■本期快訊

主辦單位：太空科學研究社

講座地點：國立台灣大學 新生大樓103室

講者：趙丰 博士

講者簡介：趙丰博士現職為中央研究院地球科學研究所所長，曾任NASA的Goddard太空中心太空測地實驗室主任，以及中央大學地球科學院院長。專攻領域為地球科學、行星科學、太空測地科學，長期為「科學人」雜誌撰寫專欄。

講座內容簡介：在這場演講中，趙丰博士將分享豐富的知識與經驗，以輕鬆易懂的科普語言，和您一起追尋和理解太空的奧密，探討太空裡的那些為什麼。

李院士即將於今年10月接任國際科學理事會的理事長，其當務之急便是準確掌握氣候變遷，以因應人類存亡的危機。在這場演講中，他將帶我們回 溯人類的起源與工業的發展，反省人類如何過度消耗能源與破壞環境，並共同探索一個大哉問：人類，是否還有打造幸福未來的可能？

■本期目錄

【2011諾貝爾化學獎】具有黃金比例的晶體

翻譯│蔡蘊明﹝台大化學系名譽教授﹞

當丹尼˙謝西曼(Daniel Shechtman)將這個讓他得到2011年諾貝爾化學獎的發現登記於實驗記錄簿上時，在後面寫下了三個疑問號，因為從那些在他眼前的晶體裡面的原子產生了一個不可能的對稱性，那就好像一個足球 ─ 一個球面─ 不可能只由正六邊形組成。從此之後，有趣的馬賽克圖案(Mosaic)、數學裡面的黃金比例以及藝術，幫科學家們解釋了謝西曼那令人困惑的觀察。

“Eyn chaya kazoo”， 丹尼˙謝西曼用希伯來語告訴自己“不可能有這種東西”，時值1982年四月八號的早晨，他正在研究的物質是一個由鋁和錳組成的混合物，看起來很奇怪，因此他用電子顯微鏡企圖從原子的層次來觀察，但是透過電子顯微鏡得到的圖像卻違反了所有的邏輯：他看到一些同心圓，每一個都是由十個相互等距的亮點所組成(圖1)。

謝西曼迅速的將灼熱的熔化的金屬冷卻下來，這種溫度的突然改變應該會讓原子的排列混亂，但是他所觀察到的圖案卻說出了一個完全不同的故事：那些原子以一種違反自然定律的方式而排列，謝西曼一再重複的數著那些點，四個或六個點是可能的，但十個是絕不可能。他在實驗記錄簿上寫下：十重對稱？？？

頂點與谷底的交互作用

為了瞭解謝西曼的實驗結果以及為何他會如此驚訝，讓我們想像下面的一個課堂實驗，一位物理老師讓光通過一個鑿有縫隙的金屬板：一個被稱為繞射光柵的物體(圖2)，當光波通過這個光柵時，它會產生折射，就好像海浪的波紋通過一個防波堤的開口一般。

在光柵的另一邊，波紋以一個半圓方式散開並與其它的波紋相交，波峰與波谷相互的加強或減弱，在繞射光柵後面的螢幕上，一種具有明暗的紋路出現，稱為繞射圖紋。

<圖1> 丹尼˙謝西曼的繞射圖紋具有十重對稱：

將此圖轉動十分之一的圓周角度時(36度)可得到相同的圖案。

這就是謝西曼在1982年四月的早晨所得到的那種繞射圖紋(圖1)，只不過他的實驗是不同的：他不是用光而是用電子(註：電子具有波的性質)，而他的光柵就是那個快速冷卻了的金屬原子之間的縫隙，此外他的實驗是三度空間的而非平面的。

那個繞射圖紋顯示在那金屬之內的原子是排列成一個整齊有序的晶體，這當然不會意外，幾乎所有的固體物質，不論是冰塊或金子，都具有整齊的晶體，雖然謝西曼使用電子顯微鏡非常有經驗，然而一個由十個亮點排列成的圓形卻是過去他從未看到過的。更有甚者，這樣的晶體並沒有被列在國際晶體規格表之內，那是一個結晶學的主要參考指引。在當時的科學，明訂了一個由十個亮點排列成的圓形圖紋是不可能的，而其證明是非常簡單而明顯的。

一個違反所有邏輯的圖紋

在一個晶體中，原子是以固定而重複的方式排列的。決定於化學的組成，它們會具有不同的對稱性。在圖3a中，我們可以看到每一個原子是由三個原子圍繞著而形成不斷重複的排列圖案，產生一個三重對稱，將此圖案轉動120度又會得到相同的圖案。

