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東海大學應用物理系

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東海大學應用物理系

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東海大學物理系
一百零二學年度更名為應用物理系，原物理組更名為材料及

東海大學物理系大學部於民國四十四年東海大學創辦時即成立，首位系主任為鍾盛標教授。

歷年來培育許多傑出物理人才，如王亢沛博士(第一屆物理系，曾任東海大學校長)、劉全生博士 (第二屆物理系，曾任國立中央大學校長)、陳瑞騰博士 (第四屆物理系，美國密西根州韋恩大學物理系教授)、陳敏博士 (第五屆物理系，美國麻省理工學院物理系教授)、凌大鏞博士 (第六屆物理系，美國俄亥俄州立大學物理系教授)、錢嘉陵博士 (第七屆物理系，美國約翰霍普金斯大學物理與天文系教授)、張圖南博士 (第八屆物理系，美國南加州大學物理與天文系教授)、劉克非博士 (第九屆物理系，美國肯德塔基大學物理系教授)、張松生博士 (第十屆物理系，美國東北大學物理系教授)、彭仁傑博士 (第十二屆物理系，美國伊利諾州立大學香檳校區物理系教授) 等。早期 (1955~1970) 的東海大學物理系，請參閱中華民國物理學會2006年出版的「1970 年前台灣物理系所的發展」第 73 ~ 88 頁。

民國九十四年本系大學部增為雙班—招收「物理」及「應用物理」兩組學生。至今(民國一百零一年)已培育出五十四屆逾一千五百位畢業生，系友遍佈國內外學界與產業界。東海大學物理系碩士班於民國八十七年成立，迄今已培育十三屆近百位碩士，九十九學年度起開始招收博士班。建立完整之物理專業養成體系。一百零二學年度更名為應用物理系，原物理組更名為材料及奈米科技組，應用物理組更名為光電組。

東海大學物理系原座落於理學院，教學研究空間約一百八十坪。民國九十年遷至大智慧科技大樓，教學研究空間增加為五百六十七坪。翌年接辦物理年會，為自民國七十五年睽違十六年後，重現於東海大學校園內的物理學界盛會。民國九十三年基礎科學實驗館落成，物理系於該館五樓又增加二百六十坪空間，提供系內材料與奈米科技相關領域教師，教學與研究之用。

23/09/2026

🎉【學習成果暨獎學金頒獎｜努力，值得被看見】🎉

為鼓勵學生積極投入學習、持續提升專業能力，本系透過獎學金與榮譽課程制度，肯定同學在課業上的努力與優異表現。此次表揚包含「新生入學獎學金－修課獎助」、「物理榮譽課程」及「學業績優獎學金」三個項目，一起分享同學們的亮眼成果！

🏅【新生入學獎學金－修課獎助】

「新生入學獎學金」不僅肯定優秀新生的入學表現，也期望陪伴同學在大學期間持續成長。獲獎同學入學後，每學期皆須接受學業檢核，通過系內指定專業科目的檢定標準後，方可於次學期繼續獲得修課獎助。

透過定期檢核與獎勵機制，鼓勵同學保持穩定的學習態度，扎實累積物理專業能力，並在面對課業挑戰時勇於突破自我。

本項獎學金由「應用物理系 #石林紀念基金」支助，感謝系友與各界對人才培育的重視及支持，讓同學能夠更加專注於學習，為未來發展奠定良好基礎。

🌍【物理榮譽課程】

114學年度第二學期，共有19位同學順利完成 Harvard University 於 edX 平台開設的線上課程「Calculus Applied!」，並成功取得課程證書！

這門課程著重於微積分的實際應用，透過生物學、經濟學、醫學及社會科學等跨領域案例，引導學習者將現實生活中的動態問題轉化為數學模型，並進一步分析與解讀計算結果。

同學們透過國際線上課程，不僅增進數學建模與數據應用能力，也培養自主學習及跨領域思考的素養，為未來的專業學習開拓更多可能。

📚【學業績優獎學金】

為鼓勵本系學生專注課業、精進專業知識，本系設立「學業績優獎學金」，針對首次修習指定課程的大學部學生，依當學期指標課程的加權總分進行排名，取各年級前五名頒發獎學金。

