赫斯（Victor Hess）在日全蝕時以氣球飛行測量宇宙線
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2010年4月）

現在，我們理所當然地認為地球大氣層不斷受到源自太陽系統外很遠處的高能宇宙線的衝擊，但以前並非如此認定。這都是因為一個 29 歲的奧地利物理學家赫斯（Victor Hess）確切發現了宇宙線，並繼續奉獻他傑出的科學生涯研究輻射線對人體的影響。

赫斯於 1883 年 6 月出生於奧地利，父親是奧廷根．瓦勒斯坦王子（Prince Oettingen-Wallerstein）的莊園林務長。他 1901 年進入格拉茲大學（the University of Graz），23 歲獲得博士學位。赫斯起先計畫跟隨知名的物理學家，為物理訂光速符號為「c」的德汝德（Paul Drude）研究光學。但很不幸地，德汝德在他預定抵達的幾個星期前自殺身亡了。 繼續閱讀

1944年諾貝爾化學獎得主－奧托哈恩（Otto Hahn）(二)
國立臺灣師範大學化學系吳詩慧碩士生/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在1938年7月13日，幫助和支持Hahn的Lise Meitner必須得冒很大的風險，因為她的猶太血統，並且失去了她的奧地利國籍，她移居斯德哥摩爾〈Stockholm〉，斯德哥摩爾位於瑞典。 Hahn繼續與Strassmann一同工作。1938年底，他們在他們樣品中發現鹼土金屬的同位素的證據。1938年底，他們發現的證據同位素的鹼土金屬的樣品。金屬的發現是由Wilhelm Traube所利用有機鋇鹽所構建，Wilhelm Traube是一個猶太化學家，但後來被逮捕和殺害，儘管Hahn的努力救他。尋找第二族鹼土金屬是有問題的，因為它不符合邏輯與其他元素從發現到目前為止。Hahn初步懷疑它是鐳，從鈾核分裂產生出兩個α-粒子。當時，科學共識是，即使分裂出兩個α粒子通過這個過程是不可能的。這個想法是把 鈾成鋇（必須消除約 100個核子）被認為是荒謬的。11月10日在參觀哥本哈根，Hahn討論了這些結果與Niels Bohr和Lise Meitner進一步改進的技術，導致了決定性的實驗1938年12月16-17日（即著名的“鐳鋇，釷，分餾“），產生令人不解的結果：三種同位素的特 性並不像是鐳，但反而是鋇。Hahn所描述的結果在給Meitner的信中提到，12月19日：“… …我們越來越接近一個可怕的結論，就是我們的鐳的同位素的特性不像是鐳，反而卻像是鋇… …也許你可以有一些精采的解釋，我們認為它不能真正的變成鋇。“在她的回覆，邁特納同意，爆裂的鈾核這件事情是非常難以接受，但認為有可能。

在1938年12月22日，Hahn在Naturwissenschaften這篇期刊上刊登了一篇關於放射化學的結果。12月27日，Hahn打電話給 Naturwissenschaften的編輯，並要求想要在先前文章再增加一個段落。他猜測先前在被照射的鈾中觀察到的一些鉑族元素，這是最一開始解釋 成超鈾元素，但事實上可能是鎝〈當時稱為Masurium〉和較低的鉑族金屬〈原子序43到46〉。直到1939年1月，他仍充分相信較輕的元素生成的原 因是他先前發表修訂的文章，在1939年，他充分地確定在他的裝置中，有發生輕元素的形成的現象，因此他發表了一個重新修訂的文章，基本上收回之前聲稱觀 察到超鈾元素與其鄰近的鈾，以及總結不是他之前所看到的是較輕的鉑銅合金，鋇，鑭和鈰。
身為一個化學家，Hahn並不願意在物理上發表一革命性的發現。然而Lise Meitner和她的姪子，一位年輕的物理學家Otto Robert Frisch，在瑞典做出了同樣的結論，同時能夠制定出基本的數學型式的核分裂(此用詞是由Frisch所創造的)，而隨後此用詞也變得舉世皆知，在接下 來的幾個月中，Meitner和Frisch發表了兩篇文章用來討論以及在實驗上證明這樣的假說。
在之後的致謝中，Meitner寫到；
Otto Hahn 和 Fritz Strassmann發現了核分裂是在人類的歷史中開啟了一個新的世代。就我看來這樣的發現是意義非凡的，尤其是在背後是利用純粹的化學來實現這樣的結果。
在接受德國電視台採訪時（ARD，1959年三月八號），Meitner說到：
Hahn與Strassmann藉由極好的化學能力、難以置信的化學能力，做到這樣的成果，而此研究的成果是遙遙領先這時代的任何人，美國人不久後學會了 如果做到這樣的結果，但在當下，只有Hahn 和 Strassmann能夠真正地做出這樣的成果。這正是因為他們是這樣優秀的化學家，如此他們成功了利用化學來展示並證明了一物理過程。

