看見盲鰻,聽見海平面下的聲音風景——莫顯蕎教授的海洋研究世界
■滿身黏液、外表古怪的盲鰻,為何會讓臺灣被學界推論為脊椎動物早期發展的重要區域呢?在日照不及之處優游的魚隻,又會有什麼樣的聲景(Soundscape)呢?畢生投注於海洋動物研究的國立中山大學榮譽教授莫顯蕎,從基礎的分類研究進入這個學門,此後悠遊於多種不同的研究途徑之中,但對海洋動物的熱愛與關懷未曾稍減。且由他來為您解惑,看/聽見另一個不同的水下風光。
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Read more■十九世紀大半時間,化學家絞盡腦汁想解決一個核心問題,這問題看似簡單,實則不然。化學家需要準確的元素原子量,或是兩種不同元素的原子重量比。否則就無法定出化合物的準確分子式,而且猜測分子有無實質的結構,注定也會徒勞無功。
Read more■岸邊的魚要自己撈,淺海的魚可以潛水捕捉,但深海魚就難以親自下海,通常要由漁民代勞了。中山大學位在西子灣、距離南部各主要漁港都不算遠,因此莫顯蕎就不時往來於各漁港間,從漁獲中找出研究對象。只不過,從漁獲中找到深海魚,往往也反映出漁源枯竭、漁民捕魚時必須向下探底的無奈:「後來你看看漁民抓,越抓抓不到魚,他就越抓越深……所以漁船)拖上來的魚就不一樣。」
Read more■清華大學生命科學系曾晴賢教授,水底世界讓他深深著迷。他在臺灣大學的窄小的魚房中餵養、觀察,然後就一頭栽進淡水魚的研究。為了解開櫻花鉤吻鮭是否已經絕種的謎,他曾經帶隊進山一整個禮拜,找尋櫻花鉤吻鮭的蹤跡。為了研究淡水魚的分類以及物種的地理分布,上窮碧落下黃泉。
Read more■臺灣的魚類研究堪稱得天獨厚,在相關領域培育出多位具有國際級水準的學者,而本文的主角:在臺大任教長達六十年的沈世傑教授,就是以魚類基礎分類聞名、為臺灣魚類分類研究貢獻良多的國寶級人物。
Read more■不知道DNA雙螺旋結構是由華生(James D. Watson,1928-)與克里克(Francis Crick,1916-2004)兩人解出的人,應該很少;但是有多少人讀過1953年四月刊登在《自然》(Nature)期刊上的那篇論文呢?雖然刊登在《自然》與《科學》(Science)兩大期刊上的論文一般都很短,但這篇論文更是短中之短,只有一頁多一點點(842個字)與一個插圖。
插圖以一種寫意的方式,將DNA的雙螺旋優雅地描繪出來。那,繪者究竟是誰呢?
■提到羅莎琳‧富蘭克林(Rosalind E. Franklin,1920-1958),很多人應該馬上想到:那個實驗結果被偷走的科學家;但有多少人知道,第一個菸草嵌紋病毒(TMV,Tobacco Mosaic Virus)的模型是在她的實驗室用「二十四打」腳踏車把手建立的?
一九五三年二月二十三日,富蘭克林拿出「第五十一號片子」,開始仔細計算B型DNA。第二天,她在筆記上下了這樣的結論:A型與B型DNA都是雙螺旋結構。不到一週後的二月二十八日,華生(James D. Watson,1928-)領悟到了腺嘌呤與胸腺嘧啶、鳥糞嘌呤與胞嘧啶以氫鍵結合,第一個幾乎完全正確的DNA模型,在一週後誕生了…。
■一九五三年3月7日,在威爾金斯(Maurice H. F. Wilkins,1916-2004)與富蘭克林(Rosalind E. Franklin,1920-1958)不知情的狀況下,根據他們的實驗結果建構的第一個DNA原子模型由克里克(Francis H. C. Crick,1916-2004)與華生(James D. Watson,1928-)完成了。五天後,當威爾金斯與富蘭克林站在這個模型前面,他意識到自己多年的研究成果已被眼前這兩個人搶得先機完成了。
科學界一直以來的「只有第一,沒有第二」的風氣,使布拉格爵士(Sir William Lawrence Bragg,1890-1971)在不願再度痛失發表先機的壓力下,應允了華生與克里克插手威爾金斯與富蘭克林的研究;而取得先機的兩人,後來分別的發展又如何呢?
