物理學

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自煮意大利薄餅的完美方程式

意大利薄餅之所以能夠俘虜人類味蕾 200 年,過人之處在於:面層覆蓋令人垂涎三尺的芝士,以及採用磚爐烤製。此秘訣由專製意大利薄餅的師傅傾囊相授,看來想烤出一塊酥脆適中、味道香濃的完美薄餅,還真大有學問。有物理科學家更精心把箇中奧秘濃縮成一道熱力學方程式,利用物理學原理教人焗出一塊完美的意大利瑪格麗特薄餅(Margherita Pizza)。

黑洞的誕生?

史上首張黑洞照片日前發佈,盡掃科學界一些過去對黑洞是否存在的質疑。同時,有公開照片的「事件視界望遠鏡(EHT)」計劃研究員強調,黑洞照片證明愛因斯坦的廣義相對論正確。雖然天才物理學家的理論,正確了描述空間、時間、物質及重力的關係,但原來愛因斯坦當年,亦曾懷疑黑洞設想是否正確。

「神探伽利略」與「日本的湯川」

東野圭吾筆下的「神探伽利略」湯川學,憑著科學推理無案不破,改編成電視劇在福山雅治的加持下更捲起過不小的風潮。如此神通的大學教授其實真有其人。生於 1907 年 1 月 23 日的日本理論科學物理學家湯川秀樹,雖然經過一段鬱鬱不得志的日子,仍以 28 歲之齡發表預測新粒子存在的劃時代論文,更在日本二戰戰敗後百廢待興之時,成為首個得到諾貝爾獎的日本人。

納粹幫兇還是間諜?為納粹研發核武的諾貝爾獎得主

海森堡頭頂量子力學始創人、諾貝爾物理學獎得主等光環,然而對後世而言,更引人入勝的也許是他在納粹時代領頭為希特拉研發核武的一段黑歷史。儘管他自辯假意配合實際旨在拖延納粹研究,但千夫所指中各執一詞,遺下的只是一場羅生門。

天才卡爾達諾的連環不幸事件

1501 年 9 月 24 日,卡爾達諾(Girolamo Cardano)在母親多次服墮胎藥的情況下出生,出生後幾個月遭逢黑死病,3 個哥哥及奶媽都病故,但卡爾達諾卻頑強地生存下來,他的生命如此堅韌與獨特,似是預示他成為意大利文藝復興時期的全才,在數學、物理、醫學上都大有成就。但這在母親體內時已不受祝福的孩子,卻也註定一生命途多舛,總是遭遇不幸事件。

科學盲的直覺,可以教科學

小朋友理解世界跟大人不同,例如他們以為能動的東西就是生命,如會行走的火車模型、機械人就跟小動物一樣;反而不能走動的植物,卻不認為有生命力。小孩能感受物件的重量,看見物件的體積,但他們不會了解質量與原子是怎麼一回事。心理及認知學家 Andrew Shtulman 稱之為「直覺理論」,他認為這些「直覺理論」是大問題,因為不單只是小朋友,不少成人仍持有這些「直覺」,英國作家 Steven Poole 早前就在華爾街日報淺論「直覺理論」,指出它們在日常生活及教育層面的影響。

告別東江水近一步:新技術海水化淡

長久以來,假如只有一層的碳結晶平面(稱之為「石墨烯」,Graphene),科學家認為是不可能單獨存在,直至 2004 年英國曼徹斯特大學的科學家成功從石墨中分離出石墨烯,便開展了應用石墨烯的競賽。今次曼徹斯特大學的團隊再下一城,利用石墨烯化合物物料進行海水淡化,冀以更少能量分隔海水中的鹽分,研究日前刊登在「自然納米科學期刊」。

電磁波很有用,但不因其有用而證實

相信大家對於赫茲(Hertz)的名稱不會陌生,從收音機的頻道,到日常電器上的標籤,都能發現 Hertz 的蹤影,因「赫茲」就是頻率的單位,以紀念德國物理學家 Heinrich Hertz 的貢獻。赫茲出生於 1857 年 2 月 22 日,以實驗證明電磁波確實存在,在實驗成功之後,只輕輕一說:「我不覺得我發現的無線波將會有甚麼實際用途。」「這只是一個實驗,用來證明馬克士威是正確的。

