《物理雙月刊》為中華民國物理學會旗下之免費物理科普電子雜誌。透過國內物理各領域專家、學者的筆，為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識，並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界，探尋物理之美。《物理雙月刊》努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣，進而邁向國際化，成為華人世界中重要的物理科普雜誌。
克魯克斯的一生是一項持續了67年的不間斷的科學活動。他的勤奮和才智被廣為認可，他在化學和物理方面的實驗以其設計的獨創性而聞名，他被認為是「出色的實驗家」。 他對純科學和應用科學、經濟和實際問題以及心理研究的興趣使他成為知名人士，並為他帶來了可觀的收入。
文：高崇文
科學界有許多獎項，其中最有名的，自然是非諾貝爾獎莫屬。但是論到最古老的獎項，諾貝爾獎還只是小老弟。仍在頒發的各項學術獎項中，最古老的，應該是科普利獎章（Copley Medal）吧。
科普利獎章的由來要追溯到1709年，戈弗雷．科普利爵士（Sir Godfrey Copley）捐贈了100英磅給英國皇家學會，這位爵爺雖然是皇家學會會員，倒也沒有什麼科學成就，反而活躍於國會。這筆錢原先是作為實驗研究的基金，但是學會從1731年開始，用這筆錢來頒發科普利獎章，宗旨是要獎勵「在任何科學分支上的傑出成就」。
第二次捐贈1666英鎊13先令（40萬舊便士）由約瑟夫．威廉．科普利爵士於1881年所捐贈，該數額的利息全數用於支付獎章。目前獎牌是由鍍銀製成，獎金則為2萬5000英鎊。
頒發獎章的標準曾多次更改過。1736年，有人建議「應將獎章或其他榮譽獎授予其實驗最值得稱許者」，這一規則一直保持到1831年，之後學會則是將獎章授予皇家學會理事會認為最值得鼓勵的研究人員。第一屆的得主是史蒂芬．格雷，得獎理由是「對於他的新電學實驗作為對他的鼓勵，因為他在這部分的自然知識的發現和改進」。
科普利獎章沒有獲獎次數的限制，史蒂芬．格雷就得過兩次，約翰．西奧菲勒斯．德薩古里耶是唯一一位獲得過三次科普利獎章的科學家。另外，獎章曾以不同的獲獎理由頒發給兩位及以上科學家，1791、1798、1821、1825、1832、1836、1837、1838、1840 都頒給兩位學者，1766年甚至頒給了亨利．卡文迪什等三人。但自1840年以後，每年都只有一人獲獎。
從得獎者的領域也可以看出哪個領域在哪個時期進展比較快速。舉例而言，這些年生物類，特別是遺傳相關，得獎的比例就遠比過去高。
阿文想從20世紀開始，將沒有得過諾貝爾獎，但是得過科普利獎章的物理學家，好好地介紹一番。因為這可以當作近代物理發展的側寫，也可以彰顯英國皇家學會的品味。尤其是這些人物鮮少有漢文的資料，對阿文來講，算是最恰當的題材了，還請各位看官跟著阿文一位一位看下去。
讓我們與諾貝爾獎開始頒發的1901年開始。1901年的科普利獎章頒給了美國的統計物理大師吉布斯 （Josiah Willard Gibbs ,1839-1903），他的生平阿文在「兩位飄浮在耶魯校園的寂寞天才」一文中已經詳述過了，就不在此贅述。下一位得到科普利獎章的物理學家是英國科學家克魯克斯（William Crookes，1832–1919）。克魯克斯在1875年發明的克魯克斯管，也就是陰極射線管。這個發明改變了整個化學和物理學。其實他被提名諾貝爾獎11次，其中物理獎五次，化學獎六次，可惜最後還是與諾貝爾獎無緣。
他在1904年得到了科普利獎章，得獎理由「是為其長期從事光譜化學、稀有氣體的電學和力學現象、放射性現象和其他學科的研究」，這算是對他長年的多樣努力的一個肯定。他人生頗為多彩多姿，可以算得上是維多利亞時期英國科學界的一個縮影呢。
威廉．克魯克斯於1832年出生於倫敦，是約瑟夫．克魯克斯 （Joseph Crookes，1792-1889年） 和他的第二任妻子瑪麗的長子。約瑟夫以裁縫為業。約瑟夫和他的第一任妻子有5個孩子，其中2個兒子，約瑟夫和阿爾弗雷德，已經接管了裁縫業務，所以威廉不像當時一般的年輕人，必須子承父業，可以自由選擇自己的道路，相對地，也少了一份保障。
克魯克斯16歲時進入皇家化學學院（現在的帝國理工學院化學系）學習有機化學。皇家化學學院是開設於1845年，專門教授實用化學知識的新型學校，當時英國的領導人物，有感於歐陸突飛猛進的化學產業有凌駕英國之勢，特別設立這所學校。
當時維多利亞的王夫還特地禮聘化學家奧古斯特．威廉．馮．霍夫曼 （August Wilhelm von Hofmann） 擔任主任，克魯克斯後來成為他的助理，負責實驗室演示並幫助進行研究和商業分析。1851年10月，克魯克斯被提升為高級助理，他一直擔任該職位直到1854年。
儘管克魯克斯非常尊敬霍夫曼，但他對有機化學沒什麼興趣，倒是他透過他的學生，皇家學會秘書約翰．巴洛（John Barlow），結識了劍橋的物理數學家斯托克斯（George Gabriel Stokes）和法拉第，這使得克魯克斯對光學產生興趣。到了1851年，他的父親在家裡的花園裡為他建造了一個實驗室，供他研究攝影和光學。他在1851年發表的第一篇論文的主題是新的硒化合物。
1854年，克魯克斯去牛津的拉德克利夫天文台（Radcliffe Observatory），與曼努埃爾．約翰遜（Manuel Johnson）一起工作，在那裡，他將蠟紙攝影的創新應用到弗朗西斯．羅納德製造的機器上，用來記錄氣象參數。1855年，他被任命為切斯特教區培訓學院（Chester Diocesan Training College）的化學講師。1856年4 月，克魯克斯與艾倫．韓福瑞結婚。 由於切斯特的員工必須是單身，他不得不辭去職務。
威廉的父親為這對夫婦提供了一所房子。艾倫的母親韓福瑞夫人在她的餘生中和他們一起生活了將近40年。婚後克魯克斯試圖透過作為一名攝影化學家來維持生計。但是沒多久，他就迎來他人生的春天了。
德國科學家本生（Bunsen）和克希荷夫（Kirchhoff） 在1860年提出的火焰光譜分析法，讓克魯克斯大為驚豔。他的第一個重要發現，正是利用光譜發現了一種以前未知的元素，它的光譜有一條亮綠色的發射線。他將元素命名為鉈，來自希臘語θαλλός （thallós），意思是「綠芽或嫩枝」。克魯克斯的研究結果於1861年3月30日發表。
很快地，克魯克斯被認可為科學界的新秀，他於1863年當選為皇家學會會員。1864年至1869年間，他還參與了《科學季刊》（Quarterly Journal of Science）的工作。 他曾多次編輯《攝影學會雜誌》（Journal of the Photographic Society）和《攝影新聞》（Photographic News）。1871年，他寫了一篇論文，關於化學分析中選擇方法（Select Methods in Chemical Analysis ）。此時的克魯克斯，與其說是物理學家，毋寧更像是化學家。
克魯克斯對物理的貢獻主要是在陰極射線上。他在研究低壓氣體中的電傳導時，發現了隨著壓力的降低，負極（陰極）似乎會發出射線。這就是陰極射線管的濫觴。他研究了陰極射線的特性，發現它們會以直線傳播，當它們落在某些物質上時，還會產生螢光。他相信這種射線由普通分子大小的粒子流組成。後來湯木生才證明了，陰極射線其實就是電子所形成的流。
