星空微講壇：聆聽宇宙的聲音 一

致親愛的科爸科媽和小朋友們，

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聆聽宇宙的聲音－談射電波段的天文科學 （一）

主講丨孫維新教授/館長

配圖丨網路

各位科學爸爸講堂的朋友們大家好，我是孫維新，很高興再一次跟各位在空中見面。

今天我們來講「射電」這個波段的觀測和研究，在天文學上的發展。談到射電，首先有一個人我們一定要說，這是一個非常偉大的科學家，就是十八世紀到十九世紀英國非常有名的實驗物理學家法拉第（Michael Faraday），科學界公認他是史上最傑出的實驗物理學家，他只有小學畢業，但他竟然發現了「電磁感應」，電與磁可以互相生成，移動的電可以生磁，變動的磁場就可以產生電流，這是一個非常精采改變世界的發現！

您現在看到的圖像就是法拉第年輕的時候，還挺帥的，他也真是相當偉大！他發現電磁感應之後，就把這個知識用來改善生活，今天我們生活中到處都是的發電機跟馬達，都是法拉第發明的。有了發電機就可以借著磁場的變化產生電流；而有了馬達就可以把電用來推動機械，讓人類社會進入了電氣化跟機械化的時代，法拉第真的是功不可沒！

談在這裡，我要強調的是，雖然法拉第如此的偉大，但因為他沒有受過正統的科學教育，他只能在實驗室裡面利用結果推斷出來這些現象背後的道理，而真正在理論上集大成的，是另外一個十九世紀的物理學家，就是馬克斯威爾（James Clerk Maxwell）。今天我們提到兩個十九世紀最偉大的物理學家，一個是實驗物理學家法拉第，一個是就理論物理學家馬克斯威爾。

雖然馬克斯威爾在世的時間也不長，大概只活了48歲，但是他在理論物理學與數學上的成就是非常大的。他不但把法拉第發現的電磁感應成功轉化為馬克斯威爾四則方程式，用四個精採的方程式，把法拉第所得到的電磁感應現象清楚的標出，同時更進一步的，竟然預測到射電電波的存在！他的方程式指出了「射電」電波應該存在！

馬克斯威爾是一個非常重要的科學家，能把看到的物理現象整合成數學方程式，所以在這裡，我也想跟各位說，重要的不是只有做實驗觀察自然界的現象，而是經過了觀察與實驗以後，要能夠總結成為一個理論模型，而理論模型中數學常常扮演一個非常重要的角色。馬克斯威爾預測了射電電波的存在，就在他1879年去世之後不久，赫茲（Hertz）在實驗室裡面創造了射電電波！

赫茲在實驗室里，創造出可以隔空傳訊的射電電波。赫茲在世的時間其實也不長，他1859年出生，1894年就去世了，也不過才三十幾歲，但是他在1866年竟然在實驗室裡面做出偉大發現，他用兩個銅球中間隔著小小的縫，兩邊加電以後跳火，跳火產生電磁震蕩，他隔著不遠拿著另外一個環，上面也有兩個銅球，而跳火的那兩個球發出來的電磁輻射，竟然讓他手上的環也產生了跳火的現象，也就是說他產生的射電電波可以隔空把訊息傳到他手上這個環，就在那一刻，無線電波或稱「射電」這個領域的基礎就出現了！

接下來的這個人是馬可尼（Guglielmo Marconi），他是義大利人，出生在十九世紀下半葉，一直到到二十世紀上半葉（1874-1937）。他在赫茲創造的射電電波基礎上，發明了「無線電」，也就是不再用實體的電線，只要在儀器上敲一敲，就可以用射電電波把訊息送出去，這個貢獻讓馬可尼成為無線電通訊上的始祖！

（未完待續。。。）

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