輻射劑量「超標」就會死？ 《怕輻射，不如先補腦》

《游離輻射防護安全標準》對於輻射場所工作人員的規定（每連續五年週期之有效劑量不得超過100 西弗，且任何單一年內之有效劑量不得超過50 毫西弗。

000文字分享友善列印繁|简000好書搶先看環境生態科技能源醫療健康輻射劑量「超標」就會死？──《怕輻射，不如先補腦》時報出版・2016/05/26・2437字・閱讀時間約5分鐘・SR值540・八年級＋追蹤前一陣子有很多食安問題，像是食品添加物超標、輻射超標、空氣汙染超標⋯⋯你所能想到可以超的標都超了，這時候少不了的就是「震怒」、「痛批」、「恐致癌」之類的戲劇性字眼。

在林林總總的食安問題中，也曾發生日本食品進口的問題，電視上某位「良心立委」揭露某些食品進口商偽造（或是未標示清楚）食品生產地，導致福島災區食品流入市面，民眾食毒而不自知，左批政府管制不嚴，右批進口商黑心無良，最後眼角帶點憤怒、混著悲天憫人的淚水高喊「不信公義喚不回」，呼籲民眾一定要一起抵制黑心、支持良心（的立委，就是我本人）。

通常民眾看到這種場景都會覺得非常感動，沒想到在這個亂世中，居然有一位出淤泥而不染的良心政治家守護我們的健康⋯⋯接著進入政治操作的層次這裡就不多談了。

圖／行政院原能會「超標」的迷思回歸到科學的問題，什麼是「超標」？政府是依據什麼訂定標準？超標就會死嗎？如果連這些都沒搞清楚，我們根本無法了解現在的法規究竟是「視民如親」，還是「作繭自縛」。

《游離輻射防護安全標準》對於輻射場所工作人員的規定（每連續五年週期之有效劑量不得超過100西弗，且任何單一年內之有效劑量不得超過50毫西弗。

）原則上是參考1990年國際輻射防護委員會發布的第60號報告書所制定的，細讀一下會發現，輻射工作者的年度劑量容許值是一般民眾（有效劑量不得超過1毫西弗）的五十倍，難道說有受過輻射專業訓練的人體質比較好，比一般人更耐輻射曝露嗎？首先要思考輻射工作者的規定是哪來的？我們都知道，所有的工作都有死亡的風險，不管你是開計程車、打籃球，還是當總統，都有「因工殉職」的可能性（機率大小是另一回事），當然，擔任輻射工作人員也可能會因為工作而死亡，因此國際輻射防護委員會所建議的劑量限值是參考一般性工作的職災身故機率，然後將輻射限值設定在風險相當的劑量值。

如果輻射工作者在這樣的限制之下，最壞的情況也就和其他的工作差不多而已，事實上這可說是一條「極度安全的線」，因為我們現在都非常清楚，在短時間內接受低於100毫西弗輻射曝露的人身上幾乎看不到任何的生物效應，如果低於50毫西弗當然也是看不到，更別提從來沒有人在年劑量260毫西弗的伊朗拉姆薩觀察到居民有任何異常的生物效應了。

單次曝露劑量與累積劑量目前我們手中的輻射劑量與生物效應的資訊來自於廣島、長崎原爆，而原爆造成的輻射曝露是非常短時間之內所發生的，因此有一個問題一直困擾著我們，那就是：「雖然短時間之內曝露100毫西弗以下，並沒有顯著性風險，但是長時間累積到100毫西弗以上的話，會不會有相當於短時間曝露的風險？」世界衛生組織底下的國際癌症研究機構（InternationalAgencyforResearchonCancer,IARC）在2015年引述他們發表在英國醫學期刊、針對核電廠工作人員的三十年追蹤研究指出，雖然長期累積劑量低於100毫西弗的劑量仍無顯著性，然而我們仍需要注意累積劑量可能產生與短時間曝露類似的癌症風險。

事實上IARC 的這份研究報告爭議很大，因為從資料中顯示，即使是在累積高劑量的群體中，信心區間都不及一般公認的95％。

不論如何，至少從這個研究當中知道，不論是短時間或累積曝露，低於100毫西弗的劑量都不具臨床意義。

說到這裡就不得不提日本發生的一件職災申訴案例。

有一名東京電力公司雇員曾經在東日本大震災後於福島第一核電廠的三、四號機周邊（發生事故的是一號機）以及玄海核電廠擔任作業員，不料離職後經醫師診斷罹患急性骨髓性白血病，於是他就向政府提起職災申訴。

