【物理史中的五月】1919 年 5 月 29 日:愛丁頓(Arthur Eddington)觀察日蝕以檢驗廣義相對論

■愛丁頓於1905年完成他的碩士學位。他先在卡文迪西實驗室研究熱離子發射,之後嘗試數學研究,但都沒成果。在短暫教授數學之後,他再次發現最初的愛好:天文學。終於他在格林威治皇家天文台謀到一份工作,專門研究恆星的結構。1914 年,他已高升為劍橋天文台台長,接著獲頒皇家學會會士及皇家獎章。
在愛丁頓擔任皇家天文學學會秘書期間,德西特(Willem de Sitter)寄給他有關愛因斯坦新的廣義相對論的信件和論文。在那個對於德國物理學家的任何研究都還有相當戰時敵意和懷疑的年代,愛丁頓成了愛因斯坦最大的傳道人。他很快地投入研究,要證實廣義相對論其中一個主要的預測。

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【物理史中的四月】1661 年 4 月 10 日:虎克(Robert Hooke)記載毛細管作用的小冊子

■17 世紀的科學家虎克(Robert Hooke)最知名的是以他為名的虎克定律,以及他的經典著作《微物圖解》(Micrographia),這是一本詳細記錄他在顯微鏡下觀察日常物品的專書,完全以令人驚奇的圖解呈現。然而虎克的興趣很多元,在他最早期的研究中有一關於毛細作用現象的小冊子。

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【物理史中的三月】1926 年 3 月 16 日:高達德(Robert H. Goddard)和液體燃料火箭的首次發射

■人類使用最先由中國人在13世紀發展出的固體火藥火箭有好幾百年,但卻一直有著瞄不準的缺點,因此在 19 世紀末,隨著大炮的改良而逐漸少見使用。有一個人突破限制,他叫做高達德博士(Dr. Robert H. Goddard),是新英格蘭物理教授,也是美國火箭先驅者,以現代火箭推進之父聞名。他開創性的研究對軍事飛彈學和太空科學探測中重要性日增的火箭推進奠下了基礎。

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【物理史中的二月】1932 年 2 月:查兌克(James Chadwick)中子的研究投書到《自然》期刊

1932 年 2 月,查兌克投寄一篇短文到《自然》期刊,詳細說明他的實驗結果證明中子的存在。5 月時,他又投寄一篇論文,提供更多專業細節。此發現很快地得到波耳(Niels Bohr)和海森堡(Werner Heisenberg)的認同,查兌克並和高哈伯(Maurice Goldhaber)一起測量中子的質量,下結論說,中子是一種核粒子,而不是質子-電子對。

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【物理史中的一月】1925 年 1 月 1 日:佩恩-加波施金(Cecilia Payne-Gaposchkin)改變宇宙的一天

■佩恩(Cecilia Payne)從她在英格蘭的童年開始,及至吝於給女性身份的科學界中聲名大噪,走了好一段孤獨、漫長的旅程。佩恩獲得劍橋大學的獎學金,主修物理學,開啟了她的科學生涯。在遇見哈佛大學的夏普力(Harlow Shapley)後,她搬到麻州,繼續修天文博士學位。佩恩 1925 年標題為〈恆星大氣〉的論文,被天文學家史特魯維(Otto Struve)極度推崇是「在天文學方面曾寫過最優秀的博士論文」。經由恆星光譜計算化學元素的含量,她的研究開啟了天文物理學的革命。

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【物理史中的十二月】1691 年 12 月 31 日:波以耳(Robert Boyle)辭世

■位於倫敦的皇家學會,成立於 1663 年,是最悠久最崇高的科學學會之一。皇家學會的創辦將當時定期在倫敦和牛津集會,不同的自然哲學家團體結合在一起,熱中探討培根(Francis Bacon)所倡議的「新科學」。波以耳(Robert Boyle)是發起人之一,常被稱為第一位現代化學家。然而他最著名的是闡述了絕對壓力和氣體體積之間關係的物理定律。

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【物理史中的十一月】1783 年 11 月:膽大的物理學家是第一個飛行的人

1783 年 11 月 21 日,氣球準備好第一次載人的飛行。雖然路易十六說他要送犯人去做這次有潛在危險的試驗,但物理學家德霍齊耶自願有此榮耀可以當第一位乘坐鬆綁熱氣球飛行的人。
他和勇敢同意和他作伴的達荷朗從巴黎中心起飛,上升到將近 3,000 呎高,飛行了將近 25 分鐘,然後在郊區降落,距離出發地點大約 5 哩遠。

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【物理史中的十月】1993年10月:美國國會取消超導超級對撞機(SSC)的資金

