2019年12月17日 星期二

2019諾貝爾獎


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2019/12/17 第132期 | 訂閱/退訂 | 看歷史報份 | 科學少年 | 粉絲團
 
編輯的話 創意,不會無中生有
本期主打 2019諾貝爾獎
好文推薦 搞笑諾貝爾獎
校花的煩惱
活動專區 全班來投稿!#熱情徵稿中∼∼∼
韓國教育電台精心打造!《吹牛大王科學秀》帶你穿越時空一探究竟!
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創意,不會無中生有
編輯總監 陳雅茜
我們生在一個講究創意的年代,要怎麼問出有創意的問題呢?中央研究院助研究員洪志銘博士說:「其實要問出有創意的問題並不難,比較難的是問出有意義的問題。問題愈能引發其他人共鳴就愈有意義,但這需要經驗的累積。」蘋果電腦創辦人賈伯斯也曾說,創意不會無中生有,而是來自經驗。

再看看〈2019諾貝爾獎〉得主的研究,不也是如此。今天我們生活裡不可或缺的可充電鋰離子電池,並不是天馬行空的發明,而是因應時代需求不斷演變得出的產品,從出現到普及,中間是幾十年的改善與多人辛苦研究的累積;關於人體缺氧的細胞反應研究也是如此;即使是難以理解到讓人覺得天馬行空的暗物質與暗能量,背後也有強大基礎理論的支持。

創意其實是長年觀察、學習、思考再思考的結果,不會無中生有。

 
2019諾貝爾獎
撰文/科學少年編輯部 繪圖/蔡嘉
生醫、物理、化學、文學與和平五大領域,再外加經濟學,一年一度的諾貝爾獎已陸續揭曉,到底有哪些研究與創作對人類具有重大貢獻和影響呢?

由於去年文學獎暫停,今年連頒兩屆,分別由奧地利小說家漢德克(Peter Handke)及波蘭小說家朵卡萩(Olga Tokarczuk)榮獲2019及2018年的諾貝爾文學獎。和平獎則頒給衣索比亞總理阿邁德(Abiy Ahmed),他致力改革國家,並解決衣索比亞與鄰國間20年來的邊界衝突。美國巴納吉(Abhijit Banerjee)、杜芙洛(Esther Duflo)與克里莫(Michael Kremer)三位教授,因為想出對抗全球貧困的創新方法而榮獲經濟學獎。

至於生醫、物理與化學等科學領域又獎落誰家?

是因為哪些研究主題?其中又有何道理?

請看《科學少年》的撰文報導。

生理學與醫學獎

細胞缺氧怎麼辦?

撰文/許雅筑

動物吸收氧氣能讓細胞進行新陳代謝,產生能量,但如果氧氣不足,就會變得衰弱,這時細胞就得緊急應變,來維持機能運作。過去30年間,有三位科學家各自探索細胞缺氧的相關研究,最後共同解答出細胞內調節缺氧狀態的完整過程,讓往後的科學家更加了解細胞工作的方式,今年的諾貝爾生醫獎,就頒給了凱林(William G. Kaelin)、雷克里夫(Peter J. Ratcliffe)與塞門薩(Gregg L. Semenza)三人,他們的成果對於許多疾病的治療方式有重大的貢獻。

「呵─啊─」你今天張大嘴打哈欠幾次了呢?這顯示你的氧氣不足,亟需大口吸入空氣!人體內負責攜帶氧氣的細胞是紅血球,如果紅血球數量不足,或是結合氧氣的能力太弱,就造成缺氧,當你想睡覺、注意力變差,都是輕微缺氧的狀態,更嚴重的情況則是貧血,會讓人頭暈、疲倦無力,甚至有生命危險!慢性缺氧會引發很多症狀,如胃腸功能不好、血壓升高等,還會讓癌細胞有機可乘。從體內細胞的日常運作、許多疾病的缺陷,到癌細胞的增長,全都受到缺氧這件事的影響,若能明白細胞的生理機制,也就掌握了健康的關鍵鑰匙,這也是本屆諾貝爾獎得主的關鍵貢獻。

細胞內到底發生什麼事?

科學家過去就已經知道,人體缺氧時會生成「紅血球生成素」,促進骨髓製造紅血球,來為人體補充更多氧氣。但細胞裡面究竟是怎麼運作的呢?

