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【記錄】M.I.C.XII之「認真」:「這不科學啊!」-一起認真來聊動漫作品到底怎樣才科學!

PanSci_96
・2013/07/24 ・4251字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

文/Sunny

無敵鐵金剛或初號機這種「超巨大機器人」的駕駛員在全力奔跑時可能會暈機?「超人力霸王」在執行任務時變大和縮小符合物理法則嗎?最近超夯的「進擊的巨人」在演化上有可能嗎?魯夫在空島和艾涅爾對戰時,必須把橡膠的導電度考慮進去??

這些動漫和科幻電影中看似再普通不過的情節,用現今的科學理論來檢視,究竟會產生怎樣的火花呢?

7月16日晚上,在TEDxTaipei,一群動漫宅聚集在一起,和兩位宅度爆表,分別在大學開設「宅科學」的教授,以及知名個人電玩網站站長,兩位講者進行兩場精彩有趣,笑聲不斷,但又十足認真的「動漫中的科學」以及「科學與人文」議題,好奇嗎?讓我們來看看這晚的活動內容吧!!


第一位的重量級講者,是傻呼嚕同盟的許經夌教授(大家應該比較熟悉他的暱稱–ZERO)。

ZERO教授一開始就以「被科學小飛俠中高學歷反派博士-辛格萊爵士所製造的企圖征服世界的機械鐵獸吸引」,因而誤入歧途投身物理學界,讓一開場就瀰漫著令人愉快的宅味。

接著,ZERO教授從傻呼嚕同盟協助翻譯的《空想科學讀本》中有趣的問題開始介紹,例如其中一個讓所有人眼睛發亮的問題就是「巨大機器人的駕駛員,會不會暈車」呢?

教授從機器人的身高、全力奔跑時身體的擺動狀況,利用公式解釋了駕駛無敵鐵金剛的柯國隆在機器人內會遭到怎樣的撞擊(還把影片找出來的教授實在是太專業了!!),並認真討論機器人該以怎樣的姿勢移動對駕駛人的衝擊最小,教授還找出EVA福音戰士的影片,解釋初號機那種重心擺低的奇特跑法對碇真嗣的影響比較小,所以,要駕駛巨大機器人,還真不是件容易的事啊!(所以,「ROBOTICS;NOTES」裡男主角駕駛笨拙自製機器人的方式可以視為「比較符合現今物理學」囉?)

和巨大機器人相關的問題不止這個。接下來,教授帶我們討論巨大化後的的身高、體重比對實戰會造成怎樣的影響。

根據伽利略在17世紀對密度的解釋,面積是長度的平方,而體積是長度的立方,因此最近超夯的《進擊的巨人》,若單純考慮一般人類身高放大後,體積等比例放大的情況,光體重就可以把放大的當事人壓至骨折-所以,「巨人到底是什麼構成的呢?讓我們耐心等待諫山老師為粉絲們解迷吧!」。

根據這個理論,多拉A夢的放大縮小燈,超人力霸王放大後和怪獸戰鬥,也都是不符合體積/體重比的。-ZERO教授,如果我們童年也有《空想科學讀本》這種有趣的課外讀物,我也想當物理學家啦!!

所以,教授接著解釋,18公尺長的無敵鐵金剛,總重量是20噸,雖然不至於重到無法行動,但若仔細計算鐵金剛的密度,唉呀呀,和軟木塞差不多,連台灣的砂石車都有40噸重了,這樣鐵金剛就不能「無敵」了呀!

接下來,ZERO教授帶領我們進入電磁學的範圍。在解釋過特斯拉線圈的基本原理之後,考慮到電壓、距離,以及接受電擊的生物體導電度,魯夫就算是超低導電度的橡膠人,在艾涅爾10憶伏特的電壓下,魯夫應該還是烤焦了,而皮卡丘的10萬伏特,在超過對手3.3公分後威力會急速下降……-相信國中電學如果這麼上,根本不會有學生打瞌睡!!至於段考考「要讓身為橡膠人的魯夫身體通電,愛艾涅爾最低限度必須施放多少伏特的電壓?」這類問題,學生一定會認真計算,不會隨便猜猜的~

