個 助手 。 所有 的 實驗 都 是 在 實驗桌 上 進行 的 ， 沒有 用到 什麼 大型 計算 工具 比如 電腦 一 類 ， 最多 不過 是 把 直尺 或者 是 計算器 。 現在 的 科學 實驗 總是 聲勢 浩大 ， 無論 在 加速器 中 裂解 亞原子 粒子 ， 還是 測序 基因 序列 ， 或 分析 一 顆 遙遠 恒星 的 擺動 ， 這些 讓 世界 矚目 的 實驗 常常 動輒 耗資 百萬 美元 ， 產生出 洪水 般 洶湧 的 資料 ， 並 需要 超 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 106 * 【 第二 章 】 高速 電腦 處理 幾 個 月 。 這樣 ， 一些 實驗 小組 因此 成長為 一個個 的 小 公司 。 這 時候 ， 人們 不禁 懷念 起 那些 單純 而 美麗 的 經典 實驗 。 而 所有 這些 「 美麗 」 的 實驗 共同 之 處 是 他們 都 僅僅 「 抓 」 住 了 物理學家 眼 中 「 最 美麗 」 的 科學 之 魂 ， 從 十 大 經典 科學 實驗 評選 本身 ， 我們 也 能 清楚 地 看出 兩千 年 來 科學家 們 最 重大 發現 的 軌跡 ， 就 像 我們 「 鳥瞰 」 歷史 一樣 。 《 物理學 世界 》 對 這些 實驗 進行 的 排名 是 根據 公眾 對 它們 的 認識 程度 ， 排 在 第一 位 的 是 展示 物理 世界 量子 特徵 的 實驗 。 但是 ， 科學 的 發展 是 一 個 累積 的 過程 ， 美國 《 紐約時報 》 根據 時間 順序 對 這些 實驗 重新 排序 ， 並 作 了 簡單 的 解釋 ： 埃拉托色尼 測量 地球 圓周長 （ 排名 第七 ） 古 埃及 的 一 個 現名為 阿斯旺 的 小鎮 ， 在 這 個 小鎮 上 ， 夏至日 正午 的 陽光 懸 在 頭頂 ： 物體 沒有 影子 ， 陽光 直接 射入 深 水井 中 。 西元 前 3世紀 的 亞歷山大 圖書館 館長 埃拉托色尼 ， 他 意識到 這 一 特殊 情況 可以 幫助 他 估計 地球 的 周長 。 在 以後 幾 年 裏 夏至 的 同 一 時間 和 同 一 地點 ， 他 在 亞歷山大 測量 了 物體 的 影子 。 發現 太陽 光線 有 輕微 的 傾斜 ， 在 垂直 方向 偏離 大約 7 度 角 。 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 千奇百怪 * 107 * 讓 我們 做 一點 幾何學 上 的 思考 。 假設 地球 是 球狀 ， 那麼 它 的 圓周 應 跨越 360 ° 。 如果 兩 座 城市 成 7 °角 ， 就 是 7／360 的 圓周 ， 就 是 當時 5000 個 希臘式 運動場 的 距離 。 因此 地球 周長 應該 是 25萬 個 希臘式 運動場 。 這麼 簡單 的 測量 ， 可是 它 的 精確度 卻 是 不 低 ， 今天 ， 藉著 現代 高科技 手段 測算 ， 我們 知道 埃拉托色尼 的 測量 誤差 僅僅 在 5％ 以內 。 伽利略 的 自由落體 實驗 （ 排名 第二 ） 在 16世紀 末 ， 人們 都 認為 重量 大 的 物體 比重量 小 的 物體 下 落得 快 ， 因為 偉大 的 亞里士多德 已經 這麼 說 了 。 亞里士多德 的 「 自由落體 」 學說 就是說 ： 物體 自 高處 自由 落下 的 速度 和 重量 成 正比 。 也就是說 ， 一 個 10 磅 重 的 物體 ， 下墜 的 速度 會 比 一 磅 重 的 物體 快 10 倍 。 這 個 學說 在 表面 上 看來 ， 似乎 非常 的 合理 ， 而且 人人 也 都 相信 學說 的 正確性 ， 教授 們 嚴肅 把 這 個 學說 教給 他們 的 學生 ， 學生 們 也 都 恭敬 地 接受 這 個 學說 。 