原來平時細胞內會製造出一種HIF-1α蛋白質,它可偵測氧氣,當氧濃度正常時,這種蛋白質很快就會被分解清除;可是如果氧濃度太低,HIF-1α就會開始累積,並進入細胞核內,和另一個ARNT蛋白質結合,組成HIF蛋白質。而HIF會發揮作用,結合到DNA上調控基因表現,讓細胞啟動缺氧狀態的應變措施,例如:製造紅血球生成素。

那麼,是什麼去調控HIF-1α的存量變多變少呢?科學家在研究癌症時找到一種能夠抑制癌症的VHL蛋白質,但意外發現,VHL蛋白質竟然還是HIF-1α分解的關鍵!原來在氧濃度正常時,VHL會與HIF-1α結合,導致HIF-1α被分解掉,細胞也就不會啟動應變機制。

科學家歷經幾十年的歲月,最後終於解開細胞缺氧時的分子作用,這對發展治療疾病的手段與研發新藥都很關鍵。像是癌細胞生長很快,血管增生速度往往跟不上,所以癌細胞常處於缺氧狀態,必須靠HIF蛋白質的協助才能在缺氧環境中生存,若減少HIF-1α,或許就能對抗癌細胞;另一方面,貧血患者常缺氧,增加HIF-1α就可提供幫助。

了解細胞內的分子作用後,如何運用來造福人群,是許多藥理學家和生理學家的目標。

物理學獎

解答宇宙未知的奧祕

撰文/陳怡軻

宇宙的誕生與構造,是宇宙學家一直想了解的謎團,銀河系之中是否存在另一個太陽系,則是天文學家殷殷盼盼想知道的答案。今年的諾貝爾物理學獎是宇宙學與天文學的殿堂,由三位科學家共享這份殊榮。皮伯斯(James Peebles)提出的概念和理論,對宇宙學有重大的貢獻,也影響了科學界對暗物質和暗能量的理解。另外兩位得獎者梅約(Michel Mayor)和奎羅茲(Didier Queloz)則是發現第一顆圍繞著類似太陽的恆星運轉的行星,開啟人類對系外行星的探索。.......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年12月 ]

 
搞笑諾貝爾獎
撰文/陳雅茜
哈哈哈!這些研究怎麼這麼有趣!想得獎嗎?標準只有一個:必須是「乍看好笑,之後卻引人深思」的研究。

有什麼比令人開懷大笑的點子更棒呢?更何況這些點子還能發人省思!這正是一年一度「搞笑諾貝爾獎」得獎作品的共同特色。

今年的得獎作品依舊只有10項,在美國紐約哈佛大學頒獎,每組得獎人可榮獲黏著手機模型、菸屁股、牙刷和彩券的咖啡獎「杯」—只—真的就只是咖啡杯!獎金10兆元—只不過是幣值很小的辛巴威幣;外加正版諾貝爾獎得主的握手—這可就是真材實料了。聽起來還不錯吧!

得獎作品依舊創意十足,有義大利披薩有益健康的佐證、五歲孩童口水流量的統計、蟑螂要死不活磁化才厲害的現象;也有人量測了哪一國的鈔票最能傳播細菌、法國郵差褲襠裡的體溫對不對稱,還探討抓癢到底有多令人愉快,以及笑容能不能讓你看漫畫時覺得更有趣。自動包尿布機體貼天下父母心,響片訓練除了對動物有效也能訓練外科醫生,於是雙雙獲得評審青眼看待。至於臺灣科學家呢?登登登!也登上了檯面!是《科學少年》介紹過的〈袋熊愛「方」便〉。

這些創意讓你笑了嗎?接下來,看看一些研究內容,好好省思一番吧!

醫學獎

多吃披薩有益健康?

大概沒有人比義大利科學家加盧斯更熱愛披薩了!他對披薩的愛,展現在他對披薩可能對抗疾病與死亡的研究上。從2003至2006年發表的一系列研究中,加盧斯調查分析了義大利醫院的病患,並推出結論:多吃披薩的人,消化道較不容易罹癌,乳癌、卵巢癌、攝護腺癌或急性心肌梗塞找上門的風險,也比不吃披薩的人來得低—只要你是在義大利吃義大利製的披薩!

但原因究竟是什麼?還無法一一說清楚,也許因為義大利披薩上撒滿番茄醬、橄欖油,本來就是對健康有益的食物,也許因為熱愛披薩的人也喜歡地中海式的飲食,樂於享用蔬菜、水果、魚和橄欖油,擁有健康的飲食習慣。

不論如何,在定論之前,讓我們先來片好吃的義大利披薩吧!(嚼嚼)

生物學獎

蟑螂死活有別!

這是當然的!一種是死,一種是活!不過除此之外,還有個奇怪的現象。

根據研究,自然界中有不少生物能夠感應磁場,像是鳥類、蜜蜂、細菌體內都有磁性顆粒,而打從恐龍時代活躍至今打不死的「小強」,也是磁場感應的強者。為了進一步了解生物體內的磁性,新加坡研究團隊決定對蟑螂強加磁場讓牠們磁化──類似變成「磁鐵」的意思,並觀察磁性的變化。結果發現,活蟑螂大約只要經過50分鐘就能消磁,但死蟑螂消磁的時間可長達50小時左右,足足差了60倍!