奪搞笑和平獎的瘋狂科學家

要說偉人如何破壞世界的例子,生於 1908 年 1 月 15 日的「奇愛博士」泰勒(Edward Teller)可謂當之無愧。經歷一戰的他唯恐核彈威力不足,一力推動研製更可怕的氫彈,他深信只有軍備先進才能勝出冷戰,身體力行支持各種具爭議性的核能計劃。除了吸引到 Stanley Kubrick 注意,歷史學家 Richard Rhodes 如此評論這名氫彈之父:「他總能為每位他效勞的總統獻上餿主意。」

他實驗失敗,卻是一項成就

做實驗固然希望成功證明本身的假設和理論,但實驗失敗是否等於一無所得?「邁克生—莫利實驗」就是經典的失敗實驗,這一大失敗卻提供有力的證據否定乙太(Luminiferous aether、aether)理論。邁克生於 1852 年12 月 19 日出生於普魯士斯切爾諾小鎮,但在 2 歲的時候已舉家移民美國,他則於 1907 年獲得諾貝爾物理學獎,成為首位得到該殊榮的美國人,這與他的「失敗實驗」不無關係。

知識在騙你

不過大家必然也看過一些深奧晦澀又冗長的文章,有時看不懂也不必然是你的錯,而是在學術界或有故弄玄虛的學者。1996 年的「索卡事件」(Sokal affair)就是對象牙塔是一記當頭棒喝。在 1996 年,紐約大學物理學教授索卡(Alan Sokal),跟學術界開了一個嚴肅的玩笑,他在美國杜克大學出版的文化研究學術期刊「社會文本」(Social Text)發表一篇論文,題為「跨越界線:通往量子重力的轉換詮釋學」……

穿越時空的幻想史

霍金曾經舉辦一個「時間旅行派對」,並廣發英雄帖,邀請世上的時間旅行者出席,最後無人前來。時間旅行雖然科學上不可能,但對美國科技史家 James Gleick 來說,穿越時空的幻想塑造了現代意識,令今人從此變成未來主義者,這項不現實而劃時代的思想實驗,絕對比其他歷史事件更具歷史意義。

知識之限:有些事無可知曉

古希臘哲學家亞里士多德說過,「求知是人類的本性」,人類對世界的好奇心,推使人們不斷探索實驗考證,令科技不斷發展,知識以海量增長——但是,知識有界限嗎?人類又能否全知?牛津大學數學教授 Marcus du Sautoy 在他的新書 What We Cannot Know 中,亦深思同一問題,討論科學知識的極限。

時間:是物理還是幻覺?

過去、現在、未來,日常習用無誤的時間觀,在物理學界原來大有爭議。時間是純粹主觀感受,還是客觀物理條件?宇宙之中,時間究竟有無位置?時間是否必須單向?因果律是否必然?未來與過去有甚麼關係?從各個物理流派的假設出發,熟悉的時間突然變得陌生。

何謂生命?物理學家:流動

人生的大哉問之一,就是生命本身。古往今來無數領域嘗試解釋箇中奧秘,而對物理學家 Adrian Bejan 來說,所有生命均從屬自然的「大設計」--流動:生命進化,就是機制改良,提高物質流動效率。小至血管,大至旋渦,莫不遵從自然界的「構造定律」,Adrian Bejan 甚至認為,物理能夠解釋所有演化,包括人類文明進程。生命的歷史,就是流動的歷史。

何謂真實?

何謂真實?千百年來哲學家與科學家都嘗試提出解答:柏拉圖的理念世界、康德的物自體、胡塞爾的現象學……科學界則分兩派:古典物理學和量子力學。前者認為,有一個客觀存在的世界,獨立於觀察者之外;後者認為,意識本身就是現實的一部分,觀察會影響到真實,並不存在一個客觀世界。認知科學家 Donald Hoffman 則是跨學派:以量子力學理解腦神經科學,用數學模型描述真實,得出了反直覺的結論--真實究竟是甚麼?