【新文章】為什麼一天有24小時？

我們都知道時鐘走一圈有12個數字，當時針走完兩圈就代表是24小時過去了，是新一天的開始。然而，你又有否想過為什麼是24而不是23或25，又或者不乾脆用10呢？

現代科學裡，時間的國際單位（SI unit）是秒。1秒的長度有精確定義：銫-133（cesium-133）原子基態的超精細結構（hyperfine structure），當進行量子躍遷時釋放的電磁輻射頻率的9,192,631,770個週期的時間長度[1]。秒是七個物理基礎單位之一。

一天24小時可能源自古埃及文明。古埃及的人在一年之間變化的夜空中發現了24顆明亮的星，剛好能夠把整晚分成24等份。由於埃及接近赤道，黑晚長度大約是12個小時，但不要以為一晚只能看見12顆星！由於星星會東升西落因此在埃及的一年中任何時刻，都能看見18顆星（剩下的6顆位置接近太陽因而看不見）。而且，頭尾各3顆星都出現在日出或日落時候，因太陽光的關係而很難看見，因此真正容易看見的只有黑夜中的12顆星。所以，他們把夜間劃分成12等份（注意不是11，只要12顆星放於每份的中央即可），亦按照此習慣把日間分為12等份。

不過在日間看不見星星，古埃及人如何得知時間？原來，他們會在日間使用一種稱為日晷（sundial）的儀器。這是一種把一個「人」字型垂直放在一個圓盤上的儀器，太陽光照射下來，便會在圓盤上投射出陰影，陰影指着的數字就是日間的時間。在晚間，除了使用12顆星之外，也有一種比較可靠的計時方法，就是利用放在特製水桶中的水位高度來顯示出夜間的12等份。

早晚各分為12等份亦有可能來自另一個原因。古埃及人採用的是12進制而非現在我們所使用的10進制。有些歷史研究指出，他們可能習慣用拇指數數目，而其他4隻手指各有3節，因此就等於12了。因此，一天24等份剛好等於兩隻手除了拇指之外的指節數目，所以這亦可能是他們採用24這個數字的原因。

不過在未來，一天可能會有25小時，甚至更久呢！因為月球所引起的潮汐，海水會與地球摩擦，使地球的自轉速度減慢。大約每5萬年地球自轉就會減慢1秒。因此，在大約1億8千萬年以後，我們一天就能有25小時用了！同樣道理，在大約14億年前，地球的自轉比現在快多了，當時一天可是只有18小時呢！原來，一天並不一定就是24小時的啊。

之不過，如果一天被分為24等份，為什麼1小時和1分鐘都卻被分成60等份？這就與古巴比倫人使用60進制有關。對古巴比倫人來說，60是個非常方便的數字，因為它能夠被非常多日常需要用到的數目字除盡：1、2、3、4、5、6、10、12、15、20、30。這對於表達一個數字的分數很有用。

這個習慣被流傳到古希臘。事實上，小時和分鐘被分為60等份的做法，與西方科學和數學之中把角度分為360等份有關。測量地球周長的古希臘科學家埃拉托色尼（Eratosthenes）首先把一個圓形分成60等分。之後喜帕恰斯（Hipparchus）把這定義推廣為360等份。最後，為了量度比1度更小的角度，古希臘人把1度再分為60角分、1角分再分為60角秒。

角分的拉丁文是partes minutae primae，意即「第一分割」，英文譯作first minute，漸漸簡稱成minute，即我們說的角分或分鐘。角秒的拉丁文partes minutae secundae，意思就是「第二分割」，即是second minute，之後就簡稱second，即我們說的角秒或秒。不過直到16世紀末發明機械時鐘之前，普羅大眾基本上都不使用分鐘和秒。

總結來說，「從上而下」把1天分為24小時，是古代天文學和度量衡傳統而來。「從下而上」由定義1秒到60秒為1分鐘、60分鐘為1小時，再反過來把1天的長度定義為24 x 60 x 60 = 86,400 秒，則是現代科學的做法。

[1] 可參考國際度量衡局（BIPM）對秒的定義：
https://www.bipm.org/metrology/time-frequency/units.html

