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Tien T. Tsong - Academia Sinica

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Science<br />

Development, Methods &<br />

Achievements<br />

科 學 的 發 展 、 方 法 與 成 就<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong><br />

鄭 天 佐<br />

Institute of Physics, <strong>Academia</strong> <strong>Sinica</strong><br />

Some of the materials presented are from talks of<br />

Ismail Serageldin<br />

Director of the Library of Alexandria<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Bibliotheca Alexandria (3 rd C BC to 4 th C AD) rebuild in 2002 with<br />

$600 Millions contributions from UNESCO, France, German, Japan etc.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Science: Western History<br />

Egyptians 埃 及 人<br />

Greeks 希 臘 人<br />

Why No Romans? 為 什 麼 沒 有 羅 馬 人 ?<br />

Arabs 阿 拉 伯 人<br />

Europeans 歐 洲 人<br />

Spread to the Entire World 擴 散 至 全 世 界<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Imhotep (~2600 BC)<br />

• Builder of the<br />

Saqqara Pyramid<br />

• God of Medicine<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Love of After Live<br />

2630 BC<br />

Great Engineering: 100,000 workers, 2,300,000 blocks of stones, each weighs <strong>Tien</strong> 2-4 T. <strong>Tsong</strong> tons


Source: Science in Ancient Egypt, by Geraldine Woods, 1998.<br />

Mummy 木 乃 伊<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


4500 year old false teeth<br />

held together by gold wire<br />

古 埃 及 以 金 線 固 定 假 牙<br />

Photo of Time Magazine<br />

( 好 相 片 勝 過 千 言 萬 語 )<br />

中 國 農 村 (Time 03/06)<br />

埃 及 未 有 拔 牙 技 術 , 牙 痛 吃 草 藥 , 但<br />

巴 基 斯 坦 古 代 墓 地 發 現 九 副 9000 年 前<br />

前 Source: 頭 顱 Science , 有 in 11 Ancient 顆 臼 Egypt, 齒 by 上 Geraldine 有 鑽 洞 Woods, 痕 跡 1998.<br />

現 在 城 鄉 差 距 嚴 重 , 但 鄉 下<br />

也 有 拔 牙 技 術<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Source: Science in Ancient Egypt, by Geraldine Woods, 1998.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Great Pyramid (~140 m in height, 2551 bc-2528 BC)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Great Pyramid was<br />

built during Khufu’s reign.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


埃 及 古 墓<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


星 座 圖<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


House Clocks<br />

For Night and Day<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


古 埃 及 已 有 十 進 制 和 數 目 字<br />

Source: Science in Ancient Egypt, by Geraldine Woods, 1998.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Rhind Papyrus 紙 ( 莎 ) 草 紙 書<br />

1650 BC, Mathematical Puzzle 數 學 難 題 , 數 學 謎 題<br />

Written some 3650 years ago, copied from a<br />

work about 400 years older<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


圓 周 : π = 3.16049<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Passing the torch to Greece<br />

• Many of the great Greeks (e.g. Plato,<br />

Pythagoras) visited Egypt to learn from its<br />

temples, and soon they built the great<br />

edifice of learning in ancient Greece that<br />

we all admire to this day.<br />

• 火 炬 傳 至 希 臘 :<br />

很 多 偉 大 希 臘 學 者 如 Plato,Pythagoras 曾<br />

經 訪 問 埃 及 , 學 自 廟 宇 , 他 們 很 快 建 立 至<br />

今 我 們 推 崇 的 古 希 臘 文 明 。<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Pythagoras<br />

582-500 BC<br />

Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


陽 曆 ,365 天 6 小<br />

時 , 幾 何<br />

Thales<br />

(~600 BC)<br />

Eudoxus<br />

(~380 BC)<br />

人 際 和 社 會 倫 理<br />

Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

Confucius<br />

(~500 BC)<br />

Socrates<br />

(~440 BC)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Democritus (~460 BC)<br />

Leucippus (~5C BC) Epicurus (341-271 BC)<br />

原 子 論 : 宇 宙 除 了 原 子 之 外 只 有 虛 無 一 物 的 空 間<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Plato (428-347 BC)<br />

Aristotle (384-322 BC)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Love of Creating New Knowledge<br />

Greek Philosophers and Scientists<br />

Propose, discuss, debate, teach & learn<br />

Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Ancient Library<br />

of Alexandria<br />

古 亞 歷 山 大 古 圖 書 館<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Love of<br />

Conquest<br />

Alexander<br />

the Great<br />

356-323 BC<br />

King of<br />

Macedonia<br />

Founded Port of<br />

Alexandria<br />

建 立 亞 歷 山 大 港<br />

population of<br />

~300,000<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Modern Map of the Ancient Western World<br />

Macedonia<br />

600 miles<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


280 BC<br />

Population:<br />

~300,000<br />

Light house:<br />

143 m tall<br />

One of the 7<br />

wonders of<br />

the world<br />

Destroyed by<br />

earthquake in<br />

14 th C.<br />

亞 帝 扶 植 了<br />

Ptolemy 王 朝<br />

Von Erlach 1721<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Library of Alexandria<br />

Founded by Ptolemy I Soter, king of<br />

Egypt around ~3 rd CBC<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Love of Learning<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The library<br />

held about<br />

700,000<br />

scrolls,<br />

arranged in<br />

storage<br />

racks<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


700,000 Scrolls<br />

7- 8 scrolls = 1 book of 300<br />

octavo pages<br />

猶 太 福 音<br />

3 or 4 AD<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Love of Knowledge:<br />