日本的勞動標準監督署（類似我們的勞動部）展開一連串的調查後，最終認定這是一個「職災事件」。

國內一些媒體就以「日本政府終於承認福島核災輻射致癌」做為標題報導這件事情。

我當時看到這個報導標題的第一個反應就是：「劑量是多少？」於是我查了日本媒體的報導，發現該作業員在兩年間職場生涯所接受到的輻射曝露不到20毫西弗，然而在學理上要在短時間內接受高達500毫西弗的曝露才有可能導致急性白血病，難道這位作業員打破科學知識之壁了嗎？當然不是。

真相是「日本政府並沒有承認福島核災輻射致癌」，日本在1976年訂定了一個「放射線業務勞災的規則」，只要符合（1）一年被曝露5毫西弗以上，（2）在工作時被曝露後超過一年以上患病，（3）排除其他除了放射線以外的患病理由，可以被認可為勞災。

因此日本厚生省（類似我們的衛福部）真正在記者會上所說的是：「這次的認定『並不是』從科學證明被曝與健康影響的關係，一年5毫西弗以上的曝露也不是白血病發病的門檻，以保險精神的角度而言，並沒有任何需要補償的地方，然而1976年訂定的規則是依照一般民眾年曝露限值5毫西弗而決定的。

」也就是說，這個認定純粹是跟著法令走，並不是什麼科學新發現。

從這些事件裡，我們會發現一件事情，那就是法規通常都是比較嚴格的，甚至有時候並沒有什麼科學道理可言，因為我們通常希望防範始於未然，所以會把「那條線」訂在「絕對不會發生意外」的範圍內，這樣才能讓我們不小心越過那條線時還有補救的空間。

當我們讀到一則輻射相關報導時，一定要有立刻有「劑量是多少？」的敏感度，不然會很容易陷入「超標恐○○」的迷思，然後就被那些靠煽動帶風向的人給騙了。

「超標」不等於危害，關鍵在劑量。

  最受大家＿＿的台灣鯛民來啦！．只要是插電或裝電池的東西都有輻射？．微波爐加熱的食物吃了容易致癌？．用手機上網的人容易腦殘？本書以輕鬆有趣的方式講述有關輻射與放射線的基本知識，各篇均輔以幽默插圖和清晰易懂圖表，讓讀者對日常生活中與輻射相關的事物能有正確的認識，並能因了解真相而得以安心。

《怕輻射不如先補腦》，時報出版。

 國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》，素養強化訓練今天就展開!相關標籤：癌症西弗輻射熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論時報出版142篇文章・ 25位粉絲＋追蹤出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等，活躍於書市中，累積出版品五千多種，獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定，打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者，在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

RELATED相關文章「真」最佳拍檔與他們的來電發明：史上第一顆電晶體的誕生——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》帶孩子一起，認識我們身邊的好細菌與壞細菌——《細菌與病毒》醫生，你在做什麼？教導孩子認識看診過程——《看醫生，不怕不怕》TRENDING熱門討論即時熱門遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》11天前低調卻又無所不在：你我身邊熟悉的陌生人，臺灣森林裡的「野生釀酒酵母菌」13天前狗狗小「鼻」立大功？訓練犬隻來檢測COVID-19的可行性15天前為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72022/06/28遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前如何選擇「基因交友軟體」？——影集《真愛基因》的現實22022/06/29【貓心專欄】星座/血型/性格，哪一個影響了你顏色偏好？22022/06/26021文字分享友善列印021人體解析專欄生命奧祕編輯精選萬物之理醫療健康電影中的科學來自姊姊的愛：約兒力氣要多大，才能把弟弟的肋骨抱斷？linjunJR・2022/07/13・2833字・閱讀時間約5分鐘＋追蹤話題新番SPYXFAMILY中的媽媽約兒，是武功高強的職業殺手。