2012 年 7 月,全球物理學家都因歐洲核物理研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)可能發現了粒子物理學標準模型中的最後一種基本粒子 ─ 希格斯玻色子 ─ 而雀躍不已。這是理論和實驗物理學家幾十年來研究的巔峰,然而此成就對美國代表隊來說卻是苦樂參半,因為他們總會想起那早先夭折的一個加速器 ─ 超導超級對撞機(the Superconducting Supercollider,SSC)。

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【物理史中的九月】2008年9月10日:大型強子對撞機(LHC)正式啟動

2008 年 9 月 11 日,國際主要媒體都爭相報導一則物理新聞 ─ 座落於瑞士日內瓦近郊的歐洲核物理研究中心(European Organization for Nuclear Research,CERN)於前一天成功地啟動了大型強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)。《紐約時報》的報導如此開頭:「科學順著次原子射束和香檳之河,於星期三(9月10日)駛向未來。」LHC 是史上最大、最複雜、也最昂貴的科學實驗設施,造價美金 80 億。加速器位在法國與瑞士邊界周長27公里的圓形地下隧道中,隧道最深離地面達 175 公尺。

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【物理史中的八月】1827年8月:布朗(Robert Brown)與花粉水池中的分子運動

1991 年,德意志(D.H. Deutsch.)在《美國物理學會會報》發表的一篇短評,質疑布朗時代的顯微鏡是否有足夠倍率可以讓布朗觀察到他所聲稱的現象。一位英國的顯微鏡學家福特(Brian J. Ford)跳出來為布朗辯護,說明從布朗的寫作中,這位植物學家是在封閉的環境中研究粒子,顯然他知道亂流和對流可能影響他的觀察。福特還明確地重複布朗原始的操作,並加以錄影。大多數的科學家現在都接受布朗原始的花粉粒觀察確實是布朗運動的結果。

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【物理史中的七月】1954 年 7 月 24 日:月球反射操作

無線傳送在第二次世界大戰後很平常,但遠距離高頻率的傳送需要依靠地球電離層將無線電波折射。日焰或地磁暴會嚴重地干擾那些傳送,且很難預測。所以能將無線電波從容易擊中的目標,如月球─或之後的人造衛星─反射回來,就可能維持甚至在日焰或地磁暴期間的無線通訊。在美國和蘇聯以及東歐國家外交關係相當冷峻的時候,也有人有興趣利用此系統來追蹤他們傳出來的無線信號。美國海軍強有力的雷達接收器在二次世界大戰期間即曾一直收集到從歐洲和日本偏離的無線電信號,一個被稱為「異常傳播」的現象。

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【物理史中的六月】1785年6月:庫侖(Charles Augustin Coulomb)測量電力

庫侖認為大球體的電性就如同其上的電荷都集中在它的球心點上,讓針在水平面上小弧度振盪,振盪的週期端賴帶電球體和針上的帶電盤子之間的力量決定,正如一般簡單鐘擺的週期依重力而定一樣。庫侖然後測量和大球體不同距離的振盪週期,再使用類似鐘擺的方程式,將週期和電荷間的力量做聯結。

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【物理史中的五月】1935年5月: EPR弔詭(Einstein-Podolsky-Rosen paradox)的論文在《物理評論》發表

在一篇 1935 年的論文中,愛因斯坦、波多斯基(Boris Podolsky)和羅森(Nathan Rosen)提出了一個思考性的實驗,主張量子力學不是一個完整的物理理論。這個思考性的實驗現在稱為「EPR弔詭」(EPR paradox),是用來說明量子理論天生概念上的難題。它說明一個糾結的量子系統中,對一個粒子所測出的結果對另一個粒子會有立即的效應,不管這兩個粒子的距離有多遠。

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【物理史中的四月】1965年4月3日:在太空的動力

哥倫布(Christopher Columbus)在一封寫給他的贊助者,談到他第一次航行到新世界遇見原住民時的信中這麼寫著:「原住民既不知宗教,也不知崇拜,他們只相信所有力量和美好的事物都來自天上…。」哥倫布指的是當地原住民的信仰,他們認為哥倫布、他的伙伴以及船隻都來自地球以外的某個地方。500 多年後,我們已成為新世界的航行者,經由太陽系,進入更遙遠的外太空。

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【物理史中的三月】1844 年 3 月:法拉第(Michael Faraday)說明冰桶實驗的信發表了

法拉第在一封給《哲學雜誌》(Philosophical Journal)編輯菲利浦(Richard Phillips)的信中說明冰桶實驗結果,菲利浦於隔年 1844 年 3 月將此信在雜誌中刊登出來。時至今日,這個實驗仍會為了示範目的而以各種方式操作,只是通常會用中空的金屬球取代冰桶,用現代的靜電計取代驗電器。

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