Incoming ships are<br />

searched for books<br />

and copied.<br />

來 船 要 先 被 搜 查 , 書<br />

本 先 抄 下 後 才 歸 還<br />

1 st library & multiversity of the world<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Ancient Library<br />

Married Greek and Egyptian<br />

Science with Asian Elements Added<br />

亞 歷 山 大 古 圖 書 館 結 合 古 希 臘 和 埃 及 科<br />

學 , 並 具 東 方 色 彩<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Ancient Library<br />

Then Produced An Explosion Of<br />

Knowledge Unmatched in History<br />

亞 歷 山 大 港 古 圖 書 館 激 發 了 史 上<br />

無 可 比 擬 的 知 識 遽 增<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


sun<br />

ARISTARCHUS<br />

(310 BC – 230 BC)<br />

地 球 繞 著 太 陽 轉 學 說<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Hipparchus<br />

2 nd Century BC,<br />

calculated the<br />

length of the year<br />

to within 6 1/2<br />

minutes, compiled<br />

the first known star<br />

catalog, and made<br />

an early<br />

formulation of<br />

trigonometry ( 計<br />

算 一 年 天 數 , 紀 錄<br />

星 譜 , 創 造 三 角 ).<br />

張 衡 ( 東 漢 ,78-139 AD), 地 震 儀 , 渾 天 儀 ~130 AD<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Eratosthenes<br />

(276 BC-194BC)<br />

• Third Director of<br />

the Library<br />

• Brought<br />

Archimedes<br />

• 錯 誤 : 鍊 金 術<br />

• Tasked<br />

Callimachus<br />

• Beta Scholar<br />

• Father of<br />

Geography<br />

• Grammarian<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Eratosthenes As Astronomer<br />

• Measured the distance to the sun as<br />

804,000,000 stadia ( 測 量 地 球 到 太 陽 之 距 離 )<br />

• Measured the distance to the Moon as 780,000<br />

stadia. ( 測 量 地 球 到 月 球 之 距 離 )<br />

• He computed these distances using data<br />

obtained during lunar eclipses. ( 從 月 蝕 時 得 到<br />

的 數 據 計 算 而 得 這 些 距 離 )<br />

• Measured the tilt of the Earth‘s axis with great<br />

accuracy obtaining the value of 11/83 of 180 ,<br />

namely 23 51’ 15“. ( 測 量 地 球 自 旋 角 度 )<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Eratosthenes<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


How accurate?<br />

• Circumference of the earth: 250,000 stadia<br />

@ 157.2 m = 39,300 Km<br />

98.25 % of present value<br />

• Distance to the sun: 804,000,000 stadia @<br />

157.2 m = 126 million Kms<br />

84.25% of present value<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Eratosthenes Maps The world<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Claudius Ptolemy<br />

(65-125 AD)<br />

地 球 中 心 論<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Earth At The Center Of The Cosmos<br />

Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Established the calendar<br />

• The year 365.25 days long<br />

• Leap years<br />

• Became the basis for the<br />

Julian calendar<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Euclid<br />

(~300 BC)<br />

Greek, but taught<br />

geometry in<br />

Alexandria.<br />

13 volumes<br />

Elements<br />

mathematics<br />

books<br />

Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Euclid --<br />

Elements of Geometry<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


n 角 形<br />

讓 n 趨 於 無 限<br />

大 , 可 求 π 值<br />

π 是 希 臘 文 圓 周<br />

的 第 一 字 母<br />

Archimedes (287-212 BC)<br />

Educated in Alexandria<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


浮 力 = 排 除 之 水 重<br />

Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

摃 桿 原 理<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


五 結 鄉 利 澤 國 中 從 書<br />

中 記 載 , 委 託 廠 商 重<br />

製 2000 多 年 前 希 臘 科<br />

學 家 阿 基 米 德 抽 水<br />

機 , 引 水 灌 溉 農 園 。<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Herophilus<br />

335-280 BC<br />

Father of<br />

Science<br />

Anatomy<br />

Conducted<br />

detailed postmortems<br />

and<br />

identified parts of<br />

the brain and the<br />

circulatory<br />

system<br />

屍 體 解 剖 學 , 腦<br />

與 循 環 系 統<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Galen served as a doctor to gladiators in Pergamom<br />

(Turkey). 有 沒 有 把 活 人 當 死 馬 醫 ?<br />

Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Dioscorides<br />

Herbarium<br />

• Eminent figures<br />

relied for<br />

centuries on this<br />

catalogue of<br />

herbal treatments<br />

中 草 藥 或 漢 藥<br />

動 物 生 病 也 會 找 草 藥<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


真 正 歷 史 比 小 說 或 戲 劇 有 趣<br />

Julius Caesar 凱 撒<br />

100-44 BC<br />

Cleopatra 埃 及 豔 后<br />

69-30 BC<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Love of Power<br />

Assassination of Caesar (100-44 BC) by Cassius & Brutus <strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Love of Books & Knowledge:<br />

Mark Antony Gives Cleopatra a Gift<br />

of 200,000 Scrolls from Pergamom<br />

Cleopatra<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Die for Love?: Mark Anthony (83-30 BC) & Cleopatra (39 yr old)<br />