ZERO教授毫無冷場的前半場演講,就在還有數張投影片來不及放,時間就到了的情況下結束,大家都還想知道,ZERO教授還有哪些動漫梗和科學有關呀~


接下來,今日的第二位講者,是知名個人電玩網站NostalgiaMemory :Those Which Remain部落格的主人RainReader(梁世佑),曾任教過國中、高中 、五專與多所大學,現任教於東海大學歷史系。身為個人電玩網站經營者,RainReader想傳達的卻是人文歷史和科學間的關係,這是場精彩有深度的演講,RainReader要和聽眾們分享的是「天花病毒究竟該不該保存下來?」

一開始,RainReader就先放了前陣子對婆婆媽媽們進行瘋狂洗腦的清朝浪漫愛情偶像劇【步步驚心】、【後宮甄嬛傳】等的劇照,要來解釋「科學與歷史人文」的關係。

咦?甄嬛和科學有什麼關係?(難道是滴血認親那一段?)

RainReader先賣個關子,接下來的主題,來到了2011年,聯合國世界衛生組織進行了一項相當重要的表決,「是否要徹底消滅某種重大疾病的病毒」,這個曾經高達1/3死亡率,發病後即使存活,痊癒者身上也會留下可怕印記,全身佈滿近乎毀容的膿傷疤痕,是的,這就是天花

在全球施打牛痘疫苗,天花漸漸在地球上絕跡,而世界衛生組織也在1980年5月8日宣布,天花已經在地球上滅絕,除了在美國喬治亞州亞特蘭大市的疾病控制與預防中心(Centers for Disease Control,CDC)和俄羅斯的國立病毒學與微生物學研究中心(State Research Center of Virology and Biotechnology in Siberia, VECTOR)這兩個實驗室還保存著天花病毒外,世界上其他地方應該沒有天花病毒存在了。

那麼,這兩個機構內保存的天花,應該保留下來,還是銷毀,以免將來有一天,因為基因突變或利用基因工程改造,讓天花成為新一代的生化武器呢?

科學界持正反兩面意見的都有。

支持銷毀天花病毒的論點是,天花有害無益,既然目前天花的基因已經解碼完畢,若真有須要也可以在實驗室中重新製造,而且牛痘疫苗並不需要以天花病毒做為原料製造,那麼,消滅掉就可以一勞永逸,不必再擔心這種恐怖病毒成為新的殺人疾病。

支持保留天花的,除了「保留樣本,在將來可能用上」的科學研究需求之外,有趣的是,科學家導入了宗教的立場:「人類沒有權力消滅另一個物種,就算是只有害處的病毒,人類就有權力將其消滅嗎?」

所以,目前美國和俄羅斯仍保有全世界唯二的天花病毒樣本,而且,即便接下來世界衛生組織要求兩國消滅病毒,這兩處實驗室照辦的可能性仍然不高。

回到歷史和人文的部分。歷史上得過天花的名人不在少數,林肯、莫札特、貝多芬、史達林,根具傳聞都曾得過天花。當然,還包括中國歷史上的某些皇帝。正史上對於得過天花的皇帝會特別著墨,因為天花痊癒後終身不會再得,所以小時候得過天花的王子阿哥,可以合理的認為「能活的比較久」,對於政權的穩定,有重要的意義。

對!回到甄嬛和步步驚心,這兩部戲劇重要的共通點–男主角,長壽的康熙皇帝,根據史書記載,是得過天花的!!(所以四爺才不可能長的像吳奇隆!根本就會是個大麻子!)這樣的話,穿越時空回到清朝的若曦還會愛上四爺嗎?甄嬛和麻子皇帝的互動,也無法吸引觀眾的~

(更正:四爺是雍正,是康熙的兒子)

科學和人文,其實息息相關,無法脫離,而2014年,世界衛生組織將再度表決,是否要消滅天花。


意猶未盡的歷史故事結束後,大家最期待的Q&A時間登場。由於兩位講者的內容太精彩,回想熱烈,讓我們來看看有哪些有趣的問題:

Q:大腦意識與電腦結合的世界有可能嗎?例如刀劍神域中SAO的技術有可能達成嗎?

