wallace愛作夢

前言：仿生學祇是偷學一小部分演化女神的招數而已。


喜歡探索體現於生物材料的演化智慧的工程師往往為蜘蛛絲所著迷，蜘蛛絲比鋼鐵更堅固，延展性可達到總長的百分之四十，一張蜘蛛網的輻射狀絲股構成也因為張力而與周圍的絲股有所不同，演化總是因應某種生物的生存特性與環境適應，科學家卻運用仿生學，將演化產物變成有用的材料。

米國麻州塔夫斯大學生物醫學工程教授柯普蘭以改變蜘蛛絲蛋白去氧核醣核酸中親水、疏水與結構組織，讓細菌將產生的人造基因轉化為蛋白質，創造出大約二十四種嶄新型態的絲，柯普蘭教授也發現，蛋白質可以在丙烷與水中自我組合，其中每種新蛋白質的親、疏水性混合意味著即使基本的蛋白質構造相同，不同溶劑使用會生成用途迥異的材料。

研究人員發現，丙烷會讓一般的蜘蛛絲結構變厚，成為微小纖維與球體，其中的球體可作為藥物被膜使用，以便注射後可以增強藥效，某些更堅硬、更有防水功能的絲可被運用於強化水凝膠這種輕量材料，而更有彈性的絲可以被用來加強醫學手術使用的生物友善塑膠與製造飛行器的零件等等。

圖片來源：經濟學人。



前言：希望大家都可以在喧擾的生活中找到片刻的寧靜。

出口原油與天然氣等製造溫室氣體的能源給其他國家，並將其中賺取的外匯收入來發展綠色產業，這聽起來有點矛盾，不過，看到經濟學人這篇提到挪威正以水力發電所生產的電力來製造太陽能電板的文章，我們不得不佩服他們的未雨綢繆，挪威境內百分之九十九的電力供應來自水力發電，上個世紀九十年代初期，挪威開始以課徵碳稅來減緩地球暖化，他們更是全世界第一個將二氧化碳回收、儲存於地底下的國家，讓這項技術更簡單便宜是挪威首相史托騰柏格聲稱的『阿波羅任務』，執政的中左派聯合政府誓言在二零三零年之前讓挪威達到碳平衡，於此同時，挪威更承諾催生取代京都議定書的新氣候變遷國際協定，祇是，這篇文章的論點在於，道貌岸然的外衣卻無法掩蔽虛偽的言行，環保模範生居然也是地球的龐大汙染源，課徵碳稅之後，挪威的溫室氣體排放成長達百分之十五—人均碳排放居歐洲之首，目前仍攀升中—天然氣與石油出口分佔全球第三、第四。

當挪威宣布將在二零三零年達成碳平衡時，他們僅將境內排放列入考量，雖然該國政府正考慮以部分石油與天然氣收益來執行碳補償—種樹是碳補償的最佳方式—不過，他們終究還是以全地球為代價賺取可觀的外匯存底，這項議題目前已經在挪威政壇燃燒，反對黨進步黨認為，政府不應將時間與金錢耗費在環保目標之達成，他們主張削減石油稅並且興闢更多道路，當越來越多國家致力於減少二氧化碳排放時，我們也可能面臨跟挪威一樣的問題：多環保才足以救地球？碳排放要減到何種境地？碳補償在哪種觀點下會淪為保護地球的藉口？挪威—也是第一個政府因為全球暖化爭論而瓦解的國家—的經驗告訴我們，答案並不容易找到。

