【生物奧妙】植物媽媽的愛心便當

■植物從一開始生長,就被充滿微生物的環境圍繞。有些微生物對植物有好處,如根瘤菌(Rhizobium)以及與植物 More »

【活動訊息】科學史講座

■促進高中教師素質以及高中教育教學品質,臺大科學教育發展中心於2014年10月起按月舉辦科學史講座系列,輪流就 More »

【時事焦點】2014年諾貝爾化學獎-如何將光學顯微鏡變成奈米顯微鏡

■艾瑞克・貝齊格(Eric Betzig),史蒂芬・海爾(Stefan W. Hell)以及威廉・莫納(Wil More »

【時事焦點】2014年諾貝爾生醫獎-發現大腦裡空間記憶的構築細胞

■美國與英國雙重國籍的John O’Keefe、挪威的May‐Britt Moser及Edvard I. Mo More »

【科學大人物】法拉第不為人知的一面(九):法拉第和社會的關係

■在今天,社會獲得出自「 經驗學者」的評論和建言已經不稀奇,但法拉第是史上第一人。受他關照的領域除了和科學直接 More »

 

【學術線上】莫爾和公斤單位的重新定義

■單位是將物質標準量化的表示法。國際單位制(SI)是最普遍採用的標準度量衡單位系統,該體制是在18世紀末法國大革命時期科學家們所發展起來的單位制度。首先,國際單位制將質量、長度、時間、電流、溫度、物質量、發光強度,此七個物理量的單位定義為公斤(kg)、公尺(m)、秒(s)、安培(A)、克耳文(K)、莫耳(mol)、燭光(cd)七個基本單位。然而,原有的制度將可能更新。

1311編譯|黃郁崴

若獲得國際科學組之間達成共識,國際單位制(SI)原有的七個基本單位將在2018年改由自然界的七個基礎常數換算成新的單位制度。以時間為例,一秒的時間定義為銫133原子基態超精細能階躍遷的9,192,631,770 個週期所持續的時間;而表示長度的單位,一公尺的距離將由真空中的光速299,792,458 m/s換算而得;其他基本單位可由蒲朗克常數(公斤)、波茲曼常數(克耳文)、亞佛加厥常數(莫耳)、基本電荷(安培)、與特定波長單色光的發光效率(燭光)獲得。其中,以新的方法重新定義公斤與莫耳的方法卻在化學界中引來很多爭議。在2014年八月在美國舊金山舉辦的國際度量衡大會(由ACS Committee on Nomenclature, Terminology & Symbols贊助),便以此主題為中心展開討論。

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【探索12】現代醫院的誕生:訪李尚仁副研究員

■談到醫學,你第一個聯想到什麼呢?醫院可能是許多人的答案——那是當今醫療活動進行的主要場域。然而在十九世紀以前,醫療活動的進行多是醫生前往病人家裡看診治療,現代醫院在醫療中扮演了重要角色不過是近一兩百年的事。這樣的轉變如何出現?中研院史語所的李尚仁老師透過談現代醫院的起源,來討論現代醫學的興起。

_MG_9542採訪|李宛儒
攝影|黃道佐

棄醫從史
李尚仁老師就讀臺大牙醫系時,正好是解嚴前後,社會氣氛風起雲湧——曾經的禁書被翻譯,電影放映,讀書會討論的風氣盛行,新的思想湧入校園。活躍於社團活動的李尚仁老師,就在這樣的校園氛圍中發現了自己對人文思想的興趣。在當年王浩威醫師組織的讀書會中,李尚仁老師接觸到了傅柯的思想,燃起了對醫學史的好奇。因此在從事牙醫工作一年之後,便棄醫從史,遠赴醫學史研究發達的英國研習。

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【生物奧妙】植物媽媽的愛心便當

■植物從一開始生長,就被充滿微生物的環境圍繞。有些微生物對植物有好處,如根瘤菌Rhizobium)以及與植物根部共生的真菌(Mycorrhizae)。

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綠豆。圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

最近幾年的研究成果,也已經讓我們知道:圍繞在植物周圍的微生物們,構成了植物微生物體(Plant Microbiome);而它們可以協助植物更容易獲得養分,也能幫植物抵抗外來病原菌的入侵。

許多動物(包括人)的小寶寶,在出生之前是處於無菌狀態之中;出生之後,人的小寶寶會經由與父母親人的接觸,得到父母親人身上的益菌;而植物呢?

從過去的研究成果得知,豆科植物在氮素不足的環境中,會在土壤中分泌出一些化學物質(如類黃酮素),以吸引生活在土壤中的根瘤菌前來跟豆科植物建立共生關係。但是植物的種子就如人類的胚胎,在剛發芽的時候,根系尚未建立,也不可能分泌化學物質來召喚益菌;而它們又無法像人的小寶寶一樣,從父母親人處得到益菌,那麼,植物寶寶要如何建立起自己的微生物體呢?

