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是藥還是毒?大麻專文 5 選 2:第一屆「泛糰策題高峰會」文章票選

stage_96
・2021/10/14 ・1856字 ・閱讀時間約 3 分鐘

你知道嗎?人類吸食大麻的歷史最早可以追溯至新石器時代(西元前 1 萬年至 3 千年),古早時候大麻的用處很多,其易於生長且纖維強韌的特性,可以拿來造紙及製繩,曾經是人類生活不可缺乏的經濟作物;然而時至今日,大麻因為各種「大人的理由」被歸類為毒品,在臺灣更是與安非他命同在二級毒品之列。

隨著近年來歐美國家掀起的大麻合法化風潮,「大麻研究」也方興未艾,諸多學者投入其藥理性及施用安全的相關研究。當然,使用大麻對健康的危害也仍是研究重點。不可否認的是,大麻在醫療及娛樂上的用途已廣受人知,早已是網路上的熱搜關鍵字。但問題是,有多少人是用科學的角度認識大麻呢?

鑑此,泛科學在第一屆「泛糰策題高峰會」將主題設定為「大麻」,並挑選出以下 5 個題目,歡迎各位泛糰在留言區投下寶貴的一票,讓我們知道你想增加什麼樣的大麻知識吧!

如果各位泛糰們有其他想看的題目想法,也歡迎在下方留言唷,若未來編輯部採用您提供的想法來生產文章的話,我們會把您的名字放在文章上面~

本次投票將持續到 10/24 日截止,並於 25 日公布投票結果,最後獲選文章就會在 11/5 日發布唷!

1. 別瞎掰好嗎!「抽大麻抗癌」的都市傳說是如何煉成的?

雖然在國際上美國堪稱是大麻合法化的先驅之一,但有關大麻療效的科普知識卻並未與大麻的銷量成正比傳播,在網路上反倒是僞科學掛帥,如「抽大麻抗癌」等未經醫學證實的說法瘋傳,經過多年「煉蠱」後,嚴然成為一種都市傳說;但究竟背後有什麼原因,讓「大麻抗癌」這個乍看之下不太有道理的「偏方療法」,成為眾所關注的焦點呢?

2. 老愛講「哈們」的老司機不怕暈?抽大麻後要嗨多久才能安全駕駛?

你是否有注意到,台灣藝人被警察查獲大麻的場景都相當類似?先是隨機遭警方攔車,由於「神情可疑」而被警察要求配合臨檢, 隨後就在車上查獲大麻。雖然難以向案件當事人查證「為何將大麻藏在車上是好主意」,但值得追問的是:抽完大麻後的「嗨感」難道不會對行車安全造成影響嗎?到底抽完大麻會「嗨」多久呢?

3. 是藥還是毒?抽完會神經錯亂?認識大麻中的 THC 與 CBD

近年來在歐美國家的引領下,在台灣仍屬二級毒品的「大麻」逐漸走向合法化。美國現共有36個州開放醫療用大麻。法律的鬆綁讓大麻從非法毒品成為炙手可熱的經濟作物/藥物,宣稱有療效的大麻產品更是大發利市。但值得注意的是,卻也有研究指出,經常性的使用大麻會有導致精神病的可能?但到底為何同一種作物會同時有負面及正面效益呢?尤其是在臺灣可合法販賣的 CBD,它到底包含什麼成份?又有什麼效果呢?

4. 情況從糟糕變成難以理解?犯罪現場的醉漢跟呼麻仔,誰的記憶比較可信?

人類世界中流通最廣泛的兩種成癮物——酒跟大麻,可說是人類歷史上最長壽的致幻物,它們陪伴了無數人渡過了百無聊賴的夜晚。姑且排除法律問題,在不妨礙他人的情況下使用也就罷了。但如果請你想像自己是查辦命案的檢察官,而在某個犯罪現場,唯二可以作證的人選只有「醉漢」跟「呼麻仔」,到底誰的記憶力比較可靠?酒精跟大麻對記憶力的影響,到底有何差異?

5. 解析 Toyz 葫蘆裡的賣的「煙彈」,到底「大麻電子煙」是什麼概念?

