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為什麼要學科學?聽聽孫維新怎麼說

物理、化學、生物、數學⋯⋯
科學科目這麼難,你曾疑惑為什麼要學嗎?
我們可以不當科學家,卻不能不知道科學對我們的影響。

撰文/陳雅茜

你心目中的科學家長什麼模樣?是像愛因斯坦一樣滿頭亂髮、不修邊幅?或總是嚼著一口難懂的文字,信手拈來就是一串深奧的公式?

這可不一定,臺灣有個科學家,身形高大挺拔,總是打扮得宜,說起話來嗓音低沉迷人,幽默之處令人開懷大笑,睿智之處又發人省思。他除了深究宇宙的奧祕,對滿天星斗有獨特見解,更允文允武,能寫書法能唱戲,也能把哈雷與牛頓的故事寫成舞臺劇。他,就是國立自然科學博物館的孫維新館長。

孫維新是臺大畢業生,留美天文博士,曾在美國航太總署(NASA)進行研究,返臺後擔任教職,曾協助建立玉山國家公園的鹿林前山天文臺,以及位在青藏高原和墾丁的天文臺,天際還有一顆小行星以他為名。他在公共電視製作的《航向宇宙深處》系列影集,榮獲金鐘獎肯定;在臺大開設的課程「認識星空」吸引上千名學生排隊選課;筆下的《孫維新談天》一書,更贏得金鼎獎推薦。擔任自然科學博物館館長後,孫維新對於推廣科學更加不遺餘力,啟發許多民眾與莘莘學子對科學的興趣。

對他來說,科學是研究,更是值得推廣給大眾的迷人領域。許多人問,到底為什麼要學科學?科學有那麼重要嗎?關於這些問題,孫館長有他獨特的見解,聽聽他怎麼說,或許我們對學科學這件事,再也不會感到迷惑。

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C型肝炎追緝五十年

今年的諾貝爾生理醫學獎頒給了阿特爾(Harvey J.Alter)、賀頓(Michael Houghton)與萊斯(Charles M. Rice),得獎原因在於他們對C型肝炎研究的貢獻。
五十年前展開的一條漫漫研究長路,終於揪出了C型肝炎背後的真凶!

撰文/陳雅茜

肝若不好,人生是「歐杯ㄟ」

對臺灣人來說,今年的諾貝爾生醫獎可能特別令人有感。因為肝病曾是臺灣的「國病」,直到現在,根據衛福部資料,每年死於肝病的患者仍超過一萬人,肝癌更名列十大癌症死因的第二位。

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基改蚊子即將自由飛

這些特殊的雄蚊,肩負著戰勝登革熱和茲卡病毒的任務!

撰文/盧心潔

美國佛羅里達州上個月通過了一項計畫,明年將釋放一批基因經過改造的埃及斑蚊,希望能減少登革熱的傳播。這些基改蚊子有什麼特別的能力可以完成這項任務呢?

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給新手科學家的創意酷實驗

不論在家或到戶外,書裡都有合適的活動滿足孩子的好奇心,遊戲中帶有大量的學習,讓孩子再也不會說無聊!

撰文/科學少年

108課綱登場後,自然學科強調探究與實作 對學習的重要!「一點都不無聊!」實驗系列,透過有趣的實驗設計,讓孩子從動手操作中實際體驗科學原理,學習觀察、記錄,並和生活有所連結,進而建構思考與解決問題的能力,是進入科學領域的最佳實作書。

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臺灣火箭隊

看著福衛七號隨著美國火箭升空,不禁要想,如果臺灣的衛星能夠自己來運送,那該有多棒!

撰文/陳雅茜

咻!火箭升空!這麼令人熱血沸騰的場面,是在美國還是歐洲? 都不是,是在臺灣!

沒錯!臺灣也有火箭研究。新竹交通大學的「前瞻火箭研究中心」已經在新竹濕地、屏東海邊,試射過幾十次。從一開始課堂上用蔗糖做燃料的小型實驗火箭,到幾十公斤的小型火箭系統,再到幾百公斤的混合式火箭推進器,他們的火箭愈做愈大、愈飛愈高,目標是讓臺灣能在興起的太空經濟中占有一席之地。

想想看,福衛七號登上太空,是由美國SpaceX的火箭來運送,如果有一天,臺灣的衛星能夠用臺灣自己的火箭來運送,那該有多棒!

這個目標看似遙遠,但前瞻火箭研究中心正一步一腳印逐漸接近中。臺灣的火箭究竟長什麼樣子?目前研究進展到什麼程度?許多的問題,就請「臺灣火箭隊」的隊長―交通大學機械系的吳宗信老師來幫我們解惑。

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氧化鈦滅菌消毒,口罩再升級!

