物理學發展史

[物理史] 費曼 (Richard Feynman) 的「布朗式棘輪」

2017/05/03
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費曼的「布朗式棘輪」 (Feynman’s “Brownian Ratchet”)
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2013年5月）

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圖一、費曼 (Richard Feynman)
（圖片來源：wikimedia commons）

1948年，愛丁頓爵士 (Sir Arthur Eddington) 清楚說明熱力學第二定律佔據著「自然法則最高的位置」。他哀嘆說，如果有人設計出一個違反第二定律的理論，「就會走上徹底恥辱性的崩潰一途」。雖然如此，卻無法阻止物理學家三不五時就提出推測性的想像實驗，看看要如何違反第二定律，這些過程也因此深化了我們對它的理解。

其中最著名的「馬克士威精靈」，是馬克士威 (James Clerk Maxwell) 最先於19世紀，1867年12月給蘇格蘭數學家泰特 (Peter Guthrie Tait) 的一封信中所提出的。馬克士威想像說，有一個容器，裡面充滿溫度相同的氣體分子，有一個絕緣隔板將容器一分為二。容器內有一個精靈定期地打開隔板上的門，讓速度比平均要快的分子往同一方向流動，一段時間後，兩個空間就會產生溫度的差異，可以用來做功。以第二定律的統計性來看，這隻精靈似乎打敗了熵的增加。

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[物理史] 黎曼 (Riemann) 論彎曲空間的經典演講

2017/04/26
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黎曼論彎曲空間的經典演講 (Riemann’s classic lecture on curved space)
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2013年6月）

1915年，愛因斯坦基於他在特殊相對論提出的四維時空概念，發表廣義相對論，改變了我們對宇宙的看法。他說明時空中的翹曲與彎曲，乃是對質量與能量的回應。廣義相對論的幾何基礎是由德國數學家黎曼 (Georg Friedrich Bernhard Riemann) 於大約60年前的研究所奠定的。

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黎曼 (Georg Friedrich Bernhard Riemann) （圖片來源：wikimedia commons）

1826年，黎曼出生於現在的德國，家中有6個小孩，他排行第二，父親是路德教派的牧師，親自教導兒子直到他10歲為止。年輕的黎曼既害羞又神經質，但很有數學天賦，當他在漢諾威上中學時，他的數學好到有時超越了他的老師。1846年，他父親湊了足夠的錢，送兒子去哥廷根大學 (University of Göttingen) 就讀。黎曼起先想要研讀神學，以便幫忙維持家裏的生計。但之後，他去上高斯 (Carl Friedrich Gauss) 和斯特恩 (Moritz Stern) 的課，他們都鼓勵他改換研習科目。黎曼帶著父母的祝福，於隔年轉學到柏林大學，跟隨當時幾個最有名的數學家學習。

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[物理史] 霍金 (Stephen Hawking) 承認賭黑洞資訊會遺失是錯誤的

2017/04/24
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霍金 (Stephen Hawking) 承認賭黑洞資訊會遺失是錯誤的
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2013年7月）

1684年，雷恩（Christopher Wren，英國著名的天文學家及建築師，皇家學會的創始人之一，並曾任會長。）宣佈了一個所謂的賭注：他承諾送一本價值40先令的書，給最先證明克卜勒定律可以從平方反比律推導出來的人。3年後，牛頓的《自然哲學之數學原理》出版了，書中牛頓對此挑戰提出回應，但卻太遲了﹝1﹞，以致無法獲得賭金。雖然如此，這可是最早有紀錄的科學賭注之一，直到現在，物理學家似乎仍對打賭特別感興趣。

舉例來說，費曼 (Richard Feymann) 於1959年打賭說，要建造一個小於1/64吋的引擎是不可能的。他當時希望可以提供誘因，給有事業心的科學家，發明新的製作技術。然而，一位名叫麥克雷蘭 (Bill McLellan) 的工程師，使用既有的業餘無線電技術與零件，製成了那麼小的引擎。費曼大可拒絕付賭金給此技術 ─他並未真的正式下賭注─ 但他還是依承諾付給麥克雷蘭1,000美元，雖然他表達了對於他的目的未能達成感到失望。

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[物理史] 流體動力學先驅史托克斯 (George Stokes) 的誕生

