【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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【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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【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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