本週推薦好書：《時間之冪》／作者：特胡夫特、范都仁／天下文化
書籍介紹：
以10的冪次方為尺度，
蒐羅各式各樣有關時間的紀錄，
解答各種關於時間的秘密。
作者以令人耳目一新的方式，把天文學到生物學的奇聞軼事、音樂與運動領域的歷史掌故……統統編纂起來，並把重心放在作者最擅長的宇宙學和粒子物理學。不管是逐頁展讀、還是隨意瀏覽，在閒暇之餘，隨手拿起來翻閱，都能徹底的體會到非常愉悅的閱讀經驗、同時更能驚嘆到我們所處的世界之奧妙。
本書完全傳達了費曼所讚嘆的「我們這個宇宙真是無比奇妙」。
書摘搶先看：
自然現象及其時間尺度
時間是大自然的本質。在自然科學領域，時間更是一個不可或缺的參數。「時間」這個詞有兩個含義：一個是「時刻」，意思是在時間軸上的某個點，或是某件事發生的瞬間；另一個含義是「時距」或「時間間隔」，意指兩個時刻之間的一段時期。時距可長可短。在我們的世界裡，在長短不一的時距裡，存在著許多令人驚奇、甚至超乎想像的自然現象。例如，目前的電腦科技，在1秒內，便可以進行上百萬次、有時甚至是數十億次的計算。另一方面，有些自然現象卻需耗時數百萬年。物種演化就是一例，由於演化的速率是如此緩慢，使我們幾乎無法察覺演化的存在。
近代自然科學的進展，分別從兩個方向，向我們展示了比上述兩個例子更為極端的自然現象。在微觀世界裡的一些微小粒子，它們在運動速率上，已經遠遠超過當今最快速的電腦了。而在巨觀世界裡，當我們考慮行星、恆星或整個星系的年齡時，這些動輒長達數十億年的光陰，簡直讓人無法想像。科學家認為，他們幾乎已經可以確定宇宙的真實年齡；然而，這個看似永恆的極長時間，絲毫無法阻礙物理學家的好奇心與研究工作。
第1章 1 秒
秒（second）這個字，是從拉丁文的 secundus 或 gradus secundus 而來，意思是「第二步」或「下一步」。羅馬人把 白天的時間分成12小時之後，第一步就是把1小時再分成60分鐘，第二步就是把1分鐘再分成60秒。
大多數的機械鐘錶，大約每秒滴答一聲。荷蘭物理學家惠更斯，引進單擺來改善計時的精密度。單擺來回擺動一次所需的時間，基本上取決於單擺的擺長，而與它的振幅或擺動方式無關。這就是為什麼，相對而言，擺鐘上的指針較容易精準的、以固定速率在鐘面上轉動的原因。擺長99 公分的單擺，來回擺動一次需時2 秒。因此，時鐘的擺長大約需要1公尺長，來完成「1 秒滴、1 秒答」的計時要求：每擺動半次，剛好是1 秒的時間。當然，個別鐘擺的長度會略有差異，在某種程度上，這與它的造型（如重心位置）有關，但無論如何，它都必須精準完成「1 秒」計時的工作。
時鐘的滴答聲，反映出人類對於刻畫光陰的本能需求，它讓我們有個可靠的單位—— 秒，來測量生命中每個飛逝的瞬間。在現代科學裡，「秒」是時間的基本單位。相對於其他可觀測的物理量，時間可以更精準的測量。為了可以準確測量、以及定義「秒」的含義，我們使用了最精確、最可靠的時鐘：原子鐘。
歷史上，人們曾經認為地球自轉一周所需的時間是固定的。因此，正如羅馬人所做的，我們把一天平均分成24小時，每小時裡有3,600 秒，所以「1秒鐘」相當於地球自轉一周所需時間的八萬六千四百分之一。然而，地球自轉的速率並不是那麼固定不變的。
大氣、海洋、極地冰帽的運動，都會引起一些雖然很小、卻足以觀測到的變化。因此對於「1 秒」，我們還需要一個更準確的定義。
今天，我們所使用的時鐘，是根據銫133原子鐘來校準的。我們可以激發這個原子的電子，使其振動，而其振動頻率非常穩定。由於這個特性，我們現在定義1 秒鐘為銫原子振動9,192,631,770 次所需的時間。現代的原子鐘非常準確：每一千萬年的誤差，不會超過1秒鐘。（關於這個主題，請參考第38 章。）
0.86 秒
人類心跳一次的平均時間
心臟是讓攜氧的血液流經我們身體的幫浦。在休息的時候，人類的心臟大約每秒跳動一次。平均來說，男生每分鐘的心跳是70 次，女生則是75次。運動員的平均心跳次數稍低，每分鐘約40 次；至於不常運動的人，平均心跳則大約是80 次。當我們焦慮或是激烈運動時，心跳可以高達每分鐘200 次。當年，阿姆斯壯（Neil Armstrong）在登陸月球的那一瞬間，應該是情緒非常激動的，所以心跳速率非常快，導致他全身僵硬，難以活動。
