花蓮女中演講之謝謝大家！！

國小高年級科普文，素養閱讀就從今天就開始!!

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

泛科學編輯部編按：目前全台灣最大、還沒有之一的「科學嘉年華」中央研究院開放日(Open House)是一年一度中研院各系所對外開放參觀的日子！2018 年的中研院開放日有哪些好玩好吃好興奮的活動呢？歡迎來看這份中研院出品的行前攻略喔！

中研院 Open Hous

2018/10/27 （六）9:00-16:00 中研院開放參觀，近 300 場科普、人文活動邀你共樂。本文資訊陸續更新中，活動網站在此～

院區開放活動要先報名嗎？

當天的活動參加方式，可簡單分成三種：

1. 當天直接入座，例如容納人數較多的大型科普演講。
2. 當天排隊參觀，例如實驗室導覽，通常每梯名額有限、很快就額滿，需要提早到該活動地點排隊、或領取號碼牌。
3. 行前需先以電話或網路預約報名，預約方式會說明在活動網站的活動列表。

活動好多！有記憶吐司幫幫忙嗎？

家裡有 6 歲的小朋友，適合參加哪些活動？一時半刻還無法決定要聽哪一場演講？行前可透過活動網站的「活動檢索」功能，查找適合自己的活動。強烈建議於行前先選好、查好活動的時間地點，並請提早前往以免向隅～

Step 1 ：透過上方條件篩選

Step 2 ：下方感興趣的活動，點選活動右上角星星符號，即可收藏活動至「我的行程」

Step 3 ：登入網站右上角的會員專區，管理「我的行程」可查看及編輯已收藏的活動

Step 4 ：點選「列印查詢結果」金色按鈕，印成紙本、當天攜帶查看

資料來源│2018 中研院開放參觀活動網站

推薦哪些科普演講？

• 活動時間：2018/10/27 (六) 10:30-12:00
• 活動名稱：科普演講──環境變遷九局下半
• 活動地點：人文社會科學館 3 樓國際會議廳 （院區地圖編號 24）
• 備註：現場參加、無需報名，適合高中以上

• 活動時間：2018/10/27 (六) 11:00-12:00
• 活動名稱：科普演講──草藥研究與健康
• 活動地點：農業科技大樓 1 樓 A134 演講廳 （院區地圖編號 19）
• 備註：現場參加、無需報名，適合高中以上

• 活動時間：2018/10/27 (六) 10:00-11:30
• 活動名稱：科普演講──摺紙的藝術、科技應用與數學
• 活動地點：人文社會科學館北棟 3 樓，第一會議室 （院區地圖編號 24）
• 備註：現場參加、無需報名，適合國中以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 10:00-10:50
• 活動名稱：科普演講──你不知道的上海灘娛樂
• 活動地點：近史所檔案館 1 樓，第 2 會議室 （院區地圖編號 42）
• 備註：現場參加、無需報名，適合高中以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 10:30-11:30
• 活動名稱：科普演講──多媒體的世界
• 活動地點：資訊科學研究所 1 樓演講廳 （院區地圖編號 32）
• 備註：現場參加、無需報名，適合高中以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:30-09:50
• 活動名稱：科普演講──光化學催化與臭氧洞
• 活動地點：人文社會科學館 4 樓交誼廳 （院區地圖編號 24）
• 備註：現場參加、無需報名，適合國中以上

推薦哪些互動體驗？

中研院除了專業的研究學者，還有許多年輕有活力的研究團隊，等著和你分享有趣的研究發現！歡迎來同樂，還有機會帶回別具意義的紀念品喔～

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：研究成果展──親聲體驗聲歷其境
• 活動地點：跨領域科技研究大樓 1 樓大廳 （院區地圖編號 8）
• 備註：現場參加闖關活動，備有限量小禮物，適合國小以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 13:00-15:00
• 活動名稱：研究成果展──穿越克萊美 （climate） 人類生存遊戲
• 活動地點：環境變遷研究大樓 1 樓大廳 （院區地圖編號 28）
• 備註：導覽時間 13:00, 13:40, 14:20 共 3 場，桌遊於導覽後開始，適合國中以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：研究成果展──植物菌質體：把植物變殭屍的細菌
• 活動地點：植物暨微生物學研究所 1 樓大廳 （院區地圖編號 12）
• 備註：現場參加、無需報名，適合對象不限

