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親子科學 DIY 手作推薦,在家樂趣多——「可爾必思」開心成長手作

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/07/21 ・2243字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 可爾必思 委託,泛科學企劃執行。

暑假快過一半!家長們除了帶孩子們出門,也可以在家防疫,同時進行親子手作。親子DIY手作有許多好處,在 DIY 的過程中,可以鍛鍊孩子不同方面的能力。

「可爾必思」在這個假期推出開心成長手作營,完全符合 Steam 教育。Steam 教育是整合科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Art)、數學(Mathematics),將各領域的知識相結合應用,更延伸出許多科學玩具,讓孩子在親子手作玩具的過程中,了解科學相關的知識並培養解決真實世界問題的能力。

想要讓孩子把科學學好,最好的方法就是讓他們從學中做、做中學,讓他們在做玩具的過程中愛上科學!從生活中有許多科學原理,例如冰塊遇熱會融化、為何東西從往上拋沒多久就會往下掉等有趣小事,讓小孩知道科學與我們生活息息相關。

本支影片將介紹兩個 DIY 手作科學玩具,讓大家從親手實作中學習「作用力與反作用力」以及「浮力與密度」。

牛頓作用力與反作用力原理

氣球衝衝車以牛頓作用力與反作用力的原理(又稱為牛頓第三運動定律)去設計,一物體受外力作用時,必產生一反作用力,作用力與反作用力大小相等,方向相反。

相同顏色為一組作用力與反作用力 例如馬拉石頭的力量為Ts,h,同時石頭也會產生Th,s拉住馬。圖/Wikipedia

牛頓認為:「當 A 物體施一力作用於 B 物體時,B 物體將同時施一力於 A 物體,此二力互為『作用力與反作用力』。」

應用在生活中舉例,「當你用手打桌子時,同時你的手也在被桌子打」,因為桌子的反作用力會回到手上,當你施力越大,你的手就會更痛;「人在地面上行走時,腳向地面施力,地面會給予腳反作用力,這樣人就得以前進」。這些都是作用力與反作用力喔!

在本支影片中,氣球衝衝車之所以會動,就是將氣體吹入氣球後,當氣球被放開時,氣球會釋放出大量氣體,此時強力噴出的氣體會對氣球產生反作用力,而這作用力會使氣球後退,衝衝車就會因此向前進。

  • 手作氣球衝衝車:
    使用材料:「可爾必思」開心成長盒 3 個、吸管三支、美工刀、剪刀、膠帶或雙面膠、寶特瓶蓋一個、小氣球一個。

詳細DIY說明與活動:請點連結

向上浮力和密度

大家有思考過為何船能在水上漂嗎?船的密度本來是大於水的密度,但是只要把船做成空心的(空氣的密度比水輕),船的平均密度就會小於水,再將船放到水中就可以浮在水面上了。此時,浮力等於重力。浮力原理又稱為阿基米德原理!

阿基米德是誰呢?根據普魯塔克所撰寫的《希臘羅馬名人傳》,他是以一人之姿堅守敘拉古城的名將。但他守城的方法跟其他人不太一樣,別人是排兵布陣,阿基米德則是建造了一些奇怪的機械或裝置,例如就曾出現阿基米德運用光反射,用太陽光燒毀了敵人船艦。

圖/Wikipedia

而阿基米德原理,指得是物體放到水中後,水面會變高,物體的重量會減輕,而減輕的重量,正好就是那段水面變化的水的重量,或是寫成 F浮力= ρ流體×g×V排開流體

這裡有一個有趣的事情是,阿基米德在思考浮力的時候,可以簡化成一塊水能撐起多少重量,有點類似樂高積木,抽出了其中一塊後,問你缺的那個地方能撐起多重的物體,應該能直覺地說,就是那塊積木的重量。這也是為什麼密度大於液體的物質會是沉體,小於的會是浮體的原因。

阿基米德原理背後的故事大部分人都知道,就是他洗澡的時候發現了這個原理,然後在街上裸奔,但這件事情其實是後人杜撰的,被放羅馬的工程教科書《建築十書》中,而這個故事被拿來激勵後來從事工程研究的人,告訴他們只要細心觀察,生活中都是科學知識。

在理解完「浮力與密度」的原理故事後,再去依據影片中的教學進行漂浮船的手作,會更加有趣!也可以試試在小船上放入一些小東西看看浮力與密度的神奇唷。

  • 手作動力漂浮船
    使用材料:「可爾必思」開心成長空盒 3 個、剪刀、美工刀、雙面膠、膠帶、免洗竹筷 2 支、彩色筆、小橡皮筋 2 條(直徑約 3cm)、大橡皮筋 1 條(直徑約 5cm)

詳細DIY說明與活動:請點連結 

這次來賓媽媽和小孩都很開心能實際參與「 可爾必思」的手作,原來家中資源回收的廢物也能做成科學玩具,跟孩子一起動動腦、動動手,增進親子之間的感情。

上網搜尋 開心成長手作營 還有更多科學玩具可以 DIY 喔。

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物質世界和生活問題的解答,都藏在低溫世界裡!──專訪中研院物理所陳洋元
研之有物│中央研究院_96
・2018/11/28 ・6383字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 540 ・八年級

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

  • 採訪編輯|廖英凱、美術編輯|張語辰

為什麼要研究「低溫物理」?

