【摺紙專欄】22.5度設計基礎理論

文/手繪圖|林彥廷 部分照片翻攝自小松英夫教學資料 先前提到的等邊直角三角形分子,其實就是22.5度設計理論中 More »

【摺紙專欄】反折人生:從熊研究者身份出道的知名摺紙藝術家

撰文|格倫·馬丁(Glen Martin) 翻譯|涂瑋瑛 致謝 We sincerely appreciate More »

【2016台積電盃-青年尬科學】邀請你「有『種』來決『豆』」!

一顆小小的豆子和種子,蘊藏著驚人的生命能量,從豆類到種子的科普知識更是包羅萬象。5/16起,歡迎國三至高三(K More »

【週末茲卡專題報導】茲卡病毒的抗蚊大作戰

■茲卡病毒跟登革熱一樣,都靠埃及斑蚊傳播。對抗埃及斑蚊,除了管控環境衛生與清除積水,有沒有其他更有效地防治策略 More »

【豆類年專題】2016豆類年簡介

撰文|葉綠舒 聯合國農糧署(FAO)訂二0一六年是「國際豆類年」。對居住在東亞地區的我們來說,提到豆類,第一個 More »

 

【生物演化】魚鰭和手指腳趾發育的異曲同工之妙

■四足動物的祖先都像是今天在水裡游的魚。我們祖先從水中演化上陸地發生的一項偉大變革是,魚鰭被手指和腳趾取代了。科學家發現,原來魚鰭發育中關鍵的細胞,同樣在手指和腳趾的發育中扮演重要的角色。

Credit: Shubin Laboratory

Credit: Shubin Laboratory

撰文|黃貞祥

化石證據顯示,陸生四足動物和輻鰭魚類的共同祖先在4億3千萬年前還生活在水中,而陸生四足動物的祖先,是在3億6千萬年前演化上陸的。

芝加哥大學的演化生物學家Neil Shubin等人,經過了三年,使用基因編輯技術和靈敏的細胞發育圖,在魚鰭中追蹤發育過程中細胞的去向,因而發現了在魚鰭中的鰭條,有可能和手指及腳趾是同源的,因為它們都有相同的發育史。

Neil Shubin原是古生物學家,他最轟動的發現是提塔利克魚(Tiktaalik)。那是一種已滅絕的早期魚類,生存於3億7千萬年前泥盆紀晚期,被認為是魚類及兩生類之間的物種。牠的「鰭」擁有原始的腕骨及單純的趾頭,表示它們可以承受重量。雖然很可能無法使用它們來行走,但是它們可能可以用來支撐身體,就像伏地挺身一樣。前鰭的骨骼顯示出牠們可能擁有許多肌肉組織,這表示牠們擁有發達的肌肉,而且有能力像手腕一樣彎曲。這些類似手腕的特徵可以幫助提塔利克魚在快速移動時穩定身體的底部。

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【心理統計】理工女面試比較吃香?

■法國巴黎經濟學院的學者對法國各級教師考試進行研究,證明弱勢性別在口試階段的分數的確較佔優勢。

CC0 Public Domain

CC0 Public Domain

撰文|方程毅

女性在理工科系向來是弱勢,大學二類組科系男多於女也早已不是新聞。隨著近年來性別平等越來越受到重視,解決職場上性別比例的失衡也就格外重要。相信很多理工男在找工作面試時,都有遇到女生對手就先輸一截的經驗,法國巴黎經濟學院(Paris School of Economics)針對這個現象進行研究,發現在女生處於劣勢的科目,例如:數學、物理或哲學,女性在口試或面試場合都比較吃香;但男性為少數的領域,例如:文學或語言,男性也會具有優勢。

進行這類的研究並整理統計數字要非常小心,必須要找到有說服力的對照組,而不能只是單單將結果或是眼前看到的現象套進自己預設立場編出來的故事之中。進行這項研究的兩位學者Thomas Breda及Mélina Hillion使用的是2006-2013年法國教師甄選考試的成績進行比對。

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【生活物理】為什麼咖啡容易潑出來?

■當你在咖啡店點了一杯咖啡後,過沒多久服務生就把你的熱騰騰的咖啡送了上來。如果咖啡裝的滿,而服務生的動作不夠穩,那你面前的咖啡可能只會剩下半杯。為什麼會這樣?一群美國的科學家找到了可能原因。

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圖片來源:sawadacoffee.com

撰文|陳勁豪

同樣是送上飲料,服務生送上啤酒的時候,就比較少出現飲料溢出杯外的問題。這肯定不是因為服務生送咖啡跟送啤酒的時候,走路的方式不一樣所造成的。究竟背後的原因是什麼?

