【摺紙專欄】摺紙:摺痕中的數學

■CASE讀報和「一張紙變變變」研究計畫合作,推出為期一年的摺紙專欄。透過摺紙藝術介紹生物多樣性,或者導入一些 More »

【活動快訊】生之世界:摺紙藝術展(2016/02/05~2016/04/17)

摺紙真正的起源至今還是個謎,紙是東漢的蔡倫發明的,似乎理當起源於中國。然而有學者認為摺紙的藝術也可能早在紙發明 More »

【摺紙專欄】Eyeglass望遠鏡

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【摺紙專欄】「摺紙中學數學」之名片試金石

■你知道傳統名片是黃金比例嗎?讓我們用摺紙告訴你! 撰文|新北市林口國民中學 李政憲 我們在路上與人寒暄,或是 More »

【搞笑諾貝爾】蛋白、尿尿、親吻、減速丘、蜂蟄對我們有何影響?

■搶先十月的諾貝爾獎名單公佈的搞笑諾貝爾獎,也是萬眾矚目的盛事。今年搞笑諾貝爾獎除了生物學獎,是替雞裝上假尾巴 More »

 

【時事焦點】愛因斯坦預測成真:首次偵測到重力波訊號

圖片來源:LIGO

圖片來源:LIGO

■美國的LIGO實驗(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,雷射干涉重力波觀測站)於2016年2月12日發表了他們最新的實驗結果,宣佈首次直接觀測到重力波的訊號。

撰文|陳勁豪

重力是自然界目前已知的四大作用力中最弱的一種(另外三種分別是電磁作用,弱作用,強作用)。自從牛頓於1687年在《自然哲學的數學原理》一書中發表了他的萬有引力定律之後,人類首次知道蘋果落下跟月球繞地球轉遵循著同樣的物理定律。

到了1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論,用數學方程式來描述了重力與時空的關係。從此重力不單只是兩個物體之間相互吸引的作用力,而可以用時間與空間的扭曲程度來表示。從愛因斯坦的廣義相對論出發,可以推導出許多特別的現象,例如黑洞,重力透鏡等結果。這些結果紛紛得到實驗觀測證實,廣泛驗證了廣義相對論的正確性。

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【摺紙專欄】摺紙:摺痕中的數學

■CASE讀報和「一張紙變變變」研究計畫合作,推出為期一年的摺紙專欄。透過摺紙藝術介紹生物多樣性,或者導入一些數學概念,讓科學變得生動有趣!-----歡迎加入【一張紙變變變】粉絲團!

摺紙看似為藝術,但其實與數學息息相關。照片由Mina提供。Mina, CC BY-NC-ND

摺紙看似為藝術,但其實與數學息息相關。照片由Mina提供。

撰文|西新英格蘭大學數學系副教授 湯瑪斯·赫爾
翻譯|涂瑋瑛

摺紙藝術為發源於日本古代的技藝。摺紙藝術家可以將一張未經裁切的方形紙摺成一隻鳥、一隻青蛙、一艘船或一隻日本獨角仙。事實上,摺紙藝術的複雜是超乎想像的。

摺紙藝術在過去30年內經歷了「文藝復興」,創造出更複雜的新設計。隨著摺紙複雜度提高,科學家、數學家及摺紙藝術家也發現越來越多蘊含於摺紙設計中的數學規則,而這種現象並非巧合。

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【科學史沙龍】近代化學的房角石

■撐起現代化學的兩大柱石,是元素論跟原子論;然而元素的概念,卻是始自於哲學而非科學。為什麼近代科學可以接受人無法眼見為憑的東西,作為理性的基石呢?且讓我們回到理性思維最初的源頭,從化學的角度出發,探究科學精神的發展脈絡。

講者|臺灣大學化學系 陳竹亭教授
撰文|高英哲

單一元素說是由古希臘的愛奧尼亞學派首度提出,這是人類歷史上第一次企圖對世界的多樣性,提出一種「理性的說明」。承襲這個講究理性論述的傳統,留基伯 (Leucippus) 便提出了原子的概念,認為世界是由不可分割的粒子組成;他的學生德謨克里特 (Democritus) 進一步主張,世界存有無數不斷運動的原子,其形狀、大小、重量、熱度都不同,而世界就是這些原子不斷組合的結果。