Ptolemy 王 朝 從 此 滅 亡<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


30 BC-200 AD<br />

• Egypt becomes a Roman Province<br />

(Octavian/Augustus 30 BC) 成 為 羅 馬 帝 國 一 省<br />

• Emergence of Christianity, St. Marc preaches in<br />

Alexandria mid 1 st C AD 基 督 教 的 進 入<br />

• Persecution of Christians in Egypt 基 督 徒 被 迫 害<br />

• Riots, fires, civil strife in late second and early third<br />

centuries 動 亂 與 大 火<br />

• Arab influence & rule 阿 拉 伯 勢 力 的 引 入 與 統 治<br />

~120 AD<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Reassembling The Lost Knowledge<br />

重 新 尋 找 收 集 遺 失 的 知 識<br />

• Al-Ma’amun and Beit Al Hikma<br />

• Enormous support for learning<br />

• Huge translation program<br />

• In 70 years, Arabic would become the<br />

language of learning<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Reassembling Lost Manuscripts<br />

蔡 倫 造 紙 :105 AD<br />

第 八 世 紀 傳 至 歐 洲 , 第 九 世 紀 自 己 製 造<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Source: Milestones of Science, Curt Suplee – National Geographic society, 2000.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Source: The Oxford Dictionary of Islam, Edited by John L. Esposito. Oxford University Press, 1999.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Dioskorides’<br />

medicinal<br />

plants<br />

Translated in the<br />

9 th Century,<br />

recopied many<br />

times (this copy is<br />

from 11 th Century)<br />

Source: The Oxford Dictionary of Islam, Edited by John L. Esposito. Oxford University Press, 1999.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Medieval<br />

Libraries<br />

Flourished<br />

中 世 紀 圖 書 館<br />

興 旺<br />

(note stacks of<br />

books in alcoves)<br />

Source: The Oxford Dictionary of Islam, Edited by John L. Esposito. Oxford University Press, 1999.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The 9 th Century Revival<br />

文 化 在 阿 拉 伯 興 旺<br />

• Jabir Ibn Haiyan (Geber) - Chemistry - (Died 803 C.E).<br />

• Ali Ibn Rabban Al-Tabari - Medicine, Mathematics,<br />

Calligraphy - (838-870)<br />

• Al-Razi (Rhazes) - Medicine, Ophthalmology, Smallpox ,<br />

Chemistry, Astronomy - (864-930)<br />

• Al-Farabi (Al Pharabius) - Sociology, Logic, Philosophy,<br />

Political Science, Music -(870-950)<br />

• Abu Al-Qasim Al-Zahravi (Albucasis) - Surgery, Medicine<br />

- (936-1013)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Jabir Ibn Hayyan<br />

• Jabir Ibn Haiyan<br />

(Geber) - Chemistry<br />

- (Died 803 C.E).<br />

• Alchemy and<br />

Chemistry<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Al Razi<br />

• Al-Razi (Rhazes) -<br />

Medicine,<br />

Ophthalmology,<br />

Smallpox ,<br />

Chemistry,<br />

Astronomy - (864-<br />

930)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Farabi<br />

• Al-Farabi (Al<br />

Pharabius) -<br />

Sociology, Logic,<br />

Philosophy,<br />

Political Science,<br />

Music -(870-950)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Zahravi (936 – 1013)<br />

• Abu Al-Qasim Al-<br />

Zahravi<br />

(Albucasis) -<br />

Surgery, Medicine<br />

- (936-1013)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The 10 th –13 th Centuries<br />

from Persia (Iran) and Iraq<br />

• Muhammad Al-Buzjani - Mathematics, Astronomy - (940-<br />

997)<br />

• Abu Raihan Al-Biruni - Astronomy, Mathematics,<br />

determined Earth's circumference - (973-1048)<br />

• Ibn Sina (Avicenna) - Medicine, Philosophy,<br />

Mathematics, Astronomy - (986-1037)<br />

• Omar Al-Khayyam - Mathematics, Poetry - (1044-1123)<br />

• Nasir Al-Din Al-Tusi - Astronomy, Non-Euclidean<br />

Geometry - (1201-1274)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Buzjani<br />

• Muhammad Al-<br />

Buzjani -<br />

Mathematics,<br />

Astronomy - (940-<br />

997)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Al Biruni<br />

• Abu Raihan Al-Biruni -<br />

Astronomy,<br />

Mathematics,<br />

determined Earth's<br />

circumference - (973-<br />

1048)<br />

• Some time after 1017<br />

he went to India and<br />

made a<br />

comprehensive study<br />

of its culture.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Khayyam<br />

• Omar Al-Khayyam<br />

- Mathematics,<br />

Poetry - (1044-<br />

1123)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Rubaiyyat ( 詩 )<br />

Omar Khayyam:<br />

(c. 1050-1122) is<br />

better known as<br />

poet, but he was<br />

brilliant in<br />

mathematics and<br />

astronomy too!<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Al Tusi<br />

• Nasir Al-Din Al-Tusi<br />

- Astronomy, Non-<br />

Euclidean<br />

Geometry - (1201-<br />

1274)<br />

• Worked with<br />

Hulagu, built the<br />

Maragha<br />

observatory that<br />

became a famous<br />

school<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Al Tusi’s Maragha Observatory (13 th C)<br />