#疫情趨勢：David Chang與Corey Lee對談

自從COVID-19（武漢肺炎、新冠肺炎）疫情爆發以來，美國名廚David Chang已發表許多針對餐飲業的看法。他非常焦慮，唯恐我們習以為常的餐飲行業將不復存在，這些擔憂與惶恐促使他不斷思考，他的觀察與公開呼籲，以及他針對自身餐飲集團的因應，蘊含許多金玉良言。

剛過去的這週，David Chang的Podcast節目《The Dave Chang Show》播出了一集精彩的內容：他自己與美國米其林三星大廚Corey Lee的對談。這是David Chang針對疫情製作的子系列「Too Small to Fail」（小到不能倒）的第一集，他與Corey Lee聊餐飲業承受衝擊的此刻，聊疫情過後的餐飲業可能樣貌，也聊在家做菜，整集都非常精彩。而我特別節錄、翻譯其中我認為重要的部分，分享給大家。從今以後的餐飲業將如何發展？當然，這是非常美國的觀點，不過二位大廚的對談，或許可以作為思考的起點。

必須說明，這不是逐字翻譯，但節錄的部分大意相同。如果可以的話，歡迎有興趣的朋友收聽全集：https://open.spotify.com/playlist/6jaRedlnTHypNkKqMq4qMl?si=7prHFK7ISXaN5M5tcpBrjA

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D=David Chang
C=Corey Lee

#疫情衝擊餐飲業最糟的狀況

C：這次疫情根本超現實，無法想像。我在餐飲業界已經25年，經歷過911、金融海嘯，這次卻是不同規模，而且是全球性的。一週後、三個月後、二年後會變成什麼樣子？我完全不知道。我們必須接受事情變得無可預測，並且懂得調整自己、跟著適應。

D：我想我們如今深陷困境，是因為我們沒有針對最糟的情況做準備，我寧願先做好準備再面對。你覺得情況會如何演變？

C：這將持續很久。人們的飲食習慣將如何改變？911時，你去餐廳、酒吧，還是可以感受到一種共同體，人們想要相聚，然而在這次危機裡，你根本不能這麼做，這很嚇人。人們將如何與人互動？將如何用餐？餐廳在後病毒時代將會呈現什麼樣子？我還不知道。

D：你覺得最糟的情況會是如何？

C：現在已經知道的是，我們會失去很多餐廳。我認為整個餐飲業的環境將會和我們現在已知的完全不同。我認為將會有餐廳來客數的限制，這將影響我們已經習慣的商業模式，針對公共衛生的規定將變得很嚴格，導致餐飲業者經營的困難。很多餐廳將根本無法生存。雖然政府紓困、貸款、刺激方案等等，都很重要，但我認為這無法讓我們餐廳業者在病毒後的氛圍中繼續成功。

D：我完全同意。我不想要太負面，但我認為，你說的最糟情況很有可能會發生，而且可能更糟。我們在講的是餐廳怎麼工作（service）。如果你（指廚師）得一直嚐味道，你該怎麼戴著口罩？這樣完全破壞戴口罩的目的。你將怎麽設置你的廚房？我能想像的唯一一種廚房，就是「Taco Bell」（編按：美國的墨西哥速食餐廳），你完全不會碰觸到食物。我只是在想最極端的情況，如果在光譜的最遠端、像「Benu」（編按：Corey Lee的米其林三星餐廳）這樣的餐廳，都不能戴著口罩沿用他們過去習慣的方式營業，那一般小店該如何是好？直到疫苗與有效藥出現前，我們已知的餐飲業都不會像以前一樣，而且很可能在疫苗與有效藥出現後還是不一樣，因為太多餐飲事業已經瓦解。

#疫情過後的未來預測

D：即便在疫苗出現後，當很多餐飲事業已經死去，不只是餐廳，你覺得那樣的未來會是如何？飲食會變得如何？

C：肯定是跟現在很不一樣。作為一個廚師，我覺得很可怕，如果你真去想那會是什麼情況，因為優秀烹飪的核心是，廚師在烹飪時必須能與他烹煮的食物有物理上與情緒上的連結，不斷地試味道，運用所有感官。現在的情況是，我們必須把自己與食物隔開。某程度上我們可能必須重新學習我們的技藝。但我仍然是樂觀的，世世代代以來我們不斷突破烹飪上的限制，找到讓料理變好吃的方法；當我們重新開業時，即便會有很多被迫加上的限制，但我希望我們仍能透過創意與發想來讓我們的工作變得更好。我知道這很樂觀，我也很清楚，那將是與我們已知的過去的悲傷別離。