同樣的原理發生在四重對稱(圖3b)以及六重對稱(圖3c)，圖案不斷重複，當你個別的轉動90度或60度，相同的圖案會重複出現。

繼續閱讀>

－TOP－

【SHS科學與社會專題】跨領域所孕育之知識：性別與生命科學史

作者：王秀雲／成功大學醫學系STM中心

自近代以來，生命科學即在西方社會扮演重要的角色。達爾文不僅為西方生物學帶來新的理論，也為西方社會帶來新的世界觀並逐漸為世界各地生物學社群與社會所接受，影響相當深遠。二十世紀初當T. H. Morgan提出基因理論時（Theory of the Gene），科學界尚不知基因為何物而議論紛紛，及至二十世紀中期的J. D. Waston與F. Crick提出DNA雙螺旋結構（double helix）的發現之後，儼然為科學重要的里程碑。二十世紀下半期之後，生命科學在人類社會益形重要，生物技術的應用，從製藥到品種改良到生殖科技等等，影響層面廣而深。其中，有關人類之間的差異的生物學知識，是自十九世紀以來重要的辯論焦點之一，且這個辯論在不同時代因社會氛圍與科學知識不同，而展現不同的面貌。

人類之間的差異有幾種，類別與性質不盡相同。其一是性別差異，例如，近代以來生命科學有關男女差異的知識。其次是人種之間的差異，例如，歐洲白人與非洲黑人。第三為社會中不同階層人們的差異（往往與階級差異密不可分），即所謂社會中的優秀份子與社會邊緣份子之別，例如，達爾文表弟F. Galton所很感興趣的天才，或是犯罪人類學關注的罪犯。第四種是性傾向的差異，也就是人們愛戀對象的差異，常見的分類為同性愛與異性愛。在此，我將集中討論性別差異並及性傾向差異。首先要問，為什麼人們要在意科學如何談差異？而此有幾點背景可以交代。首先，西方勢力在近代的興起、帝國主義的擴張，科學知識在此一脈絡中，逐漸有了新的意義。例如，西方白人不但到世界各地蒐集風土自然博物，也好奇人種之間的異同。而異同的問題，往往也涉及族群之間的政治關係，所謂「白人的負擔」即為一例。其次，近代以來，科學在許多方面取代了過去宗教或是社會權威的位置，逐漸成為人類社會許多事物的發言者，也就是說此一趨勢亦仰賴近代新興的科學知識權威。值得注意的是，在漫長的西方歷史中，「人」在知識傳統中一直都享有特殊的地位，也就是不將人與其他生物相提並論，因此，當十八世紀發明二名法的林奈將人放入生物分類系統時，還相當引人側目。到了十九世紀，達爾文的《物種原始》雖甚少論及人類，但是也更加深了人類是自然界的一份子、遵循同樣的規則的世界觀。最後，近代史的種種變化，包括工業革命、中產階級的興起、都會化等等，也連帶牽連了性別關係的改變。尤其是當大量女人進入公領域，不僅進入大學，也開始從事許多被視為是原本屬於男人的工作時，人們開始問，男人與女人的差異何在？是否有一種天生自然的差異讓人們可以賴以理解此一性別關係？

(圖片來源：＊wiwi＊ ＠flickr)

以二十一世紀人的文化敏感度，我們會認為上述的許多差異不是單純由生物性造成，而是社會文化的陶塑使然。有關差異的討論，也是先天與後天（nature vs. nurture）的辯論，涉及了特定人們（或是特定群體）的潛能、表現與侷限。然而，差異的指認與歸類，往往隨著特定的歷史脈絡而變動。例如，我們當代人 未必會相信「女人溫柔」、「男人威武」純然是生物特性，而多多少少是社會化的後果。但是，對十九世紀的人而言，女人男人是天性如此，甚至訴諸生物學知識來支持。

就性別差異而言，十九世紀西方有許多的醫生科學家主張，女人因其生理特性，幼稚不理性的女人特別適合生育小孩、從事家務工作。最典型的代表是主張女人因為 有子宮，所以若從事智性活動，使用大腦，將會使得子宮的能量不足，而危及其生育功能與身體健康。在同一套知識中，也有所謂非洲黑人智力較低、幼稚，因此未 能發展出如西方的文明社會。而此，一般稱為生物決定論。生物決定論的特性在於它將社會秩序的根源歸諸於自然秩序，人類社會與自然界同樣都受自然法則 （laws of nature）支配。此外，生物決定論還認為，遵循自然的安排是最佳的選擇，如此一來其社會暗示相當明顯，尤其是有關女性的教育機會的議題。簡單的結論 是，生物決定論並不鼓勵女性進入高等教育或是從事被視為困難耗能的知識追求活動。隨著生命科學的進展，談論差異的知識內容也有所不同。十九世紀討論子宮月 經，二十世紀則是基因、賀爾蒙與大腦。