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【科學史沙龍】原子的故事

■我們如今習以為常的原子說,古人早在幾千年前就已經有類似的概念,然而真正能夠「眼見為憑」,不過是區區一百年前的事。本次講座帶您飛掠原子論發展的漫漫長河。

講者|臺灣大學物理系 高涌泉教授
撰文|高英哲

理查.費曼在 1961 年,於加州理工學院大一普通物理的第一堂課,丟出一個問題:「如果發生了一場大災難,所有的科學知識都銷毀了,只能留給後代一句話,要用最少的字包容最多的訊息,那句話會是怎樣?」他給的答案是:「所有的東西都是由原子構成的,而原子是不停在運動的小粒子,分開遠一點時彼此有吸引力,但非常靠近時卻又會互相排斥。」他說只要用上一點點想像跟思考,就能從這句話推知出非常多的知識。

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【百秒說科學】新春賀歲答題活動

【百秒說科學】 要代替CASE全體來跟大家拜個年!
祝大家猴年猴腮雷!

來 Read 哞,參加緊張刺激的答題活動,有機會可以得到CASE新春賀禮:精美獨家CASE手帳加上隨行杯!
來看活動規則喔喔!按我按我

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【植物百科】有「人味」的北方小澤蘭

■人味是什麼?如果您曾經與一群剛運動完的人一起搭電梯,您可能會認為人味就是體味混合著汗水的味道。不過,這個問題如果問北方小澤蘭Platanthera obtusata,或許會有更清楚的答案。

Platanthera obtusata.圖片來源:wiki

Platanthera obtusata.圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

北方小澤蘭主要分佈在北半球,有兩個亞種,Platanthera obtusata subsp. obtusata在新大陸,而Platanthera obtusata subsp. oligantha則分佈於歐亞大陸。

過去發現,北方小澤蘭是蟲媒花,但它的媒介昆蟲是蚊子,而且是白線斑蚊。

以蚊子為授粉的媒介這筆者也是頭一遭聽過,過去對蚊子的研究知道,蚊子找到叮咬的對象主要靠:二氧化碳、溫度與水氣。遠距離時,蚊子主要是依靠二氧化碳的痕跡來找尋可能的目標;當牠越飛越近以後,溫度(體熱)、水蒸氣(汗液蒸發)以及視覺的刺激(穿的衣服或是生物的毛皮顏色)便成為辨別目標物的主要條件。

若我們以同樣的標準來看植物時,植物因為有蒸散作用,所以也會釋放出水蒸氣;至於二氧化碳,雖然植物有呼吸作用,但因為有光合作用抵銷,因此白天時二氧化碳的痕跡並不明顯。而溫度則比人要低些。所以,究竟北方小澤蘭是怎麼吸引蚊子來採蜜、進而授粉呢?

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【活動快訊】生之世界:摺紙藝術展(2016/02/05~2016/04/17)

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摺紙真正的起源至今還是個謎,紙是東漢的蔡倫發明的,似乎理當起源於中國。然而有學者認為摺紙的藝術也可能早在紙發明之前,就已經先被運用在布料上了。其實,較多的文獻推測,比較貼近當下摺紙藝術的形式該是起源於日本。

如同其他許多藝術形式,摺紙最開始存在於宗教的祭祀與民間習俗,像是祭祀的紙錢元寶、禮物的包裝、餐具的擺設等。直到16世紀起,日本的摺紙藝術才漸漸開始具有消遣及娛樂的性質。到了17世紀,也才出現明確的記載紙鶴、紙船等當今常見的摺紙創作形式。

西方的摺紙藝術在19世紀以前,和東方是各自獨立發展的。早在18世紀,法國人提出了將摺紙加入孩童的學校教育課程內,到了19世紀,德國教育家Friedrich Froebel也提出了類似的概念,並創辦了一間強調用摺紙的概念教數學,此時摺紙和教育的結合的型式也傳入了日本和其他國家,其中身為生物化學家的芳賀和夫將摺紙融合到數學教學中,成功的摺紙變成中學課程的一部分。紙,改變人類文明,不僅讓人類得以用文字記載事物廣為流傳,還讓人類在藝術上表達,特別是摺紙藝術完全以一張紙來創造詮釋,更是打動人心。摺紙的技巧充分利用幾何與三維空間的立體關係,這是現代科技造型的基礎,舉凡航空器、手機、家電等等的設計,皆起始於模具的打造,也正是摺紙藝術的基本精神。

