1

9
4

文字

分享

1
9
4

為什麽大家都愛吃巧克力的邊邊角角?晶體科學告訴你,怎麼讓巧克力口感變得更好!

Rock Sun
・2021/06/18 ・3040字 ・閱讀時間約 6 分鐘

你喜歡吃巧克力嗎?是黑巧克力、白巧克力還是牛奶巧克力呢?其實各派都有不同的擁護者,但是我換個問題……你喜歡吃巧克力的哪一個部分或是什麼型態的巧克力呢?

我想絕大部分的人的答案都是扎實、脆脆的口感吧?而要嘗到這種口感的巧克力,最快的方法就是瞄準巧克力磚的邊邊角角下手。

但你知道為什麼邊邊角角的巧克力特別脆嘛?科學家或許有答案了!

很多人似乎非常喜歡吃巧克力的邊邊角角,因為比較脆 ~ 圖/Pexels

關於巧克力,你需要知道的是……

首先,讓我們先來認識一下巧克力裡面有什麼成分。巧克力是由可可粉、可可脂、糖和其他成分彼此混合,其中一些有趣的化學成分,在這裡跟大家介紹一下:

  1. 可可鹼:生物鹼的一種,和咖啡因結構類似,算是同一個系列的化學物質,但是就毒性(其實就是讓你 high 的性質)而言比咖啡因還要弱,巧克力是含有可可鹼最多的食物,而一塊巧克力因為兩個成分都有,所以吃的人才會如此很開心。
  2. 抗氧化劑:可可豆含有綠茶酚和沒食子酸等抗氧化劑,但是在把可可豆製作成巧克力的過程中,很多的這類物質會被移除,剩下少量殘留。許多巧克力愛好者表示巧克力內的抗氧化劑可延緩細胞老化,但是我們很難證實如此的微量成分是否有效。
  3. 苯乙胺:有人說為什麼巧克力在情人節如此受歡迎,那是因為它含有很多的苯乙胺……一種讓腦內釋出多巴胺的神經傳導物質,也是興奮劑、春藥、抗憂鬱藥的主要成分,但是很遺憾巧克力內的苯乙胺在進入腦袋前就被我們的身體吸收掉了。

不過,以上都不是有關巧克力口感研究的聚焦對象。讓巧克力口感好吃最大的關鍵物質,其實是三酸甘油酯,也就是可可脂(脂肪)的結晶結構。

可可脂- 维基百科,自由的百科全书
整塊、獨立出來的可可脂。圖/wikimedia

讓巧克力變得迷人的可可脂

巧克力會因為可可脂的溶化和凝結過程有所不同,而產生不同的口感,因為在不同的溶點下,脂肪可能呈現出各種不同的結構,但巧克力的可可脂卻跟一般脂肪不太一樣。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

可可脂是少數僅有數種不同三酸甘油酯構成的脂肪,其中成分高達 60% 是飽和脂肪酸,而 30 ~ 40 % 是單不飽和脂肪酸。我們知道,由於飽和脂肪酸的碳鏈沒有雙鍵,因此可以緊密而有秩序地排列在一起,形成穩定的結構和較高的熔點。所以飽和脂肪酸比例較高的動物性脂肪如牛油、豬油,就會在室溫下呈現固態。相反的,不飽和脂肪酸的碳與碳的連接中有一個或多個雙鍵,易發生彎折而無法整齊地排列,因此結構不如飽和脂肪酸穩定,熔點也比較低。在室溫下為液態的植物油,就是不飽和脂肪酸的例子。

可可脂中飽和脂肪酸及單不飽和脂肪酸的比例,使其熔點相對比較固定,導致巧克力在嘴裡熔化時沒有顆粒的感覺。即使如此,可可脂仍有幾種形態的結晶,熔點分布從 17 ~ 37 °C,而製作巧克力的理想目標,則是熔點在 33.8 °C 的第 5 型 β 結晶

CHOCOLATE TEMPERING - Gastronomski Istraživački centar Gastro_IC
非常詳細的不同巧克力結晶的熔點和口感,其中第 5 型就是最佳狀況。圖/compoundchem

