歷史 物理

  • We will remember them

    一百零四年前在歐洲爆發的第一次世界大戰,無疑地是人類歷史上史無前例的一場慘絕人寰的浩劫。萬千花樣年華的青年在慘烈的壕溝戰中喪生。其中協約國與同盟國中各損失了一位極為優秀的物理學家。他們就如同是隕落在一戰戰場的兩顆流星,令人感嘆。尤其令人痛心的是,如果他們能夠在這場戰爭中僥倖全身而退的話,不知還能為人類的知識探索做出何等巨大的貢獻,然而他們的生命就這樣荒謬地戛然而止,

  • 為科學而生 為原子而死的波茲曼(下): 飄泊的靈魂

    上一回的阿文開講的專欄中,阿文簡單介紹了奧地利物理學家波茲曼的前半生,特別是在Graz大學的期間,他所完成的許多關於統計力學的研究。雖然波茲曼在Graz 平穩地度日,在學術上也有令人驚艷的成就,但是1885年他摯愛的母親過世讓他悲痛異常,再加上四年後他的長子Hugo因盲腸炎夭折,讓他自責不已,他的精神狀態開始不穩定,讓他又萌生另謀新職他去之意。他曾接受柏林大學的邀請去遞補剛過世的Gustav Kirchhoff的缺,但是他因視力惡化而送電報前去婉拒,後來這個缺就給了比波茲曼年輕十四歲的德國學者馬克斯‧普朗克(Max Planck)。當時應該沒有人可以預見那個看來一板一眼的年輕學者會在十年後掀起量子革命的序幕吧。

  • 為科學而生 為原子而死的波茲曼(上) 帝國的黃昏

    上一回的阿文開講,介紹了統計力學的開山祖師爺之一的吉布斯。這一次阿文要接著介紹另一位幾乎與吉布斯同時間在德語世界開創統計力學的大人物,他就是大名鼎鼎的波茲曼。與一生平靜無事,與人無爭的吉布斯相比,波茲曼的人生可以算得上是波瀾壯闊,為了說服別人相信自己苦心孤詣建構出來的理論,波茲曼終生與人爭論不休,最終居然抑鬱自殺,這樣的傳奇人物,阿文當然無法放過。就讓阿文仔細為您介紹這位來自維也納的物理大師的傳奇一生吧。

  • 兩位飄浮在耶魯校園的寂寞天才(下) 陽春白雪又何妨

    上一回的"阿文開講",阿文介紹了美國科學家吉布斯在數學,物理光學,以及熱力學的諸多貢獻,但是論到吉布斯最大的貢獻,還是在"統計力學"上,事實上,正是吉布斯創造了「統計力學」(Statistical Mechanics)這一個名詞!統計力學的宗旨在利用統計方法從大量微觀粒子的運動角度得到對於宏觀的熱力學現象的微觀解釋。

  • 兩位飄浮在耶魯校園的寂寞天才(上) 知識沙漠裡一朵綻開的玫瑰

    前陣子阿文讀了一本書,"美國的反智傳統",這本書其實是1967年就出版的老書,作者是哥倫比亞大學美國史教授Richard Hofstadter,這本書對美國社會的觀察非常深刻,雖然是五十年寫的,現在讀來還是絲絲入扣,有時令人拍案叫絕。在書一開始,作者就提到在美國無人不曉愛迪生的大名,但是同時期美國最偉大的科學家,吉布斯,不僅生前默默無聞,甚至到今天還是有許多人不認識這位美國第一位偉大的理論物理學家!無獨有偶的是,吉布斯待了一輩子的耶魯校園中也曾出現一位了不起的物理學家昂山格,但是他的風格以晦澀難解聞名,還曾經因為上課的口碑太差被炒了魷魚!這兩位天才的名聲在物理圈外向來是非常地不響亮,阿文雖不才,對這兩位前輩的景仰如江水滔滔不絕,忍不住手癢,要為各位看官介紹他們特立獨行的一生,還請大家耐著性子,聽阿文慢慢道來呀....