這下子不管乾蒸或清蒸都不必了。

撰文/陳雅茜

新型冠狀病毒肆虐全球,讓國內外許多人了解口罩的重要。目前大家使用的醫療口罩含有三層結構:最外側的「防水層」能阻擋飛沫進入口鼻;最內側的「吸濕層」可吸收呼吸時產生的濕氣;過濾病毒則是靠中間的「過濾層」,其中含有靜電可吸附微粒,阻擋病毒或細菌進入口鼻,但無法滅菌。

現在,科學家找到更好的口罩材質了,不僅能吸附細菌或病毒等病原體,還能將病原體消滅!瑞士洛桑聯邦理工學院的實驗室把二氧化鈦奈米線打造成膜狀,外表看似濾紙,卻有抗菌、抗病毒的功效。

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牛屁股上長眼睛,好處不小!

科學家為何要在這些牛的屁股畫上眼睛?這麼做居然能嚇跑敵人?

撰文/盧心潔、科學少年編輯部

我們常說眼睛是靈魂之窗,只要透過眼睛,就能一窺別人心中的祕密。而對於自然界的其他動物來說,「眼睛」有時也具有欺騙性和偽裝性,例如在一些魚類、青蛙、蝴蝶以及毛毛蟲身上的「假眼」。這些「假眼」實際上是長得很像眼睛的圖案或紋路,目的多半是為了嚇唬敵人,避免自己被天敵吃掉。最近澳洲科學家效法這種技巧,在牛屁股上畫了大眼睛。這麼做,能讓牛隻逃過掠食動物的獵捕嗎?

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甲蟲王者黃仕傑

他的人生峰迴路轉,失去手,卻開啟了新的生命篇章。人生轉個彎,重返童年「蟲」趣,他在大自然中找到了真愛。

撰文/陳雅茜

嘿!你讀過熱血阿傑的《甲蟲日記簿》《鍬形蟲日記簿》嗎?你一定會對傑哥豐富的照片與昆蟲知識感到欽佩不已!叫人忍不住要稱呼他一聲甲蟲王者

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硝酸銨是什麼?

貝魯特大爆炸之後,硝酸銨被指為罪魁禍首,但它在人類社會的主要任務,其實是擔任「綠手指」。

撰文/陳雅茜

中東國家黎巴嫩首都貝魯特,發生悲慘的大爆炸,死傷慘重,官方表示這起災難是因為港區倉庫囤積大量硝酸銨,以致釀成大禍。但為什麼會有這麼大量的硝酸銨?它是什麼?真有那麼危險嗎?

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沼笠航,顛覆你對動物的想像!

他以輕鬆的漫畫風格描繪動物行為,更將他在行的電影、動畫、宅知識融合進作品當中,在動物與人類之間建立起一座幽默的橋梁,讓讀者在噗哧一笑又再笑之間,學到真正的科學知識!

撰文/陳雅茜

出版沼笠航的書,是一個驚喜的意外!

回想2017年末,坐在安靜的編輯部裡滾動滑鼠,一頁頁書訊溜過,總抓不住眼球。身為科編,深知科學書並非書市暢銷主流,令人眼睛一亮的作品向來可遇不可求。正當昏昏欲睡之際,一隻鴨嘴獸突圍而來,手繪風格古錐,搭配滿滿的手寫字,溫暖趣味的風格讓人精神為之一振,立刻登記為「想看!」,只是有人手腳更快,早已捷足先登。

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【活動】不無聊教室:捕捉風的儀器

無所不在的風,如何產生電力?咆哮狂風與和煦微風之間的唯一差別是什麼?氣象學家如何測量風速?一起來找出風力發電的祕密吧!

  • 講者:遠流 科學少年編輯部
  • 地點:D/S ONE 電幻1號所(新北市板橋區縣民大道二段1號)
  • 日期:2020年10月24日(六)
  • 時間:上午場 10:30~12:00/下午場 14:00~15:30(共兩梯次,每場次15人)
  • 費用:$150元/人(含課程與材料包)
  • 一律採【網路事先報名】,如額滿,可於科學少年粉絲團私訊候補。
  • 本課程參考科學少年叢書《一點都不無聊!我家就是實驗室》,現場提供購書優惠連結。