低溫領域不只是比較冷的世界而已,接近絕對零度的低溫,可以讓科學家觀察到電子的特性而了解物質世界。而將液態氮用於工程與生物,更能設計出能解決湧水地質工程難題的解法、與對生態無毒無害的紅火蟻防治方法。

中研院物理所的陳洋元研究員,絕招像是《ONE PIECE》漫畫中,青雉的冷冷果實能力。從打造臺灣第一台低溫比熱系統開始、配合稀冷機,為低溫物理研究奠定了良好環境,更利用低溫的特性解決生活問題。
攝影│廖英凱

冰凍時刻:挖隧道工程

低溫的運用,可不只有在微觀世界的物理研究而已,陳洋元與團隊將他們對低溫技術的理解,運用到真實世界,解決生活中所發生的問題。

1988 年起,臺灣開始興建雪山隧道,由於隧道施工路徑,行經了多數斷層、剪裂帶與地下湧泉,導致施工過程中的全斷面隧道鑽掘機 (潛盾機) 多次遭遇大量湧水而受阻。1997 年 12 月,更有一部機組因隧道崩塌而損毀報廢,因此,在湧水環境下依然能有效率地施工,即成雪山隧道工程的關鍵。

在雪隧豎井開挖前,陳洋元團隊先在中研院區試驗。此時液態氮正由冷凍管(白色)在冷凍地盤中。 圖片來源│陳洋元提供

陳洋元得知施工過程的湧水阻礙後,想到百年前英國開挖海底隧道、以及俄國會特別利用冬天結冰期來施工的冰凍工法,便主動寫信建議當時的交通部部長,並提出構想簡報。1999 年,負責雪隧施工的榮工處,也提供了一個研究計畫,讓陳洋元與實驗室團隊利用液態氮試驗冰凍工法,在雪隧的豎井施工地點嘗試施工,並取得了成功凍土開挖的成果。

用液態氮將土壤整塊結凍後,就能順利開挖出坑道,環形為冷凍後開挖出之冰牆。
圖片來源│陳洋元提供

冰凍工法的原理相當簡單直觀,就是利用溫度僅 77 K (−195.79 °C)的液態氮,使土壤中的水分結冰。土壤結冰後變得如岩石一般堅硬,開挖的過程中就能避免土壤因含水量過多、土質鬆軟而坍塌。

但是,如何讓低溫的液態氮,可以準確冷凍到需要開挖的部位,並確保冷凍的強度,則是實踐冷凍工法的困難之處。對此,陳洋元自行設計了液態氮冷卻、排氣與監測的工程系統,並透過電腦模擬估算液態氮的冷凍時間,成功開發出能開挖豎井的冷凍工法。

 

陳洋元設計的土壤冷凍實驗配置圖。
圖片來源│陳洋元提供   圖說重製│張語辰

但很可惜的,由於雪隧施工過程的工程考量、工期壓力與學科分野後的本位主義,陳洋元團隊的冷凍工法,最終仍未被雪隧的施工單位所採用。陳洋元認為,這代表了學術研究和技術落實的差異。

學術研究雖然可以驗證新技術是否有成功的機會,但要讓技術開發完成,仍需要實務單位投入組織團隊與資源。

不過很快地,冷凍工法又得到了來自工地現場的呼喚。2006 年台北市開始大規模建設與更新地下汙水道,在地下汙水道的豎井興建工程中,遇到例如華江橋一帶地下水位較高的地方,豎井深處會有湧水而完全無法開挖。若停下來抽水排除障礙會嚴重延誤工期,而造成施工廠商的重大負擔。因此,陳洋元老師接受了施工廠商的委託,設計出能在豎井底層使用的冰凍工法,解決了地底水平開挖工程的湧水問題。

(左)在豎井內透過推進機,水平開挖出汙水下水道
(右)利用液態氮冰凍工法,將豎井周圍的土壤結凍,改善開挖過程的湧水問題
圖片來源│陳洋元提供

 回顧起運用知識投入解決工程問題的經驗,陳洋元認為臺灣的產學合作與技術轉移,仍有相當多傳統思維需要突破。像是中研院雖有開發冰凍工法的經驗,但近幾年一些政府重大工程施工時,寧可高價雇用日本冰凍工法的團隊,也不願學習並採用中研院的技術。

兩棘矛:紅火蟻防治

不只是工程上,陳洋元團隊也將液態氮運用於紅火蟻防治。2001 至 2002 年間,紅火蟻透過運輸的貨櫃入侵到臺灣,成為影響農業、生態與人類安全的外來入侵種。利用熱水、化學藥劑等防治方法效果均有限,且須留意藥劑對生態的副作用。2004 年,當時的中研院李遠哲院長在立法院備詢與記者提問時,提出可利用液態氮消滅紅火蟻的構想。會後,李遠哲院長委託陳洋元開發液態氮撲滅紅火蟻的技術。

陳洋元與中研院生物多樣性中心的馬堪津研究員合作,發現紅火蟻在低於 -17°C 的環境會完全死亡;陳洋元同時也委由中研院物理所精工室的技師,打造在紅火蟻巢灌注液態氮的金屬管路。試驗結果發現,撲滅成效可完全根除蟻巢內的紅火蟻群與蟻后,也毫無任何汙染與副作用。

利用液態氮冷凍紅火蟻蟻巢。
圖片來源│陳洋元提供 圖說重製│張語辰

除了進一步技轉、推廣液態氮防治技術,陳洋元也研究如何有效定位紅火蟻蟻巢的位置。團隊曾利用軍用級紅外線偵測儀,企圖偵測紅火蟻蟻巢的溫度來定位,原本想法是蟻巢的溫度可能高於一般土壤,但實際上因為蟻巢通風良好、溫度反而較低。由於紅外線偵測儀不易偵測出剛形成的較小蟻巢,陳洋元因而進一步開發更有效的「紅火蟻偵測犬」。

陳洋元後續將紅火蟻屍體樣本寄至屏科大與祁偉廉獸醫師合作,訓練出能有效定位紅火蟻位置的偵測犬。偵測犬搭配液態氮與其他防治工法,近年來持續套用到大學校園、桃園機場、松山機場、淡水輕軌、台北花博等地的紅火蟻防治,以免紅火蟻破壞重要的電線或飛航線路,並需搭配定期觀測追蹤。近年來,日韓等國也因有紅火蟻防治的需求,而尋求陳洋元團隊的技術協助。

自製低溫比熱系統,探究低溫世界

無論是冰凍工法、液態氮防治紅火蟻,這些應用都是基於對「低溫物理」的成熟了解。但時間回溯到更早之前,最初發展低溫物理的科學家,其實有他們好奇、想探究的現象。

例如,今日對於低溫超導體的興盛研究,肇始於 1911 年時,荷蘭科學家海克.卡末林.昂內斯 (Heike Kamerlingh Onnes) 發現水銀在溫度 4.2K 時,電阻會完全消失、成為超導體。伴隨著低溫環境與低溫技術的出現,科學家開始發現在低溫狀態中,物質的特性有了超乎預期的現象。

從材料研究的觀點來看,微觀尺度的物質世界,其實就是原子與電子的交互作用。物質藉由不同的原子組成、排列,決定了物質的特性;藉由原子的震動,呈現出熱的現象;藉由電子的流動,則呈現出了電流。

伴隨量子力學的發展,物理學家利用「聲子」的概念,來理解原子的排列與震動,在過去七十年來,已累積了大量理論與實驗的成果,而造就了今日科學對晶體的理解。然而,對於「電子」性質的理解,卻因為聲子振動時的現象,會掩蓋電子的物理現象,使得對電子的研究明顯晚於聲子的研究進展。直到低溫技術的出現與變革:低溫環境不斷地改善、不斷地下探人類能創造的最低溫。

在低溫環境中,聲子如同結凍般,大幅減少了聲子振動所帶來的影響,而使得電子的特性,終於能開始被觀察研究。

1980 年代,正值低溫物理發展的高峰。1989 年,陳洋元從加州大學回到中研院物理所,建立了奈米材料與低溫物理實驗室,開始積極發展低溫技術。環顧當時臺灣沒有一台自製的比熱儀,而比熱的量測在凝態物理研究中是相當重要的元素,可以提供聲子、電子、磁性、相變等訊息,像是比熱對於超導材料的研究便不可或缺。

因此陳洋元決定發展臺灣自己的低溫比熱系統,此系統最關鍵的就是量測晶片、電子系統、與電腦程式。

陳洋元自行開發的低溫比熱系統。
圖片來源│陳洋元提供
2010 年開發的第五代比熱量測晶片,Ni-Cr 與 RuO2 薄膜由無塵室半導體製程完成。晶片由四條金線懸於真空中,與控溫之銅座相連接。
圖片來源│陳洋元提供
比熱量測晶片,中間的銀色方塊為樣品(重量約 1~15 mg)。
圖片來源│陳洋元提供

如上方的圖片所示,量測晶片上有加熱與溫度感測薄膜,懸吊於真空中,利用加熱、放熱時產生的溫度變化,可於溫度 0.3-300K、高壓、磁場的環境下,測量微小樣品的比熱,例如二鋁化鈰 (CeAl2) 在奈米尺寸會呈現與塊材不同的比熱。過去 30 多年運用此低溫比熱系統發表之論文含 Physical Review Letters (PRL)、Physical Review B (PRB)、Applied Physics Letters (APL) 等計 70 餘篇。

比熱量測案例:二鋁化鈰 (CeAl2) 80 nm 奈米樣品的低溫比熱與塊材截然不同,凸顯了奈米科技的獨特性。
圖片來源│陳洋元提供,取自 Size Dependence of Heavy Fermion Behavior in CeAl2

設置「稀冷機」,讓低溫更低溫

進行低溫物理研究時,若單純只使用液態氦,會受限於液態氦的沸點,難以繼續降至更低的溫度。對此,中研院於 1995-1996 年間,設置了臺灣第一台稀釋致冷機 (dilution refrigerator),利用不同比例 4He 與 3He 的蒸發,最終能達到 0.035K 的超低溫度。

我們可以簡單想像,在單純熱交換的世界中,例如將冰水與溫水混合,所能得到的最低溫,一定會高於冰水的溫度。因此,若無法取得比 4He 與 3He 沸點更低的物質,則實驗環境勢必無法低於 4He 與 3He 的沸點溫度。

因此,科學家運用「蒸氣壓」能影響「沸點」的特性,來取得更低的溫度。就像在高山上,氣壓較低時,水的沸點也會降低、而更容易煮沸。若將 4He 與 3He 置於更低表面蒸氣壓的環境中,則可以使兩者的沸點分別降至 1.5K 與 0.3K。

稀冷機,則更進一步運用物質在「相轉變」時,會帶走熱量的特性來降溫。

如下圖所示,稀冷機中的混合室 (mixing chamber)內有兩種由不同比例 4He 與 3He 所組成的液態相,形成相界 (phase boundary)明顯的兩相分離。混合室中 4He 較多、 3He 較少的部分,以管路連接一以 4He 為主的混合物容器 (still) ,當對 still 抽氣時,會使混合室中的 3He,先從 3He 較多的液相,跨越第一個相界至 3He 較少的液相,再跨越第二個相界至 still。

  1. mixing chamber 中有兩個不同 3HE 和 4HE 組成的液態相。
  2. 當對 still 抽氣時,mixing chamber 中濃相區(深藍色區塊)的 3HE 會被抽走,下層中稀相區(淺藍色區塊)中的 3HE 會穿越過兩相間的界面,補充上層濃相區被抽走的 3HE,此種類似蒸發的作用會帶走熱量。
  3. 3HE 再穿越至 still 區蒸發、將熱量帶走,而能降低溫度。
稀冷機的裝置示意圖。 資料來源│陳洋元 圖說重製│廖英凱、張語辰

