2008/11/28

當飛機碰上亂流

當飛機碰上亂流
 
撰文 / 盧衍良
審稿 / 成功大學交通管理科學系教授 張有恆

 

飛機航行中難免遭遇亂流,而嚴重亂流導致飛航事故時有所聞。今年,國內航空公司也陸續有班機在國內外上空碰到嚴重亂流,造成多人受傷。亂流如何產生?能否藉由科學儀器的預測及早避開,讓飛行更安全?

 

 

搭乘飛機的時候,常會聽到空服員廣播「飛機即將經過一段不穩定氣流,請確實扣緊安全帶!」不穩定氣流指的就是亂流,它會使飛機搖晃,甚至嚴重傷害機體。高空上如何形成亂流?什麼樣的現象稱得上亂流?

生活中的亂流現象

 

想要了解亂流,可以從比較熟悉的「水」去觀察。站在河邊看著潺潺流水,便很容易發現,當流速非常緩慢時,水流會井然有序的前進,此時稱之為層流(laminar flow);若流速較快,水面則會產生擾動,有些地方會形成漩渦,水流變得混亂而不一致,這就是亂流(turbulent flow)的最基本現象。從層流變成亂流的過程中,稱為過渡流(transitional flow)。

 

同樣的情況也會發生在氣體流動。觀察燃燒中的香菸,當白色煙霧裊裊上升時,線條非常均勻平滑,但是當煙霧上升到一定高度後,也會變得混亂而形成漩渦狀,這也是亂流。形成亂流的條件很多,流速快慢只是其中一個因素,也是最容易觀測到的,其他如流體的黏性、流動規模大小、接觸表面的粗糙度等,也都會導致亂流的形成。

飛機航行在大氣中所遭遇的亂流有很多類型,典型且常見的有「雲雨亂流」與「山岳波亂流」。

 

空氣熱對流造成亂流

雲雨亂流的產生,多半是因為空氣的「熱對流」(heat convection)作用所致。受到強烈太陽照射、吸收許多熱量而升溫的地表,會加熱附近的空氣,地表附近空氣受熱後膨脹上升,擠壓上層冷空氣下降,形成熱對流;此時,由於空氣的密度發生變化,形成不均勻狀態,造成空氣與空氣之間彼此擠壓摩擦,無法維持井然有序的流動,這種對流的過程便會產生亂流。

熱對流跟用鍋子燒開水的對流現象很類似,之所以稱之為雲雨亂流,是因為在對流過程中,空氣中的水氣會形成積雲(cumulus),因此飛機駕駛員如果觀察到積雲,就可以判斷該處可能有亂流而選擇避開。

山坡地形造成亂流

山岳波亂流主要是山坡地形作用所導致。當空氣在山的迎風面沿山坡上升時,風速隨著山的坡度升高而增快,在氣流爬升至山頂時達到最大。當氣流通過山頂後,受到地形障礙物高度降低的影響會迅速下降,於是產生下降氣流;隨後再因為地面摩擦作用,使得位居前端的底層空氣流動較緩慢,並導致後端持續前進的空氣向上推擠,造成空氣產生漩渦一樣的擾動。因山坡地形所產生的亂流通常發生在通過山峰後數公里處、形成浪花狀的渦動雲(roll cloud),這就好像河水流過大石頭後,會在大石頭後方產生漩渦是一樣的。飛機駕駛通常也會避免進入此空域中。…more


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一位工程師在伊拉克戰爭中不幸失去手臂後,與設計師、發明家組成線上社群,共同努力為截肢患者打造更好的義肢手掌與手臂。

 

集思廣益造義肢
撰文╱柏宜金(Sam Boykin)
翻譯╱周坤毅

 

重點提要

■急救醫學的長足進步讓許多戰場上的士兵逃過一死,卻帶著重大傷殘返回家園。

■由於市場太小、研發費用過高,手臂與手掌義肢的進步一直很緩慢。

■開源碼義肢計畫採取「開放原始碼」的硬體設計概念(這種做法在研發以線上社群為基礎的軟體已經行之有年)來設計價格低廉的義肢手掌與手臂,希望能夠維持需求量不高的市場,並免費提供設計給任何有需要的人。

