物理學發展史

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

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。

[物理史] 流體動力學先驅史托克斯 (George Stokes) 的誕生

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。 

古典力學

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。

[物理史] 霓虹燈在巴黎汽車展初次豋場

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)。 

[物理史] 愛因斯坦-西拉德冰箱的專利核准了

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。

[物理史] 第一個微波爐專利

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。

[物理史] 教宗將伽利略移送羅馬宗教法庭審理

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。

[物理史] 富勒烯(Fullerene)的發現

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。

[物理史] 巴貝(Charles Babbage)成功的失敗─第一部計算機

巴貝(Charles Babbage)成功的失敗─第一部計算機
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
(譯自APS News,2001年10月)

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巴貝(Charles Babbage,1791-1871)

19 世紀的儀器幾乎沒有一個像巴貝(Charles Babbage)的計算機器一樣,對現代科技有如此大的影響力,其中最著名的是分析機(Analytical Engine),它是機械操作的數位計算機,幾乎有著現在電腦中的每一要素。巴貝的概念最先於 1837 年提出,說明一個巨大的銅裝置,以蒸汽為動力,做為一般用途的機械計算機,激勵了 19 世紀一些最偉大心智的人,但他並未能成功說服任何支持者提供實際的建造資金。雖然如此,他的獨創性在他死後 100 多年為他贏得了「計算機之父」的榮譽。

[物理史] 瑞立男爵(Lord Rayleigh)和氬的發現 「一個忠於真理的追求者」,他發現了一個原未追求的真理。

瑞立男爵(Lord Rayleigh)和氬的發現
「一個忠於真理的追求者」,他發現了一個原未追求的真理。

國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
(譯自APS News,2013年8月)

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瑞立男爵(John William Strutt $$\mathrm{3^{rd}}$$ Baron Rayleigh)

瑞立男爵是斯特拉特(John William Strutt,1842-1919)的頭銜,他於 1873 年繼承了瑞立男爵的爵位。瑞立男爵於 1879 至 1884 年間在劍橋大學當實驗物理教授,是馬克士威(James Maxwell)的繼任者,並於 1887 至 1905 年任職於倫敦的英國皇家科學研究所。他大部分的研究都在位於泰林(Terling)的家中個人實驗室完成。

瑞立男爵的研究涵蓋的物理範圍很廣,以他的名字命名的項目包括有瑞立散射、瑞立–京士方程式、瑞立折射計、和瑞立分辨度準則。他的書《聲的原理》(The Theory of Sound),上下兩冊,共 1042 頁,1877 年出版,在當時是最完整可靠的一本書,現在仍出版使用。瑞立男爵是他的年代最傑出的物理學家之一,最終讓他獲得諾貝爾獎的是氬的發現。氬的發現過程是科學史上最不尋常的故事之一。

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