A:這要考慮到的意識的本質為何,現今的科學界認為意識是由腦產生,以目前的理論來看,將意識複製到電腦中是做不到。

但若不複製意識,僅利用虛擬實境的方式,做出SAO的世界,理論上是有可能的(不過,要像桐人那樣一直開後宮,就算SAO實現了,一般人也做不到啦!!)。不過,人體因為有腦殼隔開人腦和機械,要達成直接在腦中產生視覺、聽覺等五官刺激,初期勢必得殖入晶片之類的電子產品,這時候的障礙,會是心理層面上的了(所以,刀劍神域之後的加速世界,真的有可能在未來達成啊!只要大家願意在中樞神經殖入晶片的話…)

(時空旅行相關問題集合)
Q:動畫「命運石之門」中,利用微波將人的記憶傳送到過去。請問將人腦中資訊提出有可能嗎?此外,時光機有可能做到嗎?

A:把腦中資訊提出是可能的,但提來的資訊和原本的相似度多高,就不一定了。就像人類想飛在天空,但根據物理學做出來的是作品飛機,不是能自在飛行的鳥至於時光機,學術期刊仍在討論,但仍在極端環境中,例如黑洞附近。因此真實情況的可能性仍在進行討論研究中。

至於時光機相關討論中,最大的問題就是「因果論」。目前是以「多重宇宙」或「平行世界」的方式來解釋,但假設某人真的做出時光機,讓人回到了過去,還改變了過去,那麼某人不可能再回去「原本的未來」,而會在另一個平行世界裡,也就無法證實時光機是否真的執行功能囉~

(其他有趣問題)
Q:我們會迴避或避開某些有缺陷的人,可能具有演化的意義,例如可繁殖出健康的後代,但道德會讓我們不要這樣,因此道德是否讓我們對抗本能?

A:從演化角度來看道德起源,是肯定互助的。也就是說,道德的好處較高。此外,某些觀察嬰幼兒的研究發現,某些我們覺得「良善」的行為,在沒有受過任何教導的孩子身上也會出現,因此,道德說不定也是本能的一部份。

Q:復仇者聯盟和正義聯盟那個比較有可能存在在世界上?

A:相當難討論,因為跨作品,所以合在一起討論很難評論(教授還反問大家「超人和超級賽亞人誰厲害??…」),因為強度設定在不同作品無法確認。不過,以有錢就可以的角度來看,所以蝙蝠俠最可行~

Q:動漫作品是否有扣「空想科學」的影響,讓作者們的設定做的更完整?

A:從銷售量來看,因為空想科學賣的好,因此動漫作者可能會注意到這一點,但不一定會因此加強設定。例如進擊巨人的設定,並不是巨人的身體結構,而是能否提供情報,給讀者更多的樂趣,更加用心的討論,所以,不一定喔~

想知道多動漫和科學間的關係嗎?那麼,別錯過PanSci 2013 六月選書《空想科學讀本 6.5》

至於,羨慕能聽到這麼有趣演講的你,別再遲疑了,直接報名8月份的M.I.C活動吧!!

*本次活動感謝TEDxTaipei支持的活動場地,以及遠流出版的好書。


【關於 M. I. C.】 M. I. C.(Micro Idea Collider,M. I. C.)微型點子對撞機是 PanSci 定期舉辦的小規模科學聚會,約一個月一場,為便於交流討論,人數設定於三十人上下,活動的主要形式是找兩位來自不同領域的講者,針對同一主題,各自在 14 分鐘內與大家分享相關科學知識或有趣的想法,並讓所有人都能參與討論,加速對撞激盪出好點子。請務必認知:參加者被(推入火坑)邀請成為之後場次講者的機率非常的高!


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控制進食時間與熱量,小鼠可以更長命?

台灣科技媒體中心_96
・2022/05/22 ・2156字 ・閱讀時間約 4 分鐘

目前越來越多動物實驗的研究結果顯示,「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果,不比「限制總熱量攝取」差,甚至效果更好。

圖/envato elements

控制吃飯時間,可以延長壽命?

