歷史 物理

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1952

    1952年的諾貝爾獎頒給瑞士裔的美國物理學家費利克斯·布洛赫(Felix Bloch,1905-1983)與美國物理學家愛德華·米爾斯·普塞爾(Edward Mills Purcell,1912-1997年)。得獎理由是“他們開發出精確測量核子磁矩的新方法”,但其實他們的研究是完全相互獨立完成的,兩個人的研究生涯也是截然不同,形成有趣的對比。

  • 長壽的物理學家們(一):奧立馮特 (下) 好戰的和平主義者

    上次阿文簡單地介紹了奧利馮特的前半生,提到他發現了核融合,還提到他在讓盟軍下定決心製造原子彈一事上,扮演臨門一腳的關鍵角色。他的一生高潮迭起,還有更多的事蹟值得一提,就請讓阿文我慢慢道來...

  • 長壽的物理學家們(一):奧立馮特(上) 來自澳大利亞的火爆浪子

    奧利馮特爵士(Sir Marcus Laurence Elwin "Mark" Oliphant)於1901年10月8日出生於澳大利亞南邊阿德萊德郊區的肯特鎮。他的曾祖父James Smith Olifent和他的妻子伊麗莎離開了自己的家鄉肯特郡,1854年3月抵達南澳大利亞。他的曾祖父後來擔任阿德萊德庇護所(Adelaide Destitute Asylum)的負責人,而曾祖母伊麗莎·奧利馮特(Eliza Olifent)則於1865年被任命為該機構的護士長。當時許多人從英國移民到澳大利亞這個新天地,奧利馮特家也是其中之一。所以請大家不要再誤會說澳洲人都是罪犯的子孫了。奧利馮特爵士的父親是南澳大利亞工程和供水部門的公務員,同時是工人教育協會的兼職講師。他的母親則是一位藝術家。他有四個弟弟:羅蘭,基思,奈傑爾和唐納德;所有人在出生時註冊的姓氏都是Olifent。後來才改成Oliphant。

  • 義大利探險家與他的水手們 (下)

    上一回 阿文提到了費米利用中子轟擊重原子核,基本上就是將中子撞進重核中,然後產生β衰變,中子變成質子,讓原子核的原子序變高。所以當中子轟擊鈾核時,費米認為反應產物中包含當時尚未發現的第93號及第94號元素。費米連名字都取了。第93號元素取做Ausonium(Ausonia 是古希臘人稱呼南義大利的名稱),第94號元素則取做esperium (Esperio 是希臘文中的義大利)。原本費米是要保密的,卻被他的長官科爾比諾在會議時給講了出來,這在當時可是不得了的大新聞。雖然德國女化學家伊達·諾達克(Ida Noddack)曾對此表示質疑,她懷疑產物可能不是新的元素,而是原子序數較鉛小的元素。但是她的質疑當時並沒有受到重視。因為當時的物理學家普遍認為費米使用這麼低動能的中子,是不足以讓原子核分裂的,費米也是這麼認為的。

  • 義大利探險家與他的水手們 (上)

    恩里科·費米(Enrico Fermi,1901-1954)。他不僅是核能的開創者,也是一位理論,實驗都有貢獻的大物理學家。他的人生故事等於是一部活生生的二十世紀前半葉物理史,請各位看官聽我慢慢道來。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1951

    1951年的諾貝爾物理獎頒給了英國科學家考克饒夫爵士(Sir John Douglas Cockcroft, 1897年-1967年)與愛爾蘭科學家沃爾頓(Ernest Thomas Sinton Walton,1903年-1995年)。得獎理由是「他們在用人工加速原子產生原子核嬗變方面的開創性工作」。他們倆都是拉塞福的學生。

  • 瓦肯星夢碎

    在西元前5世紀,希臘天文學家認為水星是兩個不同的天體,這是因為它時常交替地出現在太陽的兩側;一顆出現在日落之後,它被叫做墨丘利;另一顆則出現在日出之前,它被稱為阿波羅。後來希臘人才指出他們實際上是相同的一顆行星。由於太靠近太陽,水星的觀測從來不是簡單的事。當水星運行至地球和太陽之間,如果三者能夠連成直線,便會產生水星凌日現象。

  • 與諾貝爾物理獎擦身而過的數學家

    是諾貝爾年輕時被瑞典數學家Magnus Gustaf Mittag-Leffler (1846–1927)給搶了女朋友,懷恨在心,故意不設數學獎,但這並非事實。 諾貝爾當時認為他的獎是用來獎勵對人類具有重大貢獻的「發明或發現」,數學的研究是純理論的,對人類沒有直接的利益,所以不符合他設立獎項的初衷。

  • 千里共SN (下)

    上一回阿文介紹了在發明望遠鏡之前的超新星觀測史。自從1604年以來,地球就沒有再觀測到發生在銀河系內的超新星。但是隨著望遠鏡的發明,人類也能夠觀測得到發生在銀河系外的超新星。由於近年來發現的超新星數量較多,限於篇幅,只能從中選取阿文認為較為有趣的幾個例子來介紹,還請各位看官不要見怪!

