Beyond the Cosmos 超乎想像的宇宙

巧克力危機

人們對可可豆的需求日益增加，但是可可樹面對的威脅卻越來越大，科學家已經完成了可可樹的基因組定序，希望能找出應對之策。
撰文／施密茲（Harold Schmitz）、夏比洛（Howard-Yana Shapiro）
翻譯∕姚若潔

重點提要
■巧克力的消費需求日益增加。這種受歡迎的食物來自可可樹的種子所製成的可可粉。

火紅的紅麴


近年來，市面上出現許多紅麴製品，聲稱含有保健功能，究竟其保健功效從何而來？

文／楊嘉慧；審稿／台灣大學生化科技學系教授　潘子明

近年來，紅麴的保健功效逐漸被證實，市面上的紅麴產品也日漸增多，除了傳統的紅糟肉、紅露酒之外，現在還有紅麴吐司、紅麴餅乾、紅麴酒粕面膜等，這些紅麴製品，均含有紅麴菌（Monascus purpureus）發酵所產生的物質。

借屍還魂：遊走於虛實之境

把硬梆梆的化石復原為色彩繽紛、栩栩如生的圖畫，是「重建」或「解構」生命的過往？是藝術還是科學？
撰文∕程延年

重點提要
■古生物化石的復原圖像描繪，起始於17、18世紀，而由美國畫家奈特於20世紀初集其大成。
■古生物復原圖像是在有限的畫作平面上，將既有的科學材料影像化，並讓「科學之真」與「藝術之美」做最適當的結合。

與細菌共生


研究體內有益菌的科學家開始思考：人體的功能到底由誰當家作主？是由人類自己，還是與人類共生的微生物？
撰文╱阿克曼（Jennifer Ackerman）翻譯╱涂可欣

重點提要
■人體內的細菌細胞數是人類細胞的10倍，然而研究人員直到最近，才開始了解微生物對健康的助益。

台中主題廁所

日本市場現在最夯的商品

吃櫻桃不吐櫻桃籽！3款有趣好用的【櫻桃去籽器】

所有水果中，櫻桃所含的鐵質極其豐富， 每百克果肉中鐵的含量草莓的6倍、棗的10倍、山楂的13倍、 蘋果的20倍，居水果之首。
另外含有胡蘿蔔素(比葡萄、蘋果、橘子多4-5倍)、維生素B1 、B2、C以及檸檬酸、鈣、磷等， 多食用可助補血並幫助腸胃功能。
而且微酸帶甜，是許多人喜愛吃的夏令水果。美國網站賣了好幾款【 櫻桃去籽器】，讓吃櫻桃變成可以不用吐櫻桃籽， 一顆接一顆吃個不停！

對付好熱的夏天又要省電的冷氣床墊＋冷氣椅墊

大鵬二號為無人駕駛直升機，裝載了多種定位系統，能協助提供各種不同環境下所需的訊息，讓直升機自主穩定飛行。 文／趙俞婷、楊嘉慧 審稿／雲林科技大學電機工程研究所教授 蘇仲鵬、雲林科技大學電機工程研究所研究生 曾昱諳 操作過無人遙控直升機的人都會發現，直升機容易受到氣流干擾而不穩，操控者要隨著飛行狀況，不斷微調直升機的姿態，才能讓直升機穩定地在空中停懸、旋轉、前進、後退、攀升或下降。而且操控無人直升機更需要在視線良好的地方進行，若想在視距外從事火山觀測、海岸巡防、潮汐監視等，就需要高穩定性的自主飛行控制器來完成飛行任務。為此，雲林科技大學電機工程研究所教授蘇仲鵬與學生共同開發出「大鵬二號」，它不需專家操作也能穩定飛行，可提高執行任務的彈性，應用領域更廣泛。 調整機身姿態，達到穩定飛行 大鵬二號的操作方法是專家先以手動操控直升機飛到指定座標點的上空，等判定直升機的飛行狀況穩定時，再切換至自動控制模式，此時大鵬二號會自動擷取並記錄機身傾斜角度、遙控器撥桿上的數值等參數，交給由雲科大自行設計的機載飛行控制器控制機身姿態，以進行各種基本模態的飛行，並搭配全球衛星定位系統（GPS）導航機制，執行GPS座標點對點的任務飛行。 控制器的操控方法是控制直升機上的四顆伺服馬達來改變機身的姿態，主要為翻滾軸（機身X軸旋轉角度）、俯仰軸（機身Y軸旋轉角度）、航向軸（機身Z軸的旋轉）、高度（機身Z軸）（見下圖）四個部份來達到平衡。例如直升機進入停懸模式時，若遇前方有強風，造成機身向後偏離停懸點，此時可調整機身上的十字盤（裝設於旋翼中心的連桿上，可控制旋翼翼面角度），調整主翼面的俯仰軸，讓機身前傾，產生向前的力量，便能回到停懸點。 讓直升機穩定飛行的感測元件 大鵬二號最特別的地方在可以穩定垂直上升、下降、向前、向後定速飛行，這是因為上面裝置了慣性測量元件（inertial measurement unit, IMU）、全球衛星定位系統（GPS）與超音波測距儀等感測元件，可以隨時掌握自身的狀況，回饋到伺服控制系統，系統會根據此回授信號，發出最適當的操控指令。 IMU可以透過物件位置、角度及角速度，即時算出直升機的加速度。而GPS可利用接收數個衛星訊號，求得直升機位置的經緯度資訊。由於GPS提供的高度為海拔高度而非對地高度，在較低空時誤差量較大，使得Z軸座標值不準確，因此底部另裝有超音波測距儀，輔助測量對地高度。 IMU、GPS及超音波測距儀的資訊傳到控制器後，可即時獲得直升機的定位及導航資訊，快速將機身校回原位。例如飛行中，飛機的姿態出現機頭往下傾的情形，控制器可藉由調整俯仰軸，達到穩定飛行。此外，直升機做定點停懸任務時，若由於外部干擾由A點偏移到B點時，座標值的變化量會傳回控制器，並由機身的加速度、速度、角速度及角度等計算出六軸（移動三軸及轉動三軸）的運動狀態，並產生適當的四軸控制量，將直升機調回A點。 直升機的控制，除了由控制器操控外，機身也裝了RF無線通訊模組（RF的頻段為學術及醫療研究使用，較不容易受干擾），使得地面端也能透過電腦介面顯示直升機相關訊息資料。在遇到飛行狀況不穩定時，可即時上傳修改資料，讓直升機更容易達到預期的姿態變化，甚至改變直升機的飛行任務。整體而言，大鵬二號的自主穩定飛行技術，除了可提供軍事用途，在民生上的運用也相當廣泛，也讓日後相關學理研究及應用開發很多的思維。 延伸閱讀 〈無人飛機來襲！〉，卡司塔維奇（Davide Castelvecchi）撰文，《科學人》2010年4月 〈人道救援也可以很科學〉，芬克（Sheri Fink）撰文，《科學人》2008年2月 《直升機為什麼這樣飛？（圖解版）》，林鍵鱗著，晨星出版 《軍用直升機》，Bill Gunston著，羅臻譯，麥田出版 【科學Easy Learn網路版‧行政院國科會補助案】

中央氣象局在今年1月推出以全台灣368個鄉鎮市區為單位的「鄉鎮逐時天氣預報」，以提供民眾更精緻、在地化的天氣預報。 撰文∕李名揚 重點提要 ■傳統天氣預報方法是以縣市中某一地點的天氣代表該縣市的天氣，距離該點越遠，預報越容易失準。 ■中央氣象局今年1月推出「鄉鎮天氣預報」服務，縮短預報點與民眾之間的距離。 ■鄉鎮天氣預報採用數位化的圖形顯示系統，預報範圍還可以再縮小，資料也可以直接輸出。 「為什麼昨晚氣象預報明明說會下雨，今早出門卻是晴空萬里？」相信這是許多人曾有過的經驗。天氣預報受限於當今科技的極限，本來就有一些不準確度，再加上中央氣象局預報某個縣市的天氣，其實只是以「該縣市某一個地點」的天氣為代表，若民眾所在位置距離那個地點很遠，天氣預報的誤差自然比較大。 為了解決這個問題，中央氣象局在今年1月推出「鄉鎮天氣預報」服務，將預報單位由原本的縣市縮小為368個鄉鎮市區，以縮短預報點與民眾之間的距離。民眾可以到中央氣象局網站（www.cwb.gov.tw）查詢各地的詳細天氣預報。 電腦計算，人為修正 現代的天氣預報，是以最近數天的大氣狀況做為起始資料，並參考過去同樣氣候條件的統計資料，以電腦計算出未來可能的天氣概況。 中央氣象局的天氣預報主要是根據「數值預報」，也就是將全球的大氣空間分割成一個個網格，把每一個網格的大氣資料，如溫度、濕度、氣壓、風向、風力等輸入電腦，計算出各地未來可能的天氣變化。由於距離台灣越近的大氣情況，對我們的天氣影響越大，因此越接近台灣，網格就越小、越密集。目前中央氣象局在全球模式中是以55公里見方為一個網格，到了台澎金馬地區就縮小為5公里見方。在垂直方向上，由於越接近地表的大氣越濃密，對天氣的影響越大，因此網格的分格也就越細；而不同的電腦模式依其精度需求，有不同的分格數。 至於網格中的大氣資料，是由衛星、雷達、探空氣球等裝置偵測而來。世界各國的氣象資料都互通有無，因此全球模式中的大氣資料由各國提供，而台灣附近的大氣資料則由中央氣象局負責偵測。然而中央氣象局並沒有那麼多偵測儀器可以得到每一個網格的大氣資料，因此是將衛星、雷達及台灣陸地上25個人工氣象站偵測到的資料，根據一定的公式推算出每一個網格的大氣資料，再輸入電腦進行數值預報。 大氣的變化非常複雜，天氣系統也會移動，因此必須不斷輸入最新的大氣資料以進行更新，加上網格資料有很多是推算而來，更容易增加誤差。為了提高準確度，中央氣象局會把過去相同季節和氣候條件的氣象統計資料輸入電腦，修正數值預報的結果，這種方式稱為「統計預報」。 最後，所有數值預報與統計預報的結果，仍需以人力進行修正，這正是氣象局預報員所做的工作。中央氣象局氣象預報中心課長張博雄表示，隨著電腦計算能力進步，近幾年電腦預報的溫度已經相當準確，但是，電腦仍難以準確預報降雨情形，因為台灣地形複雜，風向、風速和濕度等綜合因素會造成垂直的大氣風場，改變大氣的穩定性，影響各地的降雨機率，必須由預報員根據自己的知識與經驗進行修正。 天氣預報準不準？與你在哪有關！ 以前只有以縣市為單位進行天氣預報時，中央氣象局的做法是在25個縣市各選一個氣象站，透過電腦運算及預報員修正以得出該處的天氣預報，做為該縣市的天氣預報。這25個預報點均在各縣市的主要行政中心附近，所以所謂的「某縣市的天氣預報」，其實只是「某縣市的行政中心附近某個氣象站的天氣預報」。選擇氣象站所在地做為預報點，是因為在該處可以實際測量溫度、降雨、風向、風速的變化，進行天氣預報準確度的校驗。 台灣同一縣市內的地形高度可以相差上千公尺，在高山的迎風面及背風面也可能有完全不同的天氣型態，因此以縣市為單位來進行天氣預報，很容易讓距離縣市行政中心較遠的民眾覺得預報非常不準。其實根據中央氣象局針對各預報點的準確度校驗，在一天前的預報，平均溫度誤差在1~2℃之間（見左圖），可說相當準確；而降雨機率的預報準確度則在25%左右，這個數字雖然不高，但在全世界已是前段班。 【欲閱讀完整的豐富內容，請參閱科學人2012年第124期6月號】

 

美軍“獨立級”瀕海戰鬥艦從明年開始部署新加坡。

　　近一段時間，電影《超級戰艦》讓軍艦又火了一把， 大家對電影中科幻前衛的外星戰艦及高科技武器津津樂道，而目前， 一種同樣具有前衛外觀設計的戰艦正在進入人們的視野， 那就是瀕海戰鬥艦。這種專職“近海戰鬥”的新型戰艦， 可謂與沿海敵人展開“近身搏鬥”的“格鬥之王”。明年開始，美軍 的四艘瀕海戰鬥艦將進駐新加坡。

　　部署

　　美軍新戰艦遙望南海

　　從明年開始，美軍的近海“格鬥之王”—— 瀕海戰鬥艦將首次出現在鄰近南海的黃金水道：馬六甲海峽。 這些新型戰艦的“港灣”是扼海峽咽喉的新加坡。

　　新加坡國防部長黃永紅近日表示， 該國已原則上同意讓美軍在新加坡部署四艘瀕海戰鬥艦， 第一艘將會在明年的第二季度開始部署。

超越費曼圖

將大自然的各種力統一起來，或許沒有物理學家原來所想的那麼困難。
撰文∕伯恩（Zvi Bern）、狄克森（Lance J. Dixon）寇索爾（David A. Kosower）
翻譯∕高涌泉

重點提要
■物理學家對於粒子碰撞的了解，最近經歷了一場寧靜革命。知名物理學家費曼所引入的觀念對於很多應用而言已到達極限。作者與合作者已經發展出新的方法。

改寫遊戲史的「晶片界明日之星」：感測晶片

能夠精確判讀外在環境的狀況，接收訊息後還可進一步偵測出距離、光線、溫度、影像或動作，感測晶片應用，正深入各種產品，實現智慧化生活。

移動、揮棒、跳躍，2006年，採用感測晶片技術所推出的電視遊樂器Wii，改寫了遊戲史。裝在Wii搖桿裡頭的晶片，讓使用者能抓住無線搖桿，身歷其境 地做三度空間，前後、上下、左右的移動操作，另外的影像感測晶片，則可讓使用者的位置與螢幕上做同步移動。而不需要任何控制器的Kinect，則是靠著攝 影機鏡頭捕捉使用者的動作，一次可輕鬆擷取彩色影像、3D影像及聲音訊號等，同時運用了三種深度感測晶片技術。

和一般用在電腦裡的晶片不同，感測晶片因為能夠精確判讀外在環境的狀況，接收訊息後還可進一步偵測出距離、光線、溫度、影像或動作，敏銳的反應讓它可添加在原本平凡無奇的產品裡，讓人類的生活變得比以前更智慧化。

中國角龍出土記


從山東諸城出土的「中國角龍」和「諸城角龍」，分別具有超大的體型和獨特的咀嚼系統，更證明白堊紀晚期，角龍在亞洲沒有缺席。
撰文∕徐星

重點提要
■亞洲白堊紀晚期的恐龍動物群和北美洲非常相似，但是在北美洲西部早已發現的大型角龍化石，在亞洲卻一直沒有出現。