美國德克薩斯大學西南醫學中心的小彼得.奧唐納腦研究所 (Peter O’donnell Jr. Brain Institute) 研究團隊,今(2022)年 5 月 5 日在國際期刊《科學》(Science)公開研究論文,使用小鼠為實驗對象,研究進食熱量與進食時間,與小鼠壽命之間的關係。

團隊先讓小鼠自由的取食飼料 6 週後,再分成 5 個不同組別,分別是:

  1. 只能在日間每隔 90 分鐘進食、
  2. 只能在晚間每隔 90 分鐘進食、
  3. 只能在日間開始兩小時內進食、
  4. 只能在晚間開始兩小時內進食、
  5. 全天內每隔 160 分鐘允許進食。

這 5 組小鼠被限制攝取的熱量相同,實驗過後,再和完全自由取食且沒有限制熱量攝取的小鼠比較。

研究結果顯示,與完全自由進食的小鼠相比,有限制進食時間的小鼠平均壽命較長,其中第 2.4 組(只能在晚間每隔 90 分鐘進食,以及只能在晚間開始兩小時內進食)延長壽命的效果最好,平均可延長 35% 壽命;而只能在日間進食的兩組小鼠,平均可延長20%壽命。

與完全自由進食的小鼠相比,有限制進食時間的小鼠平均壽命較長。示意圖/envato elements

研究也觀察到其它有趣結論:

  • 隨著年齡增長,五組小鼠的體重,都比自由進食的小鼠更輕,且在非主要活動的時間(白天)進食的小鼠,白天的活動變多了。
  • 在完全自由取食的小鼠肝臟中,原本與老化相關的基因表現隨年齡增長而改變,有些基因表現降低,有些增加,且基因表現的晝夜節律性也隨老化而降低。但在只能晚間進食的兩組小鼠身上,這些因老化而造成的改變較少。

作者根據研究結果指出,僅僅限制熱量攝取而不在特定時間禁食,可以延長小鼠的壽命,禁食可以對延長壽命效果有加分的作用,而不是主要造成效果的原因。

研究凸顯了「晝夜節律」的重要性

國立陽明交通大學生化暨分子生物研究所教授 許翺麟 表示,目前越來越多,動物實驗的研究結果顯示,「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果,不比「限制總熱量攝取」差,甚至效果更好。

特定時段禁食,有可能比限制總熱量更能延緩老化。圖/envato elements

過去研究飲食中,熱量限制對老化與壽命的影響時,常常無法分辨原因到底是因為「總卡路里攝取較少」還是「固定且有規律的長時間禁食」。最近幾年,科學家開始針對此一問題進行更深入的研究。

去年一項使用小鼠的研究顯示,限制飲食的熱量可延緩老化的效果,可能大部分來自於長時間且有規律的禁食[1]。此外,另一項在果蠅的研究中也指出,不但是要有規律的禁食,何時禁食也同樣重要。最有效延緩老化的方式,要與動物本身的生理時鐘配合,在本來就比較少進食的時候進行禁食[2]

  • 編註:小鼠是夜行性動物,上述文字中的「日間」指的是白天光線照射,對小鼠而言是休息和睡眠的時段,「晚間」沒有光照,才是小鼠活動和主要進食的時段。

這次的研究中更進一步證實,單純只是限制總熱量攝取,只能提供很少的延長壽命效果,反而熱量限制並配合生理時鐘進行間歇性禁食的效果最好。小鼠是夜行性動物,日間禁食對延長壽命的效果,遠比夜間禁食的效果更加顯著,至於每日禁食 12 小時或 22 小時則差異不大。此外本研究也顯示,調控生理時鐘的基因在調控老化上的重要性。

配合生理時鐘進食很重要。圖/envato elements

人類比照辦理也會有用嗎?

許翺麟教授 說明,本研究最大的限制來自於其僅用單一品系、單一性別的小鼠來進行研究。從過去其他研究已知,飲食限制對不同品系與不同性別的動物,效果不盡相同。因此本研究雖然頗具參考價值,但是能否推論到其他品系的小鼠,甚至其他物種與人類,仍有待未來更多研究來支持。

雖說人類遠比實驗動物複雜,會影響老化的因素也不僅止於飲食,然而維持平衡且有規律的飲食習慣,加上適當的限制進食時間,也許是一種相對可行,且有效促進健康老化的方式。也期待未來更多相關研究,能協助我們進一步釐清這些結果在人類中是否相同。

參考文獻


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