費曼遺稿重現江湖

費曼(Richard Feynman)在1988年去世之前,一直在加州理工學院任教。在1992年時,檔案學者古德斯坦(Judith Goodstein)在整理退休教授Robert Leighton辦公室時,意外發現了費曼在1964年3月所講授的「行星繞日運動」遺稿。Read More

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費曼的奇想:量子迷宮裡的電子

不管年紀多大,費曼總像個小孩般好奇,因此碰到科學上的難題時,經常蹦出獨特的點子。

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宇宙為何非得從大霹靂開始不可?

哈伯在1929年的驚天一劃,開啟了宇宙模型的戰國年代,其中又以大霹靂模型和穩態宇宙模型之間的爭執最受人矚目。我們簡單回顧從1929年至1965年間宇宙學的發展,介紹宇宙微波背景的性質,以理解宇宙為何非得從大霹靂開始不可的原因。

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拿著天線收看宇宙劇場

第二次世界大戰,除了孕育出第一顆原子彈的曼哈頓計劃之外,從英國輾轉到美國發展的雷達技術,也是在戰爭壓力下呱呱墜地的。

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聲音從哪裡來?科學為什麼出現?

打從一出生,我們便接收來自四面八方的聲音,有笑聲、有哭聲,有尖叫、有咆哮,各種聲音圍繞在我們的身邊,到底聲音如何發聲?古代的樂器和現代樂器有什麼不同?講師藉由實際操作來告訴同學聲音的故事。

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量子糾纏的故事:從惡夢到美夢

自從1935年愛因斯坦與其合作者提出EPR悖論以來,有將近二十年的時間,物理學家無法有系統地將量子糾纏納入已知的量子力學的框架中,同時也與隱藏變數理論糾結不清。這樣的情況直到1964年貝爾提出他的著名的不等式才展開了全新的局面。約此同時(1961年)藍道爾也提出了他的著名的原理,來闡明資訊與物理之間密不可分的關係。自此以後,量子力學在新的量子資訊架構底下,藉由全新一代物理學家的努力,全面來探索量子糾纏的奧秘。透過這些新的發展,量子糾纏的奧妙幾乎滲透到物理學中各個重要的領域。更進一步,量子糾纏也廣泛地用於量子密碼通訊與量子計算的發展中,因此成為本世紀眾人所引頸企盼的新技術泉源。本次演講與討論就是希望與聽眾分享其中精彩的觀念與故事。

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量子斷代史:瑜亮之爭

誕生於1900年的量子物理,在發展四分之一世紀後,於1925年來到關鍵轉型期,從「舊屋翻新」躍升為「原地重建」。 在這為期十餘年的關鍵階段,出現不少針鋒相對的觀點,有些早已塵埃落定,有些餘波盪漾至今。 本講主要探討兩大量子陣營在此期間的兩場頂尖對決: (1)海森堡vs.薛丁格 (2)波耳vs.愛因斯坦。

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宇宙常數-愛因斯坦的惆悵與懊惱

愛因斯坦從等效原理中,悟得重力與時空幾何的關聯,確切掌握了描述重力場的方法。但當他試圖運用重力場方程式描述整體宇宙時,卻得到與其理念不合的解。為排除這個困擾,愛因斯坦引入了宇宙常數,希望能夠為我們所觀測到的宇宙定調,不料就此敲開了現代宇宙學研究的大門。我們藉由回顧宇宙模型發展的故事,來理解空間膨脹與大霹靂概念的由來。

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太空探索的故事

美國太空總署(NASA)宣布天文學界重大發現:在離地球不到40光年處,找到7顆類地球行星環繞1顆名為「TRAPPIST-1」矮恆星運行,這是迄今在太陽系外找到生命的最大契機!

該講次從「古人的宇宙幻想神話故事」談到「現今高科技望遠鏡、火箭」,究竟人類探索宇宙的歷史是從何開始?又是如何從渺小的好奇心萌芽為現今遠大的科學移民計畫?

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恐怖武器怎麼登上月球的:火箭的故事

火箭是啥?誰發明的?誰用來打仗的?二戰中納粹的 V-2 有多恐怖?冷戰又怎麼促進了更“恐怖”的火箭一路飛向太空,甚至把人送上了月球?火箭這個人類智慧知識的產物,終究是改變了人類的世界。

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合成器的音色故事

聲音是地球上無所不在的訊號,從中可以判斷事件,編構訊息,又能跨越空間,標記時間,是生物最基本也最變化多端的隔空能力。 而自從合成器橫空出世之後,人類可以透過各種數學或電子工具,製造或印證各種聲音,而最為精緻的聲音行為,音樂,也不缺席的將之引用成為時代聲響。 本分享將用合成器從聲學出發,一路走向音樂工作實務上合成器的作曲使用。

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沒有昨日的宇宙-勒梅特與現代宇宙學

對於被喻為「大霹靂之父」的勒梅特 (Georges Lemaître) ,有人說他「計算正確無誤,但物理卻糟糕透頂」,有人說他的研究「是我所聽過關於宇宙創生,最優美且令人滿意的解釋」——這兩個極端的評語,都是來自於愛因斯坦。他如何讓上個世紀最偉大的科學家刮目相看,奠定現代宇宙學的基礎?Read More