最近我第一次在家做菜，可說是我人生中第一次。當我在思考要煮什麼、該怎麼煮時，我也不斷思考這該如何應用在餐廳裡。我的意思是，你會感覺肉的溫度，你會試味道，當然現在已有食物安全的規定，但我認為這些規定將達到另一個層級。想一下你怎麼煮最簡單的東西，你用手調味，你用指尖感受，當你戴上手套就不能這麼做了，就是這些我們視為理所當然的小事情，我們廚師的反射動作，未來餐廳重新開幕時可能不再被容許。我們可能必須「再度」學習如何在專業的環境下烹飪。我覺得很難就這樣憑空預測未來會發生什麼事，若能有應變計畫當然很好，但我個人真的不知道未來會變成什麼樣子。

D：我其實有想了一下，我認為會是像1990、1991年的紐約市，不是指餐廳的型態，而是當時供應的食物。你可以做的事情，選擇很有限。我曾經待過「Domino’s」的廚房，他們的沙拉可以從不經過人類的手。

C：如果情況回到90年代初期的紐約市，其實我會滿開心的，老實說。因為當時還有好的民族料理（ethnic food），皇后區還有好吃的中餐廳。我所想的最糟的情況是，飛機餐。什麼都有規定，專業廚房裡的烹飪會變成這樣子，這是我最大的恐懼。

D：所以你要怎麼做壽司？他們（編按：指衛生單位）想要壽司師傅戴上手套很久了。這是真正的問題，而我喜歡想這些令人沮喪的事情，因為我希望大家有所準備，如果沒有人在思考這些恐怖的事情，我很樂意來思考，因為，我也沒什麼其他的事情好做了。

#餐飲業者必須思考的營業風險

C：讓我問你，如果你來我餐廳（編按：指Benu）吃飯，現在此刻，你會覺得安心嗎？

D：跟你和你的團隊一起？

C：是的。

D：100%安心。

C：這就是我們要面對的問題：每個人面對風險的胃口有多大？

D：但業界都清楚Corey你做事的風格，你有多精細、準確，所以我信任你。但我無法一樣信任很多其他廚師。

C：更令人擔心的是，我們也必須討論坐在你旁邊的客人，還有服務人員，服務將會如何改變？就連最簡單的擦拭玻璃杯，我們都要想到。

D：想像一下如果有服務生在餐廳裡咳嗽。客人需要在一個提供舒適感的地方，整個外場服務才能運作。如果服務生讓客人太顧慮，讓客人感到不舒服，就失去了整個fine dining的基礎。Fine dining是建立在讓客人舒適的前提上，而一聲咳嗽就能推翻這一切，這是我一直在思考的事情。該怎麼減輕這樣的衝擊？

C：我們很年輕的時候遇過HIV病毒剛出現的情況，人們也是很焦慮驚慌，專家的意見也不一致，我認為現在的反應很多和當時很像。隨著時間經過，我們會更了解這個病毒，我希望我們能用科學與智慧找出解決方案。

#餐廳將成為某種遺跡？

D：那假設我們找到解決方案，不管是快篩或什麼方法，我們也該談談我們想要改變舊時代（old regime）的烹飪的什麼，因為我們將從頭來過。你是否認為，當我們能重新開門時，用餐習慣已發生劇烈改變，導致餐廳已成為某種遺跡？餐廳當然永遠都會存在，但那種越多越好的欲望、那種百花齊放的多元性，是否會消失？我認為會消失。

C：我認為餐廳的數量一定會減少，但我認為我們能夠提供的核心不會改變。可能看起來不太一樣，呈現的方式不太一樣，但我們提供的商品與客人想要的商品基本上是一樣的，那就是關乎人性。至於整個行業的模式，我認為會完全不同。

