【活動快訊】諾貝爾2011年生醫獎得主Dr. Bruce A. Beutler演講

中研院講座系列:諾貝爾2011年生醫獎得主Dr. Bruce A. Beutler演講 2011年諾貝爾生理醫 More »

【科學大人物】法拉第不為人知的一面(最終回):晚年的法拉第

■無論是多優秀的人,也免不了老、死的造訪。就算是法拉第也有他無法完成的研究,不過他很優雅乾脆地選擇了和名聲不相 More »

【探索12】生殖醫學:人類傳宗接代的守護神

撰文|李宛儒 生物為了生存而奮鬥,人類也不例外。每個人都為了自己肉體與心靈上的存活不斷努力。然而活下去的目的是 More »

【CASE 紀念品】首創無時限科學手帳限量登場!

■CASE 首創第一本科學主題設計的手帳囉! 不但沒有日期的限制,簡約色彩和大量空間更提供使用者最高的自由運用 More »

【探索12】小小微生物開啟巨大醫學突破

撰文|姚云喬 時間 理論發展 第一階段 西元前107年~17世紀 微生物學說 第二階段 19世紀中葉~20世紀 More »

 

【年度回顧】2014年最棒的25項發明(上)

■2014 年有哪些發明,讓這個世界變得更好、更方便、甚至更有趣呢?《時代》雜誌為你挑選出 25 項各式各樣的新奇發明,讓你大開眼界。

編譯|高英哲

011.漂浮滑板
漂浮滑板這種如同魔毯一樣,可以凌空漂浮的滑板,在 1989 年上映的電影《回到未來2》 (Back to the Future Part II) ,首度出現在世人眼前。自此之後,漂浮滑板就是許多人夢寐以求的科幻逸品。如今位於美國加州的科技公司 Hendo ,真的打造出實品出來。當然啦,這裡頭還是有些玄機,比方說這塊漂浮滑板只能夠離地 1 英吋左右而已,而且只能夠在銅、鋁這類有導電性的材質上才浮得起來。目前該公司只生產了 10 塊滑板開放預售,而且電池只夠使用 15 分鐘,大概剛剛好夠你像電影中的主角一樣,一溜煙地穿過追打你的惡少。

不過為漂浮滑板提供漂浮動力的科技,可說是革命性的創新。 Hendo 的創辦人韓德森姊弟 (Jill and Greg Henderson) 打算利用他們在募資網站 Kickstarter 募集到的 45 萬多美元,研發出一套「磁浮」科技,可用來在地震發生時穩定建築物,保護寶貴的藝術作品等等。「漂浮滑板是我們將這項科技帶進現實世界的第一步。」葛瑞格.韓德森說。

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【繽紛生態】貪杯千萬年--「猿」來是拜ADH4所賜

■三五好友相聚來喝個幾杯,對一些人來說可以放鬆和舒壓,但是黃湯下肚後的蠢事和憾事在我們社會上也不算少。我們是什麼時候貪飲杯中物的?一項研究發現,可能發生在一千萬年前。

Shizhao

Photo credit: Shizhao, CC BY-SA 1.0

撰文|黃貞祥

人類之所以能夠代謝酒精,要拜酒精脫酶ADH4所賜。雖然所有靈長類都有ADH4,可是不見得都管用,狐猴和狒狒的ADH4就不太行。科學家過去不清楚高效的ADH4是什麼時候演化出來的,有人猜測可能是九千年前人類開始發酵食物的時候。

人類已知最早的釀酒記錄,是發現於中國河南省漯河市舞陽縣北舞渡鎮西南1.5公里的賈湖村的新石器時代文化遺址。考古化學家對賈湖遺址採集到的部分陶片發現了一些殘留物中含有一種酒類飲料的沉澱物,其化學成分與現代稻米、米酒、葡萄酒、蜂蠟、葡萄(或山楂)的丹寧酸,以及一些古代和現代草藥所含的某些化學成分相同,目前世界上發現最早釀造酒類的記錄。

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【科學大人物】法拉第與諾貝爾獎

■《法拉第不為人知的一面》連載期間,非常感謝陳竹亭教授擔任責編幫忙審稿,使稿件能穩定上線。本篇是陳教授對此連載的心得,經授權刊登於CASE讀報。再次感謝陳教授!!

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Michael Faraday in his laboratory, ca. 1850s.

撰文|臺大化學系教授 陳竹亭

連載了一年的十二篇「側寫麥可・法拉第不為人知的一面」中文稿終於全部上線。(注1) 2013年客座京都大學期間聽說了竹內敬人(Yoshito Takeuchi)教授為『化學同仁社』出版的《化學》撰寫法拉第生平。雖然明知法拉第在全球不缺傳記,但是畢竟中文的科普書及科學家傳記仍少,而且2009年CASE推出「探索基礎科學講座」正是師法法拉第舉世聞名「聖誕夜科普講座」的精神與遠見。(注2) 就向竹內教授爭取了翻譯權及在CASE平台的網路發表權。

法拉第在科學上的地位是連麥克思威爾、居理夫婦、愛因斯坦…等許多名科學家都齊聲稱道的。法拉第生於1791年,當時拉瓦節尚在人間;卒於1867年,其時門德烈夫已發表了週期表,而麥克思威爾也已開始他對電磁力的研究。

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【蟲蟲百科】雄霸天下的螞蟻來自新世界

■小小的螞蟻也是世界上很重要的生物,可別看不起牠們!