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：研究成果展──埋葬蟲的秘密世界
• 活動地點：跨領域科技研究大樓 1 樓大廳 （院區地圖編號 8）
• 備註：現場參加、無需報名，闖關成功贈限量禮物，適合對象不限

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：生態展覽與闖關遊戲
• 活動地點：生態池 「生態實驗池」 徒步區 （院區地圖編號 17）
• 備註：現場參加、無需報名，闖關成功贈限量禮物，適合對象不限

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：闖關遊戲「一日神醫-精準醫學練習曲」
• 活動地點：生物醫學科學研究所 1 樓大廳 （院區地圖編號 2）
• 備註：每 30 分鐘 1 場，闖關成功贈限量小禮，適合國中以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：歷史地圖散步「捕捉城市地景」
• 活動地點：歷史文物陳列館 B1 （院區地圖編號 A）
• 備註：HTC VIVE 互動體驗，無需報名，適合國小以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-15:00
• 活動名稱：「以管窺天」太陽觀測
• 活動地點：人文社會科學館南棟 3 樓陽台 （院區地圖編號 24）
• 備註：現場參加，適合國小以上，如遇陰雨則取消

推薦參觀哪些展館？

如果你是爸爸媽媽、或學校老師，帶著學生或小朋友前來，一定不能錯過中研院豐富多元的展覽館！甩開艱深的知識，擁抱趣味的互動，有玩又有拿～

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：「胡適與中央研究院」院區巡禮
• 活動地點：胡適紀念館 （院區地圖編號 34）
• 備註：導覽時間 10:00-10:50、11:00-11:50、14:00-14:50，適合對象不限，致贈精美紀念品

• 活動時間：2018/10/27 （六） 10:00–12:00
• 活動名稱：吉祥如意迎嘉賓
• 活動地點：嶺南美術館，近美大樓 3 樓 （院區地圖編號 41）
• 備註：講解造字原由，並以書法線條表現美感，適合國小以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：傅斯年紀念室開放參觀
• 活動地點：傅斯年圖書館 （院區地圖編號 38）
• 備註：適合對象不限

• 活動時間：2018/10/27 （六） 11:00-11:30
• 活動名稱：島嶼群相──臺灣考古展覽
• 活動地點：歷史文物陳列館 2 樓 206、207 室臺灣考古區 （院區地圖編號 A）
• 備註：現場參觀、無需報名，適合國小以上

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：檔案探索與發現
• 活動地點：人文社會科學館北棟 8 樓，臺史所檔案館閱覽室 （院區地圖編號 24）
• 備註：現場參加、無需報名，備有限量紀念品，適合對象不限

• 活動時間：2018/10/27 （六） 09:00-16:00
• 活動名稱：研之有物科普特展
• 活動地點：生態時代館 2 樓 （院區地圖編號 63）
• 備註：現場參觀、無需報名，適合對象不限

中研院怎麼去？

• 地址：台北市南港區研究院路二段 128 號
•  交通：考量周邊停車不易、院區停車位有限，建議搭乘捷運板南線到「南港站」或「南港展覽館站」，再轉乘公車至「中研新村」或「中研院」站下車即抵達。
  • 公車：
    1. 板南線「南港站」 2 號出口，步行至右手邊的站牌，搭乘 212、270、藍 25 公車。
    2. 板南線「南港展覽館站」 5 號出口，步行至馬路對面左手邊的站牌，搭乘任一班公車。

中研院各個展館怎麼找？

初次來到中研院的貴賓，通常會在院區迷路得暈頭轉向。有一個方法可以簡單區分各領域的展館分布：中研院有三個大門，分別對應生科大道、數理大道、人文大道。顧名思義，該領域的展館通常坐落於該大道。

