【2022 年搞笑諾貝爾工程學獎】旋鈕大小與手指數之間的完美關係：轉動音量鈕需要用到幾根手指？

一年一度、讓你廢到笑出來的搞笑諾貝爾獎，今年在美東時間 9 月 14 日下午 6 點準時直播。

今年的主題為「水」，這次 10 項獲獎都或多或少與「水」有關（但大部分是口水），現在就快讓我們一起來看看今年的得獎快訊，並一起期待後續的個別研究報導吧～

化學和地質獎：為什麼地質學家與古生物學家會舔化石

這是一封說明「過去」地質學家與古生物學家，為什麼會有舔化石習慣的「快訊」（發表在期刊上，但被歸類為快訊），這封快訊說了幾個故事，其中最讓我印象深刻的，是「義大利地質之父」的喬瓦尼·阿爾杜伊諾（Giovanni Arduino，1714-1795）用自己的舌頭「品嚐」這些化石，分類出可能是史上第一個「地質時期」

故事的亮點是引用了喬瓦尼·阿爾杜伊諾的研究紀錄，看起來就像是個美食家在品嚐化石。

• 原文研究： “Eating Fossils,” Jan Zalasiewicz, The Paleontological Association Newsletter, no. 96, November 2017.  palass.org/publications/newsletter/eating-fossils 

文學獎：重複寫字，直到感覺不對勁

A 編小學時，曾被老師罰抄生字 100 遍，寫到一半突然懷疑這個字是不是這樣寫，趕緊回頭看前面寫的字，還把課本翻出來看才確定自己沒有寫錯。

上述的情境，稱為「猶昧感」（Jamais Vu），「猶昧感」是「既視感」（Deja Vu）的反義詞，描述人們對熟悉的事物，突然感到陌生，也是這篇論文主要探討的主題。

這研究的笑點在於他的實驗，他們讓受試者一直重複寫同一個字，跟小學被老師罰抄生字一樣。

實驗中，約有三分之二的受試者體驗到「猶昧感」，這些受試者大約在重複 30 次或一分鐘後開始感到異狀。另外，研究也發現平常越容易發生「既視感」的人，也更容易發生「猶昧感」，未來「猶昧感」的相關研究，可能會加深我們對「既視感」的理解。

• 原文研究： “The The The The Induction of Jamais Vu in the Laboratory: Word Alienation and Semantic Satiation,” Chris J. A. Moulin, Nicole Bell, Merita Turunen, Arina Baharin, and Akira R. O’Connor, Memory, vol. 29, no. 7, 2021, pp. 933-942.  doi.org/10.1080/09658211.2020.1727519

機械工程獎：死靈機器蜘蛛

會招喚骷髏或操縱屍體的死靈法師稱為 Necromancer，而科學家再次中二病發作，把用液壓操控的蜘蛛屍體，稱作 Necrorobotics 死靈機器。

我跟同事討論這種死靈機器，算不算是一種仿生科技？他覺得是，我覺得不是，你們覺得呢？

• 原文研究：“Necrobotics: Biotic Materials as Ready-to-Use Actuators,” Te Faye Yap, Zhen Liu, Anoop Rajappan, Trevor J. Shimokusu, and Daniel J. Preston, Advanced Science, vol. 9, no. 29, 2022, article 2201174.  doi.org/10.1002/advs.202201174

公共醫學獎：斯坦福馬桶

恩，就是接上各種感應器的物聯網馬桶，能即時檢測使用者的糞便與尿液。這東西最酷的是能「肛門辨識」，只要坐到馬桶上，斯坦福馬桶就能透過肛門的型態，辨識出使用者！

因為這個獎項，我才知道原來每個人的肛門都長得不一樣……謝謝你，搞笑諾貝爾獎。

• 原文研究：
  •  “A Mountable Toilet System for Personalized Health Monitoring via the Analysis of Excreta,” Seung-min Park, Daeyoun D. Won, Brian J. Lee, Diego Escobedo, Andre Esteva, Amin Aalipour, T. Jessie Ge, et al., Nature Biomedical Engineering, vol. 4, no. 6, 2020, pp. 624-635.  doi.org/10.1038/s41551-020-0534-9
  • “Digital Biomarkers in Human Excreta,” Seung-min Park, T. Jessie Ge, Daeyoun D. Won, Jong Kyun Lee, and Joseph C. Liao, Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology, vol. 18, no. 8, 2021, pp. 521-522.  doi.org/10.1038/s41575-021-00462-0
  • “Smart Toilets for Monitoring COVID-19 Surges: Passive Diagnostics and Public Health,” T. Jessie Ge, Carmel T. Chan, Brian J. Lee, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, NPJ Digital Medicine, vol. 5, no. 1, 2022, article 39.  doi.org/10.1038/s41746-022-00582-0
  • “Passive Monitoring by Smart Toilets for Precision Health,” T. Jessie Ge, Vasiliki Nataly Rahimzadeh, Kevin Mintz, Walter G. Park, Nicole Martinez-Martin, Joseph C. Liao, and Seung-min Park, Science Translational Medicine, vol. 15, no. 681, 2023, article eabk3489.  doi.org/10.1126/scitranslmed.abk3489