活動目前已額滿,欲候補請來信或至FB私訊

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小小醣分子功用大

所有生物細胞上都有醣分子做為配件,醣不僅是提供能量的營養成分,它還做為細胞與外界溝通的聯絡站,在醫學、生物化學和生物技術領域扮演重要角色。

企劃製作/義守大學、ISU科轉團隊

生命科學是對生物進行研究的科學領域,其中人體的奧祕無窮,是科學家非常感興趣的議題,包含人如何發育成長、新陳代謝調控、生病的過程等等,現代的分子生物學和生物技術蓬勃發展,讓科學家有了更好的工具,可以分析探索器官組織、細胞,再到細胞內的蛋白質、DNA 等,更進一步理解人體的各種知識。

而在臺灣,醣科學領域的研究在這二十年來有長足進展,科學家發現,當了解醣分子的功能,也會更明白細胞、蛋白質如何執行功能,這也和免疫系統對抗疾病有關,到底醣科學是什麼呢?

醣科學是什麼?

首先來認識醣,醣類就是俗稱的碳水化合物,是人體必需物質,它帶來能量,給我們滿滿活力。依照分子結構大小可分為單醣、雙醣、寡醣、多醣等,葡萄糖、果糖是單醣,蔗糖、乳糖是雙醣,分子量更大一點的是寡醣,而澱粉和纖維素屬於多醣。單醣、雙醣和澱粉可被人體分解吸收,最後以葡萄糖的形式經血液運輸給全身細胞利用。雖然人體無法分解纖維素和寡醣,但腸道菌能夠分解利用,然後再產生對人體有益的物質。

除此之外,醣在人體內還有更多生理功能!在生命科學領域中,以往科學家較熟悉的是DNA、蛋白質的研究,因為它們調控了細胞的活動,並執行許多功能。直到後來,科學家才發現,原來醣分子的角色也很重要,人體內的蛋白質中,有80% 都接上了醣分子,它是很重要的配件,醣的結構千變萬化又複雜,最簡單是直線型,也有分支型,也會聚合成更大的形狀,不同的結構可以做為辨識的標記,由於蛋白質又嵌在細胞表面上,所以生物體內的各類細胞就可以藉由「蛋白質上的醣」來區隔辨認,就好像細胞獨有的識別證一樣,透過醣分子和其他細胞上的蛋白質、脂質結合,能夠傳遞訊息,因此醣影響了細胞的溝通和免疫功能。

從歷年來的研究漸漸了解到,很多疾病的發生過程可以從醣分子一窺究竟,像癌細胞、細菌、病毒表面都具有醣分子,但結構和正常細胞的不太一樣。因此,醣可做為辨識癌細胞的「生物標記」,若能成功鑑定出特定的醣分子,就可以利用它來做成疫苗,注射到體內啟動免疫系統發動攻擊,這就是「免疫療法」的一種方式。

科學家還發現,不同種病毒可辨識不同的醣分子,像流感病毒會模仿人體呼吸道細胞上的醣分子結構,把偽裝的醣分子做為「通行證」,藉此躲過免疫系統的偵測,結合到人體細胞的蛋白質上,因而打開細胞大門。科學家便利用這點來區分病毒株,製作「醣檢測晶片」來篩檢病毒。

而細菌侵襲人體細胞時,也是透過醣分子,像胃幽門螺旋桿菌具有特殊蛋白質可附著在胃表皮細胞上的醣分子上,得以入侵,表皮細胞其實有抵禦方式,為了不讓細菌「轉動鑰匙」,表皮細胞會釋放「醣水解酶」,也就是一種可以分解醣類的酵素,當表皮細胞分解表面的醣類,也就改變了結構,相當於使細菌無法拿到鑰匙。

可是,道高一尺、魔高一丈,那些醣類被分解後所產生的能量,竟可被細菌攝取,等於幫敵人補給!科學家了解這項機制之後,正針對這種情況來研發藥物,阻斷細菌的感染過程。 醣就像一把「鑰匙」,開啟了細胞與外界之間的訊息傳遞,包括細菌、病毒、癌細胞、抗體、酵素、毒素、凝集素、荷爾蒙以及生長因子等等各種分子,只要科學家能找到與這些分子結合的特定鑰匙,就有機會研發新的藥物或疫苗來治療疾病。期待科學家努力探索醣科學,為人類帶來更大的希望!

名詞解析—凝集素

這是一群在植物和動物體內都可以找到的蛋白質,凝集素可以結合醣類,促進細胞之間黏著凝集,也有指引路線的功能,帶著細胞內特定蛋白質移動到特定路徑。像鑑定血型是根據紅血球的凝集反應來判斷,這是由於血漿中的抗體,也就是紅血球凝集素,它會和血球表面的抗原結合在一起,而使細胞聚集在一塊。

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本專題報導感謝科技部科國司科轉計畫