 

庫尼洪(Jonathan Kuniholm)是美國海軍陸戰隊後備軍人。在被派往伊拉克作戰之前,他與另外三名朋友在北卡羅來納州合開了一家研發公司「塔科設計」(Tackle Design)。這四個人曾經在北卡羅來納州立大學一起修過工業工程,憑著年輕人的滿腔熱忱,他們希望這個羽翼未豐的公司能製造有趣又能助人的產品,而不僅是為了賺錢而已。他們與發明家合作製作過不少產品,包括一款可以固緊鞋帶的塑膠鎖扣原型,以及內嵌發光二極體的釣餌。他們也與母校的醫學工程師合作,研發微創機器人手術所使用的工具。

然而在公司步上軌道前,庫尼洪被派往伊拉克。幾個月後,在2005年元旦那天,他與另外35名海軍陸戰隊員,在巴格達西北的幼發拉底河沿岸的哈迪塞水壩附近遭遇伏擊。由於數小時前當地有叛軍對著在水壩巡邏的快艇開火,他的排正在搜索該區域。正當他們包圍一處可疑的地點時,一枚藏在橄欖油罐裡的土製炸彈突然爆炸,炸彈碎片撂倒了整排士兵,庫尼洪也被炸飛出去。過了一會兒他恢復意識,發現他的M16步槍被炸掉一半,而他的右手臂從肘部以下幾乎被截斷。海軍陸戰隊員隨即與叛軍陷入猛烈交火,庫尼洪只得自己逃出險境。他的戰友呼叫空中救援,將他送往巴格達附近的醫院,由外科醫生替他殘破的手臂實施截肢手術。

返回北卡羅來納州後,庫尼洪先在杜克大學醫療中心接受多次外科手術,康復之後,他拜訪了華特里德軍事醫學中心,那兒的醫生準備了兩種可以替代手掌與前臂功能的義肢。第一種是傳統的雙鉤式義肢,由兩個相對的手鉤組成,使用者運用肩膀或手臂的力量,帶動一套線束與鋼索系統,將手鉤打開或關上(見95頁圖)。第二種則是較為先進的肌電義肢,利用電子裝置偵測肌肉輕微收縮時產生的神經訊號,經過放大後帶動機械結構,使用者收縮上臂肌肉,便可以將義肢手掌的鉗腳握緊,而放鬆肌肉鉗腳便會打開。…more


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顛覆大霹靂—宇宙是反彈出來的?

撰文╱柏卓瓦(Martin Bojowald)
翻譯╱李沃龍

 

我們的宇宙可能起源於由奇特的量子重力效應所驅動的大反彈——這表示大霹靂不再是宇宙萬物的起點了。

 

重點提要

■ 愛因斯坦的廣義相對論說,宇宙源自於大霹靂奇異點,在那時刻我們所見的一切物質都聚集到密度無限大的奇異點上。但這理論並不具備完善的時空量子結構,因此我們無從得知物質緊密匯聚的極限與重力強度的範圍。物理學家需要一套新的量子重力論,才能明瞭究竟發生了什麼事情。

■ 根據其中一個可能的理論:環圈量子重力,空間可被細分為許多具有體積的「原子」單位。由於它們僅有有限的容量可儲存物質與能量,因此奇異點是無法真正存在的。

■ 若果真如此,時間就有可能往前推到大霹靂之前。大霹靂前的宇宙或許曾非常劇烈地收縮成具有極大密度的一點,然後反轉整個過程。簡單的說,就是由大崩塌導致大反彈,最後才變成大霹靂。

 

由於原子的概念在現代已經是老生常談,我們很難想像從前那曾經是個多麼荒誕不經的想法。幾個世紀前,當科學家第一次假設原子的存在時,他們絕望地認為這麼小的東西絕不可能觀測得到,甚至有許多人質疑原子這樣的概念是否合乎科學。不過,關於原子的證據逐漸累積,終於在1905年因為愛因斯坦分析了液體中微塵顆粒隨機跳動的布朗運動,達到了高峰。即便如此,物理學家仍然花了20年才發展出解釋原子的理論,也就是量子力學。又過了30年之後,物理學家米勒(Erwin Muller)才第一次利用顯微鏡觀察到原子的身影。今天,物理學各領域的發展,幾乎都奠基於物質原子的特殊性質。

