2018week 19學習心得

延續上周說要多看科普和心理學，這周看了霍金的"時間簡史"，這本是科普神書，銷售了幾千萬冊，但我有超過七成看不懂...
後來霍金又出了一本"新時間簡史"，是上一本的簡單版。

講了宇宙觀，相對論、量子力學、蟲洞、時間旅行...
我已經感受的到霍金盡量講的淺顯了，但我還是很多地方看不太懂，之前著名的傳記作者Isaacson寫的那本愛因斯坦傳，我看到一半就看不下去，裡面太多相對論了，搞得我好糊塗...之後有時間再來看國家地理頻道的紀錄片，看有沒有親民一點...

我整理一些重點：

西元前300多年前的宇宙觀，亞里斯多德主張地球靜止不動，日月星辰皆繞著地球轉，地球是宇宙的中心。西元二世紀托勒密更進一步延伸其說法，並獲得教會認可，認為這模型更符合聖經說法。
到了15世紀，哥白尼發現地球繞著太陽轉，卻只敢匿名提出，怕被教會抓起來。近百年後，克卜勒和伽利略才公開支持哥白尼，這惹惱了亞里斯多德派的學者，教會命令伽利略永遠不得再提出該學說，並判伽利略終身軟禁。事實上，伽利略一直是虔誠的天主教徒，但他仍堅持科學獨立，直到過世前4年，將著作偷偷給出版社，這部"新科學對話"促成了現代科學的誕生。

現在已知太陽只是銀河系一千億個恆星之一，銀河系只是本星系群眾多星系之一，本星系群又只是數千個星系群團組成宇宙中的一個星系群而已。(太陽有壽命的，不過燒完還要幾十億年)

要討論宇宙的本質，是否有開始與結束，要先了解科學理論的意義。一個好的理論，須符合兩項要求：
(1)以幾項要素的模型為基礎，對一大類觀察做出正確描述。
(2)並能對未來的觀察做準確預測。
例如亞里斯多德的萬物由水火土氣四大元素理論，雖然看似簡單，卻不能準確預測未來。而牛頓的重力理論，就能對日月星辰的運動做高精準預測。
任何理論都是暫時的，永遠無法證明，不管多少次實驗與理論符合，只要產生一個反例，就會把理論打破，必須修正。一個好的理論要提出預測，以供檢驗。
新理論往往是舊理論的延伸，例如在地球日常生活的現象用牛頓重力都可解釋，但到了水星軌道的預測，就發現愛因斯坦的廣義相對論才說得通。(不能只考慮物理的質量，還要考慮星體的成份結構)

相對論指出要放棄絕對時間的概念，這讓牛頓很難接受，因為與他"絕對上帝"的信仰有衝突。兩人在不同的速度下或在不同的高度下，會有不同的時間(住在山上的人會老的比較快呢)，這點已經實驗得出。(科學家在水塔的頂端和底部各擺一具時鐘)

現在，我們又發現量子力學跟廣義相對論產生了一些衝突，於是再修正。量子力學發現永遠無法準確測量一個粒子的位置與速度，每次都會發現有一些結果是A，一些結果是B，這個重要理論來自測不準原理，因為光子會影響觀測粒子的運動，使物體在一個震動的狀態，這使的物體必定會存在隨機性與不可預測性。愛因斯坦對此非常排斥，說了一句名言："上帝不會擲骰子！"。
但量子力學成為了現代科技的重要基礎，支配了電晶體的運作。

連牛頓還有愛因斯坦這麼牛的人都無法擺脫意識形態，我這種凡夫俗子就更難做到事事客觀了，繼續努力...

目前已知共有四種作用力，重力、電磁力(電子與夸克)、弱核力(原子的衰變)、強核力(質子與中子結合)
電磁力比重力強上許多(兩個電子之間的電磁力與比重力強上1後面42個零倍)，這是為何電子會繞著原子核轉的原因。

原來沒有查克拉跟念能力啊...我的小小童心被抹滅了...

目前科學家正在尋找將量子力學跟重力結合的新理論，"量子重力理論"。
物理的終極目標，在於提出一個能描述整個宇宙的理論。包含宇宙如何隨時間演變，以及宇宙一開始的狀態。(有些人不準談論後者，任何那是上帝創造的)
目前無論是相對論或量子力學等...理論，都能解釋宇宙大部分的狀況，那一直繼續追尋終極理論有用嗎？(不過以前大家也認為相對論跟量子力學沒有用，但這些理論後來帶來了核能與微電子革命)
可能發現終極理論無助於提升人類生存的機率，但至少能滿足人類求知的天性。

在牛頓的時代，一個受教育的人士自認為掌握人類全部的知識，然而，後來理論不斷更新，一般人很難消化，目前大眾對於科學進展所知寥寥無幾，即便是專家，也只能了解一小部分。學校學的東西多半過時，只有極少數科學家能掌握最先進知識，但這些人必須全力投入，也只能專精極小領域。

