我們並不孤單。筆者撰寫本文時，天文學家已發現4151顆在太陽系以外的『系外行星』。這是一個驚人的數字：首顆系外行星在1992年才被發現 (一顆環繞脈衝星的行星)，而第一個圍繞類似太陽恆星的系外行星則是1995年發現的。即使在2011年，當筆者正在完成博士論文時，系外行星數量也才約為600顆。在不到十年的時間裡，系外行星數量增加了7倍。而2019年台灣也透過國際天文協會命名了一顆系外行星『水沙連』。觀測技術不斷的進步，使得系外行星科學日新月異。它的快速發展使得我們幾乎每天都會發現新的星球、從未想過的新世界。人類對生命起源以及尋找『地球 2.0』的好奇心促使了系外行星科學迅速成為最令人興奮的天文領域之一。

蘇格蘭原是個地處偏遠而貧窮的國家，但是在十八世紀中葉起，一股風起雲湧的風潮讓蘇格蘭改頭換面，不但出現了眾多偉大的思想家，如大衛．休姆(David Hume，1711－1776)、 亞當． 史密斯(Adam Smith，1723－1790）等人，對西歐的思潮造成了莫大的影響，到了1750年代，蘇格蘭人更成為當時歐洲最有教養的市民，識字率高達75%，使得蘇格蘭的首府愛丁堡獲得了「北方雅典」的美譽，這就是史上聞名的蘇格蘭啟蒙運動。之後，運動的重心逐漸從哲學和經濟的研究轉向了自然科學的諸多領域，最著名的莫過於改良蒸汽機的詹姆斯·瓦特(1736－1819），此外還有地質學之父詹姆斯·哈頓(James Hutton 1726– 1797)，農學家詹姆斯．安德森(James Anderson，1739 – 1808)，指導過瓦特並且提出比熱及解說潛熱的概念的物理學家約瑟夫·布拉克（Joseph Black，1728－1799）等人。

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。

2019年的諾貝爾物理獎是頒發給三位天文學家。加拿大籍在美國普林斯頓大學任教詹姆斯·皮布爾斯（James Peebles) 以他在宇宙論的重要供獻分到一半獎金。其它一半則由瑞士籍原為兩師徒的米歇爾·麥耶（Michel Mayor) 和迪迪爾·奎洛茲（Didier Queloz)  分享（圖一）。麥耶久在瑞士日內瓦大學任教，而奎洛茲則是英國劍橋大學和日內瓦大學的教授。瑞典皇家科學院公佈時的說明說「發現一個太陽類型的恆星的行星」是他們二人得獎的原因。因為這個發現，人類對地球（和自己本身）在宇宙中的位置也從此改變。

弱交互作用 (weak interaction)，是一種極弱的短程交互作用。雖然弱交互作用很弱，它在太陽核心產生能量的核反應中扮演著重要角色。弱交互作用具有眾多出人意表的特性，例如違反左右對稱、違反正反粒子對稱和違反時間反演對稱等。描述弱交互作用的量子場論稱為弱電理論 (electroweak theory)。弱電理論成功精確地同時描述弱交互作用和電磁交互作用。根據弱電理論，真空是一個介質，而基本粒子的質量源於粒子與該介質的交互作用能。

人類對於太陽系以外是否有第二顆地球甚至系外生命的存在，一直感到莫名的好奇。早在18世紀，英國藝術家John Pass以雕刀勾勒出他所想像其他太陽系的樣貌，他奇想中的系外行星系統好像充斥著整個宇宙，卻和太陽系內的行星分佈大相逕庭 (圖一)。19世紀初期，巴伐利亞的一位名為夫朗和斐(Joseph von Fraunhofer)的玻璃師傅，土法自製分光鏡，首次發現太陽的吸收光譜線。光譜線可以因發光天體沿著我們視線的遠離或靠近，而有紅移或藍移的都卜勒現象。這就像警車的警報器聲在靠近我們的時候，變得高頻而刺耳，但在遠離時變得低頻而低沈。甫獲諾貝爾獎的瑞士天文學家梅爾(Michel Mayor)，曾和瑞士科學記者Pierre-Yves Frei合寫ㄧ本科普書籍，叫作『New Worlds in the Cosmos』。在書中他們有趣地稱這個現象為宇宙的氣笛。

強交互作用 (strong interaction)，又稱強核力 (strong nuclear force)，是一種極短程並且極強的交互作用。雖然並不顯然易見，物質質量的99%都來自強交互作用。還有，太陽-----地球上生命的終極能源，是一個已持達四十六億年的巨大核爆，其中的能量亦是源自強交互作用。我們對強交互作用的認識導致了核武和核能發電的出現。由於強交互作用是短程的微觀交互作用，描述它必須使用量子力學。描述強交互作用的量子場論稱為量子色動力學 (quantum chromodynamics (QCD))。在本章,我們會對強交互作用和量子色動力學作一簡介。

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。

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。讓阿文解釋給各位看官為什麼點石成金這麼難:

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！這些近幾十年來所合成的新元素稱之為超重元素 (Super Heavy element 簡寫為SHE)。 超重元素的背後隱含了哪些有趣的物理? 為何合成超重元素如此困難?為何物理學家千方百計要挑戰原子序更高的超重元素? 這些都是大哉問呀！希望這次阿文能拋磚引玉，喚起大家對這個在臺灣相對冷門的領域的一些興趣。

1935年的諾貝爾物理獎頒給了發現中子的英國物理學家詹姆斯·查德威克 (James Chadwick, 1891-1974)。查德威克出身於勞工階級，1908年進入曼徹斯特維多利亞大學，在拉塞福的指導下，於1912年取得學位。1913年他前往德國柏林的帝國技術物理研究所，追隨曾擔任拉塞福助手的漢斯·蓋革研究β輻射。1914年夏天第一次世界大戰爆發後，查德威克由於逗留在德國，被送去柏林附近的魯赫本拘留營，拘留期間他獲准在馬槽中設立實驗室，使用如輻射牙膏等臨時物料進行實驗。他在停戰協定生效後的1918年11月被釋放。回英國後，拉塞福在曼徹斯特為查德威克提供了兼職的教學工作，讓他能夠繼續研究。拉塞福於1919年4月出任劍橋大學的卡文迪許實驗室的主任，查德威克則在數月後也到那裡任職。查德威克於1920年獲頒克拉克·馬克士威獎學金，並於劍橋大學的岡維爾與凱斯學院註冊成為博士生。他於1921年6月獲頒博士學位。同年11月獲聘為岡維爾與凱斯學院的院士。他是拉塞福的得力助手。

1936年的諾貝爾物理獎頒給了發現宇宙射線 (Cosmic ray) 的奧地利科學家維克托·赫斯 (Victor Hess，1883－1964) 與發現正子的美國科學家卡爾·戴維·安德森(Carl David Anderson, 1905－1991)。