電競實況主 Toyz 販毒案近日引發大眾關注,日前它因涉嫌販賣「大麻煙彈」遭警方收押禁見。但你是否好奇「大麻菸彈」到底是什麼?跟一般的大麻有何不同?事實上,要回答這個問題,也得順帶回答電子煙跟傳統紙菸的吸食方式差異,究竟會對使用者的健康造成何種影響。而為何在醫療大麻合法化的國家,有使用「大麻電子煙」當作「傳統大麻」替代品的傾向呢?

簡單投票三步驟

Step 1:登入/註冊泛科學會員
Step 2:選好 2個 你想看的文章,在本篇文章底下留言。(即日起至10/24午夜票選截止)
Step 3:獲選的文章將於11/5在泛科官網發布

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什麼是「造父變星」?標準燭光如何幫助人類量測天體距離?——天文學中的距離(四)

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・2021/10/22 ・3033字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 撰文|許世穎

「造父」是周穆王的專屬司機,也是現在「趙」姓的始祖。以它為名的「造父變星」則是標準燭光的一種,讓我們可以量測外星系的距離。這幫助哈柏發現了宇宙膨脹,大大開拓了人們對宇宙的視野。然而發現這件事情的天文學家勒梅特卻沒有獲得她該有的榮譽。

宇宙中的距離指引:標準燭光

經過了三篇文章的鋪陳以後,我們終於要離開銀河系,開始量測銀河系以外的星系距離。在前作<天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」>中,介紹了距離和亮度的關係。想像一支燃燒中、正在發光的蠟燭。距離愈遠,發出來的光照射到的範圍就愈大,看起來就會愈暗。

我們把「所有發射出來的光」稱為「光度」,而用「亮度」來描述實際上看到的亮暗程度,而它們之間的關係就是平方反比。一旦我們知道一支蠟燭的光度,再搭配我們看到的亮度,很自然地就可以推算出這支蠟燭所在區域的距離。

舉例來說,我們可以在台北望遠鏡觀測金門上的某支路燈亮度。如果能夠找到到那支路燈的規格書,得知這支路燈的光度,就可以用亮度、光度來得到這支路燈的距離。如果英國倫敦也安裝了這支路燈,那我們也可以用一樣的方法來得知倫敦離我們有多遠。

我們把「知道光度的天體」稱為「標準燭光(Standard Candle)」。可是下一個問題馬上就來了:我們哪知道誰是標準燭光啊?經過許多的研究、推論、歸納、計算等方法,我們還是可以去「猜」出一些標準燭光的候選。接下來,我們就來實際認識一個最著名的標準燭光吧!

「造父」與「造父變星」

「造父」是中國的星官之一。傳說中,「造父」原本是五帝之一「顓頊」的後代。根據《史記‧本紀‧秦本紀》記載:造父很會駕車,因此當了西周天子周穆王的專屬司機。後來徐偃王叛亂,造父駕車載周穆王火速回城平亂。平亂後,周穆王把「趙城」(現在的中國山西省洪洞縣一帶)封給造父,而後造父就把他的姓氏就從本來地「嬴」改成了「趙」。因此,造父可是趙姓的始祖呢!(《史記‧本紀‧秦本紀》:造父以善御幸於周繆王……徐偃王作亂,造父為繆王御,長驅歸周,一日千里以救亂。繆王以趙城封造父,造父族由此為趙氏。)

圖一:危宿敦煌星圖。造父在最上方。圖片來源/參考資料 2

回到星官「造父」上。造父是「北方七宿」中「危宿」的一員(圖一),位於西洋星座中的「仙王座(Cepheus)」。一共有五顆恆星(造父一到造父五),清代的星表《儀象考成》又加了另外五顆(造父增一到造父增五)。[3]

英籍荷蘭裔天文學家約翰‧古德利克(John Goodricke,1764-1786)幼年因為發燒而失聰,也無法說話。1784 年古德利克(John Goodricke,1764-1786)發現「造父一」的光度會變化,代表它是一顆「變星(Variable)」。2 年後,年僅 22 歲的他就當選了英國皇家學會的會員。卻在 2 週後就就不幸因病去世。[4]

造父一這顆變星的星等在 3.48 至 4.73 間週期性地變化,變化週期大約是 5.36 天(圖二)。經由後人持續的觀測,發現了更多不同的變星。其中一群變星的性質(週期、光譜類型、質量……等)與造父一接近,因此將這一類變星統稱為「造父變星(Cepheid Variable)」。[5]

