米！

    然後國王就被嚇死了，這就是指數的力量。

    我們世界裡的巨人 竟然會比空氣密度更低？

    延續著上一篇文章「《進擊的巨人》物理學（上）：變身巨人的那一刻就註定了人類的勝利？」的討論，就讓我們看看巨人究竟有多重吧！

    《進擊的巨人》的作者諫山創也曾想過巨人如果與一般人類密度相同是否會太重的問題。於是在漫畫之中，也曾明示過「巨人比想像中輕」。

    60 米高的超大型巨人身高是 1.7 米高的人類的 60/1.7=35.29 倍，即約 2 的 5 次方多一點。再把這數字立方，即是 2 的 15 次方，即是國王故事裡差不多兩個禮拜的倍數，大約就是幾萬。可是，E=mc2 帶來的能源問題，並不是把巨人變輕一點點、或者輕幾倍、幾十倍就能解決的。這是因為光速實在太快了：使用國際單位制時，光速的數值是 3 後面跟 8 個零。所以，即是變出每 1 公斤的質量，就需要 E=(1)c2，即 9 後面跟 16 個零這麼多的能量。

    所以，我們不要忘了還有 c2 這個因子，因此我們必須再在幾萬後面補上 16 個零（還要乘 9），得到的就是有 20 個零以上的天文數字了。我們就算有 20 個零好了，就算你把超大型巨人變得「比想像中輕十萬倍」，也還有 15 個零。

    結論是，我們的現實中沒有高維度物質傳送，也不可能用 E=mc2 去變出巨人。所以這次我們就不是假設密度不變，而是質量不變。跟上次一樣，我們只要使用密度=質量／體積，就能夠計算出各種巨人的密度。

    對於一個 3 米級的巨人，其體積是一個 1.7 米高的人類的 5.5 倍。如果要維持質量不變，那麼 3 米級巨人的密度就是人類的 1/5.5=0.18，即是只有人類的18%。以人類平均密度大約為 0.95 g/cc 去計算（g/cc 即是每立方厘米克），3 米級巨人的密度就是每平方米 0.17 g/cc。順帶一提，一個大氣壓力下、攝氏 15 度的水的密度是 1 g/cc，這就是為什麼人體是會浮在水面上的原因。而巨人受到的浮力就更加強了，想潛水基本上是不太可能的。

    那麼 15 米級的巨人呢？體積是人類的 687 倍，密度是人類的 0.1%，即是 0.0014 g/cc。一個大氣壓力下、攝氏 15 度的大氣密度是 0.0012 g/cc，所以 15 米級巨人的密度原來跟空氣差不多，被其打中應該就像颱風時站在街上的感覺吧⋯⋯

    最後，當然少不了大家最關心的超大型巨人了。體積是人類的 44,000 倍，密度就只有人類的 0.0022%，即 0.00002 g/cc。這不就是只有大氣密度的 1.8% 嘛⋯⋯這樣的話，如果超大型巨人真的出現，我們頂多也只會看見一團非常輕薄的肉色氣團，被打中也是不會有什麼感覺的。而且，因為其比空氣密度更低，所以會慢慢升上天空，很恐怖的說⋯⋯哇，什麼時候變成鬼故事了？

    科幻是科學的翅膀

    在前一篇的文章刊登後有許多的討論，有人曾評論我說「不尊重科幻作品」，我尊重他們發表意見的權利，亦欣賞他們對科幻作品的熱誠。我相信，這種熱情亦是推動好奇心的源動力。而我同時認為，如同《進擊的巨人》這樣好的科幻作品，是能夠激起人們思考科學、社會問題，再應用於我們所生存的這個世界之中的。

    我希望藉著有趣的動漫題目，吸引各位思考科學原理。這當然就不是說我要破壞原作者的創作。誰不知道在作品當中，作者就是神、就是物理定律？我們會不會把科普文中提到的科學問題傳給作者叫他修改作品？不會，因為我們明白探討的題目是「如果在我們這個世界打出一記認真拳／打出龜派氣功／變身成為巨人，會發生什麼事情呢？」

    就如同從前科學仍未發達的時候，登陸月球被視為幻想。有小說作家幻想登上月球，我們不會去攻擊他「不科學」，而是把這個幻想當成思考科學問題的機會，改善我們的科學技術。想必有些人曾經思考過「如果我們真的能夠飛上月球，會發生什麼事情呢？」