火蟻(Fire ants) 圖片來源:wiki

火蟻(Fire ants)
圖片來源:wiki

撰文|葉綠舒

日常生活中,我們常見到螞蟻。牠們總是在角落忙忙碌碌的尋找我們不小心掉落的食物碎屑,那麼小,那麼不起眼。 但是,我們也很容易可以辨認出他們來:那彎曲的觸角以及纖細的腰身,讓他們非常容易辨認出出來。古人形容女人纖細的腰身為「蜂腰」,其實從某些層面上,也可以被稱為「蟻腰」;不過,蜂(包括wasp與bee)與蟻本來就有些關連,牠們同目(膜翅目Hymenoptera)不同科,大約在一億三千萬到一億一千萬年前分家。

儘管牠們看起來那麼小,目前世界上估計有兩萬兩千種螞蟻,大約一半多一點已經分類,目前蟻科(Formicidae)共有三百二十三屬。不過,其中一屬Pheidole約有一千兩百種,為所有螞蟻中分佈最廣的--從三千七百萬年前開始,除了南極洲以及一些非常偏僻的孤島外,都可以看到這一屬螞蟻的蹤跡。

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【生物考古】三億年前的魚眼

■科學家發現在一個三億年前的魚類化石眼睛,居然還完整地保留了視桿細胞和視錐細胞的構造。這個發現顯示,早在三億年前,魚類的世界可能就是彩色的了。

現生鰕虎(Photo credit: Brian Gratwicke, CC BY 2.0)

現生鰕虎(Photo credit: Brian Gratwicke, CC BY 2.0)

撰文|黃貞祥

科學家已知5億2千萬年前,動物就演化出了眼睛,只是從未能瞭解遠古的眼睛有多精細,因為眼睛和腦等軟組織非常易腐化。過去保留眼睛外觀的,主要是鈣化的三葉蟲化石。

這是史上首次在脊椎動物化石的眼睛中發現感光細胞。該化石在美國堪薩斯州被發現,過去該處為一個潟湖,當地出土的化石之所以能夠保存良好,是因為潟湖的沉積物快速地掩埋了死去的動物,加上細菌的作用,在眼睛外覆蓋了一層磷酸鹽薄膜,讓三億年前的眼睛免於再繼續腐敗。

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【手機科學】想要讓你的手機電池活久一點嗎?關鍵在螢幕!

■手機最耗電的地方就是螢幕,偏偏我們的液晶顯示器其實是一種非常沒效率的發光元件,因為至少有50%被「偏振片」浪費掉了,如果能對光的偏振態動點手腳,減少能量損失,說不定你就不用每天晚上對著只剩5%電量的電池嘆息……

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Phoyo by Kerina Huang

撰文|方程毅

「偏振片」跟「光的偏振態」聽起來就是艱澀難懂的物理學名詞。但3D立體眼鏡、偏光太陽眼鏡或是液晶顯示器你應該就常常聽到吧。他們都是光偏振性的具體應用,因此在知道怎麼對它動手腳前,我們還是勉為其難的了解一下什麼是光的偏振性吧。

光,就是電磁波。也就是說光是靠電場與磁場以波動的方式不斷交互震盪而傳遞。想像一個三維座標XYZ,假設一道光是沿著Z軸行進,那麼電場跟磁場就會在XY平面震盪。拿電場的震盪來講,因為它都是在XY平面,任何一個震盪方向都可以被分解成X分量跟Y分量,而電場(或磁場)震盪方向就是所謂的「偏振態」。本篇文章中,我們都以討論電場方向為主。

「偏振片」是一種很普遍的光學元件,偏振片只會讓某一特定方向的偏振光分量通過,並阻擋垂直於這個震盪方向的分量。假設今天有一道沿Z軸行徑的光,前面提到電場震盪就都會在XY平面,也就是說所有的電場震盪方向都可以被向量分解成X分量跟Y分量。當選定坐標系,並將偏振片旋轉至特定角度時,所有Y分量就都會被擋住,只容許X分量通過(※這裡是指分量,因此一個與X軸Y軸都夾45度角的震盪方向仍然有√2/2的X分量可以通過)。

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【科學大人物】法拉第不為人知的一面(番外篇):法拉第與攝影術

■翻開法拉第的傳記,一定會看到幾張人像繪畫或照片。但可不能凡傳記就一定要配上照片之想。若不是在攝影術發明之後,是不可能有照片的。

圖A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)