  • 千里共SN(上)

    「但願人長久,千里共嬋娟」,這是蘇軾懷念弟弟的著名詩句。的確,還有什麼比得上咱們頭上這片共同的星空,更容易使人有”咫尺天涯”之感? 特別是有些天文奇景,宛如老天爺安排的煙火秀,總能吸引世人共同的目光。在所有天文奇景中,最璀璨的莫過於超新星的爆發。超新星的英文名稱為 Supernova,nova是拉丁語中的「新」,因為星的亮度增加而被誤認為是新出現的;字首的super則是為了將超新星和一般的新星加以區分,超新星這個名詞是德國天文學家Wilhelm Baade(1893-1960)和Fritz Zwicky (1898-1974)在1931年創造的字。超新星的命名正是SN加上發現年分,所以阿文這次用了個不中不西的標題,希望各位看官不要介意。

  • 與諾貝爾物理獎擦身而過的發明家

    有沒有發明家與諾貝爾物理獎擦身而過呢?當然有!最有名的莫過於愛迪生與特斯拉。不過兩人並不是如傳說中同在1915年被提名。只有愛迪生在1915年被提名,特斯拉是在1937年被提名,而且兩人終生都只有被提名過一次。在這裡阿文一口氣要介紹三位發明家,他們被提名諾貝爾物理獎的次數都要比愛迪生與特斯拉多喲。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1950

    1950年的諾貝爾物理獎頒給了發現π介子的英國科學家塞西爾·弗蘭克·鮑威爾(Cecil Frank Powell)(1903-1969), 獲獎的理由是發展記錄核反應過程的照相方法以及由此發現了π介子。π介子正是前一年諾貝爾獎的得主湯川秀樹在1935年預測的粒子,它是傳遞長程核力的媒介。當時新的粒子都是從宇宙線的研究所發現的,不過到了五零年代,隨著加速器的發展,粒子物理的重心也隨著改成加速器實驗,鮑威爾士最後一位研究宇宙線得獎的物理學家。

  • 與諾貝爾獎擦身而過的物理學家們: 雖敗猶榮的競爭者(二)

    上回一口氣把給爾曼的五位競爭者都推上了舞台,這次阿文就放慢腳步,只介紹兩位物理學家給大家認識。他們的工作都與恆星內部的核融合有關。事實上,1967年的諾貝爾獎頒給漢斯·阿爾布雷希特·貝特(Hans Albrecht Bethe,1906年-2005年),得獎理由正是「他對核反應理論的貢獻,特別是關於恆星中能源的產生的研究發現」。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1949 湯川秀樹

    1949年的諾貝爾物理獎頒給日本物理學家湯川秀樹(1907-1981)。獲獎理由是他所發明的核作用力理論,特別是他理論中所預言的介子。他是第一位獲得諾貝爾獎的日本人。也是第二位獲得諾貝爾物理獎的亞洲人。獲獎當時日本百廢帶舉,人心凋敝,所以他的獲獎給當時的日本社會帶來莫大的鼓舞。

  • 與諾貝爾獎擦身而過的物理學家們: 雖敗猶榮的競爭者(一)

    前面一口氣寫了三篇被合作者丟包的諾貝爾獎遺珠之憾,這一次就稍微轉換一下情緒,來講五位與諾貝爾獎擦身而過的理論物理學家。他們的工作都與去年剛過世的給爾曼(Murray Gell-Mann, 1929-2019) 的工作相重疊。簡單地講,他們都是給爾曼的競爭者。他們研究的主題是所謂強子的結構與對稱性。雖然他們五人都沒有得到諾貝爾獎的肯定,但是物理界普遍還是認可他們的功績,而他們的人生固然少了諾貝爾獎光環的加持,但是一樣發光發熱,就讓阿文我為您一一介紹這五位物理學家。

  • 與諾貝爾獎擦身而過的物理學家們:被丟包的合作者(三)

    之前阿文一口氣介紹了七位與諾貝爾獎擦身而過的實驗物理學家,就讓我們換換口味,來聽一下這位理論物理學家心中的悲歌吧。他就是對建立量子力學與量子場論都有不朽功績的恩斯特·帕斯誇爾·喬丹(Ernst Pascual Jordan)。