    最終，阿姆斯壯踏出了人類的一大步；幻想，成了真實。

    科幻絕不應只幻不科。其實，我自己也是《進擊的巨人》的粉絲。吸引我的，除是了那些刺激的戰鬥場面外，也是那些叫人反思現實的情節。高牆和巨人，都一一暗喻了許多發生在我們身邊的社會問題。我們會把作品中對社會的描寫化作現實的反思，為什麼我們不能把作品中的科幻化作現實科學的思考？這樣，科幻才能成就科學。

    我相信，這就是科幻的意義。

  • 海洋首都中的航海家

    立方厘米計算 在 海洋首都中的航海家 Facebook 的最佳解答

    2018-11-16 11:14:17
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    為何最新式軍艦永遠撞不贏商船?

    2017年,美軍四條神盾導彈驅逐艦分別在西太平洋與菲律賓萬噸級貨櫃船,韓國漁船,日本拖船,中型油化品船發生碰撞,戰績是0:4美軍敗;
    2018一周前挪威籍神盾導彈驅逐艦Helge Ingstad剛參加完北約的演習完返航途中又與一艘6萬噸的定期線油品運搬船在幾乎迎艏正遇得情況下發生碰撞,結果還是軍艦破洞後在岸邊沉沒,0:1油輪勝.
    2017-2018商船以5:0完勝戰艦!全球最先進軍艦(造價四億多美金)的最大敵人是商船,而最大罩門在於碰撞,這幾乎成了軍艦的魔咒.
    撇開軍艦夜不開燈,關閉AIS,匿蹤造型,人員素質與駕駛台當值紀律等碰撞原因之外,在船舶構造方面也存在一些宿命性的罩門:
    (1) 水密門與破損性浸水艙區:軍艦上空間小,人多任務多,所以基於便利之要求,水密門經常成開啟狀態,(猶如商船中隔艙用艙壁都挖開一扇大門),造船學上破損穩定性之設計被點到死穴.水線下一開洞就沒救.
    (2) 船舶的任務不同,所以船舷鋼板的厚度不同:神盾級驅逐艦的船殼鋼板,據Seth Cropsey,( director of the Center for American Seapower at the Hudson Institute)的說法是Quarter Inch(6.4mm);一般貨船為應付滿載後海浪對船體所產生的剪力(Shearing Force)與彎曲力矩(Bending Moment)其鋼板厚度多在12mm-25mm;而郵輪的鋼板則在28mm-32mm,儘管軍艦鋼板之強度再大,也經不起2-4倍厚的商船鋼板之撞擊,所以軍艦一撞就是一個洞.(皮薄嗓門大)
    (3) 商船之排水量大,其 F=Ma衝擊力要遠大於軍艦之衝擊力
    搞不懂的是美軍在西太平洋撞破的船都不惜巨資租半潛駁”揹”(一趟也要一億美金的租金)回美國修理;但是挪威戰艦就沉在岸邊(見圖),以第一天的損壞情況看來,要維持其正平的起浮狀態並不困難,卻眼睜睜看她沒頂?

    學到的教訓:魚翅與熊掌
    “DDG-51的防禦系統旨在為彈頭提供分層防禦。他們不是穿不透的。與其他戰鬥人員一樣，DDG-51的重型裝甲成本更高，重量更輕，機動性更低，而且速度更慢。“

    分層防禦可能有助於阻止被擊中，但一旦導彈或魚雷穿透這些措施，現代戰艦就相對脆弱。 “我同意這表明現代戰艦如何相對容易失控，”克拉克說。

    “然而，這不僅僅是在今天的戰艦上擁有更少的裝甲的功能。它還受到改善威脅以及分佈在整個船上的脆弱，互聯的傳感器，計算機和武器發射器的數量的驅動。例如，由小型ASCM擊中的DDG損壞後部VLS [垂直發射系統]軍火庫和helo機庫不一定會使DDG完全停止服務，如果DDG前部被射中
    ，就像在這種情況下，武器和傳感器將更有可能最終失去作用。“

    克拉克同意有人爭論為現代戰艦添加裝甲。然而，有一個權衡，船必須投入更多的空間來攜帶裝甲 - 或者它必須更大。在任何一種情況下，增加裝甲可能會影響船舶的穩定性和機動性