Source: The Oxford Dictionary of Islam, Edited by John L. Esposito. Oxford University Press, 1999.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Al Khwarizmi and Algebra<br />

代 數 780-850 AD?<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Al Khwarizmi<br />

• Gave us Algebra<br />

and Algorithm<br />

( 代 數 與 演 算 學 )<br />

• Distinguished<br />

mathematician and<br />

astronomer<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Ibn Al Haytham<br />

(965–c.1040)<br />

• Born in Basra, Iraq, but<br />

made his career in Cairo,<br />

where he supported<br />

himself copying scientific<br />

manuscripts. Among his<br />

original works, only<br />

those on optics,<br />

astronomy, and<br />

mathematics survive.<br />

卓 越 的 光 學 、 天 文 和 數 學 家<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Ibn Al Haytham<br />

(965–c.1040)<br />

• His Optics, which relied<br />

on experiment rather<br />

than on past authority,<br />

introduced the idea that<br />

light rays emanate in<br />

straight lines in all<br />

directions from every<br />

point on a luminous<br />

surface. Sight occurs<br />

when the ray hits the<br />

eye ( 光 學 : 根 據 實 驗<br />

而 非 古 代 權 威 , 直 線 傳<br />

播 , 視 覺 )<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Ibn Al-Haytham’s<br />

Optics<br />

• Detailed<br />

analysis of the<br />

eye, coupled<br />

with light rays<br />

entering the<br />

eye gave his<br />

optics a very<br />

modern twist.<br />

眼 睛 的 構 造 與 光<br />

視 覺<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Ibn Al<br />

Haytham<br />

• Latin editions of the<br />

Optics, available<br />

from the 13th<br />

century on,<br />

influenced Kepler<br />

and Descartes.<br />

拉 丁 版 光 學 一 書 影 響<br />

了 凱 普 勒 和 迪 卡 兒<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


On Taking Evidence Over Authority<br />

證 據 勝 於 權 威<br />

“He who searches for truth is not he who reviews<br />

the works of the ancients…[it is] he who follows<br />

argument and evidence, not the statement by an<br />

individual, who is inevitably affected by context<br />

and imperfection”.<br />

每 個 人 的 說 詞 會 受 到 個 人 背 景 和 缺 陷 所 影 響 , 探<br />

真 者 未 必 要 學 自 古 人 , 而 是 要 根 據 論 辯 與 事 實 。<br />

--- Ibn Al Haytham, (965–c.1040)<br />

Al Shukuk Fi Batlaymous<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


On The Experimental Method<br />

“We start by observing reality … we try to select<br />

solid (unchanging) observations that are not<br />

affected by how we perceive (measure) them. We<br />

then proceed by increasing our research and<br />

measurement, subjecting premises to criticism,<br />

and being cautious in drawing conclusions… In all<br />

we do, our purpose should be balanced not<br />

arbitrary, the search for truth, not support of<br />

opinions. …「 首 先 觀 察 事 實 , 選 擇 不 受 觀 察 與 量 測<br />

方 法 所 影 響 的 堅 實 結 果 , 並 接 受 嚴 苛 的 檢 驗 , 小 心<br />

下 結 論 … 在 真 理 的 追 求 , 我 們 要 客 觀 , 不 能 隨 意 或<br />

以 別 人 意 見 當 佐 證 …」<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Experimental Method (Cont’d)<br />

… Hopefully, by following this method, this road<br />

to the truth that we can be confident in, we shall<br />

arrive to our objective, where we feel certain that<br />

we have, by criticism and caution, removed<br />

discord and suspicion”. 「 希 望 以 批 判 和 細 心 , 我<br />

們 達 到 客 觀 , 不 被 懷 疑 或 自 相 矛 盾 的 結 果 」。<br />

-- Ibn Al-Haytham, (965–c.1040)<br />

Kitab Al-Manadhir.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Way ahead by 600<br />

years!<br />

• Ibn Al-Haytham (965-<br />

1040) articulated the<br />

experimental method<br />

in the 11 th C, more<br />

than half a millennium<br />

ahead of Galileo<br />

(1564 – 1642), who<br />

suffered for it.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Fear Of Own Biases<br />

擔 心 自 己 的 偏 見<br />

“Yet we are but human, subject to human<br />

frailties, against which we must fight with<br />

all our human might. God help us in all our<br />

endeavors”. 「 上 蒼 幫 幫 忙 , 幫 助 我 們 這 些<br />

凡 人 努 力 克 服 自 己 的 弱 點 與 偏 見 。」<br />

-- Ibn Al-Haytham, (965–c.1040)<br />

Kitab Al-Manadhir.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


格 物 窮 理 : 物 理 ? 科 學 ?<br />

周 敦 西 (1017-1073): 太 極 是 天 地 萬<br />

物 所 以 存 在 之 理 。<br />

朱 熹 (1130-1200): 太 極 只 是 天 地 萬 物<br />

之 理 。 在 天 地 言 , 則 天 地 有 太 極 ; 在 萬 物<br />

言 , 則 萬 物 各 有 太 極 。 為 有 天 地 之 先 , 畢 竟<br />

是 先 有 此 理 。<br />

格 物 致 知 、 誠 意 正 身 、 修 身 齊 家 、 治 國 平 天<br />

下 。 無 極 ─ 太 極 動 ─ 靜 陽 ─ 陰<br />

太 極 : 物 理 定 律 ? 智 慧 設 計 者 ? 上 帝 ?<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


