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特斯拉誕辰 │ 科學史上的今天:07/10

張瑞棋_96
・2015/07/10 ・1359字 ・閱讀時間約 2 分鐘

1886 年,紐約的一處建築工地裏,有位氣質不凡的工人又在忿忿不平地跟同事大吐苦水。他帶著塞爾維亞口音一邊咒罵愛迪生的可惡,一邊大談自己的發電夢想;這位滿懷抱負卻虎落平陽的工人正是不世出的天才──特斯拉(Nikola Tesla, 1856 – 1943)。

四年前他到愛迪生的歐洲分公司上班,不只解決大大小小的工程問題,還挽救一次重大危機,原本寄望可以拿到高額獎金,好投入他一心想要發明的交流電發電機,誰知公司竟黃牛了!但特斯拉也沒有更好的棲身之所,只能委曲求全。待了兩年,他決定到美國發展,惜才的分公司總經理特地寫推薦函,讓他到紐約找愛迪生本人。

雖然愛迪生早已耳聞特斯拉的才能因而熱誠接待,但他們畢竟是截然不同的兩種人。除了體型與舉止的差異之外,愛迪生欠缺理論學養,靠的是不斷從嘗試和錯誤中改良發明,因此對特斯拉這種高談闊論的理論家並不以為然;加上愛迪生對自己發明的直流電系統頗引以為傲,根本不信特斯拉的交流電構想可行,只派他解決各種技術問題。

特斯拉也不負所望予以一一解決,包括愛迪生特別懸賞五萬美金的直流電發電機同步運作問題。只是他沒料到連尊貴的愛迪生也會耍賴不給獎金,說他不懂美國人的幽默。特斯拉真的受夠了,他已經被騙了兩次,於是這次他轉頭就走,決定獨力做出交流電發電機,證明給世人看!

只是他很快就花光積蓄,不得不當個日薪兩美元的建築工人。幸運的是,這樣打了一年工、向同事吐了一年苦水後,他的瘋言瘋語竟傳到西聯電報公司的主管耳中。1887 年,特斯拉獲得資金援助成立公司,完成了發電機的原型,又在受邀演講時獲得富豪威斯汀豪斯(George Westinghouse, 西屋公司創辦人)的激賞,提供他優渥的條件與充裕的資金全力發展交流電供電系統。

愛迪生當然不會任其坐大。除了透過媒體誇大交流電的致命性,還運作讓紐約監獄改用電椅處死死刑犯,以強化民眾對交流電的嫌惡。然而,直流電供電系統的先天限制還是不敵交流電的優點;1893 年芝加哥萬國博覽會,西屋公司用特斯拉的系統點亮了 96,620 個燈泡,正式宣告了家庭照明新時代的來臨,這是交流電的勝利,也是特斯拉對愛迪生的復仇。

但特斯拉還有更大的野心。他於 1891 年發明了特斯拉線圈,可以隔空產生感應電流;而在研究過程中,他還順帶發明了廣播、無線電、遙控器。於是特斯拉夢想著建造一座高塔,透過巨型的特斯拉線圈發送訊息到大西洋對岸;他計畫建造三十座這樣的高塔將全世界連結起來,而且所有人都能透過無線感應免費獲得電力。

然而,特斯拉的無線電專利於 1904 年突然被撤銷,改授予後發先至的義大利發明家馬可尼,於是金主不願再繼續支持他的計畫,而他自己的積蓄也逐漸花費殆盡,最後不得不變賣所有的資產與實驗設備。1934 年,他只能搬到紐約的小旅館,靠著西屋公司每月 125 元美金的接濟過活。

1943 年,特斯拉孤獨地死於旅館房間,除了他常餵食的鴿子,無人聞問。愛迪生成了教科書上的偉人,特斯拉則被歷史遺忘了數十年,直到最近,人們才逐漸想起這位將世界帶入電氣化時代的先知……。

  • 2021/7/11 更新:原文為「克羅埃西亞口音」,更正為「塞爾維亞口音」。雖然特斯拉的出生地雖然位於現在的克羅埃西亞,但他其實是塞爾維亞人。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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「數」養生活就從今天開始!談談數學教育的跨領域思維 ft. 數感實驗室賴以威老師【科科聊聊 EP.58】

PanSci_96
・2021/09/24 ・2816字 ・閱讀時間約 5 分鐘

賴以威老師近年來不餘遺力的推廣數學教育,他與數感實驗室的團隊前進校園,設計好玩好學的國小實驗課、以身作則的舉辦教師研習、還配合國中課業需求推出必修課與題本,業務早已超過數感實驗室剛成立時的規模。一路走來雖然秉持一貫的教育理念,但在教育現場實現了多少?改變了什麼?本集泛泛泛科學邀請賴以威老師談談數學教育的探究、實作與跨領域思維!

不餘遺力地推廣數學教育的賴以威老師。圖/賴以威 提供
  • 02:03 數感實驗室的數學教育

數感實驗室」一開始是賴以威老師與太太 Stacy 於 2016 年成立的粉專,主要刊登數學文章,不過後來發現都是大人在看,粉專並沒有適合小朋友的數學教育,夫妻倆便著手開發好用、好學、好玩的數學課程,從知識切入,跨領域整合數學、科學、歷史、人文、藝術等領域。

延伸閱讀:數學風箏│巨大化,正四面體風箏!在家防疫DIY【數學實驗課】國小數學實驗課 秋季視訊班

開發好玩又好學的數學課程。圖/賴以威 提供
  • 05:50 以威老師如何做到跨域整合?

