英國數學大師桑托伊系列:精準的測量法

Precision : The Measure of All Things 加入收藏
產品規格
  • 規格 

    DVD

  • 總片長

    180 分

  • 總片數

    3 片

  • 級別 

    普遍級

  • 發音 

    英語

  • 字幕 

    中文、英文

  • 出品年

    2013 年

  • 公播價

    NT$ 20,400

  • 出版 

    英國空中大學

  • 備註 

    以上報價未含VOD

關鍵字
內容介紹

英國數學鬼才馬庫斯‧杜‧桑托伊,任教於牛津大學和英國皇家學會大學研究員。他在期刊文章中提及:…數字是生命、宇宙乃至答案。在英國數學大師桑托伊系列:精準的測量法節目中,我們將要見證一場在人類文明中,藉著高超的物理概念與數學精確計算所發展的「測量」歷史。這是人類駕馭時間與長度、質量與莫耳、電、熱以及光的故事,每一次精準測量的演化都使人類文明躍進。側量使我們了解事物的本質,並且將帶領我們認識宇宙永恆不變常數的核心。
1.精準的測量法-時間與距離 Precision The Measure of All Things : Time and Distance
丈量日影長度以推算時間的埃及日晷,證實在文明人類的意識中,「時間」與「長度」的關係密不可分。在劃時代的教堂機械鐘發明之後,歐陸統治者們卻熱愛以自己身體的長度制訂標準,造成前所未有的大混亂;以日正當中,替機械鐘對時,也造成了各個村莊的時間誤差。
就在法國大革命的動盪時期,勇敢的科學家們進行統一長度計畫,經歷一場多災多難的旅程,他們以地球南北極到赤道的千萬分之一長度,成功打造純鉑「公尺原器」。雖然格林威治標準時間確立了精準的航海曆與火車時刻表,現代科學家以恆久不變的事物作為測量標準,這次不只要以地球為標準,而是以宇宙常數「光速」定義「公尺」,以銫原子的震盪頻率定義「秒」;如此一來,大改造的不只是航行與交通,而是「量子電腦」等超級人工智慧的問世。

2.精準的測量法-質量和莫耳 Precision The Measure of All Things : Mass and Moles
千百年來,古文明的交易仰賴穀物砝碼與樑式天平的公正,因為在估計重量的時候,人類容易被視覺所影響,如何秤重變成貿易的難題。為了端正詐騙歪風,優秀的化學家拉瓦錫以一立方公寸的水,定義出「公斤」,並由另外兩位繼承的科學家,鑄造出純鉑「公斤原器」。
隨著十八世紀英國政府試圖對馬車上的貨物徵稅,秤重變成苦差事。再加上牛頓的天才發現,隨著測量地點而改變的「重量」與物體本身的「質量」,是兩種不同的概念。後世化學家為了定義一莫耳質量用的「亞佛加厥數」一直都是神祕的數字,這些促使現代科學家以超精確的「電力」,與數出完美矽球全部的原子數量,試圖揭開公斤的神秘面紗,甚至是質量在宇宙中的起源;有朝一日人類也許能用宇宙最基本的「希格斯波色子」,秤量身邊的一切。

3.精準的測量法-光、熱和電 Precision The Measure of All Things : Light, Heat and Electricity
伽利略是首先試圖測量溫度的科學家,當時的人認為「熱」是無形的流體,知識份子流行配戴溫度計,象徵對無形事物的理解。「能量」對人類而言一直是難以捉摸的事物,更遑論測量它們;結果就是工業革命隨之而來的壞處,以水的冰點與沸點為準的華氏與攝氏溫標,再也無法精確的監控溫度,嚴重的鍋爐爆炸案經常發生。
伏打找出了電流的奧秘,而愛迪生用「電」點亮了現代文明。但是缺乏準確測量用電量的方法,差點讓天才愛迪生大傷荷包。此時人眼的光感覺對測光的誤差,也造成了不少問題。現代科學家追尋測量能量本質的極限,以粒子運動的動能定義熱、計算數以兆計流過的電子來定義電流,並且突破人眼的界限,淘汰「燭光」,期待人類文明更能符合宇宙永恆的標準。