D：我認為會變成外送，外送廚房（ghost kitchen）與外送服務將無可避免成為大宗。以「Momofuku Noodle Bar」為例，我們每天要做300到500客，我們必須達成計算過的銷售額才能涵蓋租金與其他固定成本，我們沒辦法靠外送做到2萬美元的營業額，也許可以，但那會很困難。我認為人們的足跡會變小。當然，還是有餐廳會表現傑出，但當我說會回到90年代的意思是，只會有少數幾間餐廳能做到了不起的事情。這是重開機。我抱著頭想，如果食物都移到外送、外帶的領域，我真的會非常沮喪。

C：那的確很糟糕。但事情是這樣的，人們永遠會想要一起吃飯，而且不只是和家人一起，那會在哪裡發生？你會去一個新朋友的家這樣做嗎？還是你會去一個公共的餐廳，那裡有一定的程序與標準，哪一個地方會讓你感覺安全些？我想是餐廳。只是說，開餐廳的成本會大幅提高，因為餐廳的來客數問題，以及各種可能發生的新衛生規定。

D：我試著算口罩的成本，現在取得外科口罩的行情大約是1美元（編按：指美國），如果廚師一天用二個口罩，以一年的時間來說，我們餐廳集團（指Momofuku集團）需要花掉105萬美元。這只是大概的數字，但你怎麼處理這些增加的成本？我不知道我們該怎麼辦。政府必須補助我們。

C：真是驚人的數字。

D：我知道我很悲觀，但我同時也在做準備。假設我們可以在（今年）6月30日開門營業，我們需要多少口罩？多少手套？需要花多少錢？我們能負擔嗎？這是我們正在試圖搞清楚的變數。這讓我理解到，我們一直以來做生意的方式，直到COVID-19病毒前，二十年內會進入史密森尼博物館（Smithsonian），將來你回顧時會驚嘆，哇那真是一段美好時光。

C：可以舉個例子嗎？你真是這麼想？

D：我認為在未來十到十五年內我們會朝這方向走。我認為餐廳的成長不再會仰賴實體餐廳，這就是為什麼我曾經創辦二個外送公司（編按：Maple與Ando，分別被Deliveroo與UberEats收購），試著以獨立餐廳的身份來探索這領域，當時沒有成功。外送廚房、雲端廚房，很可能在COVID-19前的時代失敗，但在COVID-19之後，這些廚房可能會大量增加，而我認為政府應該加以規範，因為這將會是大事業。

當你說飛機餐，我覺得很有可能發生，因為現在很多速食餐廳就是這樣，不進行任何烹調，只是組裝，而我們必須搞清楚怎麼做。不幸的是，這些條件下最棒的食物，剛好是適合外送的食物，好比Domino's的披薩，這些食物將完美適應新世界，這又令我非常沮喪。

我正試著計算，針對我旗下不同的餐廳，我們每天需要幾個口罩。四個？七個？我不知道。我不想再被嚇了。我花很多時間設想各種可能情況，如果疫苗真的研發成功、通過FDA審核，從這一刻起，人們會出門上街，餐廳能夠復活，但從現在到那一刻之間，這段未知的期間將嚴重傷害餐廳。我們將不會有我們可以回頭仰賴的供應鏈。我們努力打拼至今所獲得的一切，將不會在未來存續等我們回頭。

只要想想美食評論。你覺得還會有人想書寫美食與餐廳嗎？米其林、世界五十最佳餐廳，還會有人在乎嗎？整個生態系會衰落，但我不知道會變成什麼樣子。事到如今，如果有任何一件事情為真，我的想法是，即便那很悲傷：人們會挺過這場瘟疫，會挺過是因為他們不再去餐廳。

家庭烹飪將會站在前線。我們將會找到與食物談心的方法，那毋庸置疑，但我努力思考那會是什麼樣的餐廳，我還不知道是什麼，但我會繼續想，一定會有解答。

一步一步來，我們首先要恢復健康，政府要動起來，確保這不會再發生。而當這達成後，我們要想，餐廳到底有多重要？這讓我非常感激我們至今所擁有的，真正可以表達自己的自由，我認為我們將喪失這種自由（編按：指廚師表現的自由）。我知道我一直在洩大家的氣，但我也幾乎是進入冥想了，我知道一定能找到解答，因為我不想要活在那樣的世界。