繼續閱讀>

－TOP－

【CAStudio】台大基礎科學開放式課程
台大科學教育發展中心，2008成立至今，為推廣科學教育、響應MIT OpenCourseWare（麻省理工開放式課程），而建立台大基礎科學開放式課程。

2009年，推出「CAStudio開放式課程影音平台」：http://case.ntu.edu.tw/CASTUDIO/ 在這個平台，你可以找到科學類的基礎課程、通識及科普演講的影音、投影片及講義，不用出門，不必是修課學生，也無須登入，只要有網路就可以收看影片、下載課程資料。

CAStudio已上線影音：

基礎課程
普通物理學、普通化學、相對論、量子化學、進階電磁學。

通識課程
未來領袖的物理課、生物演化與人、科學在文化中的定位與挑戰、全球變遷導論、演化‧宇宙‧人、科技及其人文社會議題、自由社會中的科學、生物的演化與絕滅。

科普演講
探索基礎科學系列講座（主題：生物演化、天文宇宙、氣候變遷、化學分子、女性科學家）、科學到民間講座、居禮夫人高中化學營。

現正舉辦「看CAStudio．填問卷．抽大獎」活動，只要上網看影片、填問卷，就可以抽750G行動硬碟、手寫板、耳機、無線滑鼠等65份獎品！

活動時間：9/13~11/23
活動網址：http://case.ntu.edu.tw/castudio/survey/

我們亟需各位觀眾為台大的開放式課程提供建議及改進方向，也歡迎大家上CAStudio學習，參加問卷抽獎活動！


前往開放式課程>>
填問卷 抽大獎>>

－TOP－

【探索六-化學大未來】科技加創意的璀燦火花：開創一加一大於二的美好未來
撰文 ∣ 林欣怡

提到化學，你第一個想到的會是什麼？是中學實驗室中的酒精燈和石蕊試紙，還是一連串如天書畫符般難以背誦辨識的化學方程式？你可知道，看似在理論世界中與生活遙遙相望的「化學」，其實在生活中無所不在，在我們享受的現代日常生活中，從各式塑料到用具，往往都有層出不窮的化學變化在背後悄悄釋放出它們的能量，豐富而溫暖了人類的生活。

CASE探索講座在2011年9月24日堂堂邁入第六期，本期CASE探索講座將在9月24日到11月26日之間，陸續舉辦八場系列講座。為呼應國際化學年(International Year of Chemistry)，本年度的CASE探索講座以「化學大未來」為主題，將邀請不同領域的科學專家進行深入淺出的演講，為大家揭開化學在日常生活中的各式面貌，讓我們了解其實生活中化學無所不在，而且化學技術與創意的結合，正不斷帶領我們走向更美好的未來。

9月24日是今年第一場的CASE探索講座，在講座正式開始之前，一手推動CASE科學教育發展中心及探索講座的幕後大功臣陳竹亭教授，為了讓大家對化學能有生活化的理解與體驗，特地請來了蕭次融老師，在現場為與會朋友表演了一場「化學實驗秀」。人稱「科學老頑童」的蕭次融老師在現場以養樂多瓶搭配點火器製造出禮炮效果，又以酚?和溴瑞香草藍試劑搭配酸鹼度不同的溶液，製造出令人目炫神迷的七色彩虹杯，簡單的中學化學原理，卻在蕭老師手中變出各種令人目不轉睛的花樣。這場精彩的科學實驗秀，讓人在嘆服化學變化的神奇之餘，更對於背後的原理深感好奇，非常成功地讓大家在現場體會到化學的無所不在，以及掌握化學原理之後，所能創造的無限神奇可能，可以說是為「化學大未來」打響了令人興奮的先聲，令人迫不及待要參與接下來的講座，進一步了解化學世界的奧妙，以及化學究竟可以如何改變人類的生活與未來。

在蕭老師的科學實驗秀之後，接著播出了「國際化學年」的概念宣傳短片。在流暢簡明的短片中，每個日常生活畫面裡出現的化學製材用品及其特質優點都一一被標明出來，讓現場聽眾實際地感受到什麼是「化學就在你身邊」，原來我們的生活早已如此倚賴化學科技，化學科技更是讓生活便利、提高生活品質與可能性的重要關鍵。

探索講座第六期的第一場講座以「島嶼趨勢：用跨界整合打造創意臺灣」為題，請來重量級的講師─工業技術研究院的劉仲明副院長，與業界有密切合作關係的劉仲明副院長，既有科學專業，又能了解企業的實務經驗，由他來談化學與創意該如何跨界整合，讓人既能深入認識化學研發的科技真貌，更能了解到在有了技術之後，若能再加上畫龍點睛的創意，往往可以開創企業與生活的新頁，改寫過去習以為常的法則，拓展未來的無限可能。

繼續閱讀>>

－TOP－