物理奇才奇事: 智慧巨光照亮自然奧秘 (增訂版) | 誠品線上

物理奇才奇事: 智慧巨光照亮自然奧秘 (增訂版)

內容簡介

內容簡介 ◎新增50則物理大事！共100篇物理奇才奇事，讓物理發展全貌更加清晰完整！◎諾貝爾物理學獎 楊振寧 教授 感動推薦！◎源自美國物理學會每月出刊的《美國物理學會通訊》（APS News）專欄「本月物理史」，內容有趣，深具啟發性。◎物理大師生活細節第一次呈現。這是一本適合全家閱讀的科普讀物。看史上最富盛名的牛頓，他自認為是一個小孩，在真理大海邊嬉戲，偶而會撿到一顆較大的石頭，與更美麗的貝殼；再看舉世推崇的愛因斯坦，他極富想像力與創造力，但他時常提醒自己「…這種想法很迷人，但我不知道上帝是不是在開我玩笑，讓我誤入歧途。」 還有更多的物理大師。他們的研究歷程不必然平坦，但他們鍥而不舍，這是偉大的科學家精神。本書在每一個重大物理事件中，探討科學巨人的事跡，希望藉由他們的人生，為我們增添生活的動力與樂趣。書內對愛因斯坦著墨最多，他的精神與智慧照亮了整個宇宙，是近代科學史上貢獻最輝煌的曠世奇才，期待著下一個愛因斯坦。

作者介紹

作者介紹 ■作者簡介蕭如珀台灣師範大學英語系畢業，曾任英語教師多年，現任環保資訊雜誌編輯。楊信男台灣大學物理系畢業，美國紐約州立大學石溪分校博士。回國後任教於台大物理系，是國際知名的理論核物理學家，也是美國物理學會會士、中華民國物理學會會士。

