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  • 開創熱力學的普魯士學者:克勞修斯

    阿文打從年輕時起就是華格納迷,尤其醉心於尼貝龍指環系列的大結局,諸神的黃昏Götterdämmerung 一劇中的最後一景,女主角Brünnhilde 騎馬奔入火中,以身相殉,而諸神所在Valhalla 則在烈焰中土崩瓦解,伴隨著激昂的音樂,一切都煙消雲散,令人不禁茫然自失,當布幕落下時,阿文就像莊子齊物論的南郭子綦,仰天而嘯,苔焉似喪其耦呢!有趣的是,世界崩解的景像,不單只出現在藝術家的想像中,就在諸神的黃昏首演前九年,一篇嚴謹的物理論文也透露出相同的感受,這篇論文的作者比華格納小了九歲,除了同在德語世界之外,其他不論是身家背景,學、經歷,還有個性嗜好都與華格納天差地別。但是兩人居然無獨有偶地,在十九世紀後半充滿樂觀情緒的歐洲社會中,表達出對宇宙前景同等悲觀的看法,實在是非常有趣的事情,且讓阿文將這位提出entropy (熵) 這麼奧秘難解的觀念的物理學家,克勞修斯好好地介紹給各位看官。

  • 孤高的物理學家:許文格(三) 獨向斜陽嘆白頭

    上一回阿文介紹了許文格建立可重整化的量子電動力學的過程,其實這只是他學術生涯的初期,他在哈佛大學物理任教了二十五年,這段期間他發表了一百二十多篇學術論文,大部分都與量子場論有關,這些論文充滿許文格的獨特風格,行文簡潔優雅但卻不易理解,往往必須咀嚼再三才能體會其中深意,再加上許文格他行事低調,所以他的許多貢獻多遭到忽視,阿文忝為許文格的徒孫,還在各校園教了幾年的量子場論,在此不自量力,試著將這些精妙的內容介紹給諸位看官,寫得不清楚的地方,還請大家海涵,也請方家賜教,不吝指正才好。

  • 砲利之道:從腓特烈大帝到拿破崙

    各位看官新春愉快! 今年又逢戊戌年,一講起戊戌年,大家第一個想到的一定是一百二十年前那場搞得天翻地覆的戊戌變法,跟隨之而來的戊戌政變。大清為何要變法呢? 因為在甲午一戰中大清的陸軍海軍都敗在鄰國日本手上。這個結果不僅嚇壞了清廷,連旁觀的西洋人也覺得非常不可思議,因為清廷之前的自強運動所推動的各項建設,就質與量上都勝過日本的呀!我們從小在教科書中讀到「自強運動」儘是貶抑之辭,但是最近讀到歐陽泰的大作「火藥時代」,讓阿文我對這場以追求"船堅砲利"的西化運動大大地改觀哪。既然如此,清廷到底是輸在哪裡呢?

  • 追求知識 思考人生——《費曼的彩虹》書評

    你有沒有任何遺憾?」我說。
    費曼沒有一口回絕地說那不關我的事。他僵了一會。我心想,他會不會開始說研究量子色動力學的挫折。但接著,淚水湧進他的眼裡。
    「當然有,」他說。「我很遺憾可能沒有機會看著我女兒米雪兒長大。」
    ——《費曼的彩虹》第21章

  • 伊斯蘭的天文學家群像(三):波斯的榮光

    奧瑪.開儼不只是詩人,他一生研究各種學問,尤其數學與天文學更是專精。Malik-Shah一世非常器重奧瑪.開儼,委以他改革曆法的重任,1079年所實行的新曆亞拉里曆(Jalali calendar)就是包含他在內八名天文學家的心血結晶。而他關於三次方程式的著作更是數學史上重要的里程碑,這樣厲害的學者是打哪來的呢?

  • (第二章)粒子的分類和對稱原理

    在第一章裏,我們明白到每一種粒子都對應一量子場,而粒子是量子場的激發。一個很自然的問題是:給定兩顆粒子,怎麼辨別它們是否同一種粒子? 也就是說,給定兩顆粒子,怎麼辨別它們是否同一個量子場的激發?例如,為什麼我們說電子和光子是不同的粒子?要回答這個問題,我們必先了解量子埸論的一個基本原理(也可能是最重要的一個原理)——對稱原理(symmetry principle )。簡單來說,對稱原理意思是粒子間的相互作用取決於物理定律的對稱性。而粒子的分類其實就是粒子的相互作用行為的分類,所以物理定律的對稱性在粒子的分類裏起着關鍵性作用。在以下的討論中,我們將考慮最一般意義下的粒子。也就是說,粒子不一定是如電子般的基本粒子,也可以是如質中甚至氫原子般由數顆基本粒子組成的合成粒子。

