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【科學史上的今天】03/22—密立根誕辰

2014/03/22 | |

03/22—密立根誕辰(Robert Millikan, 1868-1953)

1908年,邁入不惑之年的物理學家密立根檢視目前還算令人稱羨的生活:美滿的婚姻與三個小孩、在芝加哥大學任教、還是個頗有名聲的教科書作家。然而,有 件事他始終耿耿於懷,那就是至今仍沒有做出重要的研究。他決定挑戰測定電子的基本電荷,期能名留青史;只是他沒料到,那將伴隨著難以平息的爭 議‧‧‧‧‧‧。

雖然湯姆森在1897年就發現電子,但對於電子攜帶的電荷大小究竟是連續的各種值都可能或是有基本單位,始終沒有概念。湯姆森本人帶領學生鑽研這個問題已好幾年,他們在雲霧室內部裝了可以通電的金屬板,然後觀察帶負電 (也就是電子)的水氣下降速率,以估算每一微滴平均所受的電力──也就是電子的電荷大小。但因為霧氣很快就蒸發,只能得到相當粗略的估算。

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密立根沿用這個方法,但改良設備變成研究單一水滴,而非一片雲霧。最重要的突破在1910年,他用油滴取代水滴,克服了快速蒸發的問題。他長期以來投入此單調乏味的觀察終於有了成果,1913年他發表論文,宣告基本電荷的值,誤差千分之五以內。

他這項成就加上三年後又以實驗證實了愛因斯坦的光電效應 (諷刺的是,他原本是要證明它是錯的) ,密立根終於如願以償,在1923年獲頒諾貝爾物理獎。只不過這個光環日後卻有些黯淡。1981年,先是亞倫‧富蘭克林發現密立根當時是從140個實驗數 據中挑選出58個他認為「美的」,才得出基本電荷存在的結論;雖然算出來的電荷值的確相當精確,但這種人為操弄畢竟不符合科學精神!接著密立根的當年研究 生佛萊契爾死後,文件才揭露他也共同參與了油滴實驗,而改用油滴根本是他建議的,但密立根卻硬是獨佔其功!

對於榮耀的渴求固然可以帶來鍥而不捨地追尋科學真理的動力,卻也容易誘使你走向歧途。密立根的故事值得我們借鏡!

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延伸閱讀:密立根 Robert Andrews Millikan

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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