若想更明確地找到各個活動、及展館位置，為了避免當天院區人數過多、行動網路不順暢，請務必行前先下載「中研院導覽 GO」APP，化身幫你指路的小幫手。

中研院怎麼吃？

中研院區的蔡元培紀念館（院區地圖編號 I）有 Trine & Zen 咖啡廳，學術活動中心（院區地圖編號 20）有新開幕的一兆堂，但 10/27 院區開放當天應該都會客滿。另外，統計所前空地（院區地圖編號 15）、歷史文物陳列館旁（院區地圖編號 37）、生態時代館廣場前（院區地圖編號 9），有行動餐車，當天通常也會大排長龍。

在此蒐集中研院職員日常造訪的周邊小吃，但常於下午 1 點半左右就打烊，還請留意用餐時間。學校團體如需事先訂購大量餐盒，請洽原味廚房（南港廚房） 02-2653-3328。

由於開放參觀當天，院區將迎來近十萬人，強烈建議自備午餐、或攜帶點心野餐，活動結束後可搭公車至南港車站享用美食，是較不虧待五臟廟的辦法。

希望本篇有助你規劃參觀行程，來瞧瞧實驗室，和研究員聊聊科學的想像；來聽聽講座，和研究員聊聊人文的情懷；來逛逛隱藏版展館，穿越古今體驗不一樣的人生。

請把握一年一次的機會，一起用好奇心研究這世界！

延伸閱讀

• 2018 中研院開放參觀活動網站
• 中研院私房景點！6 個知青網紅的 IG 打卡新聖地
• 中央研究院 Facebook 專頁
• 研之有物 Facebook 專頁

本著作由研之有物製作，原文為《【2018 攻略】一年只有一次！中研院開放參觀這樣玩》以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

（本文同時刊載於 dr. i 部落格 和 Facebook）

還記得小時候你對很多大自然的現象抱有強烈的好奇心，例如星星為什麼會發光？夕陽為什麼是橘色？冰塊為什麼會熔化？長大之後，好奇的卻是新款iPhone有什麼新的功能？最近有什麼新的App好用？奧迪最新款的汽車有什麼特殊的性能？

「科學」變成一個遙遠的概念，而「科學家」像是科幻片中才會出現的人類。

這個國家的科學發展出了很大的問題，造成民眾對於科學的冷感和不了解，而民眾對於科學的冷感和不了解，讓民意代表以致於政府，對於科學研究的不重視。

科學和科技是不同的

一般人分不出「科學(Science)」和「科技(Technology)」有什麼差別。科學重的是概念、態度和方法，通常從大自然的物性或現象為出發點去思考，好比說星星為什麼會發光這個問題，就是一個科學問題。而科技則是從工具或技術面為出發點，重的是性能和效率，好比說為了研究星星為什麼會發光，科學家會用天文望遠鏡來觀測遠的星星，望遠鏡的波長和解析度要如何最佳化，就是科技問題。

科學並不受工具和技術的限制，換句話說，它的出現是在考慮用什麼技術和工具之前；一個科學的研究，會包括科技工具的使用，科技其實是科學的副產物。

所有科技，最初都是從科學研究的過程中延伸出來的，最切身的例子就是，網際網路(WWW)和雲端系統(Cloud Computing)，這兩者都是從歐洲核子研究組織CERN所研發出來的科技，目的分別是為了能夠分享數據資料給起它科學家，以及利用分散的電腦資源來分析處理龐大的實驗數據（當然就是現在所謂的「大數據」）。後續因有人把它們商業化，才演變成為與人密不可分的生活產品。然而，很重要的事情是，專利的申請都發生是在商業化之前或在最開始，掌握了專利，等於掌握了主導這項科技的能力。

科學是國家發展的基礎

科學研究所延伸出的科技能改變人類的生活，也能讓一個國家的產業興盛，領先全世界。一個國家如果不重視科學研究，就只能去學習其它國家的技術，回來做微小的改進，這比起從無到有的突破性發明，是完全不同的概念。

台灣從40年前開始靠高科技產業讓經濟迅速起飛，原因是我們比起其它亞洲國家早和西方國家接軌，加上人力成本低的因素，而這些條件早已經不存在。如果要突破現狀，國家的發展策略必須要回歸到最基礎的層面，培養好的科學環境和人才，才能讓科技產業能夠永續和長遠地發展下去。