入口即化的口感,源自晶體的排列

多數人在吃巧克力的時候不太在意分子怎麼排列的,但是就是有喜歡吃的分子科學家會把巧克力拆解,拿到儀器底下想要一探究竟。在最近在美國化學學會出版的科學期刊《Crystal Growth & Design》中,一群喜歡巧克力的研究人員發現,當你在模具中定型巧克力的時候,靠近模具那一面的巧克力晶體相較於與空氣接觸的那面排列更加整齊,通常也更受人喜歡。

巧克力晶體的排列大大影響了口感,所以製作巧克力時有一個絕對不能忽略的重要步驟——調溫。

當甜品工廠製作巧克磚的時候,他們會將在理想溫度融化(也就是上述 33.8°C,相當接近人類體溫 36°C)的巧克力液體倒入模具內冷卻,這時候有一個很重要的步驟叫做「調溫」(temper),簡單來說,調溫是一種重複將巧克力融化、凝結的過程,藉以穩定巧克力的技巧,由於可可脂會產生結晶的特性,經過適當調溫的巧克力塊才會形成完整、整齊的晶體結構,表面光滑、口感硬脆、入口即化且受人喜歡。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

經過巧克力工匠去蕪存菁的調溫,一塊原始的巧克力中亂七八糟結構會被熔掉,但是又想要留下這些巧克力結晶中的模範生,也就是 β 結晶,當剩下的巧克力凝固時,會以第 5 型 β 結晶為模板,結果就是整塊巧克力都是好吃的理想晶體結構,又硬又亮,有時候甚至還會加入已經完工的巧克力塊,讓整塊巧克力更快完美的成形、油脂更井然有序地排列。

巧克力調溫過程。圖/giphy.com

用紅外線光譜儀來測量可可脂的晶體結構吧!

以上都是製作巧克力時已經知道的部分,但現在要來點不一樣的了!一群研究人員想知道在冷卻的過程中,接觸空氣那面的巧克力和接觸模具的巧克力相比,口感會不會有差?又是哪一個部分比較好吃呢?

為了瞭解這件事,研究人員分析了三個不同位置的巧克力脂肪分子構成,靠著傅立葉紅外光譜儀和衰減式全反射取樣,他們發現接觸模具那側的巧克力分子排列得相當整齊,脂肪酸鍊很有規律地分配在這個區域相反地,靠近空氣的那側排列混亂,脂肪酸鍊有一個沒一個的;而正中央的巧克力剛好介於兩者之間

巧克力的不同部位因有無接觸模具、晶體排列不同,因而也產生不一樣的口感。圖/Pexels

市售巧克力的口感並不均匀

這樣的結果很可能是模具和空氣的導熱差異有關,導致與靠近模具的巧克力冷卻得更快,有更多的時間去排列晶體,模具也某種程度上控制晶體的排列方向更加統一、整齊,而這是讓巧克力好吃的關鍵。也因為如此,其實一整塊巧克力比大家想像的更不平均,各個部位有不同的口感是很正常的事,研究人員也希望藉由這個研究,巧克力製造商或許可以想出不同的工法,更準確、更快地做出符合大家口感的巧克力……如果有辦法一整塊巧克力都香脆滑順、入口即化那有多好?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

所以如果你覺得靠近邊邊角角的巧克力是最好吃的部分,那就代表你的舌頭和嘴巴跟化學晶體排列有共鳴,也知道了下次和身邊的人搶巧克力吃要瞄準那個部分了,而且或許可以是個用在追化學人的招式吧。

下一次吃巧克力時,多了這些化學小知識可以分享了,可能是追化學系的可用招數吧?圖/chemistryworld.com

參考文獻

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
所有討論 1
Rock Sun
64 篇文章 ・ 952 位粉絲
前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者

0

2
0

文字

分享

0
2
0
地震之島的生存法則!921地震教育園區揭開台灣的防災祕密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/20 ・4553字 ・閱讀時間約 9 分鐘

為什麼台灣會像坐在搖搖椅上,總是時不時地晃動?這個問題或許有些令人不安,但卻是我們生活在這片土地上的現實。根據氣象署統計,台灣每年有 40,000 次以上的地震,其中有感地震超過 1,000 次。2024年4月3日,花蓮的大地震發生後,台灣就經歷了超過 1,000 次餘震,這些數據被視覺化後形成的圖像,宛如台北101大樓般高聳穿雲,再次引發了全球對台灣地震頻繁性的關注。