紐約大學的Emilie Dressaire和她在普林斯頓大學的合作夥伴注意到了這個現象,因此決定做實驗來研究這個問題。他們注意到啤酒跟咖啡最大的差別就是,啤酒的杯口有泡沫,但是黑咖啡基本上跟水一樣,是沒有泡沫的。所以他們懷疑杯口的泡沫是杯中的液體是不是容易濺出的關鍵。

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【免疫研究】著涼後真的比較容易感冒嗎?

■如果著涼了,你也會擔心自己接下來會感冒嗎?

pic撰文|駱宛琳

「著涼」這兩字真是貼切,我們總覺得如果「冷到了」,會比較容易感冒;英文裡也說感冒是「catch a cold」。這看似中外所見略同的「老人言」,是真有其事,還是只是都市傳說裡的另外一則以訛傳訛呢?

首先,這裡討論的感冒,是指一般感冒,而不是流行感冒。相較於流行感冒是由流行感冒病毒所引起,最常引起一般感冒的病毒則是鼻病毒(rhinovirus)。

早在大半個世紀以前,就有研究人員徵召受試者來試圖釐清這是非。美國德州貝勒醫學院的Robert Couch醫生,找來四十多個自願者,在攝氏4度的房間裡只穿短袖待上三十分鐘,或是泡個熱水浴,再分別暴露在感冒病毒下,然後比較哪一組比較容易感冒。但結果是比率都差不多。之後,陸續有其他實驗室用不同的方式研究這課題,結果有正也有反。

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【身體反應】蚊子叮為什麼會癢?

■夏日炎炎蚊子多,究竟為什麼被蚊子咬後會癢呢?

埃及斑蚊(Aedes aegypti)。圖片來源:Wiki

埃及斑蚊(Aedes aegypti)。圖片來源:Wiki

撰文|葉綠舒

筆者從小被蚊子叮了以後,就會腫一大包,還會很癢。之前曾遇到被蚊子咬不會水腫也不會發癢的人,讓筆者超羨慕的!

其實被蚊子叮會發癢是因為,蚊子注入的唾液會使我們產生發炎反應;而蚊子的唾液中含有能使血管擴張的成分,加上叮咬會使血管破裂,於是就造成了水腫。

但是,讓我們發癢、水腫顯然對蚊子沒有什麼好處。有許多次筆者因為覺得癢癢的而決定去檢視發癢的部位,然後就當場活逮蚊子一隻,於是牠就被消滅了。顯然對蚊子來說,引發發炎反應、讓我們發癢沒有什麼好處!雖然這個發癢的反應,對我們好像有一絲絲的好處,不過到底為什麼被蚊子叮會發癢呢?

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【科學短消息】多讀書有益健康?

■坐在椅子上好幾個小時不動似乎對健康不利,可是科學家發現,如果坐著的那幾小時是用來讀書,說不定是有延年益壽的效果的。

Photo credit: Peter Griffin, CC0

Photo credit: Peter Griffin, CC0

撰文|黃貞祥

美國耶魯大學公共衛生學家Avni Bavishi和Becca R. Levy等人從1992年開始到2012年,收集了3,635位年齡超過50歲的美國人資料。他們把調查對象分為三群,一群是每週花超過3.5小時讀書的人,一群是每週花至多3.5小讀書的人,還有一群是壓根兒不讀書的人。

他們校正了年齡、性別、種族、教育、財富、婚姻狀況和抑鬱症等狀況,發現書讀得多的人,活得較久。超過12年的追蹤中,每週讀書超過3.5小時的人比不讀書的人,死亡率下降了23%,而每週至多讀3.5小時書的人,則比不讀書的人下降了17%的死亡率。整體來說,讀書人多了23個月的壽命,差不多是兩年。

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【創新科技】和原子一般大的位元

■從看見原子、移動原子,到將資訊存於原子。科學家將一顆一顆原子排成0和1,做出最小的記憶體。

圖1、由35個氙氣原子排成的IBM字樣。(來源:維基百科)

圖一:由35個氙氣原子排成的IBM字樣。(來源:維基百科)

撰文|陳奕廷

1959年,加州的冬陽照在帕薩迪娜的加州理工學院。理查‧費曼在美國物理學年會中發表了知名演講「在微小世界中還有更多的空間 (There's Plenty of Room at the Bottom)」。那是個奈米科技還不流行的年代,甚至「奈米科技」這個詞彙本身都還沒被發明。演講中費曼道盡對微小世界的無限想像:「若能移動原子,就能透過原子書寫,將整套大英百科存在一個指尖的大小。」約20年後,兩位IBM科學家開發出「掃描穿隧顯微鏡 (scanning tunneling microscope, STM)」,成功解析出原子的影像,並在5年後共同獲得諾貝爾物理獎。如果伽利略是第一位窺看天體的人,這兩位科學家就是第一組觀看原子的人。3年後的1989年,IBM科學家唐納‧艾格勒將35個氙氣原子在鎳金屬表面上排出「IBM」的字樣(圖一)。除了先進技術外,完美呈現費曼30年前提到的「使用原子書寫」讓這項著名的艾格勒實驗佔遍當時科學新聞版面。同時,費曼的演講又再次流行於科技及科普社群中。艾格勒實驗加上費曼的名氣使得奈米科學越來越熱門。

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【科學大人物】你有你的/我有我的/方向──孟德爾是誰?