  • 與諾貝爾獎擦身而過的物理學家們: 被丟包的合作者(二)

    上一回阿文提到了幾位共同研究者抱走諾貝爾獎,而自己卻被丟包的悲慘案例。沒想到寫著寫著,發現”苦主”眾多,一篇還寫不完,只好繼續搖筆桿,把這些滿腹心酸的”準得獎人”的故事呈現給各位看官們,還請各位賞臉讀下去:

  • 與諾貝爾獎擦身而過的物理學家們(一)

    人生最悲慘的事不是沒遇到幸運之神,而是與幸運之神擦身而過,就好像買彩卷,沒中獎摃龜,也就算了,但若是與頭彩就差那麼一號,那可真要嘔死人了。諾貝爾獎是學界莫大的榮譽,能夠得獎可是祖墳冒青煙的上等好事,許多人皓首窮經,無奈不蒙諾貝爾獎基金會的青睞,那也就罷了,但是就有人明明做出了不起的研究,合作的學者捧走了獎金獎牌,偏偏自己卻是秋扇見捐,那可真是足以令人捶胸頓足,呼天嗆地,潸潸流下英雄淚了。歷史上的確有好幾位非常傑出的物理學家,遇到這等倒楣事,就讓阿文一一細數給您聽聽。

  • 普及牛頓理論的功臣: 德薩古里耶

    牛頓毋庸置疑是科學史上最閃耀的巨星。「牛頓力學」更是從國中時代就一路糾纏著我們,讓大家咬牙切齒的棘手科目。牛頓理論在往後的兩百年內成為主宰物理界的”王道”,這些牛頓的支持者功不可沒。不過他們的名聲遠不如牛頓響亮,不要說是一般讀者沒聽過,就是物理科班出身的,也鮮有人知道他們的事蹟。阿文就趁這個機會,向各位看官介紹其中最重要的德薩古里耶,還請各位看官捧場。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1948

    1948年的諾貝爾物理獎頒給英國物理學家,帕特里克·梅納德·斯圖爾特·布萊克特(Patrick Maynard Stuart Blackett 1897-1974)。獲獎的理由是「改進了威爾遜雲霧室以及由此在核物理和宇宙射線領域得到的發現」。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1947愛德華·維克托·阿普爾頓爵士

    1947年的諾貝爾獎頒給了英國的物理學家愛德華·維克托·阿普爾頓爵士(Sir Edward Victor Appleton 1892 – 1965) 。得獎理由是「對高層大氣的物理學的研究,特別是對所謂阿普爾頓層的發現」。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1946珀西·威廉斯·布里奇曼

    1946年的諾貝爾獎頒給美國的物理學家珀西·威廉斯·布里奇曼(Percy Williams Brigman,1882年-1961年),他是因為他所發明,產生超高壓的裝置,以及他在高壓物理學領域中的各種新發現而得獎。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1973江崎玲於奈

    1973年的諾貝爾物理獎就是頒給三位將量子穿隧效應(Quantum tunnelling effect)應用到半導體物理學、超導體物理學相關領域的物理學家:出生於日本的美國籍物理學家江崎玲於奈(出生於1925年3月12日)與出生於挪威的美國籍物理學家伊瓦爾·季埃弗(Ivar Giaever,出生於1929年4月5日)兩人因「發現半導體和超導體的隧道效應」而各得到四分之一的獎金。英國物理學家約瑟夫森(Brian David Josephson,出生於1940年))則因 「理論上預測出通過位能障壁的超電流(supercurrent)的性質,特別是被稱為約瑟夫森效應的現象」而得到另外一半的獎金。值得一提的是是得獎的當時,這三人都不是大學裡的教授,江崎玲於奈當時任職於IBM,而賈埃弗則是在通用電氣工作。至於約瑟夫森當時還是劍橋的講師(reader),他在得到諾貝爾獎後才被升為教授。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1938恩里科·費米

    1938年的諾貝爾物理獎頒給了義大利物理學家恩里科·費米(Enrico Fermi, 1901-1954),得獎理由是「證明了可由中子輻照而產生的新放射性元素的存在,以及有關慢中子引發的核反應的發現」。不過當時費米並沒有製造出新元素,而是造成了核分裂,這是諾貝爾物理獎惟一犯錯的一次。不過費米做為二十世紀最偉大的物理學家之一的歷史地位並沒有因此動搖。他是最後一個能同時在理論與實驗都有卓越貢獻的重量級物理學家。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1937柯林頓‧戴維森