地震發生後,許多外國媒體擔心半導體產業會受影響,但更讓他們稱奇的是,台灣竟然能在這麼大的地震之下,將傷害降到這麼低,並迅速恢復。不禁讓人想問,自從 25 年前的 921大地震以來,台灣經歷了哪些改變?哪些地方可能再發生大地震?如果只是遲早,我們該如何做好更萬全的準備?

要找到這些問題的答案,最合適的地點就在一座從地震遺跡中冒出的主題博物館:國立自然科學博物館的 921地震教育園區。

圖:跑道捕捉了地震的瞬間 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

下一個大地震在哪、何時?先聽斷層說了什麼

1999年9月21日凌晨1點47分,台灣發生了一場規模7.3的大地震,震央在南投縣集集鎮,全台 5 萬棟房子遭震垮,罹難人數超過 2,400 人。其中,台中霧峰光復國中校區因車籠埔斷層通過,地面隆起2.6公尺,多棟校舍損毀。政府決定在此設立921地震教育園區,保留這段震撼人心的歷史,並作為防災教育的重要基地。園區內兩處地震遺跡依特性設置為「車籠埔斷層保存館」和「地震工程教育館」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

車籠埔斷層保存館建於原操場位置,為了保存地表破裂及巨大抬升,所以整體設計不採用樑柱結構,而是由82根長12公尺、寬2.4公尺、重約10噸的預鑄預力混凝板組成,外觀為曲線造型,技術難度極高,屬國內外首見,並榮獲多項建築獎。而地震工程教育館保留了原光復國中受損校舍,讓民眾親眼見證地震的驚人破壞力,進一步強調建築結構與安全的重要性。毀損教室旁設有由園區與「國家地震工程研究中心」共同策劃的展示館,透過互動展示,讓參觀者親手操作,學習地震工程相關知識。

國立自然科學博物館地質學組研究員蔣正興博士表示,面積上,台灣是一個狹長的小島,卻擁有高達近4000公尺的山脈,彰顯了板塊激烈擠壓、地質活動極為活躍的背景。回顧過去一百年的地震歷史,從1906年的梅山地震、1935年的新竹-台中地震,到1999年的921大地震,都發生在台灣西部,與西部的活動斷層有密切關聯,震源位於淺層,加上人口密度較高,因此對台灣西部造成了嚴重的災情。

而台灣東部是板塊劇烈擠壓的區域,地震震源分佈更廣。與西部相比,雖然東部地震更頻繁,但由於人口密度相對較低,災情相對較少。此外,台灣東北部和外海也是地震多發區,尤其是菲律賓海板塊往北隱沒至歐亞板塊的隱沒地震帶,至沖繩海槽向北延伸,甚至可能影響到台北下方,發生直下型地震,這種地震因震源位於城市正下方,危害特別大,加上台北市房屋非常老舊,若發生直下型地震,災情將非常嚴重。

除了台北市,蔣正興博士指出在台灣西部,我們特別需要關注的就是彰化斷層的影響,該斷層曾於1848年發生巨大錯動。此外,我們也需要留意西南部的地震風險,如 1906 年的梅山地震。此兩條活動斷層距今皆已超過 100 年沒活動了。至於東部,因為存在眾多活動斷層,當然也需要持續注意。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我們之所以擔心某些斷層,是因為這些區域可能已經累積了相當多的能量,一旦達到臨界點,就會釋放,進而引發地震。地質學家通常會沿著斷層挖掘,尋找過去地震的證據,如受構造擾動沉積物的變化,然後透過定年技術來確定地震發生的時間點,估算出斷層的地震週期,然而,這些數字的計算過程非常複雜,需要綜合大量數據。

挑戰在於,有些斷層的活動時間非常久遠,要找到活動證據並不容易。例如,1906年的梅山地震,即使不算久遠,但挖掘出相關斷層的具體位置仍然困難,更不用說那些數百年才活動一次的斷層,如台北的山腳斷層,因為上頭覆蓋了大量沉積物,要找到並研究這些斷層更加困難。

