你知道嗎?科學史上這幾張偉大的圖片

歷史上第一張照片,NICÉPHORE NIÉPCE (1826)

法國人路易斯·達蓋爾(Louis Daguerre)在1839年發明了攝影術。但事實上,在他之前的人已經嘗試過將暗箱原理與感光物質的使用結合起來。

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在攝影術正式誕生的十年前,達蓋爾與發明家尼埃普斯(NICÉPHORE NIÉPCE)建立了合作關係。

1824年,尼埃普斯打算用照相機拍下了第一張照片,他用一塊塗有Judea瀝青(這種瀝青在光照下會變硬)的石板作為底片來拍照,但他失敗了。

在1826年或1827年,尼埃普斯用一塊錫制的金屬板作為底片,再次進行了實驗。這次他成功了,通過幾天時間的曝光,這幅名為《從Le Gras餐廳的窗口觀看》的照片誕生了。照片是在他位於聖盧普-德-瓦蘭內斯的家中拍攝的。如今,這幅照片被安放在德克薩斯大學。

地球升起 - William Anders (阿波羅8號) (1968)

阿波羅8號是美國國家航空航天局(NASA)的第二個載人項目。它是第一個飛出地球軌道,繞月飛行並安全返回地球的項目。三位宇航員弗蘭克·博爾曼,詹姆斯·洛弗爾和威廉·安德斯是第一批從太空觀察整個地球的人類。

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1968年聖誕節前夕,當太空艙進入月球軌道時,宇航員們突然驚訝地看到地球從地平線上升起,於是博爾曼拍了第一張黑白照片。而這張彩色照片是安德斯用Hasselblad相機和柯達Ektachrome膠捲拍攝的,這張照片後來成為太空探索的標誌之一。2013年,為了紀念阿波羅8號45週年,美國宇航局製作了一段視頻,模擬了三名宇航員所看到的全景。

日食證明愛因斯坦是正確的,F. W. DYSON, A. S. EDDINGTON AND C. DAVIDSON (1919)

廣義相對論(General Relativity) 是描寫物質間引力相互作用的理論。其基礎由愛因斯坦於1915年完成,1916年正式發表。這一理論首次把引力場解釋成時空的彎曲。

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廣義相對論誕生於1915年。雖然當時愛因斯坦在物理學界頗有名氣,但是直到1919年11月7日,他的名字才被公眾所知。

當天的《泰晤士報》(The Times)報道稱,三名英國天文學家在1919年5月29日拍攝了日蝕照片,證明了星光是如何受到太陽引力的影響而彎曲的,從而證明了愛因斯坦的理論。而在前一天,也就是11月6日,研究結果在一次重要的科學會議上正式公佈。倫敦的報紙宣稱這是一次“科學革命”。根據尤爾根·內弗在2005年撰寫的愛因斯坦傳記描述,正是在這一天,這位德國物理學家聲名鵲起。

希格斯玻色子,LHC (2012)

希格斯玻色子(英語:Higgsboson)是標準模型裡的一種基本粒子,是一種玻色子,自旋為零,宇稱為正值,不帶電荷、色荷,極不穩定,生成後會立刻衰變。希格斯玻色子是希格斯場的量子激發。根據希格斯機制,基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質量。假若希格斯玻色子被證實存在,則希格斯場應該也存在,而希格斯機制也可被確認為基本無誤。

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自從愛因斯坦之後,物理學在媒體上引起的關注一直都很少,直到歐洲核子研究中心(CERN)發現希格斯玻色子。

2012年7月4日,歐洲核子研究中心(CERN)宣佈,兩個大型強子對撞機ATLAS和CMS在實驗中檢測到與希格斯粒子預測性質一致的粒子。一時間,這成了全歐洲的頭條新聞。歷史上最大、最昂貴的機器已經完成了它的主要任務,發現了彼得希格斯於1964年提出的理論粒子。這幅圖像模擬了玻色子在兩個質子碰撞時的衰變過程。這些線表示粒子可能的軌跡,而藍色區域表示碰撞釋放的能量。

