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2024年10月13日 星期日

新幹線路線與車種(Shinkansen Lines & Transets)-2024

 















image source: Wikipedia

由於日本的電力系統是世界少數國家中同時採用美規60Hz又採用歐規的50Hz電力系統的,電力系統是真的一國兩制,日本電力系統大致以東京都為界,以東的東日本與北海道採用歐規,而東京以西的關西與九州、四國則採用美規的60Hz電力系統。也因此日本的火車與新幹線多依據兩個不同的電力系統開發新幹線電力列車,且兩種列車不能互用於不同的路線,而不是像歐洲的火車多開發可以同時在不同電力系統與輸配線路段切換行駛的列車。一來因為日本不像歐洲高鐵國際列車須同時經過不同的國家的電力輸配電系統行駛,這樣可以省下列車轉換不同電力系統零件的成本,也可將心力轉入高鐵系統的安全性與舒適性發展。加上日本的職人精神與科學工藝精湛,讓日本新幹線一直保持高準點率與安全性,甚至在列車的搭乘舒適性也是世界數一數二的。不過到目前為止,四國是四個日本主要島嶼中,還未有新幹線列車行駛的。

隨著新幹線的成功,日本也將新幹線系統推向海外市場,台灣是日本新幹線系統與列車第一個輸出國(700T),第二個是中國(CRH2),接者美國德州高鐵(N700S)與印度高鐵(E5)也採用新幹線系統作為高速鐵路的列車。日本的新幹線列車採用的動力分散式,而不是法國TGV系統的動力集中式,另一個世界主要高速鐵路系統德國ICE也是動力分散式。韓國是亞洲繼日本後第一個開發高鐵營運的國家,最早採用KTX-I技術是來自於法國TGV的動力集中式列車,新一代高鐵列車才採用動力分散式列車。

目前日本已經開始準備將原本的東京到大阪的輪軌高鐵轉換到磁浮高鐵,中央新幹線第一階段工程,原本預計在2027年通車,但目前可能會有延誤。

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2024年10月6日 星期日

物理學(Physics)-2024

 


物理學是一門自然科學,專注於研究物質、能量、空間和時間,特別是它們各自的性質以及彼此之間的相互關係。物理學通過觀察和分析大自然中基於物質和能量的各種現象來找出其中的模式。這些模式被稱為「物理理論」,經得起實驗檢驗的常用物理理論被稱為物理定律,直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)

物理學是自然科學中最基礎的學科之一,因為物質和能量是所有科學研究必須涉及的基本要素。化學、生物學、考古學等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。

物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。例如,由於電磁學的快速發展,電燈、馬達、家用電器等新產品紛紛湧現,人類社會的生活水也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟,核能(核分裂)發電已不再是藍圖構想,但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態保育與人類的嬌弱渺小。物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。物理學是一門基礎科學,不是應用科學,但相關的研究理論與領域可運用於相關的應用科學

雖然物理學的研究範圍十分廣泛,物理學者時常會使用到某些物理學的核心理論。這些理論皆已通過很多不同實驗的多次檢驗,並且對於自然現象的預測被認為足夠準確,例如,古典力學的理論能夠準確地描述物體的運動,但必須滿足兩個前提,一是物體尺寸超大於原子、二是物體運動速度超小於光速。今,這些核心理論仍舊是很熱門的研究領域。例如,二十世紀後半期,即在牛頓(1642年–1727)表述古典力學整整三個世紀之後,學者發現與創建了混沌理論,其揭示了力學系統的決定論可預測性是一個錯誤的觀念。

這些核心理論大致包括於古典力學、量子力學、熱力學、統計力學、電磁學、狹義相對論等等基礎物理學領域,是進階研究專門論題的重要工具。

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