評比課程涵蓋普通物理、微積分、電磁學、量子物理及應用物理實驗等重要基礎與專業科目，期望透過獎勵制度，鼓勵同學穩固基礎、深化專業，持續提升學習表現。

獎學金金額如下：

🥇第1名｜7,000元
🥈第2名｜6,000元
🥉第3名｜5,000元
🏅第4名｜4,000元
🏅第5名｜3,000元

👏 恭喜所有通過檢核、獲得獎學金，以及完成國際線上課程的同學！每一份成果的背後，都是長時間的投入與堅持。期待同學們繼續保持學習熱忱，在物理與跨領域學習的道路上勇於探索、持續進步，再創佳績！

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15/09/2026

除了屎尿梗之外，搞笑諾貝爾獎可能也滿偏好「死靈使」題材的，繼 2023 年的「死靈魔蛛夾」把死蜘蛛變成夾娃娃機的夾子之後，今年又有用蚊子做的：死靈魔蚊～～～3D印表機！

蛤？

把蚊子叮人的針（口器），拆下來當成 3D 列印的噴嘴。讓加拿大 McGill 大學的團隊，獲得 2026 年搞笑諾貝爾科技獎的獲獎研究（今年加拿大頗為豐收）。第一作者名叫 Justin Puma，不過他沒有要選台北市長喔。

在實驗室與產業界，會大量使用把液體「擠成一條細線」的分注針頭（dispense tip），光是美國一年就用掉超過 40 億支，多是金屬與塑膠製，用完即丟、無法分解，除了昂貴之外還會造成環境問題，3D 列印針頭也屬於此類。特別是針頭越細越貴，市售最細的內徑 35 微米金屬針頭，一支要價 80 美元以上；最細的是把玻璃毛細管加熱拉細，內徑可以到 1 微米以下，但是一碰即碎且粗細不一，一支也要 26 美元。

研究團隊先做了一份「自然界微型針頭型錄」：蠍子的螫針、毒蛇的牙、芋螺的「魚叉」（牙齒）、蜈蚣的毒爪，這些能把液體射出去；植物的木質部導管、各種昆蟲的口器，則是把液體吸進來的，這些都是噴嘴的。不過要當列印噴嘴，有幾個條件：要筆直才能精確畫線、要夠硬才不會變形、內徑要細、長度要適中。經過消去法之後，只剩下一個：雌蚊的口器。它很直，長約 2 毫米，硬度約 200 MPa（跟塑膠差不多），吸血的內徑只有 20～25 微米，比要價 80 美元的金屬針還細。更重要的是便宜多了，養一隻蚊子的成本不到 0.02 美元。

因為是初期研究，所以可說是純手工打造：實驗室飼養、未帶病原的冷凍雌性埃及斑蚊，先以酒精消毒，將口器外鞘剝掉，只留下內層的吸血管。接著用牙籤沾 UV 樹脂在中段抹一圈當「擋板」，以 395 奈米的紫外線手電筒照 10 秒硬化（各位可能滿多人有在牙醫診所做過），兩端用刀片切齊，裝到 3D 印表機針頭的轉接器上，就完成了！從電子顯微鏡影像量出的內徑是 23.6 微米，組裝成本約 0.8 美元，研究團隊將其命名為 3D necroprinting，「死靈列印」，以向上次得獎的魔蛛夾「死靈機器人學」（necrobotics）致敬。

裝好之後，就可以來做 3D 列印了！這個新產品，是專門用在「生物列印」（bioprinting）的，也就是把含活細胞的水膠一層層堆出有形狀的組織，之前我們也介紹過「3D 列印心臟」。

不過在那之前，要先來做一下工程測試，看看「爆破壓」是多少：將尖端用環氧樹脂封死，把水灌進針頭再加壓直到裂開。結果顯示，管壁材料的強度約 708 kPa（這是世界首次量出蚊子口器的強度），遠低於金屬和塑膠針，所以雖然很細又很便宜，缺點是不太耐操。

實際列印時，針頭有兩種壞法。第一種是塞住：生物墨水多半有「剪切致稀」的特性，被推著流動時像液體，離開噴嘴失去推力就會停下來像果凍般凝固。後面的墨水一直推出來，壓力直線上升就爆了。另一種是墨水太黏稠的話，要維持流速就得加大壓力，然後也是爆掉。弄清楚這兩種壞法，利用流變學模型，給定墨水的稠度與流變參數，就能查出「最快能開多快」。以生物列印最常用的「Pluronic F-127」來說，答案是每秒 15 微米，這指出了「死靈印表機」的另一個缺點，太慢啦！