    1937年的諾貝爾物理獎頒給在貝爾實驗室任職的美國的物理學家柯林頓‧戴維森 (Clinton Davisson,1881-1958) 和英國亞伯丁大學的物理教授喬治·湯姆森 (Sir George Thomson,1892-1975),他們各自在1927年發現了電子繞射現象,證實了法國科學家德布羅伊的”物質波”假設,這個假設在量子力學發展扮演著極為重要的角色。德布羅伊早在1929年就得到諾貝爾物理獎的肯定。證實這個假設的兩位實驗物理學家也在八年後得獎,稱得上是實至名歸。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1945沃夫岡·恩斯特·包立

    1945年的諾貝爾物理獎頒給了生於奧地利的瑞士籍物理學家沃夫岡·恩斯特·包立(Wolfgang Ernst Pauli,1900年-1958年),獲獎理由「發現不相容原理,也稱包立原理」。但早在得獎之前,包立早已是物理界的傳奇人物。他以對有欠嚴謹的新理論給予辛辣無情的批評而聞名。包立甚至被波爾譽之為「物理學的良知」,包立曾把某篇論點有漏洞的論文稱之為「徹底錯誤」(德語:Ganz falsch)。但這還不是最淒慘的,有一次他對針對某位年輕物理學家的一篇論文發表的評價是「這個連錯誤都算不上(Not even wrong)」,這句話後來成為了物理學家常用來挖苦的行話。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1944

    1944年的諾貝爾獎頒給美國物理學家,以西多爾·艾薩克·拉比(Isidor Isaac Rabi),獲獎理由是「使用共振法來記錄原子核的磁性」。大家熟悉的醫療診斷利器:核磁共振成像(MRI),這項技術的基礎正是拉比所開創的核磁共振(NMR)。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1943年奧托·斯特恩

    諾貝爾物理獎從1940年到1943年都沒有頒發,直到1944年諾貝爾委員會才宣布將前一年的諾貝爾物理獎頒給了德國裔的物理學家,奧托·斯特恩(Otto Stern,1888年-1969年)。他在1944年才領到獎。他獲獎的理由是「對分子束方法的發展以及對質子磁矩的發現」。但是他最為人稱道的還是1921年到1922年期間完成的斯特恩-革拉赫實驗(Stern–Gerlach experiment)。事實上,斯特恩在得獎前被提名了八十二次!而革拉赫與斯特恩一起被提名二十七次,革拉赫還曾與查德威克,約里奧 居禮一起被提名三次,但始終無緣得獎。

  • 發現自然之美:諾貝爾物理獎1939年  恩內斯特‧奧蘭多‧勞倫斯

    1939年的諾貝爾獎頒給了美國的物理學家,恩內斯特‧奧蘭多‧勞倫斯 (Ernest Orlando Lawrence,1901-1958)。得獎的理由是「發明和發展迴旋加速器,並以此獲得有關人工放射性元素的研究成果」。什麼是迴旋加速器?它是一種通過高頻交流電壓來加速帶電粒子的儀器。利用帶電粒子轟擊原子靶是惟一獲得原子核資訊的方法,但因原子核帶有正電荷,它會排斥其他帶正電荷的粒子 (如α粒子)。想要瞭解原子核的結構,就需要將原子核撞開來。所以科學家需要產生帶有高能量,至少數百萬電子伏特量級的粒子束,才有辦法分解原子核。加速器發明之前,科學家只能仰賴天然的放射源,這使得原子核的研究受到很大的限制。而勞倫斯所發明的迴旋加速器能讓粒子束帶有天然放射源望塵莫及的高能量,自然打破了這個限制,使得原子核物理的進步一日千里。日後迴旋加速器更在基本粒子的研究扮演關鍵的角色,成為二十世紀最具威力的科學利器。

  • 發明萬花筒的蘇格蘭光學家:布魯斯特

    與法國啟蒙運動一樣,蘇格蘭啟蒙運動的學者們也編纂了一部包羅萬象的百科全書,《大英百科全書》(又名「大不列顛百科全書」)正是蘇格蘭啟蒙運動的產物,它於1768年至1771年間在英國愛丁堡首次問世,立刻受到廣大讀者的歡迎,且出版規模日漸擴大。相較之下,雖然法國的《百科全書,科學、藝術和工藝詳解詞典》雖然在思想史上因其大膽的唯物論主張而名留青史,但是《大英百科全書》可是到現在都不斷在修改調整而廣為人使用著呢。而這一次阿文要介紹的這位科學家,就曾做過《大英百科全書》的編者,他就是發明萬光筒的科學家大衛·布魯斯特爵士(Sir David Brewster)。