力大無窮的她曾因為不小心抱得太用力，導致弟弟的肋骨不幸斷裂。

約兒的力量究竟要多大，才能靠抱抱折斷別人的肋骨呢？約兒的力量究竟有多大，才能靠抱抱折斷別人的肋骨呢？圖／IMDb肋骨雖然是保護軀幹內重要器官的鎧甲，但比起粗壯的大腿骨等等其實是相對容易發生骨折的區域。

除了一些激烈的競技運動可能會導致肋骨出事之外，CPR過程中不當的壓胸動作也是胸骨或肋骨骨折的肇因之一。

這樣看來，單靠人力要把肋骨折斷好像並非不可能。

除了安妮亞需要擔心這個問題之外，清楚地知道「東西什麼時候會斷掉」也是許多工程師每天會遇到的挑戰。

然而這類實驗每做一次就要毀掉一塊材料，大多時候更完全沒有做實驗的可能（例如大型建築結構，或是無辜人類的肋骨）。

接下來我們便可以用一些簡單的估計，來探討人類肋骨究竟會不會在擁抱過程中意外斷裂。

安妮亞擔心跟媽媽抱抱時，肋骨可能會斷掉的這個問題。

圖／IMDb關心安妮亞的肋骨之前，我們先了解什麼是斷裂力學一般而言，固態材料受到外力時首先會產生正比於外力大小的彈性形變，外力停止之後便能恢復原狀。

硬度（Stiffness）描述的是彈性形變和外力的正比關係，也就是「外力=硬度*形變量」。

在相同的外力之下，硬度越大的材料形變越小。

外力大到某個程度時，會造成不可恢復的塑性形變，此時材料內部的微觀結構通常已經遭到破壞；外力再大一些便會造成巨觀的斷裂。

材料在斷裂前能承受的最大應力就是其強度（Strength）。

玻璃這類硬而脆的材料硬度大但強度小，也就是說它不容易形變，但應力一大就裂開；金屬類則通常有較好的強度和較大的彈性範圍，因此彈簧通常以金屬製成。

硬度跟強度是相關但獨立的概念，下面關於斷裂的討論會著重在強度的部分。

作為複雜的有機結構，骨骼的力學性質並不如上述的如此簡單。

骨骼遭受外力衝擊時可以透過局部的塑性形變來分散能量，使裂痕不易蔓延。

也就是說，是否骨折不只和力的大小有關，也和施力的速度有關。

瞬間的重擊會讓能量來不及耗散，材料因此更容易斷裂。

用吸管插手搖杯封膜時一定要快狠準便是這個道理，如果慢慢加壓只會讓塑膠封膜凹一個洞（也就是塑性形變），那不是因為力氣不夠，而是因為施力不夠快。

用吸管插手搖杯封膜，如果慢慢加壓只會讓塑膠封膜凹一個洞。

那不是因為力氣不夠，而是因為施力不夠快。

圖／Pexels但骨骼的塑性性質實在不好估計，所以先別管那麼多。

一般在實驗室中若要測量骨骼的斷裂強度，應該就是緩慢地對材料加壓直到斷裂，這樣才能獲得完整的「彈性─塑性─斷裂」過程的資料。

我們暫且假設內心溫柔的約兒擁抱親人的動作（相較於出拳攻擊）是緩慢的，只是力氣的高峰值出奇地大，所以肋骨在經歷了充分的塑性形變後才最終斷裂。

對於這類相對緩慢的擁抱，我們便可以安心地套用現有的一些測量數據。

一般人擁抱的力量和約兒有什麼不同？骨頭的部分接下來只要交給谷歌就可以了，那擁抱的力量該有多大呢？一般人抱的動作大概不會把雙臂交疊在一起，而是分別放在對方的肋骨上。