第一張火星照片,水手4號(1965)

水手4號(Mariner4)是美國發射的一系列以飛越方式進行的星際探險中的第4個火星探測器,並且是第一個成功飛越火星的太空船。它在1964年11月28日發射。它回傳了第一張火星表面的照片,並且是第一張從除了地球以外另外一個行星上拍的照片。同時,這張充滿了隕石坑、死寂世界的照片,震驚了科學界。

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在經歷數次失敗後,美國宇航局的“水手4號”是第一艘成功飛越火星的航天器。“水手4號”於1964年11月28日發射升空,並於次年7月14日到15日登陸火星。它有一個可以將模擬信號轉換成數字信號電視攝像機。將所有的數據被收集在磁帶錄音機上,然後通過無線電發送到地球。地球上的工程師們收到了一張標註著每個像素顏色代碼的紙條。他們像畫兒童畫一樣,按照顏色代碼手工著色。於是我們就有了這張震驚科學界的第一張火星照片。

第五次索爾維會議,本傑明·庫普里(1927)

索爾維會議是20世紀初一位比利時的實業家歐內斯特·索爾維創立的物理、化學領域討論的會議。

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1911年,第一屆索爾維會議在布魯塞爾召開,以後每3年舉行一屆。1927年,第五屆索爾維會議在比利時布魯塞爾召開了,因為發軔於這次會議的阿爾伯特·愛因斯坦與尼爾斯·玻爾兩人的大辯論,這次索爾維峰會被冠之以“最著名”的稱號。

一張匯聚了物理學界智慧之腦的“明星照”則成了這次會議的見證,數十個涵蓋了眾多分支的物理學家都留下了他們的身影,愛因斯坦、玻爾更是照片的靈魂人物。

科學文獻中的第一個恐龍化石,羅伯特·普羅特(1677)

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幾個世紀以來,恐龍化石為各種傳說提供了素材。在中國,他們被當作龍。而在歐洲,人們認為他們是食人魔或巨人的遺骸。1677年,牛津大學第一位化學教授羅伯特·普勞德在《牛津郡自然史》一書中首次記載了這種生物。在他的作品中,有一幅在石灰岩採石場發現的一塊石化骨頭的插圖。化學家認為它是股骨的下頭,但考慮到在英國沒有這種大小的動物,他把它歸因於羅馬人使用的戰爭大象,甚至是一個巨人。1824年,神學家和古生物學家威廉·巴克蘭(WilliamBuckland)將這塊骨頭歸入斑龍屬。斑龍是第一個發表在科學期刊上的恐龍,儘管“恐龍”這個詞直到1842年才被創造出來。

生命之樹,達爾文(1837)

查爾斯·羅伯特·達爾文(Charles Robert Darwin,1809年2月12日—1882年4月19日),英國生物學家,進化論的奠基人。曾經乘坐貝格爾號艦作了歷時5年的環球航行,對動植物和地質結構等進行了大量的觀察和採集。出版《物種起源》,提出了生物進化論學說,從而摧毀了各種唯心的神造論以及物種不變論。除了生物學外,他的理論對人類學、心理學、哲學的發展都有不容忽視的影響。恩格斯將“進化論”列為19世紀自然科學的三大發現之一(其他兩個是細胞學說、能量守恆轉化定律),對人類有傑出的貢獻。

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查爾斯·達爾文乘坐“貝格爾號”(HMS Beagle)客輪航行近5年後,於1836年返回英國,當時他已經是一位著名的科學家。他在遠航期間對動植物和地質結構等進行了大量的觀察和採集。在此之後,達爾文開始做筆記,試圖解釋嬗變,也就是當時所謂的物種間的轉化。1837年7月,他在筆記本上寫下“我認為”,然後畫出了他的第一張“生命之樹”草圖。目前這本筆記本的原件保存在劍橋大學圖書館。