研究團隊把小鼠黑色素瘤細胞混進生物墨水裡印成網格圖案，列印後細胞存活率達 86%。這相當不容易，因為細胞擠過 20 微米的針頭很容易會被剪應力撕壞，蚊子口器針頭的低爆破壓，當壓力過大時針頭先壞掉，反而保護了裡面的細胞。

不過這畢竟是生物材料，有過期的問題。室溫下保存，兩週後壞掉約三成；如果放在 −20°C 冷凍庫則可以撐一年。

這個研究，發表於 2025/11/19 的「Science Advances」期刊（Science 的 Open Access 子刊）。

超中二物理宅雜記
話都給我說就好其之567

圖左：死靈 3D 印表機構造，B 中最細的那根 Proboscis 就是蚊子的口器。
圖右：上、中為純 F-127 列印出來的蜂巢與楓葉（加拿大人嘛）結構。下為 F-127 加了小鼠黑色素瘤細胞列印的網格。（來源：Science Advances）

13/09/2026

2021 年春天，瑞士聯邦農業研究中心（Agroscope）的 Franz Bender 博士，與蘇黎世大學植物與微生物生物學系的 Marcel van der Heijden 教授（他同時也是 Agroscope 農業生態研究部門的主管），發起了一個公民科學計畫：募集 1000 位民眾，進行關於土壤的科學研究。

有 1400 人報名，研究團隊依地理分布挑選出 1000 位，且半數以上是農民。每位參與者都收到一個包裹：兩條 Naturaline 白色有機棉男用三角褲（S 號，2000 條全部直接向製造商訂購，確保完全相同）、12 個立頓茶包，包括六個南非國寶茶、一個採土袋、三種語言的說明書（因為是瑞士），以及附回郵，用來寄回樣品的箱子。

研究的主題是：把兩件內褲埋進自家庭院或農田的土裡，兩個月再挖出來，看它爛了多少。

這個研究的名稱是「Beweisstück Unterhose」（物證：內褲），獲得 2026 年搞笑諾貝爾土壤科學獎。

生命孕育於土壤、也歸結於土壤，地球上超過一半的物種在土壤裡。然而，土壤每年因侵蝕流失 200～500 億噸，每天有 250～300 平方公里的土壤被瀝青和混凝土封死。在這個研究中，科學家想解決的其實是個科學傳播問題：要怎麼讓一般人親手體驗「土壤是活的」這件事？

做成內褲的棉布是纖維素，土裡的細菌、真菌、蚯蚓和各種小蟲會把它當食物吃掉；土壤生物越活躍，布爛得越快。研究團隊一開始打算用棉布片或襪子，但是覺得不夠有梗，可能吸引不到人來參加。所以後來決定改用棉質內褲，理由有兩個：夠奇怪、引人注目；有鬆緊帶做的「骨架」不會爛掉，兩個月不會爛到什麼都不剩，一定挖得回來。

公民科學家們收到的指示：挖一個 60 × 30 × 30 公分的洞，先採一袋土；把兩條內褲並排直立放進去，褲頭露出地面，回填到約留 8 公分深度，在每條內褲前面各放三個國寶茶包和三個煎茶包，然後把洞填滿、踩實、插上黃色木製標記。30 天後挖第一條，60 天後挖第二條，晾乾，把內褲、茶包和土樣一起寄回 Agroscope。另有一個手機 App 讓人登錄座標、填土地用途和施肥方式、上傳照片；不想用手機的人可以填紙本寄回。

兩個月後，一共回收了 883 份土樣、1752 條內褲、7088 個完整茶包和 800 份問卷，把不符規格的部分去除後留下 780 個樣本，各對應到一個地點。

實驗室將內褲和茶包在 70°C 烘烤 24 小時，土壤樣本在 40°C 烘 24 小時後過 2 mm 篩然後做化學分析。先徒手剝掉內褲上的土塊，沿兩側剪開攤在藍色背景上，從固定高度垂直拍照，用影像軟體濾掉藍色、數數看剩下多少畫素，訂出「內褲分解指數＝（新內褲面積－剩餘面積）／除以新內褲面積」，越大表示爛越多、土壤生物越活躍。他們也量了重量損失，兩者相關性相當高（R² = 0.73），但因為總有洗不掉的土粒黏在纖維上，秤重比較不準，最後還是採用面積版。