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【CASE活動】11/13~11/14 物理大師講座-楊振寧

unnamed欣逢臺大86校慶,特邀諾貝爾獎物理獎得主、臺大名譽博士楊振寧,於臺大物理系進行兩場科學演講:11月13日為物理專題演講 "Conceptual Origin of Maxwell Equations and of Gauge Theory”,11月14日為科普演講 "愛因斯坦與20世紀物理”,希望與對科學有興趣的學生、老師與民眾,一起徜徉在物理的世界裡!

講者:楊振寧 院士
時間與講題:
11/13 (星期四) 16:00-17:30(入場時間:15:30)
"Conceptual Origin of Maxwell Equations and of Gauge Theory”

11/14 (星期五) 16:00-17:30(入場時間:15:30)
「愛因斯坦與20世紀物理」

地點:臺灣大學物理系新館R204國際會議廳
Rm. 204, International Conference Hall, Department of Physics/CCMS, NTU

加開連線:臺灣大學物理系新館R104楊金豹演講廳
Rm. 104, Chin-Pao Yang Lecture Hall, Department of Physics/CCMS, NTU

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【歷史考古】從埃及墓穴壁畫看動物滅絕

■在大約六千年前,埃及獅獵捕牛羚跟斑馬的地方,看起來其實比較像東非大草原;然而現在當地卻是一片沙漠,大型哺乳類動物的種類也從 37 種銳減為 8 種。這是聖塔菲研究所的量化生態學家賈斯汀.葉凱 (Justin Yeakei) ,透過埃及墓穴壁畫的演變所得到的結論,我們也得以從中窺見氣候變遷跟人類活動,是如何在數千年的過程中,逐漸改變當地生態系統的結構與穩定性。

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PHOTO:AUSTRALIAN CENTRE FOR EGYPTOLOGY/ANCIENT CULTURES RESEARCH CENTRE, MACQUARIE UNIVERSITY, SYDNEY

作者|Jessica Ruvinsky
編譯|
高英哲

古埃及人觀察自然界的習慣由來已久,史前的石頭畫裡就已經有河馬、長頸鹿、大象、狷羚跟狐狸等等動物出現,後來他們所建造的墓穴裡,也多的是描述狩獵野生動物的壁畫。葉凱

綜合古生物學以及考古學發掘出來的化石證據,與墓穴壁畫進行比對,先找出哪些物種在什麼時候滅絕,然後再觀察這些物種滅絕之後,對於當地的生態系統造成什麼影響。預測某物種絕種風險有多高的工作,對於保育計畫十分重要,然而實際操作上卻很難加以觀察;這些墓穴壁畫提供科學家一個絕佳的機會,可以就現存的物種驗證他們所做的預測。雖然在墓穴壁畫上出現的動物,有可能是繪畫者從更早的壁畫上攀模來的,不一定就真的生存在當代,不過還是具有相當程度的參考價值。

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【生物奧妙】人算不如天算之光合作用改進

■光合作用(photosynthesis)裡面最重要的酵素就是簡稱Rubisco的酵素了。

Rubisco。圖片來源:wiki

Rubisco。圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

這個酵素有個很長的名字,D-ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,因為酵素命名的通則是「受質或產物名稱」(D-ribulose-1,5-bisphosphate)+「反應類型」(carboxylase/oxygenase),所以就有個「落落長」的名字。

從它的名字可以看到,這個酵素有兩種反應類型:一個是我們熟悉的反應類型,將二氧化碳與D-ribulose-1,5-bisphosphate(RuBP)結合,產生兩個分子的帶有磷酸根的三碳化合物3-phosphoglycreate (3-PGA),這個反應是所謂的羧基化(carboxylation);另一個則是將RuBP氧化,產生一分子的3-PGA以及一分子的2 - 磷酸乙醇酸(2-phosphoglycolate)。2 - 磷酸乙醇酸對植物無用,必需消耗能量來回收它,回收的過程被稱為光呼吸(photorespiration)作用。

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【繽紛生態】針鼴到底有多怪?

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PHOTO: JKMelville, via Wikimedia Commons

編譯|高英哲

針鼴又叫刺食蟻獸,是一種生活在澳洲跟新幾內亞的小型獨居哺乳類動物。牠有像豪豬的刺,鳥一般的喙,跟袋鼠一樣有個腹袋,又會像爬蟲類一樣產卵。這動物看上去已經夠怪了,但是科學家對針鼴的了解愈多,就愈是覺得牠怪得出奇。聽聽以下十大怪點,你會發現這世上真的什麼生物都有。

1.針鼴的刺其實是一種演變過的毛髮。針鼴除了身體下側、臉部跟腿部以外,全身都長滿了兩英吋長的毛刺。

2.針鼴的長壽秘訣在慢活。針鼴的體溫只有攝氏 32 度,是哺乳類中最低的;牠們的體溫調節機制也跟一般哺乳類大不相同,一天當中可以有攝氏 6 到 8 度的變化。因為體溫低的關係,針鼴的新陳代謝也比較慢,因此一般可以活到 45 到 50 歲。

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【材料應用】從手機到電動車:無處不見的鋰電池

■最近經常佔據新聞版面的Tesla電動車似乎前景無量,其中一個電動車能否順利發展的關鍵便是提供能量的鋰電池,究竟影響鋰電池效能的因素有哪些呢?