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那一天,我們發現了宇宙—哈伯及當時的科學家

在1925年一月一日哈伯正式發表他的結果之前,我們所了解的整個宇宙,就是太陽系所在的銀河。哈伯對仙女座星雲的距離測量,卻顯示它遠在銀河系的範圍之外。也就是,在那一天,我們發現了銀河系之外還有一整個宇宙,正等待我們去探索。有趣的是,哈伯本人竟然沒有到場發表他的結果。更令人驚訝的,接下來的測量顯示,哈伯所發現的竟然是一個動態的宇宙。這個結果,顛覆了科學界,包括愛因斯坦,對大尺度宇宙先入為主的觀念。就這樣,揭開了現代宇宙論的序幕。我們將從哈伯、他周圍的科學社群以及當時的觀測儀器出發,來介紹這個有趣的故事。

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戰爭與和平:雷達的應用

在真空管收音機的年代,飛機從頭上飛過時,會干擾收音機聲音的品質。這個發現引領了雷達的誕生。後續的二次大戰英國、美國投入大量的人力發展雷達;德國後來無法再輕易飛越英倫海峽和U-boat潛艇相繼被獵殺,都是雷達發揮了它的功能。今天家家戶戶使用的微波爐,其實也是雷達的衍生物。

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半套雷達看懂宇宙?

從不起眼的黑體輻射到宇宙的漫漫長路,背後是無線電波,配上百年來“意外+意內”的科學英雄的故事, 和一堆諾貝爾獎。

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水落石出:劃時代的 J 粒子發現

今年是丁肇中先生因發現新型粒子榮獲諾貝爾物理獎40週年,當時離J粒子的發現才兩年。
這個諾貝爾獎超越一般,乃是劃時代的,被稱為「11月革命」:它底定了夸克模型,確認了量子色動力學QCD,結束了「強作用」物理的紛紛嚷嚷,將基本粒子物理帶入標準模型時代,直到今日。
我們回溯J粒子發現前25年追尋基本粒子的發展與困境,到J粒子發現後的撥雲見日,當中穿插一些特別是與丁先生有關的軼事,在最後對J粒子發現的意義與至今的影響,做一禮讚。

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2016/3/30(三)|陳文屏|中央大學天文所所長 | 東石高中

外星人哪裡去了?

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誰才是電學中的牛頓?

庫倫在 1780 年代斷言,電跟磁是兩個完全不同的實體,引領當時歐陸對這兩種現象的主流意見;包括安培跟必歐等等物理學家,都堅定地支持電與磁彼此獨立存在的主張。這樣的認知是如何在短短幾個月內,產生可謂 180 度的大反轉,誰又是引領這股潮流的「電學牛頓」?

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電磁波 : 電與磁的自動化—從馬克思威爾及當時的科學家談起

電是電荷所產生的,磁則是電流所產生的。馬克斯威爾用他著名的方程組,指出電跟磁並不是個別現象,變電可生磁,變磁亦可生電,這個相生關係最奧妙的表現形式,就是電磁波。他是如何將這兩個物理現象,以非常漂亮的方式結合在一起的呢?

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從虎克看牛頓運動定律的發生

牛頓在38歲前一直認為:月亮會穩定的繞著地球轉動,是因它朝向地球的重力,與旋轉時所產生的離心力,相互抵消,造成不受干擾而作等速率圓周運動。

直到1679年虎克來信,告知行星運動是由沿 著切線的直線運動,和一種朝向中心的吸引運動所合成,而無離心力的存在,此提示讓牛頓找到了物理學的研究鎖鑰。

虎克如何可提出當時沒有一個科學家能擁有的想法,以及牛頓如何因此而能展翅而飛,開啟了古典物理學的新視野,是一段令人動容的歷史!

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從波以耳到原子論

這是臺灣第一次請科學家來講科學史的沙龍講座,內容涵蓋物理、數學、天文和考古等學科,看「知識」如何在歷史演繹的過程中,交盪「求真」的火花,不僅饒富趣味,並為聽眾帶來有深度的知識饗宴。

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1926,量子物理發展關鍵的一年,談波恩的機率解釋

二十世紀初,物理學開始了對於微觀世界的探索。這個量子物理的發展在1926年到達一個關鍵性的突破點。在這一年,以海森堡為代表對新觀念的激烈主張,與薛丁格所率領對古典的堅持,展開了全面的戰線。在這個關鑑時刻,波恩討論電子散射的文章是一個轉戾點,波性與粒子性的直接面對,導致了著名的機率解釋,也摧毀了古典科學一直假設的確定性。就這樣,現代的量子物理啟航,與古典物理分道揚鑣。

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欲窮千里目-伽利略與《遠鏡說》

1609年,伽利略製造天文望遠鏡,並將其對向天際,隔年三月出版《星際信使》,名滿歐洲,其觀天的消息及望遠鏡的實物很快就隨著傳教士傳入中國。

1626年,德國傳教士湯若望與欽天監官員李祖白合著的《遠鏡說》出版,此書之正文分為四個部分:

(1)望遠鏡的利用,

(2)構成望遠鏡的各透鏡、近視和遠視眼鏡,

(3)相關光學原理,

(4)望遠鏡的製造、使用和保養說明。

這次演講將介紹伽利略與傳教士們的相識、望遠鏡傳入中國、遠鏡說的內容及資料來源、以及當時中西方的光學概念和發展等相關問題。

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愛因斯坦如何發現狹義相對論

一般入門教科書或科普書籍在介紹狹義相對論的起源時,往往從 Michelson-Morley 的光速測量實驗講起:首先,Michelson 和 Morley 量不到地球相對於以太的速度,這個結果違逆了大家的期待,為了處理這個矛盾,物理學家提出種種不能全然令人滿意的方案,只有在愛因斯坦於1905年提出狹義相對論後,一切的問題才圓滿解決。

高涌泉教授將在演講中說明這樣的敘事忽略了某些極為有趣的歷史面相。

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