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| 2013/12/29 11:09:28瀏覽1727｜回應7｜推薦59 | |
聽加拿大CBC 廣播電台的 Quirks & Quarks 有段時間了，有時錯過廣播時間，還可以上網去下載播出過的mp3，透過網路提供全球聽眾的廣播服務，真是周到。 這個節目每年年終都會有一個特別企劃，聽眾透過email 或是電話留言提出問題，製作單位找到相關的專家學者來回答，科普迷的我當然不會錯過。在 2013年Quirks & Quarks 科普答客問特別節目中，聽到幾個有趣的答客問，在此跟大家分享。 
Q1: 如果想催熟水果，把它們跟蘋果或蕃茄擺在一起，對嗎？ A1: 成熟的果子，變軟，變甜，發出果香，藉此吸引動物前來攝取，在享受完甜美的果實後，順便幫植物把種子散播出去。除了果肉質地之外，果皮顏色的變化也是常見成熟的特徵之一，香蕉皮由黃變褐的過程即是一例。這個成熟的過程中，乙烯(ethylene)扮演一種植物賀爾蒙的角色，當植物成長到適當的時機要轉為成熟時，體內的基因調控機制會啟動某些基因，使其表現後，在植物體內出現製造乙烯的功能，當乙烯製造出來以後，接著扮演觸發果實成熟機制的關鍵。如果想催熟水果，把它們跟會釋出乙烯的蘋果或蕃茄擺在一起，是正確的。但是因為市場供需或運輸時間的考量，有的蘋果在未成熟前就摘下，那時還未具備產生乙烯的能力，這種情況就需要人工催熟。把番茄或香蕉密封在袋子中，你會發現催熟的速度會加快，因為他們釋放出來的乙烯累積在袋子中繼續催熟的緣故。另外，和蘋果比較，香蕉釋放的乙烯速度較快，量也較大。 並不是所有的水果都可用乙烯來催熟，柑桔類的水果，綠色的果皮在乙烯的催化下變黃橙色，但是對內部果實的成熟作用不大。葡萄和草莓，一經採收之後，便停止繼續成熟，所以趁新鮮吃吧，不用再跟香蕉或蘋果擺一起催熟。
Q2: 為什麼太陽系中的氣體巨行星有環狀結構，但是岩質的小行星沒有？ A2: 太陽系的四顆氣體巨行星：木星、土星、天王星和海王星都有行星環，其中以土星環最為明亮，大家較為熟知，天王行環次之，較為稀薄，木星和海王星也有行星環，但是非常的稀薄。主要形成的成份可能是冰與岩石碎片。 談到土星環形成的原因，可回顧「洛希極限」（Roche limit）的理論，土星本身的質量產生的重力分布有一個臨界點，當另一個小星體進入這個範圍時，重力與兩星體間潮汐力的作用，會把小星體撕裂成碎片，這些碎片就是土星環的成分來源。有幾個理論，包括數百公里直徑的小星體，進入土星的洛希極限之內而被撕裂，還有，小星體間互相撞擊產生的碎片，都可能是形成行星環的來源。也許曾有材質含冰的小星體進入土星的洛希極限範圍內而被撕裂過，所以有很多細冰在土星環內，使它看起來很明亮。木星環和海王星環看起來非常的稀薄，推測是在這兩顆星球發生小星體撞擊，或是進入洛希極限內被撕裂的事件，遠少於發生在土星的緣故吧！ 土星是一顆很大的氣體行星，其洛希極限的範圍很大，有機會捕捉到很多空間中的物質。相較下地球是岩質的小行星，洛希極限的範圍小，把小星體撕成碎片而形成行星環的機會就很小了。所以太陽系中只發現在氣體巨行星有環狀結構，但是岩質的小行星沒有。附帶一提，在太陽系以外的星系中，已觀察到有很多氣體巨行星也有行星環。
Q3：如果只有雌蚊會吸血，那麼雄蚊吃什麼維生？ A3: 沒錯，只有雌蚊會吸血，會叮咬你的蚊子是母的。雌蚊從吸來的血獲得需要的蛋白質，作為產卵所需的養分，但是雌蚊也會吸取植物的蜜汁，以此獲得的糖分，是重要的動力能量來源。雄蚊，其嘴部的構造與雌蚊不同，其結構沒有賦予它吸血的功能，所以雄蚊只能去找植物的蜜汁維生。另外，雌蚊具有偵測二氧化碳的感受器，用來找到目標吸血，但是雄蚊缺乏這種靈敏的感受器，所以我們人類對雄蚊而言，沒有吸引力。 雄蚊生命中的重責大任就是找到雌蚊完成交配，蚊子的品種很多，不同品種的生殖過程或有些許差異，一般而言，雌蚊會先交配把精子儲存起來，找機會吸血飽餐一頓，有了足夠的養分後，再使卵成熟，然後讓卵受精後產出。
Q4: 如果用化石內的DNA成功複製猛獁象，現今地球上有哪裡適合它們生活？ A4: 北半球在20,000年前，上一次冰河時期的期間，是一片稱之為「猛獁草原」（Mammoth steppe）的乾冷生態環境，分布從今日的英國一路延伸，跨過白令陸橋 （Bering land bridge），到加拿大的育空(Yukon)。今日加拿大北方的極地凍土區，溫度可比當時，但是寸草不生，與當時的猛獁草原大相逕庭。 在 12,000 年前左右，是上一次全球暖化，那時冰河消退，溫度上升的結果，草原逐漸被樹林取代，到10,000 前左右，僅剩一些南向坡與山腳地帶遺留零星的獨立袋狀區域，還保有適合猛獁象的生活環境。 估計猛獁象一天要消耗400磅的草，現在已經不容易找到既乾又冷，還有可供足夠草料的地方，在加拿大草原省分的北方，或許還可以找到，像育空西南方的Kluane 國家公園保留區就還蠻合適的。
