單位革新:重新定義公斤

「世界計量日」紀念著一百四十年多前簽定的《米制公約》(Metre Convention, 1875),自那時起逐漸確立了國際統一的度量衡系統。2019年世界計量日打出的口號是「基礎更為穩固的國際單位制」(“The International System of Units – Fundamentally better”),之所以說是「基礎」,是因為從這一天起,幾個基本單位的新式定義就正式上路了。

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1937年諾貝爾物理獎的關鍵影響

湯姆森於1937年與Clinton Davisson(戴維森)共同獲得諾貝爾物理獎,二組人馬透過不同的實驗證實了德布羅意物質波的存在,在整個量子力學的發展和信度上扮演了關鍵的角色。此文雖然在介紹湯姆森,但是對那1920年代與量子力學的發展相關之背景有清楚的說明,對湯姆森與戴維森之間有趣的競合關係亦有生動的描述,已成為我講課的資料。

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【2018年諾貝爾化學獎】化學的(革命性)進化

■演化的力量是透過生命來展現。2018年的化學諾貝爾桂冠頒給Fances H. Arnold (阿諾)、George P. Smith (史密斯) 和 Gregory P. Winter (溫特)爵士,表彰她/他們透過演化的控制為人類謀取了最大的福祉。運用人工定向演化(directed evolution)所製造的酵素,現在已被用來生產包括生質燃料和藥物等等的物質。抗體的演化可以透過一種噬菌體顯示(phage display)的方法來對抗自體免疫的疾病,以及在某些特定的例子中治癒轉移性癌症。

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奈米冰解開水的最大密度之謎

■地球在宇宙中有藍色行星的美稱,因為地球表面被大範圍的水覆蓋,同時水也是地球生命的重要組成。儘管多年以來人類對水進行大量且深入的研究,液體水仍有許多異常現象尚未被完全理解,例如大家都學過:水在4度C擁有最大密度,但是卻一直無法好好解釋這個眾所週知的現象。由國立交通大學濵口宏夫講座教授領軍,臺灣與日本的合作團隊,觀察到水在低溫下形成奈米尺寸的微冰晶,可能是造成水的最大密度異常現象原因。

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【《超乎想像的化學課》書摘】從科學有無限可能的年代說起

■他們的故事帶領我們回到那個科學似乎有無限可能的年代。這些早期有機化學家的成果,受到世人無謂的誤解而為人遺忘,直到1850 年代才由一些英國化學家解密。另一位先前受人忽視長達半世紀之久的義大利化學家亞佛加厥(Amedeo Avogadro),也在同一時期,才由同是義大利籍的天才科學家坎尼乍若(Stanislao Cannizzaro)強調其研究的重要性。觀念上產生重大改變的時機已經成熟,但是呼之欲出的過程,卻遠比那天晚宴演講所訴說的更為複雜。

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【《超乎想像的化學課》書摘】第7堂課 令人傷透腦筋的化學式

■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。

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化學家的分子聖杯之旅

■在自然科學發展的歷史中,化學是發展最晚的一門科學,教科書上從拉瓦節、道耳頓,一路說到亞佛加厥,看似理所當然,實則倍極艱辛。本講次回顧這段化學家的分子聖杯之旅,從「心誠則靈」走到「眼見為憑」的漫漫長路。

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【2017諾貝爾化學獎】將生命捕捉在原子的細節中

■Jacques Dubochet (杜波克特)、Joachim Frank (法蘭克)、與Richard Henderson (韓德森)獲得了今年諾貝爾化學桂冠,表彰他們為取得生命分子的三維影像所發展的一種有效方法。運用低溫電子顯微術,研究人員現在能凍結行動中的分子並以原子的尺度描繪之,這種技術將生物化學帶入了一個新的紀元。

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有機分子鏈上的鎳原子搬運工

■有機化合物在生活中遍處可見,舉凡塑膠袋、潤滑油和清潔劑等,都是有機化學工程的產物。產生純度高的有機產物是化工製程的目標也是挑戰。長久以來,常見的純化方法是分餾法,透過物理性質分離不同的化合物,這個過程緩慢且成本高。如果有一種反應,能把結構不同的有機物,通通變成相同的目標產物,那該有多好?

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1995年諾貝爾化學獎簡介

時值2017年春夏之交,譯者正在教兩個與地球科學相關科系的新生普通化學,剛要進入化學動力學的討論,其中將會提到氮的氧化物與氯原子,如何催化性破壞平流層大氣中臭氧的化學機制。這個課題正是1995年得到諾貝爾化學獎的主題,然而至少譯者所用的教課書卻並未提到得獎的三位重要科學家,因此興起了念頭,翻譯一下當年諾貝爾獎委員會發佈的新聞稿。
在這22年之後重新回顧當時的這份文稿,不勝唏噓。常聽人言,讀史能鑑古知今,的確,此文立即讓我想到目前另一討論不休的議題,亦即全球暖化。有關此議題的現況不就如同當年臭氧層消失的爭辯嗎?

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從海水提煉鈾

對核能發電來說,鈾礦的重要性不言可喻,因為沒有鈾礦就沒有燃料棒,沒有燃料棒就沒辦法進行核能發電。一般估計,陸地上約有七百六十萬噸的鈾礦。聽起來很多,但是開採起來不但麻煩,且開礦提煉的過程中,會對自然環境造成相當大的破壞與污染,因此科學家一直想要開發出新的提煉鈾礦的方法。
所以科學家把希望寄託在海水裡。根據估計,海水裡面約有四百億噸的各式重金屬。這些重金屬主要是來自地殼變動還有雨水把地面上的礦物質溶解所得。當然,這些重金屬裡面也含有鈾。只要有辦法從海水裡面把鈾提煉出來,應該可以減低對陸地上鈾礦的依賴。

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三百年義大利名琴的秘密

■斯特拉迪瓦里琴(Stradivarius)指的是由安東尼奧‧斯特拉迪瓦里(Antonio Stradivari,1644 – 1737)在十七~十八世紀所製作的小提琴、中提琴、大提琴。由於音樂家們都認為斯特拉迪瓦里琴具有高音甜美、明亮且投射能力佳等優點,使得這些琴在製琴師辭世以後,價格水漲船高。到底這些琴有多好,讓所有的音樂家如此迷戀?

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