挪威政府曾先後採取了多項有遠見的抗暖化措施，例如：提高石油稅與汽車稅、廣闢公共運輸網絡，儘管該國大多數電力來自水力發電，政府還是試著宣傳其他形式的替代能源、強化綠建築規範以及鼓勵民眾以燃燒木材方式取得電力與暖氣，二氧化碳回收及地下貯存方案也正在進行著，為了應付碳排放的成長，挪威政府提出『總量管理制度』之新策略，所謂總量管理是說，政府設定全國的碳排放總限額，並分配給適用此方案的公司一致數目的碳排放許可，超過許可分配額的公司必須削減碳排放，或者向其他廠商購買賸餘的排放許可，理論上，這個制度比課徵碳稅還要嚴密，因為碳的總排放許可量是固定的，但是，經濟學人認為，挪威政府意圖將此制度延伸至歐盟其他國家以擴大許可範圍的作為意味著允許企業在貧窮國家以錢來換取應減少之碳排放。

姑且不論立場如何，至少挪威人對綠能產業發展是比較有遠見的，我推薦這篇文章。

圖片來源：紐約時報。

前言：小孩真是夫妻關係的負擔嗎？是甜蜜的負擔吧。

自從一九七零年代以來，兩性專家一直向大眾解釋「空巢症候群」概念，所謂「空巢症候群」，大致上是說，當小孩長大成人離家時，父母親—尤其是母親—因而心懷沮喪與失落之情，不過，有不少研究報告認為這種看法是種誤解，當大多數父母想念就學、工作或者婚姻而離家的小孩的同時，他們也享有較大的自由以及較輕的責任，根據去年刊登於心理科學期刊的某份新研究報告顯示，當小孩最終離家時，夫妻對婚姻的滿意度會有實際改善。

婚姻經營是門學問吧，事實上，與婚姻有關的科學研究當中最令人不安的發現是，小孩對幸福婚姻關係帶來的負面效應，儘管一般人認為小孩可以維繫夫妻間的恩愛關係，相關研究報告卻顯示，婚姻滿意度與幸福感通常會在第一個小孩出現之後呈垂直下墜的趨勢，雖然生小孩總讓父母與家人欣喜，但是，財務與時間限制卻為夫妻關係蒙上層陰影，第一胎小孩出生之後，丈夫與妻子單獨共處的時間祇是小孩出生前的三分之一。

更值得一提的是，小孩的到來會給婦女同胞帶來龐大家庭負擔，女性在小孩出生之後的家事雜務是男性的三倍，一般認為，這應該是夫妻不合的原因，但是，小孩真是夫妻關係的負擔嗎？其實不然，不管小孩在不在身邊，夫妻相處的時間不會改變，祇不過，品質—此即所謂之關係滿意度—會隨著小孩搬離而改善，這堂空巢課的結論是：父母需要一起努力開拓出更多無憂無慮的相處時光，如果你是有小孩的父親，有空時，單獨請老婆大人看場電影，吃頓好料理，或者到汽車旅館共享甜蜜時光吧。


延伸閱讀：Your Nest Is Empty? Enjoy Each Other

從底下觀看的月水母似乎與海天共一色，其遠親遍佈世界海域，以浮游生物維生。（圖片來源：紐約時報）




厄爾教授駕駛的單人潛航載具。（圖片來源：紐約時報）




海百合、沙錢海膽與海參的遠親：海星。（圖片來源：紐約時報）


米國海洋生物學家厄爾女士參與海洋探勘與保育長達半世紀，今年七十三歲的她在紐澤西南部長大，童年時期大多在海邊渡過，前往佛羅里達念大學之後一頭栽進海洋研究，一九六六年在杜克大學取得博士學位，厄爾女士對植物生命的熱愛可以反應在國家地理雜誌出版『海洋：圖解地圖集』這本書中對綠藻的描繪與顯現葉綠素多變濃度的美麗地圖，葉綠素是提供行光合作用有機體能量的綠色色素—衛星照片可以看到南北極冰冷海水中的葉綠素集中區域—除了佛羅里達之外，厄爾女士的早期研究重心放在與綠藻共生的珊瑚礁，一九六四年，她開始研究西印度洋，並找到不少沒人潛過水的海域，其中最著名的大概是阿爾達布拉群島海域長得像大磨菇的珊瑚礁，印度洋中的阿爾達布拉群島被視為珊瑚研究的自然實驗室，這個地方因為生態系統特殊而被選為世界自然遺產保護。

