物理

投資學、核物理與隨機矩陣(一)

投資學、核物理與隨機矩陣(一)
蕭維翰

物理學中的這些「奇技淫巧」真的只能拿來研究大自然嗎?事實上它們可能比我們想像的有用。

Figure1. 位於紐約曼哈頓的文藝復興避險基金總部。這個金融機構在業界便以物理學家和數學家的班底著名。(其創辦人也為知名數學家 J. Simons )(photo credit: 作者自攝)

近二三十年來有一個新起的學門叫做經濟物理(Econophysics)十之八九的人一聽到這個名字,大概會皺起眉頭詢問這兩個學科有什麼關係。從日常柴米油鹽的角度,這兩個社群固然是風馬牛不相及,但從定量科學的角度—

都是算數學,沒有什麼太大的差別。

當然不同社群的研究者切入問題的角度跟直覺都相去甚遠,但也部份地基於這個原因,經濟物理便著力於使用物理學中攻擊複雜系統的技巧來處理財金問題,近年來也有越來越多的財務著作發表在物理學評論 E (physical review E)或物理學評論通訊(physical review letter)。

物理學中的對偶性(上)

物理學中的對偶性(上)
蕭維翰

無論在文學或科學的場合,對偶性的追求,都不僅是形式美的提升,而是對所欲描繪的物件做出更深刻表述的嘗試。

An illustration of magnetic monopole. Photo Credit: Heikka Valja. This photo is adopted from the new “Physics Professor David Hall and Team Observe Quantum-Mechanical Monopoles” on Amherst College official website. News Date: 4/30/2015.

筆者希望以這兩年火紅的對偶描述為量子霍爾效應作小結,但在這之前,有必要另開篇幅跟大家聊聊所謂的對偶是什麼。

對偶是漢語傳統文學的一種修辭技術,又稱對仗,常以字數相符的句子兩兩配成(若討論元曲,也可見三句配成的鼎足對)依據創作體裁的不同,在配對的格律要求會略有出入,但詞性相匹,聲韻相對是基本原則,一個雋永的例子是晏幾道一闋臨江仙的首對「夢後樓臺高鎖,酒醒簾幕低垂。」[1]

古典物理學

古典物理學 (Classical Physics)
國立臺灣大學電機工程學系 李晏如

物理學的理論會隨著時代的演進,這一切的推手很大一部分是實驗儀器的進步,這使人們可以量測得更加精準,或者是量測到過去所無法量測的現象。在十九和二十世紀的交界,一些新出現的實驗結果使得物理學界掀起了天翻地覆的波瀾。以此為界,大致上可以將物理分為古典物理 (classical physics) 和近代物理 (modern physics)。

[物理史] 黑維塞 (Oliver Heaviside) 辭世了

黑維塞(Oliver Heaviside)辭世了
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
(譯自APS News,2010年2月)

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黑維塞(Oliver Heaviside)

物理學家例行地使用一種很方便的數學工具叫做黑維塞階躍函數 (Heaviside step function),尤其在控制理論和信號處理方面,它可在一個特定時間開啟一個訊號,然後一直開著。此工具以英國的博學之士黑維塞 (Oliver Heaviside) 命名。雖然黑維塞階躍函數在科學界非常有名,然而此函數卻可能是黑維塞這位一生都在辛苦研究中度過,卻相對沒沒無聞又得不到肯定的科學家對19世紀數學和科學最沒創意的貢獻之一。

黑維塞和有名的狄更斯(Charles Dickens)一樣都出生於英國倫敦的貧民區康登鎮,他有著一頭紅髮,個子矮小,家有四兄弟,他排行最小,父親湯姆士是一位木頭雕刻師也是水彩藝術家。黑維塞童年時感染了猩紅熱,導致他半聾,這似乎影響了他的社交能力,在康登鎮就學期間,他無法和其他學童相處,但他除了幾何學外,每一學科都是成績最好的。也許傳統的教育就是無法包容這位古怪的天才,因此他在16歲時退學在家自學。

潤德勒弔詭

潤德勒弔詭 (Rindler Paradox)
國立臺灣大學醫學系100級 林欣妤

為了澄清狹義相對論中關於長度測量以及同時性之概念,潤德勒(Wolfgang Rindler)在1961年提出此一弔詭,又稱「棒子與洞的弔詭」(rod and hole paradox)。狹義相對論告訴我們,觀測一個以接近光速移動的物體時,會發現它的長度變短了 (為原本的  \(\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}\) 倍) !

假設有個棒狀的剛體在桌上高速前進,遇到一個和它靜止時長度相同的洞,那棒子是否會掉進洞裡呢?現在有兩位觀察者,\(A\) 相對靜止於桌面,而 \(B\) 跟著棒子高速移動。對 \(A\) 來說棒子高速接近桌上的洞,由相對論我們知道,他會認為棒子的長度變短,在飛過洞的一小段時間中棒子下落了一點,最終掉進洞裡(Fig. 1)。

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Fig.1 由 \(A\) 的觀點,長度縮短的棒子受重力影響下墜到洞中

【2013諾貝爾獎特別報導】物理獎:終於,來到了!

【2013諾貝爾獎特別報導】物理獎:終於,來到了!

2013年的諾貝爾物理獎於10月8日宣布頒給比利時布魯塞爾自由大學的方司瓦•盎格列 (François Englert) 與英國愛丁堡大學的彼得•希格斯(Peter Higgs),理由是「理論上發現一種有助我們了解次原子粒子質量起源的機制,所預測的基本粒子最近被歐洲核子研究中心大強子對撞機的ATLAS和CMS實驗找到,因而獲得證實」。

以地球系統觀點探討颱風

以地球系統觀點探討颱風
國立苗栗高級中學地球科學科劉承玨教師/國立台灣師範大學科學教育研究所許瑛玿教授責任編輯

當我們以地球系統觀點探討颱風時,可以從海氣交互作用來探討颱風與海洋之間的物理、生物及地球化學間的相互影響,主要是因為颱風在海洋上形成,透過對颱風與海洋的交互作用,希望能對颱風的形成、變化及特性有進一步的了解。以下介紹關於颱風最新的研究成果: