2014年12月2日

諾貝爾物理獎天文篇 冥昭瞢闇,誰能極之?

天文學是古老科學之一,早在2000多年前,屈原在《天問》就已提出許多疑惑。能研究這樣的大哉問,並獲得科學成果的人,足以戴上科學的桂冠――諾貝爾獎。

作者/曾耀寰(任職中研院天文所)

現今最廣為人知的科學桂冠是每年頒發的諾貝爾獎,這是以瑞典化學家諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel) 為名的科學獎項。諾貝爾以發明炸藥聞名,並因而獲取巨大財富,他於1895年立下遺囑,捐贈3100萬瑞典克朗成立基金會,每年以當中利息作為獎金,表彰對人類有重大貢獻、傑出科學研究、實驗和發明的人。

諾貝爾獎項
諾貝爾獎從1901年12月10日――諾貝爾逝世五週年,首次頒發了物理、化學、生醫、文學與和平五個獎項,經濟獎則是從1968年開始頒發。在諾貝爾獎頒發的113年間,第一位獲獎的女性是著名的居禮夫人,並且在不同領域獲獎兩次(1903年物理獎和1911年化學獎),另一位是美國科學家鮑林(Linus Carl Pauling)獲得1954年化學獎和1962年和平獎。此外, 美國科學家巴丁(John Bardeen)則是獲得兩次物理獎(1956 和1972 年), 英國科學家桑格(Frederick Sanger)獲得兩次化學獎(1958和1980年)。而最年輕得主,除了今年和平獎,17歲的馬拉拉(Malala Yousafzai), 當屬1915年諾貝爾物理獎的布拉格(William Bragg),當時只有25歲,最年長的是2007年諾貝爾經濟獎的赫維克茲(Leonid Hurwicz),時年89歲,得獎後隔年過世。

雖說諾貝爾獎是科學的最高桂冠,但卻沒有諾貝爾數學獎,可能原因是諾貝爾認為數學對人類沒有重要的實質利益。在諾貝爾的遺囑中提到,諾貝爾獎項要用來獎勵對人類具有巨大利益的「發明或發現」。這也許是諾貝爾物理獎當中,理論學者獲獎較少的原因之一。

天文研究發展歷程
如果依此思路,也就不難想像沒有諾貝爾天文獎,畢竟天文研究的對象遙不可及,又不像以前的天文可用來預測命運和國勢,現代天文學家的研究看似對人類貢獻不痛不癢,很難引起當時諾貝爾的注意。若說諾貝爾對天文看不上眼,一點也不為過,諾貝爾生在19世紀末,當時的天文研究主要還是著重在天體力學,一種利用牛頓力學解釋天體運行的學問,而這只是近代天文學的一小支。

天文學是一門又古老又高科技的科學,從天文學的歷史發展來看,一開始的研究著重在天體測量,利用經年累月的科學工藝進展,拓展人類肉眼的極限,精確地記錄天體的位置。從早期14世紀末第谷(Tycho Brahe)的各種機械式觀測工具,豐富且準確的觀測資料,使得克卜勒(Johannes Kepler)從中發現行星運動三定律,這是對行星運行有了全新的認識,行星不是以圓形軌道運行,並且可以數學語言描述運行的軌跡模式。後來的可見光望遠鏡得以大量累積準確的星體位置,直到15 世紀末牛頓發現星體運行是肇因自星體間的萬有引力,自此牛頓力學和萬有引力定律是解釋和預測天體運行的主要理論,開展出天體力學。哈雷(Edmond Halley) 利用天體力學預測1758年哈雷彗星的回歸,19世紀末,英、法天文學家亞當(John Couch Adams)和勒維耶(Urbain Le Verrier)分別理論預測海王星的存在,使得天體力學的發展達到顛峰。......【更詳細的內容,請參閱第540期科學月刊】

沒有留言: