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抽絲剝繭的果樹學,19世紀的進步與藝術──《馴果記》

臉譜出版_96
・2022/06/25 ・1811字 ・閱讀時間約 3 分鐘

16 世紀,植物學先驅開始將植物分類成科和種,為記錄和研究植被的龐大工作奠定基礎。幸運的是,他們與當時的藝術家密切合作,為植物和果實創作無數描繪。這些圖像代表植物學插圖極盛時期,益形增加的精確度和美麗的形式,讓人感受到植物分類學在不同國家激發的熱情。

果樹學(種植水果的科學)在 19 世紀早期發展成為一門學科,並帶來了對不同類型水果的全新思考方式。這種新的系統研究還產生有趣的追溯效應:儘管「pomologist」(果樹學家)這個詞剛被創造出來,它似乎突然在歷史上有了許多適用的對象。

果樹學前輩的隊伍從泰奧弗拉斯托斯一直延伸到哈里斯(Richard Harris,在 16 世紀創立了英格蘭第一個商業苗圃),再到奈特(Tomas Andrew Knight, 1759–1838,倫敦園藝學會主席)等人。

托馬斯·安德魯·奈特,所羅門·科爾繪。圖/Wikipedia

奈特支持當時流行的一種理論,即所有果樹品種都有預先確定的壽命,當其終點到來時,就會腐爛和死亡。

雖然這種想法完全錯誤,但確實激發人們依當時最先進的科學方法栽培出大量新品種櫻桃(雞心﹝Black Eagle﹞、艾爾頓﹝Elton﹞和滑鐵盧﹝Waterloo﹞等品種)、蘋果、梨、李和其他水果,藉此確保這些水果在未來的供應。

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奈特最知名的著作是1811 年出版的《赫里福德郡的水果女神波莫娜》(Pomona Herefordensis)。

野生酸蘋果是我們喜愛的栽培蘋果的祖先,20世紀早期。圖/《馴果記

從那時起,果樹學作為植物學分支的地位就牢固地確立下來。

18 世紀末和 19 世紀初,大多數試圖為各種水果類型建立規範的人都不是專職的科學家,而是牧師、醫生、藥劑師和教師。他們收集標本、繪圖,並比較他們的發現。

平版印刷術出現後——而且很快就有了彩色平版印刷——更可以用相對較少的費用複製出水果圖像。

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《大英水果百科;或這個國家目前栽培的最受珍視水果集》(Pomona Britannica; or, A Collection of the Most Esteemed Fruits at Present Cultivated in This Country)這部作品就利用了這種新技術,該書由製圖師暨雕刻師布魯克紹(George Brookshaw, 1751–1823)於 1812 年初版。

布魯克紹的書收錄許多整頁插圖,這些令人印象深刻的插圖展現當時英國果園的豐收成果——十五種水果的兩百五十六個品種。這些圖像非常逼眞,即使在今日也會讓人口水直流。

隨後的幾十年間,更多作者創作了關於水果的重要作品,包括倫敦《園藝期刊》(Journal of Horticulture)編輯霍格(Robert Hogg, 1818–1897)。霍格的作品《水果手冊》(The Fruit Manual, 1860)曾多次再版。

同一時期,大英果樹學會(British Pomological Society)成立,其宗旨在於:

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在英國領地推廣水果文化,特別要注意水果新品種的生產,審查並報告其優點,並努力對大不列顛、歐洲大陸和美洲的水果進行分類。

收穫季節的花園,德國,19世紀晚期。圖/《馴果記

為什麼水果品種的世界一開始就像是一張糾結的網?

雖然水果種植者自中世紀以來就知道嫁接技術,但並不總是遵守規則,反而是在需要新樹時,自己去取隨機發芽的蘋果、梨、櫻桃或李的樹苗。如果他們喜歡這些植物,就會把它們用作下一次嫁接的接穗。

假使想像這個過程在許多不同地方一次又一次發生,就能想像出各地不同水果類型怎麼出現的。大多數地方的品種不會被記錄在果樹學概要中。

法國和德國是果樹學先驅,北美地區對水果類型的深入研究直到 19 世紀中期才開始。很長一段時間,品種的產生多少出於偶然。有目的性的水果育種,亦即刻意用父本植株的花粉讓母本植株的柱頭授粉,一直到 20 世紀才實踐。

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——本書摘自《馴果記》,2022 年 6 月,臉譜,未經同意請勿轉載

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臉譜出版_96
84 篇文章 ・ 254 位粉絲
臉譜出版有著多種樣貌—商業。文學。人文。科普。藝術。生活。希望每個人都能找到他要的書,每本書都能找到讀它的人,讀書可以僅是一種樂趣,甚或一個最尋常的生活習慣。

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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草莓是果實還是種子?又或者……以上皆非?——「112年會考自然科考題」
椀濘_96
・2023/09/22 ・858字 ・閱讀時間約 1 分鐘