兩次相界的跨越,就如同兩次蒸發帶走熱量一般,可使混合室的溫度降低至 10-3K 的溫度狀態。以此技術,目前的世界紀錄,更可達到 10-12K 的程度。

陳洋元笑稱,當年由於稀冷機技術相對複雜而多數學校無法設置,中研院的稀冷機與良好的低溫環境,就像是一個創造了一個「dilution 俱樂部」,吸引了許多低溫物理的人才來此研究。

不過,雖然可利用液態氦來達到低溫,但液態氦無法人工合成、所費不貲,是低溫研究的重大花費。因此,陳洋元在中研院物理所旁,建立了「氦氣液化系統」,此系統能回收物理所實驗室本來排放到大氣中的氦氣,並重新壓縮降溫與液化,從而回收氦氣循環使用,節省資源並降低研究花費。

氦氣液化系統:從物理所回收的氦氣,會先儲存在上方的氣球,再壓縮分裝到鋼瓶中儲存備用。
攝影│廖英凱 圖說重製│張語辰
氦液化機室:回收的氦氣,經過這台機器液化後,再次用於物理所的低溫實驗。
攝影│廖英凱 圖說重製│張語辰

這幾間實驗室啊,還有隔壁的那兩間工廠……是當年我規畫蓋出來的啊

走在中研院物理所建物之間,陳洋元悠悠地這麼說。從低溫儀器的開發,到低溫物理的基礎研究;從實驗室裡的學術環境,到工地與蟲害的實際應用,陳洋元是少數投入如此廣泛與多樣領域的研究者。

回顧過往,這也許和陳洋元與團隊從 1989 年開始,長期耕耘中研院物理所的基礎建設有關,包含建立氦氣液化系統,協助建立精工室、以及位於物理所地下室的磁性實驗室和 X 光實驗室。

如同基礎研究之於整體學術發展的重要,基礎研究環境的興建與營運,可以帶來前端研究的成果;而立於基礎知識之上,我們更能發現複雜生活問題的解決方法。

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

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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你的世界我來扛!拯救世界的無名英雄:認識「植物健康年」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/07/10 ・3343字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 550 ・八年級

本文由 動植物防疫檢疫局 委託,泛科學企劃執行

在 1845 至 1862 年短短的十幾年內,愛爾蘭面臨了非常重大的危機,原有的 800 萬居民中有一百多萬人死亡、兩百多萬人移民,影響當地超過三分之一人口的生計。究竟發生了什麼事呢?經歷過 COVID-19 疫情的我們,會很自然聯想到「傳染病」,但這個答案只對了一半。當時造成災難的傳染病並不會感染動物或人類,而是一種以植物為寄主的疾病:「馬鈴薯晚疫病」(Potato Late Blight)。

晚疫病主要的寄主是馬鈴薯與番茄,當時大規模的傳染,使得原以馬鈴薯為主食的愛爾蘭人失去糧食,加上後續許多連帶效應,導致了嚴重的「大饑荒」。有句愛爾蘭俗諺流傳至今:「世界上有兩種東西開不得玩笑:一個是馬鈴薯,另一個是婚姻。」

作為生活在地球上的一份子,我們每日的生活都脫離不了植物。從熱帶雨林豐富多樣的熱帶植物,到荒涼沙漠中強韌耐旱、逢雨連夜繽紛盛開的沙漠植物,甚至是冰原之下不畏霜雪的苔蘚;每個生態系的組成,植物都在其中擔任要角。

保持「植物健康」既是地球生態系統的基礎,對維繫生命至關重要,更是人類糧食安全的保障。2018 年聯合國大會決議,宣佈 2020 年為「國際植物健康年」(International Year of Plant Health),旨於「保護植物,保障生活」提升全球對於「保護植物健康」之意識,進而遠離飢餓及貧窮、保護環境及促進經濟發展。

2020 國際植物健康年

植物的健康與我們的關係:糧食、環境、經濟

植物供給了我們每時每刻呼吸所需的氧氣、調節環境的溫度與濕度、也提供了絕大多數的食物。早餐的冰豆漿來自於黃豆,火腿蛋餅的原料包括小麥製作的麵皮,火腿與雞蛋等葷食追根溯源也來自於植物的養育;上班上課前換上的衣服,可能是棉花製成的牛仔褲以及亞麻材料的上衣。

植物在我們的生活中時時可見,但在都市化生活的今日,對很多人來說植物往往是「最熟悉的陌生人」:雖然在生活中不可或缺,卻也是「相見不相識」。這樣的生活模式,讓人們對於植物的貢獻常常視若無睹,更視為理所當然。

我們倚靠植物提供糧食、空氣以及其他生活中的各種所需,而當植物生病了,自然也會影響到我們的生活。而這樣的影響,可以非常龐大,正如前面提到過的「晚疫病」 就是個著名的例子。時至今日,植物的健康依然影響著人類的生活。依據聯合國糧農組織(Food and Agriculture Organization, FAO)的估計,全世界每年有高達 40% 的糧食作物因植物病蟲害而損失,造成數百萬人沒有足夠的食物可吃,並嚴重損害了農業、影響許多貧困地區的主要收入來源。

圖/Mabel Amber@Pixabay

植物的健康到底面臨了那些危機呢?