以威老師表示最原始的動力當然是興趣使然,除此之外還跟他在博士班培養出來的能力有關:研究方法、定義問題、找資料、實現概念,這些能力不僅限於研究,更一路演變成他後來從事科普的技能。下關鍵字、判別可信度、延伸搜尋、產生內容…這些都需要經驗累積。「只講科學不講故事很可惜」,他認為科普內容都要帶出科學背後的意義,所有科學事件都是一個故事,可以多面向探討,自然而然的做到跨領域。

  • 11:20 108 課綱期望學生達到的素養是否太強人所難?

以威老師坦承 108 課綱講求的探究活用精神是他到研究所才掌握的能力,這樣要求國高中生似乎其困難。但是以前的教學觀念不一定要蕭規曹隨,小孩能否學會什麼都是可以討論的,「探究活用」是看待知識的態度,的確有可能在國高中階段就學會。

延伸閱讀:數感盃

  • 16:12 我們該以什麼態度看待新課綱?

如果我們把新課綱定義為培養好奇心,為了滿足好奇心,學生必須主動探究知識,而不是被動學習。好奇心就是這個時代學習的重要因素。當課堂不再是知識的唯一管道,老師不一定得擔任教學角色,當老師必須做的事變少了,引導學生、培養好奇心、探究實作與活用顯得更重要。

老師不一定得擔任教學角色,引導學生、培養好奇心、探究實作與活用顯得更重要。圖/賴以威 提供
  • 18:21 實務上有這麼理想嗎?

在數感實驗室舉辦的教師研習中,團隊遇過非常積極的老師、也遇過只習慣過去教法而否定新教法的老師,賴以威覺得這都在所難免,數感只能做更多研習,讓更多老師認同教學理念,並提供材料幫助老師無痛轉換。而家長與孩童方面,偶而也會有人反應都沒算到數學題目,對新教法不甚理解,這些都需要慢慢溝通。參與新課綱的人很多:老師、家長、學生、政府、大學、民間團體…我們都需要勾勒出共同的理想。

  • 23:55 何謂「數感」?

團隊認為數感分成「察覺關聯」與「應用數學分析決策」兩個層次。對不熟悉的人來說還是要輔以大量舉例才有機會了解,對孩童來說得花更多時間領會。所以團隊鼓勵大家來參加數感實驗室的活動,從機器人輸入輸出的參數體會函數概念、蓋紙房子學習錐體柱體與建蔽率、還有這次的四面體風箏與曲線刺繡都是數感的一種!

追蹤:數感活動

孩童正製作的四面體風箏也是數感的一種!圖/賴以威 提供
  • 28:10 人人有數感

Uber 饗食方案划算嗎?集點卡可以省多少錢?股票會賺嗎?人們平日的決策過程都是數感的表現,但是很多人卻把自己會的數學當作常識,自己不會的數學當做數學。其實,只要有算就是數學,意識到更多生活方面都可以應用數學還可以幫助我們過更好的生活。當你不排斥其他領域,就能夠處理更多知識、解決更多問題。

  • 31:57 教學理念與升學表現的平衡

一昧在教學中強調好奇心又太過理想化,尤其國中生有升學壓力必須顧及學業表現。數感團隊也在拿捏,從強調好奇心的數學課向升學的方向靠攏。像是數感的國中課程就有許多建立數學情境的素養題目:講求平均值的區間測速、二十進位的瑪雅數字、正負數計算高鐵票價,這樣同時培養了探究實作的素養也搭配學校課程幫助課業表現。

延伸閱讀:不需要測速照相機就能抓超速?區間測速原理大解析- PanSci 泛科學

  • 38:13 數感實驗室的課程設計

數感實驗室目前堆出的課程有國小與國中兩種,國小數學實驗課以引發好奇心為主,國中必修課與生活情境連結幫助課業提升。

其中九年級非選實戰題考驗著把文字轉換為數學問題的能力,是學生最缺乏也最難教的,甚至很多高中生都還再學習。從這點來看,有老師認為七年級題本也可以給高中生做。當然數感也希望盡快開發出對應完整學程的課程讓所有學生直接使用。

另外題本也可視為科普文章,大人也可以寫喔。y 編回憶起學生時代的題目才發現都沒搞懂,因為以前的教學沒有連續的思維養成,希望現在的題本可以整合以前學習的片段知識。

  • 43:12 更多關於數感的資訊

追蹤數感實驗室官網,獲取精選文章、影片、課程與活動資訊、題本、還有賴以威老師親簽書籍喔!

節目的最後,以威老師也分享疫情期間的線上課程其實比較辛苦,但有些功能如軟體模擬、分組、Jamboard、延伸閱讀等等也是實體課程做不到的。另外線上課程不限地點皆可參加,連家人都可旁聽,這些特性都必須好好把握的。


泛泛泛科學 Podcast 這裡聽:


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