【物理史上的六月】1905 年 6 月:愛因斯坦與特殊相對論

愛因斯坦小時候曾讀過伯恩斯坦(Aron Bernstein)的《自然科學國民手冊》(The People’s Book on Natural Science),其中有一章,作者伯恩斯坦請讀者想像自己與電流一起滑過電報線路的情形,這個想像一直盤踞在年輕愛因斯坦的心中。愛因斯坦 16 歲時開始思考,假如他能趕上光的速度,那麼光束看起來會像什麼呢?孩童時代的愛因斯坦總認為,如果有人能隨著光一起衝刺的話,光束看起來應該是靜止的,就像靜止的波一樣,但是一直沒有人曾經觀察到靜止的光,所以讓他開始思考其中可能的原因⋯⋯

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【物理史上的五月】1933 年 5 月 5 日:《紐約時報》報導〈宇宙無線電波的發現〉

在美國 1997 年的科幻電影《接觸未來》(Contact)中,大部分的戶外鏡頭都在新墨西哥州的特大天線陣(Very Large Array)天文台現場拍攝。聽過此電影的人比知道此天文台是以央斯基(Karl Guthe Jansky)命名的人多很多,其實,央斯基在天文學家中是知名的電波天文學之父。

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【物理史上的四月】 1932 年 4 月 14 日:柯克勞夫(John Cockcroft)和沃吞(Ernest Walton)分裂原子核

英國女小說家溫特森(Jeanette Winterson)在她 1997 年的小說《大一統理論的對稱》(Gut Symmetries,Symmetries of Grand Unified Theories)中說道:「在日本長崎和廣島原子彈的恐怖中隱藏著愛因斯坦 E=mc2 的美麗。」此方程式的確是熱核武器和核能的基本原則,它最先是一位英國物理學家柯克勞夫(John Cockcroft)和愛爾蘭物理學家沃吞(Ernest Walton)分別將原子核分裂,證實了愛因斯坦的理論。

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【物理史上的三月】 1883 年 3 月 15 日:雷諾(Osborne Reynolds)提出雷諾數的主張

由於液體非線性的本質,因此很難預測它們複雜的流動,這是眾所皆知的事。然而多虧一位出生在愛爾蘭的物理學家雷諾(Osborne Reynolds),現在物理學家可以預測一個已知系統中的流動是層流或是紊流。雷諾在流體動力學的研究是一位先驅者,他做了一個巧妙的實驗來說明兩種流動關鍵的轉換點,可以用一個簡單的數目來預測,這數目就是我們現在所知的雷諾數。

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【物理史上的二月】1971 年 2 月 6 日:雪帕德(Alan Shepard)在月球上揮出高爾夫球

美國航空暨太空總署(NASA)在 1960 和 1970 年代的月球任務都為嚴肅的科學所設計,但那無法阻止太空人找出有創意的方法來一吐悶氣。有一個太空人,是第一個以實驗研究有紋路的高分子球在非地面重力場的彈道性質,換句話說,他在月球上擊出了高爾夫球。

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【物理史上的一月】1965 年 1 月:潘若斯(Roger Penrose)開創性地證明了黑洞

卓越的物理學家潘若斯(Roger Penrose)因「發現黑洞的形成是廣義相對論的確鑿預測」,和根策爾(Reinhard Genzel)以及蓋茲(Andrea Ghez)因「發現位於銀河系中心的超大質量緻密天體」,同獲 2020 年諾貝爾物理獎。其實,黑洞的初步概念可以追溯到 18 世紀,在愛因斯坦形成他的廣義相對論之前,也在潘若斯的發現之前。

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【物理史中的十一月】1837 年 11 月 23 日:現代分子科學之父——凡得瓦(Johannes van der Waals)的誕生

在《費曼物理學講義》中,廣為人知的是,費曼一開始便問,人類最應該為子孫保存的是哪一則科學知識,而他的答案是:所有物質皆由原子所組成。雖然這看起來顯而易見——事實上,原子的概念可追朔到古希臘時代——然而原子的存在直到20世紀一直都是科學家激烈爭辯的問題。提供世界由分子組成的觀點強而有力、令人信服證據的是凡得瓦(Johannes Diderik van der Waals),他原是一位荷蘭的小學老師,物理知識大都自學而得,然而他努力不懈,終成了現代分子科學之父。

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<耳石的多樣形態:重建魚類組成的另類視角>&<探索海洋昆蟲:多樣的海洋甲殼類動物>

「耳石」是魚類內耳中協助聽覺和平衡的組織。這些看似不起眼、由生物礦化作用所形成的碳酸鈣結晶體,是解密魚種分類、生態形態、食餌組成、考古學、古生物學的重要關鍵。本講次介紹台灣耳石研究的方向與歷年成果。

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<108數學課綱與數學史隨談:以國中、小為例>&<108數學課綱與數學史雜談:以高中數學為例>

108 年課綱正式將「數學是一種人文素養」列為基本理念之一,使得數學史在我國的數學課綱中,找到應有的位置。本講次以教材編選與教學實施為切入點,分享數學史在過去與現今中小學數學課程中的使用情況,以及數學史融入中小學數學教學的困難與未來展望。

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【物理史中的十月】2006 年 10 月:宣佈確定發現原子序 118 新元素

在杜布納(Dubna)的聯合原子核研究所(JINR),由奧加涅相所率領的核物理學家,以及勞倫斯利物浦國家實驗室(LLNL)的同僚們繼續尋找 118 元素。他們在 2002 和 2005 年所做的實驗中,發現了 3 個衰變的徵兆。這一次不是由一個人負責資料分析,而是大家一起嚴格檢查所有的發現。終於在 2006 年 10 月 9 日,JINR 和 LLNL 正式宣布他們確定找到了難以捉住的元素。

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<太空天文觀測與台灣第一個太空天文望遠鏡>&<衛星太空觀測-以科學酬載與立方衛星為例>

包括人們最熟悉的可見光在內,所有天文望遠鏡的觀測對象,全都是某種電磁波;然而由於地球上的大氣層會吸收掉幾乎所有的短波,而即使是可見光以及無線電波等等長波,也會受到大氣的嚴重干擾,因此把望遠鏡放在太空裡進行觀測,就成為理所當然的最佳選擇。來看看太空天文觀測的歷史與現況,以及台灣即將送入太空的第一個太空天文觀測望遠鏡 GTM 。

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<也是台灣之光 -- 血鸚鵡傳奇>&<臺灣水產養殖與研究的演進與展望>

台灣常見的觀賞用魚種血鸚鵡,源自於 1986 年間一次育種「美麗的意外」,經過蔡健發、陳延清和陳建志三位先生的細心培育,開創出一段近 30 年的「驚豔之旅」。從珍貴的高單價魚種,到現今的普及入門魚種;從台灣的研究精進,到現今全球可接受的國際性魚種;從懼怕外來競爭,到現今獨步全球的供應鏈⋯⋯這些難能可貴的發展歷程,在在顯露出台灣業者的堅持與努力。

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<日心說究竟比地心說強在哪裡?兼談孔恩的《哥白尼革命》> & <征服火星的占星大師:克卜勒的新天文學>

從地心說到日心說的轉折,並非只是單純一個更優秀更真實的理論,推翻了舊有落伍的學說;有一些很值得談論的要點,在大多數談論這段歷史的書籍中並未述及。高老師將介紹對於所謂的「典範轉移」,關鍵的認知差異之處。

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