儘管我們很難預測哪個斷層會再次活動,我們仍然可以預先對這些構造做風險評估,從過往地震事件中找到應變之道。而 921 地震教育園區,就是那個可以發現應變之道的地方。

圖:北棟教室毀損區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

921 後的 25 年

在園區服務已 11 年的黃英哲擔任志工輔導員,常代表園區到各地進行地震防災宣導。他細數 921 之後,台灣進行的六大改革。制定災害防救法,取代了總統緊急命令。修訂了建築法規,推動斷層帶禁限建與傳統校舍建築改建。組建災難搜救隊伍,在面對未來災害時能更加自主應對。為保存文化資產,增設了歷史建築類別,確保具有保存價值的建築物得到妥善照料。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

最後,則是推行防災教育。黃英哲表示,除了在學校定期進行防災演練,提升防災意識外,更建立了921地震教育園區,不僅作為教育場所,也是跨部門合作的平台,例如與交通部氣象署、災害防救辦公室、教育部等單位合作,進行全面的防災教育。園區內保留了斷層線的舊址,讓遊客能夠直觀地了解地震的破壞力,最具可看性;然而除此之外,園區也是 921 地震相關文物和資料的重要儲存地,為未來的地震研究提供了寶貴的資源。

堪稱園區元老,在園區服務將近 19 年,主要負責日語解說工作的陳婉茹認為,園區最大的特色是保存了斷層造成的地景變化,如抬升的操場和毀壞的教室場景,讓造訪的每個人直觀地感受地震的威力,尤其是對於年輕的小朋友,即使他們沒有親身經歷過,也能透過這些真實的展示認識到地震帶來的危險與影響。

陳婉茹回憶,之前有爸媽帶著小學低年級的小朋友來參觀,原本小朋友並不認真聽講,到處跑來跑去,但當他看到隆起的操場,立刻大聲說這他在課本看過,後來便聚精會神地聽完 40 分鐘的解說。

圖:陳婉茹在第一線負責解說工作 / 圖片來源:921地震教育園區

除了每看必震撼的地景,園區也透過持續更新策展,邀請大家深入地震跟防災的各個面向。策展人黃惠瑛負責展示設計、活動規劃、教具設計等工作。她提到,去年推出的搜救犬特展和今年的「921震災啓示展」與她的個人經歷息息相關。921 大地震時的她還是一名台中女中的住宿生,當時她儘管驚恐,依舊背著腿軟的學姊下樓,讓她在策劃這些展覽時充滿了反思。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在地震體驗平臺的設計中,黃惠瑛強調不僅要讓觀眾了解災害的破壞力,更希望觀眾能從中學到防災知識。她與設計師合作,一樓展示區採用了時光機的概念,運用輕鬆、童趣的風格,希望遊客保持積極心態。二樓的地震體驗平臺結合六軸震動臺和影片,讓遊客真實感受921地震的情境。她強調,這次展覽的目標是全民,設計上避免了血腥和悲傷的元素,旨在讓觀眾帶著正向的感受離開,並重視防災意識。

圖:地震體驗劇場 / 圖片來源:921地震教育園區

籌備今年展覽的最大挑戰是緊迫的時間。從五月開始,九月完成,為了迅速而有效地與設計師溝通,黃惠瑛使用了AI工具如ChatGPT與生成圖像工具,來加快與設計師溝通的過程。

圖:黃惠瑛與設計師於文件中討論設計/ 圖片來源:921地震教育園區

蔣正興博士說,當初學界建議在此設立地震教育園區,其中一位重要推手是法國地質學家安朔葉。他曾在台灣指導十位台灣博士生,這些博士後來成為地質研究的中堅力量。1999年921大地震後,安朔葉教授立刻趕到台灣,認為光復國中是全球研究斷層和地震的最佳觀察點,建議必須保存。為紀念園區今年成立20週年,在斷層館的展示更新中,便特別強調安朔葉的貢獻與當時的操場圖。