【新的公斤定義520走馬上任囉～】

恭喜國際公斤原器 IPK 「大K」退休，從 5/20 起改採新的單位計算公斤，對需要精細測量的產業來說會更加精準，也不用常常為了大K忽然掉體重而擔心受怕了～

如果你真的很想很想知道新的公斤算法是怎樣，文章裡有↓↓

#公斤原器

#小編開聊
昨天的一公斤，不是今天的一公斤？「公斤」的新定義今天生效啦！
　　
自從 1889 年，第一屆國際度量衡大會定義「一公斤」等於「國際公斤原器（International Prototype of the Kilogram，IPK）」的質量，就沒再改過了，成為最後一個還在用實體物來定義的基本單位。
　　
然而實體物並非永恆不變，即使封存在真空的三層玻璃罩內，又有嚴密的環境監控，IPK 和它的複製品的質量差值還是愈來愈高，在最近一次（2014年）的測量顯示，差值已達到50微克（μg）。這種不穩定、不精確的情況可讓人無法忍受啊！
　　
因此，在科學界幾十年來的努力下，終於在去年第 26 屆國際度量衡大會拍板定案，由 #普朗克常數 重新定義公斤，並定於世界計量日（World Metrology Day）的今天正式生效，和國際公斤原器說 bye-bye！
　　
現在，以普朗克常數 h=6.62607015×10^-34 kg⋅m2⋅s−1 來定義質量有兩種方法，第一種是以「基布爾秤（Kibble balance）」測量。測量又分為靜態模式和動態模式，在靜態模式中，天平一端放置砝碼，下方在磁場中放置線圈，將線圈通過電流 I 會受力，當磁力與重力達到靜力平衡時 mg=IBL；在動態模式中，拿掉砝碼，將線圈以等速度 v 移動，會產生感應電動勢 V=vBL；兩種模式中，BL 的數值一樣，因此整理得到 IV=mgv 或是 m = IV/gν。然後電流和電壓，根據約瑟夫森效應和量子霍爾效應，就會連結到普朗克常數囉！
　　
而我國採用的是第二種，X 光晶體密度法（x-ray-crystal-density method, XRCD method），又稱為矽晶球法。由德國聯邦物理技術研究院（PTB）製作的高純度矽晶球，是經過純化、長晶、切割、研磨與拋光多道程序所製作，純度超過 99.99 %、直徑為 93.7 mm 的完美球體。藉由計數矽晶球內含有多少顆矽原子，再乘以矽原子平均質量（而矽原子的質量會連結至普朗克常數），進而得到非常精確的矽晶球質量。
　　
今天新制上路後，世界各國的質量單位精準度就往前邁一步啦！不過啊，在半導體、醫療等精密產業是失之毫釐、差之千里，如果你去量體重，是看不出來差別的呦（逃~
　　
參考資料
1.科學月刊，＜SI基本單位的重新定義＞
http://scimonth.blogspot.com/2018/09/si.html
2.NIST，＜Kilogram: The Kibble Balance＞
https://www.nist.gov/si-redefinition/kilogram-kibble-balance
3.國家度量衡標準實驗室，＜新質量標準「公斤」 重新定義＞
https://www.nml.org.tw/…/rela…/3851-2019-02-19-17-04-08.html
4.國家度量衡標準實驗室，＜質量的單位：千克(kg) ＞
https://www.nml.org.tw/…/new-…/3343-2014-05-16-03-45-54.html
5.實作派電子實驗室，＜公斤定義-改用普朗克常數定義/揮別公斤原器＞
https://www.strongpilab.com/kilogram-redefine-by-planckcon…/

📸圖片來源：pixabay
https://pixabay.com/p…/kitchen-scale-weight-cooking-2608932/

各位同學大家好，我是魔人普物的EJ老師
我的普通物理系列的第一堂課正式上線啦😄
第一部影片主要介紹物理的歷史、單位與因次
看似基本的東西很容易被忽略，導致計算錯誤發生
我會教各位如何用因次的概念去檢查與修正計算結果
最後提出有趣的跳蚤人問題，順便引進尺度律的概念

以下網址是在22:59處的補充資料-白金漢pi定理
https://reurl.cc/xGAeaL

【習題解答】
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