植物的健康與否,對人類的生活與經濟至關重要;而植物健康的維繫,則與人類的活動息息相關。近年來,氣候變遷以及人類活動讓許多生態系變得脆弱,植物健康也因此更容易受到危害。另一方面,國際間貿易與交流在過去十年內增加了三倍,許多病蟲害更有機會藉此傳播。外來疫病蟲害往往沒有能夠相互制衡的天敵,如果入侵後得以適應當地的氣候條件而立足,容易對植物及生態環境產生嚴重危害,進一步造成嚴重的糧食以及經濟損失。

植物的健康到底面臨了哪些危機呢?圖/Pexels@Pixabay

秋行軍蟲(fall armyworm, FAW)的擴散,是2019 年最受矚目的議題之一。秋行軍蟲學名 Spodoptera frugiperda,俗名草地貪夜蛾,原分布於美洲大陸,在 2016 年入侵非洲後,短短 3 年內,從非洲入侵到亞洲甚至東北亞,成為全球化的入侵種,被聯合國糧食及農業組織 (FAO) 列為全球預警的重要農業害蟲。據 FAO 統計,2019 年秋行軍蟲摧毀許多地區的農作物,危害多種經濟作物,包括玉米、高粱、水稻、棉花、十字花科、葫蘆科、茄科植物等,造成了龐大的經濟損失。

而植物的健康,除了影響農業以至於糧食的生產、經濟的損失,也會從其他意想不到的地方影響我們的生活。舉例來說,由於臺灣 2019 年初乾燥少雨,荔枝、龍眼的開花率較低,眼看收成不豐連帶影響果園管理,也因此造成某些地域主要危害荔枝及龍眼的荔枝椿象Tessaratoma papillosa大發生,此昆蟲再擴散到都市地區,甚至危害某些行道樹。此外荔枝椿象受到驚擾時會分泌毒液,人體皮膚沾染後會有紅腫過敏的情況,因此也造成了一些人生活的困擾。

「植物健康」離人們的生活並不遙遠,確保植物的健康既是確保生態環境的健康,也是確保人們擁有充足的糧食、安全的生活環境,並且維持重要的經濟命脈。那麼,在 2020 植物健康年,我們又可以怎麼樣維繫植物健康呢?

植物的健康,也是人們的健康

圖/lumix2004@Pixabay

植物健康的維繫與人類活動息息相關,在日常生活中,有許多選擇都可以做出改變。除了關懷環保議題,節能減碳救地球,對於植物健康,還有許多事我們可以一同努力。跟所有的健康議題一樣,「預防」永遠比治療來得有效。因此,為了維繫臺灣的植物健康,我們應阻止國外植物的疫病害蟲傳入、減少國內疫病害蟲的傳播,並且鼓勵更多人與團體也多關心植物健康。

在國內,農委會防檢局即推行許多政策維繫植物健康,如:

  1. 推廣健康種苗病害驗證制度:以防止系統性病害隨種苗傳播,目前推動的作物包括豇豆、馬鈴薯、草莓、甘藷、柑桔、綠竹、百香果及香蕉等 8 種作物。
  2. 作物有害生物整合性管理(IPM)示範與推廣:除了在作物生長期間定期辦理病蟲害監測,定期追蹤重大疫病蟲害如東方果實蠅、斜紋夜蛾、水稻稻熱病等的發生情形及共同防治。並且加強推動作物有害生物整合性管理(IPM)示範與推廣,目前結合農委會所屬試驗改良場所選定水稻、草莓、瓜類、番荔枝及茶等具有地區重要性的作物,擬定各種管理措施,適度導入各種非化學農藥資材,防治病蟲害的同時減少農藥使用、兼顧農業生產的安全。
  3. 外來入侵生物的防控:以荔枝椿象為例,在研究單位協助下,已針對荔枝椿象不同的階段訂出防治策略,依據作物生長期及椿象的生長階段,分別採取物理、化學或生物等防治方法,可望以最有效率的策略控制疫情、保護植物健康。
  4. 持續落實邊境檢疫把關,防杜疫病害蟲藉由進口貨物、入境旅客、國際郵件包裹傳入。

本次泛科學特別訪問到動植物防疫檢疫局鄒慧娟副局長,除了分享防檢局採行的政策,她也表示,一般民眾對於植物健康,當然可以盡一份心力。除了認識並關心植物健康,還可以多了解並遵守國內用以保護農業生產及生態環境,促進農產品安全的相關法規,例如植物防疫檢疫法農藥管理法等規定。並且在攜帶、網購或郵寄境外產品時,積極遵守植物檢疫相關規定及程序。另外,也可以多追蹤留意農委會動植物防疫檢疫局粉絲專頁之宣導事項,積極配合,若是發現疑似外來植物有害生物時,便能配合通報等。我們也可以透過消費來鼓勵企業多使用對環境友善之產品,促使他們在貿易及運輸植物或植物產品時,遵守植物檢疫的相關規定。

「植物是我們的好朋友,不管是食物、糧食、經濟,它都是人們不能或缺的夥伴。它的健康,跟我們的健康息息相關。」鄒慧娟副局長表示。

在享受每一天的同時,也別忘了感謝這個世界上的植物,多多關心它們的健康福祉。畢竟最終,身為動物的我們,需要靠植物才能獲取能量、拯救世界啊!

參考資料

本文感謝動植物防疫檢疫局鄒慧娟副局長接受採訪並提供資料。

本文由 動植物防疫檢疫局 委託,泛科學企劃執行

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2019中研院開放日:報名聽講座拿贈品,該知道的闖關攻略都在這裡
研之有物│中央研究院_96
・2019/10/10 ・7044字 ・閱讀時間約 14 分鐘 ・SR值 505 ・六年級

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

  • 採訪編輯|劉芝吟、美術編輯|林洵安

中研院 Open House

2019 / 10 / 26 (六),超過 300 場科學、人文活動任你挑!每年 10 月的中研院開放參觀日,是國內最盛大的科普盛會, 院內 31 個院所、研究中心,精心設計活潑精彩的展覽與講座,熱烈歡迎 5-95 歲的科青、文青、知青們,一起進攻中研知識大迷宮。

行前準備 1 :需要事先報名嗎?

院區參觀不用報名,當天可自由走訪開放的院所與展覽館。講座、導覽活動,則建議先查詢活動網站,確認是否需要預約報名。當日活動大致分成幾類:

1.事先報名:部分活動需上網預約報名,若人數額滿,也會顯示在官網上。

2.當天領取號碼牌:部分活動會分梯次,例如實驗室導覽、闖關遊戲,最好提前到場領取號碼牌。

3.現場開放:大部分的演講和活動,都是當天自由入場,不需事前報名。

行前準備 2 :活動好多!誰能幫忙排行程?