 

物理學家對時間與空間組成的理解亦遵循著類似的途徑,但還未達到成熟的階段。正如同從物質的行為可看出它們是由原子構成的一樣,空間與時間的行為也暗示了它們具有某些細微的結構——可能是類似「時空原子」組成的馬賽克構造,或是某種網狀系統。物質原子是化合物不可分割的最小單位;同理,想像中的空間原子是距離上不可分割的最小單位,一般認為它們的大小只有大約10-35公尺,小到連當今最強大的儀器最低可探測到10-18公尺的距離,都無法看到它們。所以,許多科學家甚至質疑這種時空原子的概念是否合乎科學,不過,也仍有許多科學家不受影響,相繼提出間接觀測時空原子的方法。

 

看似最有希望的方式,與宇宙的觀測有關。如果能倒轉宇宙的時間,我們所見的星系會全都匯聚到一個無限小的點:大霹靂奇異點。愛因斯坦的廣義相對論預言宇宙在該點上具有無窮大的密度與溫度,一般認為這是宇宙的起點,物質、空間與時間從此誕生。不過,這種詮釋有些過頭了,因為無限大的數值代表廣義相對論本身在此失效。為了理解大霹靂時究竟發生了什麼事情,物理學家必須超越相對論,發展出一套能夠捕捉到時空細微結構的量子重力論,克服相對論完全無能為力的問題。…more

 

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2008/11/19

不犁田的寧靜革命

2008/11/20 第137期 訂閱╱退訂 看歷史報份
深度報導 不犁田的寧靜革命
科學人觀點 猴頭猴腦的缺憾
科學馬戲團 在中土隨意漫步
本月優惠活動 訂科學人+天下俱樂部,好禮雙重送!
科學不簡單講座 環境論壇:全球暖化與能源危機
不犁田的寧靜革命
 
撰文╱哈金斯(David R. Huggins)、瑞格諾德(John P. Reganold)
翻譯╱陳儀蓁

 

農地退化。現在,有些農夫已放棄整地的做法,希望能讓農業更永續。

 

重點提要
■傳統的整地耕種方式,容易導致土壤侵蝕,增加逕流的發生。
■因此,有一些地區的農夫,正轉而採用一種稱為「不整地栽培法」的永續途徑,把對土壤的干擾降到最低。
■然而,昂貴的設備成本和學習門檻,加上其他因素,使得不整地栽培法難以有效推行。

 

在美國華盛頓州東部帕勞斯一座1600多公頃的農場,艾胥里曼用鏟子鏟起一鍬黑色泥土,土很輕易就散開了,表示土壤非常透氣、富含有機質,有助於植物根系發展;土裡還有很多蚯蚓,那是土壤健康的另一個指標。

34年前,這裡一鏟子的泥土裡就算有蚯蚓,也寥寥可數。那時艾胥里曼每次栽種前都會先犁田,把上一期作物收割後殘留的枝葉埋起來,為即將種植的作物整好田地。丘陵起伏的帕勞斯地區曾持續這種農耕法數十年,卻因此付出代價,著名的肥沃土壤在那段時間侵蝕的速度著實令人憂心。1974年,艾胥里曼相信一定有更好的方式來利用這片土地,決定試驗新興的不整地栽培法(no-till farming)。

