2010-7-22：絲絲入扣的平衡（台中第一高級中學陳永康先生）

物理學家喜歡把表象剝除，直搗事物的本質，因此對他們來說，宇宙間的基本交互作用力只有四種：重力、電磁力、強核力、弱核力。至於人們常掛在嘴上的其他交互作用力，像是摩擦力或魅力等五花八門的力，要嘛是這四種力的組合，要嘛就是把物理概念亂套一通的胡言亂語。

顧名思義，強核力和弱核力都是到了二十世紀，人類發現有原子核的存在之後才被發現的。這是因為它們的作用範圍都侷限在原子核內，不是日常生活中就可以感受到的力。相較之下，作用範圍無遠弗屆的重力與電磁力很早被人類察覺到，也是最早被科學家仔細研究的兩種力。

學過普通物理的人都知道，重力和靜電力很像，都遵守「與距離平方成反比」的定律。學過普通物理的人也都知道，這兩種力相像到連最早用來在實驗室中研究它們的儀器都很像，都利用了扭秤（torsion balance）的原理，以一根細絲來測量物體間的微小交互作用力。

不過，學過普通物理的人可能都不知道，法國人庫倫（C.-A. de Coulomb, 1736-1806）用細絲做的實驗竟然名落孫山，不在物理學家們票選出來的「十大最漂亮的物理實驗（10 most beautiful physics experiments）」之列，而兩位英國人米契爾（J. Michell, 1724-1793）與卡文迪西（H. Cavendish, 1731-1810）以細絲設計出來的類似實驗卻榮登金榜。這一點道理都沒有，令人不得不懷疑如果這個票選是在法國做的，或許庫倫就進榜了。其實，沒道理的還不只這個；像比薩斜塔落體實驗，很可能伽利略根本沒真的做過，竟然還高居第二名。顯然物理學家們並不永遠都能夠直搗本質，還是會被表象所迷惑。

扭秤是以細絲扭轉時產生的力來平衡待測量的交互作用力，由此可以得知待測量的力有多大。雖然直到今天，最先進的科學研究都還在悄悄地利用細絲所提供的平衡力，但學過普通物理的人都知道，後來幾乎沒再見過這個美妙的力學平衡。明天，七月二十二日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，沒有學過普通物理的台中一中學生陳永康先生將要告訴我們，大家不是沒再見到，而是視而不見，而他如何看穿表象，發現大自然也在悄悄地利用細絲所提供的平衡力。