所以我們只要考慮一隻手的力氣就好，兩隻手就只是斷掉的肋骨數量乘以二而已。

如果健身房有一台以擁抱動作為發想的訓練器材，一般人用一隻手能拉起的槓片數量應該不多，可能最多十五公斤。

約兒提到她當時抱斷了弟弟的三根肋骨，意即兩隻手的力量差不多由三根肋骨扛起，也就是一根肋骨要承擔十公斤重的力。

換成物理學家用的單位，就是差不多100牛頓。

有這樣的姐姐，尤利還能順利活下來也絕非凡人。

圖／IMDb但是知道力的大小還不夠。

直覺會認為，較薄的材料比較容易折斷，同樣的材料在斷裂前能承受的力應該跟截面積呈正比。

換句話說，真正衡量斷裂強度的是單位截面積所受的力，也就是應力（壓力）的概念。

把一根肋骨的截面簡單當成一公分見方的正方形，壓力便等於：100牛頓/1公分2=106牛頓/公尺2=1百萬帕（最右邊的百萬帕是材料力學常用的應力單位。

）不過彎曲應力不只和截面積有關，還得考慮材料受力的整體結構。

肋骨下方的胸腔相對沒有什麼支撐力，所以肋骨比較像是一根兩端固定，中間懸空的橋樑，如下圖所示。

從日常經驗可以知道，這種結構中間懸空的部分L越長，或是厚度d越薄，彎曲的越嚴重。

肋骨下方的胸腔相對沒有什麼支撐力，所以肋骨比較像是一根兩端固定，中間懸空的橋樑。

圖／作者所以剛剛的應力還要再乘上一個長度對厚度的比值，才是肋骨在結構中承受的彎曲應力。

假設肋骨大約10公分長，最後的答案就是10百萬帕。

約兒有「全力」擁抱弟弟嗎？人類骨骼的彎曲強度取決於年齡、性別、個體發展差異等等，但是普遍的值落在100到200百萬帕的範圍，一比下來差了十倍以上。

雖然我們在計算中做了很多誇張的簡化，可是過程中不太可能有估計的失誤會讓最後結果差到十倍。

因此可以放心地說，一般人的擁抱不太可能將你的肋骨折斷。

可以放心地說，一般人的擁抱不太可能將你的肋骨折斷。

圖／IMDb根據維基百科上沒有來源的資料：「第1到3根肋骨斷裂前能承受大約180KG的重量，第4根到第9根相對脆弱些」。

這和我們的粗略估計大致相符，也就是每根肋骨10公斤重的擁抱力道距離肋骨骨折大約有十倍的差距。

不過別忘了，上面講的都是一般人的情況。

約兒可不是一般人。

想要對她的怪力有些概念，我們發現第十集躲避球大戰的特訓畫面中，約兒丟出的躲避球發出了明顯的音爆，表示她的球速至少來到音速340m/s。

一般人的躲避球速最快不過120km/h，也就是33m/s左右。

考慮到手臂長度差不多，手臂力量大致和球的動能成正比，也就是和球速平方成正比。

約兒的球速大約是常人的十倍，代表她的力量是驚人的百倍以上。

由此可知，約兒對親愛的弟弟已經相當手下留情了。

參考資料MartinGrigorAbrahamyan.(2017). OnthePhysicsoftheBoneFracture.InternationalJournalofClinicalandExperimentalMedicalSciences,3(36):74-77. https://www.researchgate.net/publication/321489340_On_the_Physics_of_the_Bone_Fracture 國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》，素養強化訓練今天就展開!相關標籤：SPYXFAMILY力學擁抱間諜家家酒骨折骨頭熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論linjunJR28篇文章・ 434位粉絲＋追蹤清大理工男。

不喜歡算數學。

喜歡電影、龐克、和翻譯小說。

不知道該把科普當興趣還是專長，但總之先做再說。

RELATED相關文章國殤之後：集體哀慟的調適壓力、過勞加速大腦老化——定期測驗腦年齡，守護腦部健康來自姊姊的愛：約兒力氣要多大，才能把弟弟的肋骨抱斷？帶孩子一起，認識我們身邊的好細菌與壞細菌——《細菌與病毒》TRENDING熱門討論即時熱門遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》11天前低調卻又無所不在：你我身邊熟悉的陌生人，臺灣森林裡的「野生釀酒酵母菌」13天前狗狗小「鼻」立大功？訓練犬隻來檢測COVID-19的可行性15天前為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72022/06/28遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前如何選擇「基因交友軟體」？——影集《真愛基因》的現實22022/06/29【貓心專欄】星座/血型/性格，哪一個影響了你顏色偏好？22022/06/26000文字分享友善列印000好書推薦好書搶先看專欄文明足跡本月選書活得科學科技能源電腦資訊「真」最佳拍檔與他們的來電發明：史上第一顆電晶體的誕生——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》親子天下・2022/07/15・4100字・閱讀時間約8分鐘＋追蹤謎團的新進展：「我知道為什麼了！」1946年3月19日這天下午，巴丁走到布拉頓座位前，布拉頓抬起頭來，看見平時總是氣定神閒的巴丁一反常態，難掩興奮的對他說：「我知道為什麼了！」當下，布拉頓明白巴丁說的是什麼，只是不敢置信，這半年來大家束手無策的謎團終於有了進展！ 去年10月巴丁一來貝爾實驗室上班，布拉頓便迫不及待的說明蕭克利的構想，以及自己做了哪些實驗，想知道他能否看出到底哪裡有問題？主管蕭克利在誠摯歡迎巴丁就任後，也毫無架子的請教他的看法。