全世界大多數的農夫在播種前都會先犁田,這種在栽種前先翻土的做法,可以埋覆作物殘株、動物糞肥和麻煩的雜草,同時也讓土壤透氣、變得溫暖,但這種重新整理、干擾土壤的方式,也使土壤更容易受到風和水的侵蝕。犁田是農地退化(全世界最嚴重的環境問題之一)的根本原因,已經威脅到糧食生產與農民生計,其中又以貧窮且人口密度高的發展中國家最為嚴重(見112頁〈為塵土付費〉)。1970年代晚期,土壤侵蝕造成帕勞斯地區10%的農田表土完全流失,60%的農田有25~75%不等的表土流失。另外,犁田會讓地表逕流攜帶沉積物、肥料和殺蟲劑流入河流、湖泊與海洋。相較之下,不整地栽培法希望把對土壤的干擾降到最低:農夫在收成後,會留下作物殘株在農地上,而這層覆蓋物能保護土壤不受侵蝕,並提高土壤的生產力;到了要播種的時候,農夫則使用特製的播種機,穿過作物殘株到底下未受干擾的土壤,讓種子在這裡發芽,冒出土壤表面長出新作物。

為了餵飽全世界越來越多的人口,不斷發展的農業對環境、人類健康和生物多樣性都造成極大影響。就我們目前對地球生產力的了解,光是生產充足的食物仍不夠,還必須以永續的方式進行才行。農夫需要生產高品質的足量作物,為後代子孫保存自然資源,賺取足夠的金錢維持生計,並適度與農場工人及社會互動。不整地栽培法可能有助於實現永續農業願景,然而就像任何一個新系統,它也要面臨挑戰與取捨。不過,現在世界上有一些地區的農夫,正逐漸拋棄他們的犁具。…more


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150年前,達爾文所提出「窩裡自製」的概念如果是對的,則工具的使用就可能是猿至人之智慧演化所缺少的那個環節了。

 

猴頭猴腦的缺憾
撰文╱曾志朗

 

我屬猴!依照世俗的習慣,被期待的形象總是猴模猴樣的行動派。親戚朋友一聽到我是「猴齊天」的徒子徒孫,就一致認定我猴手猴腳的,又機靈又俐落,而且一定很調皮,喜歡爬樹,摘果偷桃,很會自得其樂!不幸的(或者說有幸的)是我真的很符合這些期待,年輕時候確實是又黑又乾又瘦,住在鄉下,常常穿梭在山裡樹林間,尤其是芒果成熟時,高大的芒果樹上總會見到我躲躲藏藏的身影;在學校老師和同學的眼裡,又以伶俐調皮出名;在家裡和弟、妹吵架時,更常被冠以「潑猴」的「美稱」!

 

也許是在這樣的期待下長大,我從小就特別喜歡猴子,廟埕、市集裡有人耍猴戲,我絕對是第一位到場圍觀的「猴囝仔」!看著小猴子翻觔斗,騎小鐵馬,搶觀眾的東西吃,可愛滑稽得令人好開心,但看牠在休息時,脖子被鐵鍊栓住,行動受了限制,一幅「猴落平陽被人欺」的可憐相,實在不忍心。有一次趁猴主人不注意時,偷偷拿老虎鉗剪開鐵鍊,放了小猴子,結果小猴子不逃走,反而被一旁觀眾嚇得跳上主人的肩膀上,害我的義行不得逞,還差點挨一頓揍。哎!誰叫我就是有同類相憐的悲憫之心嘛!

 

長大了,看「尪仔冊」,當然對漫畫裡的齊天大聖崇拜得不得了;等到會識字看書了,吳承恩是我心目中最偉大的作家,一遍又一遍翻看著《西遊記》,伴我度過了童年、少年、青年、壯年,到不惑之年。孫悟空的善良、機智、真誠、幽默、義氣,才是真正充滿了「人」性的美猴王呢!小說裡,孫猴子掃蕩群魔,歷經萬難,完成取經大業,功德圓滿之後,終於變成人,最後又成神。這個隱喻很有意思!猴子要變成人,單憑和人非常相似的猴頭、猴腦、猴身是不夠的,牠必須要能使用各種方法(七十二變加金箍棒,利用策略請求外援等等)去解決環境中遭遇的各種困境,才是成人之道!換句話說,工具的使用,才是人猴之別的關鍵!