此外,作為 20 週年的相關活動,今年九月也將與日本野島斷層保存館簽署合作備忘錄(MOU),強化合作並展示台日合作歷史。另一重頭戲則是向日本兵庫縣人與自然博物館主任研究員加藤茂弘致贈感謝狀,感謝他不遺餘力,長期協助園區斷層保存館的剖面展品保存工作。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
右圖:法國巴黎居禮大學安朔葉教授。左圖:兵庫縣立人與自然博物館主任研究員加藤茂弘
/ 圖片來源:921地震教育園區

前事不忘,後事之師

盡力保存斷層跟受創校舍,只因不想再重蹈覆徹。蔣正興博士表示,921地震發生在車籠埔斷層,其錯動形式成為全球地質研究的典範,尤其是在研究斷層帶災害方面。統計數據顯示,距離車籠埔斷層約100公尺內,住在上盤的罹難率約為1%,而下盤則約為0.6%。這說明住在斷層附近,特別是上盤,是非常危險的。由於台灣主要是逆斷層活動,這一數據清楚告訴我們,在上盤區域建設居住區應特別小心。

2018年花蓮米崙斷層地震就是一個例證。

在921地震後,政府在斷層帶兩側劃設了「地質敏感區」。因為斷層活動週期較長,全球大部分地區難以測試劃設敏感區的有效性,但台灣不同,斷層活動十分頻繁。例如 1951 年,米崙斷層造成縱谷地震,規模達 7.3,僅隔 67 年後,在 2018 年再次發生花蓮地震,這在全球是罕見的,也因此 2016 年劃設的地質敏感區,在 2018 年的地震中便發現,的確更容易發生地表破裂與建築受損,驗證了地質敏感區劃設的有效性。

圖:黃英哲表示曾來園區參訪的兒童寄來的問候信,是他認真工作的動力 / 圖片來源:921地震教育園區

在過去的20年裡,921地震教育園區不僅見證了台灣在防災教育上的進步,也承載著無數來訪者的情感與記憶。每一處地震遺跡,每一項展示,都在默默提醒我們,那段傷痛歷史並未走遠。然而,我們對抗自然的力量,並非源自恐懼,而是源自對生命的尊重與守護。當你走進這座園區,感受那因地震而隆起的操場,或是走過曾經遭受重創的教室,你會發現,這不僅僅是歷史的展示,更是我們每一個人的責任與使命。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

來吧,今年九月,走進921地震教育園區,一起在這裡找尋對未來的啓示,為台灣的下一代共同築起一個更堅固、更安全的家園。

圖:今年九月,走進921地震教育園區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

延伸閱讀:
高風險? 家踩「斷層帶、地質敏感區」買房留意
「我摸到台灣的心臟!」法國地質學家安朔葉讓「池上斷層」揚名國際
百年驚奇-霧峰九二一地震教育園區|天下雜誌

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
208 篇文章 ・ 312 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

0
0

文字

分享

0
0
0
從分子科學中發掘創新美食組合:巧克力配黃瓜其實很不錯?——《料理滋味創意地圖》
積木文化
・2024/08/15 ・2489字 ・閱讀時間約 5 分鐘

水蜜桃配杏桃、草莓配覆盆子、香草配巧克力或巧克力配椰子,這些經典搭配你覺得如何?那榛果配巧克力、開心果配覆盆子、檸檬配羅勒呢?面對上述搭配,手作職人和食品加工製造商只會發表「大家還沒有準備好吃別的東西」、「如果我們做點不一樣的東西,銷售量就會不好」之類的意見。真的是這樣嗎?這個美麗的世界裡明明存在著幾百種不同的氣味,為何美食界就只滿足於那幾十種呢?當我們瞭解每一種蔬果、每一塊巧克力、每一樣香料都含有幾百種味道和氣味分子後,就會明白,我們錯過的可是不計其數的搭配可能!