七十年代，因為研究座頭鯨的行為，厄爾女士開始週遊四海，由於理解捕鯨業成批殺害鯨群的嚴重性，厄爾女士誓言開始保護海洋哺乳動物與其棲地，厄爾女士回顧早期潛水儀器與配備缺乏所遭致的挫折感，因為壓力與黑暗使海底深處探勘變得困難，直到八十年代，找到生產創新載具公司的她終於可以往海底深處前進，縱觀之，厄爾女士的傑出成就如下：完成關於海藻的重要研究，長期探索珊瑚礁生態，創下深海潛水紀錄，除此以外，她也是『海洋：圖解地圖集』這本以地圖、圖表、文字與圖片闡明海洋生態—例如：照亮海洋的原核綠球藻是地球上最多行光合作用的有機體—書籍的共同作者，米國總統小布希在上星期將西太平洋北馬里亞納群島與列島群島附近畫定為海洋保護區—面積比加州大，深達七英里—厄爾女士也參與其中。

根據紐約時報科學版這篇文章表示，為了生存，百分之九十的深海生物會發出生物光，詭異的光亮堪稱是地球上最普及的溝通形式，史上最大的地球探勘任務應是海洋深處，『海洋：圖解地圖集』揭露許多隱密的深海地域，書中也提到關於海床的紀錄不如月球或者火星表面，厄爾女士目前將研究領域由探勘轉向海洋破壞與保育，『海洋：圖解地圖集』紀錄人類蹂躪過的海域與造成的威脅，並呼籲國際社會一起設置海洋保護區，根據相關研究顯示，完全保護區可以在五年內產出體型較大的魚類與較多元的生物多樣性，類似的保護區在陸地上約佔百分之十二，海洋的面積卻不到百分之一，這對覆蓋地球表面面積約達七成的海洋著實不公平。

繼續探索海洋的厄爾女士夢想發明一種開始載她直達海溝深處的潛水艇，假使可以到達海洋最深的地方，我們會碰觸許多未知的神秘，厄爾女士要看看到底人類可以潛多深，並多多認識海洋的核心所在。


延伸閱讀

一、Mapping the sea and its mysteries

二、海，另一個未知的宇宙

圖片來源：紐約時報。

前言：懂化學的人，不見得就是烹飪高手，天份很重要，稱烹飪為化學實驗，也頗貼切。

紐約時報科學記者張先生告訴我們：烹飪無非就是化學實驗，只要遵循科學方法，妳我都可以是烹飪高手，為何張先生質疑母親於炒菜時添加些許糖以保持蔬菜色澤的傳統烹飪方式？為了瞭解某些傳統食譜到底有無科學根據，張先生親自下廚並邀請生物化學家夫婦朋友一起晚餐以解答部分謎團，以下是張先生在廚房完成的實驗成果：

炒菜加糖是佐味？還是讓蔬菜的色澤看起來更佳？以上皆是，除此以外，糖也讓蔬菜細胞在快炒過程中免於過熱而皺縮，而且，熱氣也會使植物細胞壁內的分子分解成膠原。

炒菜先熱鍋？還自將油倒入後再熱鍋？答案是，熱鍋後再下油，切記，冷鍋時不可放入食材。

甘藍請快炒，因為十字花科蔬菜若下鍋太久會釋出發臭的硫化氫。

除了增加甜味以外，蜂蜜可以讓看起來更美味，法國科學家路易斯‧卡米爾‧梅納在百年前發現，蜂蜜中的果糖與葡萄糖在高溫下會與鴨子體內的氨基酸產生化學反應，產生種種增加風味與顏色的新分子。