 

日本理研(RIKEN)的腦科學研究中心,在年輕主持人入來篤史(Atsushi Iriki)的領導下,一群研究者針對這個「工具使用為猿到人演化的關鍵」說法,做了一系列獼猴的實驗,觀察到了相當有趣的結果,他們從這些結果中得出了一個很重要(當然,也會很有爭議)的結論:「就硬體而言,這些獼猴的腦神經擁有所有形成人類智慧的基本部件,但牠們的腦所缺少的就是適切組合這些部件的軟體程式,因此,空有零散的機件,卻無法整合出類似人類的智慧!」那人類在演化的過程上,如何去得到那個關鍵的整合程式呢?日本研究群的答案是:「人類學會利用工具去改變外面的環境,而這個持續性的工具使用,促成腦內各機件的適切組合。」…more


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在中土隨意漫步

撰文╱薛莫
翻譯╱潘震澤

隨機性如何支配了我們的世界?為什麼我們看不出來?

 

假定你參加了美國老牌的電視遊戲節目「來做個交易吧!」在三道關著的門後頭,有一道擺著一輛全新的轎車,另外兩道則各放了一頭山羊。你先選了1號門。曉得三道門後頭都擺了什麼東西的主持人霍爾,讓你看2號門後頭是一頭羊,然後問你要維持原來的選擇,還是換成選3號門?所謂的庶民計數學,亦即人類習於以個案方式思考並專注於小數目測試的天性,會說反正兩道門的機率是50對50,選哪個都一樣。不是嗎?

 

錯了!一開始,你選中的機會是1/3,如今霍爾告訴你兩個錯誤選擇當中的一個,使得你選擇更換的獲勝機率變成了2/3。理由是三道門後頭可能的排列組合為對錯錯、錯對錯、錯錯對。只有在第一種組合,你若選擇更換就輸了,但在第二及第三種組合,選擇更換都會贏。如果你的庶民計數學仍然凌駕你的理性腦之上,不妨來看看有10道門的情況:你選擇了1號門,而霍爾讓你看2號門到9號門後面擺的都是山羊,這會兒你換還是不換?當然要換,因為換了的話,你獲勝的機率會從1/10增加到9/10。這種與直覺相悖的問題會讓人變成數學盲,就算數學家與統計學家亦然,當初莎凡在《漫步》(Parade)雜誌中的專欄回答這個益智問題時,就被數學家與統計學家罵到臭頭。

 

上個月的專欄裡,我介紹了人類古老演化環境的中土(即演化學家道金斯所稱的中間世界)。在那裡,我們的腦子從未演化出處理機率的網絡,因此,我們擁有的庶民直覺並不足以應付現代社會的許多面向。人類這種社會化靈長動物,在舊石器時代的艱苦環境中掙扎求生,演化出共同而重要的庶民直覺,有助於與人相處並建立社交關係,但碰上像賭博這種機率問題,這種直覺就會造成誤導。假設你在玩輪盤賭,一連五次都押中了紅格,那你是應該維持「一路長紅」的氣勢、繼續押紅,還是認為「風水該轉」而改押黑呢?事實上兩者都沒差,因為輪盤並無記憶;然而多數賭徒都犯了「一路長紅(黑)」及「風水該轉」的知名謬誤,而樂的可是賭場主人。…more

 

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2008/11/15

對抗登革病毒 有新招

2008/11/15 第136期 訂閱╱退訂 看歷史報份
網路版-科學Easy Learn 對抗登革病毒 有新招
深度報導 為台灣多樣生物編上條碼
發燒新鮮事 再訪紅色星球
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對抗登革病毒 有新招
 
文╱楊嘉慧

 

登革熱最令人害怕的是嚴重發炎反應引起的出血症狀,致死率可高達四成,目前的消炎藥雖然可降低發炎,但同時也會影響免疫力而使病情惡化。陽明大學教授謝世良等人找出對抗病毒的方法,不但能夠減輕發炎反應,也保留病患的免疫力,為登革熱治療帶來一線曙光。

 

以往只在熱帶地區流行的登革熱,近年來影響的範圍不斷擴大,促使越來越多國家重視登革熱的防治與治療。根據世界衛生組織統計,20年前有登革熱病例的國家不到20個,如今已超過100個;而全球每年約有5000萬人受到登革病毒感染,其中25~50萬人會有出血症狀,二至四成患者因而死亡。台灣也是登革熱流行的地區之一,病例近幾年呈現增加趨勢,以往感染登革熱的病患都不到400名,但最近3年都超過500位,且每年持續有數名至十餘名患者會併發出血性登革熱,尤其在2002年登革熱大流行時,曾引發5000多人感染,200多人併發出血性登革熱。