每種食材都蘊含有幾百種味道和氣味分子。 圖/envato

氣味分子的秘密:從香草到薄荷的驚人連結

食物配對(foodpairing)是以化學為依據的食材搭配研究,其核心想法是把「擁有越多共同分子」的食物搭配在一起。此理論奠定在紮實的生理面根基上:人們感知到的味道,是透過味覺接收器的化學活化作用進而做出的解讀,若兩種食物的分子組成類似,就會對接收器產生相似的作用。

實際作法如下。首先,我們利用分子分離技術(例如:層析法、光譜測定法等)針對「人對滋味的感知」進行系統分析,進而獲得食物的「分子身分證」。這部分的困難之處,在於要檢測出微量存在的分子,不過數據資料庫也隨著分析設備的進步而擴增當中。

在比較來自印度洋和大溪地的香莢蘭(planifolia)或中美洲的大花香莢蘭(pompona)時,所有香草莢都呈現出很強的「香草醛」(vanilline)訊號。然而,把香草概括成香草醛——更糟的是,把香草醛概括成一種產業用的廉價合成分子「乙基香草醛」(éthylvanillne)——實在過於簡化。事實上,香草家族彼此間所有味道與氣味(甜、水果、花卉、酚類、煙草、甘草、茴香等香氣)的微妙之處,都是由低強度分子訊號所產生的;這些訊號有時很難被偵測或鑑定出來,但卻蘊藏著濃郁芳香,以及「波本香草」、「大溪地香草」等的專屬標記。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

許多研究結果使我們能確定大部分食物中的活性分子,像是維生素、礦物鹽和微量元素、味道分子、氣味分子、糖、蛋白質、脂肪物質等。全球研究者也分析了烹煮帶來的影響。我們根據這些研究成果,集各式香氣分子特色繪製圖譜,並以此為基礎開創出新搭配。

我們也從香水、化粧品和葡萄酒領域中擷取靈感。在香水產業,順 -3- 己烯醇(cis-3-hexen-1-ol,又稱葉醇)已被認為是葉綠素新鮮度的標記,而 1,5- 環二烯(1,5-octadiene)則是下層植被和蘑菇的標記;我們將它們歸類進幾項風味類別裡(果香、綠質、脂肪等),定出了「參考分子」。

其他還有像是羅勒、藍莓、黑醋栗或百香果中都存在桉油醇(1,8-cinéol)與辛醇(1-octanol),而黑醋栗、草莓、芭樂、百香果和哈密瓜則都含有丁酸乙酯。草莓-羅勒-黑醋栗、草莓-百香果、黑醋栗-黑莓-羅勒或哈密瓜-百香果-芭樂的組合,就是出於這種「自然而然」的前提。有些食物也扮演著「媒合者」的角色,以薄荷為例:如果說巧克力跟薄荷、黃瓜與薄荷都搭得起來,那麼何不試試巧克力配黃瓜?我們已經試過囉,結果非常搭!(請見第82頁)

我們能在料理中做什麼呢?

說得清楚些:食物配對並不是要去預測新的「食譜」,而是新的「搭配可能」。雖然無法保證這些新組合真的都適合品嘗,但絕對值得一試,而廚師也得發揮他所有的技藝,把可能的組合變成美味佳餚。前面也提到,我們感受到的味覺解讀主要來自食物分子與接受器的結合,卻並非僅止於此。嘴唇、舌頭、上顎等在整體感知中也扮演重要角色,最後則是在味覺上是否產生情緒感受。因此,廚師在食物質地上所下的功夫,得和對滋味的用心一樣多,多方嘗試如鬆脆、柔軟、鮮嫩、凝膠狀、融化的、冷的、溫的、熱的等不同條件。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這本書裡提供所謂的「三元素組合」,但你可以自由將其中兩兩一組做搭配,或藉由其他調性接近的食材讓組合更多元。例如,當提到蒔蘿(又稱小茴香)時,你可以用茴香、茴芹(又稱大茴香)、孜然或所有其他具綠質/茴香味的產品代替。在三元素組合裡,我們常提供兩種主要食材,以及第三種可以被當成調味品或「加分潤飾」的選項;後者會讓餐點滋味演變出新方向。如果食物在配對上可以透過相似性發揮,做到酸味+酸味、綠蔬+綠蔬、油脂香氣+油脂香氣等組合,那麼在烹飪時,藉由把具揮發性及更為濃郁的香氣搭在一起,重新取得平衡便很重要。