傳播獎：嗎話說著倒能你？

趣有超也獎學播傳，心擔別，的常正是來過反來起看子句得覺在現你！

你有試過快速把彩虹的顏色順序倒著背，或是把你說話中的每個名詞都倒過來講嗎？大家都知道這超難，但這份研究中的兩位受試著確有著超強「顛倒單字或語句」的能力。

研究對象以西班牙語為母語，他們能在對話中輕鬆地將 banana 念成 ananab，或是將「 basket is fun」念成「nuf si teksab」。研究著重在這兩位有著特殊能力的人，推理、記憶能力是否優於常人，以及大腦灰質、白質比例與一般人（對照組）是否有差別。

大腦如何組織語言一直都是個有趣的研究題目，像是為什麼中文的序順不會響影到閱讀，這也是 A 編跟大家都一樣好奇的。而了解大腦語言是如何形成的，也能推進對於失語症、癡呆症的症狀研究。

• 原文研究：“Neurocognitive Signatures of Phonemic Sequencing in Expert Backward Speakers,” María José Torres-Prioris, Diana López-Barroso, Estela Càmara, Sol Fittipaldi, Lucas Sedeño, Agustín Ibáñez, Marcelo L. Berthier, and Adolfo M. García, Scientific Reports, vol. 10, no. 10621, 2020.  doi.org/10.1038/s41598-020-67551-z

醫學獎：屍體兩個鼻孔的鼻毛數量是否一致？

俗稱鬼剃頭的「圓禿」（Alopecia areata）不只會頭髮脫落，同時睫毛、眉毛與鼻毛也會脫落，其中，鼻毛脫落會增加得到過敏、呼吸道感染的機率。

由於鼻毛的相關研究非常少，為此，研究者調查 20 具「遺體」的鼻毛數量與長度，並收集相關病史、死往原因…等數據，來評估正常人的鼻毛數量與長度。研究結果顯示，平均每個鼻孔的鼻毛數量約為 120~122 根，左右鼻孔並沒有顯著差異，鼻毛平均長度大約是 1 公分。

• 原文研究：“The Quantification and Measurement of Nasal Hairs in a Cadaveric Population,” Christine Pham, Bobak Hedayati, Kiana Hashemi, Ella Csuka, Margit Juhasz, and Natasha Atanaskova Mesinkovska, Journal of The American Academy of Dermatology, vol. 83, no. 6, 2020, pp. AB202-AB202.  doi.org/10.1016/j.jaad.2020.06.902

營養獎：電流有一股「電味」

日本明治大學教授宮下芳明 （Homei Miyashita）與他的團隊，發現在筷子與吸管上附加微弱電流，會改變食物的味道。

他們發現微弱電流刺激舌頭時，會產生一股「電味」（論文上寫 Electric taste，你說我要怎麼翻比較好） 。這股「電味」味道如何呢？基本上沒有味道（不能啟動味覺細胞），但如果有其他味道存在，例如鹹味（氯化鈉）或鮮味（麩胺酸鈉），電味會讓食物吃起來更鹹或更鮮。

接著，他們發明了連著電線的通電筷子與吸管（看起像整人玩具），證明了通電筷子與吸管確實能在不改變食物味道的情況下，讓人們吃進更少的鹽跟味精。

• 原文研究：“Augmented Gustation Using Electricity,” Hiromi Nakamura and Homei Miyashita, Proceedings of the 2nd Augmented Human International Conference, March 2011, article 34.  doi.org/10.1145/1959826.1959860

教育獎：系統性研究課堂上感覺無聊的學生與老師

你覺得上課無聊嗎？多半人都會問答「是」，而這系列研究仔細分析了為什麼上課無聊，且越來越無聊的原因。

你可能會想：「那不就是老師上課很無聊啊，老師不有趣阿。」我只能說你們這樣太沒同理心了，搞不好老師也在想：「教你們真無聊！」

所以，研究者第一個想探討的問題是：「老師如果覺得無聊，會不會讓學生也覺得無聊。」先說結論，不會。

雖然學生不會刻意去了解老師的心情。但如果學生明確感受到老師很無聊，像是死氣沉沉地念課文，學生就會覺得這堂課更無聊，進而影響學習動機與學習成效。某種程度上，研究還是印證了「老師不有趣覺得無聊」這件事，但老師是否在強顏歡笑，這就不得而知了。

另一個問題則是：「是不是想著上課很無聊，就會覺得更無聊？」沒錯，的確是這樣！只要上課前預期這堂課很無聊，那這堂課就會比你預期的還要更無聊！

• 原文研究：
  • “Boredom Begets Boredom: An Experience Sampling Study on the Impact of Teacher Boredom on Student Boredom and Motivation,” Katy Y.Y. Tam, Cyanea Y. S. Poon, Victoria K.Y. Hui, Christy Y. F. Wong, Vivian W.Y. Kwong, Gigi W.C. Yuen, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, vol. 90, no. S1, June 2020, pp. 124-137.  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31342514/
  • “Whatever Will Bore, Will Bore: The Mere Anticipation of Boredom Exacerbates its Occurrence in Lectures,” Katy Y.Y. Tam, Wijnand A.P. Van Tilburg, Christian S. Chan, British Journal of Educational Psychology, epub 2022.   doi.org/10.1111/bjep.12549

心理學獎：你會跟著抬頭看天空嗎？

他們到底在看什麼？眼前一群人停下腳步抬頭看著上方，你一定會跟著將視線移向相同的地方，看看他們到底在看什麼。

沒錯，這就是著名的從眾效應，或稱做群聚效應、羊群效應。這個1969年進行的經典實驗，應該很多人也聽說過。Stanley Milgram、Leonard Bickman、Lawrence Berkowitz 三人組，在紐約的街道上測試要有多少人同時往上看，才能吸引其他人也駐足湊熱鬧。

這個實驗能得獎感覺毫不意外，甚至覺得怎麼現在才得獎！

群聚效應引響甚遠，因為整個社會的運作都養類人與人之間的互動與連結。不管是跟風買東西、參與熱鬧的大型活動、政治意識型態的抉擇等等，都能看到群聚效應影響著人們的身影。

大家都有可能是羊群裡面的羊。

• 原文研究：“Note on the Drawing Power of Crowds of Different Size,” Stanley Milgram, Leonard Bickman, and Lawrence Berkowitz, Journal of Personality and Social Psychology, vol. 13, no. 2, 1969, pp. 79-82. psycnet.apa.org/doi/10.1037/h0028070

物理學獎：一群鯷魚能影響海流？

一隻拍翅膀的蝴蝶能讓海的對面產生颶風，那一群在海中游泳的鯷魚呢？他們可能直接影響了洋流與海面的大氣流動。

如果要計算颱風能量或是海洋鹽分的變化，我們通常會考慮海面風速與氣壓，要不然就是洋流、海溫和密度的垂直梯度等等。但這份研究發現，我們或許忽視了大海居民造成的影響。

研究發現只要到了鯷魚的產卵季，當天晚上海面附近海水的垂直混合程度會增加10~100倍。也就是這群游動的小魚們，像是攪拌棒一樣攪混了上層海洋，程度相當於地球物理現象造成的影響，對海溫與營養鹽分布的作用可能比我們想像的還大。

• 原文研究： “Intense Upper Ocean Mixing Due to Large Aggregations of Spawning Fish,” Bieito Fernández Castro, Marian Peña, Enrique Nogueira, Miguel Gilcoto, Esperanza Broullón, Antonio Comesaña, Damien Bouffard, Alberto C. Naveira Garabato, and Beatriz Mouriño-Carballido, Nature Geoscience, vol. 15, 2022, pp. 287–292.  doi.org/10.1038/s41561-022-00916-3

從各種大考的考古題中，我們都能發現「時事」在自然科的重要性，在 108 課綱中，又更強調閱讀素養，重視課程知識與生活概念的結合，可想而知，社會上發生的各種重大事件都有可能融入成為考題。今年（112 年）的國中教育會考，自然科的考題中就拿了三年前的一則真實事件當作考題（圖一），讓學生進行判讀！