「九點有實驗室導覽,十點半要聽黑洞演講,一點還要玩闖關…..」別擔心!活動網站上可依個人需求篩選,再按時間排序列表。如果想整理當天行程,建議先註冊會員、通過驗證,登入後便能儲存感興趣的活動,列印成紙本,當天帶著「自由行」小筆記輕鬆遊。

資料來源│院區開放活動網站
● Step 1 :註冊會員後登入網站,到「活動資訊」中透過條件篩選活動。

資料來源│院區開放活動網站
● Step 2 :點進個別活動頁面,按下右方愛心符號。

資料來源│院區開放活動網站
● Step 3 :挑選完後,到「會員管理」-「行程收藏夾」,按時間或地點排序,可隨時登入查閱,或列印隨身攜帶。

行前準備 3 :聽說……有紀念品可以拿?

先到接待處(中研院正門行政大樓對面歷史文物陳列館前路口處皆有設置)索取活動導覽地圖,只要集滿 16 個戳章(需包含紅、藍、黃各 5 個,黑 1 個),就能領取限量紀念品「手繪玻璃杯」。

各色戳章哪兒找?數理科學組活動為紅色,生命科學組活動是藍色,人文社會科學組活動是黃色,黑色則為黑洞主題特展。

  • 兌換時間:14:00 起,贈完為止
  • 兌換地點:基因體研究中心旁
  • 兌換數量:每人限兌換 1 份,紀念品共 2500 份,贈完為止。

2019 黑洞主題展:跟著瘋狂天文學家,來場宇宙大冒險

拍到了,拍到了!還記得今年 4 月 10 日全球矚目的直播嗎?台北與五座城市同步全球直播,宣告世紀超級創舉:人類成功拍下了史上第一張黑洞照!

中研院天文及天文物理研究所,是這項跨國「事件視界望遠鏡計畫(Event Horizon Telescope, EHT)」重要成員,今年的院區開放特別推出「黑洞主題特展」,將帶你體驗精彩黑洞之旅,以及瘋狂科學家的腦內黑洞!

最受期待的「主題演講」,由廖俊智院長主持、賀曾樸院士與陳明堂研究員分享黑洞觀測歷程。兩場科普講座,研究員也將為大家科普黑洞理論二三事,包括幾何學如何為相對論助一臂之力;拿下 2017 諾貝爾獎的重力波,和黑洞觀測有什麼關係?

本次主題展特別與台北市立天文館合作,設置一系列互動裝置。前往導覽區,欣賞黑洞故事影片,搞懂「事件視界望遠鏡」。戴上 VR 眼鏡,你可以身歷其境黑洞的神祕魔幻。摘下道具,眼前還有黑洞動態浮空投影。意猶未竟?那不如到星際攝影棚,拍張外太空主題照帶回家!

【主題演講:前所未見-黑洞現形記】

中研院主導的「格陵蘭望遠鏡」,在 2018 年成功與另外兩組大型望遠鏡形成接近地球大小的大三角形,拍下人類第一張黑洞照。這一系列世界創舉的研究,如何構想、推進?賀曾樸院士、陳明堂研究員現身說法,帶領大家再次體驗黑洞現形記。

  • 時間:10:30-12:00
  • 地點:人文社會科學館 3 樓國際會議廳
  • 適合對象:12 歲以上

【科普講座:利用重力波探測宇宙黑洞】

  • 時間:14:30-15:20
  • 地點:人文社會科學館 3 樓第 1 會議室
  • 適合對象:高中以上

【科普講座:幾何學──重力研究的好幫手】

  • 時間:13:30-14:20
  • 地點:人文社會科學館 3 樓第 1 會議室
  • 適合對象:高中以上

參考文章│把望遠鏡搬到格陵蘭?!觀測黑洞的瘋狂天文學家

【互動體驗】

黑洞動態浮空投影、VR 體驗、黑洞拼拼樂、 ALMA 創意照相亭、星際攝影棚、 利用重力波偵測黑洞,一系列寓教於樂的互動裝置,讓你超時空穿越外太空,深度體驗黑洞的迷幻魔力。

  • 時間:9:00-16:00
  • 地點:人文社會科學館 2 樓
  • 適合對象:不限,無需報名(9:30、10:30、11:30、14:30、15:30 皆有黑洞故事導覽解說)

參考文章│在夏威夷山頂窺見古老的星系──王為豪專訪 、電腦裡的小宇宙,重現絢麗的恆星爆炸!專訪陳科榮

戴上 VR 眼鏡,神祕的黑洞世界盡現眼前。

科普演講精選:請問研究員……

「草藥能治病嗎?」「蟑螂為何打架?」「超級英雄給我們上了什麼政治思想課?」從外太空到內子宮,人文、生命、數理各領域知識大解謎!由各領域研究專家現身說法,以深入淺出的方式分享科普知識,只要帶著好奇的心、求知的腦袋、發亮的雙眼,保證場場讓你大開眼界,絕不空手而歸。

【超級英雄的奇幻政治思想世界】

歡迎來到漫威中研分部,重新認識超級英雄!講座將帶領大家進入奇幻宇宙世界,重新思考何謂正義?為了實踐正義,能允許超級英雄武力無上限嗎?拯救全宇宙,不得不犧牲少數人是對的嗎?三個場次、三個主題,一起面對超級英雄的選擇難題。

  • 時間:首場 11:10-11:40(後續場次為 14:10、15:10)
  • 地點:人文社會科學研究中心 1 樓第 1 會議室
  • 適合對象:不限,無需報名