112 會考甫結束,自然考科中有題非常令人印象深刻……。

自然科第 35 題。圖/國立臺灣師範大學心理與教育測驗研究發展中心

原來我們吃的草莓不是以為的「果實」,那個紅紅的果肉是其實是草莓的花托,而上面黑色的點點也不是「種子」,而是果實本人!至於真正的種子呢?當然是在那些黑黑的果實裡啦~

這似乎顛覆我們的印象,以為日常生活中所吃的水果果肉就是植物的果實,究竟這當中又藏著什麼奧秘呢?若想進一步完整理解草莓,就得從果實的構造及分類說起。

果實為被子植物的生殖器官之一,當雌蕊中的胚珠完成受精作用後,子房便逐漸發育為果實,胚珠則發育成種子。有些植物的花托、苞片、花萼等構造會與子房外壁癒合,並隨之生長而膨大,成為果實的一部分;例如這次的主角——草莓。

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接著我們談談果實的分類。可依據發育、構造、型態的不同,分為:橘子的「柑果」、水蜜桃為「核果」、杏仁屬於「堅果」等等,至於草莓則被歸類在「瘦果」及「聚合果」。

花的解剖構造。圖/維基百科

現在我們要先將草莓紅紅的果肉剔除,只剩下單獨一粒粒黑黑小小的果實。「瘦果」(achene)顧名思義,型態硬而細小,其內僅有一粒種子,除了草莓外,常見的如愛玉子、向日葵的瓜子。

屬於「聚合果」(又稱「聚心皮果」,為複合果實的一種)的植物則是一朵花中有多個(兩個以上)離生的雌蕊,花的萼片(花萼)、花托一同參與了果實的發育,最終膨大癒合形成肉質果肉;另外,其果實被分類在聚合果的植物,常見的有釋迦、覆盆莓。

其實除了草莓還有許多我們意想不到,所吃的水果果肉並非單單只有果實本人,例如鳳梨、桑葚、香蕉、無花果……等等;它們也都和草莓一樣,由於果實發育的方式,所造就了如此特別、豐富型態,等著我們一一去認識!

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椀濘_96
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喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)

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【成語科學】移花接木:「三十六計」之一竟然來自農務經驗?
張之傑_96
・2023/08/02 ・1028字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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這個成語得自園藝上的經驗,在民間流傳已久,成為「三十六計」之一,比喻暗中使用手段,以甲替換乙。明代小說家淩濛初,在其短篇小說集《二刻拍案驚奇》中,首次使用這個成語,作為其中一篇的篇目「同窗友認假作真,女秀才移花接木」。

這篇小說的大意是說,有位聞小姐女扮男裝到學校讀書,和同學魏撰之、杜子中感情最好,但心中屬意杜子中。有位景小姐卻看中女扮男裝的聞小姐。後來魏、杜二人得知聞小姐的真實身份,都想娶她。聞小姐施出移花接木之計,將景小姐介紹給魏撰之,自己和杜子中結為夫婦。

談到這裡,小朋友可能還是懵懵懂懂,那就造兩個句吧。

這篇得獎的作品已被人檢舉,是將某小說家的作品改頭換面、移花接木而成。

這張老虎照片雖是移花接木之作,但電腦合成手段高明,連專家都沒看出來。

按照往例,接下去該談談這個成語的科學意義。移花接木,指得就是嫁接。果樹因發生突變,有時結得果實特別好吃、或特別大。農民發現這樣的果樹,就會留下它的種子,希望子代結的果實和親代一樣好吃、或一樣大。如果播種後不如預期,農民還有一招,就是插枝,如果可以插活,所結的果實絕對可以「掛保證」,我們常吃的葡萄,就是用插枝繁殖的。

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插枝(扦插)技術。圖/wikimedia

然而,有些果樹插枝根本就插不活;靠播種嘛,子代結的果實不能保持親代的優良特性。薔薇科的蘋果、梨、桃、李子、櫻桃就屬於這一類。嫁接技術還沒發明前,這類果樹如有一棵結的果實特別好吃、或特別大,那麼就只有這一棵,無法衍生出很多棵。

中國人幾千年前就發明了嫁接技術。農民一旦發現某一棵果樹結的果實特別好吃、或特別大,就割下一小段枝條,接在另一棵的樹枝(砧木)上。當嫁接的枝條和砧木結為一體,「嫁」到砧木上的枝條就可以繼續生長,結出和親本一樣好吃、或一樣大的果實。

嫁接技術。圖/wikimedia

嫁接廣泛用在果樹、花卉等園藝上。美國著名人類學家戴蒙在他的名著《槍砲、病菌與鋼鐵》裡說:「這些果樹(蘋果等)得靠複雜的農業科技——嫁接,中國在農業起源不久,就發展出這項科技。」戴蒙認為,嫁接是不斷實驗的結果,絕對不是偶然的運氣。

張之傑_96
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張之傑,字百器,出入文理,著述多樣,其中以科普和科學史較為人知。