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物理科學有一們學問「熱力學」,是探討「熱」與「能」及其相互關係的一門學問。今天所有的自動機械的發明即是以熱力學的科學基礎發展而來。熱力學定律明確的闡釋一個非常重要的自然法則:宇宙萬物的總能源雖然亙古不變,但可作為有效應用的資源是與時消失的。
這是所有物種均會老化,包括星球也會滅寂的自然規律。所以科學家努力從事科學技術研發的最終極目的,即是希望能夠師法自然,尋求可以最有效應用自然資源的方法。
透過科學家們自十七世紀以來積極的探究與努力,經歷了生產工具機械化;能源通訊電磁化;以及應用電腦的資訊網絡化三階段的工業革命,使我們今天得以享受應用微電子科學技術及電腦網路傳遞資訊的優質生活。然而,這些偉大的成果,並非全無負面的。尤其進入21世紀,這些高科技將完全主導人類生活,勢必造成人類對自然資源加劇的消耗。
因此,在製作具多功能性的電子產品,及建立更精準的儀器和高速網路通道的同時,研發製作體積更小、重量更輕、能量密度更高、具經濟、安全、環保性的各類元件,並開發使自然資源的耗損降至最低的創新科技,是科學家當前面臨的最迫切的課題。
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