圖片來源│ 中研院院區開放活動網站


【新生:博物館文物回到部落的兩個月】

台灣官方博物館第一次將原民文物,帶回部落「共作展示」。從博物館到象鼻部落,車程不過短短兩小時,但文物的返鄉之路卻足足走了二十年。「老人家」為何流浪到南港,又如何漫漫重返故鄉,聽聽策展的研究員動人分享。

  • 時間:11:30-12:30
  • 地點:民族學研究所新館 3 樓 2319 會議室
  • 適合對象:12 歲以上,請事先報名

參考文章│「故鄉啊,你還記得我們嗎?」中研院泰雅文物回原鄉
圖片來源│中研院民族所


【蟑螂為何打架】

蟑螂大戰開打!根據科學家研究,動物面對不同社會關係,例如求偶競爭、交配等,會產生相應的生理反應,但這一切的刺激來源是什麼?小強難道會「看」彼此不順眼,一言不合、大打出手?小強演化大戲,這裡上演。

  • 時間:10:00-11:00
  • 地點:細胞與個體生物學研究所 1 樓演講廳
  • 適合對象:不限,無需報名

圖片來源│iStock


【編輯基因世代全面啟動?】

2018 年,中國科學家宣稱,人類第一對基因編輯寶寶誕生!「想編就編」的基因改革時代來了嗎?基因編輯究竟在編什麼?它是拯救基因突變疾病的靈丹妙藥,還是將帶來難以預料的災禍?

  • 時間:10:00-10:30
  • 地點:基因體研究中心
  • 適合對象:不限,無需報名

圖片來源│iStock
參考文章│人體基因編輯是在編什麼?五分鐘搞懂基因神剪 CRISPR、隨心所欲編輯人體基因的時代來了?專訪凌嘉鴻


【生理時鐘可以為你做什麼?】

對抗 Monday Blue,得先調整生理時鐘,但生理時鐘藏在哪?它和大癌症有關係?除了大腦,身體各器官也有自己的生理時鐘?熬夜趕報告,怎樣才能降低對生理時鐘的干擾?生理時鐘大哉問,夜半追劇打 game 前,先來聽聽研究員怎麼說。

  • 時間:10:45-11:15
  • 地點:基因體研究中心 1 樓演講廳
  • 適合對象:不限,無需報名

圖片來源│iStock
圖說重製│張語辰
參考文章│熬夜加班、打 game 追劇再補眠就好?小心未來癌症來陪睡


【誕生於物理界的動畫電影「重甲機神 Baryon」】

動畫咖、物理咖,兩個心願一次滿足! 11 月即將上映的動畫《重甲機神 Baryon》,竟然是一部誕生於物理年會,由兩位物理學家擔綱編劇的科幻電影!講座特別邀請創作故事的兩位科學家,分享他們如何把硬梆梆的科學知識,化為螢幕上精彩的動畫故事。

  • 時間:13:00-14:30
  • 地點:物理研究所 1 樓演講廳
  • 適合對象:年齡不拘,限 250 人

圖片來源│ 院區開放活動網站

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【當數據科學遇上社會學—從複雜系統角度看動態社會網絡】

社會科學也能運用大數據?當然!不論是人文或科學研究,善用數據科學,都能為研究裝上超級引擎。那……一般人呢?講座將分析大學生如何選擇輔系、雙主修、轉系科系,還有臉書上的朋友怎麼一層層牽引而來。大數據還能怎麼廣泛運用?就讓講者告訴你。

  • 時間:10:00-11:30
  • 地點:人文社會科學館 802 會議室
  • 適合對象:12 歲以上

參考文章│從手機網路訊號資料,探勘人口動態奧妙
圖片來源│ iStock


導覽活動精選:處處有寶不思議

除了知識大補丸的精彩演講,院內各路研究團隊、博物館,也精心設計了豐富的展覽與互動體驗,把看似深不可測的 2D 知識,化為香甜好入口的 3D 活動。科學家實驗室都藏著哪些高科技儀器?人類學家上山下海挖什麼寶?別錯過各院所精彩活動、展覽,保證場場超值。

【螞蟻的微觀世界】

千軍萬「螞」在這裡!中研院有一座神祕的螞蟻房,裡頭養了數以萬計的螞蟻軍團,科學家為了誘捕蟻雄兵,還想出奇招,模擬大雨淹水。到底研究員要研究什麼?這麼多螞蟻,他們怎麼「好好照料」?小螞蟻大世界,歡迎瞧瞧去。

  • 時間:9:00-16:00
  • 地點:跨領域科技研究大樓
  • 適合對象:不限

參考文章│「我在中研院養螞蟻」王忠信與他的紅火蟻大軍
攝影│林洵安


【冷戰遺產:黑貓中隊高空偵照下的故事】

1949 年,在美國 CIA 協助下,空軍第 35 號中隊成立,又名「黑貓中隊」。28 位飛行員組成這支神祕的飛行部隊,展開無數祕密偵查任務。事故不被承認、無法及時救援,隨時可能無聲無息為國捐軀…..老兵不死,那些掠行高空的故事將重現你我眼前。

  • 時間:9:00-16:00(10:30、14:30 各有一場導覽活動)
  • 地點:人文社會科學研究中心 1 樓第 2 會議室
  • 適合對象:不限

圖片來源│院區開放活動網站

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【理財小幫手對話機器人】

沒朋友,以後可以和機器人聊天嗎?先來試試和理財小幫手對話吧。只要以運用文字或語音,就能輕鬆和機器人展開互動。「嗨,請問AI理專,我的投資風險屬性有多高咧?」「你建議我從哪一步開始呢?」