一九五三年四月,華生(James D. Watson,1928-)與克里克憑著「看」來的研究資料,破解了去氧核糖核酸(DNA)的結構:雙股反平行、磷酸根在外、含氮鹼基在內的螺旋狀結構。這個發現,讓他們在九年後得到諾貝爾獎;得獎後的他們,是否從此就一帆風順平步青雲了?
Read more在黎曼以前,空間只有三種:歐氏空間,球空間和雙曲空間,都可以用一個坐標系統來描述。黎曼卻在一八五四年的著名論文中徹底的改變了空間的觀念,他的空間和上述三種空間完全不同,它可以孤立地存在,在小範圍內,它和歐氏空間類似。我們可以用各種不同的坐標系統去描述黎曼空間的特性,但空間裡有意義的性質必須和坐目標選取無關。這個看法很重要,因為這就是廣義相對論中重要的等價原理。黎曼在他引進的抽像空間中定義了曲率,廣義相對論中的重力場就是由曲率來量度的,而物質的分佈則由曲率的一部份來表示。物質的分佈隨時間的推移變化,曲率也隨之,這些變化使時空'顫抖',愛因斯坦從此得出結論:引力波雖然微小,卻會出現。在愛因斯坦的方程描繪下,引力場和時空的幾何不可分割,儼然一物。
Read more■從未知的巨觀宇宙到小至肉眼無法瞧見的微生物,科學研究進展總是以驚人的速度不斷向前突破。Nature 期刊近日選出了 2017 年度「最佳自然科學照片」,攝影師們可謂是「上天入地」,用最真實的影像帶領我們窺探未知迷人的世界。
Read more霍金在二○○六年加州理工學院演講時表示:「宇宙微波背景輻射的微波天空圖像是宇宙間所有結構的藍本,我們是早期宇宙擾動現象的產物。」所幸仍有許多宇宙歷史只稍微有些不均勻和不規則。這類宇宙同樣很可能出現,而且機率和完全均勻又完全規則的宇宙幾乎毫無二致。我們不知道有多少可選擇的宇宙到最後就生成類似「我們」這樣的事物,不過我們知道這種事情確實發生過一次。
Read more霍金的設想是,附著於這種臍帶的嬰宇宙有可能並不短命,同時,開頭很小也不見得永遠保持很小。他的想法是,到頭來新生宇宙就有可能膨脹成像我們的宇宙這般模樣,延伸跨越數十億光年。就像我們的宇宙,裡面什麼都沒有?不盡然。霍金指出:「任何尺寸的宇宙都有可能從重力能量生成物質。」接下來就有可能形成星系、恆星、行星,說不定還有生命。
嬰宇宙和成年宇宙都為數眾多嗎?宇宙會不會從任意地方分支出來?從廚房洗碗槽內?從你體內?霍金說:會!新生宇宙有可能在我們周遭不斷生成,甚至從我們體內各點現形,我們的感官卻完全察覺不到。
人類與鴿子的視覺有很多相似的地方(當然我們不會搖頭晃腦),但是因為大腦能夠將移動的圖像拼接在一起,所以我們很難察覺腦中形成的影像,其實是眼睛在不同點之間迅速捕捉畫面,並透過腦部處理不斷累積的資訊,最後形成我們意識能理解的形象。
Read more瑪麗-戴爾‧奇爾頓從1955年想要製作更好的天文望遠鏡的高中生、到1970年代為了找出農桿菌是否真的會把自己的 DNA 放進植物的學者,奇爾頓一直都是讓自己的心帶領著自己往前走。
雖然尚未獲得諾貝爾獎,但是奇爾頓的發現對全人類的影響非常重要且深遠。對於近年來基改作物的種種爭議,她認為許多其實是針對著個別生物科技公司而來,同時她也指出,基改生物技術的潛力尚未被完全發揮,應該可以有比抗病蟲害、抗殺草劑更好的應用,來造福全人類。