 蕭克利三人除了在辦公室討論，就連在蕭克利家中作客時，也無視於身旁的妻子，熱烈談論實驗結果。

然而他們再三確認過布拉頓的實際做法，甚至回頭從量子力學的基本學理逐步探討，結果就是想不出為什麼行不通。

直到這一天，巴丁才恍然大悟。

 巴丁帶著布拉頓到黑板前，用粉筆畫出一個個排列整齊的矽原子與周圍的電子，然後指著最上面那一列矽原子說：「有看出來這一排矽原子和下面的矽原子哪裡不一樣嗎？」 布拉頓滿臉疑惑：「不都一樣嘛？」「你再仔細看看。

」布拉頓看了一會兒，終於看出差別：「喔，你是指它們少了一顆價電子啊？但這不就是局部示意圖嗎？你只是沒畫出更上層相鄰的矽原子而已。

」 巴丁露出莫測的微笑：「那如果這已經是最表面的那層原子呢？它們上方可沒有其他矽原子提供共用的電子了。

這就是我們的盲點，沒注意到表層矽原子的價電子是不足的！」 布拉頓一時愣住，巴丁不等他想通，拿起紅色粉筆在最上層的矽原子畫了幾個電子，接著說：「你看，表層這些矽原子只要再一個價電子就能填滿最外殼層，形成穩定狀態。

所以當電子被電場吸引到矽原子的表面，便無法掙脫。

多了這些堆積不動的電子，矽晶體表層變成帶負電，與上方帶正電的金屬板形成封閉的電場，其他電子無法再被吸引上來，當然不會導電。

」 「難怪我試了各種方法，別說放大訊號了，連電流都測不到！」布拉頓恍然大悟，接著趕忙問：「所以我們該怎麼做？」 「只能想辦法打破這『表面態』，不過……我也還沒有具體辦法。

」 「沒關係，至少現在不再是瞎子摸象，知道該往什麼方向努力了。

」布拉頓渾身充滿幹勁，已經迫不及待要進行實驗。

巴丁發現蕭克利所設計的場效應電晶體，因為p型矽的表面矽原子最外層被填滿電子，導致無法導電。

圖／親子天下最開心的當然是蕭克利本人，這代表他的構想有機會起死回生。

他相信巴丁一定可以找出解決方法，加上自己也還有許多事要忙，索性放手讓他們去研究，只有偶而關心一下進度。

學者型的巴丁自然樂得不受干涉；而對布拉頓來說，巴丁的學術素養不下於蕭克利，又隨時都可以當面討論，反而更棒。

他們兩人不只是工作上的夥伴，私下也成為往來密切的好友，假日還常相約去打高爾夫球；凱利當初所期待的「大腦」與「雙手」的密切合作，如今反而在巴丁和布拉頓兩人身上實現。

最佳拍檔「大腦」與「雙手」的解謎之旅不過即便這個新最佳拍檔找出了關鍵問題的答案，但是之後的難關卻是毫不留情的一層層湧上，讓這兩人倍感吃力；事情是這樣子……。

蕭克利模型巴丁和布拉頓兩人發現矽晶體表面態的障礙比想像中的還難打破，即使把電壓提高到1千伏特、以及縮減金屬板離矽晶體表面的距離至0.1公分，仍然看不見電流變化。

巴丁甚至用液態氮冷卻矽晶體，看在超低溫下效果如何，結果導電性只增加了10%。

導線直接接觸模型布拉頓想起歐偉用光線照射矽晶體的實驗。

兩人用光線照射的結果，發現不需n型矽，直接以金屬線接觸p型矽就會有光伏效應。

於是直接全用p型矽做實驗，同時施加電場和照射光線，果然就有電流產生，但卻沒什麼放大效果。

矽晶體浸水模型布拉頓意外發現矽晶體浸到水時，竟然測到些微的放大效果。

巴丁推測水分子正極那端與表層矽原子接觸，中和了負電而降低表面態效應。

布拉頓把提供電場的金屬板改為很小的金環，放進矽晶體表面的水滴裡，再將絕緣包覆的鎢絲穿過小金環，接觸矽晶體。

結果成功在室溫下得到放大效果，雖然只有一點點，卻是一年多來的首度突破。

缺點：水分子會妨礙電波的震盪，所產生的頻率不到10Hz，根本無法傳遞聲音訊號，況且水滴容易蒸發，也不是長遠之計。

雙管齊下模型巴丁先將p型矽改為n型鍺；鍺和矽一樣是IV族元素，但價電子在更外層，比較能掙脫表面態。

同時改以有正負離子的固態介電質取代水滴，裡面直接植入小金環，果然得到更高的放大效果，只不過電流的頻率仍無法超過10Hz。

氧化層模型布拉頓在幾次實驗後，發現鍺晶體表面因為電解作用生成二氧化鍺。

由於二氧化鍺是絕緣體，代表介電質已經沒有發揮中和作用，而是靠氧化層降低表面態。

於是改用事先經過陽極處理、表面已經氧化的鍺，直接將小金環置放在氧化層上，讓鎢絲刺穿氧化層，直抵n型鍺。

他們原本希望去除介電質之後，就能產生更高的頻率，卻意外發現電流的走向與原先預期的不一樣。

無氧化層模型布拉頓試著改變電極正負方向的不同組合時，有次鎢絲還沒插上去，就不小心先觸碰到小金環，這瞬間電表竟然有反應。

照理說小金環下方是絕緣的氧化層，應該不會導電才對，他仔細檢查後才發現原來氧化層不知何時被洗掉了，也就是小金環是與鍺晶體直接接觸的！這可不得了，代表小金環已經沒有扮演提供感應電場的角色，而是將電流轉入鍺晶體而已。

這代表並不需要絕緣的氧化層，小金環也形同虛設。

布拉頓還發現小金環改接正極時，雖然電流沒有放大，但電壓放大兩倍，而且頻率高達10KHz，終於有希望取代真空管；而這一切根本沒用到蕭克利所構想的「場效應」。

反轉層模型巴丁重新思考並且得出結論：鍺晶體的表層從射極獲得電洞而變成p型鍺，與下方的n型鍺形成p－n接面，就如同歐偉那顆矽石的結構。

如果射極與集極在鍺晶體表面的接觸點彼此夠接近，來自射極的電洞有些便會跑到集極，與集極上的電子結合，帶動負極輸出更多電子，這些電子大部分會直抵基極，沿著電路循環回來，形成比射極那端還大的電流。

巴丁算出間隔最好小於0.005公分，才有明顯的放大作用，但這相當於一張紙的一半厚度，而當時最細的金屬線至少也有這三倍粗。

巴丁原以為這很難做到，沒想到布拉頓很快就想出了巧妙的辦法。

經過反覆實驗，布拉頓與巴丁終於摸索出最佳設計，接下來就是驗證奇蹟的時刻。

史上第一顆電晶體誕生1947年12月16日，布拉頓切了一塊三角形的塑膠塊，再將一片金箔貼在三角形的兩側，然後用刮鬍刀片將三角形尖端處的金箔輕劃一刀，分成兩段：一邊作為射極、一邊作為集極，兩者相距只有刀鋒那麼近。

