※ 引述《chingc (湖畔的天文學家)》之銘言：
: ※ 引述《Schwinger (千金之子不死於盜賊)》之銘言：
: : 我想很多鄉民都不知道Nature Science Cell比較有名的三大期刊俗稱(NSC)
: : 這種遠離一般人生活很遙遠的東西,以前我也不太懂,後來稍微知道一點XD
: Nature, Science, 跟Cell是很厲害沒錯,
: 但是也不需要太神話它, 很多物理名家不屑NS是真的, 不要以為他們是酸葡萄,
: 你也知道很多讀理論科學的脾氣都很傲, 會認為NS根本不是真正的物理發表期刊,
: 只有PRL才是物理正宗!
我不否認有人認為PRL才是物理正宗,不過真正理由那是NS根本沒本事上
我可以舉我的論文裡的故事和人物就可以證明了,大部分PRL只是在已知的物理裡面爭吵
但是NS才是真正開創這領域的
: 這在各領域的頂尖高手都可以發現這種現象, 所以不要以為每個人都想投NS,
: 目前到現在, 歷屆諾貝爾獎得主出自於PRL的文章是多餘Science+Nature的,
: Nature跟Science就是要一個點子, 很新穎的東西,
: 很新, 但錯誤率也很高, 很多鄉民可能會對NS上的造假文章感到震驚,
PRL也一堆錯誤的好不好,哀,你不要拿少數NS上的造假文章誤導鄉民,我一點都不會震驚
: 其實NS上頭文章有誤(造假or數據有錯)早已不是新聞,
: NS上的文章只是"很新"而已, 不表示有深度 or 潛力...
: 有人會問, 怎麼可能有錯的文章會讓你發表?
: 這要從兩個地方去解釋:
: 1.邏輯!
: 有審過paper的就知道, 審paper你只能就作者提供給妳的數據來決定接受與否,
: 所以只要數據看起來清楚沒有修改;
: 文章"說故事"看起來符合邏輯.....那你就沒有理由說人家文章有問題...
: 但"符合邏輯"的文章不等於"正確"的文章, 所以要造假是有可能的
: 2. 小圈圈!
: Science有很大的封閉性, 這圈內人都知道, 只有圈外人才會傻傻的以為投上Science
: 都是真槍實彈靠自己的研究實力投上, 錯!
: 一樣需要政治力!
即使你要發PRL都要有政治力了還NS,這種東西說穿了就是一種學術的競賽和霸凌
Science我不太清楚這圈子怎麼搞,一堆paper都是這樣子只是看明不明顯,
我的領域裡面有一位Nature的編輯,他NS總共30多篇,他是我們這圈子的教皇,但是他也是
有名的"學術權威",跟他立場不合的投Nature或是相關他有能力介入全部被他打掉
: Sciecne就是AAA那一群人互相審來審去, 今天你審我的, 改天我審你的,
: 我們都是大老, 我們的文章都很容易投上, 因為我們是在圈內的好麻吉...
: 如果我是小咖, 不在圈內, 怎麼辦?
: 想辦法拜託幾個在AAA圈內的大老帶你進去拜拜碼頭, 讓AA group這些人認識你,
: 所以說, 你老闆是AAA大咖, 通常教出來的學生就容易進入AAA裏頭,
: "ㄟ, 我的好麻吉們, 這小夥子是我學生啦, 他最近有個研究還不錯啦, 你們看看"
: 大致上就是這樣...
: 那要怎麼認識這些AAA大咖呢?
: 就是要猛跑APS conference或是golden conference做公關阿...
你沒本事跑這些只是浪費錢,講好聽點最好就是跟他們合作,講難聽點看能不能掛個名
: 尤其是golden conderence只對美國學者開放, 屬於close conference,
: 大家都在裡頭做公關....像我老闆要投science之前,
: 就會把文章初稿印出來到裡頭以"請教"的名義去詢問相關研究AAA大咖的意見,
: 個別擊破後, 再投science就會順利很多,
: 所以有時候看到鄉民在無限神話science時, 就會覺得:阿, 難怪亞洲人都投不上..