圖二:造父一的亮度變化圖。橫軸可以看成時間,縱軸可以看成亮度。圖片來源:ThomasK Vbg [5]

勒維特定律:週光關係

時間接著來到 1893 年,年僅 25 歲的亨麗埃塔‧勒維特(Henrietta Leavitt,1868-1921)她在哈佛大學天文台的工作。當時的哈佛天文台台長愛德華‧皮克林(Edward Pickering,1846-1919)為了減少人事開銷,將負責計算的男性職員換成了女性(當時的薪資只有男性的一半)。[6]

這些「哈佛計算員(Harvard computers)」(圖三)的工作就是將已經拍攝好的感光板拿來分析、計算、紀錄等。這些計算員們在狹小的空間中分析龐大的天文數據,然而薪資卻比當時一般文書工作來的低。以勒維特來說,她的薪資是時薪 0.3 美元。順帶一提,這相當於現在時薪 9 美元左右,約略是台灣最低時薪的 1.5 倍。[6][7][8]

圖三:哈佛計算員。左三為勒維特。圖片來源:參考資料 9

勒維特接到的目標是「變星」,工作就是量測、記錄那些感光板上變星的亮度 。她在麥哲倫星雲中標示了上千個變星,包含了 47 顆造父變星。從這些造父變星的數據中她注意到:這些造父變星的亮度變化週期與它們的平均亮度有關!愈亮的造父變星,變化的週期就愈久。麥哲倫星雲離地球的距離並不遠,可以利用視差法量測出距離。用距離把亮度還原成光度以後,就能得到一個「光度與週期」的關係(圖四),稱為「週光關係(Period-luminosity relation)」,又稱為「勒維特定律(Leavitt’s Law)」。藉由週光關係,搭配觀測到的造父變星變化週期,就能得知它的平均光度,能把它當作一支標準燭光![6][8][10]

圖四:造父變星的週光關係。縱軸為平均光度,橫軸是週期。光度愈大,週期就愈久。圖片來源:NASA [11]

從「造父變星」與「宇宙膨脹」

發現造父變星的週光關係的數年後,埃德溫‧哈柏(Edwin Hubble,1889-1953)就在 M31 仙女座大星系中也發現了造父變星(圖五)。數個世紀以來,人們普遍認為 M31 只是銀河系中的一個天體。但在哈柏觀測造父變星之後才發現, M31 的距離遠遠遠遠超出銀河系的大小,最終確認了 M31 是一個獨立於銀河系之外的星系,也更進一步開拓了人類對宇宙尺度的想像。後來哈柏利用造父變星,得到了愈來愈多、愈來愈遠的星系距離。發現距離我們愈遠的星系,就以愈快的速度遠離我們。從中得到了「宇宙膨脹」的結論。[10]

圖五:M31 仙女座大星系裡的造父變星亮度隨時間改變。圖片來源:NASA/ESA/STSci/AURA/Hubble Heritage Team [1]

造父變星作為量測銀河系外星系距離的重要工具,然而勒維特卻沒有獲得該有的榮耀與待遇。當時的週光關係甚至是時任天文台的台長自己掛名發表的,而勒維特只作為一個「負責準備工作」的角色出現在該論文的第一句話。哈柏自己曾數度表示勒維特應受頒諾貝爾獎。1925 年,諾貝爾獎的評選委員之一打算將她列入提名,才得知勒維特已經因為癌症逝世了三年,由於諾貝爾獎原則上不會頒給逝世的學者,勒維特再也無法獲得這個該屬於她的殊榮。[12]

本系列其它文章:

天有多大?宇宙中的距離(1)—從地球到太陽
天有多大?宇宙中的距離(2)—從太陽到鄰近恆星
天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」
天有多大?宇宙中的距離(4)—造父變星

參考資料:

[1] Astronomy / Meet Henrietta Leavitt, the woman who gave us a universal ruler
[2] wiki / 危宿敦煌星圖
[3] wiki / 造父 (星官)
[4] wiki / John Goodricke
[5] wiki / Classical Cepheid variable
[6] wiki / Henrietta Swan Leavitt
[7] Inflation Calculator
[8] aavso / Henrietta Leavitt – Celebrating the Forgotten Astronomer
[9] wiki / Harvard Computers
[10] wiki / Period-luminosity relation
[11] Universe Today / What are Cepheid Variables?
[12] Mile Markers to the Galaxies

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CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。
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