科普空間——牛年相變

  物質有三相:固體、液體、氣體,隨外在條件如溫度、壓力、磁場的變化,物質從一個相變成另一個相,例如:冰溶解會變成水,水煮沸會變成蒸氣;反過來也可以:蒸氣遇冷會變回水,水凍結會變回冰——這些過程全部為相變。

  相變有一種特性稱為對稱破缺,要明白,得先了解臨界點。當蒸氣遇冷至攝氏一百度(沸點)左右,便達臨界點,之前還是氣體,之後便變液體;當水被冷卻至零度(冰點)左右,便達另一臨界點,之前還是液體,之後變固體。當一個物理系統來到一個臨界點附近,它在多種可能的分岔之中取其一,進行相變,過程中它原先擁有的某種對稱會被破壞,這個是對稱破缺。如:一杯水從甚麼角度來看都是一樣,所以水具有空間對稱性。但當水被冷卻至接近冰點,只要水中任何一處溫度跌低於冰點,空間對稱性馬上被破壞,水馬上相變結成冰。至於結冰是怎樣結構,取決於水在臨界點附近取哪一個分岔——它將來的命運就是取決於這個選擇。

  相信大家被疫情弄得很不耐煩,不但經濟難以樂觀,連個人衣食住行亦受到限制。牛年剛到,是個新開始,加上春意盎然,感覺心情已達一個臨界點,要改變,趕走之前冤屈氣霉氣!大家何不心理上做相變?像水煮沸後變成蒸氣,蒸氣再被凝結才能提煉出100%的純淨蒸餾水,大洗牌後浴火重生,大家勇敢面對新一年。可能有些舊秩序已變得破缺,甚至一去不返,但時代巨輪駛到自己家門口,還不調整心態去適應新世局?可是大家得謹慎選擇分岔,因為,自己將來的命運就是取決於它。祝牛年昇華!

陳家强


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