那有亞洲人都投不上Science = = 只是相對少數而已,的確台灣本土的要上很厲害啦
但是也是要一定的研究水平和水準,加上學校的學術聲譽,像是台清交成在台灣相較是
有機會上NS,反正這些講難聽點多少也是一起在大學排名裡面同流合汙
跟鄉民講個八卦啦,我是聽說外國有些名校(物理類的)再審論文的時候比台灣還扯
不是NS,PRL就不承認是好期刊了,物理有時候一堆人瘋狂追逐PRL是因為NS根本別指望上
但是也對PRL追逐到有點病態了,至於RMP那種是沒有幾個人在想被邀稿的
: 因為遊戲規則就不是這樣玩的阿.........
: 再次強調, 不是說投上science的文章不好,
: 而是要投上除了研究要到位之外, 人脈更重要, 多少到頂的優秀文章連science都摸不到邊
: 真的認真找, 我可以隨便找到好幾篇這幾年發表在Science,
: 但質量新穎度都不怎樣的文章給你看, 就是那種你在那一行打滾的人看到會說:
: "幹! 這種內容也可以投上Science?!"
: 你可能會問, 你怎麼都在講science, 那nature呢?是的, 相比於science,
: nature是比較公正的, 因為nature是一群"具博士學位的專業編輯"來負責第一關審稿,
: 再將稿件分下去給該領域頂尖學者審;
: 而science是直接由一群"教授學者"義務性的來當責任編輯, 換言之, 比較有私心,
: 比較需要做公關就是這樣..
都聽你在亂扯,其實NS都一樣好不好,這麼不屑NS,那你把你論文先投上去NS好不好?
投不上去,你先把論文放在arXiv然後說你論文被NS霸凌
: 這也是讓很多年輕優秀學者選擇將自己的作品丟往nature,
: 因為就真的打不進去science的AAA group嘛, 所以比較這幾年的文章,
: 你會發現Nature的質量比science好一些, 所以引用數也多於science,
: 至於Cell, 就...真的是應拉上來的放在一起的老三而已,
: 根本不是跟NS兩個平起平坐
: 因為NS兩者是屬於綜合論述型期刊, 就是甚麼領域都可以投,
: 而Cell只限於生物醫學領域, 所以侷限性大很多
: 我的總結是這樣的,
: 如果是要看漂亮的圖跟神奇的idea, 我會看NS;
不要誤導鄉民好嗎? NS沒有你說的不堪,Science還有SOM可以看,這些是寫給
專業的人看的,不是你說的那樣,他們只是都是比較新穎和炒作的題目,但是前提是你也要有
本事在那裏面數一數二的領袖人物
: 但是如果要真的學到東西, PRL跟JACS之類的會是比較好的選擇
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你做的應該是做比較傳統正宗的物理領域,我論文的東西是屬於炒作型的領域
Science,Optic Letters,Optics Express 和PRL加上自己融會貫通的
這裡介紹一下負折射,變換光學 隱形斗篷的故事
隨著奈米科技的發展，一種新興非均勻的異向結構的複合材料正在引起世人們的關
注，現在已經形成一個新興的物理領域，命名為超材料(metamaterials)[1]，其實超材料
的起源並不是一個非常有系統的發展，這名稱最早是由當時加州大學聖地亞哥分校(UCSD)
的科學家David R.Smith等人所命名，當時是在1999年12月中旬，在他們關於負折射率材料
的論文要提交給物理評論通訊Physical Review Letters, PRL)期間。David R.Smith等
人偶然發現了一篇前蘇聯物理學家Victor Veselago於1968年的論文，理論上預言了人工材
料的存在，這正是David R.Smith剛剛成功地創造並在實驗室中證實的確存在折射率為負
的材料，材料實際上是一些小銅線和銅環所構成，而不是一般的傳統材料，他們稱此為
“超材料”。(metamaterials)
負折射的概念最早是在1968年蘇聯物理學家Victor G.Veselago所提出[2]。當時
V.Veselago考慮了Maxewll方程式的波動形式，其介電係數ε 以及磁導係數μ 皆為負值
時的電磁波的傳播行為，他分析了電磁波在擁有負介電常數ε 和負磁導係數μ 材料中傳
播的情況，對電磁波在此材料中傳輸時表現出的電磁特性進行了分析，提出了如反Snell
