歷史 物理

  • 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。

  • 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。

  • 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」。

  • 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)。

  • 真假難辨:考夫曼–布赫雷爾–紐曼恩實驗

    現在的報章雜誌上常看到一些討論社會現象的文章,討論的雙方往往各執一詞,最後常會出現一句神來之筆: 拿數據來說服我! 或是”數據會說話”之類的說詞。阿文忝為自然科學的從業人員,每次聽到這種數據至上的論調,心中難免要反唇相譏一番。因為阿文深深地體會到,看待數據的方式,甚至拿來解讀數據的理論,根本無法與數據本身分開來看待。片面地拿幾項數據大作文章,以自然科學從業人員的眼光來看,其實一點說服力也沒有。說到這裡,恐怕有人要不服氣了,科學論文不就是一堆數據與圖? 科學家不就是看圖說故事? 這誤會可就大了,科學家通常是先有故事再看圖,甚至是故事決定數據怎麼表現,圖怎麼畫的。這麼說可能有看官要不服氣。先別急,讓阿文告訴您一個歷史上的例子,您就知道阿文並非信口開河,字字句句都是言之有據!這個例子是就是在科學史上頗享盛名的考夫曼–布赫雷爾–紐曼恩(Kaufmann-Bucherer-Neumann)實驗。

  • 期表背後的物理學家(六) 愈來愈長的周期表(下)

    上次阿文介紹了整個鑭系元素被合成的過程。接著科學家再接再厲又合成了整個第七個週期。這一次阿文要將從第一百零四號元素到一百一十八號元素的發現過程講過一輪。還請各位看官仔細瞧瞧。

  • 週期表背後的物理學家(四)巧奪天工的人工合成元素

    上一回阿文介紹了物理學家如何從擁有不尋常放射性的礦石去尋找新的化學元素。而1930年迴旋加速器 (圖一) 問世,讓物理學家能利用迴旋加速器產生高能量的粒子來撞擊原子核,產生新的元素,這可以說是實現了自古以來煉金術士點石成金的夢想呀!不過點石成金這檔事,說得容易,做起來卻是困難重重,所謂閃閃發光未必是黃金。

  • 週期表背後的物理學家(五) 愈來愈長的週期表 (上)

    大家都學過週期表,但是你有注意過原子序最高的是哪一個元素嗎? 如果你去翻你國中化學課本裏的週期表,跟現在的週期表相比,居然少了好多元素呢!如果你在家裏的舊書堆,找到哥哥姐姐甚至叔叔阿姨用過的化學課本,你會赫然發現他們當年讀的週期表還更短呢!

  • 朝永振一郎的落語人生

    阿文前一陣子觀賞了日劇"昭和元祿落語心中",這是一齣描寫二戰前後一對落語師兄弟之間愛恨情仇,還一路糾纏到第二代的精彩故事。所謂的"落語"是日本的一種傳統表演藝術,就形式上與我們的"單口相聲"類似,但是其實落語家(稱為高座」(こうざ)的一舉手一投足都有講究,講的故事雖然都有固定的情節,但是每個"高座"都各有特色,而且這些落語的故事情節又長又複雜,而且有許多趣味都與日語的特色有關,阿文也只能看著字幕,多少揣摩裡面的故事,然而高座厲害之處在於他們的表情與聲調自有他獨到之處,看了這齣日劇之後,像是"野曝" "芝濱" "品川心中"乃至於劇中主角最擅長的"死神"的這些橋段,都讓人為之著迷,真的算得上是"博大精深"的一門藝術。但是你聽說過有人能用德語表演"落語"嗎? 乍聽之下還真叫人吃驚,這簡直像是用義大利語唱歌仔戲一樣嘛。但是確有其人,而且還是為鼎鼎大名的物理學家喔! 他就是本文的主角:朝永振一郎。

