【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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【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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【物理史中的九月】1846 年 9 月 23 日:觀測證實海王星的存在

當牛頓於 17 世紀闡述他的運動定律和萬有引力法則時,他絕沒想到他的研究有一天會導致太陽系發現了一顆新的行星:海王星。預測海王星在夜空中的位置在歷史上要歸功於法國的天文學家和數學家樂維耶(Urbain Le Verrier),但樂維耶的一位英國競爭對手亞當斯(John Couch Adams),也獨立得到相同的結論。在那之前,也有人用望遠鏡觀測到海王星的紀錄:伽利略於 1612/1613 年,拉朗得(Jerome Lalande)於 1795 年,而最有名的是赫歇耳(John Herschel)於 1830 年,但他們當時都不知道他們所觀測到的星體是一個行星。伽利略認為他看到的是一顆恆星,也許因為他觀測到時,海王星正倒行運轉(即明顯和其他行星的運行方向相反),所以看起來像似靜止的。赫歇耳也誤認海王星為一顆恆星。

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【物理史中的八月】1969 年 8 月 9 日: 發現 π 介子開啟粒子世界新大門的鮑爾(Cecil Frank Powell)辭世

1932 年,英國物理學家查兌克(James Chadwick,1935 年諾貝爾物理獎)宣佈發現了中子,除了將當時所知的基本粒子由三個(光子、電子、質子)增加為四個之外,物理學家也馬上確認原子核是由質子和中子所組成。但新的問題出現了,是什麼樣的作用力可以讓質子和中子們相互拉扯,住在原子核那麼小的空間中?要構成原子核這樣的強固結合體,萬有引力和電磁力都嫌太微弱了。

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【物理史中的七月】1654 年 7 月:帕斯卡(Blaise Pascal)給費馬(Pierre de Fermat)有關「點數分配問題」的信

博弈遊戲和人類歷史一樣古老,考古學家挖掘出土的史前時代物品即是明證。賭博也因為玩家想更進一步了解投注的賠率,間接促成機率論的產生。在 17 世紀中葉,兩位傑出的數學家帕斯卡(Blaise Pascal)和費馬(Pierre de Fermat)在互通信件的過程中,奠定了機率論的基礎,改變了科學家和數學家看待不確定性和風險的方式。

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【物理史中的六月】1874 年 6 月 16 日:卡文迪西實驗室(Cavendish Laboratory)啟用

舉世聞名的劍橋大學卡文迪西實驗室一直是許多知名的科學家和影響深遠的突破性進展的大本營,成立至今已獲得 30 個諾貝爾獎。實驗室於 1874 年 6 月 16 日正式啟用,為了紀念 18 世紀的物理和化學家卡文迪西(Henry Cavendish),以他的名字命名。

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【物理史中的五月】1957 年 5 月 31 日:德維特(Bryce DeWitt)討論艾弗雷特(Hugh Everett)「多個世界」理論的信

1950 年代,一位名叫艾弗雷特三世(Hugh Everett III)的年輕物理學家最先提出其他世界存在的的假設,在那情況下,每一個可能途徑的每一個可能分岔最終都會在它自己的平行宇宙中實現。此觀念叫做量子力學的「多個世界」詮釋,它在理論物理學家中一直具有爭議性,雖然它在科幻小說開啟了一個全然的分支。

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【物理史中的四月】1916 年 4 月 18 日:朗謬爾(Irving Langmuir)取得白熾燈的專利

朗謬爾第一個計畫是要解決奇異當時面臨的新鎢絲燈泡的問題:當燈泡內充滿著揮發的鎢絲時,燈會「變黑」或變暗。根據朗謬爾對熱鎢絲催化的化學反應研究,他發現加入氮氣會降低鎢絲揮發的過程,且細的鎢絲比粗的鎢絲更快發熱,而盤繞的鎢絲會像條狀的燈絲一樣發熱。他主張在燈泡內加氮(後來加氬)氣,並將燈絲繞成螺旋狀以抑制鎢絲的揮發。
朗謬爾改良後的燈泡於1916年4月18日取得專利,很快地把能斯特燈,以及其他類似的燈都淘汰,是目前仍在使用的設計的基礎。

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【物理史中的二月】1970 年 2 月 6 日:阿爾瓦瑞茲(Luis Alvarez)在《科學》雜誌上討論宇宙線和金字塔的論文

當考古學家於 2017 年證實他們在一座埃及金字塔內發現了一個隱密的埋葬室,這在某些方面來說是 1960 年代所從事此計劃的巔峰。有一位名叫阿爾瓦瑞茲(Luis Alvarez)的物理學家想出了利用宇宙線來繪製如吉薩大金字塔(Great Pyramid of Giza)這樣密實結構的圖像。

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