• Discoverer of the<br />

circulation of the<br />

blood – 400 years<br />

before Harvey.<br />

• Author of the<br />

magisterial Al-<br />

Shamil in<br />

Medicine<br />

Ibn Al Nafis<br />

(1213-1288 A.D)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


On Accepting The Contrarian View:<br />

如 何 對 待 不 同 觀 點<br />

“When hearing something unusual, do not<br />

preemptively reject it, for that would be folly.<br />

Indeed, horrible things may be true, and familiar<br />

and praised things may prove to be lies. Truth is<br />

truth unto itself, not because [many] people say<br />

it is.” 「 只 有 傻 瓜 才 會 一 聽 到 奇 怪 的 想 法 就 馬 上<br />

唾 棄 它 。 荒 唐 事 可 能 是 真 的 , 習 以 為 常 或 被 人 稱<br />

讚 的 反 而 可 能 是 錯 的 。 真 就 是 真 , 不 是 因 為 很 多<br />

人 說 是 真 才 是 真 。」<br />

--- Ibn Al-Nafis, (1213-1288 A.D.) Sharh’<br />

Ma’na Al Qanun.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Elegant astrolabes ( 星 盤 ) made for the Safavid rulers of Iran<br />

Made for Abbas II in 1647-48. Made by Abu al-Aimma in 1712-13.<br />

Source: The Oxford Dictionary of Islam, Edited by John L. Esposito. Oxford University Press, 1999.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Madian Al-Qawsouni (d. 1634 AD)<br />

discussing simultaneity<br />

同 時 性 與 觀 察 者 關 係 的 討 論<br />

• The earth is spherical, and from there flows a<br />

problem. If three people stand together and one<br />

goes east, the other west, while the third would<br />

remain where he is. ( 三 人 之 中 一 人 往 東 , 一 人 往<br />

西 , 一 人 不 動 )<br />

• The two travelers would return to him, the one<br />

going east returning from the west, and vice versa.<br />

( 兩 旅 行 者 環 繞 地 球 一 圈 後 回 到 原 點 )<br />

• But the number of days spent by the travelers<br />

would be increased by one day for the one<br />

traveling east and decreased by a day for the one<br />

traveling west. ( 往 東 者 增 一 天 , 往 西 者 少 一 天 )<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Madian Al-Qawsouni (d. 1634 AD)<br />

(cont’d)<br />

• This leads to the question: is it possible<br />

that one day is Friday for one person<br />

and Thursday for another and Saturday<br />

for still another? ( 會 不 會 一 個 人 說 那 天<br />

是 星 期 五 , 另 一 說 是 星 期 四 , 又 另 一 人<br />

說 是 星 期 六 ?)<br />

• We think yes. ( 沒 錯 )<br />

Madian Al-Qawsouni<br />

-- Sharh li Qasidat Ibn Sina<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Astronomy<br />

Copernicus (1473 -1543)<br />

• Although the Arabs<br />

and Muslims made<br />

major discoveries and<br />

contributions, they did<br />

not provide an<br />

alternative model to<br />

the Ptolemaic (related<br />

to AD 2 scientists) one,<br />

as did Copernicus<br />

阿 拉 伯 學 者 未 能 提 出 地<br />

球 中 心 之 外 的 宇 宙 模 型<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Passing The Torch:<br />

Europe Ascendant<br />

十 五 六 世 紀 火 炬 傳 遞 給 歐 洲<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Nicolaus<br />

Copunicus<br />

(1473-1543) Polish<br />

Astronomer<br />

波 蘭 天 文 學 家<br />

Heliocentric Theory<br />

vs. Ptolemaic<br />

Theory<br />

Ming Dynasty<br />

Brief History of Time – S.H.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


1633 -- Galileo Recants<br />

宗 教 迫 害 受 審 , 撤 銷 原 來 主 張<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


天 體 運 行 定 律<br />

Derived these laws<br />

from law of universal<br />

gravitation<br />

Tycho Brahe<br />

(1546-1601)<br />

Data from<br />

observations<br />

Johanes<br />

Kepler<br />

(1571-1630)<br />

Sorted out three laws of<br />

planetary motion from<br />

the data<br />

Newton<br />

(1642-1727)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


電 磁 波<br />

Michael<br />

Faraday<br />

1791-1867<br />

James Clerk<br />

Maxwell (1831-<br />

1879)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


According to Maxwell, God say:<br />

and there is light!<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Four Greatest Theories Of Physics<br />

• Newton’s Principia 原 理<br />

establishes inverse square act-at-a-distance force<br />

of gravitation<br />

• Maxwell’s Electromagnetic Waves 電 磁 波<br />

unifies electricity & magnetism, Faraday’s concept of<br />

field, electromagnetic waves, light<br />

• Einstein’s Relativity 相 對 論<br />

space & time, mass & energy, gravitation &<br />

acceleration<br />

• Quantum Mechanics: Planck, Einstein, Bohr, de<br />

Broglie, Heisenberg, Schroedinger, Born, Dirac .. 量 子<br />

力 學<br />

matter wave, probabilistic, uncertainty principle<br />

… and the quest continues…<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Some Great Scientists of the Past<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Science Is Driven by Curiosity<br />

