物理史

[物理史] 黑維塞 (Oliver Heaviside) 辭世了

黑維塞(Oliver Heaviside)辭世了
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
(譯自APS News,2010年2月)

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黑維塞(Oliver Heaviside)

物理學家例行地使用一種很方便的數學工具叫做黑維塞階躍函數 (Heaviside step function),尤其在控制理論和信號處理方面,它可在一個特定時間開啟一個訊號,然後一直開著。此工具以英國的博學之士黑維塞 (Oliver Heaviside) 命名。雖然黑維塞階躍函數在科學界非常有名,然而此函數卻可能是黑維塞這位一生都在辛苦研究中度過,卻相對沒沒無聞又得不到肯定的科學家對19世紀數學和科學最沒創意的貢獻之一。

黑維塞和有名的狄更斯(Charles Dickens)一樣都出生於英國倫敦的貧民區康登鎮,他有著一頭紅髮,個子矮小,家有四兄弟,他排行最小,父親湯姆士是一位木頭雕刻師也是水彩藝術家。黑維塞童年時感染了猩紅熱,導致他半聾,這似乎影響了他的社交能力,在康登鎮就學期間,他無法和其他學童相處,但他除了幾何學外,每一學科都是成績最好的。也許傳統的教育就是無法包容這位古怪的天才,因此他在16歲時退學在家自學。

[物理史] 挑戰者號太空梭爆炸及其後續發展

挑戰者號太空梭爆炸及其後續發展
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
(譯自APS News,2001年1月)

1986年1月28日,美國全國引頸期盼挑戰者號太空梭(Space Shuttle Challenger)歷史性飛航的飛射升空,這是美國國家航空暨太空總署 (NASA) 的驕傲與喜悅。挑戰者號上的太空人包括一位高中老師麥克奧麗菲(Christa McAuliffe),他是第一位要被送進太空的非太空人。然而挑戰者號才飛行了73秒,就寫下不幸的歷史。在數百萬美國人的觀看下,他突然燒成火焰,7名太空人全數喪生,是史上最慘烈的太空災難。

調查員觀看爆炸前一刻挑戰者號的慢速重播影片,證實是其中一個固體火箭推進器的側邊冒出一陣火焰,直接燒到主燃料槽的側邊,引發爆炸。在羅傑斯委員會 (Rogers Commission)被指定偵查此災難前的國會聽證會期間,挑戰者號即被指出,其右側固體火箭推進器最後面段的橡膠O型環密封圈有技術上的問題。密封圈是用來阻止熱廢棄外洩,但因為設計上有瑕疵,這些密封圈對低溫極度敏感。升空的前一晚溫度很低,有問題的O型環上都結了霜,使其溫度更低,而變得易脆。升空當時一陣熱氣從O型環的裂縫噴出,在幾分之一秒的時間就穿入主燃料槽,液態氫和氧混合後爆炸,瞬間即毀掉了太空梭。