此次展覽,特別感謝Dr.Bernie Peyton協助邀請20位國際知名摺紙藝術家提供展品參展,還有國立台灣大學生命科學系于宏燦教授對本展的多協助,特此一併致謝;願藉此展覽和推廣摺紙藝術,除發揚固有文化,更激發人們無限想像的創意。

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【寵物短消息】黑白花斑貓的遺傳之謎

Photo credit: Hisashi from Japan, CC BY-SA 2.0

Photo credit: Hisashi from Japan, CC BY-SA 2.0

撰文|黃貞祥

為何黑白貓身上會有兩種毛色呢?科學家發現,這樣的花斑是動物在子宮內發育時,色素細胞的分裂變慢所造成的。

黑白花斑在一些馬身上也可看見。正常來說,色素細胞該從背部擴散到全身包括肚子。在花斑的哺乳動物身上,色素細胞不足以覆蓋全身,所以留下大片白色的毛髮,一般上肚子和額頭會是白色的。

英國牛津大學、巴斯大學、愛丁堡大學的科學家,利用了數學模型結合動物實驗來解釋花斑的形成。過去認為那些黑白的花斑是因為色素細胞的移動太慢了,是因為一種稱作KIT的基因突變所導致的。KIT基因編碼了受體酪氨酸激酶(Receptor Tyrosine Kinase),是一種膜蛋白受體,膜外部分功能為受體,膜內部分為酪氨酸激酶 ,可將目標蛋白的酪胺酸(Tyr)部分磷酸化,藉此傳遞訊號,在細胞生長、增殖、分化中具有重要作用。

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【數學分析】關於Tommy John手術:一些有趣的統計數字

■尺骨附屬韌帶重建術(UCL, Ulnar Collateral Ligament Reconstruction),俗稱Tommy John手術,常見於現代棒球中,不知道你對它認識多少呢?

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圖片來源:維基百科

撰文|方程毅

棒球選手在投球時手部承受巨大壓力,而手肘尺骨韌帶有可能因為長期使用造成破損或斷裂,在過去這簡直是投手的死刑,但現在卻可以將身體其他部位的韌帶移植過來,延續選手生涯。韌帶移植的第一位嚐試者是1974年道奇隊投手Tommy John,這項手術也因此被命名為Tommy John手術,通常手術完後復健12-18個月左右便能重回球場,再次享受三振對手的快感。動過這項手術的人非常多,著名的例子包括台灣最速左腕郭泓志、華盛頓國民隊天才小史Stephen Strasburg以及日本第一強投德州遊騎兵隊的達比修有。

因為手術的普及讓越來越多投手獲得新生,也驅使越來越多人對相關數據進行分析與統整。2012年道奇球團與美國運動醫學學會(American Sports Medicine Institute)、紐約特殊外科醫院(Hospital for Special Surgery)等數個機構合作,針對5088位大小聯盟現役球員進行關於Tommy John手術的調查,並將結果發表在2015年The American Journal of Sports Medicine期刊上。

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【寰宇天文】太空站上的花兒發霉了

■國際太空站(International Space Station, ISS)上的太空人最近發現他們種的花居然發霉了。不過對科學家來說,這個結果反而更讓他們高興。

Credits: NASA

Credits: NASA

撰文|陳勁豪

如果要能夠送太空人上火星,那麼在旅程中能自己種植作物,達成部份的自給自足會是相當重要的課題。除此之外,在太空中若可以看到充滿生命力的植物,對太空人來說也很有抒壓的效果。

但是在太空中種任何植物都很麻煩,所以NASA的科學家發展出了Veggie計畫,先在ISS上試種簡單的植物以吸取經驗。他們去年成功的種出了萵苣,而且太空人還在太空站中實際品嚐了成果。這次他們決定挑戰百日菊(zinnia flower)。

百日菊生長的週期大約是六十到八十天,而且對生長環境的溫濕度還有光照更加挑剔,所以對太空人跟實驗人員來說,這是比萵苣更困難的挑戰。

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