科技部？科學部？

2014年中華民國政府將原「國家科學發展委員會」（通常簡稱為「國科會」）升級為「科技部」，但是就我來看，從字面上意義來說卻是矮了一截，這也反映出政府重視「科技」大於「科學」（反而英文名稱「Ministry of Science and Technology」比較完整地包含了科學和科技兩項）。以美國為例，他們掌管基礎科學和應用科學（包括科技和工程，除了生物和醫學之外）研究預算的最高行政和審議單位為「國家科學基金會(National Science Foundation)」。請注意，他們用的是「科學」兩字，甚至沒有「科技」。因為他們很清楚一點，沒有紮實的科學發展，不會延伸出能夠改變人類生活的科技。我反倒支持科技部能夠改名為「科學部」。

從歐洲回國後我發現，台灣有很多好的科學家，不是沒人才，而是政府資源的分配和產業策略發展的方向有問題，以致於大學教授們所提的研究計劃方向多趨保守，因為太前瞻的計劃內容容易被否決，多數看到的提案都是以改進現有的某種工業製程為目標，這和許多其它產業所面臨到的困境，即投資人追求短期回收和短視近利是一樣的。

聽起來蠻慘的，有沒有救？我認為是有的，就從多認識科學，多談科學起。它比你想像中還更接近生活，更有趣！

國小高年級科普文，素養閱讀就從今天就開始!!

（本文同時刊載於 dr. i 部落格 Facebook）

一個平凡的下午，工作累了捧著一杯剛煮好的咖啡走到陽台，看到的是對面大樓外牆排列得井然有序的長方形窗戶，和陽台邊的柵欄，一樣是有規律地重複著同樣的間隔。環顧我們的生活空間，好像規律性的結構無所不在，例如樑柱、磚瓦和地磚等等的各種人造物體，很容易地讓人誤以為只要是有規律的結構，一定就是人造的。而大自然中難道就不存在這樣的規律嗎？其實有的，最典型的例子就是晶體（Crystal）。

什麼是晶體？講講生活中常見的例子很多，料理中常用到的糖和鹽都是晶體，還有金屬、水晶和寶石等等。

意外發現不凡的晶體

一般人認為，晶體是所有固體最基本的特徵，並且是由「原子或分子按照一定的週期性，在空間排列成具有一定規則的幾何外形的固體。」至少很多教科書都還是這麼寫著。

但是在1982年的一項發現，顛覆了這個說法，而這個發現就是「準晶體（Quasicrystal）」。

1982年四月的一天早晨，當時在美國標準技術研究所（NIST）客座研究的以色列籍科學家丹.舍特曼（Dan Shechtman）在實驗室中用晶體學觀測鋁錳合金時，發現了一個不可能出現的繞射圖（圖2）。繞射圖是材料學家常用的一種技術，他們用高能量的光線像是X射線或是電子束照在晶體上，當這些光線穿透過晶體後打在螢幕上，所得到的就是晶體繞射圖，而分析它就能夠得知這個晶體的型狀和結構。

話說回來，為什麼舍特曼所觀察到的繞射圖不可能出現呢？因為長久以來，科學家認為晶體必須要是有週期性地排列，才能延續性地填滿整個平面或空間，而如圖3所示，某些幾何形狀像是五角形是不可能週期性地排列，所以被認定無法成為晶體。而舍特曼在實驗室裡看到的繞射圖顯示晶體擁有五角形的對稱性，正是先前科學家認為不可能存在的晶體結構。

舍特曼十分瞭解這個發現所蘊涵的意義，當下很興奮地從實驗室衝到外面走廊上，找人想要分享這個天大的消息，但是走廊上空無一人，他只好再乖乖地回實驗室做進一步地確認。接下來不管他用什麼方式去確認，證據都確實顯示了這個突破性的發現。

 排山倒海而來的質疑

若你以為科學界會因為舍特曼的發現而歡聲雷動，那可就大錯特錯。當時所有科學家都強烈斥駁他的實驗結果，很多人第一時間斷定是實驗出錯才有可能得到這個結果。

而接下來兩年的時間，他不斷辛苦地捍衛自己的實驗結果，並持續承受其他科學家包括同事們的批評甚至輕蔑，嚴重到當時研究機構的負責人將他趕出團隊，認為整個團隊因他而蒙羞。另一位強烈的反對者是鼎鼎大名的物理學家，並且得過諾貝爾獎兩次的萊納斯.鮑林（Linus Pauling），他到死前都公開嚴厲地反對特舍曼的研究主張。