 

登革病毒共分四型,不論受哪一型病毒感染,出現的症狀多為發燒、頭痛、關節疼痛等。大多數人初次感染會自然痊癒,但若再次受到不同型登革病毒的感染,很容易引發嚴重的登革出血熱或登革休克症候群,會伴隨出血、血漿滲漏、休克等症狀,甚至死亡。目前還沒有登革熱的特效藥及疫苗,對於登革熱伴隨的出血及休克,只能提供水份及電解質,以維持患者生命。不過,由陽明大學微生物暨免疫學研究所教授謝世良領導的研究團隊,利用新的免疫學觀念,成功找出治療登革熱併發症的方法,這項研究成果發表於2008年5月號的《自然》(Nature)。

免疫風暴,性命難保

出血、休克等併發症產生是免疫系統過度反應的結果。正常的免疫機制是病原進入身體後,身體會分泌一些物質,讓血管通透性增加,以使白血球順利前往受感染的組織攻擊病原,而整個過程會造成紅、腫、熱、痛等發炎反應。

登革病毒之所以會併發出血、休克,主要是防禦過程中巨噬細胞分泌大量細胞素(cytokine)。巨噬細胞是白血球的一種,正常情況下遇到病原會進行吞噬作用,即伸出偽足包圍並吞噬病毒,然後利用細胞裡的溶小體(lysosome)將病原分解(見下圖),再通知淋巴球,讓淋巴球產生抗體與辨識病原的記憶。巨噬細胞分泌的細胞素是發炎反應的重要訊號分子,可調控多種白血球的活化;白血球表面具有細胞素受體,藉由受體與細胞素的結合,獲得發動攻擊訊號。

若巨噬細胞沒有成功吞噬登革病毒,病毒便會與巨噬細胞表面的受體結合,並誘發巨噬細胞分泌過量的細胞素,引起嚴重發炎反應,因而造成休克、出血症。此即所謂細胞素風暴(cytokine storm),為免疫系統受病毒干擾而分泌過多細胞素,造成不當的免疫反應。…more


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由全球82個國家2000位科學家合作進行的「海洋生物普查」(CoML),在今年11月初公開發表豐碩的成果:全球各海域發現約一千個新物種,此發現對於了解數百種海洋生物的演化歷史與生活習性,大有助益。

在台灣四面環海、有高山、森林、縱谷生態,擁有豐富的多樣性物種,特別是海洋生物種數,為了資源保育及永續利用,建立完整的物種條碼資料庫,是重要的計畫。本月《科學人》雜誌2008年11月號即有深入報導,讓您掌握最新科學訊息!

 

為台灣多樣生物編上條碼
撰文╱邵廣昭

 

生命條碼計畫的重點在建立完整的物種條碼資料庫,是一個既競爭又合作的新興領域。為了資源的保育及永續利用,台灣已積極跨出這一步。

 

生命條碼的構想在2003年剛提出時,雖曾引發一些爭議,但是因為它便捷可行,且對基礎和應用科學均可帶來深遠的影響,所以受到國際學界重視。目前全球已有45國、150個學術機關加入其聯盟,所典藏的存證標本及DNA條碼也正在快速累積中。

 

短短幾年內,「生命條碼」(barcode of life)這個關鍵詞已經出現在200多種學術期刊中,在這樣一個既競爭又合作的新興領域裡,台灣究竟應扮演何種角色?是應該積極投入,或是持續觀望、期盼坐享其成呢?