達蓋爾(注A)(Daguerre)發明達蓋爾銀版照相法 (Daguerreotype),塔伯特(注B)(Talbot)發明碘化銀紙照相法 (Calotype) 是1839 年左右的事。法拉第對這項新技術非常關心。1839年1月25日星期五演講會的題目是「偏振光」,不過法拉第在演講的前後展示塔伯特預先送來的「照片」(注C),由法拉第和塔伯特進行解說。塔伯特在皇家學會發表有關攝影術的發明是在同年1月31日,因此或許可以說在英國第一次介紹攝影術的是法拉第。不管怎麼說,跟在皇家學會發表比起來,在皇家研究院發表大概能得到更多人的注意。

也因為有這樣的經過,法拉第很喜歡被照相。事實上,在當時的人物中沒有人像法拉第留下那麼多的照片。其中特別有名的,出現在日本高中教科書上的是法拉第好像在對丹尼耳(注D) (Daniell)發牢騷的照片(圖A)。

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【CASE圖書館】宇宙飛行推薦序

宇宙飛行書衣+書腰封面推薦序<津津有味的閱讀之旅>

撰文|美國太空總署總部、國際太空站太空任務科學家 李傑信

一翻開這本書,我就被吸引住了。投資了半天時間,一口氣把它讀完,值得!

我在美國太空總署已工作了三十餘年,有好多位同事朋友前後都去過太空。八○到九○年代是太空梭飛行時代,一次上去兩星期左右。如果任務週期超過九天,太空人進入太空後,就得馬上辛勤運動,以對抗太空失重對身體造成的負面影響,如骨骼鬆弛、太空貧血、肌肉萎縮等症狀。

2011年國際太空站組裝完畢後,太空人在太空站駐留動輒數月,甚至半年以上。在失重環境下長期駐守,對太空人心身的磨練,和太空梭時代的短期任務週期相比,就無法同日而語了。

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【活動快訊】諾貝爾2011年生醫獎得主Dr. Bruce A. Beutler演講

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中研院講座系列:諾貝爾2011年生醫獎得主Dr. Bruce A. Beutler演講

2011年諾貝爾生理醫學獎得主布魯斯‧博伊特勒(Bruce Beutler),應中央研究院翁啟惠院長之邀,即將來台擔任第九位「中央研究院講座」講者。

博伊特勒博士是美國免疫學家暨遺傳學家,他發現一組重要的受體蛋白質,讓哺乳類動物在遭受感染時得以偵測得知,並啟動強大的發炎反應。這項重大的研究發現讓他獲得2011年諾貝爾生理醫學獎的殊榮。

除了諾貝爾獎的肯定,博伊特勒博士還曾獲得2011年邵逸夫生命科學與醫學獎 (Shaw Prize) 以及2009年阿爾巴尼醫學中心獎 (Albany Medical Center Prize)、2007年巴仁獎 (Balzan Prize) 等多項學術榮譽和獎項。這場講座對生命科學或是人體免疫機制感興趣的聽眾,這是不可錯過的好機會!

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【化學應用】釀造啤酒的新成份:磁鐵

PHOTO:Lisa Marie Potter

PHOTO:Lisa Marie Potter

撰文|陳勁豪

冰涼的啤酒不論是搭配餐點或是單純日常飲用,都是許多人的最愛。但是長久以來,啤酒愛好者或多或少都曾面臨過以下的場景:啤酒開瓶後,啤酒泡沫就像噴泉一樣源源不絕,不但弄的桌面一團混亂,同時也帶走了瓶內的許多啤酒,這就不是這麼令人愉快的事情了。這個令人尷尬現象稱為噴湧(gushing)。為了解決這個問題,啤酒釀造商可能找到了簡單的解決方法:磁鐵。

通常綿密的啤酒泡沫是一杯好喝的啤酒中相當重要的一部分。在釀造啤酒的過程中,澱粉發酵會產生相當大量的二氧化碳,在裝瓶時通常又會灌入部份的二氧化碳,因此當啤酒開瓶時,瓶內的壓力快速釋放,會使啤酒中的二氧化碳快速溶出並形成啤酒泡沫。啤酒杯中的啤酒泡沫可以有效隔絕酒液與空氣,避免啤酒氧化,所以可以說是保持啤酒美味的關鍵之一。

但是啤酒泡沫過與不及都是麻煩的問題。噴湧的主要原因是因為釀造啤酒時,黴菌會感染釀造啤酒的大麥表面上。這些黴菌所產生的疏水蛋白(hydrophobins)會吸收釀造過程中所產生的二氧化碳,而使得啤酒開瓶時產生過多的泡沫。過去的啤酒釀造師為了解決這個問題,在釀造的過程中加入了啤酒花萃取物來抑制泡沫的產生,同時以啤酒花的苦味來增加啤酒的風味。但是加入啤酒花的方法有其極限,畢竟啤酒的風味也是相當重要的問題。

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