再來是「茶包指數」：這是 2013 年荷蘭學者提出的標準方法，用兩種分解速度差很多的茶：難分解的國寶茶、好分解的煎茶埋相同天數，從兩者的重量損失套公式，算出「分解速率常數」（k）和「穩定化係數」（S）。它是全世界土壤學家通用的分解基準，用來當內褲實驗的對照組。

結果：埋一個月的「內褲分解指數」平均 10%，兩個月時 50%，也就是瑞士的土壤兩個月就能「吃掉」半條內褲。

再來是「誰家的土最會吃」。把 780 個地點依土地利用分類，得到：私人菜園分解最多，兩個月 58%、耕地 51%、野草地 47%、庭院的草坪只有 40%，茶包指數的排名與內褲指數一致。

這些土壤的特性差在哪裡？統計分析顯示，最主要的因素是土地利用方式（例如經常需要播種、整理、除草、收割的菜園，對比於從頭放生到尾的野草地），接著是土壤裡的鈉、磷、質地（顆粒粗細與黏性），還有肥料種類：用堆肥的地點分解最高，然後是化肥、廄肥、液肥。第一名的菜園土壤有機碳最高（約 3.4%），氮與磷的含量也最高。草坪有機碳只有 2.1%、頻繁修剪、植物種類單一、而且常用除草劑；耕地的有機碳雖然跟草坪一樣低，但翻耕的物理擾動會刺激微生物活化，但代價是碳流失。此外，海拔越高溫度越低，所以分解越慢。

統計上所分析出來的變數合起來，只能解釋內褲分解變異的 16.5%。剩下八成多，可能藏在沒量的東西裡，如土壤團粒結構、微生物群落組成。還有一個重要變數，是這一千位參與的公民科學家，對操作過程的理解與執行方式的差異。內褲指數跟茶包指數變化方向一致，但是相關係數只有 0.32，還是有滿多因素還沒分析出來。

除了上述結果之外，還有個重要發現：瑞士現行的「施肥指南」建議，磷的含量應為每公斤土壤 1.6～4.3 毫克。實測結果耕地平均值 3.5 毫克，在建議範圍內；但私人菜園平均達 13.4，有些甚至超過 60。也就是說很多園丁施的磷肥是作物需要量的好幾倍，多出來的會隨侵蝕和淋溶進入地下水和河川，抑制對植物有益的細菌跟真菌。菜園內褲爛得快，表示土壤肥沃，但是對整體環境可能不是好消息。計畫結束後，每位參與者都收到自己那塊地的土壤分析結果和施肥建議，菜園主人們大都收到了「磷肥少一點」的建議。

這個研究，正式發表於 2026/08/26 的「Plants, People, Planet」期刊。

在論文正式發表之前，2025/02/28 的「Science」報導了這個研究：兩個小男孩挖出內褲後開心的說：「蟲、昆蟲和細菌把我們的內褲吃掉了！我們的土很好！」

超中二物理宅雜記
話都給我說就好其之566
圖：內褲爛得越多，土壤生物越活躍；以及參與者挖出內褲的現場。（來源：Plants, People, Planet 原論文）

08/09/2026

蟑螂也有奶？難道是蟑螂移民到火星上，變種成哺乳動物了嗎？這是 2026 搞笑諾貝爾化學獎的獲獎研究。得獎的是跨印度、法國、日本、加拿大、美國的大型國際團隊，通訊作者是印度班加羅爾幹細胞研究所（inStem）的 Subramanian Ramaswamy 與日本高能加速器研究機構（KEK）的 Leonard Chavas。

蟑螂的生殖方式有三種：一、把卵裝在卵鞘裡產出來；二、把卵鞘縮回體內的「育兒囊」，母體供保護和水分，胚胎還是靠自己卵裡的卵黃長大；只有一種例外，太平洋甲蟲蟑螂（Diploptera punctata），牠的卵幾乎沒有卵黃，為了供應蟑螂寶寶養分，育兒囊的囊壁會分泌一種富含蛋白質、醣類和脂肪的「奶」，胚胎泡在奶裡，靠已經長好的咽部肌肉和一條簡單的腸子「喝奶」，這種蟑螂跟一般昆蟲產卵時的「射後不理」有很大的不同。

