科技

真空管問世120週年

真空管?現在除了所謂「發燒級」音響,日常生活中幾乎看不見真空管了吧。沒錯,現今的電子產品幾乎已全面改用電晶體,不過在電晶體出現之前,收音機、電視、雷達、……等電子產品就已紛紛問世,這都是拜真空管發明之賜。 真空管開啟了電子化的時代,若要標誌一個起點,或許是1904年11月16日。這一天,英國物理學家弗萊明(John A. Fleming)正式申請真空管的發明專利。 弗萊明攝於1906年。圖片來源:Wikipedia

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數學

從質數到二進位計算機——萊布尼茲的創見

1676年底,三十而立的萊布尼茲離開待了四年的巴黎,返回德國。在巴黎期間,他已構思出微積分此一全新的數學方法,卻沒有公開對外發表,回國後他仍將之暫擱一旁,反而研究起質數來了。 他先在1678年2月發表一篇論文,指出任何大於5的質數減去1或5,一定能被6整除(這也可以表述成「任何大於3的質數都可以寫成6k ± 1」的形式)。隨後他又試圖證明費馬小定理,這是費馬於1640年提出的猜想: 若p為質數,a是小於p的正整數,則

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太空天文

發現系外行星

浩瀚宇宙中,地球是唯一具有生命的星球嗎?光銀河系內就有一千億到四千億顆恆星,環繞它們的行星中,難道沒有其它生物、甚至不亞於人類的高度文明嗎?要尋找外星生命,得先找到環境條件適合生命發展的行星。 問題是,行星本身不會發光,即使反射來自恆星的光,若非距離地球過於遙遠而無法看見,就是被恆星本身的光芒遮蔽。我們要如何發現太陽系以外的行星? 徑向速度法 長久以來,天文學家普遍相信我們不可能發現系外行星,不過1995年11月的《自然》期刊上,卻刊登了瑞士日內瓦大學的梅爾(Michel Mayor)與奎洛茲(Didier

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人物

顯微鏡下,細胞現身

1664年11月3日,29歲的虎克(Robert Hooke)在英國皇家學會向台下的科學家們展示他的畫作;這可不是一般的肖像畫或風景畫,而是人類從未見過、也是肉眼無法辨識的各種微物。 出生於1635年7月18日的虎克自小體弱多病,父親在他13歲那年過世後,他便隻身來到倫敦謀生。虎克先當了一年畫家學徒,才就讀西敏公學,接著在1653年進入牛津大學。兩年後波以耳(Robert Boyle)前往牛津設立實驗室,表現優異的虎克在師長的介紹下,擔任波以耳的助手,協助製作實驗器材;其中他所改良的真空幫浦,讓波以耳得以完成氣體實驗,提出波以耳定律。 雖然名義上是波以耳助手,其實虎克自己就能獨立進行實驗,他於1660年從彈簧實驗發現虎克定律,並早於惠更斯發明鐘錶的擒縱輪與螺旋平衡彈簧。1662年,英國皇家學會獲得英王正式認可後,立即聘請虎克擔任實驗審查的負責人。

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數學

每個孤獨的梅森質數,都伴隨一個完美的數

質數是孤獨的,它的因數就只有1和它自己,不像6還有2和3,15還有3和5,但質數卻再也沒有其它因數,就像一個沒有任何朋友的小孩,只能抱著1這個布娃娃,自己玩耍。 2p-1這種形式的梅森質數當然也是如此。不過,如果把-1挪個位置,移到指數p的後面,再和自己相乘的話,奇蹟就出現了:2p-1 x (2p-1) 會是個完美的數字(perfect

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數學

不發一語卻滿堂喝采的數學演講

上一篇〈追尋更大的質數〉提到法國神父梅森在1644年提出一系列質數,認為將它們代入Mₚ = 2ᵖ-1,所得出的答案也是質數,結果其中有些數字他搞錯了,例如1876年法國數學家盧卡斯便證明了M₆₇不是質數。 既然M₆₇是合數,那麼它的因數是什麼?盧卡斯並沒有找出來,畢竟要靠紙筆做21位數的因數分解實在太耗費時間了。 1903年10月31日,美國數學學會舉辦的研討會中,有一場是由42歲的美國數學家寇爾(Frank

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數學

追尋更大的質數

很多人應該知道幾天前這則新聞了:一位前NVIDIA工程師發現迄今所知最大質數: 2136279841-1 它共有41,024,320 位數,如果比照之前有本印出π的前100萬位數的書,每頁1萬個數字的話,那麼這個質數可以印成41冊。 前一個最大質數是2018年發現的282589933-1,「只能」印成25冊,再前一個則是2017年發現的277232917-1,兩者相差160萬位數,這次一下子多了1,600萬位數,無疑是很大的躍進。

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科技

將聲音化為無線電波的人

電流大戰 1886年3月的一個夜裡,美國麻州大巴靈頓(Great Barrington)的幾家商店突然大放光明。他們並非最先引入電燈的商家,卻是交流電系統的第一批用戶,提供照明的西屋電氣能否挑戰愛迪生的地位,成為媒體報導的焦點,令愛迪生恨之入骨。 幾個月後,愛迪生收到一封署名范信達(Reginald Fessenden)的求職信,上面寫著超乎尋常的經歷:1866年出生於加拿大,14歲就讀主教學院的高中課程時,還兼任學校的數學老師。四年之後,惠特尼家族在英屬百慕達成立一所學校,他尚未讀完大學就獲聘前往擔任校長。

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科技

特斯拉的地球電網夢

「……,這部機器的作用就像幫浦從地球汲取電力,再以極高的速率驅回同個地方,因此產生的漣漪或擾動一如經由電線般,經地球散播出去,即使相隔甚遠,只要仔細調頻就能偵測到。透過這種方式,我不僅能向遠處傳送微弱訊號,還可以傳送相當可觀的能量。」 ——〈與行星對話〉(Talking With Planets),尼可拉·特斯拉,1901年2月 科羅拉多泉

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數學

洞察抽象圖論與實際網路的人

賓州大學的數學教授威爾夫(Herbert Wilf)不願浪費時間,他總是等到博士班資格考後,才從中挑選最好的研究生。1971年,他發現第一名的成績竟遙遙領先第二名,立刻迫不及待地去研究生辦公室找這位學生,誓要得此英才。 原來這個研究生是個東方女子。威爾夫開門見山問她對組合數學了解多少?她回說在國立台灣大學時學過一點,但不多。威爾夫隨即拿出一本書給她,要她讀讀拉姆齊定理那章,並約一個星期後討論。拉姆齊定理看似簡明卻又如迷宮般複雜,他每次用來吸引研究生總是能讓他們上鉤。 果然,一週後碰面時威爾夫問她覺得如何,她微笑說挺好的。但威爾夫萬萬沒想到,她接著翻到其中一頁說:這個多色問題我可以證明出範圍更小的界限。威爾夫興奮地要她在黑板寫給他看,他越看越覺不可思議,一個剛接觸拉姆齊定理的研究生,竟然在一週內就獲得重要進展!他忍不住告訴她,她已經完成博士論文的三分之二了。 ******

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物理學

諾貝爾獎最接近數學的一次?

剛剛公布的諾貝爾物理學獎頒給普林斯頓大學的霍普菲爾德(John J. Hopfield)和多倫多大學的辛頓(Geoffrey E. Hinton),以表彰他們「基礎性的發現與發明,使得機器學習得以藉由人工神經網路獲得實現」。

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數學

擅長雜耍特技的數學家

1997年初的某一天,一位科學記者來到AT&T實驗室,訪問資訊科學部門主管葛立恆。在記者的探詢下,這位已過花甲之年的數學家挪開角落的彈跳桿與獨輪車,拿出五顆球,坐在辦公椅上將球逐一拋到空中。只見他雙手不斷接住落下的球再往上拋,還不時變換球的運動軌跡,他一邊向記者表示辦公室的天花板不夠高,不然拋接六顆球也沒問題。 哈哈,天花板夠高的話,或許葛立恆還能表演高難度的彈翻床特技體操呢!只是為什麼一個數學家會如此鍾情雜耍特技? 流轉與翻轉 葛立恆於1935年出生在加州的塔夫特(Taft),這是因附近油田而形成的小城鎮,父親就在油田工作。由於父親常換工作地點,全家也跟著搬遷,以致葛立恆從未在同一所學校待超過一年半;不過從小就展現數學天賦的他,卻也因此常在轉學時跳到更高年級。 15歲時,葛立恆拿到福特基金會的獎學金,高中沒有畢業就直接進入芝加哥大學。他一入學就被雜耍特技的社團吸引,投入練習的時間比讀書還多,很快成為拋接球與彈翻床高手,還被學校派去高中巡迴招生,以示芝加哥大學生活多采多姿。

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數學

四處漂泊,卻發表最多論文的數學家

前天是一代宗師歐拉的忌日,他是史上最多產的數學家。巧的是,史上發表最多論文的則是今天忌日的艾狄胥(Paul Erdős),他發表的論文數量多達1,525篇。雖然這些並非全部都由他自己獨力完成,但相對而言,他能與511位數學家合作,也代表他所觸及的領域之廣、投入的時間之多,實在無人能及。 艾狄胥於1913年3月26日出生於布達佩斯一個猶太家庭,父母都是高中數學老師。由於兩個姐姐都在他出生那年感染猩紅熱過世,媽媽便讓他在家自學,直到10歲才敢讓他去學校;天生喜歡數字的艾狄胥也樂得可隨時翻閱父母的數學書籍。 艾狄胥4歲就展現的強大心算能力,媽媽會得意地讓他在客人面前表演,迅速心算出客人已經活了多少秒,讓大家嘖嘖稱奇。他17歲考進布達佩斯大學,大二就以比前人更簡明的方法,證明了任何大於1的整數n,在n和2n之間一定至少有一個質數,而名噪一時。1934年念完大學時,也拿到了數學博士學位。 當時匈牙利的右翼政府鼓動反猶運動,艾狄胥便前往英國曼徹斯特大學做了四年博士後研究,接著於1938年轉往嚮往已久的普林斯頓高等研究院。然而他的聘書只有一年,此時匈牙利已由親納粹政權掌控,艾狄胥更不便返國。

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數學

被數學大師們尊為大師的人

1783年9月18日,76歲的歐拉(Leonhard Euler)與家人用完午餐後,聖彼得堡科學院的同事來訪,兩人討論起剛發現的天王星及其軌道。歐拉雖已失明多年,卻仍能在想像中的黑板進行計算。突然之間,歐拉倒地不起,幾個小時後因腦溢血不治死亡。 法國數學家與哲學家孔多塞(Marquis de Condorcet)感嘆一代宗師離開人世,寫下著名的悼詞:「他停止了計算與生命」。

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數學

讓你體會維度差異的《平面國》

上週日所寫的〈遇見克萊因瓶〉在臉書上有一千多人按讚,看起來很多人對於維度的變化很感興趣。這讓我想起《平面國》(Flatland)這本書,當年我讀這本書真有腦洞大開的感覺,值得大力推薦。 這本書的作者艾德溫·艾波特·艾波特(Edwin Abbott Abbott;沒有筆誤,他姓Abbott,中間名也是 Abbott)於1838年12月20日出生在倫敦,是位具有牧師身分的中學校長。他發表了神學、語言學等多本著作,不過流傳最廣的就是1884年出版的《平面國》。

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化學

發現動物電的人

1786年9月的某一天,伽伐尼將青蛙的下半身用銅鉤串起來後,掛到鐵鉤上,不小心蛙腿直接碰到鐵鉤,這一瞬間,蛙腿竟然抽動了一下。難道青蛙腿內原本就有電,碰到金屬而釋放出來……

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科學

遇見克萊因瓶

我在德國狼堡的菲諾科學中心看到很多有趣的裝置,其中有樣東西遠遠地就令我眼睛為之一亮,那是一個大到可以讓人爬進去的克萊因瓶(Kleinsche Flasche)。 克萊因瓶是德國數學家克萊因(Felix Klein)在1882年提出的,在介紹它之前,先從莫比烏斯環(Mobius strip)講起,可能比較容易想像。

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化學

提出原子論的人

老人以顫抖的手拿起筆,吃力地在紀錄本上寫下今天的天氣、溫度、濕度和氣壓。他自21歲起就每天記錄當天氣象的相關資料,至今57年從不間斷,即使今年五月再度中風,身體大不如前,他仍堅持這數十年如一日的習慣。 老人闔上紀錄本,想起當年啟蒙他研究氣象的果夫(John Gough)老師。那是他15歲的時候吧?他到哥哥接手的一所文法學校幫忙教書,第二年,大他9歲的果夫也前來任教。果夫雖雙眼失明卻博學多聞,不吝教導他語文、數學與自然科學,他無以回報,只能朗讀書報給果夫聽。 但他得之於果夫實在太多,除了學到大氣的測量與實驗方法,以及如何將氣象記錄整理成冊(他便是因此養成每天記錄的習慣),果夫還大力推薦他,讓他在27歲時得以到曼徹斯特一所學院教書。 對了,他就是在任職後才發現自己的眼睛也有缺陷,原來自己一直是色盲,其實無法看見完整的色彩。他試著探討這背後的原因,而於當年完成他的第一篇論文。結果這篇1794年發表的論文,成為史上第一篇探討色盲的科學論文,而自己的姓氏後來竟然就被用來命名色盲症(Daltonism)。

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心理學

失去記憶的人

1933年的某一天,7歲的亨利·莫萊森(Henry G. Molaison)騎腳踏車時發生事故,自此不時發作癲癇。起初症狀還算輕微,但16歲後日益嚴重,發作時口吐白沫,全身劇烈抽搐,而且發作次數越來越頻繁,生活受到嚴重影響。 他的父母曾帶著他四處求醫,試過各種療法都沒用,直到1953年被轉介到康乃狄克州的哈特福德醫院(Hartford Hospital),那裏的神經外科醫生史考維爾(William

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心理學

發現左右腦各司其職的人

如果用眼罩遮住左眼,只用右眼辨認某樣新事物,之後再將眼罩換到右眼,左眼仍能辨識剛剛右眼學會的事物。大腦是怎麼做到的? 出生於1913年8月20日的美國神經心理學家斯佩里(Roger W. Sperry)一直對此感到好奇,為了搞清楚,他於1959年帶領加州理工學院的研究生,用貓進行「裂腦實驗」。 首先切開貓的頭蓋骨,將左眼通往右腦的視神經剪斷,再對右眼通往左腦的視神經也如法炮製,左、右兩眼所見的影像便只能各自傳到左腦與右腦。接著將連結左右兩個半腦的胼胝體也切斷,如此一來,就能確保接收到的影像不會經由胼胝體傳到另一個半腦。手術完成後,就能進行下個階段的實驗了。

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