  • 科學史上最大一片綠葉: 愛德蒙‧哈雷 (下) WHOSE NAME WAS WRIT IN SKY

    上次阿文開講介紹了愛德蒙‧哈雷的前半生,這裡要接下來繼續介紹他的後半生。如果您以為哈雷的後半生會比較平靜,那您可就大錯特錯了! 請讓阿文為您繼續說下去。

  • 科學史上最大一片綠葉: 愛德蒙‧哈雷 (上):《自然哲學的數學原理》的催生者

    阿文在之前"英法千年恩仇錄之兩個天文台的故事"中提到牛頓與第一皇家天文學家約翰·弗蘭斯蒂德 (John Flamsteed)之間的恩怨,其中提到愛德蒙·哈雷(Edmond Halley)也捲入這場是非之中。當時阿文曾答應,日後要為他寫篇專文,想一想居然也是兩年前的事了。文債不宜久欠,所以趁這個空檔來為大家好好地介紹一下稱得上是科學史上最大的一片綠葉。

  • 維多利亞時代的物理巨擘: 開爾文男爵 (下): 大西洋電纜

    上一次阿文介紹了十九世紀的英國科學家William Thomson 的前半生,接下來要來繼續講述他如何從William Thomson 變成 Lord Kelvin 。還請各位看官賞臉繼續看下去。

  • 維多利亞時代的物理巨擘: 開爾文男爵 (上): 絕對零度

    現在提到開爾文男爵Lord Kelvin (前譯為克耳文勳爵,William Thomson, 1st Baron Kelvin), 大家似乎只想到他在十九世紀最後一年演講時提到物理頭上僅剩的兩朵烏雲,一朵是黑體輻射,一朵是邁克生干涉實驗,言下之意,古典物理似乎即將大功告成,當然啦,第二朵烏雲後來下起"相對論"這場雨,震撼了物理界,之後第一朵烏雲釀成了一場驚天動地的大豪雨,威力不輸當年挪亞造方舟時的那一場,掀起物理界一場波濤洶湧的大變革,所以開爾文男爵的形像到了現在似乎不太光鮮亮麗,持平來講,這對開爾文男爵來講是蠻不公平的,他在物理有諸多建樹,對現代通訊的發展也有不得了的貢獻,算得上是十九世紀下半葉英國物理界的祭酒,他的一生事跡頗足稱道,就讓阿文為您好好地介紹一番,也算是還他老人家一個公道吧。

  • 卡諾父子與他們的熱血世代(下) 熱力學之父

    上一回阿文介紹了拉札爾‧卡諾以及薩迪‧卡諾的生平,今天就來說一說薩迪是如何靠著紙筆以及頭腦開創出一門新的學科:熱力學! 上次提到薩迪到馬德堡拜訪定居在此的父親拉札爾時,開啟了對蒸汽機的興趣。事實上,早在1712年英國工程師Thomas Newcomen就發明了蒸汽機,這種蒸汽機一開始大量使用在礦場中,用來將礦井裡的水汲出來。最初的蒸汽機原理是這樣的: 將蒸汽引入氣缸後閥門關起來,然後冷水被灌入汽缸,使得蒸汽凝結時產生真空。活塞另一面有空氣,活塞兩端的壓力差會推動活塞。而活塞聯結到一根深入豎井的杆來驅動一個泵。蒸汽機活塞的運動通過這根杆傳到泵的活塞來將水抽到井外。這種蒸汽機最大的問題是氣缸裡的蒸汽需要先冷凝,使活塞動起來,然後再加熱進行下一次推動,蒸汽的熱量都消耗在一冷一熱的過程中,不斷地將氣缸的溫度從低溫加到高溫,這使得機器的效率非常低。

  • 開創熱力學的普魯士學者:克勞修斯

    阿文打從年輕時起就是華格納迷,尤其醉心於尼貝龍指環系列的大結局,諸神的黃昏Götterdämmerung 一劇中的最後一景,女主角Brünnhilde 騎馬奔入火中,以身相殉,而諸神所在Valhalla 則在烈焰中土崩瓦解,伴隨著激昂的音樂,一切都煙消雲散,令人不禁茫然自失,當布幕落下時,阿文就像莊子齊物論的南郭子綦,仰天而嘯,苔焉似喪其耦呢!有趣的是,世界崩解的景像,不單只出現在藝術家的想像中,就在諸神的黃昏首演前九年,一篇嚴謹的物理論文也透露出相同的感受,這篇論文的作者比華格納小了九歲,除了同在德語世界之外,其他不論是身家背景,學、經歷,還有個性嗜好都與華格納天差地別。但是兩人居然無獨有偶地,在十九世紀後半充滿樂觀情緒的歐洲社會中,表達出對宇宙前景同等悲觀的看法,實在是非常有趣的事情,且讓阿文將這位提出entropy (熵) 這麼奧秘難解的觀念的物理學家,克勞修斯好好地介紹給各位看官。

  • 孤高的物理學家:許文格(三) 獨向斜陽嘆白頭

    上一回阿文介紹了許文格建立可重整化的量子電動力學的過程,其實這只是他學術生涯的初期,他在哈佛大學物理任教了二十五年,這段期間他發表了一百二十多篇學術論文,大部分都與量子場論有關,這些論文充滿許文格的獨特風格,行文簡潔優雅但卻不易理解,往往必須咀嚼再三才能體會其中深意,再加上許文格他行事低調,所以他的許多貢獻多遭到忽視,阿文忝為許文格的徒孫,還在各校園教了幾年的量子場論,在此不自量力,試著將這些精妙的內容介紹給諸位看官,寫得不清楚的地方,還請大家海涵,也請方家賜教,不吝指正才好。

