歷史 物理

  • 掀開電離層神祕面紗的阿普爾頓爵士

    1901年馬可尼首次完成越洋無線電波通訊,開啟了人類通訊史的一個新紀元。廣播、電視乃至於現在的手機,逐漸改變了我們的生活方式。而無線電通訊之所以可能,完全是拜大氣層有一部份,稱為電離層所賜,它能反射特定區間的波長的電磁波。

  • 烽火赤焰萬里情:龐特科沃的漂泊人生

    上一回介紹義大利的科學家拉塞蒂時,再一次提到了帕尼斯貝爾納路男孩 (Via Panisperna boys),這一次阿文就針對其中閱歷最為多彩多姿的一員,布魯諾·龐特科沃(Bruno Pontecorvo,1913-1993)來為您介紹。他從義大利到法國,乃至於美國,加拿大,英國,最後卻戲劇性地”叛逃”到蘇聯,最後終老於莫斯科,這樣波濤起伏的人生,稱得上是烽火赤焰萬里情,堪稱比電影還要戲劇化。阿文當然不會放過這麼精采的主題,就請您聽我細說從頭。

  • 慣性溯源(下):天上人間,俱為一體

    誰是伽利略的接班人呢? 他就是有名的17世紀大哲學家勒內·笛卡兒(René Descartes,拉丁語:Renatus Cartesius;1596-1650)。

  • 慣性溯源(中): 衝破亞理斯多德的網羅

    上次阿文介紹了古代學者如何思考物體的運動,特別介紹了亞里思多德巧妙又宏偉的系統,也提到這個系統為何能雄霸學界上千年,屹立不搖。不過改變的契機終究還是到來了! 這一回就讓阿文我帶領各位繼續來一探「慣性」背後的故事。

  • 慣性溯源(上): 一個科學概念的誕生

    慣性這個字眼大家都不陌生,國中生朗朗上口的「慣性定律」大家都聽過。但是誰第一個使用這個字眼的呢? 答案居然是德國天文學家克卜勒(Johannes Kepler,1571-1630)。他從1618年至1621年分三階段發表的著作《哥白尼天文學概要》裡,最先使用了inertia這個拉丁單字。這個字原本是「懶惰」的意思。在克卜勒的書中,慣性代表的是行星抗拒外在影響,試圖維持原來狀態的傾向。

  • 劈開原子核的戰爭英雄:考克饒夫爵士

    原子源自古希臘文atomon,這個字是támnō(切割)加上一個表達否定的字根a-所形成,意義是無法再分割的物體。十九世紀時,化學家道爾頓(John Dalton, 1766-1844)在他1808年發表的《化學哲學的新體系》中提出了他的化學理論,他主張所有的化學元素都是由一種非常小的粒子組成,這些粒子再進一步的分割,所以也無法改變,無法生成,也無法消滅。道爾頓把這個假設的粒子取名為atom。原子源自古希臘文atomon,這個字是támnō(切割)加上一個表達否定的字根a-所形成,意義是無法再分割的物體。

  • 來自布魯日的奇人: 西蒙· 史蒂文(下) 低地國的文藝復興全才

    上一回阿文介紹了在荷蘭獨立戰爭扮演軍師角色的萬用學者,西門·史蒂文。其實他的貢獻不限於軍事,他多才多藝,稱得上是個標準的「文藝復興人」。(Renaissance man,或拉丁語的Homo universalis,意思與「通才」(polymath)相近,但通常指的是在藝術或科學方面。這個詞語的來源是在文藝復興時出現了不少這類的人物,最有名的像是巴迪斯蒂·阿伯拉蒂(Leone Battista Alberti,1404年-1472年,身兼建築師、建築理論家、作家、詩人)和李奧納多·達·文西就是當中的佼佼者。現今「文藝復興人」一詞泛指「對多方範疇感興趣,或對多方範疇有所成就」的人。)