原因呢?可能是因為死活蟑螂體內黏度不同,使得磁性物質反應時間不同。但這能解釋為什麼蟑螂或其他生物能感應磁場嗎?我們只知道,如果要把蟑螂做成冰箱磁鐵,請選用死蟑螂效果較好!.......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年12月 ]

校花的煩惱
撰文/翁裕庭 繪圖/陳小雅
我最討厭聽到「夢萱,你長得好正」這句話。女神、美少女,這些綽號我通通不喜歡,可是我不敢說出口。

我媽說我從小人見人愛,街坊鄰居的叔叔阿姨最喜歡抱我,還捏我的臉頰說「你好可愛哦」。我很不喜歡這樣,皮膚再怎麼粉嫩,一直捏也會痛的好嗎?

上了小學、逐漸懂事之後,我會有技巧的迴避他們伸來的雙手。升上五年級後,我對於被別人觸碰身體很反感,也不喜歡被那些叔叔伯伯盯著看,那種眼神給我一種……不曉得怎麼形容,反正很不舒服就是了。余唯心說因為你是校花,長得又像搪瓷娃娃,大家會盯著你看很正常。章均亞還說如果她有我一半漂亮,做夢也會笑。但我寧可不要當校花,也不想成為眾人目光的焦點。

我媽說「人會老,所以漂亮並不重要,聰明和能幹才是女人最需要的本錢。」但我發現來搭訕的人,尤其是大人,似乎都是衝著我的長相而來。不禁懷疑我的朋友是否只看重我的外表,並不在乎我心裡想什麼。有了這層顧慮,我盡量不找人幫忙,凡事試著自己解決。然而最近發生的事件叫我不得不向唯一信任的人求助。

「這什麼?」鄭少傑問。

「恐嚇信?」

他放下棒球,打開一張白紙,上面的內容不是用筆寫的,而是從報章雜誌剪貼拼湊而成,字體有大有小、粗細各有不同,顏色更是五彩繽紛,叫人看得眼花撩亂:

若不遵從命運的安排,三天之後,即將降臨的天譴會要你好看

「會不會是惡作劇?」我問。

「很難說,」鄭少傑想了一下才回答。

「什麼時候收到的?」

「昨天我放學回到家,在信箱裡看到它。」

「你爸媽怎麼說?」

「我還沒拿給他們看。」

「為什麼?」

「餐館的生意已經夠忙了,我不想增添他們的困擾。」

鄭少傑高舉那張紙,透著天光檢視。

「好像沒有暗藏密碼,」他停頓一下。

「你想要自己解決?」

我點點頭。他沉思片刻。

「後天是星期六,你會去餐館幫忙?」

「對。」

「命運……天譴……」他喃喃自語。

「你們家有跟別人結仇嗎?」

「沒有,」我突然想到了。

「啊,我爸有欠人家錢,去年臨時需要資金周轉。」

「會不會是還不了錢,所以找你們麻煩?」

我搖搖頭,完全沒概念。

「有考慮報警嗎?」

「萬一什麼事都沒發生,那豈不是很糗?」

鄭少傑若有所思的看著我。

「星期六我會去你們店裡幫忙調查,」他把那張紙還給我。

「我突然到場,會不會很奇怪?」

我想了一下。有了。

「我媽那天要回阿嬤家,我就說你是我同學,來打工賺零用錢的。」

「好主意,」他伸手拍拍我肩膀。

「放心,我會想辦法的。」

有他這麼一句話,我的心情篤定多了。

週六上午十點半,我和爸爸去開店時,鄭少傑已經在門口等候。沒想到竟然來了一群人,其中還包含黃宗一。我把鄭少傑拉到一旁問個究竟。

「不好意思,是我自作主張,」他小聲說。「這件事需要找幫手才行,所以我聯絡了錢老大。錢老大一口答應,還尋求黃宗一的協助,然後黃宗一提議找王元霸,王元霸又找了邱政,就變成這樣了。」

他們是真心來幫忙,還是來湊熱鬧?看著他們排桌椅、擺餐具,神情很專注,邱政和王元霸到處察看,很像卡通裡四處嗅聞的獵犬。黃宗一還是一副撲克臉。.....

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2019年12月 ]

 
全班來投稿!#熱情徵稿中∼∼∼
欲帶領同學共同參與「全班一起來投稿」活動的老師,請填寫報名資料。每期將選一校之老師致贈教學所需當期雜誌(至多30本)。獲選之老師請於當月底前提供10件以上30件以下學生作品參加投稿園地。並提供200字以上教學心得與全班拿雜誌之照片。

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