千變萬化的流體(一):一個做了90年的實驗

從躺在沙灘上,吹拂身體而過的微風,到吃果醬吐司時,苦苦等待滴落的黏稠果醬;光滑如鏡的湖水到構成平整路面的柏油(瀝青)。這些東西之間具有什麼共通性?又是什麼因素造成它們表現出來的性質,具有如此大的差異?

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【科學史沙龍】〈從伽利略的數學——物理實驗談起〉&〈中國古典益智遊戲〉

柏拉圖認為數學之美,在於可以靈思冥想,隔空探物;但是亞里斯多德卻認為親身驗證,眼見為憑,才是求知的王道。我們在伽利略身上既可見證這兩種知識典範完美的結合,也能看到偏廢的謬誤。本講次展示伽利略實驗如何在教學現場重現,以此探討實驗工具在數學思考中所扮演的角色。

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宇宙中的旋轉木馬——利用黑洞尋找暗物質

空無一人的遊樂園中,旋轉木馬快速的旋轉著。突然,憑空出現一群小孩跳上木馬,從旋轉木馬獲得高速後,又集體跳下,一哄而散,只留下轉速驟降,緩慢旋轉的木馬…這看似荒誕的場景,卻是理論預測可能在宇宙中隨時發生的事。其中旋轉木馬指的是什麼?憑空出現的孩子們又代表了誰?

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消失的反物質——生活中的反粒子

科幻味十足的反粒子,總令人覺得它只存在神秘的理論世界中。然而,反粒子實際上早已走入我們的身邊,成為一種可靠的醫療診斷方式;由一般粒子與反粒子共同組合而成的獨特原子,也已在科學研究中扮演十分重要的角色。反粒子與我們生活的距離,遠比我們想像中的近!

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【科學史沙龍】〈與諾貝爾獎擦身而過的物理學家們〉&〈百年何短短之桂冠遺珠〉

說起「被諾貝爾獎丟包的科學家」,最有名的應該算是革拉赫 (Walther Gerlach) 了。革拉赫與斯特恩 (Otto Stern) 合作完成了著名的原子角動量量子化實驗,他被提名諾貝爾獎達到 30 次之多,其中絕大多數都是跟斯特恩一起被提名,然而當斯特恩在 1944 年終於獲獎時,革拉赫卻只能乾瞪眼。實際上革拉赫才是這個實驗真正的操盤者,斯特恩在實驗完成前就已經離開法蘭克福大學,參與得不多;然而在 1933 年便移居美國的斯特恩,政治正確顯然遠勝過為納粹德國服務的革拉赫,斯特恩對於當年這項具有重大意義的實驗,也很技術性地輕描淡寫,革拉赫就這麼被丟包了。

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【科學史沙龍】〈科學實驗有它自己的生命!?〉&〈歷史學家為什麼要做實驗?〉

過去很長一段時間,科學實驗一直都是跟在科學理論的後面,只是為了要證實或否證理論而存在;就連孔恩的劃時代作品《科學革命的結構》,也是受到這樣的看待。然而哈金 (Ian Hacking) 在 1983 年出版《表徵與干預》 (Representing and Intervening) 一書,開創了實驗哲學,宣稱「實驗有它自己的生命」,讓實驗哲學跳脫科學哲學的傳統架構。本講次以「實驗是否可以重複?」的命題為出發點,探討這個新實驗哲學的發展脈絡。

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【科學講古列車】在暗黑宇宙中尋找外星人的家

人們對於宇宙的認知,從遠古時期以為地球是宇宙的中心,直到今日:發現宇宙正加速膨脹,於是推論有奇特的暗物質與暗能量存在;找到了超過四千顆系外行星,我們正逐步探索是否可能有外星生命存在;ALMA目擊了行星的出生地,使人類更加了解行星的形成過程。

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定點爆破——質子治療中的物理

在<精準打擊—放射治療中的物理>一文中,我們介紹了放射治療中使用到的放射線主要是透過「加速器」產生的高能量光子(γ射線、X光)或電子。除了光子與電子,近年來「質子治療」逐漸加入放射治療家族。我們在本篇文章中,會介紹究竟質子治療和傳統的放療差異在哪,用於治療的質子又是如何產生的。

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在地底深處一窺太陽發光之謎

太陽持續發光發熱的核反應機制早在將近一百年前就有了,其中一種「質子-質子鏈」很早就有觀測證據,另一種「碳氮氧循環」則一直到了現在才終於被證實。完成這項成就的是位於義大利的「波列西諾微中子探測器」。微中子是一種很難與其它物質起反應的粒子,是太陽內部的核融合的生成物之一,地球上的我們有機會利用太陽微中子來了解太陽內部的性質。微中子探測非常困難,為了要盡可能隔絕掉雜訊,波列西諾探測器深埋在地底下、包在不鏽鋼殼裡面。這項研究成果證實了一個將近一百年的理論,也讓我們對太陽、恆星有更進一步的理解。

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玩21點破解莊家優勢的方法:量子糾纏

21點的規則中,即使個人按照最佳策略玩,莊家優勢仍有0.6%,表示我們平均每下注1000元會賠6元,然而如果玩家們可以合作並溝通,我們便可讓第一個人下注極少量以獲取資訊,再用記牌的方式算出剩下的期望值決定加牌與否或是下注的大小。這種合作記牌曾經在1979年被麻省理工學院、加州理工學院、哈佛大學的學生成功使用,他們後來也變成賭場的黑名單,而這則故事也在2003年被翻拍成電影:Bringing down the house。

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