產品目錄

產品目錄 大約西元前240年6月：埃拉托斯特尼測量地球1452年4月15日：一位科學先驅的誕生——達文西大約1590年：顯微鏡的發明（簡森）1609年5月：伽利略乍聞望遠鏡1644年10月：托里切利示範了真空的存在1665年1月：虎克《微物圖解》的出版1687年7月5日：牛頓《自然哲學的數學原理》的出版1699年3月16日：查隆納鑄造偽幣被處絞刑1750年12月23日：富蘭克林試著電死一隻火雞1758年8月15日：測光術之父布給辭世1762年4月23日：布拉克和潛熱1768年3月21日：傅立葉的誕生1774年8月：卜利士力分離出一種新「氣體」，導致氧的發現1777年11月：利希滕貝格圖形的發現1781年3月：赫歇耳發現天王星1798年6月：卡文迪西計算地球的重量1800年3月20日：伏特說明了電池1801年5月：湯瑪斯‧楊氏和光的本質1807年10月：投影描繪器的發明）1820：厄斯特和電磁學1821年9月4日和1831年8月29日：法拉第和電磁學1824年6月12日：卡諾發表熱機的專文1839年1月2日：第一個月球的達蓋爾銀版攝影1840年12月：焦耳發表了將機械能轉換成熱能的簡要論文1844年5月24日：摩斯與電報1851年2月3日：萊昂‧傅科示範了地球的自轉1871年6月：馬克士威和他的精靈1876年3月10日：第一部電話的誕生1887年11月：邁克生和莫立說明他們偵測發亮的乙太失敗了1888年5月：特斯拉）取得了「電力輸送」的專利1892年9月10日：康普頓的誕生1893年2月2日：愛迪生在影片中記錄第一個「噴嚏」1894年1月19日：杜瓦製造出固態氣體1895年11月：倫琴發現X射線1896年3月1日：貝克勒發現了放射線1897年10月：電子的發現（湯木生）1898年12月：居里夫婦發現了鐳1900年10月：普朗克黑體輻射的公式1902年8月8日：「反物質」的先知 — 狄拉克的誕生1904年9月：羅伯特‧伍德揭穿了N射線的假象1905年3月：愛因斯坦與光電效應1905年5月：愛因斯坦和布朗運動1905年6月：愛因斯坦與特殊相對論1905年9月：能量和質量是等同的1906年9月5日：統計力學的奠基者波茲曼悲劇性地離世了1911年4月：昂尼斯開始研究超導性1911年5月：拉塞福和原子核的發現1911年6月：蓋革計數器的發明1911年9 月：薩庫–鐵特若得方程式1913年3月6日：波耳向拉塞福說明他的原子模型1913年8月：密立根和他的油滴實驗1915年8月10日：莫斯利在戰爭中陣亡了1916年：愛因斯坦和廣義相對論1917年：愛因斯坦預測了受激輻射1917 年：愛因斯坦的最大錯誤1920年4月26日：夏普力和柯蒂斯的辯論1924年：愛因斯坦奠定了玻色-愛因斯坦凝聚的理論基礎1925年1月：包立宣布了不相容原理1925年2月3日：黑維塞辭世了1926年12月18日：路易斯在給《自然》的信中造了「光子」一詞 1927年2月：海森堡的測不準原理1928年2月：發現拉曼散射1929年：哈伯擴大我們對宇宙的視野1931年6月：勞倫斯與第一部迴旋加速器1932年5月：查兌克描述中子的發現1932年8月：正電子發現1933年10月18日：德布羅意被選為法國科學院院士1935年2月12日：范德格拉夫起電器獲得了專利大約1935年3月：薛丁格的弔詭貓1935年4月：華生—瓦特取得英國空防雷達系統的專利1938年1月：超流體的發現1938年10月22日：影印術的發明1938年12月：核分裂的發現1941年6月：拉瑪和安塞爾申請無線電跳頻專利1942年12月2日：第一個自主性的核連鎖反應1945年7月16日：第一顆原子彈爆炸了1946年4月：最早飛行時間式質譜儀概念的提出1946年8月：摩爾學院的專題演講系列1947年11月17日—12月23日：第一個電晶體的發明1948年4月1日：化學元素的起源1948年8月：瑪麗亞‧格佩特‧梅爾和核殼層模型1952年11月1日：泰勒（Edward Teller）和氫彈1954年4月25日：貝爾實驗室示範了第一個實用的矽太陽能電池1956年12月27日：宇稱守恆的推翻1957年7月：巴丁、古柏和施里弗將他們的論文〈超導性的理論〉投寄發表1958年12月：雷射的發明1960年5月16日：梅曼建造了第一部可運作的雷射大約1961年1月：勞侖次和蝴蝶效應1968年2月：宣布發現了脈衝星1969年7月20日：人類第一次登陸月球1975年11月25日：全身電腦斷層掃描的專利1977年7月：磁振造影在臨床診斷方面使用到基礎物理1981年9月：掃描穿隧顯微鏡的發明1987年2月：超新星1987A的發現1995年4月：美國費米國家實驗室頂夸克的發現1995年6月5日：第一個玻色—愛因斯坦凝聚1996年2月：卡斯帕羅夫對抗「深藍」1998年1月：宇宙的加速膨脹2000年7月21日：美國費米實驗室宣布第一個τ微中子的直接證據2004年10月22日：發現石墨烯﹝蓋姆﹞

