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夏普誕辰|科學史上的今天:12/25

張瑞棋_96
・2015/12/25 ・970字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

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如果你來到十九世紀初的巴黎郊外,很有可能看到有如宮崎駿電影中機械時代的奇景:原野上一幢孤立的建築物上豎起高高的柱子,頂端一根4.5米長的橫樑,橫樑兩端各有一支2米長的懸臂。突然兩支懸臂動了起來,各自慢慢轉到特定角度後才停下來。隨後十公里外一座類似的高塔立即模仿它的動作,接著更遠的一座也如法泡製,如此一路下去。像是站崗的機械巨人平舉手臂,用擺動小臂來傳遞訊息。

夏普所發明的「電報」-傳訊塔。圖/wikipedia

沒錯,這正是法國發明家夏普發明的傳訊塔,在電報還沒發明之前,就能迅速將訊息傳送到遠方,是史上第一個實現遠距傳訊的通訊系統。事實上,電報 (telegraph) 這個字就是他此時所創,代表遠距 (tele) 書寫 (graph) 之意。

夏普。圖/wikimedia

雖然自古即有狼煙,但狼煙只能傳達幾個事先約定好的暗號,效用相當有限。傳訊塔的懸臂可以像時鐘指針那樣旋轉,夏普平均劃分成八種角度,各相隔45度。因其中一個角度會被橫樑遮住,所以每個懸臂有七種角度,再加上橫樑本身可以左上右下或右上左下,所以一共有98種不同組合(7 x 7 x 2)。你可能會覺得奇怪:字母加上數字也不沒這麼多個啊?這是因為當時傳訊塔只有軍事用途,總不能讓每個人都能輕易看出軍事情報的內容吧!因此夏普賦予它們不同代碼,再對照代碼表查閱所代表的意義。

1791年3月2日,夏普兄弟在政府官員面前成功用傳訊塔傳遞了一則訊息。此時被法國大革命趕下台的皇室得到鄰國出兵支持,國會為了打贏戰爭,指派夏普趕緊建造。於是夏普自1792年夏天開始建造,先從羅浮宮到里爾 (Lille),二百公里的距離布署了15座塔。雖然第二年法軍即打敗普奧聯軍(當然是由傳訊塔率先傳回勝利的消息),政府仍繼續擴建通訊網路,最後建了556個站,總長度達四千八百公里。歐洲各國也紛紛仿效。

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不過夏普沒能看到這樣的榮景,他在1805年就投井自殺,據說是因為被指抄襲軍隊原來就有的旗語而想不開。他發明的傳訊塔也沒存活太久,到了一八四○年代電報興起後,就完全被取代而荒廢了。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 962 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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連結世界的革命性發明:山謬.摩斯(Samuel Morse)與電報
數感實驗室_96
・2024/05/26 ・648字 ・閱讀時間約 1 分鐘

本文由 國立臺灣師範大學 委託,泛科學企劃執行。 

每個人都有自己的特長,有些人擅長理工科,有些人則有著藝術天份。但擅長一件事並不僅僅取決於天賦,還可能與個性、興趣或生活經歷有關。今天我們要介紹的主角就是一個很好的例子。他不僅是電報的發明家,消除了空間的隔閡,讓遠方的人們能瞬間被拉近,從這個角度來看,他是一位科學家、工程師。但其實他還有另一個身分,是一位偉大的畫家。沒錯,他就是山謬.摩斯(Samuel Morse)。

摩斯發明了電報,徹底改變了通信的速度,將全世界緊緊地拉在一起。不只如此,就像現在流行短影音,大家就會想辦法把內容擠在很短的時間內說出來。電報發明後,為了要讓訊息能有效被傳遞出去,人們的溝通方式也因此轉變。史學家 Garry Will 就認為電報因為不能傳太多字,這種強制性的簡潔,影響了林肯的演說風格,他著名的《蓋茲堡演說》簡潔有力,就是一個最好的例子。

一個偉大的發明,連副作用都這麼強大,改變了人們的溝通習慣。摩斯的成就不僅是在科技領域,更是在影響人們的文化和溝通方式上留下了深遠的影響。

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數感實驗室_96
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數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/

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第一條海底電纜|科學史上的今天:11/13
張瑞棋_96
・2015/11/13 ・860字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

1839年,惠斯登(Charles Wheatstone)和庫克(William F. Cooke)在英國建造了世界上第一條商用電報線路;約莫同時,美國的摩斯(Samuel Morse)也和維爾(Alfred Vail)發表其電報系統。自此以後,歐洲與美國各地紛紛沿著現成的鐵路,在城市與城市間架起線路。陸上的電報網迅速成形,但海洋卻是一大阻礙。

北大西洋海底電纜計劃圖。圖片來源:distantwriting

約過了十年,「盎格魯-法國電報公司」(Anglo-French Telegraph Company)總算在1850年8月拉了一條電線橫越英吉利海峽。不過這不算是第一條海底電纜,因為他們想得太天真了,竟然只用一般的漆包線,完全沒有外殼保護,因此沒幾天就損壞了。1851年11月13日,世界第一條海底電纜才終於鋪設完成,穿越英吉利海峽將英國與法國連接起來。兩年後更多海纜從英國拉往愛爾蘭、比利時與荷蘭。

橫越大西洋的洲際海底電纜則困難許多。1858年的第一條海纜也是不到一個月就毀損,直到1866年才克服技術問題,成功鋪設連接倫敦與紐約的電纜。至於台灣的第一條海底電纜,是劉銘傳以「孤懸海外,往來文報,屢阻風濤」為由,奏請清廷鋪設獲准,而於1887年鋪設了淡水至福州的海底電纜,這也成了中國第一條海底電纜。

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電報內容力求簡短,因此不過是兩條銅線的電纜已足以應付,但要拿來講電話卻不適合,因為一人佔線,其他人就不能用了。第一條電話專用的洲際海底電纜直到1956年才完工,連接蘇格蘭與加拿大,可同時容納36通電話。自1980年代實用的光纖發明以後,海底光纜逐漸取代海底電纜,提供更大的國際頻寬,也才有如今網際網路的普及。

海底電纜從最初的發送電報之用,只能傳送文字;到讓地球兩端的人可以講國際電話;再進化到現在,各種型態的資訊內容經由海底光纜串起世界各個角落,每個階段都發揮了大幅縮短世界距離的功能。如今海底光纜已經是全球網路不可或缺的重要骨幹,默默的隱藏在大海底下,繼續盡責的撐起這個網路時代。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。