Q5: 為何早晨太陽出來了，可是有時氣溫卻還是繼續下降？ A5: 其實，這種情形並不是常態，根據氣象記錄，大約只有三分之一的日子，會出現日出後溫度繼續下降的情形。太陽光的能量，有不同的波長，大氣吸收掉部分短波長的部份，地表吸收長波長的部分，陽光照射後，環境上昇，那是必然的，但是日出時，角度低，照射效率不高，而地表經一晚輻射釋熱之後，需要一點時間回溫，地面的水份多一些時，回溫的速度也會慢一點，若有風的作用增強散熱作用，就算是太陽出來了，溫度還是可能繼續往下掉。
Q6: 蜜蜂是怎麼建出每格都是完美正六角形的蜂窩？ A6: 蜜蜂下腹部有四對腺體可以分泌蠟液，在與唾液混合後，做成小蠟球，築窩時，不是一蜂做一格，而是很多蜂合作完成。它們像搬運工一樣，把蠟球堆積起來築成一個個圓筒狀的結構，蜜蜂築成的窩，一開始不是六角形的。蜂蠟在40度左右有很大的可塑性，蜂群利用體溫加熱的效果，讓這些圓筒狀的蜂窩，在物理變化下，自然變成六角形的，很神奇吧！六角形，省材料又堅固的結構，是自然的力量。一公斤的蜂蠟，可以做出約50,000 個蜂格，開始時可育嬰，之後可轉作貯藏，多用途的！
Q7: 遮住一眼，睜開一眼，這種情形下，進入光亮的房間時，睜開那一眼的瞳孔會縮小，遮住的那一眼瞳孔會繼續維持放大狀態嗎？ A7: 不會。外界光線刺激，會使瞳孔縮小；當注視的物體由遠移近，瞳孔也會縮小；面臨情緒緊張狀態如「戰鬥或逃跑」反應 (Fight-or-flight response)，關乎存亡的刺激警覺時刻，瞳孔會放大；藥物的作用也會改變瞳孔縮放的狀態。 光線刺激造成的瞳孔縮小反應，神經系統是以兩側同時控制的方式操作，所以即使一眼遮住了，但是另一眼接受的光線刺激，正常狀況下會引起兩眼瞳孔同時收縮。
Q8: 雙引擎的螺旋槳飛機，為什麼兩個螺旋槳轉動方向的設計，有的為同向，有的為逆向？ A8: 兩個螺旋槳轉動逆向的設計，從後方看，一般左引擎為順時針，右引擎為逆時針，從上方看，兩個引擎把上方的東西捲入中間，往下方推出。這種設計，兩組引擎方轉動向相反，旋轉時產生的力矩可以互相抵消，穩定性高。同向轉動的引擎，則兩個引擎轉動產生的力矩會加成，設計上需要用其他的方式來抗衡這項差異。既然這樣，為何不全部採用逆向旋轉的設計呢？左右引擎不同，螺旋槳也不同，是不能互換的，因此在維護上或備用零件上的花費，都要比同向旋轉的設計加倍，在經濟考量上，同向轉動的引擎設計較為划算。
Q9: 太陽系中，太陽自轉的方向和其他行星的繞行方向一致，在其他的星系有沒有可能發現恆星自轉方向和行星繞行方向相反的？ A9: 有的，目前已發現約20個這種星體。新星形成過程中，星雲旋轉的方向，決定了恆星自轉與行星繞行軌道的方向，但是近年來卻發現「熱木星」（Hot Jupiter）這類的星體，其軌道運行方向與其母星自轉旋轉相反，其造成原因有多種說法，星體間的重力交互作用是較普遍的解釋。
Q10: 雪地上灑鹽，可以把冰雪融掉，做冰淇淋時也用鹽，卻是用來結冰，同樣是用鹽，既可融冰，又可結冰，用法上有何不同？ A10: 鹽使水的凝固點下降，所以鹽水結冰的溫度比純水要用低。鹽灑在冰雪上時，造成冰融解後形成鹽水，因為凝固點降低了，與鹽水接觸的冰，溫度不能讓鹽水凝結，反而是紛紛融解。用食鹽（氯化鈉）與冰混合，凝固點可降至-20度 C，用氯化鈣，則溫度可降至-40度 C。 冰淇淋製作時，鹽與冰混合，用來提供一個低溫的環境，製造冰淇淋時，是將裝了冰淇淋材料的容器，浸置於低溫的鹽水中，藉其低溫來製成冰淇淋，不是把鹽加入冰淇淋材料中。
想聽完整的的節目可上網站，從2000年到現在的幾百集節目都在上面，是我喜歡的科普廣播節目之一，可以知道很多科學新知，也是練習英語聽力的好教材。想試聽一下的話，參考資料中有這輯節目的mp3 檔的下載連節點，在上面按滑鼠右鍵，把連結檔案儲存起來，就可以隨時播放收聽。 (本文亦發表於「泛科學」網站：http://pansci.tw/archives/54545 ) 參考資料： Holiday Question Show (Saturday, December 28, 2013) http://www.cbc.ca/quirks/episode/2013/12/28/december-28-2013/ 本文節目錄音mp3 檔： http://cbc.ca/quirks/media/2013-2014/qq-2013-12-28.mp3 延伸閱讀：
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