  • 時間:10:00-16:00
  • 地點:資訊科學研究所 1 樓大廳
  • 適合對象:不限

【音樂人工智慧的最新發展】

如果電腦是你的孩子,除了讓它幫忙「選花生」,你會希望它能深度學什麼?這裡有個好點子:音樂!音樂人工智慧是新發展的熱門議題,包含自動採譜、音樂生成、機器鑑賞,有了人工智慧小幫手,你會發現當音樂遇上科技,原來這麼有趣。

  • 時間:10:00-16:00
  • 地點:資訊科學研究所 1 樓大廳
  • 適合對象:不限

參考文章│天才莫札特的傳說很狂?現在只要一鍵就做得到!
攝影│張語辰

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【量子電子元件實驗室】

實驗室導覽,絕對是院區開放不能錯過的重頭戲,特別推薦給科學重度患者、想一睹實驗室真面目的學生,以及充滿好奇心的你。由研究團隊親自解說,帶大家輕鬆了解什麼是量子電子元件?實驗如何操作?除了量子電子元件實驗室,還有許多超強科學家在各家實驗室等你喔,快上活動官網查一查。

  • 時間:9:40、10:40、13:30、14:30 各有一場導覽
  • 地點:物理研究所
  • 適合對象:12 歲以上,每場次限 15 人,現場排隊

參考文章│量子電子元件 hen 夯,但如何掌握像情人心難測的量子位元?
攝影│張語辰


【當氣球遇到液態氮】

什麼是空氣的溫度?溫度和壓力的關係是什麼?液態氮又是什麼?當氣球遇上液態氮,會…..砰嗎?動手體驗,不知不覺你就能 get 到「氣體動力論」!

  • 時間:10:00-16:00(12:00-13:00 休息)
  • 地點:人文社會科學館 4 樓交誼廳
  • 適合對象:12 歲以上

圖片來源│院區開放活動網站

親子推薦:解救爸媽!滿足小孩的 100 個為什麼

「家裡有小朋友,可以參加院區開放嗎?」當然!開放活動日有許多輕鬆有趣的互動,推薦給親子組參加,孩子輕鬆學科普,爸媽快樂遛小孩。可挑選年齡不限或適合國小、國中的活動,全家一起到院區郊遊,體驗科普好好玩。

【利益衝突闖關遊戲】

  • 時間:10:00-11:00、14:00-15:00
  • 地點:蔡元培紀念館 1 樓大廳
  • 適合對象:不限,無需報名

【科學摺紙:摺出自我組裝的 24 面體蛋白球】

  • 時間:14:00-15:00、15:00-16:00
  • 地點:生物化學研究所 1 樓 102 室
  • 適合對象:6 歲以上,無需報名,活動完成將贈送限量版紀念鉛筆

圖片來源│iStock

【漢代畫象石拓印】

  • 時間:9:00-16:00
  • 地點:歷史文物陳列館 2 樓遊戲區
  • 適合對象:不限,無需報名

圖片來源│院區開放活動網站

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【地底時光隧道─考古發掘體驗】

  • 時間:13:00-13:40、14:00-14:40、15:00-15:40
  • 地點:臺灣考古館中庭
  • 適合對象:12 歲以上,國小學童建議家長陪同。8:30 開始發放入場券,每人限領 1 場次,每場次限領 1 張

圖片來源│院區開放活動網站

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【天文遊戲教室】

  • 時間:9:00-15:00
  • 地點:人文社會科學館 4 樓北側走廊
  • 適合對象:6 歲以上

圖片來源│院區開放活動網站

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【生態導覽展示與闖關遊戲】

  • 時間:9:00-16:00
  • 地點:生態池
  • 適合對象:不限,無需報名,闖關遊戲設置 7 道關卡,通關者致贈精美小禮物。

圖片來源│生態志工隊

中研院怎麼去?

  • 地址:臺北市南港區研究院路二段 128 號
  • 交通:中研院周邊停車不易,建議多多使用大眾運輸工具。可先搭乘捷運板南線到「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. 「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. 「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。

各展館怎麼找?

想快狠準找到目標位置,可在活動官網「活動資訊」中點選「導覽地圖下載」,以及「互動地圖」,幫你迅速搜尋目的地。

中研院宛如超大型迷宮,最好提早抵達,才不會在院區內暈頭轉向眼茫茫,錯過講座活動時間。另外,分享一個小撇步:中研院有三個大門,分別對應生科大道、數理大道、人文大道,同一領域的展館通常坐落在該大道上。掌握這個原則,就能縮短大海撈針的搜尋時間。

中研院有三個大門,分別對應生命大道、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。
圖片來源│院區開放活動網站

中研院怎麼吃?

院區開放日,除了中研院周邊的家常餐飲店、大門處有兩家便利超商,當天院內還有以下餐飲選擇:

1. 行動餐車:

統計所前空地

歷史文物陳列館旁

生態時代館廣場前

物理所大門前

基因體研究中心大門前

2. 便當攤位:

行政大樓前草坪

綜合體育館前

3. 院內餐廳:

蔡元培館 Trine & Zen Café

一兆堂餐廳

學術活動中心 1 樓 「微風美饌」(美食街)

除了以上選項,也推薦大家自備午餐,當天帶著愛心美食來野餐,不必排隊就能吃飽喝足,充電再戰。

「互動地圖」中選取餐飲資訊,便能看見有刀叉標示的地點。
圖片來源│院區開放活動網站

一年一次的活動,歡迎你一起來和我們感受知識研究的暢快驚奇。聽聽講座、動手實作,感受科學家的執著熱情,交流人文社會學者的深刻關懷。

相信這一天,你會發現:中研院,原來這麼豐富有趣!

延伸閱讀

  • 2019 院區開放網站
  • 研之有物 Facebook 專頁
  • 中央研究院 Facebook 專頁

本文轉載自中央研究院研之有物,原文為【2019 攻略】一年只有一次!中研院開放參觀這樣玩,泛科學為宣傳推廣執行單位

文章難易度
研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook