中學時,有一位金屬工藝科老師說:‘很多玩音響的人會認為鍍金的電線的音質會好一點,這其實是誤解,金的導電率的確是高,但電鍍層是很薄的,對電阻的降低幫助甚微……’
老師,你錯了!但我並沒有對你有任何不敬,因為你是按科學的思路去思考,你的錯誤,祗是你不明科學的真諦,不能保持開放的思想而已!
我的老師錯在那裏?那麼便要由電鍍的基本說起。所謂電鍍,就是用電化學的方法,把一層金屬,加在另一導電體的表面。現實裏,當然是會把貴重金屬加到一般的材料(註一)上,所以金、銀、鉻等都是常用的電鍍金屬。
當負擔不起使用貴重的黃金做器件,便可以考慮用相對便宜的材料如銅等做器件,然後,在其表面鍍上一層金。那麼,這器件便有金的美觀,而價錢就可大幅減低。
有時,電鍍也並不單為美觀,防止氧化和其他化學侵蝕也是實際原因之一。
電鍍之所以可節省成本,主要原因就是祗要用極少的貴金屬。事實上,鍍上金屬的厚度是影響電鍍成本的重要因素。所以,電鍍技師便會按不同需要,盡量減低電鍍層的厚度。
所以,單從簡單的電阻計算,我的老師是完全正確的。他甚至可以拿這些計算去證明這些宣稱鍍金線會‘靚聲’的人不科學,甚至是騙子!
但這些人真是聽得出鍍金線的聲比較好,究竟誰是誰非呢?
其實是這樣的,我的老師祗懂電學的皮毛,對電磁學接近全無認識,於是便會說出這些‘偽科學’。事實上,有一位化學博士,經常在傳媒上談甚麼東西科學,甚麼東西不科學,可惜,以我粗淺的科學知識,他的錯誤就遠比正確多。在科學先進的今天,若還相信掌握了一些基本的科學知識便可判別一切事物,這絶對是非理性的‘自大’!魔鬼就在細節內!
電磁學內有一個稱為‘皮膚效應’(skin effect)的現象,要精確理解就要用數學,由於這裏不能使用正統數學語言,我又來個比諭,去解釋甚麼是‘皮膚效應’。但千萬要認清,這是比喻,並不是真正的‘皮膚效應’。
想像電力好像一批士兵,他們在上級的恐嚇下由一地步操到另一地。若他們變化很慢,全部都勇往直前,便可以盡用路面。但若他們經常左右擺動,他們便會發生碰撞,亦會互相排斥,由於路中心是大家都可到之地,所以碰撞和排斥便會很厲害,到最後,大家都會被撞回來,結果反是路中心就空無一人,士兵反會集中於路的兩旁。
請不要批評我這個比喻,我自認它實在生硬。但在教科書上根本就找不到更好的比喻,我才被迫做原作者。為甚麼書中無比諭呢?原因便是‘皮膚效應’是比較高深的電磁學理論,要學這個理論的,其抽像思維能力應可直接從公式中去了解,所以無需比喻。我的老師是個修金工的,其抽像思維能力和這個要求實在相差太遠了。
回到本來的問題,皮膚效應就是說,當頻率越高,電流便會越遠離導體的中央,到頻率高到某一水平時,電流便會祗在導體的‘皮膚’流動。‘皮膚效應’便是準確說出,頻率,導體形狀,與皮膚厚度間的關係。
薄薄的鍍金層,對整條電線的電阻影響輕微,但對於高音的傳送就有極大的幫助!
我一直都嘲笑甚麼‘發揚科學真理’,說這句話的人,他們就完全誤解科學,科學家的工作就是要推翻舊有的理論。若把‘科學’看成是‘神聖不可侵犯’的真理,我們就不是回到‘異端審裁處’(註二)的時代嗎?
若有人跟我說,‘皮膚效應’不能再解釋上述現像,因剛發現了‘xyz定律’。若是這樣,我不單不生氣,我反會立刻認真研究‘xyz定律’!若‘xyz定律’真的正確,這就代表了我們的科技又進了一步!又或‘xyz定律’早已出現,祗是我無知而已。若是這樣,我就更高興,因從這刻起,我便認識了‘xyz定律’,對此不再無知了!
這位知名化學博士便經常犯這個毛病。香港的消費者委員會,也經常犯類似的錯誤!
有一次,消委會就說廣東人的最愛‘老火湯’並沒有特別的營養價值。但我對這句的理解應為:‘在極為有限的營養學知識和極度局限的化學分析技巧下,我們找不到老火湯特別有營養的證據!’
他們找不到,便代表沒有嗎?(註三)若你曾在化學實驗室內,和這些‘藥水’打過一段時間的交道,我想你也會像我一樣,不再想信‘找不到,便是沒有!’。
註一:一般人會誤以為電鍍祗可以把金屬鍍到金屬上,實際上,祗要被鍍的物體表面可以導電,便可進行電鍍。有一種技術,就是在塑膠的表面塗上石墨(碳),然後進行電鍍的。
註二:歐洲中世紀時,宗教力量強大,她們會把不合聖經教義的理論列為異端。後來更成立‘異端番裁處’。
註三:這句是我一位‘高人’朋友,李文華醫生經常說的,有關他的空氣論可參考http://www.bhkr.org/text/hkexit/leemanwa_article.pdf
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