只有 伽利略 表示 懷疑 ， 他 觀察到 ， 當 大小 不同 的 冰雹 落下 時 ， 它們 似乎 是 從 同 一 高度 一起 下墜 的 ， 但是 按照 亞里士多德 的 學說 ， 較 大 的 冰雹 應該 先 落到 地面 上 ， 小 冰雹 隨後 落下 。 於是 他 做 了 許多 實驗 ， 發覺 亞里士多德 的 學說 是 錯誤 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 108 * 【 第二 章 】 的 ， 他 決心 指出 這 個 問題 。 他 大膽 地 向 公眾 的 觀點 挑戰 。 著名 的 比薩 斜塔 實驗 已經 成為 科學 中 的 一 個 膾炙人口 的 故事 ： 他 從 斜塔 上 同時 扔下 一 輕 一 重 的 物體 ， 讓 大家 看到 兩 個 物體 同時 落地 。 但是 那 一 群 教授 如果 不 想 相信 一 件 真實 事物 ， 根本 也 不 去 看 一 看 、 摸 一 摸 ， 無論如何 也 不 願意 承認 亞里士多德 的 學說 是 錯誤 的 。 更 荒謬 的 是 他們 反而 懷疑 伽利略 為了 證實 速度 相同 ， 而 在 物體 內 隱藏 了 「 魔術 」 。 雖然 伽利略 據理力爭 ， 並 嚴厲 的 批評 那些 學院派 的 人們 ， 但 沒 能夠 改變 他們 的 想法 ； 反而 受到 教授 、 學生 們 的 群起 圍攻 。 伽利略 挑戰 亞里士多德 也許 使 他 付出 了 很 大 的 代價 ， 但 他 展示 的 是 自然界 的 本質 ， 而 不 是 人類 的 權威 ， 科學 的 真理 最終 作出 了 裁決 。 伽利略 的 加速度 實驗 （ 排名 第八 ） 伽利略 繼續 研究 他 有關 物體 運動 的 問題 。 他 做 了 一 個 6 公尺 多 長 ， 3 公尺 多 寬 的 光滑 直木板槽 ， 再 把 這 個 木槽 傾伽利略 的 加速度 實驗 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 千奇百怪 * 109 * 斜 固定 ， 讓 銅球 從 木槽 頂端 沿 斜面 滑下 ， 並用 水鐘 測量 銅球 每 次 下滑 的 時間 ， 研究 它們 之間 的 關係 。 這裏 ， 他 與 科學 權威 再一次 發生 了 衝突 ： 亞里士多德 曾 預言 滾動球 的 速度 是 均勻 不變 的 ： 銅球 滾動 兩 倍 的 時間 就 走出 兩 倍 的 路程 。 伽利略 卻 證明 銅球 滾動 的 路程 和 時間 的 平方 成 比例 ： 兩 倍 的 時間 裏 ， 銅球 滾動 4 倍 的 距離 ， 因為 存在 恒定 的 重力 加速度 。 牛頓 的 分解 太陽光 實驗 （ 排名 第四 ） 伽利略 與 世長辭 那 年 ， 艾薩克‧牛頓 出生 。 牛頓 1665年 畢業 於 劍橋 大學 的 三一 學院 ， 後來 因 躲避 鼠疫 在 家 裏 待 了 兩 年 ， 他 的 三 大 成就 ： 微積分 、 萬有引力 、 光學 分析 的 思想 就 是 在 這時 孕育 成形 的 。 這 兩 年 裏 ， 他 繪下 了 一生 大多數 重要 科學 創造 的 藍圖 。 1667年 回劍橋 後 當選為 三一 學院 院委 。光 的 顏色 問題 早 在 西元 前 就 有 人 在 作 猜測 ， 把 虹 的 光色 和 玻璃片 的 邊緣 形成 的 顏色 聯繫 起來 。 從 亞里士多德 以來 到 笛卡兒 都 認為 白 光 是 純潔 的 、 均勻 的 ， 這 是 光 的 本質 ， 而 色光 只 是 光 的 變種 。 他們 都 沒 像 牛頓 那樣 認真 做 過 實驗 。 大約 在 1663年 ， 牛頓 即 開始 熱衷 於 光學 研究 ， 磨 玻璃 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 110 * 【 第二 章 】 、 製作 望遠鏡 也 在