接著他把一根迴紋針拉長充當彈簧，一端固定在塑膠塊未貼金箔那側，另一端連接到懸臂上的螺絲旋鈕，讓塑膠塊懸空掛在鍺晶體上方。

裝置到了下午終於一切就緒，布拉頓輕輕轉動螺絲，讓塑膠塊緩緩下降，直到尖端剛好觸碰到鍺晶體表面。

布拉頓示意就緒後，巴丁打開電源開關，果然出現前所未見的效果，電壓與電流都有放大，整體功率放大了一百倍。

就這樣，這個就地取材的克難裝置，成為史上第一顆電晶體。

布拉頓與巴丁的設計（左圖）以及最終完成的成品（右圖，照片為複製品），成為史上第一顆電晶體。

　圖／親子天下布拉頓興奮的擁抱巴丁，巴丁內心也激動不已，沒想到埋首兩年沒有進展，卻在最後一個月中，接連出現戲劇性的變化。

在回家的途中，布拉頓忍不住告訴共乘的同事自己剛完成這輩子最重要的實驗。

回家從不談論公事的巴丁也難得向太太透露，雖然只是輕描淡寫的一句：「我們今天有重要的發現。

」當晚布拉頓又打電話給巴丁，再次確認實驗沒有任何漏洞，突然才想到還沒通知蕭克利。

第二天，蕭克利過來實驗室看他們演示一遍，確認他們成功做出了電晶體後，告訴他們在申請專利前要先保密（布拉頓趕緊要那位共乘的同事發誓不說出去），接著他著手安排給貝爾實驗室高層的成果展示會。

12月23日，這些高階主管到場後，只見麥克風與耳機接在一個簡陋的裝置上。

當他們輪流戴上耳機，聽見清晰的說話聲音後，原有的疑慮一掃而空，紛紛向蕭克利、布拉頓與巴丁恭喜完成這革命性的發明。

隔天就要開始耶誕假期，這發明猶如意外的耶誕禮物，為原本就已輕鬆愉快的氣氛增添歡樂氣息。

在一片和樂融融的笑談聲中，沒人注意到蕭克利卸下僵硬的笑容時，臉上浮現的陰鬱表情……。

——本文摘自《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》，2022年7月，親子天下，未經同意請勿轉載。

 國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》，素養強化訓練今天就展開!相關標籤：半導體晶片晶片革命蕭克利電晶體熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間所有討論 0登入與大家一起討論親子天下19篇文章・ 14位粉絲＋追蹤【親子天下】起源於雜誌媒體和書籍出版，進而擴大成為華文圈影響力最大的教育教養品牌，也是最值得信賴的親子社群平台：www.parenting.com.tw。

我們希望，從線上（online）到實體（offline），分齡分眾供應華人地區親子家庭和學校最合身體貼的優質內容、活動、產品與服務。

RELATED相關文章「真」最佳拍檔與他們的來電發明：史上第一顆電晶體的誕生——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》帶孩子一起，認識我們身邊的好細菌與壞細菌——《細菌與病毒》醫生，你在做什麼？教導孩子認識看診過程——《看醫生，不怕不怕》TRENDING熱門討論即時熱門遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》11天前低調卻又無所不在：你我身邊熟悉的陌生人，臺灣森林裡的「野生釀酒酵母菌」13天前狗狗小「鼻」立大功？訓練犬隻來檢測COVID-19的可行性15天前為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72022/06/28遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前如何選擇「基因交友軟體」？——影集《真愛基因》的現實22022/06/29【貓心專欄】星座/血型/性格，哪一個影響了你顏色偏好？22022/06/26111文字分享友善列印111好書推薦好書搶先看專欄文明足跡本月選書科技能源電腦資訊「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》親子天下・2022/07/14・1508字・閱讀時間約3分鐘＋追蹤作者／泛科學知識長鄭國威Portnoy一段「叛逆」與幸運交織的故事「叛逆」是個偏負面的詞，更不用說「叛徒」了。

不過就跟生物演化一樣，如果細胞裡的基因不叛逆地突變，當環境劇烈改變，適應良好、佔據主流的群體就會無所適從，反倒是看來不合時宜又不合群的少數「叛徒」，能勉力掙扎，突圍而出——如果夠幸運的話。

《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》就是一個叛逆、掙扎，跟幸運交織而成的故事。

儘管矽谷的誕生是當代最經典、卻不常被科普書籍講述，因此令大多數人都感到陌生。

作者張瑞棋填補了這個空缺，而他的故事力加上科普力，讓本書足為台灣出版界給全世界的禮物。

現在看起來，全世界主流到不行，而且應該會繼續主流很久很久的半導體上中下游產業，可說是要風有風，喚雨有雨；除了企業搶產能、國家搶進駐，半導體公司更是搶人才、搶地、搶水、搶電；被擠到邊緣的所有其他產業也都只能吞忍，畢竟護國神山這帽子並不好戴。

