【科學大人物】法拉第不為人知的一面（二）：從裝訂工變成大學者

2014 三月 7

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第二回  從裝訂工變成大學者

■在英國十九世紀階級制度分明的時代，出身鐵匠家庭的法拉第幾乎不可能以科學為業。他是怎麼樣實現自己的夢想呢？他夠努力，但是他的夢想則是有欠考慮，幸好有意想不到的幸運拉他一把。感謝竹內教授同意授權CASE將日文翻譯為中文，並於CASE PRESS上刊登，之後連載也會陸續刊出，敬請期待！

作者｜竹内敬人（東京大學名譽教授，神奈川大學名譽教授）
編譯｜黃郁珊（東京大學理學博士）

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戴維與瑪西夫人

從報童變成學徒

　　麥可法拉第*1出生於1791年9月22日，是住在雪瑞郡(Surrey)紐英頓巴茲小村(Newington Butts)*2 的法拉第夫婦*3生的第三個孩子。隨後一家人搬到倫敦。當時正值工業革命，很多人都為了能找到更好的工作而從鄉下遷到大都市。法拉第的父親雖然是鐵匠，但是身體並不好，無法常常上工，因此全家只能過著貧窮的日子。

　　法拉第在童年僅受過讀書和寫字的初等教育，在那個階級制度分明的時代，就一個勞工家庭孩子所受的教育而言也僅能如此。1804年法拉第13歲的時候成為兼營裝訂事業的書商，黎堡 (Riebau)*4書店中不支薪的跑腿工。在成為一個科學家之前，法拉第受過幸運之神幾次的眷顧，而其中最初的幸運當屬被黎堡雇用。黎堡是為了躲避革命而逃難到英國的法國人，而且還是個仁慈有愛心的老闆。

　　當時每份報紙是讓很多人輪流租閱的。少年法拉第的工作就是收送報紙，也就是先將報紙送去給甲客人看，等租閱的時間到了，就將報紙收回，然後送去給乙客人…，每天如此。在法拉第這樣的工作了一年之後，老闆黎堡很欣賞他的工作態度，就在1805年不收學費*5把他升做學徒(apprentice)。因為以法拉第家經濟的窘況，是沒有辦法支付學費的，所以能不用繳交學費就當學徒，可真是莫大的幸運。通常一個學徒工作七年之後就可以升為職人，職員累積更多工作經驗之後，有可能變成師傅。換言之，只要作學徒的習藝年限期滿，以當時的制度來說，將來是可以變成職人甚至是師傅的。 繼續閱讀 »

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【國內首例】興大獸醫教學醫院完成犬隻心臟瓣膜修復手術

2014 三月 6

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■台灣動物醫療大突破！國立中興大學獸醫教學醫院日前（2/15）完成小狗的心臟瓣膜修復手術，成功醫治罹患犬二尖瓣退行性疾病的小狗荳荳，在台日兩國醫師團隊的合作之下，開刀修復小狗的心臟瓣環與置換人工腱索，此為國內動物心臟外科手術的首例，台灣也成為繼日本、美國之後，第三個具有此項手術技術的國家。

撰文｜中興大學媒體公關組

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荳荳手術過程，由興大獸醫教學醫院、台北專心動物醫院、日本小動物心臟外科權威上地正實教授三方共同合作。（圖/興大獸醫教學醫院提供）

　　該醫療團隊是由興大獸醫教學醫院、台北專心動物醫院、日本大學教授上地正實等三方共同組成，日商泰爾茂、老達利、福智美、亞海四家公司無償提供手術前後所需近1200萬元的儀器設備，共同完成台灣首例的開心手術，具有指標性的意義。

　　7歲的拉薩犬荳荳去年12月發病住進台北專心動物醫院，經診斷為身體退化造成的心臟二尖瓣膜變型及腱索斷裂，手術前已出現心衰竭、常昏厥的症狀，在犬隻心臟疾病判定上已達最嚴重等級，使用內科治療藥物已無法有效控制，必須進行心臟瓣膜修補手術，才有機會捥回一命。

　　但國內從未有過犬隻開心手術的先例，再加上此項手術所需的儀器設備十分昂貴，如：體外心肺循環機、體內心臟電擊器、食道超音波、氧氣箱等，目前台灣沒有任何一間動物醫院擁有完整的設備。於是，台北專心動物醫院在去年12月底向中興大學獸醫教學醫院求助，希望國內唯一設有麻醉專科的興大獸醫教學醫院能接下搶救荳荳性命的任務。

　　2個月來，在飼主、台北專心動物醫院洪榮偉醫師、興大獸醫教學醫院麻醉暨重症加護科主任王咸棋四處奔走下，成功聯繫了日本的小動物心臟外科權威上地正實教授來台，並向國內醫療儀器公司商借設備，及備妥手術所需藥物。荳荳在2月14日入住興大獸醫教學醫院，2月15日開刀，手術後，荳荳的二尖瓣血液逆流情況已獲得明顯改善，體力與運動耐受性已漸漸恢復至接近正常狀態，2月20日出院，目前已返回台北家中休養。 繼續閱讀 »

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【數位時代】位元幣—重現淘金熱，誕生中的新時代貨幣 (下)

2014 三月 6

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撰文│陳文楠

遊戲時代

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位元幣總量隨時間增長圖

　　在中本聰將位元幣第一版的用戶端程式穩定下來之後，以點對點技術為基礎的Bitcoin，一開始只被少數的網友們當做好玩的遊戲，就當作背景程式來運作，跑一跑就有位元幣產生。也有一些網友是利用工作地點的電腦及電力來運作Bitcoin，就一切基於好玩的心態。而當初中本聰在設計Bitcoin時，是以固定時間會產出固定總量的位元幣來設計的，其基本原理如下 :

　　每一個新的位元幣是由對等網路點對點的節點，在完成一個特定數學難題的計算之後生產出來的。而這些數學計算需要相當大的的運算能力才能夠完成。除此之外，程式本身能夠透過生成有效運算工作的證明來進一步檢驗。在位元幣網路中，運算難度一開始就被設定好了可以自動調整。在最初的四年裡，中本聰設定會有10,500,000位元幣被製造出來，而這個總數值每四年會減半，所以在第四到第八年中會有5,250,000位元幣被製造，在第8到第12年中會生產2,625,000位元幣。以此類推，最終位元幣的數額會趨近於21,000,000位元幣。

　　因此，在最初期投入運算的玩家並不多的情況下，每個人都輕輕鬆鬆的累積了數量龐大的位元幣，不過在當時，並沒有人認為那是什麼重要的資產，充其量只是技客之間彼此炫耀的其中一項小玩意罷了。直到，在歷史上留名的換披薩事件到來……. 繼續閱讀 »

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【尖端科技】名畫是怎麼畫成的？3D 造影告訴你

2014 三月 5

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■美術館裡一幅幅光影鮮明、栩栩如生的畫作究竟是如何完成的呢？畫家幾百年前是用什麼樣的顏料呢？這些問題也許因為新的技術而有了答案。

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名畫的「內在美」：研究人員利用泵探針顯微鏡 (pump-probe microscopy) 研究普契奧．卡帕納《耶穌被釘十字架》隱藏的結構。（普契奧．卡帕納 (Puccio Capanna)《耶穌被釘十字架》，1330 年，現藏北卡羅萊納州美術館）

編譯｜廖容英

　　觀賞名畫的時候，你有想過這些畫是怎麼完成的嗎？畫中的美麗色彩，其實都是疊上好幾十層顏料的結果，只是我們看不到而已。藝術保護人員復原畫作的時候，需要先挖一塊下來研究顏料的 3D 結構，不過有了尖端科技的協助，以後就可以「無痛」復原名畫囉！

　　杜克大學 (Duke University) 化學與生醫工程教授華倫 (Warren Warren) 致力於開發人體組織造影的雷射系統。幾年前他在倫敦國立美術館 (National Gallery) 參觀了一場關於辨識贗品畫的展覽，靈機一動，開始思考史學家與藝術保護人員運用高科技顯像技術的可能性。他想到泵探針顯微鏡 (pump-probe microscopy)，其顯像的原理是以精準調校的雷射光脈衝刺激樣本中的分子，分子隨著脈衝吸收與放出能量時會發出訊號，這個訊號會顯示其中的化學成分。

　　泵探針顯微鏡非常適合研究生物的色素細胞，那是不是也可以研究顏料呢？華倫的團隊首先拿文藝復興時期配方的顏料做實驗，使用偵測皮膚癌的雷射系統，結果成功辨識了「紅色加藍色」以及「紅色疊上藍色」的 3D 結構差異。他們接著把腦筋動到真正的文藝復興畫作 —— 普契奧．卡帕納 (Puccio Capanna) 1330 年的畫作《耶穌被釘十字架》。他們發現，畫中的聖母與天使們穿的藍色長袍顏色雖然相近，但是顏料的配方卻大不相同：聖母的長袍使用大量的研磨青金石 (lapis lazuli)，在當時比黃金還貴，天使的長袍則是由比較便宜的幾種顏料精心疊塗而成。 繼續閱讀 »

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【繽紛生態】蜘蛛居然也會造假？

2014 三月 4

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■近來科學家不約而同在祕魯亞馬遜雨林和菲律賓坎隆山發現了相當特殊的蜘蛛，牠們竟可利用周遭的材料做出以假亂真的假蜘蛛！

作者｜NADIA DRAKE
編譯｜柯宗佑

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圖中是秘魯的一隻假蜘蛛，是由躲在「分身」頂端的真蜘蛛所造出來的。圖片來源｜賴瑞．李夫斯

　　2012年，科學家在秘魯亞馬遜雨林有了大發現：有一種蜘蛛，居然會用昆蟲屍體和叢林殘渣蓋出一隻體形龐大的假蜘蛛。根據推斷，這些蜘蛛是塵蛛屬(Cyclosa)下的新品種。無獨有偶，在一萬多公里外的菲律賓內格羅斯島(Negros)，也發現了擅長「造假」的蜘蛛。科學家不禁好奇，兩種蜘蛛造出的假蜘蛛，就功能而言是否相同？究竟是用來捕獲獵物，還是對抗掠食者？再說，就目前的發現看來，說不定還有更多品種的蜘蛛會造假呢！ 繼續閱讀 »

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【數位時代】位元幣－重現淘金熱，誕生中的新時代貨幣 (上)

2014 三月 3

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■ 虛擬的位元幣，搖身一變躍上現實世界！

撰文│陳文楠

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圖片來源｜Salon.com

　　在文章開始之前，先看看以下幾條資訊 :

1.三年升值五萬五千倍的貨幣

　　從網路專欄有物報告「漲得比房地產更快的資產」的這篇文章中，我們首先發現了位元幣第一個引人注意的特質。以下是文章中提到的概念 :

　　2010年5月22日，有一個人在網路上自稱他用10,000 Bitcoin成功地買到了兩塊價值25美元的 Pizza。3年過去了，在筆者撰文的當下，Bitcoin兌美金的匯率來到歷史的高檔，1 Bitcoin可兌換137美金！當初買了兩塊 Pizza 的這位老兄，如果他手上的 Bitcoin 沒有花掉的話，已經現值$1,370,000美金，換算台幣約 4千萬元。

2.非法毒品販賣的交易通貨

　　接著，我們把目光轉到地下經濟這一塊。

　　在2013年3月，根據英國衛報報導，著名的跨國地下毒品拍賣網站絲綢之路Silkroad，其每月交易金額已達170萬美金，讓各國執法單位束手無策的原因，除了其高度匿名性與分散式的網路架構之外，另一個正要因素就是因為其交易唯一使用的貨幣，是沒有任何國家管理的位元幣（Bitcoin）。

3.美國紐約金融監管機構將對位元幣展開調查

　　根據報導，2013年8月紐約對22家大型投資或交易位元幣的公司發出傳票，其中包含Google創投基金，Paypal創辦人的Founders基金等。原因是因為有許多毒品與軍火交易利用位元幣躲避監控，為此美國政府將展開一系列深入的調查。

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【週末副刊】發明味道的男人

2014 三月 2

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■這個男人，讓世界上多了一種味道。

作者｜涂豐恩

　　他叫池田菊苗（1863-1936），曾經擔任東京帝國大學的化學教授。1908年，他從日本人喜愛的昆布料理中，發現了一種新的味覺，叫做「うま味」（umami），中文或者叫做鮮味。在這之前，科學家認定的味覺只有四種：甜、酸、苦、鹹。池田菊苗的うま味，成為了第五種，不過英文中也找不到相應的詞彙，只能按照日文發音，稱它為umami。

　　池田菊苗不只發現了新的味覺，他還發現了製造這種味覺的方法。1908年的夏天，他以此取得專利權，並且和企業家好友鈴木三郎助合作，成立了一家名叫「味之素」（Ajinomoto）的公司，並從隔一年開始大量產銷這種新的調味料──今天我們熟知的味精。

　　只是，味精剛登場的時候，日本的家庭主婦並不怎麼買單，大家似乎還是習慣傳統的料理方式。

　　為了讓味精進入一般家庭，味之素開始大打廣告，看準了20世紀初年，正在學習西化的新一代日本女性。他們打著「科學」「衛生」「簡便」的旗幟，商請當時知名的美食作家代言，甚至直接走進校園，把樣品跟食譜，送給新娘學校的女學生們。這種策略果然奏效，從1930開始，味精不僅開始在日本家庭中普及，連一些高級餐廳也開始使用。不過，許多廚師剛開始並不願意承認──大廚怎麼能跟一般家庭主婦一樣呢？

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【CASE藝廊】春天的嬌客：櫻花

2014 二月 27

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■乍暖還寒的三月天正是櫻花綻放的季節，今天CASE藝廊選了四種櫻花的攝影作品分享給大家~

吉野櫻的全名是「染井吉野櫻」，在日本江戶時代由人工育種而來。日本氣象廳所發表的櫻前線預報，也是採用本種作為基準。深受台灣人喜愛，本圖攝於淡水天元宮。（圖片來源｜小工友@flickr）


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
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【化學技術】看植物如何將鈀廢液變奈米粒子

2014 二月 27

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■利用植物會吸收重金屬的例子已時有所聞，很多受重金屬汙染的土地都利用這個方式吸收重金屬，以淨化土壤，但是最新的研究發現植物不只會吸收重金屬，還能幫你製造出奈米粒子催化劑！

作者｜Andy Extance
編譯｜林宇軒

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阿拉伯芥。圖片來源｜tc.wangchao.net.cn

　　2010年諾貝爾化學獎頒給了發展鈀催化劑的三位研究者，其運用包括知名的鈴木反應(Suzuki reaction)，許多鈀催化劑不論是製造人類治療疾病所需要的藥物，或是合成電子產業正在尋找與開發的可放光化學物質，都佔有重要的一席之地，在現今的世界中大量使用，大大的影響了我們的生活。但隨著鈀催化劑的廣泛使用，含有鈀的廢液也在大量的產生，加拿大約克大學的詹姆士‧克拉克(James Clark)團隊就利用阿拉伯芥苗吸收廢液中的鈀離子，藉此回收鈀這個昂貴的稀有金屬，但更令人驚訝的是，吸收進來的鈀竟然在阿拉伯芥葉子中形成了奈米粒子，而這個奈米粒子的催化能力甚至要比市售的鈀催化劑還要來的更好！

　　克拉克在接受《化學世界》(Chemistry World)訪問時表示，其實利用植物從廢液中回收貴重金屬的植物採礦(phytomining)技術已經在使用了，包括回收金、銀、銅，但是這類方法都非常繁複，一般來說要先將植物體燒掉、溶解，最後還要再經過連串步驟純化出來，若要使金屬具有催化功能，又要再將金屬轉至適當的溶劑中，步驟可說是又多又繁雜。

　　受到先前研究的啟發，他們開發了更直接的方式來取得催化劑，他們將阿拉伯芥苗直接浸泡在含有K2PdCl4的溶液中24小時後，在阿拉伯芥植株的葉子中長出了含鈀的奈米粒子，直徑最大到32奈米。他們將葉子洗淨、弄乾並磨成粉末後，於氮氣環境下以300ºC熱裂解，所得到的鈀奈米粒子拿去催化苯基硼酸和芳基鹵化物的反應，包括難以進行反應的芳基氯化物、芳基溴化物在內，產率都比醋酸鈀(Pd(OAc)2)和鈀/碳催化劑(palladium-on-carbon)都要來的好，更重要的是，這個方法比起傳統步驟簡單得多！「就我們所知，這方法能將吸收的材料直接轉變成有用的東西，絕對是原創的！」克拉克如此說道。 繼續閱讀 »

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【動物醫學】流傳萬年的狗狗腫瘤

2014 二月 26

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 ■生物學家透過流傳萬年的狗狗腫瘤或許能一窺癌症的演變史。

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Elizabeth Murchison
Canine cancer. Whisky, a stray dog in Messina, Italy, has canine transmissible venereal tumor.

作者｜SARAH C. P. WILLIAMS
編譯｜高英哲

　　根據一項新研究指出，有一種透過性交傳染，叫做犬傳染性花柳性腫瘤 (CTVT) 的癌症，已經在狗狗身上延續了 11,000 年之久，而且竟然還保有第一隻宿主身上的遺傳特性。這不但使研究者得以一窺最初被人類馴化的狗狗生理，也能對癌症在近萬年以來的演化過程有所了解。

　　犬傳染性花柳性腫瘤並非單一動物的細胞突變所致，而是會在狗狗交配時跑到別的狗狗身上，形成新的腫瘤，通常是在生殖器的部位。這種病在熱帶氣候下的野狗身上尤其嚴重，而且已經延續了 200 年以上。英國劍橋大學遺傳學家伊莉莎白．穆齊森 (Elizabeth Murchison) 的研究團隊，運用先進的遺傳研究技術，將兩隻狗身上的犬傳染性花柳性腫瘤基因體加以定序，發現這種癌症有 200 萬種以上的突變情形，比任何已知的人類癌症還要多得多。他說：「每兩個基因裡就有一個產生突變，數量之多令我大吃一驚。」 繼續閱讀 »

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