2017/04/19
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流體動力學先驅史托克斯 (George Stokes) 的誕生
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀

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史托克斯 (George Stokes)

1998年，科技創投與金融巨孹克雷 (Landon Clay) 捐助成立了克雷數學研究所，此私人研究所在2000年6月宣佈設置千禧年大獎，給解答任一七大數學難題的人，每人1百萬美元的獎金。其中的第四難題是要證明流體動力學中最重要的方程式 ─納維耶何-史托克斯方程 (Navier-Stokes equation) 是否有解，且為唯一。這個宣布將史托克斯 (George Gabriel Stokes) 從大學物理和數學的教科書中，推到一般大眾的面前。

1819年8月13日，史托克斯出生於愛爾蘭北部濱海的斯來哥郡史格林教區 (Skreen, Sligo County) ，父親是教區長，母親也來自教區長的家庭，所以家庭宗教氣息濃厚，生活美滿。史托克斯是8個小孩中的老么，他的三個哥哥長大後都成為牧師。 

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古典力學

2016/12/20
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古典力學 (Classical Mechanics)
國立臺灣大學物理學系 劉仁宇

古典力學主要是探討物質的運動和彼此之間的交互作用，小至質點，大至星系、宇宙。適用範圍為較大的粒子和速度不能過快，因為粒子過小量子特性會逐漸明顯而進入量子力學的領域，速度過快則會產生相對論效應而不適用。

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[物理史] 霓虹燈在巴黎汽車展初次豋場

2016/12/12
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霓虹燈在巴黎汽車展初次豋場
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2015年12月）

巴黎以「燈光之都」聞名，部份因為它最先採用氣體燈光做為街道照明。它還主辦第一屆霓虹燈展，這都要歸功於以「巴黎愛迪生」著稱的法國化學家及工程師克勞德（Georges Claude）。 

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[物理史] 愛因斯坦-西拉德冰箱的專利核准了

2016/11/30
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愛因斯坦-西拉德冰箱的專利核准了
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2010年11月）

愛因斯坦最為大家所熟知的是，他導出了全世界最有名的方程式：E=mc2。然而，他在物理方面的貢獻非常廣泛，包括布朗運動、光電效應、特殊和廣義相對論、以及後來衍生出雷射的受激輻射等。至於他和西拉德（Leo Szilard）共同發展出無運轉部件的高效能吸收式冰箱則鮮為人知，即使是物理學家也少有人知。

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[物理史] 第一個微波爐專利

2016/10/30
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第一個微波爐專利
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2015年10月）

1947年1月，美國紐約市大中央車站（Grand Central Terminal）的通勤者注意到一部「快速小子」（the Speedy Weeny）速食販賣機，賣新發明的微波爐所烹煮出來的熱狗。如今微波爐已是現代廚房必要的設備了，這都要歸功於斯賓塞（Percy Spencer），一個自學成功的緬因州農村小孩，他對於世界如何運作有著無窮的好奇心。

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[物理史] 教宗將伽利略移送羅馬宗教法庭審理

2016/09/30
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教宗將伽利略移送羅馬宗教法庭審理
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀

伽利略（Galileo Galilei）於1633年被羅馬宗教法庭判決終身監禁，是一般人談及基督教和科學之間的關係時，最常提及的事件之一。伽利略如何從備受尊崇與禮遇的科學家，而至被宣告為異端，至今仍是許多學者討論的歷史大事。

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[物理史] 富勒烯（Fullerene）的發現

2016/09/23
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富勒烯（Fullerene）的發現
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀

有規則、具對稱性的幾何圖形總是迷人，引人遐思。古希臘人以正四面體、立方體、正八面體、正十二面體、以及正二十面體分別代表組成宇宙萬物的元素火、土、氣、水、和組成天上物質的乙太，統稱為柏拉圖固體。克卜勒也曾突發靈感，提出由五個柏拉圖固體的內外切線組成的宇宙模型，認為這幾個內外切球半徑的比例就是當時已知六個行星軌道的比例，而稱頌它是上帝在天上的偉大傑作。

所以當科學家在 1985 年 9 月宣布發現超級穩定、狀如「截角的正二十面體」的碳六十分子時，引起了很大的轟動。那 11 天的發現過程充滿了驚奇和意外，令人津津樂道。

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