這個事件發生在 2020 年三月，俄羅斯一名網紅舉辦泳池生日趴，將 25 公斤的乾冰直接倒入泳池製造氣氛，結果不幸釀成 3 死的意外。這則新聞在社會大眾眼裡可能只是個不幸的意外，但是在自然科教師的眼裡，卻是同學們需要了解的知識，更是個出考卷的絕佳考題（只是沒想到隔了三年才考出來）。

科學生的閱讀任務裡面，搭配八年級上學期的文章「國中理化告訴你：為什麼不該在派對上，將 25 公斤乾冰丟泳池？」（圖二），就針對這個事件做了介紹與科學原理的分析：乾冰的升華、大量二氧化碳對於人體的危害作用機制等，等於同時用理化與生物課程的角度來對事件進行簡單、國中生能夠理解的介紹。

雖然這次的考題主要概念，是希望同學們根據空氣的組成成分來進行分析。但如果能對這個事件更有熟悉感，也了解生活時事大概會用哪種方式融入考題，相信碰到類似題型時，就更容易輕鬆作答啦！

今年（112年）的國中教育會考，自然科的考題裡面，由第 43、44 題構成的題組（圖三），設計上包括較長的題幹敘述、圖片與表格，顯然是要考驗學生的閱讀與圖表判讀。主題內容則是兩個嶄新時事議題的結合──燕麥奶和碳排放。

第 43 題的考點出自於七上的營養，第 44 題則考跟生物、理化、地科都有點關聯的碳排放，這出題方向相當符合 108 課綱所強調的，學生所學的知識概念必須能夠跨科進行統整。

相比之下，43 題只要記得糖會分解成醣，而蛋白質會分解成胺基酸，就能回答；但 44 題碳排放的概念，同學們可能熟悉度較低。幸好，只要讀懂圖表，也看懂題幹沒有被繞暈（問固定碳排量下能生產的量，所以是碳排最低的杏仁奶生產量最多），還是能夠回答。

延伸閱讀：燕麥奶為什麼這麼好喝？如牛奶般微甜、絲滑的口感是怎麼來的？——解析燕麥奶的加工原理

在科學生的閱讀任務裡面，也提供了許多最新時事與課程結合的閱讀練習，例如：題組中的燕麥奶與碳排放議題。透過練習，可以降低同學們對陌生內容、長篇文章的恐懼感，並且逐漸了解科學文章的構成，而能更快抓住文內的重點。

想要進一步了解更多內容的話，閱讀任務內也有連結可以直通 PanSci 泛科學的原文。透過科學生的閱讀練習，訓練了素養能力，更提升了會考成績。

隨著核電廠陸續退役，台灣也逐漸邁向零核家園，郭台銘突然提出的「一縣市一核電」把核能議題的熱度重新炒到高峰。

雖然看似激進，但有人認為如果是郭董提到的「小型核電廠 SMR」的話，或許就有可能。這個 SMR 到底是什麼？它安全嗎？再者，它真的是核電的未來嗎？

實際上已經有人成功運行小型核電廠，並且已經併網發電了，他們是怎麼做到的？

小型核電廠是什麼？

台灣現在僅存，還在運作的核電廠就是核三廠，核三有兩部機組，每個機組的發電量大約為 950MW。

小型核電廠正式的名稱是「小型模組化反應爐」SMR（Small Modular Reactor），發電量通常在 20~300 MW，比一般核電廠小上許多。還有甚至更小，發電量 1～20 MW 的 MMR（Micro Modular Reactor）的反應爐。

奇怪，發電量怎麼越發展越小了呢？這樣不就得要蓋更多核電廠？

小型核電廠的特點就是小發電量，因為這能創造三個優點：安全、造價便宜、易組裝。

核能那麼危險，為什麼還要用？

這三個優點實際上就是現在核電發展的最大瓶頸。核能發電也已經有 60 年歷史了，但至今全世界的發電量中，核電也只佔大約 10%。最大的問題不外乎就是安全性、造價昂貴和建造時間久。

就算撇除安全性，漫長的建設時間與昂貴的發電成本，是讓許多電力公司卻步的原因之一。根據能源研究公司 BNEF（彭博新能源財經）的調查，從 2009 年到 2021 年，12 年間核能的建設成本增加了 36%；加上核電廠動輒 5～10 年的建設時間，就算核能是屬於低碳排的發電方式，大家也都更傾向選擇發展成熟的再生能源。

