十分鐘系列

1. 假如世界毀滅了
我們該怎麼重建文明呢？
( 從原子論到電腦的那段重建歷程 )
陳鍾誠 2017 年 10 月 29 日
程式人《十分鐘系列》程式人《十分鐘系列》
本文衍生自維基百科

2. 上次的十分鐘系列

3. 我們談到下列主題
https://www.slideshare.net/ccckmit/ss-81261463

4. 裡面談到小學義務教育

5. 這個教育方式
● 還有其中的問題，我覺得很有趣！

6. 這個世界
● 為甚麼是這樣，而不是那樣的呢？

7. 記得不久前
● 看到一本書叫《最後一個知識人》

8. 裡面主要談到
● 假如世界遭到巨大災難而近乎毀滅
而我們卻活下來了！
● 這時我們應該如何想辦法生存
並且試圖重建文明呢？

9. 這本書中提到
● 假如重建世界時，只能攜帶一項現
代理論
● 那你會攜帶甚麼？

10. 物理學家費曼認為
● 那應該就是原子理論了！

11. 費曼認為原子理論
●是重建文明與工業的關鍵！

12. 我想了想
●好像也確實如此！

13. 問題是
● 為何原子理論
● 非得是這樣而不是那樣的呢？

14. 更放大一點看
● 物理學為何非得是這樣而不是那樣的呢？

15. 然後我不禁會問道
● 化學為何是這樣而不是那樣的呢？
● 生物學為何是這樣而不是那樣的呢？
● 宇宙學為何是這樣而不是那樣的呢？

16. 然後繼續問
● 人類社會為何是這樣而不是那樣的呢？
● 人類歷史為何是這樣而不是那樣的呢？
● 科技發展為何是這樣而不是那樣的呢？
● 電腦工業為何是這樣而不是那樣的呢？

17. 這些問題問下去
● 將會帶出一系列更多的問題！

18. 我們知道
● 原子論之所以是這樣，而不是那樣的？
● 是因為《拉賽福》的太陽系模型，還有波
爾的模型

19. 拉賽福因為
● α 射線撞擊金箔的實驗
● 發現有些粒子會大角度
的散射或反彈
● 因此否認了布丁模型，
提出了原子模型！

20. 問題是
● 甚麼是 α 射線呢？

21. 關於這點
● 我們中學時都念過，但是我總是忘記！

22. 放射性物質會釋放出 αβγ 三種射線
● α 粒子是氦原子核，以光速 1/10 的速率運動。
● β 粒子是電子，以 0.9 倍光速運動。
● γ 射線是高頻的電磁波，以光速運動。
http://www.hk-phy.org/energy/power/nuclear_phy02_c.html

23. 這三種射線的穿透力如下
● α 粒子連紙片都穿不透，
在空氣中只能前進數公分。
● β 粒子可穿透薄鋁片 (1mm)
● γ 射線可穿透 20 公分鉛
板，或 100 公分鋼筋混凝
土。
https://zh.wikipedia.org/wiki/%CE%91%E7%B2%92%E5%AD%90

24. 透過磁場偏轉實驗可以知道
● α 粒子帶正電
● β 粒子帶負電
● γ 射線不帶電
並且能分別測定 α β 粒子的荷質比

25. 這個原子理論
● 將會帶出電子、質子、中子等粒子
● 並且進一步引出電場、磁場的物理
觀念

26. 然後在波爾軌道模型中
● 又會帶出電子的環繞分布理論

27. 雖然
● 沒有任何一個模型可以說是完全正確的！

28. 但是卻已經有了
● 足夠強大的解釋力
● 可以進一步帶出化學理論

29. 包含元素週期表
● 以及分子學說等等！

30. 然後進一步
● 帶出 DNA/RNA/ 蛋白質
等現代分子生物學知識

31. 接著、若將焦點轉到電腦領域
● 關注週期表中的三、四、五價元素
● 特別是《矽》！

32. 那麼就會觸及半導體的材料基礎

33. 然後帶出電晶體

34. 還有 MOSFET 半導體

35. 然後我們可以建立 nand 閘

36. 接著
● 透過《真值表、卡諾圖、布林代數、數位
電路》等知識
● 我們可以從 nand 一路往上建構

37. 像是 nand2tetris 這門課
● 就教你如何從 nand 閘開始
● 建構出基本邏輯閘、加法器、 ALU 、暫存
器、記憶體、 CPU 與整台電腦
● 接著建構出《組譯器、虛擬機、編譯器與
作業系統》
http://nand2tetris.org/

38. 我們上次曾經探討過這個主題
https://www.slideshare.net/ccckmit/nand2tetris-79925285
https://www.slideshare.net/ccckmit/nand2tetris

39. 最後
● 假如這個世界真的毀滅了
● 只剩下少數的倖存者

40. 或許
● 我們還真的能夠靠這些知識
● 重新創建整個文明也說不定！

41. 當然
● 要讓電腦出現有個前提

42. 那就是要有電

43. 所以我們還得製造發電機

44. 還好簡易的發電機並不難做
● 只要有銅線和磁鐵就行了！

45. 還有、把發電機反過來用就是馬達
簡易馬達 diy – https://www.youtube.com/watch?v=8rgu3yJ51H4
馬達反過來用就是發電機！

46. 這樣
●我們就有電了！

47. 然後
● 接上上面那台電腦
● 就可以恢復整個文明
● 開始玩電腦遊戲了！

48. 這就是我們今天的
●十分鐘系列！

49. 希望您會喜歡！

50. 我們下回見！

51. Bye Bye!