About the Natural World<br />

科 學 的 追 求 來 自 對 自 然 的 好 奇<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


WHAT IF?<br />

WHAT IF?<br />

??<br />

WHAT IF?<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Science<br />

“Knowledge of Natural Rules & Order”<br />

Experiment<br />

Observe, discover, study and<br />

understand natural phenomena<br />

Theory (Analytical & Numerical)<br />

Understand, formulate natural<br />

phenomena and predict not-yetobserved<br />

phenomena<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Human Knowledge<br />

Methodology<br />

Logics & Mathematics<br />

Natural<br />

Sciences<br />

Physics<br />

Chemistry<br />

Biology<br />

Astronomy<br />

Geology<br />

Etc.<br />

Human &<br />

Social<br />

Sciences<br />

Sociology<br />

Economics<br />

Political Sci.<br />

History<br />

Psychology<br />

Etc.<br />

objective<br />

subjective<br />

Applied to Life<br />

Technology<br />

Architecture<br />

Physiology &<br />

Medicine<br />

Law<br />

Education<br />

Art, Music &<br />

Entertainment<br />

Humanity<br />

Philosophy<br />

Aesthetics<br />

Ethics<br />

Religion<br />

Etc.<br />

Etc.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Natural Sciences<br />

(traditional definitions)<br />

• Physical Sciences: Physics, Chemistry<br />

• Life Sciences: Biology (zoology, botany)<br />

or molecular biology, genetics<br />

• Earth Sciences: Geology, Astronomy,<br />

Meteorology<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Nature of Scientific<br />

Knowledge 科 學 知 識 的 性 質<br />

• Approximate( 概 略 )<br />

• Empirical( 實 證 )<br />

• Reproducible( 可 重 複 )<br />

• And so much more…<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Scientific Method<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Method of Science<br />

Experimental Observation 實 驗 觀 察<br />

Hypothesis & Theory 假 說 與 理 論<br />

Theoretical Prediction 理 論 預 測<br />

Experimental Confirmation 實 驗 驗 證<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Method of Science<br />

OBSERVATION: Sense specific physical realities or events.<br />

HYPOTHESIS: Create a statement about the general<br />

nature of the phenomenon observed.<br />

REVISED<br />

HYPOTHESIS<br />

PREDICTION: Forecast a future occurrence PREDICTION<br />

consistent with the hypotheses.<br />

EXPERIMENT: Carry out a test to see if predicted<br />

event occurs.<br />

EXPERIMENT<br />

If results DO<br />

If results DO NOT<br />

match prediction, match prediction RECYCLE<br />

hypothesis is<br />

supported.<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Bending of light ray by gravitation:<br />

Einstein & Eddington<br />

Brief History <strong>Tien</strong> of Time T. <strong>Tsong</strong> – S.H.


No amount of experimentation can ever<br />

prove me right; A single experiment can<br />

prove me wrong. 「 不 論 多 少 實 驗 都 無 法 證 明<br />

我 的 理 論 , 但 是 只 要 一 個 實 驗 就 可 能 推 翻<br />

它 。」<br />

Albert Einstein<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Fact<br />

• An observation that has been repeatedly<br />

confirmed, and is accepted for all<br />

practical purposes to be “true”.<br />

• 一 個 經 重 複 觀 察 驗 證 的 事 實 , 實 際 上 便 可<br />

稱 之 為 為 「 真 」。<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Truth<br />

• Truth in science is never final, and what is<br />

accepted as fact today may be modified or<br />

even discarded tomorrow.<br />

• 科 學 的 真 不 是 終 極 , 今 天 的 真 , 也 許 明 天<br />

會 被 修 正 , 或 甚 至 於 被 推 翻 而 丟 棄 。<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Hypothesis 假 說<br />

• A tentative statement about the natural<br />

world leading to deductions that can be<br />

tested 暫 時 解 釋 , 從 演 繹 結 果 來 驗 證<br />

• Hypotheses can be verified or rejected by<br />

tests 假 說 可 由 測 試 證 實 或 丟 棄<br />

• Hypotheses can be used to build more<br />

complex inferences and explanations 根 據<br />

假 說 建 立 更 複 雜 的 解 釋 與 推 論<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Model<br />

• A Hypothesis can also be a Model, which<br />

is also a tentative statement about the<br />

natural world leading to deductions that<br />

can be tested 假 說 也 可 以 是 一 個 模 式 , 一<br />

個 暫 時 可 由 推 論 的 正 確 與 否 來 檢 驗 的 說 詞<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Law<br />

• A descriptive generalization about how<br />

some aspect of the natural world behaves<br />

under stated circumstances<br />

• 定 律 乃 普 遍 化 敘 述 自 然 世 界 裡 在 某 一 情 況<br />

下 發 生 的 某 些 事 的 運 行 法 則<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Theory<br />

• Well-substantiated explanation of some aspect<br />

of the natural world that can incorporate a large<br />

body of scientific facts, laws, logical inferences<br />

and tested hypotheses. 由 很 多 經 過 相 當 程 度 驗<br />

證 的 假 說 與 定 律 組 成 的 某 些 自 然 現 象 的 解 釋<br />

• Evolution is one of the strongest and most useful<br />

scientific theories today. Evolution vs. Intelligent<br />

Designs (believe that cannot be tested).<br />

• 進 化 論 ( 可 驗 證 )vs. 智 慧 設 計 ( 信 仰 )<br />

Charles Darwin (1809-1882): 物 競 天 擇 (1838-<br />

1859) On the Origin of Species ( 物 種 原 始 )<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Step by Step Proof: Darwin’s Theory of Evolution<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Coherent Domains of<br />

