課程大綱
課程名稱宇宙演化與自然科學的極限
課號BOY 170
授課教師吳柏鋒（教授）
開課系所世界
學分0.7（35 分）
上課時間2025-04-14（一）　線上課程連結 ↗
課程概述博恩與台大天文物理所吳柏鋒教授對談，從早期星系演化、黑洞噴流，聊到自然科學可否證偽的界線與科學對信仰的思考。
課程目標
  1. 早期宇宙有不再長大的星系：照理說星系裡的氣體會因重力塌縮，一直生出新的恆星；但天文學家在早期宇宙看到已經不再生恆星的「寂靜星系」，這是吳柏鋒研究的謎題。
  2. 黑洞噴流可能是原因：大星系中心多半有超大質量黑洞，黑洞吸積物質放出的能量形成噴流，把氣體加熱或吹走，恆星就生不出來了。
  3. 科學不是在找絕對真理：吳柏鋒說自然科學做的是「目前最能解釋觀測的模型」，理論要能做出可以檢驗的預測，也隨時準備被新的觀測推翻。
  4. 水星逆行在物理上很平常：從地球看，行星看起來倒著走是正常現象。占星要說它影響生活，得先講出可以驗證的因果，而不是靠感覺。
  5. 天文學在變成資料科學：現在的做法從先提假說再驗證，轉向在大量觀測資料裡找規律；韋伯太空望遠鏡看得更遠，也逼科學家重新解釋早期宇宙。

課程進度

週時碼單元內容
101:19開場與天文學研究範疇介紹台大天文物理所吳柏鋒教授，探討星系演化、恆星生滅，以及天文學涵蓋地球以外所有物質結構的廣大時空跨度。
205:47宇宙年齡與宇宙學模型討論宇宙年齡約 137 億年的推算依據，介紹標準宇宙學模型 ΛCDM（冷暗物質模型）與暗物質、暗能量的理論假設。
309:13何謂看見與暗物質推論探討科學上「感知與看見」的定義，說明即便肉眼無法直接觀測，也能藉由周遭重力交互作用的間接證據推測暗物質存在。
411:05寂靜星系與恆星形成停止恆星由氣體塌縮核融合而成，吳教授解釋在早期宇宙中發現不再生成新恆星的「寂靜星系」，引發天文學界探討其停止生長的原因。
514:32黑洞重力位能與噴流機制分析超大質量黑洞如何藉由吸積釋放巨大重力位能，形成高能噴流將氣體驅逐或加熱，從而改變星系演化軌跡。
617:37自然科學的極限與真理觀針對大爆炸前是否存在物質的疑問，吳教授指出自然科學旨在最好地解釋目前所能觀測的客觀現象，而非提供終極真理。
720:09牛頓力學與可否證偽性以牛頓力學過渡到相對論與量子力學為例，強調科學理論的價值在於給出可檢驗的預測，並具備可被新證據證偽的開放性。
822:16天文學家看水星逆行閒聊占星學與行星逆行，吳教授解釋行星逆行在軌道物理上是常見視運動，若要主張影響個人生活運勢需建立可驗證的邏輯連結。
925:08天文學轉向海量資料探勘探討近二十年天文學從傳統假說檢驗轉向海量數據的資料探勘，利用巨量天文資料挖掘尚未被發現的宇宙規律。
1027:37科學檢驗與宗教信仰分際討論科學與超越界神學的界線，指出宗教屬於不可檢驗的個人信仰，而科學研究要求面對反證時必須坦然修正信念。
1129:59量子糾纏與客觀可再現性探討量子糾纏等反直覺物理現象，強調科學關鍵在於相同條件下的可再現性，自然運作規律不隨個人主觀相信與否而改變。
1231:50投入研究條件與韋伯望遠鏡給未來天文學生的建議（扎實物理數學基礎與好奇心），並說明韋伯太空望遠鏡等觀測科技進展如何帶動早期宇宙研究突破。

授課教師語錄

名詞解釋

吳柏鋒本集來賓，國立台灣大學天文物理研究所助理教授，專長為星系演化與觀測天文學。
星系（Galaxy）由大量恆星、氣體、塵埃與暗物質藉重力束縛集結而成的龐大天體系統。
寂靜星系指在早期宇宙中已經停止誕生新恆星、不再持續長大的星系。
ΛCDM 模型當代標準宇宙學模型，以宇宙學常數（暗能量）與冷暗物質為核心理論基礎。
暗物質一種不發光、不參與電磁交互作用，但透過重力效應影響宇宙大尺度結構的未知物質。
超大質量黑洞質量為太陽數百萬至數十億倍的黑洞，通常位於大型星系的中心。
重力位能物體在重力場中所具備的位能；物質落入黑洞時釋放巨大重力位能並轉化為高能噴流。
證偽性（Falsifiability）科學哲學核心概念，指一項科學理論必須具備能在邏輯與觀測上被檢驗並推翻的可能。
可再現性科學實驗的核心原則，指在相同實驗條件下能重複觀測到一致的客觀結果。
韋伯太空望遠鏡（JWST）具備極高靈敏度紅外線觀測能力的太空望遠鏡，能探測早期宇宙深處的星系樣貌。

備註

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