網路城邦
上一篇 回創作列表 下一篇  字體:
科學上的大部份發現,其實沒有那麼難
2005/11/21 11:49:03瀏覽662|回應0|推薦1

徐遐生(Frank H. Shu),清華大學校長,美國加州大學柏克萊分校天文系大學講座教授。學歷:美國麻省理工學院物理學士(1963癸卯)、哈佛大學天文學博士(1968戊申)。榮譽:美國國家科學院院士(1987丁卯)、中央研究院院士(1990庚午)、美國物理與天文學會共同頒發的海曼獎(2000庚辰)。1943年6月2日出生於昆明(癸未年丁巳月 辛卯日 大運10丙辰 20乙卯 30甲寅 40癸丑 50壬子 60辛亥 70庚戌 辛金以癸水為食神智慧,年干癸水得月日地支巳、卯雙貴),六歲赴美。1962壬寅年-19歲就讀麻省理工學院物理系四年級,與指導教授林家翹完成密度波理論的計算,成功解釋螺旋星系的結構。該論文於兩年後發表,是近40年來天文物理學最重要的理論之一。1973癸丑年-任教於美國加州大學柏克萊分校天文系。1982壬戌年-出版《物理的宇宙》(Physical Universe),是美國天文研究所學生必讀的經典教科書。1994甲戌年-擔任美國天文學會會長,成為該會首位華裔會長。2002壬午年-回台任清華大學校長一職,引起《自然》、《科學》兩大知名雜誌關注,並有專文報導。其父徐修賢也曾擔任清大校長,首開父子擔任同校校長先例。

〈舞動星系旋臂的密度波〉介紹了密度波和星系旋臂形成的關係,所謂密度波最簡單的說法就是塞車,汽車塞車也是一個波。車子就好比星系裡的星球,而塞車的地方就是密度波經過的地方。密度波的重要性,不只可以解釋星系形成,在宇宙間還有很多應用。例如土星和海王星都有環,這些環有的很細,就是一種密度波的應用,重力把環維持在很細的狀態,一方面不讓物質掉出環外,一方面也不讓物質掉進環內,一般都認為重力是互相吸引,但是在轉的時候卻有可能是互相推開的。此外,太陽系為什麼產生行星,也可以用密度波來解釋;而星系比土星的環大了一兆倍,還是照樣可以套用這理論。能量和角動量的密度有一個圈,叫做共同旋轉圈(co-rotation),在圈上,星球和密度波的角速度是一樣的,在這個圈內的星球走得比較快,密度波的能量是負的;在圈外的星球走得比較慢,密度波能量是正的。隨著星系繞轉,在圈內的能量越加越負,在圈外的則是越加越正,而整個系統的能量永遠是零。看起來很多東西,但是加起來卻是零,這就如同宇宙現在的情況,非常有趣。沒有違背守恆的定律(conservation law),卻可以觀測到其中的東西。

關於振幅的理論剛開始是線性的,從這個理論我們可以算出一開始什麼都沒有,接著自然產生一個小結構,然後顏色慢慢改變,也就是振幅越來越大,最後就變成非線性的。不過那時候我們認為密度波的振幅不一定要很高,只要有足夠大的擾動來和觀測數據做比較,就可以支持這個螺旋臂的結構了。

我喜歡天文,因為我覺得天文的問題是比較長期的。太陽幾千年來都是一個樣子,我們現在研究的太陽,是數百年前科學家研究的太陽,也是數百年後人類研究的太陽,這是天文的好處。不過天文最吸引人的特色,是我在美國教大一的天文課時,有個學生上完課後跑來告訴我的。他本來想學物理,但現在想念天文了,我問他為什麼?他說,他發現「天文就像物理,不過它有個故事。」這句話說得對極了,我覺得他講得真好,物理只有過程,但天文是有故事的物理,它有過去、有現在、有未來。這句話使我決定隔年起,上課要跟學生講更多天文的故事,也啟發了我現在要寫一本《天文故事》(Story of Astronomy)的動機。為什麼科學家對某些問題產生興趣,他們有什麼樣的想法,過程中遇到哪些困難,從歷史、從故事的角度去講天文,讓學生了解,科學並不都是冷硬的,有些學問和想法雖然艱深,但並非做不到;這同時也是在鼓勵他們,科學或創新不是幾個天才可以做出來的,科學上的大部份發現,其實沒有那麼難。

( 知識學習科學百科 )
回應 推薦文章 列印 加入我的文摘
上一篇 回創作列表 下一篇

引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=kurich&aid=107378