定律(Reversed Snell Refraction)、反Doppler效應(Reversed Doppler Effect)、反
Cerenkov輻射(Reversed Cerenkov Radiation)等概念。
且電磁波在其中傳播時相速度和群速度的方向相反，電場E、磁場H、波向量k三向量之間
必須滿足左手定則，與在傳統材料之間遵守右手法則中傳播的情況正好相反，並定義出所
謂的左手介質(left-handed material,LHM)，也就是波向量傳播的方向和能量傳播的方向
( Poynting vector)相反。但是當時物理學家並沒有在自然界中找到ε 以及μ 皆為負值
的材料，因此這篇論文的討論便幾乎消失在歷史的洪流中。
經過了大約30年後，負折射的概念開始受到了廣泛的重視，起因於1996年-2001年
英國倫敦帝國理工學院(Imperial College London, ICL) John Pendry教授一連串的工作
，1996年Pendry在物理評論通訊（Physical Review Letters ,PRL）上發表一篇文章中論
證了「細金屬線陣列」的一些性質[2]；他利用週期性金屬性細線結構，論證了週期排列的
細金屬線陣列對於波長比自身週期要長很多電磁波而言，在微波頻段(GHz)可以等效成一
種電漿頻率的電漿介質，具有負的等效介電係數eff ε ，且隨著結構的改變其電漿頻率
可以調控。這種材料的主要特徵在於它的尺度介於巨觀的樣品和微觀的原子尺度中間，所
以這種形狀特殊的週期結構所產生物理機制就是不再單純是純巨觀或是純微觀的物理效
應，而是一種以新的物理形式作用，在這種等效介質下，選定適當的頻率，即可設計出擁
有負ε 的材料。
1999年，Pendry教授在美國的電機電子工程師學會期刊（Transactions on Microwave
Theory and Techniques,IEEE）一篇文章中提出了瑞士卷（Swiss roll）與裂環共振器
（splitring;resonator,SRR）[15 ]陣列在適當的頻率範圍內具有等效的負磁導率。
在長波近似下，於某些頻段內有負μ 特性，並計算出了SRR 的等效模型，則負ε 以及
負μ 的等效模型皆已建構完成，在本論文第五章將詳細地介紹這兩個結果。
2000年美國加州大學聖地牙哥分校(University of California at San Diego, UCSD)
物理學家David R.Smith等人將這兩種構造結合起來，利用以銅為主的複合材料使材料的介
電常數ε 和磁導率μ 在某個頻率範圍同時出現負值[15]，左手材料終於第一次在世界上
實現，但是此時左手材料的負折射一時還無法真正被驗證，因為當時只是一維的左手材
料。2001年David R.Smith及其恩師Shelby Sheldon團隊中終於制成了二維的左手材料並
且觀察到其中的負折射現象，2001年一月David R.Smith正式將負折射材料命名為左手材
料(Left-handed material, LHM)。
但是在左手材料的早期研究中，2002年德州大學奧斯丁分校物理學家P.M.Valanju等
人[16]和西班牙物理學家N.Garcia和M. Nieto Vesperinas在期刊PRL[17]發表文章從因果
定律和群速度不可快過光速的兩個物理限制上反對左手材料存在的合理性。他們通過推
導得出在普通物質和左手材料的交界面處，群速度的方向只能朝正方向折射。但是，同
年美國麻省理工學院電機系孔金甌教授也在PRL[18]文章中從理論的角度指出Valanju等
人把波的干涉形成的波紋前進方向當成是能量傳播方向，這是錯誤的，能量傳播的方向
應該通過計算各處的Poynting向量的方向來決定。孔金甌教授通過理論推導Poynting向量
的方向確實是朝負方向折射的。
2003年美國西雅圖Boeing Phantom Works的C.Parazzoli[19]與加拿大
University of Toronto 電機系的G.Eleftheriades [20]所領導的兩組研究人員分別發表
了在微波波段負折射率物質的實驗報告。兩組科學家在實驗中直接觀測到了負折射定律：
折射發生的方向與一般物質完全相反。同年美國Iowa State University的
