從蛇行機器人到洗髮精瓶蓋：變形機械妙用多！

	雙週 四 出刊.2014.06.26   科學人雜誌
	本 期 目 錄 簡介/舊報明細 • 從蛇行機器人到洗髮精瓶蓋：變形機械妙用多！ •編者的話 •變形機械妙用多 •超對稱玩完了？ •3D長髮物理學 時尚【-4℃涼感POLO】↘399 比它牌省百元！【吸排+除臭】清爽一整天！ •電子菸安全嗎？ 本期簡介   從蛇行機器人到洗髮精瓶蓋：變形機械妙用多！ 【封面故事】醣分子開啟製藥新時代 中央研究院院長翁啟惠首創的「自動化一鍋合成法」，已經突破困境， 即將開啟生技製藥新時代。 【資訊科學】論文抄襲記 【醫 學】召喚免疫軍團來抗癌！ 【數 學】破解天才的手稿 【藥理學】大麻治癲癇！ 【生物手記】稀有蝙蝠現身馬祖——灰伏翼 【科學人觀點】一見鍾情，佳偶怨偶，但看基因？ 編輯室報告   編者的話 良藥「甜」口 葡萄糖、果糖、蔗糖讓你甜在嘴裡，是醣類；澱粉、肝醣供應身體的能量，也是醣類，只是分子單元超多、構造更龐雜。而有一群分子量不是那麼大、複雜度也不遑多讓的寡醣，在生物體中的功能更是神秘，它們竟然影響細胞間的通訊、免疫系統的辨識，甚至病原體的感染能力！ 然而如何在實驗室合成醣類，卻是研究上的一大障礙。所幸「自動化一鍋合成法」讓寡醣合成一步到位、產率大增，進而擴展了整個醣領域的研究與應用範圍。為此，「自動化一鍋合成法」發明者、現任中央研究院院長翁啟惠獲得2014年沃爾夫化學獎，本期《科學人》雜誌同時介紹以醣為基礎的製藥、疫苗，告訴你為什麼癌症治療的方式可能因此翻新。 雖說「天下文章一大抄」，隨手google一下，你就會看出網路文章是怎麼抄的！這類〈論文抄襲記〉在學生作業、學術圈子裡，情況其實超乎想像；資訊科技與機器語言學家透過程式設計，介入了這場〈抄襲與反抄襲的戰爭〉。 對於你太熟悉的事物、生活、工作方法……，總很難再做出什麼創新變革。別太自責，〈高手盲點〉告訴你：大腦本來就傾向採用熟悉的方法！自學出身的印度數學天才拉曼努真留下了三本只寫結果沒有過程的筆記本，日裔數學家小野健要如何〈破解天才的手稿〉？前瞻科學研究之外，《科學人》雜誌還有更多令你驚奇、感動的故事！ 推薦專欄   變形機械妙用多 利用材料與生俱來的撓性，製造出多變的單件式機械。它們耐用並且效率更高，將能取代多零件、缺乏效率的傳統機械。 撰文╱柯塔（Sridhar Kota） 翻譯╱周坤毅 我依稀記得，1995年某個飄雨的日子，我開車到美國密西根州安娜堡（Ann Arbor）附近，擋風玻璃上的雨刷吸引了我的注意。我在成為密西根大學機械工程學系助理教授前，做過好幾年業界稱為「組裝導向設計」的研究，目標是減少機械設計中的零件數，進而降低製造與組裝成本。在研究過程中，我開始思考：是否能把組裝導向設計推向極致，設計出完全不需組裝的產品？ 我邊開車邊想，擋風玻璃上的雨刷真是浪費工程資源的可笑設計。雨刷骨架上裝有可替換的雨刮（膠條），骨架必須具有高度彈性，能把雨刮壓在不規則的擋風玻璃表面來回擺動。此外，雨刷還得適應多種車款的不同玻璃弧度。為了滿足這些多變的需求，雨刷設計成由連桿與轉軸組成的複雜機械。 當時我正專注於彈性（或撓性）設計，目標是盡可能利用少量零件製成耐用的撓性機械。我與同事已經成功使用單件材料製造出許多機械，舉例來說，我與研究生安南撒蘇瑞許（G. K. Ananthasuresh）、薩格瑞（Laxman Saggere）在1993年做出一款不需組裝的撓性釘書機。而我想到擋風玻璃上的雨刷將會是絕佳的測試，如果能夠成功設計出完全不需組裝的單件式雨刷，好處可不只是工程簡化而已。畢竟製造雨刷的主要成本在於組裝，因此這類需要密集組裝勞力的產業早已外移到工資較低的國家，就一點也不令人意外了。 我與同事並未立即開始設計單件式雨刷。過去20年來，我的研究重心擺在彈性設計的基本原理，也就是發展工程師在設計與製造撓性裝置時所需的理論工具。最終我們確實設計出單件式雨刷，事實上，我們還利用彈性設計做出微型單件式運動放大器、撓性機翼、機器蛇與其他機械，每件設計都代表即將來臨的全新工程典範。 more... 超對稱玩完了？ 數十年來，物理學家一直醉心於超對稱這個美麗的理論，並相信超對稱能夠引領他們對於量子世界有更深刻的理解。現在他們來到了十字路口：如果不能在未來幾年內證明超對稱是正確的，就得面對劃時代的典範轉移。 撰文╱利根（Joseph Lykken）、史皮羅普路（Maria Spiropulu） 翻譯╱高涌泉 當我們在美國加州理工學院辦公室裡喝著第三杯濃縮咖啡時，與瑞士日內瓦附近歐洲核子研究組織（CERN）實驗室的視訊也連線上了，那時正是2012年夏季的某個清晨。我們在螢幕上看到「剃刀」（Razor）小組的同事，這個團隊是分析緊緻緲子螺管偵測器（CMS）實驗數據的團隊之一，而CMS是CERN大強子對撞機（LHC）的兩座偵測器之一。