807220252141616撰文|王道還

孟德爾(1822-1884)與達爾文(1809-1882)都是十九世紀的科學巨人,這是常識。我們生活在「後-基因組時代」的人,甚至可能覺得孟德爾才是巨人中的巨人。

不過,我們對孟德爾這個人知道得的確很少。要是拿他與達爾文比較,更能凸顯這個事實。達爾文出身名門,連雪萊夫人的《科學怪人》(1818)都要抬出他祖父的名號,說服讀者相信書中故事「不完全嚮壁虛構」。母系方面,達爾文的母親出身威吉伍(Wedgwood)家。「威吉伍」是英國第一個高級瓷器品牌,創辦人是達爾文的外祖父,與達爾文的祖父是知識與事業上的朋友;他們一夥人在英國工業革命發軔之初(十八世紀末)的活動,仍是史家研究的焦點。

就算達爾文沒搞出什麼偉大的名堂,他五年環球航行的遊記,一路上收集的標本,加上他寫的短篇論文與私人信件、札記,都能確保他在科學史上的地位,因為那些資料全都可以反映英國在十九世紀的典型科學活動。

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【人物專訪】林志民教授——我看台灣的科學教育

■中央研究院原子與分子科學研究所研究員暨臺大化學系合聘教授林志民的研究團隊2015年1月 在「科學」(Science)發表了一篇論文:最簡單的克里奇中間體能和水反應,且反應迅速,和水的反應動力學行為是個平方關係,也就是一個克里奇中間體需要和兩個水分子作用。這個研究成果的發表釐清了克里奇中間體和水反應的動力學,平息學術重大爭議,受到國際大氣化學界的矚目。臺大科教中心與臺大研發處合作,特別聯訪林志民教授,請林教授就這個突破性研究的實驗過程與結果和我們分享,同時也談談國內當前的科學教育。

lin訪問以問答進行,以下為訪談內容整理。

問:一個研究由大學生和碩博士生負責進行,有差別嗎?

答:沒有太大差別,因人而異,學生的想法才是最重要的。有的學生不是素質不行,是想法的問題。如果本身研究動機和興趣不強,那是最糟糕的事;有些則是有錯誤的習慣,對事物的認知不科學,所以當他進行科學研究時就會遇到障礙,因為他不知道他錯在哪裡,無法用科學的方法去解決問題,自然解決不了問題。所以研究者擁有「足夠的動機」和「好的科學習慣」對於科學研究非常重要。與其收一個沒有受過好的訓練的學生進實驗室,不如收一個尚未養成壞習慣的學生,因爲要糾正壞習慣實在太困難太花時間了。

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【人物專訪】林志民教授(實驗篇)

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■中央研究院原子與分子科學研究所研究員暨臺大化學系合聘教授林志民的研究團隊2015年1月 在「科學」(Science)發表了一篇論文:最簡單的克里奇中間體能和水反應,且反應迅速,和水的反應動力學行為是個平方關係,也就是一個克里奇中間體需要和兩個水分子作用。這個研究成果的發表釐清了克里奇中間體和水反應的動力學,平息學術重大爭議,受到國際大氣化學界的矚目。臺大科教中心與臺大研發處合作,特別聯訪林志民教授,請林教授就這個突破性研究的實驗過程與結果和我們分享,同時也談談國內當前的科學教育。

訪問以問答進行,以下為訪談內容整理。

●克里奇中間體研究的濫觴

問:對本研究主題的發想是從何而來?

答:2012年美國Sandia國家實驗室在「科學 (Science)」上發表可以在實驗室裡合成克里奇中間體的新方法。由於此方法能製備高濃度的克里奇中間體,引起了許多研究團隊對克里奇中間體的興趣,相繼以各種方法來研究克里奇中間體的各項物理與化學性質。在2013年新加坡舉辦的「第15屆亞洲化學大會」中,李遠鵬院士和我分享他在克里奇中間體上的研究,我非常地感興趣。那時李院士以紅外吸收光譜法測量其振動能階;後來我則選擇以紫外光吸收光譜法,開始做克里奇中間體的光譜與化學反應動力學研究。

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