雷達和光雷達在軍事和民用領域的應用

雷達是一種視距外動態物體的監控系統,它使用無線電波來確定物體的範圍,角度或速度。光雷達則是利用脈衝雷射測量到目標的距離,並製作目標的 3D 資料。這兩種技術在軍事、航太、氣象、通訊方面,都是目前無可取代的技術。本講次為聽眾簡介雷達與光達的原理及應用。

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【物理史中的五月】1948 年 5 月 29 日:預測卡西米爾效應的論文發表

一般人不會馬上認為壁虎的腳如何黏附在表面上,以及微小的奈米機件常因摩擦而故障,兩者之間有關聯性。前者牽涉到分子吸引的特性,而後者則是由空無一物的空間中量子力的「黏性」所引起。然而,兩者皆根源於凡得瓦 (Johannes Diderik van der Waals)和卡西米爾(Hendrik Casimir)兩位荷蘭人的研究。

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【物理史中的四月】1914 年 4 月:法蘭克(James Franck)研究原子和電子的碰撞

1882 年,法蘭克(James Franck)出生在德國漢堡,是幾世紀前從葡萄牙移民的猶太後裔。他在 1906 年獲得柏林大學的博士學位,之後就一直留在柏林大學直到 1918 年為止。1914 年,法蘭克在那裡做出最著名的電子撞擊汞原子的散射研究;他和赫茲(Gustav Hertz)合寫的論文讓他們在物理史冊上留名。他對物理研究的貢獻;他對道德議題不計個人安危所採取的立場;以及他在科學和政治十字路口所抱持的態度──這些全部加總起來讓他成為極少數廣被敬重的科學家之一,他真的是一位全方位的人。

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當科學與歷史文化相遇 & 分子生物學的凱旋之途與省思

■landscape 這個字一般譯為「景觀」,在歐美文化中,是一個同時具有美學、倫理學與神學內涵的複合概念。當科學以景觀的概念,詮釋人類觀察與體驗世界的視角時,自然也無法排除其歷史文化的內涵,與社會溝通時會有所影響。

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【物理史中的二月】1939 年 2 月 11 日:麥特娜(Lise Meitner)和弗里施(Otto Frisch)發表核分裂的論文

■女性在物理方面有長足的進步,她們在 2012 年所授予的總博士中佔有 20%。然而,自從1895年設立諾貝爾物理獎以來,卻只有 2 位女性獲獎:瑪麗亞‧居里(Marie Curie)於 1903 年,和瑪麗亞‧格佩特‧梅爾(Maria Goeppert Mayer)於 1963 年。在被不公平忽視的女性物理學家當中,最常被提及的就屬麥特娜(Lise Meitner)了,愛因斯坦曾說她是「德國的瑪麗亞‧居里」。

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蝦子的愛情是盲目!?從一篇1943的報告談水生動物的生殖生理

■台灣的草蝦養殖技術在 1968 年試驗成功,經過十多年的發展,在 1980 年代產量居世界之冠,獲得「草蝦王國」之美名,可惜在 1987 年受到草蝦桿狀病毒侵襲後產量大減,迄今沒有恢復。本講次為聽眾解說草蝦生殖生理的研究理絡。

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生?不生?究竟怎樣呢?

■從演化的角度來看,生物活著就是為了生殖繁衍下一代。然而人類因為諸多社會性的理由,很多時候會採取避免生育的行為。世界衛生組織甚至將每年 9 月 26 日訂為世界避孕日,提倡利用各種避孕手段以及家庭計畫等方式,控制世界人口數量。本講次為聽眾簡介避孕發展史。

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【物理史中的一月】1919 年 1 月 10 日:建築聲學的先驅沙賓(Wallace Sabine)逝世

■現代建築聲學之父是一位美國物理學家叫做沙賓(Wallace Clement Sabine)。沙賓 1868 年出生,1886 年畢業於俄亥俄州州立大學,之後到哈佛大學上研究所。到了 1895 年,他成為哈佛物理系一位年輕的物理助理教授。因為他資歷淺,所以被交付改進音效極差,位於大學內才剛建好的佛格藝術博物館(Fogg Art Museum)裡面的佛格演講廳的困難任務。

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【物理史中的十二月】1951 年 12 月 20 日:原子動力第一次產生電力

■假如你開車經過美國愛達荷州東部的高海拔沙漠,你很可能會撞見現在叫做愛達荷國家實驗室,這是一個聯邦核研究設施,在核動力發展上扮演著關鍵的角色。它安放著已除役的實驗滋生反應器1號(EBR-I),是第一個經由核分裂以產生有用電力的核反應爐,而負責此設計與操作的是一位加拿大的物理學家秦恩(Walter Henry Zinn)。

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【物理史中的十一月】1974 年 11 月:魅夸克的發現

■雖然夸克只不過是標準模型粒子家族中的一支,但其中魅夸克的發現卻開啟了一系列的突破,統稱為「十一月革命」──它幾乎同時由兩個完全不同的人所領導的兩組不同團隊,使用不同的方法,在兩個不同的加速器所發現。
1930 年代初期前,物理學家以為他們對組成物質的成分已有完整的圖像:電子、質子、中子、微中子、以及和它們相對應的反粒子。然而,1936 年重量級電子「緲子」的發現,像一顆曲球,大大地出乎預料,讓科學家非常困惑,當年拉比(I. I. Rabi,1944 年諾貝爾物理獎得主)說得貼切:「那是誰訂購的?」而隨著物理學家繼續以更高的能量碰撞粒子,他們發現越來越多的粒子。

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【物理史中的十月】1955 年 10月 19 日:宣布發現反質子

■兩個團隊於 1955 年 8 月開始輪流實驗運作,雖然貝伐加速器於 9 月 5 日,塞格列和張伯倫第二輪的中途故障,但一修復好,洛夫格倫即慷慨地讓出他的質子束排定時間給他們,因此他們可以完成實驗。結果那是具決定性的一輪,得到反質子的第一個證據。
為要從成千個粒子反應中分析所有資料,團隊招募操作員,例如研究生的太太,來和這大的測量機器(綽號「怪物」)一起工作,追尋粒子的蹤跡。操作員使用腳踏板將資料打孔在IBM的卡片上,由早期的電腦重建那些粒子蹤跡,計算出每一個粒子的動量和能量,讓他們能辨識所產生的粒子。最後,再檢查乳膠影像以確認每一個湮滅的事件。

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【物理史中的九月】1737 年 9 月 9 日: 電池的催化者賈法尼(Luigi Galvani)的生日

■賈法尼認為抽搐是因為青蛙體內的「動物電」因金屬的連結而在肌肉中流動所引起。他進一步主張說肌肉內的電有二種,有如正負一樣,分佈在肌纖維的內外部表面上,就像萊登瓶裡外的金屬一般。這是一個了不起的遠見,預告了一個半世紀後科學家所測量的靜止膜電位。

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