現在我們來仔細來看看人類心跳「噗通一下」的過程：在初始階段，心臟是放鬆的，而且兩個心房都充滿了血液。右心房裝滿了由腔靜脈流進來低含氧量的靜脈血，左心房則是裝滿了由肺臟經由肺靜脈流進來的高含氧量新鮮血液。然後，心房開始收縮，讓血液經過心房與心室之間的瓣膜，流入心室。接著換心室收縮，把血液打出心臟；此時，主動脈瓣與肺動脈瓣必須打開。而區隔左右心房之間有些小肌肉，右邊的是三尖瓣，左邊的是二尖瓣，可防止血液從心室逆流回心房。充氧血經由主動脈流往全身，然後，經由較小的動脈進入身體的各個器官與組織。缺氧血則經由腔靜脈帶回右心房、右心室，然後進入肺動脈流回肺臟，再次補充氧氣。
心跳的動作到此告一個段落，而下一個心跳循環則即將開始。心臟在不到1 秒的時間內，便完成了如此複雜的動作。心臟有一個天然的心律調整器，稱為竇房結（sinus node），控制著心跳的基本頻率。它是位在右心房壁上的一條特殊的肌肉。竇房結週期性的釋放出電流脈衝，迫使心臟收縮。當有劇烈的體能活動或焦慮時，肌肉與其他器官就需要透過血液，而得到較多的氧氣。當人體有這個需求時，竇房結就會讓心房與心室更快速收縮，導致心跳加速。
1 光秒
在真空中，光在1秒的時間可以行進299,792,458 公尺的距離，換句話說，這是1光秒的距離。1光秒或1光年所指的不是時間，而是用來測量距離的單位。今天，由於光速可以被精確測量，所以我們定義1 公尺為光行進299,792,458 分之一秒的距離。在本書的其他地方，我們還會比較光在不同的時距，所行進的距離。
10 秒
在英文裡，「10 秒」另有ㄧ個獨立的名詞叫decasecond。Deca 是從希臘字deka 而來。常見的字首deci 則是源自希臘字的decimus，意為「十分之一」。在正式的英文計數名稱裡，十（deca）、十分之一（deci）與百（hecto）都消失了，只有以千為倍數的數字有名稱。
9.58 秒
世界紀錄，男子百米田徑（2014年）1912年7月6日，美國田徑選手利平科特（Don Lippincott）在百米徑賽中跑出10.6秒的佳績。之後，人類花了近五十年時間，才減少了0.6秒。西德的選手哈里（Armin Hary）在1960成為首位達到「10秒」這個里程碑的人。稍後不久，1968年，另一位美國選手海恩斯（Jim Hines）以新的世界紀錄9.95秒，突破10 秒的關卡。
2009年8月，短跑選手以9.58秒，再次刷新世界紀錄。牙買加選手柏特（Usain Bolt）是目前世界上跑得最快的人，他於2009年以百米9.58秒的成績，成為新的世界紀錄保持人。以短跑選手而言，身高196公分的他，稱得上是「長人」。由於他的腿相對較長，在起跑時並沒有優勢，但是當他達到極速時，步幅長達2.44公尺。因此在整個百米過程中，比起其他跑者，他少跑了三或四步：在他最好的成績那次，柏特只用了41步就跑完全程。他最快的瞬時速率是時速44.72公里。
眾多運動員在將近一世紀的時間裡，讓百米徑賽的成績整整減少了1秒：平均每十年進步0.1秒。這個佳績，歸功於訓練、營養及運動員體能的進步。
10.18 秒
從508 公尺高，自由落下到地面所需的時間
臺北101 大樓，樓高508 公尺。如果我們忽略空氣阻力，物體從大樓頂端自由落下、到著地的瞬間，總共需要10.18秒；不論物體的尺寸大小或質量多寡。在著地前的瞬間，物體的瞬時速率為每秒99.83公尺（或時速359.40公里）。若想讓自由落體掉落整整10秒，我們需要490.5公尺的高度。
如果把空氣阻力考慮進來，物體自由落下的時間便會增長很多。空氣阻力的大小，與物體的形狀與尺寸有關。舉例而言，在地表附近，人體在自由掉落時，速度無法超過每秒70公尺（稱為終端速率）；雖然這已經超過時速250公里。在這個速度下，空氣阻力恰好抵消了地球的重力，於是速度不會再增快。從這一瞬間起，人便不會再感受到加速度。當然，如果我們遠離地球表面，在較高的大氣層裡，由於空氣稀薄，阻力較小，物體自由落下的終端速率也會較快。
── 摘自《時間之冪》
（圖片提供：天下文化；瞭解更多本書，請上天下文化官網查詢。）