雖說梅納反應也適用於炭燒牛排，但是，牛肉有糖嗎？動物細胞富含功能相當於植物澱粉的肝醣—肝醣利用細胞儲存能量—動物一旦被宰殺後，肝醣即化為葡萄糖。

說到以酒烹飪，其實，酒並非祇在於提味—酒與鹽在中國菜中所扮演的重要角色是去腥—而是於烹飪過程中與食材發生的化學反應，酒精既可分解脂溶性化合物，亦可分解水溶性化合物，所以，酒精可將魚的鮮味帶入醬汁以增加風味。

延伸閱讀：At the Stove, a Dash of Science, a Pinch of Folklore

圖片來源：紐約時報。



前言：本文來自紐約時報點子專刊，新年要快樂。

今年九月，厄瓜多爾投票通過賦予大自然「生命循環、構造、功能與演化進展之維護與再生」權利的新憲法，這種將憲法權延伸至大自然的概念實踐讓這個安第斯山脈國家成為國際環保政治的先驅者，不過，『自然權』的範圍模糊，參照帕恰媽媽這位宇宙之母的神話傳說，厄瓜多爾憲法原文強調生態權而非保護特定物種，負責草擬這項憲法法案的是總部位於米國賓州的社區環保法令捍衛基金，這個環保組織認為，大多數將大自然定義為財產權的法令迫使環保人士必須在規範明確前為大規模環境危害事實舉証，所以，以權利為基礎的保育方式可以減少生態體系的重擔。提升大自然的神聖尊嚴，厄瓜多爾並不寂寞，瑞士國會任命的道德研究小組要求保護植物的『生殖能力』，所以，在主導與植物有關的科學研究之前，瑞士科學家必須取得政府核可，厄瓜多爾的新憲法更深入，甚至連海藻與細菌等單細胞生命都給予保護。

source: animaltalknaturally.com




前言：本文報導來自紐約時報雜誌點子專刊，鸚鵡會說話，會跳舞，但是，我絕不相信鸚鵡有好歌喉。

看來，這隻鳳頭鸚鵡—小名雪球—是在椅背上搖頭晃腦地開心跳舞，到目前為止，科學家還是對鳥類可以如人類一般跳舞抱持懷疑態度，不過，雪球的精采表現正改變科學家對音樂與舞蹈的神經科學認知，米國加州神經科學協會某位資深研究人員從朋友得知這則短片，這位科學家不祇在片中看到有趣的鸚鵡，也想到回溯至達爾文時代『人腦經由天澤演化出舞蹈行為』爭論的解決方案—因為舞蹈透過人際關係賦予人類生存優勢—假使以上論點為真，舞蹈將祇存在於具有音樂與舞蹈悠久發展史的動物，而僅有人類會跳舞的事實就是長期支持此爭議的證據，為了證實雪球是否祇是在模仿別人，研究人員找上雪球並以不同的速度播放雪球愛聽的歌曲之後發現，雪球竟然會像個小孩般跟隨節奏同步快慢搖擺，這項觀察體現雪球對節奏的敏感性以及與之同步的能力，不過，最有趣的發現是，鳥類—而非靈長類近親—竟然具有聞樂起舞的能力，以上絕非巧合，研究人員認為，跳舞與歌唱能力有關，人類與鸚鵡是少數大腦中發展出歌唱學習—聽見聲響，然後協調複雜的動作以重現這些聲響—的物種，具備以上能力的物種還有海豚、海豹與鯨魚，理論上，牠們也可能會跳舞，祇是，我們孤陋寡聞而已。

前言：為何一份週刊常常會有這麼豐富且多元的封面報導？這期雙週刊是我於歲末年終最期待的精神食糧。


本期經濟學人封面詳盡報導探討音樂與人類的演化，音樂為何是愛的食糧？經濟學人提出三項假說：一、音樂的功能，二音樂讓人群結合，三、音樂是意外與發明的混合物，以上假說的共同點是，音樂可以操縱情緒，這也是音樂最神秘的地方，給人歡樂或悲傷亦是以上三項假說的核心，這個領域正開始被研究，瑞典的科學家已經找出六個音樂影響情緒的方法，例如：激發腦幹的反射作用與大腦皮層的視覺影像。