參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Otto_Hahn

創作搖滾樂時的大腦額葉活化
撰文／蔡振家（國立臺灣大學音樂學研究所副教授）

人類雖然不是唯一具有創造力的動物，但我們的創造力應該遠勝其他動物，更特別的是，有些人會花費許多時間，創造看似無用的藝術作品，並且樂在其中。在當代樂壇裡面，搖滾樂一直深受大眾喜愛，不少年輕人組團練歌，藉由發表新作品展現創意，吶喊出青春熱血與遙遠的夢想。令人好奇的是，在創作搖滾樂的過程中，大腦究竟會呈現出怎樣的活化型態呢？ 繼續閱讀

阿爾•卡西與圓周率(Jamshīd al-Kāshī and the measurement of  π )
臺北市立成功高中陳彥宏老師/國立臺灣師範大學數學系洪萬生教授、林延輯教授責任編輯

一、前言

圓周率π的估算，一直是人類深感興趣的題材。從數千年前開始，數學家便設法要去計算π值的大小。直到西元前三世紀，希臘科學家阿基米德 (Archimedes，西元前287－前212) 首度利用科學的方法計算π的近似值，歷史上一連串計算圓周率π的旅程便就此展開。在這漫長的旅途上，有一位不容忽視的伊斯蘭數學家－阿爾‧卡西 (Jamshīd al-Kāshī，?－1429)，他所求得的π的近似值能夠精確到小數點以下第十六位！本文將簡單介紹阿爾‧卡西計算π所使用的方法，希望讀者能夠對這位阿拉伯的計算奇才有初步的認識。

二、生平

現今對於阿爾‧卡西最早的紀錄是在1406年，由其著作中得知，當時他開始在家鄉卡撒 (Kāshān，在今伊朗德黑蘭南方200公里) 進行一系列的月蝕觀測活動，在此之前，我們對他則一無所知。早期阿爾‧卡西的生活過得並不富裕，以致到處流浪兼職來謀生，直到1418年，他才在撒馬爾干 (Samarkand，在今烏茲別克境內) 的一所學校內謀得職位，這所學校正是由他一生中最大的資助者Sultan Ulūgh Beg創辦。同一時間，阿爾‧卡西開始對於數學有極重大的貢獻，1424年，他逼近圓周率π的近似值精確至小數點以下第十六位，1427年他撰寫了關於算術、代數及測量的作品《算數者之鑰》(The Calculators’ Key)，書中對於十進位記數系統、數的開高次方根及求解代數問題皆有詳細論述。此外，阿爾‧卡西還利用求解三次方程式得到正弦函數 的近似值，而這也是他在1429年過世前的最後作品。

恆星光譜簡史（History of Stellar Spectra Classification）
臺北市立南湖高中地球科學教師吳昌任/國立台灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯

相較於人類的壽命而言，恆星過完一生所需的時間長了許多。我們雖然無法像在生物實驗室中，可以從頭到尾觀察到恆星一生的變化，但不同時空所構成的星空，也提供了不同組成、不同演化階段的星空樣本，就像是看到生物的不同成長階段一樣。如何分門別類並拼湊出前後順序，是天文學家一直在努力的目標。也因為如此，天文學家持續發展出不同的觀測技術與理論，就是要瞭解這看是雜亂無章，但資料卻又極為豐富的宇宙。

人眼可以看出星星有不同的顏色與亮度，光憑這樣是無法更進一步解釋觀測到的劇烈現象，例如：超新星爆炸。將其他學科知識導入到天文領域，就成了基礎科學的最佳應用，也是天文學家不需到達現場就可以知道恆星大小事的依據。