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鋰電池在各領域的運用。 SOC: State of Charge, 電量狀態(充電程度,剩餘電量)(100% = empty; 0% = full)。 DOD: Depth of Discharge, 電量狀態的反義詞 (100% = empty; 0% = full)

撰文|方程毅

自從1800伏打電池被發明後,電能幾乎改變了整個世界的運行。各式各樣的電池被應用在不同的領域,隨著電池科技不斷的進步,人類生活方式也產生巨大的變化。而1991年索尼(SONY)成功開發出能實際用於消費性電子產品的商用鋰電池(Lithium-ion battery)後,更是掀起了行動裝置的革命。不僅消費性電子產品(例如手機或筆記型電腦)對鋰電池的需求量極大,近來時常佔據汽車工業版面的電動車巨擘,特斯拉(Tesla)也積極投入鋰電池的研究,希望有朝一日能取代石化燃料,讓汽車不用再去加油站加油,而是像小時候玩四驅車一般,把電池充飽電再上路。

鋰電池,事實上應該被叫做鋰離子電池,是利用鋰原子來進行電荷的傳遞,因為鋰是活性相當大的金屬,原則上不會以原子方式存在。鋰電池跟一般電池一樣由三個部分組成:陰極(Anode)、陽極(Cathode)跟電解質(Electrolyte)。因為鋰離子半徑非常的小,因此可以嵌入(Intercalate)在電極材料中,放電前,鋰離子一開始會待在陽極中,放電時,帶正電的鋰離子離開陽極進入電解質,同時為了保持陽極的電中性,也會同時釋放一個電子到外電路,當電子經由外電路到達陰極時,便會有另一個已經在電解質中的鋰離子嵌入陰極材料,保持陰極電中性,如此一來便完成放電的迴圈。

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【活動訊息】科學史講座

10688097_610612415716402_3351881695258609475_o■促進高中教師素質以及高中教育教學品質,臺大科學教育發展中心於2014年10月起按月舉辦科學史講座系列,輪流就物理、數學、化學、生命科學和醫學等主題,邀請相關專業人士演講,盼將大學資源和高中教學結合,奠定全國基礎科學教育的優質文化和環境。

【主題一】高涌泉教授:愛因斯坦如何發現狹義相對論
一般入門教科書或科普書籍在介紹狹義相對論的起源時,往往從 Michelson-Morley的光速測量實驗講起:首先,Michelson和Morley量不到地球相對於以太的速度,這個結果違逆了大家的期待,為了處理這個矛盾,物理學家提出種種不能全然令人滿意的方案,只有在愛因斯坦於1905年提出狹義相對論後,一切的問題才圓滿解決。高涌泉教授將在演講中說明這樣的敘事忽略了某些極為有趣的歷史面向。

【主題二】王道還研究員:學科學的「文字障」:以演化論為例。
為什麼我們將達爾文的「The Origin of Species」翻譯作「物種原始」?王道還研究員將以此為例,針對科學的「文字障」,解說「文字運用和翻譯」在科學學習和科學史的妙趣。

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【探索12】醫點挑戰,醫點希望──黃達夫教授談「現代醫學的困境」

Scientist grhardnesstester.com

圖片來源|grhardnesstester.com

Fate, destiny, whose designs and
warnings
now seem to me simply
local symmetries, metonymic
baubles within immense confusion ----
Chaos was what I saw.
My brush froze ---- I could not paint it
                   Louise Glück , Afterword

混沌、迷惘,好似陷入迷霧中。這樣的一首詩,優美是自然,卻不盡然夢幻。如果這是現代醫學的寫照……嗯,好像不太妙。

撰文|沈君宜

行走杏林多年,黃達夫教授和許多振奮醫學科學界的人物頗有交情。他特別說起1988年,和George Hitchings同享諾貝爾獎榮耀的Gertrude Elion:未取得正式博士學位的她,對於抗病毒藥作用原理的奠基貢獻良多。她是一個特別謙虛的人,當年黃教授將其發明形容為「病毒界的盤尼西林」,還被她罵了一頓,認為「誇大了」。但教授卻得意的說,後來證實他才是對的──Acyclovir或Zidovudine,還有以其原理發展出的諸多藥物,在病毒性肝炎、愛滋病等的治療上,都起了革命性的作用。

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