【物理史中的六月】2013 年 6 月 15 日:一般性相變理論的建構者威爾森(Kenneth Wilson)過世

我們日常生活中幾乎每個方面都會碰到相變,就像冰融化或水沸騰一樣簡單。但是物理學家長期以來對於如何計算系統在關鍵點(物理上稱臨界點)的行為細節都很困惑,直到威爾森(Kenneth Wilson)創建出一套有力的全盤理論,才解決此問題。

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【物理史中的五月】1618 年 5 月:克卜勒(Johannes Kepler)發現太陽系的泛音

中世紀與文藝復興時代的宇宙論皆由天體的「音樂宇宙」概念所主導,此隱喻很引人入勝,所以幾世紀來激勵了西歐大部分的藝術、音樂和文學。然而天文學家克卜勒(Johannes Kepler)在他 1619 年的專著《世界的和諧》(Harmonices Mundi)中奠下了一個更如實的天體音樂,他主張太陽系的星球在繞著太陽運行中譜出它們的音調。

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【物理史中的四月】1831 年 4 月 28 日:扭結理論的先驅泰特(Peter Guthrie Tait)的誕生

自從 1833 年高斯(Carl Friedrich Gauss)想出如何計算兩個互連的環彼此纏繞次數的方法後,幾世紀以來數學家就一直對拓撲結深感興趣。但此領域一直到 19 世紀末,20 世紀初,蘇格蘭一位叫做泰特(Peter Guthrie Tait)的數學家做了煙環的實驗後才真正引起大家的關注。

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【物理史中的三月】1959 年 3 月 29 日:布里格斯(Lyman Briggs)發表棒球旋轉的研究結果

棒球投手要投出獨特曲線球軌道的關鍵在於球的旋轉,而非球速。我們之所以能了解這點要歸功於一位名叫布里格斯(Lyman Briggs)的物理學家兼終身的棒球迷,他於 1950 年代做了風洞實驗,徹底地確定了答案。布里格斯做此研究是在他從長期、傑出的物理生涯退休之後,這證明對於科學的好奇心並無真正的年齡限制。

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【物理史中的二月】1990 年 2 月 9 日:德曼斯特哈(George de Mestral)逝世

美國嘲諷談話秀的名主持人大衛‧萊特曼(David Letterman)模仿酒吧娛樂中,搞怪的把小矮人丟到貼著黏扣裝置的牆上,也把自己黏在黏扣裝置的牆上,是他深夜秀的一個噱頭,用以取悅全美數百萬的觀眾。現在,到處可見黏扣帶(亦稱魔鬼氈、粘扣、魔術貼),它和拉鍊在創意以及深入我們日常生活範圍的程度上,不相上下。然而,並不是你的米爾頓大叔(或法蘭克,或哈洛德,或任一想要聲稱最先使用的遠親)發明這個獨一無二的小裝置。發明的人是名叫德曼斯特哈(George de Mestral)的瑞士工程師。

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【物理史中的一月】1912 年 1 月 6 日:魏格納(Alfred Wegener)提出他的大陸漂移理論

地球各大陸曾經是連在一起的這個概念至少可追溯到 16 世紀的法蘭德斯族(Flemish)的地圖家和地理學家奧特柳斯(Abraham Ortelius,出生於現在的比利時)。奧特柳斯繪製出第一本現代地圖:the Theatrum Orbis Terrarum(Theater of the World,世界概貌)。他注意到美洲與歐/非洲沿岸的幾何形狀似乎很相配,就像拼圖遊戲的拼圖一樣,因而主張地球大陸是長期由於地震和洪水而緩慢漂移。然而,提出一套健全的大陸漂移學說的是 300 年後的一位德國科學家魏格納(Alfred Wegener)。

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【物理史中的十二月】1959 年 12 月 29 日:費曼(Richard Feynman)經典的加州理工學院講義

諾貝爾物理獎得主費曼(Richard Feynman)有許多事蹟廣為人知:熱中玩小手鼓;參與曼哈頓計劃時,在洛色拉莫士(Los Alamos)執意違反安檢制度;他決定性的國會作證,認為 1986 年挑戰者號太空梭災難是因 O 型環有缺陷;在物理研究和個人回憶方面出版了大量的著作。而就在他一系列經典的加州理工學院教學內容成為《費曼物理學獎義》(The Feynman Lectures on Physics,1963 年初版)的基礎之前,費曼給了一開創性的講座,討論小尺寸物體的操作與控制,標題為《底部有很多空間》。

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【物理史中的九月】1929 年 9 月 5 日: 夸克模型建構者蓋爾曼 (Murray Gell-Mann) 誕生

1932 年查兌克〈James Chadwick〉發現中子,確立原子核是由質子和中子組成後,物理學家認為基本粒子只有四種:光子、電子、質子和中子。第二次世界大戰後,新粒子不斷地在宇宙線和能量越建越高的新加速器中被發現,看似雜亂無章,令物理學家困惑不已,而出現了「粒子園」之詞。蓋爾曼 (Murray Gell-Mann)經由對稱性的考量,提出夸克假設,得到實驗證實,使得組成宇宙的基本粒子美麗、簡單有序的景象得以呈現。

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【物理史中的八月】1816年8月5日:羅納茲的電報設計被駁回

大家一般都將摩斯(Samuel Morse)和顛覆長程通訊的電報發明聯想在一起,其實早在幾十年前,就有一個倫敦的起司商人轉行成業餘的科學家和發明家──羅納茲爵士(Sir Francis Ronalds),創造出他自己的電報版本。羅納茲當時曾說:「給我足夠的材料,我將讓全球電氣化」。可是,那時世界仍未準備好接受他的遠見;他比庫克(William Cooke)和惠斯同(Charles Wheatstone)將電報商業化早了 20 年。

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【物理史中的七月】1680年7月8日:啟發18世紀「克拉尼圖形」的早期實驗

克拉尼最早在他的公寓做實驗,跳過一般弦樂器和管樂器振動的研究,而專注於桿的橫向振動,這是受到歐拉(Leonhard Euler)和白努利早期研究的啟發,之後他轉而研究金屬板的振動,這在當時多半是未知的領域。克拉尼當時也許不知道,因為在他留下來的著作中沒特別提及,在一世紀前,1680 年 7 月 8 日,虎克(Robert Hooke)在實心金屬板上面撒下沙粒,然後以小提琴的弓沿著板的邊緣拉,讓金屬板振動,注意到沙粒會沿著振動節點重新排列而形成獨特圖案。

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【物理史中的六月】1908 年 6 月 30 日:通古斯加事件

1908年6月30日上午,在一個大都是鄂溫克族原住民和俄羅斯拓荒者居住的西伯利亞偏遠人煙稀少地區,見到了一長條亮光劃過天空。十分鐘後,出現一道閃電和轟隆聲響,伴隨著強力的震波將數百哩外的窗子都震碎。有一位名叫謝苗諾夫(Sergei Semenov)的農夫正在震央40哩外吃早餐,是少數親身目睹整個事件的人之一。

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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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