測驗食物的搭配,並非只是要開發新食譜,而是尋找食物之間新的可能性。 圖/envato

味覺上的私密性:蔬果結構與被隔絕的香氣

準備食物、切割食物、選擇某個部位來食用及烹煮⋯⋯這些不僅只是料理美學的問題,有時確實是出於味道才做出的選擇,而且還希望能加強某一種芳香氣味,將它從另一種氣味中隔絕出來。藍莓、無花果或小蕪菁從上到下/從中間到外圍都有一種「獨特」味道,黃瓜或韭蔥就沒有這種特性。韭蔥的綠色部位(綠質草本香)和白色部位(綠質豆科植蔬氣息)非常不同,黃瓜的皮(綠質草本香)和果肉(柑橘香)也不一樣,而果肉本身更不同於黃瓜的「籽」(碘味)。

我們選擇藉由揭開這些食物的各種芳香面向來剖析這些食物,讓你可以在滋味上搭配出最佳組合,並且創造前所未有的協調感。

遠離韭蔥佐油醋汁,讓我們試一試白色部位的韭蔥佐開心果油,或是以綠色部位的韭蔥配百香果吧!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

——本文摘自 拉斐爾.歐蒙(Raphaël Haumont)、提耶里.馬克思(Thierry
Marx),《料理滋味創意地圖:法國材料物理化學專家聯手米其林主廚,15種香調、80種常見蔬果食材的氣味因子,探索 1,500 種創新風味搭配!》,2024 年 8 月,積木文化,未經同意請勿轉載。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

積木文化
16 篇文章 ・ 10 位粉絲

0

1
0

文字

分享

0
1
0
多重宇宙真的存在?艾弗雷特三世(Hugh Everett III)的多世界詮釋
PanSci_96
・2024/07/28 ・2651字 ・閱讀時間約 5 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在前一篇我們聊到,為了反駁量子力學的機率詮釋和疊加態的說法,薛丁格提出著名的思想實驗:「薛丁格的貓」。既然貓在現實中不可能既生又死,所以量子理論一定有不夠完備的地方。

延伸閱讀:物理學四大神獸「薛丁格的貓」,其實是在嘲諷量子力學?物理學家對波函數機率詮釋的爭辯

然而,真的是這樣嗎?有沒有既符合量子理論又能解釋這個實驗的說法呢?

測量問題:量子系統的確定性

在量子力學中,量子系統的狀態在被測量前是不可確定的,所有可能狀態以機率的形式共存,這時系統處於所有狀態的疊加態。只有當我們進行測量時,系統才會變成某個特定狀態。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

例如,原子裡的電子並沒有一個確定的位置,它可能出現在任意地方,像波一樣散佈於空間中。當你測量它,它有一定機率出現在某處。愛因斯坦曾問:「是不是只有當你在看它的時候,月亮才在那兒呢?」對他而言,月亮不管有沒有人在看,都懸掛在天上,他認為量子系統應該也是如此,總是有個確定的狀態,只是我們還沒搞清楚而已。

而薛丁格在與愛因斯坦討論後提出「薛丁格的貓」思想實驗。薛丁格利用貓不可能處於既生又死的疊加態來質疑量子理論,雖然引起了話題,但並未成功反駁量子理論。

量子力學的理解不斷累積,我們知道了許多愛因斯坦和薛丁格當時不知道的事情,因此在某種程度上,回應他們的質疑已經不再是問題。

多世界詮釋:分岔的宇宙

1957 年,美國普林斯頓大學的博士生艾弗雷特三世(Hugh Everett III)提出了一個大膽的想法。他認為,宇宙的一切可以由單一個宇宙波函數(universal wave function)來描述,遵循量子力學的波動方程式。當我們進行測量時,例如檢查「薛丁格的貓」實驗結果,不同的子系統(如貓、毒藥瓶和測量者)會在交互作用下彼此連動,呈現出兩組狀態:貓死亡、毒藥瓶打破、測量者看到貓死亡,或貓活著、毒藥瓶沒破、測量者看到貓活著。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
艾弗雷特三世(Hugh Everett III)提出的多世界詮釋,之後成為許多科幻題材的靈感來源。圖/wikimedia