  • 卡諾父子與他們的熱血世代(上): 勝利的組織者

    音樂劇「悲慘世界」,尤其是其中那首令人熱血澎湃的Do you hear the people sing? 應該是無人不曉吧。但是這首歌的背景不是法國大革命,也不是後來的七月革命,更不是二月革命。雨果筆下這場轟轟烈烈的革命,其實發生在1832年。這一場規模不大,短短兩天就結束的革命行動,卻因為雨果的生花妙筆而永垂不朽音樂劇「悲慘世界」,尤其是其中那首令人熱血澎湃的Do you hear the people sing? 應該是無人不曉吧。但是這首歌的背景不是法國大革命,也不是後來的七月革命,更不是二月革命。雨果筆下這場轟轟烈烈的革命,其實發生在1832年。這一場規模不大,短短兩天就結束的革命行動,卻因為雨果的生花妙筆而永垂不朽。

  • 砲利之道:從腓特烈大帝到拿破崙

    各位看官新春愉快! 今年又逢戊戌年,一講起戊戌年,大家第一個想到的一定是一百二十年前那場搞得天翻地覆的戊戌變法,跟隨之而來的戊戌政變。大清為何要變法呢? 因為在甲午一戰中大清的陸軍海軍都敗在鄰國日本手上。這個結果不僅嚇壞了清廷,連旁觀的西洋人也覺得非常不可思議,因為清廷之前的自強運動所推動的各項建設,就質與量上都勝過日本的呀!我們從小在教科書中讀到「自強運動」儘是貶抑之辭,但是最近讀到歐陽泰的大作「火藥時代」,讓阿文我對這場以追求"船堅砲利"的西化運動大大地改觀哪。既然如此,清廷到底是輸在哪裡呢?

  • 伊斯蘭的天文學家群像(四):燦爛的斜陽

    上次阿文開講提到波斯大學者Muhammad ibn Muhammad ibn al-Hassan al-Tūsī中年時藏身於阿薩辛控制的Alamut 要塞之中。可是當旭烈兀率領蒙古大軍橫掃西亞時,連易守難攻的Alamut 要塞都落入蒙古人之手。公元1256年阿薩辛派首領Rukn al-Din Khurshah 與蒙古談判失利後,要塞遭蒙古大軍包圍,幾天後Rukn al-Din Khurshah 向蒙古人投降。幸運的是al-Tūsī不但沒有淪為蒙古軍的階下囚,甚至成了旭烈兀的座上賓,甚至成了旭烈兀倚重的顧問呢。

  • 伊斯蘭的天文學家群像(三):波斯的榮光

    奧瑪.開儼不只是詩人,他一生研究各種學問,尤其數學與天文學更是專精。Malik-Shah一世非常器重奧瑪.開儼,委以他改革曆法的重任,1079年所實行的新曆亞拉里曆(Jalali calendar)就是包含他在內八名天文學家的心血結晶。而他關於三次方程式的著作更是數學史上重要的里程碑,這樣厲害的學者是打哪來的呢?

  • 伊斯蘭的天文學家群像(二): 百家爭鳴的黃金時代

    上一回的阿文開講,講到阿巴斯王朝的智慧宮(Bayt al-Hikma),以及al-Khwarizmi 的諸多事蹟。其實在此同時,巴格達的智慧宮尚有許多能人異士。如果al-Khwarizmi 算是伊斯蘭世界第一位天文學家

  • 孤高的物理學家:許文格 (二) 邁向巔峰

    上一回阿文介紹了朱利安‧西耶爾‧許文格在戰前以及二戰中的學術生涯,這一次阿文要詳細介紹許文格最為人所知的貢獻,就是建立完整而且一致的量子電動力學(Quantum Electrodynamics, 簡稱QED),特別是針對理論中出現的發散而發展出再重整化(renormalization)的程序,使得量子電動力學能夠做出非常精確的預測,這不但標示著量子電動力學的成功,更是宣示「量子場論」的時代的來臨。

  • 孤高的物理學家:許文格 (一) 晝伏夜出的天才

    二月十二日就是阿文的祖師爺朱利安‧ 西耶爾‧ 許文格(Julian Seymour Schwinger)的百歲誕辰,不才徒孫如阿文我忍不住要提起筆來,為祖師爺的豐功偉業好好宣揚一番。許文格因為行事低調,所以在科學界以外的名聲不甚響亮,就趁著慶祝他老人家百歲冥誕的機會,讓阿文我好好地鉤勒出許文格的一生,還請各位看官好好地認識這一位與費恩曼齊名的大物理學家吧。