但回到1945年的貝爾實驗室，當時世界第二次大戰都還沒結束，半導體是個在雲端上的概念（後來竟成為「雲端」運算的核心），蕭克利(WilliamShockley)作為少數了解量子力學且能發展應用的科學家，在頑石上敲了第一下提出場效應電晶體架構，火花霎時點亮了20世紀延續至今的第三次工業革命。

1945年，世界第二次大戰都還沒結束，半導體還只是個在雲端上的概念。

圖／Pixabay然而隨著作者張瑞棋的鋪陳，你會發現要點「矽」成「晶」，看似關卡在科學、在實驗，其實更在於人的性格。

個性決定命運：蕭克利與「八叛徒」蕭克利隨後因專利而跟貝爾實驗室的夥伴鬧翻，其他人也受不了他的脾氣，然而才氣與名氣同樣巨大的蕭克利順利取得企業投資，在加州史丹佛大學工業園區創業設立新實驗室，展開徵才。

慧眼獨具的他讓新實驗室人才濟濟，卻屢屢情緒失控，不但痛斥這些好不容易找來，跟他比肩的天才們，也無法領導公司邁入生產銷售，不斷想追求更新的科技。

這樣的領導失敗讓其中的八人萌生叛逆之心，如同蕭克利叛出貝爾實驗室，「八叛徒」叛出蕭克利麾下，成立的快捷半導體（FairchildSemiconductor），也依賴創新融資跟股權分配方式，激勵創業者拼命成功。

這樣的環境激勵更多「叛徒」新創，成為延續至今，已全球化的矽谷文化，英文裡的rebel叛逆者，幾乎已無貶義，而有革命英雄氣息。

「八叛徒」叛出蕭克利麾下，成立快捷半導體（FairchildSemiconductor）。

　圖/grafvision本書類似紀錄片，以精彩故事手法重現真實歷史。

這些真實人物之間生動的對話跟交鋒，又宛如流暢的舞台劇腳本，即使不熟悉相關物理跟電腦科學，也能體會情節的趣味起伏。

各小節後插入的「知識+」欄位，則讓想了解科技的讀者，無分年紀資歷，都能輕鬆掌握、提升「半導體素養」！身為台灣人，要是不會泡珍奶、炸雞排、聊半導體，就不夠台啦！如果你最後這項技能還沒點，這本書先讀起來吧～——本文摘自《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》，2022年7月，親子天下，未經同意請勿轉載。

 國中生的科普素養閱讀平台:《科學生》，素養強化訓練今天就展開!相關標籤：八叛徒叛徒天才晶片科學親子天下革命熱門標籤：大麻量子力學CT值女科學家後遺症快篩時間所有討論 1登入與大家一起討論#1狐禪2022/07/14回覆在為創新而創新而無法沈澱出文化的社會中，「叛逆」的確不是個壞字眼。

有了文化後就不一定了。

親子天下19篇文章・ 14位粉絲＋追蹤【親子天下】起源於雜誌媒體和書籍出版，進而擴大成為華文圈影響力最大的教育教養品牌，也是最值得信賴的親子社群平台：www.parenting.com.tw。

我們希望，從線上（online）到實體（offline），分齡分眾供應華人地區親子家庭和學校最合身體貼的優質內容、活動、產品與服務。

RELATED相關文章「真」最佳拍檔與他們的來電發明：史上第一顆電晶體的誕生——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》帶孩子一起，認識我們身邊的好細菌與壞細菌——《細菌與病毒》醫生，你在做什麼？教導孩子認識看診過程——《看醫生，不怕不怕》TRENDING熱門討論即時熱門遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前「故事力」加上「科普力」，半導體素養也能很有趣——《掀起晶片革命的天才怪咖：蕭克利與八叛徒》11天前低調卻又無所不在：你我身邊熟悉的陌生人，臺灣森林裡的「野生釀酒酵母菌」13天前狗狗小「鼻」立大功？訓練犬隻來檢測COVID-19的可行性15天前為何哺乳類顏色不能像鳥類與爬蟲類一樣豐富——著色的演化生物學72022/06/28遲來的墮胎除罪：21世紀的澳大利亞新南威爾斯州66小時前如何選擇「基因交友軟體」？——影集《真愛基因》的現實22022/06/29【貓心專欄】星座/血型/性格，哪一個影響了你顏色偏好？22022/06/26繁简