Knowledge<br />

• Overall Paradigm 範 疇<br />

• Central concepts 主 要 概 念<br />

• Developments within the domain 在 某 一 範<br />

圍 內 發 展<br />

• Interlocking 交 織<br />

• Mutually supportive or inconsistencies 相<br />

互 同 意 或 互 相 矛 盾<br />

• Not necessarily 100% interlinked (e.g.<br />

Quantum and General Relativity) 不 必 完 全<br />

交 織<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Ultimately, in Science, the final<br />

authority is not a person, but a<br />

reasoning process<br />

科 學 定 論 來 自 推 理 , 非 來 自 權 威<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Values Of Science<br />

科 學 的 價 值 觀<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Values of Science<br />

•Truth<br />

真<br />

• Honor 誠 ( 榮 譽 , 不 作 假 , 不 抄<br />

襲 )<br />

• Creativity and imagination 創 意 與<br />

想 像 力<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Values of Science<br />

•Truth<br />

真<br />

• Honor 誠 ( 榮 譽 )<br />

• Creativity and imagination 創 意 與<br />

想 像 力<br />

• Constructive subversiveness 疑<br />

• Tolerance of engagement 忍<br />

• Arbitration of disputes 公 平<br />

Truth vs. Consensus Science vs.<br />

Consensus Politics<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Science is about originality,<br />

creativity and excellence<br />

regardless of age, race, religion,<br />

language, sex, or national origin…<br />

科 學 只 有 創 新 、 創 造 力 和 卓 越 , 與<br />

科 學 家 的 年 齡 、 種 族 、 信 仰 、 語 言<br />

文 化 、 性 別 或 國 籍 無 關 …<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The values of science are<br />

forged by student practice and<br />

teacher example<br />

科 學 由 學 生 的 參 與 而 造 就<br />

老 師 是 先 行 者<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


The Role of Youth<br />

年 輕 人 的 角 色<br />

歷 史 上 重 要 科 學 貢 獻 來 自 年 輕 人<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Sir Isaac Newton (1642-1727)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Newton<br />

By age 30 Newton had:<br />

• Revolutionized optics and the nature of<br />

light 對 光 學 有 革 命 性 的 貢 獻<br />

• Thought out gravitation 萬 有 引 力<br />

• Invented the calculus 發 明 微 積 分<br />

• Full professor at Cambridge 劍 大 教 授<br />

• Elected Fellow at the Royal Society 皇 家<br />

學 院 院 士<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


1905<br />

Einstein’s miraculous year<br />

• Molecular Dimensions 分 子 的 尺 寸<br />

• Brownian Motion 布 朗 運 動<br />

• Photoelectric Effect 光 電 子 理 論<br />

• Special Theory Of Relativity 狹 義 相<br />

對 論<br />

•E = mc²<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Only 26 years old!<br />

1879-1955<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Werner Heisenberg<br />

(1901 – 1976)<br />

• Created the first<br />

version of quantum<br />

mechanics at age 24<br />

(1925) 創 造 量 子 力 學<br />

• Formulated the<br />

“Uncertainty Principle”<br />

at age 26 (1927) 提 出<br />

測 不 準 原 理<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Paul Dirac<br />

(1902-1984)<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Dirac – The brilliance of youth<br />

•At age 24, in 1926, while still a graduate<br />

student, he made his first major contribution<br />

to physics by devising a form of quantum<br />

mechanics. 提 出 量 子 力 學 的 新 表 達 方 式<br />

•At age 26, in 1928 he formulated the full<br />

quantum treatment (relativistic QM) of the<br />

electron and predicted anti-matter -- Positron<br />

found four years later. 相 對 論 量 子 力 學 , 預 測<br />

反 物 質 , 反 電 子 在 四 年 後 被 發 現<br />

•At age 31 shared Nobel prize with<br />

Schrödinger in 1933 三 十 一 歲 獲 得 諾 貝 爾 獎<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Double Helix: The Tinker Toy<br />

Model of DNA<br />

• James Watson<br />

was 25 at the<br />

time of the<br />

discovery of the<br />

structure of DNA<br />

in 1953<br />

• Tinker Toy Model<br />

DNA 結 構 模 型<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Older People: Don’t be<br />

Discouraged<br />

• Einstein: General Relativity: age 37<br />

• C. N. Yang: age 32-35<br />

• Erwin Schrödinger: Wave equ. : age 39<br />

• John Bardeen: BCS Theory: age 49<br />

Theorists: Imagination, creativity, bold…<br />

Experimentalists: … + experience + cautious in<br />

interpretation, age plays less important role<br />

E. W, Müller, Atom-Probe FIM at age 56<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Whereas Science is Experimental<br />

The Ultimate Glory Goes to Theorists<br />

They Formulate the Laws & Theories of<br />

Nature<br />

科 學 終 極 榮 耀 屬 於 理 論 學 家 , 且 長 壽<br />

Experimentalists Discover Natural<br />

Phenomena and Help Sorting Out the Order<br />

of These Phenomena<br />

Experimentalists Benefit Society More<br />

Directly by Developing Technologies<br />

實 驗 科 學 家 透 過 科 技 發 展 , 直 接 造 福 人 類<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Physics to Science &<br />