剃刀小組的任務是尋找那些能夠證實超對稱理論的特殊碰撞事件，這個發展至今已有45年的物質理論可以取代粒子物理的標準理論、解決物理學中的深刻問題，並解釋宇宙中神秘暗物質的本質。但經過幾十年的搜尋，物理學家仍未發現任何超對稱的實驗證據。 CERN的剃刀小組組長皮瑞尼（Maurizio Pierini）展示了一張新的數據圖，而在九個時區之外的我們可以看到房間內每個人的驚訝神情，這表示出現了異常狀況。皮瑞尼沉穩地說：「大夥必須察看一下這個事例。」他所謂的「事例」指的是LHC產生的數兆次質子–質子對撞中的某次特定對撞。幾分鐘內，我們就從筆記型電腦中看到了這次碰撞事例的完整記錄。 超對稱是一個極其美妙的解，解決的是困擾物理學家長達40年的深刻問題。它回答了一連串重要的「為什麼」：為什麼粒子有它們所具有的質量？為什麼交互作用有各自的強度？簡而言之：為什麼宇宙是這個模樣？此外，超對稱還預測，宇宙充滿了至今還沒發現的「超伴子」粒子，這些粒子可以解決暗物質之謎。如果說「世界上多數粒子物理學家相信超對稱必定是正確的」，一點也不誇張，因為這個理論太令人信服了。這些物理學家長久以來的期盼是：LHC終究會發現這些超伴子，證明超對稱是實際描述宇宙的明確證據。 當我們把這個有趣的碰撞事例拿出來檢查時，就馬上看出它似乎正是超對稱的證據，因為有兩群非常高能量的粒子往一個方向跑，顯然是從某個隱形粒子反彈出來的，或許這個隱形粒子是個超伴子？不過我們也立即在實驗數據圖中注意到一個很大的紅色尖峰，難道之前看到的只不過是偵測器失常而產生的假訊號？後來我們發現確實如此，這是在尋找超對稱似乎無止盡的過程中，再一次令人失望的例子。 more... 最Hot科學   3D長髮物理學 模擬一綹捲髮，在未來對電腦動畫師而言或許會相當輕鬆。 撰文╱納維爾（Rachel Nuwer） 翻譯╱甘錫安 在夢工廠動畫公司的「史瑞克」動畫電影中，只有費歐娜公主的頭髮綁在後面。這個角色特別偏愛辮子的理由其實不是趕流行，而是物理學。讓卡通人物的頭髮垂下來，必須計算一連串複雜的方程式才能做出逼真效果，因此電腦動畫師通常會捨棄鬆散長髮，而選擇短髮和高髻。同樣地，動畫人物在大銀幕上大多是直髮，因為這樣比較容易執行3D計算。 動畫師可用的工具套組或許即將增加。夢工廠和皮克斯等公司的電影有一天可能會出現許多十分逼真的捲髮畫面。一組研究人員日前解開了一綹捲髮的物理性質之謎，並把結果發表在《物理評論通訊》上。論文共同作者之一的美國麻省理工學院機械工程暨土木及環境工程學副教授瑞斯（Pedro Reis）表示：「這是史上首次有人完整描述一綹自然捲曲頭髮的3D性質。我認為這是因為捲髮的幾何學相當非線性──我們常用這個詞形容非常複雜的事物。」 more... 電子菸安全嗎？ 即使不含菸草，控管不良的電子菸可能造成更多危險！ 撰文╱馬隆（Dina Fine Maron） 翻譯╱黃榮棋 美國從1971年開始禁止電視播放香菸廣告，但過去幾年，照理比較無害的替代品——電池供電式香菸，卻多次出現在電視廣告的黃金時段中。電子菸在美式足球超級杯的電視廣告中大出風頭、深夜談話節目看得到它，2014年金球獎的短篇喜劇也看得到它。最近的調查指出，將近六成的美國人都知道這個時髦無菸的東西。 電子菸的概念是聰明的：它聲稱擁有傳統香菸的所有樂趣，而無香菸的任何危害。電子菸利用一個小小的加熱線圈，把摻雜尼古丁的溶液蒸發成氣霧。氣霧吸入時，讓人產生與抽菸時相同的滿足感，同時因為沒有接觸到菸草，不會在燃燒後產生致癌的焦油。電子菸讓吸菸者無須踡縮於寒天冷雨中，在許多場合也無須擔心公共區域禁止吸菸的規定。 但電子菸真的安全嗎？沒人敢保證。不過可以確定的是，電子菸所含的尼古丁會讓人上癮！許多公衛專家已經警覺到，這是電子菸迅速受歡迎的原因之一。他們擔心的其中幾個問題是，電子菸可能誘使抽過菸的人回頭去抽傳統香菸，或讓吸菸者與旁觀者同樣暴露在未知危險當中，或使得青少年透過這個管道開始接觸菸草產品與其他藥物。 more... 前期文章 全部歷史文章 出刊日期 出刊主題 2014-06-12 沃爾夫化學獎得主：中研院院... 2014-05-22 《科學人》雜誌第147期 世紀大... 2014-05-08 《科學人》雜誌第147期 世紀大... 2014-04-24 《科學人》雜誌第146期 Google... 主編推薦   •建商不能說的祕密 •最美味的下酒菜缺它不可！ •夏日保養最容易忽略的部位 •找工作和找男友的5個原則 我要訂閱這份報紙 我要取消這份報紙 訂報說明 ．本電子報內容由 科學人雜誌 提供 PChome ePaper 電子報版權所有，關於電子報發送有任何疑問，請聯絡 客服中心
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