當牛頓利用三稜鏡將日光分成彩虹，再以相同方式合成回 日光後，人類開始接觸光譜的雛形。直到十九世紀中，地面的實驗室以更容易觀測光譜的儀器，發現不同物質燃燒所發出的光皆有不同的特徵亮線，這些亮線稱為譜 線。每一種物質的光都有特定波長的譜線組，整理出一套物質的光譜後，天文學家也將此應用到星光上，只是星光極為微弱，需要更大口徑的望遠鏡收集更多光線 後，才能將天體光譜的解析度提高到足以分辨。天體光譜有些看起來極為相似，有些卻大大不同，於是將天體光譜分類就成了十九世紀天文學的重要發展。

早期利用不同譜線的強度差異、有無來作為判斷依據，並記錄下大筆資料的就是哈佛大學的天文學家Cannon（Annie Jump Cannon）女士。

由於剛開始做恆星光譜分類時是以氫譜線的特徵為準，依其強弱以英文字母的順序從A標示到M，後來發現按照氫譜線的強弱排序後，無法與恆星表面的絕對溫度對應。依研究需要改以恆星溫度由高到低排列後，恆星光譜類型順序就變成了OBAFGKM。

發光物體溫度越高，其所發出可見光的藍光部份比例較高，所以呈現偏藍色，溫度越低則越偏向紅色，依此與光譜順序對照，就不難發現O行星是偏藍色的星星，而M型星則是偏紅色的。每個光譜類型底下有不同的細分方式，這都是為了將恆星光譜盡量的分類所衍生出來的。

後來的約克（Yerkes）光譜系統則主要是著重在恆星發光能力來作為區分，由強到弱以羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示（如下表），同時也結合哈佛光譜分 類系統將恆星光譜做更細的分類（附表）。以太陽為例，其光譜類型為G2Ⅴ，G2代表太陽是一顆溫度大約為6000　K的恆星，而V代表其發光能力屬於矮星 級的。

約克光譜系統的發光等級分類
代號        名稱                              次分類
Ⅰ        超巨星（Supergiants）          Ia
Ib
Ic
Ⅱ        亮巨星（Bright giants ）
Ⅲ        巨星（Giants）                Ⅱ-Ⅲ
Ⅲa
Ⅲab
Ⅲb
Ⅲ-Ⅳ
Ⅳ        次巨星（Subgiants）
Ⅴ        矮星（Dwarfs）
（The Classification of Stars, Carlos Jaschek & Mercedes Jaschek, Cambridge University Press, 1987）

有了足夠的恆星光譜資料後，丹麥天文學家赫茨普龍（Hertzsprung）與美國天文學家羅素（Russell）不約而同的以發光能力為縱軸、光譜類型 或溫度為橫軸做成關係圖，發現大多數的恆星都集中在一條從左上方延伸至右下方的帶狀上，稱為主序星帶（main sequence），其餘的恆星則主要分佈在右上方與左下方。

原子科學家和輻射劑量單位的命名（2）：貝克（Becquerel）
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯

思考問題：

1. 重大科技的突破是偶然的意外？個別科學家的運氣？

2. 貝克勒爾的家世和身處的社會環境對他研究的影響？

圖1：貝克勒爾 (Antoine Henri Becquerel, 1852-1908) (圖片來源：維基百科「亨利•貝克勒」)

貝克勒爾(Antoine Henri Becquerel, 1852-1908)

貝克勒爾 (Antoine Henri Becquerel, 1852-1908) 出生於法國的科學世家。他的祖父Antoine César在電化學方面有卓越的貢獻。父親Alexandre-Edmond則在螢光和磷光領域有出色的建樹。他的兒子Jean也是知名的物理學家。祖孫四代都擔任過著名的法國國家自然史博物館（Muséum national d’histoire naturelle）物理部門的主任。
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以科學繪畫來培養觀察力
國立臺灣大學生命科學系教授 陳俊宏

在國中上第一堂自然科學課「生物學」時，老師就會強調「觀察」的重要性，這是因為在進行實驗前若能充分觀察，還有在實驗中保持觀察，才有機會發現問題，進而解決問題。其實不只是實驗課，若能隨時保持對周遭人、事、物等的觀察，並嘗試從不同角度觀察，當觀察愈多愈仔細，就會獲得不同的信息和感受，這對日後的事物分析及判斷能力都會增強，也就能針對特定事物做出適當的反應，如此就不至於被批評為「白目」。因此，觀察力的好壞會影響一個人的成功與否，甚至有人認為，一個社会或國家的進步快慢，往往奠基於成員觀察力的高低。由於觀察是學習的重要過程，有好的觀察力，絕對是好的學習能力的基礎，因此，對於處在學習階段的孩子，觀察力的培養和提高非常重要！ 繼續閱讀