  • 來自布魯日的奇人: 西蒙·史蒂文(上) 荷蘭獨立戰爭的諸葛孔明

    今年適逢國姓爺鄭成功在台江戰勝荷蘭東印度公司的三百五十周年紀念。阿文出身府城,從小在荷蘭與鄭氏統治時期的遺跡間玩耍,對於這場戰役自然有著常人沒有的親近感,當然也讀了不少相關的資料。印象最深的,是幾年前偶然讀到歐陽泰的《決戰熱蘭遮》,這本書提供了不少有趣的資料。阿文覺得最有趣的是當年國姓爺攻打熱蘭遮城吃了不少苦頭,原來熱蘭遮城的設計是照著文藝復興時期在義大利發明的星型要塞。星形要塞的特點在於它擁有眾多相互掩護的稜角,不論從哪個方向被進攻,都可以從側後方用火槍、弓箭等武器對敵人進行反擊,使敵人進攻時同時面臨正面、側面甚至後方的攻擊。而且比起原本平直的城牆,星形城堡的稜角使得敵人即使用重炮也很難轟開一個開闊而缺乏防守的缺口,來發動攻城。側斜的牆面也使得炮火的威力大受影響,星形的稜角又難以通達到城牆之後。就算在城牆打出缺口,通過缺口後還是要面對各個方向的稜角的射擊。國姓爺之所以能獲勝還是因為荷方德籍傭兵的幫助逃到鄭營才得知攻城之法。至於國姓爺到底如何攻破熱蘭遮城,還請各位看官自己去讀《決戰熱蘭遮》了。

  • E pur si muove(它就是在動啊):大陸漂移說的早期支持者

    "E pur si muove(它就是在動啊)"。據傳這是伽利略在聆聽宗教裁判所宣判自己的罪刑時忍不住喃喃自語所講的。而地質學家亞歷山大·洛吉-杜·杜托伊特甚至曾在1944年寫了一篇文章反駁辛普森,為韋格納的大陸漂移說主張辯護。

  • 冰雪埋英魂:提出大陸漂移說的韋格納

    在臺灣大家對地震都不陌生。許多相關的術語也琅琅上口。最常聽到的就像是台灣位於兩個板塊的交界上。東南方有菲律賓海板塊,西北方則是歐亞板塊,這類的老生常談,大家想必聽到耳朵都長繭了。可是板塊是什麼? 科學家何時又是如何發現地表上的板塊?板塊又是如何移動?這些都是地球物理的大哉問呀。而大陸漂移學說正是催生板塊理論的一個重要契機。上個世紀初提出這個乍聽之下有點異想天開的卻是一位嚴謹的德國氣象學的學者,他的人生也非比尋常,屢次到冰天雪地的無人之境探險,最後卻不幸遇難,就讓阿文來為您來介紹這位科學界的奇人吧。

  • 物理學的黃金原則:最小作用量原理

    但是古希臘數學家Zenodorus 曾證明相同周長的三角形中,等腰三角形面積比非等腰三角形大,而凸多邊形的話,凸正多邊形的面積最大。這個證明的技巧被亞歷山大里亞的海龍(Hero of Alexandria)拿去證明反射的光要走最短的距離的話,入射角必需等於反射角。這個可以算是最小作用量原理的濫觴。

  • 長壽的物理學家們(三):洪德

    過去德國經歷了兩次的戰敗,幾近亡國,國土分裂達半世紀,卻又奇蹟式地回到世界一流強國之列,成為歐盟的領頭羊。要見證這一切,先決條件是要活的夠長,這一次阿文要為各位介紹的,正是活了一百零一歲,親眼見證這段波瀾壯闊歷史的科學家:弗里德里希·赫爾曼·洪德(Friedrich Hermann Hund,1896-1997)。他見證了量子力學的建立與壯大,與海森堡等人在萊比錫建立了量子力學第一個研究中心,他也經歷了一戰,威瑪共和,二戰,又看到兩德統一。他的精采人生似乎沒有太多的漢文資料,就讓阿文我填滿這個空缺吧。

  • 維切特的弟子們

    上一回阿文介紹了史上第一位地球物理的講座教授維切特的生平,特別提到了他在哥廷根栽培了眾多優秀的助手與學生,這些弟子們後來奠定了地球物理學的基礎。這一回阿文就從其中選了其中五位來介紹給各位看官。就趁這個機會,讓我們一起擴展一下眼界吧!