古代為了解釋宇宙，往往認為是具有人類七情六慾的神靈所控制，其行事作風就像一個無法預測的人類，人類必須敬畏供奉神靈，以求風調雨順。後來，人類慢慢注意到這些現象有跡可循，發現了許多理論。到目前為止，科學家都忙著繼續發展新理論來解釋宇宙如何運作，卻沒有去問"為什麼"。另一方面，應該研究"為什麼"的哲學家，卻跟不上科學的腳步，在18世紀前，哲學家仍把人類所有知識納入自己的研究範圍，但之後科學變的相當技術化和數學化，除了少數科學家，哲學家和一般人都難以掌握，使的哲學家不斷縮小自己的範圍，讓20世紀最著名的哲家學維根斯坦感嘆："哲學剩下的唯一任務是分析語言"。這對亞里斯多德到康德傳下來的偉大哲學思想，無疑是一大打擊。

不過，若是未來發現完整的統一理論，經過普羅大眾的消化，那大家就能開始討論為什麼我們和宇宙會存在的問題，若是真能找到答案，將是人類理性的最終勝利，因為我們將會明白神的心意。

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書裡有談蟲洞和時空扭曲的問題，但超出我理解範圍...有興趣的朋友可以去翻翻，有空歡迎指導小弟<_ _>
不過還真是佩服這些科學家，探究這些理論超級困難，用各種複雜的科學測量方式去理解比銀河系還遠的東西，比質子還小的東西...
探究這些沒什麼錢賺，只是為人類的知識天花板再突破...更佩服像伽利略那樣，就算被關起來，還是要講自己認為對的事，令人敬佩！

#汽車電子 #電源管理 #車載資訊娛樂系統 #USB電池短路保護

【善用設計工具，給予車載 USB 電池全方位保護】

USB 介面一直是車載資訊娛樂系統架構的基本要素，製造商針對這種以消費者為中心的介面有更嚴格的保護機制需求。其中需要防範的包括在組裝、製造或維修過程中的防止汽車電池發生短路。例如，當連結汽車音響主機至不同連接模組的長線天線受損，會讓主要汽車電池所有的針腳短路至 12V。其它潛在的故障機制包括使用不合規的轉接器、電纜或充電器；USB 連接器或電纜的機械扭曲；或任何掉進連接器，並將資料線短接到 VBUS 的碎屑。

在為 USB 電池短路保護機制進行設計時，需牢記三個面向：
1. 保護機制解決方案的頻寬：「訊號完整性」是設計工程師在車用 USB 應用中最大挑戰之一。USB 2.0 支援高達 480 Mbps 的資料傳輸速率，電線內任何多出的少量電容都會扭曲訊號，造成資料傳輸失敗。設計師必須尋找能保持最佳訊號完整性，並防止敏感的電子產品受到高電壓和電流尖波影響的解決之道。透過眼圖來分析線路電容對頻寬的影響，測量最小和最大電壓電平及抖動，能找出 USB 資料線傳輸中的任何問題。
2. 鉗位電壓和回應時間的行為：確保鉗位電壓低到足以保護下游電路免於任何電池短路或靜電放電 (ESD) 事件，並應設計能快速關閉過電壓的場效電晶體 (FET)，以保護上游系統單晶片 (SoC) 免受有害電壓和電流尖峰影響。
3. 過電流和接地短路的特性：選擇不良的過電流保護電路將拖延產品上市的時間。發生過電流期間，流經系統側的大量電流量可能導致上游 5V 軌電壓的起伏或斷電，並可能降低或重置多個連接到共用導軌的積體電路 (IC)。在短對地的情形下，過電流保護裝置的目的在於限制 USB 埠可汲取的電流量。此外，USB 2.0 規範要求在任何 USB 供電設計中使用過電流保護裝置。

妥善考慮上述關鍵，能讓 OEM 廠商的安裝啟用更容易，並縮短產品上市時間；而藉由供應商所提供的線上設計資源及查詢工具，可協助設計者迅速找出符合需求的電源／類比元件，方框圖、測試資料和設計文檔一應俱全，並可即時試算、產出設計架構原型，是提升設計效率之得力幫手：http://compotechasia.com/microsite/TI

延伸閱讀：
《防止車用USB 電路電池短路故障—第1 部分》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0220/34699.html
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#德州儀器TI #TPD3S714-Q1 #TIDesigns

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#通訊 #遠程溫度感測器

【相隔百呎，也能確切感受你的溫度！】

可監測內、外兩個溫度通道的感測元件，可在誤差 +/- 1°C 之間遠距測量當地溫度。藉由 I2C 介面連接兩個溫度警示引腳，利用電阻誤差修正離板測量溫度的能力，優化後可測量低至零下 40°C、高至 85°C 的大範圍溫度，可應用在網路、電信、電源、工業制冷、食品加工和運算處理器。電阻誤差修正功能會自動消除串聯電阻造成的溫度誤差，在熱二極體佈線時更具靈活度；修正最大 100 Ω 的串聯電阻，可在使用 12 號電線時實現數百呎的離板連接。

Beta 補償會消除由低、可變 Beta 電晶體造成的溫度誤差，該誤差常出現於當今精細的幾何處理器中。自動 Beta 偵測功能會監測外部二極體／電晶體，並且決定最佳感測器設定，無論採用任何處理器技術，均能提供精準的溫度量測，使用者無需針對各個溫度偵測應用提供特殊的感測器配置。演示影片中，兩位工程師各配備一台對講機，在相隔 100 呎的離板連接遠程溫度節點之間，觀測節點溫度變化；軟體將會在本地測量並顯示來自遠程感測到、以及空地周圍的溫度。

演示視頻：
《Microchip——MCP9902 遠程溫度傳感器》
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#微芯科技Microchip #MCP9902

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