正電子的圖像,卡爾·大衛·安德森(1932)

正電子,又稱陽電子、反電子、正子,基本粒子的一種,帶正電荷,質量和電子相等,是電子的反粒子。最早是由狄拉克從理論上預言的。

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英國人保羅·狄拉克(Paul Dirac)於1928年提出了反電子,一種帶正電荷的電子的想法,為物理世界開闢了反物質的新概念。

1932年8月2日,美國加州理工學院的安德森等人向全世界莊嚴宣告,他們發現了正電子。正電子的發現是利用雲霧室來觀測的。在雲霧室中充入過飽和的乙醚氣,當物質放射出正電子時,正電子穿過雲霧室,在正電子運行軌道中出現液滴線,通過外加磁場測量正電子的偏轉方向及半徑就可以知道它的帶電符號,及荷質比(帶電量與質量的比值)從而確定正電子的性質。正電子的發現開闢了反物質領域的研究。當安德森發表他的研究結果時,《物理評論》雜誌的編輯建議將其命名為“正電子”。安德森於1936年獲得諾貝爾獎。

一位名叫卡爾·安德森(Carl Anderson)的年輕物理學家在一個雲霧室中尋找新粒子,對其進行了實驗演示。由於運動中的電離粒子使水蒸氣凝結,留下可見的痕跡,這種儀器能夠探測到輻射的通過。當腔體受到磁場的作用時,粒子的路徑會根據電荷的符號向一側或另一側彎曲。安德森在尋找宇宙射線粒子時,發現了一條不尋常的軌跡:它的質量是一個電子的質量,但它的曲率與預期相反,這表明它帶一個正電荷。當安德森發表他的研究結果時,《物理評論》雜誌的編輯建議將其命名為“正電子”。

它的實驗演示將在四年之後由一位名叫卡爾安德森的年輕物理學家提供,他正在尋找雲室中的新粒子。由於運動中的離子化顆粒導致水蒸氣凝結,留下可見的痕跡,因此該儀器允許檢測輻射通過。當腔室受到磁場作用時,顆粒的路徑根據其電荷的符號向一側或另一側彎曲。當安德森觀察到一條不尋常的痕跡時,他正在尋找宇宙射線粒子:它的質量是電子的質量,但它的曲率與預期相反,表明正電荷。次年,他的結論就被帕特里克-布萊克特和朱塞佩-奧基亞利尼所證實。為此,安德森獲得了1936年諾貝爾物理學獎。

三位一體核試驗,Berlyn Brixner(1945)

三位一體核試(Trinity),亦有音譯作託立尼提核試或特里尼泰核試,是人類史上首次核試驗代號,此次核試驗的直接結果就是加速了太平洋戰爭的結束,標誌著美國進入原子時代。

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核武器時代始於1945年7月16日。那天早上5點29分,歷史上第一顆原子彈在新墨西哥州索科羅縣的託立尼提沙漠爆炸了,這是曼哈頓計劃的首次試驗。該實驗室的資深科學家 - 物理學家朱利葉斯·羅伯特·奧本海默(Julius Robert Oppenheimer)在英國人約翰·唐恩(John Donne)的一首詩的啟發下,給實驗命名為“三位一體”。三位一體核試驗測試的是一個內爆式的爆炸裝置,核裝藥為鈈。其暱稱為“小工具”(The Gadget)。1945年8月9日在長崎投放的胖子原子彈採用了同樣的設計結構,三位一體試驗的當量約為20,000噸黃色炸藥。

攝影師Berlyn Brixner放置了大約50臺攝像機,每秒可拍攝10,000幀。圖像是在爆炸後16毫秒拍攝的。但在那一刻,爆炸的氣泡已經達到了200米的高度,而隨後的蘑菇雲上升到12多公里高。


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