  • 地球物理的祖師爺:維切特

    地質學中地震學的祖師爺正是咱們物理學中電動力學的大師。在物理與地震學都有不凡的成就,想起他,只能說,雖不能至,心嚮往之。他是誰呢?他就是埃米爾·約翰·維切特(Emil Johann Wiechert,1861-1928)。

  • 隱身幕後的科學大金主:魯米斯

    在科學發展的歷史上,不乏腰纏萬貫的貴紳,自掏腰包設立實驗室來研究科學,甚至卓然有成者。遠者如波義耳,近者如亨利·卡文迪許,都是其中的佼佼者。然而隨著科學的飛躍發展,到了二十世紀之後,這類的”業餘”科學家就如同鳳毛麟角了。這裡阿文要來介紹的這位算是這種貴紳科學家的parade’s end (勉強翻作殿後吧)雖然他沒有博士學位,也未曾在自己的實驗室以外任職,但是,他的科學成就足以選上美國國家科學院的院士。(魯米斯於1940年當選為美國國家科學院院士。)而他在二戰時對戰爭的貢獻更讓他成為一頁傳奇,他就是阿爾弗雷德·李·魯米斯(Alfred Lee Loomis,1887-1975)。

  • 奠定海洋學基礎的壯舉(下) :挑戰者號的七萬里長征

    上一回阿文介紹了英國軍艦挑戰者的科學考察行程。自從1872年十二月從英國出發後他們橫渡大西洋,然後到了南非,在極地圈邊緣航行到澳大利亞,在遶了一大圈以後在1874年8月底向西返回澳大利亞的約克角。阿文在此繼續介紹挑戰者號後續的行程還有遠征結束在對科學界產生的影響。

  • 奠定海洋學基礎的壯舉(上) :日不落帝國的榮光

    這些年台灣喊”海洋立國”喊得震天價響,但是關於海洋學的介紹似乎並不多見,這實在是件古怪的事。照說四面環海的臺灣應該格外重視海洋相關的科學研究才是。阿文其實對海洋學也很好奇,但是也只有在高中一年級時上了一學期的基礎地球科學,學了一點皮毛。所以現在要來補補學分,從哪裡開始呢?就從現代海洋學的開端講起好了。

  • 壯志未酬的印度核計畫之父:巴巴

    這幾天最勁爆的新聞莫過於伊朗的核計畫主持人法克里薩德(Mohsen Fakhrizadeh)在首都德黑蘭的附近遭人以炸彈炸毀汽車,然後法赫扎德遭到掃射身亡。法克里薩德雖被送往醫院搶救,但仍傷重不治。法克里薩德是伊瑪目海珊大學的物理學教授,被稱為「伊朗炸彈之父」(Father of Iranian bomb)。這件事現在鬧得沸沸揚揚,不過核計畫之父本來就是個非常高風險的頭銜,不信的話,請各位看看印度的核計畫之父霍米·傑漢吉爾·巴巴(Homi Jehangir Bhabha,1909-1966)的生涯故事,便知道阿文所言不虛。不過巴巴不僅是印度的核計畫之父,本身也是一個傳奇人物,在物理的貢獻遠遠高過於近日遇刺的法克里薩德。所以就請大家聽我慢慢講述他的傳奇人生。

  • 長壽的科學家們(二) 田中館愛橘(下):地球的第二顆衛星

    上一回阿文介紹了田中館愛橘的前半生,這裡我接著來繼續介紹他的後半生。雖然田中館愛館在明治時期主要的工作都與地磁有關,然而他也並非只在象牙塔中度日。田中館也曾在社會上扮演仲裁的角色。

  • 榮獲諾貝爾化學獎的物理學家們(二)

    前回阿文介紹了幾位得到諾貝爾化學獎的物理學家,限於篇幅,這次接著要再介紹五位。其中四位是核物理/核化學,一位是電化學。

  • 長壽的科學家們 (二) 田中館愛橘(上):從安政到昭和的科學生涯

    今天阿文要為您介紹一位歷經八個年號的物理學家。 他生於安政三年(1856年),歷經安政, 萬延, 文久, 元治, 慶應, 明治, 大正, 昭和,直到戰後昭和二十七年才離世。他就是田中館愛橘。在他漫長的生涯中,他留下許多不可磨滅傳奇,在日本現代化的過程中,扮演了不可或缺的角色。他旺盛的求知精神與使命必達的堅毅性格,更令人印象深刻。但是他的名聲不是太響亮,所以阿文就趁這個機會,向各位看官介紹一下這位傳奇人物。

  • 榮獲諾貝爾化學獎的物理學家們(一)

    諾貝爾獎原始的五個獎項中,與物理獎關係最深的是化學獎。物理學家中得到化學獎的不乏其人,最有名的莫過於瑪莉 斯克沃多夫斯卡 居禮,她第一次與她的丈夫拿到了1903年的物理獎,第二次則是在1911年獨得化學獎。另一位赫赫有名的是核物理的祖師爺,拉塞福。但是除了他們倆位之外,有不少物理學家也得到諾貝爾化學獎的肯定。

  • 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。

  • 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。