  • 索末菲:承先啟後的理論物理大師 (下) 著書誨人終不倦

    上一篇阿文已經介紹了德國的理論物理大師阿諾德·索末菲 (Arnold Sommerfel) 的前半生,接下來要接著介紹他的後半生。他在退休之前,始終活躍在研究的最前線,光是數算一下掛著他大名的科學名詞像是Drude–Sommerfeld model, Sommerfeld -Zenneck surface wave,Grimm–Sommerfeld rule 以 Sommerfeld–Kossel displacement law 等等就知道他有多麼地活躍了,而且其中有許多成果還是他與學生一起發現的,接下來就讓阿文簡單地述說一番關於索末菲與他眾多成就非凡的學生之間的點點滴滴吧。

  • 自旋物語(下) 天字第一號定理

    "自旋物語"這本書,奔馳在原子物理,粒子物理,甚至是核子物理之間,卻毫無生澀之感,一會兒談起非常技術性的數學,一會兒又說到相當複雜的實驗,一下子又是物理界的趣聞,但是這一切在朝永桑的手下,就這麼自然地熔為一爐。

  • 探索宇宙的神父

    The Big Bang Theory (中譯為生活大爆炸)在物理圈裡是蠻受歡迎的美國影集,這部影集設定在加利福尼亞州的帕薩迪納市,劇情圍繞著三位虛構的加州理工學院天才和一位麻省理工學院的工程師的生活。住在他們對面的是一位漂亮的金髮餐廳女服務生Penny,她的志向是成為演員。四位主角的書呆子氣與Penny的社交能力形成了鮮明的對比,讓全劇充滿了逗趣的喜劇色彩。尤其主角Sheldon 的奇言異行和極端自戀的模樣更是被物理學家拿來自嘲嘲人。在播出十二年後,終於於2019年5月16日第12季播放後結束。整齣劇當然是虛構的,但是劇名The Big Bang Theory 不但是貨真價實的物理理論,而且還是主導過去幾十年宇宙論飛躍發展的基石。可是最早提出The Big Bang Theory (大霹靂理論)的可不是像Sheldon 這種傲慢自大又神經兮兮的怪胎,而是一位虛懷若谷又溫文有禮的比利時神父! 這個反差夠大吧! 想來應該沒有電視台有興趣把這位謙遜有禮的神父搬上銀幕,今年適逢他一百二十五歲冥誕,就讓阿文我來為你介紹這位了不起的科學家吧。

  • 漢密爾頓:終生為情所困的愛爾蘭神童

     一般人想到愛爾蘭,大概只會聯想到詩人、歌手、跟酒鬼。其實愛爾蘭也出過一位非常偉大的科學家:漢密爾頓。他是不太成功的詩人,晚年也的確成了酒鬼,但是他也是科學史上響叮噹的大人物,他在代數 、光學、特別是古典力學都留下不可磨滅的貢獻。尤其是漢密爾頓發明的力學系統在電動力學、統計力學以及量子力學的發展都扮演舉足輕重的角色。此外漢密爾頓所發明的四元數也是足以讓他名留青史的偉大成就。一般大眾卻鮮少聽過他的名號,所以就讓阿文為您詳述他的一生。

  • 荷蘭黃金時期的閃亮巨星:海更斯

    荷蘭雖然是個土地貧瘠的西歐小國,面積與人口跟臺灣相差無幾,但在十七世紀卻是歐洲的一等強國,曾是海上一時無雙的超級霸權!荷蘭的東印度公司還曾在1624年正式在台灣設立據點,統治到1661年為止。而考諸史料更可以發現眾多傑出的荷蘭科學家,像是開創電動力學的羅倫茲、發現超導現象的Heike Kamerlingh Onnes,還有執現代物理牛耳的巨擘傑拉德·特·胡夫特Gerard 't Hooft 等。追溯這個傲人的科學傳統,不難發現第一位偉大的荷蘭科學家海更斯的身影。他不僅是當時歐洲知識界的領袖,更是連接伽利略、笛卡兒與牛頓的重要環節。然而關於他的生平卻少人提及。所以阿文特地撰寫此文,讓各位看官對這位荷蘭的閃亮巨星有更深入的了解。