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試閱文字

內文 : 1849年7月：菲左（Armand Fizeau）發表光速實驗的結果
（譯自APS News，2010年7月）

光速在物理學上是最為確立的數值之一，它被測得的值非常精確，所以現在的公尺以它來定義。但在17世紀之前，大多數的科學家，包括如克卜勒（Johannes Kepler）和笛卡兒（Rene Descartes）等大師都認為光速是無窮快的，可以瞬間行走任何的距離。伽利略（Galileo Galilei）是最先對此假設提出質疑，並試著以實驗方法測量光速的科學家之一。
以現在的標準來看，伽利略的方法極為簡陋。他自己站在一個山頂上，請一個助理站在遠處的山頂上，兩人均配備有一個可自由開關的燈。伽利略會打開他的燈，他的助理一看到伽利略的燈光也會立即開燈。只要知道兩個燈的距離，伽利略即可測定兩道亮光之間所經過的時間，以算出光速。伽利略的結論含糊不確定不足為奇：「光速如果不是瞬間，也是超級快速。」但他卻也下結論說，光速至少比聲速快10倍。
最先嚴謹地測量光速是在1676年，當時荷蘭天文學家羅默（Ole Roemer）觀察木星的衛星，注意到衛星蝕似乎都發生在不同的時期，視木星和地球的相對位置而定，當地球很遠時會發生得較晚，而當地球較靠近木星時則發生得較早。他正確地推論說，此效應並不是因為衛星的軌道有真正的改變，而是因為當地球很遠時，那些衛星的光行經較遠的距離。他知道那時已知的地球運行軌道的直徑值，從那直徑值，他下結論說，光速為每秒240,000公里。
羅默的測量和實際值仍差很多，然而它為未來的實驗提供了有用的指標。1728年，一位名叫布拉德雷（James Bradley）的英國物理學家從累積的資料庫中加入了他自己的發現，利用恆星光行差計算出光速在真空中是每秒301,000公里。布拉德雷的測量正確多了。然而，又經過了100年，法國科學家菲左（Armand-Hippolyte-Louis Fizeau）才想出了在地面上設計實驗來測光速的方法。
1819年，菲左出生於巴黎，父親是物理學家，也是醫學教授，死後留給菲左可觀的財富，因此，菲左不必擔心生計問題，可以自由地追求他的興趣。他專力於科學的研究，起先想和父親一樣當個醫生，但最終選擇追隨在巴黎天文台的阿拉戈（Francios Arago）研習天文，在那裏他毫無疑問地獲知之前使用天文現象來測定光速的努力。
但是他的科學興趣很廣泛，例如，他於1839年迷戀上當時相當新穎的達蓋爾銀版攝影，並和法國科學家同行傅科（Jean-Bernard-Leon-Foucault）將此攝影過程應用到天文上。他們共花了10年，終於最先於1845年拍下了太陽表面細部的照片。
他和傅科的研究激勵了菲左自己去嘗試測量光速。菲左建造了一個儀器，裏面有一個齒輪和一面鏡子相隔8公里，他在其間傳送光波。菲左轉動齒輪，觀察光束在輪子的輪齒和遠處的鏡子之間走得有多快；他觀察到，假如他非常快速地轉動輪子，從鏡子回來的反射會模糊，因為光碰撞到了其中一個輪齒。
菲左下結論說，輪子轉動一個輪齒寬所花的時間和光束來回鏡子的時間是相同的。因為他知道齒輪轉動的速度、一個輪齒的寬度、以及和鏡子間的距離，所以可以計算出光速，得到的值是每秒313,300公里，仍多出大約5%。
傅科稍加改進菲左的儀器，以旋轉的鏡子取代齒輪，得到現在為人所知的菲左–傅科儀。當鏡子轉動時，光線會從不同的角度反射。因為轉動的速度和鏡子間的距離都已固定好，所以可以測量光進入儀器的角度和它離開時的差距，從而算出光速。傅科於1862年下結論說，光速是每秒299,796公里。
菲左對科學的貢獻並不僅限於光速的測定，他之後在測量光如何行經流動液體的實驗時獲得了意外的發現：當光行經運動中的介質時，速度不會如預期地改變。科學家已知光行經不同介質時的速率不同，但直到菲左的實驗之前，他們相信假如介質是動態時，只要將介質的速度加上光的速度即可得到光速。菲左的結果意味著不同的公式，後來當愛因斯坦發展出他的特殊相對論後，對此得到了解釋。
之後測量光速的方法都使用波的干涉，而邁克生是其中的佼佼者。這些方法隨著雷射科技的發展而越來越精確，現在，在伽利略山頂上的實驗350多年後，光速值被定義為每秒299,792.458公里，這是1983年第17屆國際度量衡大會所宣定的，而將公尺變成了推導量。此結果是由100多位科學家所做的大約163個不同的實驗所獲得，是科學界合作本質的證明。

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