延伸閱讀:首創平行世界理論,艾弗雷特三世誕辰|科學史上的今天:11/11

測量會讓宇宙波函數分岔出兩個不同的分支,或說兩個平行世界。在其中一個宇宙,貓會活著;另一個宇宙,貓則會死亡。兩個宇宙都真實存在,沒有貓既死又活的事情。

在艾弗雷特的詮釋中,宇宙波函數隨著時間演化,就像一株大樹,每當有測量發生,就會分出不同的枝幹。每個枝幹代表一個獨立的平行世界或平行歷史,這就是著名的多世界詮釋(many-worlds interpretation)。歷史上每次的測量或選擇都會分裂出不同的世界,產生超級龐大的平行世界數量,彼此之間無法溝通或交換資訊。

雖然我們在這個世界買樂透沒中獎,但在另一個平行世界裡,我們可能是中頭獎的大富翁。多世界詮釋的優點是,它與量子理論沒有矛盾,能解決薛丁格的貓等悖論。

然而,儘管有人曾提出過驗證多世界詮釋的方式,現今的科技無法做到。艾弗雷特的博士論文沒有受到學界的多大關注,他之後改從事與物理研究無關的工作。直到1970年代,多世界詮釋才開始受到注意,並在艾弗雷特於1982年去世後,變得越來越受歡迎,甚至被科幻作品挪用。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

量子去相干:量子特性的喪失

量子去相干(quantum decoherence)是另一種解決方法。在雙狹縫干涉實驗中,同一波源的波從兩個狹縫出來並產生干涉條紋,代表它們存在相干性(相互干涉的性質)。若對其中一道狹縫的光波進行干擾,相干性會消失,干涉條紋不會出現,這就是去相干。

在量子力學裡,微觀粒子具有波的特性,也會發生相互干涉。波函數隨外在環境存在許多不同可能狀態,彼此相干。在電子的雙狹縫實驗中,電子以波的形式通過兩個狹縫,接著彼此干涉,形成干涉條紋。當我們測量電子的路徑,就會讓系統不同可能狀態的相干性消失,這就是量子去相干。

只要一個量子系統沒有完全孤立,與外界有交互作用,就算是干擾。想像將熱水和冷水倒在一起,熱水分子和冷水分子會互相作用,交換熱能和動量,最終達到平衡——一杯溫水。原本的每個熱水分子和冷水分子可以視為孤立系統,但當它們互相作用,改變狀態,就必須將整杯水視為整體。

量子系統的測量就像這個例子,測量者和量子系統之間的交互作用會導致量子系統與外界交換資訊,無法再用原本的波函數描述,最終逐漸喪失量子特性。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

現實中的量子去相干

在電子的雙狹縫干涉實驗中,若要知道電子通過雙狹縫時的確切位置和路徑,就必須偵測它,與之產生交互作用,導致量子去相干,干涉條紋消失。量子去相干的概念下,測量是一種交互作用,會引起量子去相干現象。隨著交互作用程度不同,量子系統會逐漸失去量子特性。

在現實世界中,所有量子系統都不可能完全孤立,與外界互動後,時間久了必然去相干。現實生活中的所有物體,雖然由量子系統組成,但當原子構築成更大的結構,會因彼此的交互作用喪失量子特性。因此,愛因斯坦問的「是不是只有當你在看它的時候,月亮才在那兒呢?」我們可以回答:「並不是這樣。」因為月亮已經不是量子系統。

薛丁格的貓不可能存在?

在「薛丁格的貓」實驗中,當作為量子系統的不穩定原子核被偵測到衰變後,交互作用就完成了,量子系統的狀態就確定了,貓也就死定了。此外,貓自身因量子去相干的關係,不會是量子系統,不可能同時處於生和死的狀態。

目前量子相關科技,如量子電腦、量子通訊等,在研發上遇到的困難,部分來自於量子去相干現象。量子電腦使用的量子位元必須保持在隔絕於外界、不受干擾的環境中,才能維持在量子態。一旦有風吹草動,量子位元可能出錯。隨著量子位元數目變多,要同時維持全部的量子態也變得更加困難,這些就是當前技術需要克服的挑戰了。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識!
-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

PanSci_96
1243 篇文章 ・ 2379 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。