宇宙解析／了解宇宙要靠數學翻譯 2014/03/03 【聯合報╱記者陳皓嬿】

宇宙解析／了解宇宙要靠數學翻譯

2014/03/03

【聯合報╱記者陳皓嬿】 國家地理頻道經典天文科普節目「宇宙」經重製、翻拍，成為新一季的「宇宙大探索」，主持人美國天文學家尼爾．泰森（Neil deGrasse Tyson），和安．德魯彥，希望能藉此喚起人們對探索自然和宇宙的熱情，不過談到科學教育，兩人不約而同都談到數學障礙。 許多人因接觸科學時碰到繁複的數學計算而心生厭惡、畏懼，進而排斥科學；德魯彥認為學科學應回歸到人本能對自然的好奇與熱情，不僅教法需改變，也要帶兒童從小開始問問題、探尋世界，而不是只給予知識。 泰森則認為，大家看待數學的方式，應該將其當成學習外語：如要了解一個地方的文化風俗，就會學習當地語言。若想了解宇宙的「文化」，就要用宇宙的語言－數學去理解溝通；現在的教育多把數學當成「你若不學，以後就活不下去」的存在，當然讓人無法理解為什麼要學數學。 提及近代科技、科學發展是否趨於緩慢、飽和？泰森舉例反駁，百年前科學家認為物理世界以幾乎探索完畢，只剩一點「小問題」需要解決，殊不知幾十年間，愛因斯坦發明相對論，接著量子力學出現，這些小問題根本是另一個新天地。 泰森常問自己「還有什麼問題，是我根本還想不到要去問的？」他認為當所知的範圍越廣，無知也跟著增加，科學探索是個沒有盡頭的旅程，也不會飽和。 至於應用科學的發展，泰森表示，有些國家曾長時間在科技上領先，後來優勢卻消失了；在沒基礎科學的持續探究下，技術也會跟著停滯，因為科學是科技的根基，如果科學沒有繼續發展，那就只能不斷的重複「改良式發明」，不會有新進展。 宇宙解析／星光無數為何夜空黑暗 2014/03/03 【聯合報╱記者陳皓嬿】 晚上的天空為什麼是暗的？最直覺的答案大概大家都答得出來，因為晚上太陽在地球的背面，所以照不到光。 但太空中有這麼多星星，每顆星星發出來的光都會擴散，就像用手電筒或探照燈往眼前照一樣，所以照理來說夜晚的天空應會被星光覆蓋住，相當明亮才對？ 這是相當有名的「夜空佯謬」，1823年時由德國天文學家歐柏斯提出，曾引起相當大的爭論。 歐柏斯假設，靜止的宇宙中，均勻分布著同樣的星體，若以地球為中心，畫出許多同心的「天球殼」，則在距離地球10光年球殼上的星星，亮度是距離地球20光年球殼上的星星的4倍。 不過20光年球殼上的星星數量，也會是10光年球殼上星星數量的4倍，所以兩個球殼所發出來的光，對地球人來說，看起來是一樣亮的。 由於每個球殼對夜空貢獻的亮度相同，所以累積的效應應該是無限亮的天空。 1901年，物理學家開爾文解開這個弔詭理論：宇宙的年齡有限、光的速度也有限，以地球的年齡約為50億年來說，我們只能看到距離地球50億光年內的星星，因為50億光年以外的星光，都還沒到達地球，換句話說，我們看向夜空中黑暗的部分，其實就是在回顧歷史。 宇宙紅移也是另一合理解釋，因為宇宙正在膨脹，當可見光傳到地球時，光的波長已轉變成微波，所以我們看不到星光。