  • 伊斯蘭的天文學家群像(二): 百家爭鳴的黃金時代

    上一回的阿文開講,講到阿巴斯王朝的智慧宮(Bayt al-Hikma),以及al-Khwarizmi 的諸多事蹟。其實在此同時,巴格達的智慧宮尚有許多能人異士。如果al-Khwarizmi 算是伊斯蘭世界第一位天文學家

  • 孤高的物理學家:許文格 (二) 邁向巔峰

    上一回阿文介紹了朱利安‧西耶爾‧許文格在戰前以及二戰中的學術生涯,這一次阿文要詳細介紹許文格最為人所知的貢獻,就是建立完整而且一致的量子電動力學(Quantum Electrodynamics, 簡稱QED),特別是針對理論中出現的發散而發展出再重整化(renormalization)的程序,使得量子電動力學能夠做出非常精確的預測,這不但標示著量子電動力學的成功,更是宣示「量子場論」的時代的來臨。

  • 孤高的物理學家:許文格 (一) 晝伏夜出的天才

    二月十二日就是阿文的祖師爺朱利安‧ 西耶爾‧ 許文格(Julian Seymour Schwinger)的百歲誕辰,不才徒孫如阿文我忍不住要提起筆來,為祖師爺的豐功偉業好好宣揚一番。許文格因為行事低調,所以在科學界以外的名聲不甚響亮,就趁著慶祝他老人家百歲冥誕的機會,讓阿文我好好地鉤勒出許文格的一生,還請各位看官好好地認識這一位與費恩曼齊名的大物理學家吧。

  • 熱的故事-速寫熱力群英

    西元1824年,巴黎巴士底獄的煙硝仍未散盡,聖赫倫那島上拿破崙身骨也猶未寒,動盪年代的法國卻是歐洲物理研究的中心,拉普拉斯、安培、菲涅爾(Augustin Fresnel)……他們大都來自巴黎理工綜合大學(École Polytechnique ),一位沒沒無聞的年輕校友,即將點燃物理史的革命之火。

  • 關於『愛因斯坦特展:天才相對論』的三兩事:展區介紹

    本次展出的文獻和文物由以色列希伯來大學愛因斯坦檔案室提供,讓我們了解愛因斯坦的科學成就、公開活動、私人生活,以及刻劃在大眾文化中神話般的形象特質。藉由深入探究愛因斯坦的個人檔案,邀請您一窺地球上這位最傑出人類的多元面貌,透過20世紀最偉大心智的觀點來探索宇宙的概念。

  • 伊斯蘭的天文學家群像(一): 尖塔下的星空

    天文學在伊斯蘭文明中得到格外的重視,這是由於伊斯蘭宗教獨特的需求所造成的。

  • APS News:魅夸克(Charmed Quark)的發現

    夸克(Quarks)只是的「標準模型」(the Standard Model)裡所描述的基本粒子大家族裡的一個分支。但是當年魅夸克的發現卻是如此特別,因為它引燃了後續一連串的基本粒子物理的突破,留下了一段世稱「十一月革命」的佳話。除了對科學的衝擊之外,魅夸克被發現的歷程也帶著傳奇的色彩—它幾乎是同時被兩位非常不一樣的人所領導的兩組不同的團隊,在兩座不同的加速器,運用不同的方式所發現的。

  • 理論物理學的硏究方法

    Dirac: “我將試著讓各位對理論物理學家如何在試圖獲取對自然定律更美好的了解時所採取的行動,也就是對理論物理學家的工作有一些概念!”

  • 細節與專家——Bardeen馬失前蹄?

    Bardeen是史上惟一得過二次諾貝爾物理學獎的科學家,但社會人士不知他是誰,物理系學生也大多不知他是誰。

  • 卡諾父子與他們的熱血世代(下) 熱力學之父

    上一回阿文介紹了拉札爾‧卡諾以及薩迪‧卡諾的生平,今天就來說一說薩迪是如何靠著紙筆以及頭腦開創出一門新的學科:熱力學! 上次提到薩迪到馬德堡拜訪定居在此的父親拉札爾時,開啟了對蒸汽機的興趣。事實上,早在1712年英國工程師Thomas Newcomen就發明了蒸汽機,這種蒸汽機一開始大量使用在礦場中,用來將礦井裡的水汲出來。最初的蒸汽機原理是這樣的: 將蒸汽引入氣缸後閥門關起來,然後冷水被灌入汽缸,使得蒸汽凝結時產生真空。活塞另一面有空氣,活塞兩端的壓力差會推動活塞。而活塞聯結到一根深入豎井的杆來驅動一個泵。蒸汽機活塞的運動通過這根杆傳到泵的活塞來將水抽到井外。這種蒸汽機最大的問題是氣缸裡的蒸汽需要先冷凝,使活塞動起來,然後再加熱進行下一次推動,蒸汽的熱量都消耗在一冷一熱的過程中,不斷地將氣缸的溫度從低溫加到高溫,這使得機器的效率非常低。