一直到兩年後，才陸續有科學家願意接受他的發現，並提出佐證。後續研究顯示，原來該晶體的結構跟另一種數學家所發現的結構相同，叫做「潘洛斯圖案（Penrose Tiling）」（圖5）。

準晶體的特性

潘洛斯圖案（圖5）是由英國劍橋大學的數學物理學家羅傑.潘洛斯（Roger Penrose）所發現。這個圖案有什麼樣的特性呢？其中很重要的就是它的對稱性。

這個世界所存在的對稱性分為三種，第一種對稱是所謂的「平移對稱（Translational symmetry）」，就是把一個圖案往某方向直線移動，如果它能和原來的圖案重疊，我們就說它有平移對稱性。除了平移對稱外，還有「旋轉對稱（Rotational symmetry）」和「鏡像對稱（Reflection Symmetry）」，前者是指你可以對著某中心旋轉圖案某固定角度，它能和原來的圖案重疊，而後者是指將圖案對著一條線對折後，圖案可以重疊。所有的對稱都可以用這三個項目來分類。

很特別地，潘洛斯圖案具有「五角形旋轉對稱（5-fold rotational symmetry）」和「鏡像對稱」，但是卻沒有「平移對稱」，也就是說它沒有一般科學家對於晶體所要求的週期性。這個圖形全由兩種菱形不斷地拼接而成，而且如果有人在一個固定面積裡數這兩種菱形的數目，它們的比例會剛好趨近於著名的「黃金比例（Golden Ratio）」。

舍特曼的實驗終於漸漸地被世界各地的科學家重複，並找到相同的結論。事實上很多人曾經觀測到它，但是卻因為不相信自己實驗的結果而放棄深入追究，所以這也告訴了我們相信自己的實驗是多麼重要。

後來科學家們不只驗證了舍特曼是對的，他們更發現了自然界中更多種合金材料有著相同的結構和對稱性，為了有別於以前傳統科學家對於晶體所下的定義，他們稱這種非週期性的晶體為「準晶體（Quasicrystal）」。科學家並發現，有擁這種結構晶體的合金材料特別堅硬。

這個革命性的發現改寫了所有的教科書。1992年國際晶體學協會把原先對於晶體的定義：「一個由原子、分子或離子，規律且重複性排列所組成的三維圖形」正式改為「任何具有干涉條紋的固體（Any solid having an essentially discrete diffraction pattern）」。舍特曼也因此在2011年獲得諾貝爾化學獎。

藝術與設計

造型和結構均是藝術和設計中不可或缺的元素，不管藝術家對什麼結構有興趣，它一定也被科學家研究過，反之亦然。因此，常常會看到晶體在藝術作品中出現。準晶體特別的對稱性讓它看起來不規律，但其中又暗藏著規律，是很多藝術家或設計師喜歡的圖案，也可以說是科學和藝術交匯的最佳範例。

台灣也看得到由準晶體所啓發的藝術作品。dr. i 今年（2014）在台北信義區的五星級飯店「寒舍艾美酒店（Le Meridien Taipei）」(台北市信義區松仁路38號) 內的一樓大廳，完成了一項動態光雕作品《潘洛斯之夢》，歡迎有興趣的讀者可以前去觀賞！

作品說明：「藝術家以英國天文物理學家羅傑.潘洛斯的潘洛斯圖案為發想，特地為台北寒舍艾美酒店量身設計的動態光影裝置。畫面由兩種平行四邊形所組成，圖案的律動與組合無限延伸，呈現科學與藝術的跨領域交匯，以及藝術家對宇宙間美麗定律的探索。」

參考文獻：

1. The Nobel Prize in Chemistry 2011
2. N. G. de Bruijn, “Algebraic theory of Penrose’s non-periodic tilings of the plane”, Mathematics, Proceedings A 84, 1, (1981)
3. A. L. Mackay, “Crystallography and the Penrose pattern”, Physica 114A, 609, (1982)