  • 週期表背後的物理學家(三) 天然放射性元素登場

    自從1896年法國科學家亨利.貝克勒發現鈾鹽的放射性之後,藉著分析擁有不尋常地高放射性的物質來發現新的元素,成了一個頗具吸引力的方法。然而發現新元素是一回事,將它從化合物中分離出來,那又是另外一回事了。居禮夫婦在1898年宣稱找到新元素釙(Po,原子序84)和鐳(Ra, 原子序88),但是要等到1910年,瑪麗. 斯克沃多夫司卡.居禮才從瀝青鈾礦提煉出純鐳,而釙在1902年被德國化學家Willy Marckwald 提煉出三毫克的釙,但是他卻誤把它當作新元素,還取名為"radio-tellurium",三年後才發現,他提煉的是釙。雖說如此,科學家還是善用放射性,找到了許多新元素,就讓阿文我一一為您介紹。

  • 自旋物語(上) 自旋打哪兒來?

    這一次的阿文開講,阿文要介紹一本好書給各位看官。這本書叫"スピンはめぐる"(直接地翻成中文大概是"自旋轉完啦") 英文的書名翻成"The story of spin"。阿文當年是在北卡羅萊納州當博士後研究員時,閒來無事在圖書館逛逛,偶然在書架看到英文本,當下把書借回去,讀了之後,驚為"天人",覺得太精彩了,後來索性買了一本,珍藏在家中。事實上,當阿文剛回台灣時還有意將它翻成中文,無奈後來因為雜務纏身,一直無法如願。不過,這本書的英文相當通順淺顯,有心的青年學子們讀起來想必不會有什麼困難,所以就讓阿文我好好地為各位介紹一番,期待這本好書能在臺灣大大地流行起來!

  • 量子四書(下) 從矩陣力學到量子場論

    上次阿文介紹了兩本source book,談到了從舊量子論到發展出矩陣力學的那一段過程,這次要接著介紹從矩陣力學到量子場論的這一段發展歷程,順便再介紹另外兩本source book。

  • 週期表背後的物理學家(二) 光譜學家們

    今年適逢元素週期表問世一百五十周年,雖說這是化學的一大盛事,但是仔細想來,這週期表背後其實也藏著好多物理學家的心血呢,且讓阿文我一一揭露,讓各位看官看個分明。

  • 周期表背後的物理學家(一) :第三任瑞利男爵

    今年適逢周期表問世一百五十周年紀念。雖說周期表的出現是化學史上一座重要的里程碑,但是整個周期表背後蘊含著許多物理學家的心血。像是之前介紹的斯克沃多夫斯卡.居禮所發現的釙與鐳。發現第一個惰性氣體的也是位貨真價實的物理學家,而且他還因發現了這個發現而榮獲1904年諾貝爾物理學獎。他就是第三代瑞利男爵,約翰·威廉.斯特拉特(John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh),他接續英年早逝的馬克斯威爾而成為第二任卡文迪希實驗室主任。今年適逢瑞利男爵逝世百年,物理在這百年內固然有著飛躍的發展,然而瑞利男爵所留下的智慧結晶,不僅在物理,也在地質,土木工程,無線電通訊等,依然有著舉足輕重的影響力,就讓阿文我為您介紹這位名聲不甚響亮的英國物理學家吧!

  • 量子四書(上) 從量子論到量子力學

    一般說來,讀物理學的原始論文是相當吃力不討好的差事。一來是過去使用的術語通常與現在的不同,慣用的符號也不同,更要命的是原始論文通常是作者與當代的學者溝通甚至爭辯而生的產物,他們的討論重心往往已經消失在知識的汪洋之中,所以現代的讀者常常丈二金剛摸不著後腦,感覺眼前的這些論文簡直就像天書一般,明明每個字都認得,怎麼連起來就成了咒語一般,完全不可解了呢?