    “為艦船增加更多裝甲將會有所幫助，但會增加重量，並可能影響將傳感器，武器和其他任務系統的威力，”克拉克說。
    “你不希望裝甲擋住像雷達這樣的傳感器，以及像EW [電子戰]系統這樣的對抗系統，以及像VLS這樣的武器發射器。上層建築中的裝甲特別成問題，因為它增加了船上的重量，這會影響穩定性。“
    然而，較新的傳感器技術和較新的材料可能會改變海軍的計算。氮化鎵等新材料可以提供更小，更高效的雷達，而KEVLAR等其他材料可以為船舶提供更多的保護，防止動能衝擊或爆炸。

    “此外，像Kevlar這樣的新裝甲材料可以在船上使用。例如，DDG在上部結構和船體部分都有一些裝甲，海軍正在向LCS增加Kevlar和其他裝甲。“

    雖然海軍可能會考慮將這些技術用於未來的船隻，但改裝現有船舶可能不是一 種選擇。今天伯克級的最佳防禦是它的傳感器，速度和機動性的組合。
    “DDG-51的船體厚度是四分之一英寸的鋼材。這不是盔甲。對船殼進行加厚並不能使這次碰撞有不同的結果.”Cropsey說。
    “這型軍艦最好的防守是他們的戰鬥系統，速度和機動性。”

    ***註:Kevlar極佳的抗拉性能，其強度為同等質量鋼鐵的五倍，而密度僅為鋼鐵約五分之一（克維拉密度為每立方厘米1.44克；鋼鐵密度為每立方厘米7.859克），因此在70年代初被用於替代賽車輪胎中的部分鋼材。此外，克維拉不會像鋼鐵般與氧氣和水產生鏽蝕。現在克維拉廣泛用於船體、飛機、自行車輪胎、軍用頭盔、防彈背心等。其主要弱點為於鹼性環境下，或暴露於氯及紫外線之下時，將漸漸被分解。

  • 台灣物聯網實驗室 IOT Labs

    立方厘米計算 在 台灣物聯網實驗室 IOT Labs Facebook 的最讚貼文

    2016-03-01 00:29:01
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    腦後插管不是夢：美國計劃研發人腦控制計算機

    2016年01月21日13:36 新浪科技

    　　新浪科技訊北京時間1月21日午間消息，根據美國軍方啟動的一項研究，未來我們或許可以使用大腦去控制計算機。

    　　美國國防部高級研究計劃局(DARPA)啟動了一個新項目，計劃開發人腦和計算機之間的界面。通過這樣的界面，人腦可以直接控制計算機，而用戶將不必再動手操作。

    　　在一篇名為“彌合生物電子鴻溝”的博文中，DARPA宣布，將開發“植入式神經界面，從而在人腦和數字世界之間提供前所未有的信號解析度和數據傳輸帶寬”。

    　　這樣的界面將基於大小不超過1立方厘米的“生物兼容設備”，“將人腦使用的生物化學語言轉換成信息技術中使用的0和1”。

    　　這一項目的正式名稱為“神經工程系統設計”(NESD)，預計將極大地促進神經科學方面的研究，並給某些醫療研究帶來幫助。

    　　NESD項目經理菲利普·阿爾維達(Phillip Alvelda)表示：“即使是當前最出色地人腦計算機界面系統，也像是兩台超級計算機使用老式調製解調器在通信。可以想像一下，當我們升級工具，真正打開人腦和當代電子設備的通道之後，將會發生一些什麼。”

    　　人腦與計算機的異同一直是科學界討論的熱點。上世紀70年代，加州大學洛杉磯分校開始了對神經界面的研究。1997年，加州理工學院首先開發出了神經芯片。這一芯片據稱能夠與神經元互動。

    　　DARPA表示，當前獲得認可的神經界面“通過100個通道處理了大量信息，每個通道每次可聚合來自數万個神經元的信號”。因此，“結果中存在許多噪聲，同時也是不精確的”。

    　　NESD計劃開發一種新系統，在計算機和單個神經元之間實現精確地信號傳遞。不過，實現這一目標並開發出實用的設備需要多個學科的交叉工作，包括神經科學、合成生物技術、低功耗電子設備、光子學、醫療設備製造、系統工程，以及臨床試驗。

    　　除了在硬件領域的挑戰之外，NESD的研究人員還需要開發更強大的算法以及神經元計算技術，將高解析度的傳感信息進行轉碼，隨後以高保真的方式進行壓縮及傳送。

    　　DARPA此前開展的知名項目包括最初的互聯網雛形ARPANET，這一分組交換網絡首先採用了TCP/IP協議。

    資料來源：http://tech.sina.com.cn/…/2016-0…/doc-ifxnuvxe8294111.shtml…

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