Technology<br />

Technology & Engineering:<br />

Apply scientific<br />

knowledge to benefit<br />

mankind<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Values of science<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Big Bang<br />

Formation of Universe<br />

Solar System<br />

~13x10 9 yr<br />

5x10 9 yr<br />

0<br />

Australopithccus Afarensis<br />

Homo Erectus<br />

Ape<br />

Human Evolution<br />

Homo Sapiens Java Man Peiking Man<br />

~4x10 6 yr<br />

~1.9x10 6 yr<br />

~2x10 5 yr<br />

0<br />

Human<br />

Civilization<br />

starts<br />

Agriculture<br />

Human Civilization<br />

Agriculture Society<br />

Handicraft Economy<br />

Industrial<br />

Revolution<br />

~13,000 yr<br />

~6000 yr<br />

300 yr<br />

Handicraft Economy: Based on experiences, human & animal power,<br />

small to midsize scale, little science.<br />

Industrial Revolution: Started 1760-1840, based on experiences &<br />

simple science. Materials: iron & steel. Motive power: engine, electricity.<br />

System: factories. Transportation: automobile, train & ship. Knowledge:<br />

A little physics & chemistry. Industry stimulated progress in science. <strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong><br />

0


Physics & Science & Technology Time-Line Spectrum<br />

1604: Galileo, Science is<br />

based on experimental facts!<br />

1609, 1618: Brache,<br />

Kepler laws of planet mo.<br />

1687: Newton, Principia<br />

1690: Huygens, optics<br />

1704: Newton, Optics<br />

1770: Black, calorimetry<br />

1600 1700 1800<br />

幾 千 年 的 醞 釀 , 終 於<br />

開 花 結 果 , 剛 開 始 不<br />

久 , 現 在 不 能 鬆 懈 。<br />

1824: Carnot cycle<br />

1831: Faraday,<br />

field & em induction<br />

1769<br />

1698 1712 Automobile Iron<br />

Steam engine<br />

Cugnot<br />

industry<br />

Savery, Newcomen<br />

Steel indu.<br />

1800 1900 2000<br />

1803: Train (Trevithick)<br />

1803-1807: Steam boat<br />

(Symington, Fulton)<br />

1849: Kelvin temp.<br />

1850: Clausius laws<br />

of thermodynamics<br />

1875: Gibbs<br />

1873: Maxwell<br />

em-wave<br />

1875-1876: Bell<br />

Telephraph<br />

telephone<br />

1905:<br />

Einstein, th.<br />

relativty<br />

1900-1926 QM:<br />

Planck,<br />

Einstein, Bohr,<br />

Heisenberg,<br />

Schroedinger<br />

Nuclear, Atom & mole.<br />

H.E. & Solid state phys.<br />

1901-1907: Wireless<br />

comm. Edison,<br />

Marconi<br />

Fleming, Forest<br />

1903: Airplane, Wright<br />

brother, etc.<br />

1936: EM,<br />

1951: FIM<br />

1981:STM<br />

Industrial Revolution<br />

(1760 – 1840)<br />

1957, DNA: Watson & Crick<br />

Molecular Biology<br />

1948: transistor. 1950:<br />

laser. 1980: STM<br />

Surf. Sci., Materials Sci.<br />

Cosmology, Nano Sci.<br />

1957: Sputnik, 1960: laser,<br />

1969: moon landing, 1947-<br />

now, solid state electronics &<br />

computer & information tech.<br />

1900-1950: modern industry<br />

1950-now: high tech. industry<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


Modern Physics & Science & Technology<br />

1) Electromagnetic Waves<br />

1831: Faraday, Induction & Field<br />

1873: Maxwell, EM waves<br />

2) Relativity, Einstein<br />

1905: Special Th. Space & Time,<br />

Mass & Energy<br />

1915: General Th. Acceler. & Gravity<br />

3) Quantum Mechanics<br />

1900: Planck, Energy Quantization<br />

1905: Einstein, Photon<br />

1913: Bohr, H-Model, Appl. of QM<br />

1924: de Broglie, Matter Wave<br />

1925: Heisenberg, Quantum Mech.<br />

1926: Schroedinger, S-Equation<br />

4) Particle & Fields<br />

Atom & Molec. Phys.: Laser,<br />

Optical Trap, BE-Condens.<br />

Condensed Matt. Phys.:<br />

Solid state electronics,<br />

Computer, Informat. tech.<br />

Chemistry: Chem. bond, Chem.<br />

Indus. Pharmaceutical Ind.<br />

Biology: Double helix,<br />

Molecular bio., Genetic eng.<br />

Medical science<br />

Surface Sci. : Thin films,<br />

Electronic materials, Catalysis<br />

Materials Sci.: Interdisciplinary<br />

Astrophysics & Space Sci. & Tech.<br />

Nanoscience: Interdisciplinary<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>


科 學 迅 速 進 步 只 有 幾 百 年 歷 史 , 可 說 剛 剛 開 始 , 所 以<br />

年 輕 人 , 加 油 !<br />

年 重 人 , 加 倍 努 力 !<br />

謝 謝 聆 聽<br />

<strong>Tien</strong> T. <strong>Tsong</strong>

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