 

一個聰明的新想法

 

近300年來,物種的鑑定均需仰賴生物的形態特徵,但不少特徵會受到生物成長、性別、環境而有個體的差異。不同生物類群的特徵又不同,也無法做跨類群間的比較,但如利用DNA來鑑定,這些問題即可迎刃而解,因此早在20多年前,學界即開始流行利用DNA序列來進行分子分類學或分子系統學的研究,只是當時並未統一使用同一片段的基因,也未要求典藏存證標本及共同建置統一的條碼資料庫。今天我們所談的「生命條碼」,其實並非什麼新技術或新知識,它只是一個聰明的想法和一項需要靠大家共同合作的行動方案,可以有效解決傳統分類方法所面臨的相似種、卵、幼生,或殘餘組織無法鑑定到種的問題。

 

這個計畫對於回答「地球上究竟有多少物種?」這樣的老問題,也可以提供一個較確切又很不一樣的答案。譬如傳統分類法應已完成所有的鳥類鑑種,但若經由DNA序列的協助,可再增加約5~10%的新種。體型小又難分辨的寄生性昆蟲,例如哥斯大黎加某一地區的寄生蠅類,經DNA鑑別後,物種數甚至可增加到三倍以上。過去因鑑種困難而停滯不前的群聚生態學,可因此獲得突破,也可促使科學家轉而投入食物網或生態系的研究層次,正符合了生物多樣性公約(Convention on Biological Diversity)所要求以生態系取向的經營管理目標。

 

在應用科學方面,生命條碼更是潛力無窮。利用DNA條碼製成生物晶片來快速鑑種的方法,已在美、日、韓等國開始實際應用,相信不久之後,小型手持式的條碼機或是大型的物種篩檢儀就會問世。屆時對入侵種防治、食品檢驗、非法貿易、水樣中的生物監控、生態監測等管理工作,均會有革命性的突破和進展,鑑種工作即可因條碼的鑑別,既客觀又快速且自動化地進行。…more


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鳳凰號,再見!

今年5月登陸火星的「鳳凰號」探測器,因為無法再與太空總署聯絡,而被太空總署宣布它的任務已經結束…,在今年9月號〈再訪紅色星球〉也有相關新聞,歡迎參考!

 

再訪紅色星球

撰文╱任文駒(Philip Yam)
翻譯╱范賢娟

 

鳳凰號太空船拍下了火星的最新特寫

 

接續著維京人1、2號(Viking1 and 2)、火星探路者號(Mars Pathfinder)、精神號(Spirit)與機會號(Opportunity)在火星上的空拍攝影與漫遊足跡之後,鳳凰號太空船的登陸者號(Mars Phoenix lander)成為來自地球的第六個成功造訪這顆紅色行星的訪客。它藉由打開降落傘和啟動火箭噴射等操控過程,在5月25日成功降落火星表面,讓美國航太總署的任務控制小組與全世界的太空迷都欣喜若狂。三艘圍繞火星的軌道太空船之一的火星勘查軌道號(Mars Reconnaissance Orbiter),捕捉到地面上的鳳凰號登陸者號張開兩面太陽能板的模樣(右方右下圖)。

 

鳳凰者號拍攝火星北部平原後,傳回來的第一批照片中,有一張可以看到卵石和碎石(右方左下圖),這些可能是由於接近表面的冰因季節性的脹縮而造成的。有點奇怪的是,這些直徑大約1.5到2.5公尺的碎石,比起之前在軌道上拍攝的照片還小許多,這暗示了這塊區域的環境可能比之前預期的還要複雜多變。

 

6月6日,鳳凰號登陸者號使用2.4公尺長的機器手臂鏟起一些火星上的塵土,首次遞送樣本到儀器上做分析(希望能發現水),卻因為火星土壤中成塊的結構比預期多而動彈不得,從所採的樣本篩選較小的顆粒(右方上圖)時就在金屬濾網上方停住。任務控制小組人員必須另尋方法來避開這個問題,包括引導鳳凰號使用一個機器過濾攪拌器來移除成塊的物質。在第七次嘗試之後終於成功了!

 

鳳凰號應該只能持續工作到9月,不大可能超過這期限太久,因為幾乎整個2009年都是火星上的冬季,大氣中的二氧化碳會凝華而出,讓這一區域都冰天雪地,鳳凰號也會滿覆著乾冰。…more

 

【本文轉載自科學人2008年第79期9月號】