他也是第一批研究現在稱為電漿的科學家之一，他在1879年確定電漿是異於固、液、氣三態的的第四種狀態。 他還發現了陰極射線會驅動克魯克斯輻射計的葉片轉動的現象，但是克魯克斯並沒有對這種現象提供解釋，雖然馬克士威相信光壓可以解釋這個現象，但是現在科學家認為儀器內稀薄空氣分子的運動才是主因。
1903年，克魯克斯開始將他的注意力轉向新發現的放射性，他將硝酸鈾醯溶解於乙醚中，發現剩餘的水中含有234Th和另一未知強烈放射性物質。他將它從硝酸鈾醯分離，這個物質便是鏷。但他不知道他發現了一個新的化學元素，而是將它命名為鈾-X。後來科學家才確定它是元素鏷（Proto-actinium，原子序91）。
克魯克斯觀察到分離的轉化產物會逐漸衰變，同時在原先的鈾中再度出現。這是因為鈾238會衰變成鏷234，然後再衰變成鈾234，而鈾234會衰變成鏷231。
他還設計了最早用於研究核放射性的儀器之一，即旋轉鏡（spinthariscope）。發明的過程是他在觀察由溴化鐳樣品的放射性輻射在硫化鋅屏幕上產生明顯均勻的螢光時，他灑了一些樣品，由於溴化鐳樣品極其稀有，成本很高，所以他急於回收它。 在顯微鏡下檢查硫化鋅屏幕時，他注意到單個不明粒子與屏幕碰撞產生的單獨閃光。這個不明粒子就是阿爾法粒子，也就是氦原子核。
克魯克斯將他的發現更進一步，並發明了一種專門用於觀察這些閃爍的設備。 它包括一個塗有硫化鋅的小屏幕，固定在管子的末端，少量的鐳鹽懸浮在離屏幕不遠的地方，在管子的另一端有一個用於觀察屏幕的透鏡。 克魯克斯將他的裝置命名為古希臘語：σπινθήρ（spinthḗr）「火花」。這一觀察構成了放射性檢測中最有用的方法。阿塞福後來的金箔實驗就是有賴於這個發明才能成功的。
克魯克斯的一生是一項持續了67年的不間斷的科學活動。他的勤奮和才智被廣為認可，他在化學和物理方面的實驗以其設計的獨創性而聞名，他被認為是「出色的實驗家」。 他對純科學和應用科學、經濟和實際問題以及心理研究的興趣使他成為知名人士，並為他帶來了可觀的收入。
維多利亞時代的科學家，一方面探索大自然的奧祕，另一方面發明對社會大眾有用的東西，順便發財，可以說是雙刀流，而克魯克斯可以算是其中的佼佼者。但是他身為科學家的名聲也因為他對超自然現象的著迷而受到不小的損害。
克魯克斯在1860年代後期開始對招魂術感興趣，並且在1874年至1875年左右最強烈地參與其中。埃里克．迪森（Eric Deeson）指出，克魯克斯對神秘學的研究與他在輻射測量方面的科學工作有關，因為這兩者都涉及對以前未被發現的力的探測。當然，這對他的名聲有顯著不良的影響。據說他有嚴重的近視，這使他容易成為靈媒欺騙的對象。
儘管如此，1913年到1915年，克魯克斯還是擔任皇家學會主席。他於1919年過世，享壽86歲。
參考資料
- 中文 英文維基相關條目
- "Coplanar Motion of Two Planets, One Having a Zero Mass" Annals of Mathematics, Vol. III, pp. 65-73,1887
- O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., "George William Hill", MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews。
【加入關鍵評論網會員】每天精彩好文直送你的信箱，每週獨享編輯精選、時事精選、藝文週報等特製電子報。還可留言與作者、記者、編輯討論文章內容。立刻點擊免費加入會員！
責任編輯：朱家儀
核稿編輯：翁世航