  • 卡諾父子與他們的熱血世代(上): 勝利的組織者

    音樂劇「悲慘世界」,尤其是其中那首令人熱血澎湃的Do you hear the people sing? 應該是無人不曉吧。但是這首歌的背景不是法國大革命,也不是後來的七月革命,更不是二月革命。雨果筆下這場轟轟烈烈的革命,其實發生在1832年。這一場規模不大,短短兩天就結束的革命行動,卻因為雨果的生花妙筆而永垂不朽音樂劇「悲慘世界」,尤其是其中那首令人熱血澎湃的Do you hear the people sing? 應該是無人不曉吧。但是這首歌的背景不是法國大革命,也不是後來的七月革命,更不是二月革命。雨果筆下這場轟轟烈烈的革命,其實發生在1832年。這一場規模不大,短短兩天就結束的革命行動,卻因為雨果的生花妙筆而永垂不朽。

  • 從歷史的軌跡中,重新窺視物理學家:與『愛因斯坦特展:天才相對論』的相遇

    重回『物理學家為什麼要讀歷史?』中的那一段話,『愛因斯坦特展:天才相對論』也許相等符合這段話相傳遞的訊息,也許物理雙月刊一路來不停地推出許多與物理歷史有關文章的用意。

  • 1925年諾貝爾物理獎: 詹姆斯‧法蘭克(James Franck)和古斯塔夫・赫茲(Gustav Hertz)

    1925年諾貝爾物理奬由詹姆斯‧法蘭克(James Franck)和古斯塔夫・赫茲(Gustav Hertz)共同獲得,以表揚他們以實驗證明了1922年諾貝爾物理獎得主波耳建構於量子物理的原子模型。

  • 【古代自然觀】列子天瑞篇的宇宙和末日觀

    每隔一段時間,就會有人預測「末日」將來。這些預測的「理據」,有些是宗教的,有些是基於古文明的預測(如瑪雅文明),有些則是基於天災(如小行星、太陽風暴)。當「末日」過後,這些預測就不了了之,又或者主張者說「預言不是這個意思」,然後過一些時間又有另一個預言。

  • 曆法知多少

    大家有沒有想過,為什麼”oct”這個字首明明是指8(octopus是八爪魚、octagon是八邊形、octave是八度音),但October卻是10月?為什麼清明節是中國節日,卻總是在西曆的4月5日或前後一天?為什麼7月與8月連續兩個月有31天,其他月份卻是長短月相隔?

  • 馬約拉納和馬約拉納費米子

    費米 (Fermi) 曾這樣說過:「科學家分為幾個等級。那些二三流的科學家,他們盡了一生之力也没有什麼突破。而一流的科學家則能作出對科學發展具重要性的發現。最高級別是如伽利略和牛頓這些天才,馬約拉納是其中之一。」

  • 山川健次郎(下): 朝敵總長

    上一回的阿文開講,介紹了山川健次郎的前半生,但是他的人生故事還沒結束喔!讓我們來看看,在一路追求"文明開化"的時代中,他又遇到了什麼有趣的事。

  • 物理運用在考古上:用宇宙射線粒子揭埃及大金字塔另一巨大空間

    4,500 年前,數以十萬計的古埃及人為埃及第四王朝法老胡夫 (Khufu) 建造了吉薩大金字塔,成為唯一屹立至今的古代七大奇蹟。金字塔的建造方法、工程原理仍然成謎,而最新刊於《自然》的研究,更以宇宙射線粒子發現當中有巨大中空空間,是 19 世紀以來首個主要金字塔結構發現。

  • 在一戰中動員的美國物理學(Mobilizing US physics in World War I)

    美國物理學家將研究應用於解決大戰期間的問題時,也改變了物理學、軍事與政府之間的關係。

  • 先知的眼淚(下)

    上一回阿文提到蠻社之獄的背景以及簡單介紹了蘭學,接著要談的是它的近因。

  • 先知的眼淚(上)

    在1810年出版了一本物理學手冊,名為《窮理通》八卷,主要集合十三本荷文書籍寫成。內容包含天文、宇宙、物理学、地学、地理学、化学等等。裡頭居然也有天王星的資訊呢,不過倒是搞錯了土星與天王星衛星的數目。

  • 為甚麼物理學家需要讀歷史?

    史丹利教授在文章一開始便指出,物理學家的養成教育不夠完整。