【物理史中的九月】2008年9月10日:大型強子對撞機(LHC)正式啟動

2008 年 9 月 11 日,國際主要媒體都爭相報導一則物理新聞 ─ 座落於瑞士日內瓦近郊的歐洲核物理研究中心(European Organization for Nuclear Research,CERN)於前一天成功地啟動了大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)。《紐約時報》的報導如此開頭:「科學順著次原子射束和香檳之河,於星期三(9月10日)駛向未來。」LHC 是史上最大、最複雜、也最昂貴的科學實驗設施,造價美金 80 億。加速器位在法國與瑞士邊界周長27公里的圓形地下隧道中,隧道最深離地面達 175 公尺。

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【大宇宙小故事】40 光陰似箭

就人類的直覺而言,時間很像一條河流,不但一直流動,而且有固定的方向。在牛頓的(絕對)時空觀中,我們不難找到這個「時間河流」的意象。可是兩種相對論都將時空視為整體,時間在其中只是另一個座標軸,非但不再流動,而且失去了方向,以至於變得非常陌生、非常違背直覺。

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【大宇宙小故事】39 愛因斯坦之最

廣義相對論以彎曲時空來描述重力,這種數學語言和牛頓的萬有引力公式當然不同,但是有沒有可能,愛氏只不過是把牛頓的理論「幾何化」罷了?正如馬克士威利用「流體力學的語言」改寫法拉第的理論,然而就物理意義而言,馬克士威方程組和法拉第的電/磁力線可謂殊途同歸。
星光偏折現象為這個問題提供了明確的答案!

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【大宇宙小故事】38 迷思、迷思、迷思

愛氏在瑞士讀大學時,雖然的確修過閔氏的數學課,但是出席率不高,而閔氏對這個學生也沒什麼好印象,這都是有史可考的事實。
總之就科學史而言,這對師生最重要的關聯,就是閔氏曾用嚴謹的四維幾何語言,重寫狹義相對論的物理內容,而愛氏後來領悟到這種數學語言的重要性,才得以將狹義相對論推廣為廣義相對論。

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植物可以讓蟲蟲自相殘殺!

植物不會動,所以遇到蟲害的時候,是否只能無奈的被咬呢?過去許多研究發現,其實植物沒有表面看起來那麼無辜的樣子。有些植物會招來打手消滅不受歡迎的客人,如歐洲品系的玉米以及大芻草在遭受西方玉米根蟲的幼蟲攻擊時,會分泌一種倍半萜召來西方玉米根蟲幼蟲的天敵:線蟲。

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【大宇宙小故事】37 兩雙慧眼

在他的傳世之作《電學與磁學》序言中,馬克士威將這個觀點解釋得更清楚:「我越是研究法拉第,越覺得他也是用數學方法來解釋自然現象,只不過他並未使用傳統的數學符號。我還發現他的方法能改寫成普通的數學形式,以便和正統數學家的公式相互比較。」

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【大宇宙小故事】36 電學牛頓 

西方有不少關於機會的諺語,最有名的當數「機會青睞有所準備的人」。這句話正是安培的寫照,公元1820年九月,當他獲悉「奧斯特實驗」之後,立刻認出那就是自己等了大半生的機會!
安培放下手邊的工作,全心投入這方面的研究。不久之後,他就有了自己的獨到心得,以及更上一層樓的實質成果。

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【物理史中的八月】1827年8月:布朗(Robert Brown)與花粉水池中的分子運動

1991 年,德意志(D.H. Deutsch.)在《美國物理學會會報》發表的一篇短評,質疑布朗時代的顯微鏡是否有足夠倍率可以讓布朗觀察到他所聲稱的現象。一位英國的顯微鏡學家福特(Brian J. Ford)跳出來為布朗辯護,說明從布朗的寫作中,這位植物學家是在封閉的環境中研究粒子,顯然他知道亂流和對流可能影響他的觀察。福特還明確地重複布朗原始的操作,並加以錄影。大多數的科學家現在都接受布朗原始的花粉粒觀察確實是布朗運動的結果。

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蘋果的基因密碼

蘋果(Malus domestica)的祖先是中亞的新疆野蘋果(Malus sieversii),全球約有35種不同蘋果屬植物,其中只有三種人類可食:蘋果、M. sylvestris、新疆野蘋果。在中亞發源的蘋果,隨著採食的動物向東到中國,發展成綿蘋果等;向西發展為現在的富士、加拉、五爪等洋蘋果。洋蘋果是目前蘋果屬中最廣被栽培的種類,全世界大約有7,500不同品系的洋蘋果(以下簡稱蘋果)。

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【大宇宙小故事】34 君子之爭

伽伐尼還特別發明了「動物電」這個名詞,並強調這種電普遍存在於動物體內,死活不論。換言之,即使動物死了,其中的動物電也不會立刻消失,這代表他認為這種電並非僅存在於某些魚類體內──伽伐尼當然知道關於電鰩與電鰻的研究,但在他看來,電魚和青蛙的差別僅在於能否隨意放電。

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【大宇宙小故事】33 科學怪魚

卡文迪西是個特立獨行的人物,他將萬貫家財視如糞土,唯一的興趣就是從事科學實驗。他一生雖然完成許多重要的實驗,可是正式發表的論文少之又少,導致他在電學上的重要發現後來都冠上別人的名字。其中最有名的當數「庫侖定律」(領先庫侖至少十年)與「歐姆定律」(早於歐姆46年)。

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【大宇宙小故事】32 統一與獨立──富蘭克林的故事

富蘭克林是一位標準的理性主義者,無論在政治上或科學上,他對「統一還是獨立」都沒有既定的成見。在政治上,他總是不忘審時度勢;在科學上,則是一律以實驗證據為依歸。
然而現在我們都知道,對於「電與磁有沒有親屬關係」這個問題,富蘭克林做了錯誤的判斷,導致他和另一個偉大的統一功業擦身而過。

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地熱區(Geothermal field)有什麼植物?

由於地熱區下方都有岩漿庫,所以越往下溫度就越高,這使得大部分能長在地熱區的植物都是淺根的,如苔蘚、地衣之類。能夠長在地熱區的維管束植物,頂多就是矮小的灌木而已。
但是位於紐西蘭北島的陶波火山區(Taupo Volcanic Zone)不大一樣。主要覆蓋陶波火山區的植被是木本維管束植物。因此,紐西蘭的研究團隊決定要進行當地的植被調查。

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