如此多樣性的作用說明，音樂可能是大腦演化的意外之財，所以，經濟學人認為，文中每位專家對音樂的論點可能都沒錯—語言學家史迪芬‧平克認為音樂起初是偶然，加州聖地牙哥神經科學研究所巴特爾認為不必然是生物現象的音樂改變了人類對世界的認知，牛津大學人類學教授鄧巴與演化生物學家米勒認為意外產生的音樂隨後因為演化而變得實用—其中意外的部分可能是，許多來自大自然的聲音為了更好的理由—對狼嚎的畏懼、聽到潺潺水流聲產生的愉悅感、惱怒或者孩童哭泣油生的母愛等等—而召喚情感的事實，性擇特徵通常仰賴早已存在的感知偏差，孔雀尾巴有眼狀斑點應該非屬意外，動物的大腦眼睛善於辨識眼睛，因為眼睛只有某些動物才有，以上屬純粹揣測，但是，音樂可能建立於回應大自然重要聲音的原始演化豐富情感，人類為何會對音樂作出各種情緒回應？真相依舊無人知曉。

source: Getty Image

前言：好創意要經得起tryout，紐約時報雜誌點子專刊的首篇報導。


跌倒是六十五歲以上老年人意外死亡的主因，有家日本公司在本月推出預防摔倒的可穿戴安全氣囊組，這個玩意兒就像附帶一個運動包的釣魚背心，當內嵌運動感應器偵測到跌倒時，臀部與頸部附近的安全氣囊會在十分之一秒內自動充氣，這款安全氣囊每組要價約新台幣四萬五千元，是不便宜，但可救命。

可穿戴安全氣囊組非屬針對跌倒損傷的新技術，更便宜且低技術性的髖關節泡沫護墊也因為不同目的而被使用，不過，耶魯大學醫學院老年醫學專家泰尼提女士卻質疑這款安全氣囊的實用性，她強調，老年人可能無法忍受安全氣囊緩和跌倒衝擊所帶來的彈力，假如髖關節泡沫護墊的使用經驗是項指標，那可穿戴安全氣囊組的未來成敗非關生物工程學或者成本考量，充其量不過是時尚感罷了，泰尼提女士接著表示，人們羞於嘗試髖關節泡沫護墊是因為不想讓屁股看起來更大，害羞的確是個障礙，難道穿這套安全氣囊是要去跳傘嗎？我想，只要有市場，應該就有改善空間的。

由電位計、傳動接頭與發電器組成的膝蓋發電設備。
Source: nytimes.com

前言：紐約時報雜誌點子專刊在每年年底出刊，是份會讓我出神的讀物，推薦給愛天馬行空的讀者。

走路可以發電嗎？加拿大科學家已經開發出經由每日步行來為手機或者充電對講機充電的護膝裝備，人體動力學助理教授唐年先生在今年二月於科學期刊發表一篇關於生物動力能源開發的文章，他認為，這種以小顆鋰電池來儲存電力的裝備可以讓在災區從事救援的救難人員或者意圖在戰區減輕電池揹負重量的阿兵哥受益，五年前，米國賓州大學生物學教授羅馬先生就已開發出一款可以自行充電的背包，動力來源則是背包因為揹負者步行時上下震動產生的跳躍力，紐約時報認為，這款被包就像是一只大型的機械表，唐年先生的創意在於將人體肌肉的消極作工變成實質電力，這款膝蓋設備讓肌腱在闊步之後產生自然的制動力，所以，穿戴者不會感到窒礙難行，當然，這裡所探討的微動力比較不那麼吸引人，但是，對唐年先生來說，這象徵一種可以自力發電的心理補償，因為，假如可以自己發電，我們就可以過著不用仰賴電力公司的自由生活。