S.Foteinopoulou團隊也在PRL[21]發表了左手材料的理論模擬結果。利用光子晶體做為材
料，在計算中發現電磁波波前遇到左手材料時折射並不會立刻就發生，而是在介面捕捉入
射波前一段時間之後才出現折射波，他們認為這個延遲現象說明了波前的一端並不需要無
限大的光速傳遞才能從一般介質到左手介質，因此左手物質並不違反光速上限與因果律等
基本原理。並且C.G.Parazzoli等人在PRL[22]在實驗和數值模擬上進一步驗證了左手材料
中的Snell定律為左手物質是否真實存在爭論終於劃下了一個句點，也就是到目前為止，
科學界達成共識，左手材料介質的確存在。
後來2003年美國的Rochester大學數學物理學家Allen Greenleaf等人在一篇論文提出
建議設計用一個非均勻(anisotropic)電導率導體，使得導體無法被電阻抗斷層掃描攝影術
EIT(Electrical impedance tomography)所偵測到，這篇論文利用Poisson方程在座標變換
DtN(Dirichlet to Neuman)下，Greenleaf重新定義了電導率σ，使得直流電電導率滿足
張量的變換的的性質，為變換光學理論前期提供了基礎。這方法後來在2006年J.Pendry
和U.Leonhardt分別獨立提出利用超材料讓空間座標變換的方法設計隱身斗篷，即利用控
制電磁波傳播從而達到將物體隱形的目的。這種使得人們設計某些特定人工介質材料參
數的理論在2006年引起了極大關注。自此，變換光學（Transformation Optics）開始發展
成為光學與超材料科學重要分支。
在 2006 年6 月23 日這一天，《科學》Science 雜誌第312 卷，二組物理學家分別
為倫敦帝國學院教授(Imperial College London)John Pendry 爵士和美國杜克大學的D.
Schurig，D. R. Smith 等三人和英國St Andrews 大學物理學家Ulf Leonhardt 不約而同
地提出隱形斗篷的原理。之後2009 年Ulf Leonhardt 又在《科學》Science 第323 卷提出
另一種新的可能性，所以目前隱形斗篷理論分為三種：第一種是Pendry 的隱形斗篷理論，
我們稱之為推進式斗篷(push-forward cloaking)。第二種為Ulf Leonhardt 教授利用保
角映射(conformal mapping)的方式給了一個一種隱形斗篷可能存在性的方式，姑且稱為
保角斗篷。第三種為Leonhart 用非歐幾何的方式可能實現第三種隱形斗篷的原理，稱之為
非歐幾何隱形斗篷(non-Euclidean cloaking)。
值得一提的是 2006 年11 月10 號《科學》Science 雜誌第314 卷，Duke 大學教授
David R. Smith 教授再次發表論文向世人宣告微波波段幾乎隱形的二維斗篷已經被所謂
的人工超材料所實現。他們主要運用J.Pendry 教授的電磁理論，實驗上採用一個比較簡單
的簡化參數(reduced parameters)巧妙設計一個符合理論計算結果的隱形結果。在實驗
中，他們採用週期性電鍍在金屬銅與玻璃纖維上製造了一個類似甜甜圈的圓環材料，這個
隱身裝置稱之為裂環共震器(split-ring resonator，SRR)，如下圖，這是個以十層週期
性排列向外的組裝元件。當特定的操作頻率下，這些金屬單位素的電流和電荷以及所產生
的電磁場會因為一起共振而產生特別的頻率響應，這個SRR 特殊幾何結構的介電常數和磁
導係數為一個張量密度的形式，其可以幾乎達到隱形的效果，雖然這種隱形斗篷目前只能
在某些特定頻率和特殊的環境背景實現，並且只能是以單一頻率和單一偏振的光才能成立
，但在科學史上已經具有非常重大意義，並被《科學》Science 評為06 年十大科技進展
之一，在這之後開啟了一個新的物理子領域，變換光學和隱形斗篷。
2006 年10 月16 號杜克大學J. B Schurig 教授，D. R. Smith 教授和Pendry 爵士
亦在期刊Optics Express 提出了一種用微分同胚方式解釋隱形斗篷的理論存在性性證明，
這種推進式隱形斗篷的原理我們亦詳細討論說明其原理和目前理論缺陷及實現困難之處。