核能有一個最大的優點，那就是穩定持續發電。太陽能與風力這些再生能源容易隨天氣與時間影響發電量，反之核能屬於基載電力，本來就與風力、太陽能定位不同。

小型核電廠如何克服安全性？

要好要快也要便宜，除了穩定與低碳，還想要兼顧安全跟造價低的核電，小型核電廠真的是那個完美的選擇嗎？

小型核電廠 SMR 主打的特點就是一個字，小！只要夠小、功率降低，反應爐就不會一口氣釋放太多的熱，甚至能免除外部冷卻設備，靠自然循環降溫。

福島核電廠發生意外的主因就是海嘯破壞了核電廠中做為緊急電源設備的發電機與電池，導致冷卻系統失效，最後反應爐內的溫度無法抑制、不斷竄高，將水分解成了易燃的氫氣，產生爆炸。

如果 SMR 的反應爐可以撇除對外部冷卻系統的依賴，靠自己就能降溫，就能最大程度避免發生爆炸以及爐心熔毀的事故。

我們以目前 SMR 發展最成熟的美國公司 NuScale 為例，在他們發展的 60MW 反應爐中，含有 37 個燃料束，整個反應爐高約 17.8 公尺，直徑約 3 公尺。這個大小甚至可以在工廠製造，透過貨車或火車運送至預定地再快速組裝起來，大幅減少建造的時間與成本。

NuScale 把水循環系統都包在了反應爐，一次冷卻劑藉由熱對流上下循環，完全不需要幫浦，減少停電時產生的風險，一次冷卻劑的熱則會傳給二次冷卻劑，讓二次冷卻劑變為蒸氣推動渦輪發電。

如果真的遇上斷電事故，反應爐也有緊急冷卻系統，直接將整個反應爐泡在大水槽中；根據計算，水會在 30 天後完全蒸發，而此時的反應爐功率已經降低為原本的 4% 以下，只要靠空氣循環就能穩定溫度。

中國的小型核電廠是怎麼做到的？

而現在，在中國已經有第一座陸上 SMR 併到電網了！2021 年年底，中國山東省「石島灣高溫氣冷堆核電站示範工程」正式併網發電，發電功率 200MW，雖然發電廠的總體積不小，但以它的發電功率及主打安全的設計，是實實在在的一座 SMR。

所謂的「高溫氣冷堆」，指的是流經燃料棒，充當冷卻劑與熱交換的材料，所使用氣體如：氦氣。與壓水式反應爐用水作為冷卻劑的最大差別在於不僅熱轉換效率更好，也不用擔心水因高溫氣化而有爆炸風險，故可承受更高的反應溫度。

比起傳統反應爐，高溫氣冷堆可以用更少的鈾 -235 進行反應，也就是能在燃料棒中有更多的鈾 -238 可以在溫度飆高時吸收掉多餘中子，加上高溫氣冷堆本身就能承受高溫的特性，如果真的遇到失去電力的情況，整個反應堆的溫度，也會穩定在 1600℃ 上下。

除此之外，石島灣核電廠的設計十分有趣，是球狀反應爐。在如同沙漏般的大反應爐中，燃料棒被做成了一顆顆直徑約 6.7 公分的燃料球，兩萬七千顆燃料球像沙漏中的沙子一般填充在反應爐內。

鈾燃料會被包裹在球狀構造的中心，外頭則是作為中子減速劑的石磨；作為冷卻劑的高溫氦氣會從球的中間通過帶走熱量，燃料球可從下方取出，並從上方填充。

不過，高溫氣冷堆能否成功，還需要許多時間觀察，例如石磨包裹的燃料球是否容易摩擦造成破裂，都是需要進一步注意的。

小型核電廠的未來？

除了中國外，各國也都在發展不同形式的 SMR，甚至有人在發展功率 20MW 以下的微型核子反應爐 MMR。例如美國愛達荷國家實驗室正在建造的 MARVEL 反應爐，以及核能公司 Radiant，它們正在打造貨櫃大小、可以隨拉隨走的 MMR，希望能取代社區停電時使用的高污染柴油緊急發電機。

不論是小型還是微型核電廠，除了技術還有待發展，成本是否能壓低，也是個重要指標。當然，還有另一個大魔王，就是核廢料問題，還等著被解決。

根據研究推算，NuClear 各種機型每單位能量產生的核廢料可能會是傳統核電廠的 5.5～30 倍不等，球狀反應堆的體積因為球狀包裹物的設計，核廢料的體積也是明顯可見的變大，而這些核廢料的處置問題也是全球都在面對的問題。

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