物理与起源.pdf

展望 2005秋季系列演講 物理與起源 2005 11月25日 台大應力所 李弘謙 中央大學物理系暨生命科學系 (Google: HC Lee) 愛因斯坦 （1879-1955） ‧ 1879 誕生於瑞士 ‧ 1900 15歲退學，18歲進蘇瑞士聯邦技術學院。 1900年畢業，成積平平。失業兩年之後找到專利審查 員的工作。 ‧1905 「神奇的一年」。發表三篇偉 大的科學鉅作： –光電效應；發現光子，催生量子力學 –布朗運動；建立微觀熱力學 –創相對論；給「時空」全新的詮釋 ‧ 1911 蘇瑞士大學助理教授，1912回蘇瑞士聯邦技術學院任正教授， 1915往首都柏林 ‧1915 創廣義相對論；給予物質和萬有引力之間的關係一個 全新、正確的瞭解 ‧1914-1918 一次大戰期間極力反戰。 ‧1919 星光受太陽的引力影響而折射的預測被實驗 證實，愛因斯坦一夕之間全球知名。 ‧1920之後 周遊列國。全力研究「統一場論」，終 究沒有成功。終生不相信量子力學。 ‧1933 希特勒取得政權，愛氏離德往美 ‧1939 鼓勵美國羅斯福總統發展原子彈 以低制德國。但戰後反核武。 ‧1955 在普林斯頓家中逝世。 “Subtle is the Lord, but malicious He is not＂ 主是誨澀的，但是牠並無惡意。 - Einstein 什麼是物理？ ‧目標：瞭解宇宙萬物自然現象 ‧方法：觀察、分析自然現象，再用數學和基本的邏 輯推理導出能解釋這些自然現象的最簡單的、普適 的基本定理 ‧物理研究的自然現象的特性 ‧新的、基礎的、可以簡化的 ‧ 如：宇宙起源、時空性質、物質結構、運動法則 ‧什麼不是純物理？ ‧ 主要由人為因素決定，如社會、經濟、政治 ‧ 複雜度很高又不易簡化，如生物、醫學 ‧ 基本定理的例行應用，如工程（可以很複雜） ‧ 從物理長出來的新專業，如化學 牛頓最早教我們怎麼瞭解自然 ISAAC NEWTON (1642-1727) 自然的數學定律 (1686) 物理學不受時空限制 物理學涵蓋的實物非常廣泛 ‧最新的 ─ 奈米材料、永續能源 ‧最老的 ─ 宇宙起源、生命起源 ‧最快的 ─ 資訊傳遞、粒子遽變 ‧最慢的 ─ 宇宙演化、生命演化 ‧最大的 ─ 宇宙探詢 ‧最小的 ─ 基本粒子、分子生物 ‧最熱的 ─ 星球燃燒、激光（百萬度以上） ‧最冷的 ─ 超導現象、波塞-愛因斯坦現象 （百萬分之一度以下） 物件的大小是相對的 (公尺) 1026 類星體 1021 銀河 1016 星雲 1013 太陽系 109 太陽 107 地球 103 小鎮 100 人 10-2 眼珠 10-5 紅血球 10-7 病毒 10-10 原子 10-14 質子 宇宙、起源 二十世紀初之前宇宙被認為是靜態的 宇宙動態觀的大突破來自愛因斯坦的 E = mc2 愛因斯坦為大霹靂理論播了種子 ‧牛頓 - 萬有引力，天體 運行法則 2 ‧愛因斯坦(1905) E=MC ‧愛