  • 伊斯蘭的天文學家群像(一): 尖塔下的星空

    天文學在伊斯蘭文明中得到格外的重視,這是由於伊斯蘭宗教獨特的需求所造成的。

  • 山川健次郎(下): 朝敵總長

    上一回的阿文開講,介紹了山川健次郎的前半生,但是他的人生故事還沒結束喔!讓我們來看看,在一路追求"文明開化"的時代中,他又遇到了什麼有趣的事。

  • 山川健次郎(上): 開創明治物理的白虎隊士

    雖然蘭學者賣力地吸收西洋新知,然而總像浮光掠影一般。真正讓西洋科學在日本生根茁壯的,還是明治一代的學者們。雖然他們本身並沒有在學術上發光發亮,但是卻紮紮實實地讓日本邁入科學大國之林。在這些學者中,最讓人津津樂道的莫過於日本第一位物理教授,山川健次郎。據說幾年前NHK大河劇"八重之櫻"他也有出場呢! 就讓阿文為各位介紹這位傳奇人物的一生吧。

  • 先知的眼淚(下)

    上一回阿文提到蠻社之獄的背景以及簡單介紹了蘭學,接著要談的是它的近因。

  • 先知的眼淚(上)

    在1810年出版了一本物理學手冊,名為《窮理通》八卷,主要集合十三本荷文書籍寫成。內容包含天文、宇宙、物理学、地学、地理学、化学等等。裡頭居然也有天王星的資訊呢,不過倒是搞錯了土星與天王星衛星的數目。

  • 走了四千萬步的男人

    上回阿文開講介紹了Arago,提到他在1806年參與了法國測量子午線的任務,他作夢也沒想到,同時在地球的另一端,還有一個團隊正在做一模一樣的事!
    更驚人的是推動這個任務的負責人不是像Arago 這種活蹦亂跳的年輕人,而是已經把家業交給兒子的六旬退休老翁! 這位東方傳奇人物是誰呢? 他叫伊能忠敬。他的測量任務不僅完滿結束,還留下一份大禮給後世,就讓阿文我來好好地介紹這位一代奇人。

  • F計畫

    上一回的阿文開講提到理化研究所在二戰時秘密從事原子彈研究的"二號研究",這個"二號"是由於核心人物仁科芳雄的頭文字に與"二"一樣的發音。這一回阿文要來開講的則是由日本海軍所主導的F計畫。嗯,這個F可不是考被試被當掉的F,而是核分裂的Fission的頭文字F。這個計畫的核心人物,說來跟臺灣也頗有淵源,不知算不算是臺灣之光?他就是京都帝國大學的荒勝文策教授。

  • 一身滿是劍橋魂之斯托克斯爵士

    講起劍橋,浮上腦海的不是被蘋果砸到頭的牛頓,就是提出黑洞會蒸發的史蒂芬‧霍金。這兩位都是劍橋大學的盧卡斯數學教授(Lucasian Chair of Mathematics) ,而且都做了三十年以上,牛頓做了三十三年,霍金做了三十年。但是在這個職位做最久的,卻是相對來講名氣不大的喬治·加布里埃爾·斯托克斯(George Gabriel Stokes),他擔任盧卡斯數學教授達五十四年之久。

  • 魂斷吉落丁的天文學家

    1789年六月二十日,巴黎近郊凡爾賽飄著雨,看來只是個尋常的周六早晨。但是三天前剛把三級會議改成國民議會的眾多第三階級代表可不這麼認為。事實上這個三級會議從一開始就山雨欲來風滿樓。胖路易山窮水盡,居然召開這個停開一百六十四年的老古董會議。這是怎麼一回事呢?

  • 巴斯的天空

    每次想到巴斯,總覺得那裡的天空一定是灰矇矇,正滴著雨的模樣。這個印象應該是來自珍.奧斯丁的小說“勸服”中的一幕。女主角Anne Elliot 跟她姐姐在逛Milsom 街(你相信嗎?2011年這條街還被選作英國最時髦的一條街呢!) 遇到一陣西北雨,躲到Molland’s (一間出名的糕餅鋪,聽說那裡的杏仁餅是人間美味!) 躲雨時,與男主角Wentworth 艦長不期而遇,再度重逢,男主角驚訝之餘對著Anne 說:“雖說我昨天才剛到巴斯,但我可是做了萬全的準備,瞧,(指著他手上的新傘),你要是堅持要走,就請拿著這把傘吧!”大概是這段情節太過生動,讓我產生巴斯老在下雨的錯覺。