由於整個胚胎期不斷「喝奶」，營養十分充足，出生時全身蛋白質總量增加達六十倍，43～52 天就性成熟，卵胎生的近親要 160 天。

過去的研究還發現，胚胎喝了源源不絕的奶，腸子的蛋白質濃度會高到過飽和，然後產生結晶。

蛋白質是生物體內維持功能最重要的分子，而想了解蛋白質的特性，就得先了解其結構，得要拿來長晶體、然後做 X 光繞射。這在過去是個苦差事，因為能輕鬆計算蛋白質結構的 AlphaFold 還沒出來（這篇論文發表於 2016 年）。

蛋白質這種大分子，要長成漂亮的晶體很困難，所以蟑螂寶寶這種「自體長晶」的蛋白質，對結構生物學家無異天上掉下來的禮物！

（警語：以下實驗過程可能引起不適，請斟酌取用，神經夠大條的還有影片可看）

蟑螂養在 27°C、以人工照明控制日夜各 12 小時的環境，將交配後約 46 天的母蟲育兒囊裡，把胚胎取出，切掉頭尾，讓腸子擠進昆蟲林格氏液（成分模擬昆蟲體液的生理溶液），再把腸子劃開，蛋白質晶體被收縮的腸壁推出來（論文附了影片）。晶體只有幾十微米大，泡在 20% 甘油後以液態氮急凍，冷凍宅急便直送瑞士同步輻射光源（SLS）照 X 光，解析度達 1.2 Å，這是單原子等級，在蛋白質結構界可是少見的高級品。

不過光有漂亮的繞射圖形不代表結構解得出來，這是晶體學界最常碰到的「相位」問題，因為收到的訊號是各道繞射疊加後的「強度」，也就是波函數（是光、不是量子力學的）被取了絕對值平方，許多資訊不見了，要完整重建得費一番功夫，而且不見得做得到。在此就省略技術上的細節，總之這個團隊終於把「蟑螂奶蛋白質」的問題解決了。（不過我要強調的是，整篇論文最重要的地方是這部分，但是我想來湊熱鬧的各位應該不太會有興趣…認真的讀者請洽原論文。）

以蟑螂奶中蛋白質、醣、脂質的重量估計，一顆中腸晶體約含 3.7 × 10⁻⁵ 焦耳，以相同質量而言，能量密度是牛奶的三倍以上。蟑螂奶的營養價值超高！大家要改喝這個嗎？不過請換算一下，一杯 200 c.c. 的牛奶熱量約 130 kcal，也就是約 54 萬焦耳，相當於 147 億顆晶體，一個胚胎裡以體積粗估約有 5 萬顆晶體，所以要取代一杯牛奶需要 29 萬顆蟑螂蛋，各位可以想像一下那個場景…還是喝杯普通一點「牛」奶壓壓驚吧！

這個研究，於 2016/06/02 發表於 International Union of Crystallography（IUCr，國際晶體學聯合會）的期刊 IUCrJ。

在此特別紀念得獎者之一，研究蟑螂奶超過 40 年的美國愛荷華大學 Barbara Stay 教授，可惜她已經在 2024/02/06 過世，享年 97 歲，沒能趕上這個獎。

超中二物理宅雜記
話都給我說就好其之565
圖左上：蟑螂這麼強壯，是因為從小喝營養三倍速的奶嗎？（來源：貴家悠、橘賢一／集英社）
圖右上：顯微鏡下的胚胎中腸，可以看到裡面塞滿了晶體。小圖是取出後的晶體。（來源：IUCrJ）
圖下：蟑螂奶中的Lili-Mip 蛋白質結構。（來源：IUCrJ）
（以上各圖皆取自 IUCrJ 原論文）

07/09/2026

「打草驚蛇」這句大家耳熟能詳，不要驚動對手才能一擊必殺（或是逃之夭夭）。不過「打草」要打到什麼程度，蛇才會「驚」到呢？巴西聖保羅州立大學（Universidade Estadual Paulista）的 João Miguel Alves-Nunes 研究團隊（他是第一與通訊作者，還是個博士生），做了實驗來探討「蛇在什麼情況下決定要咬你？」

他們選了當地常見的「巴西蝮蛇」（Bothrops jararaca）為對象，牠們在巴西全國每年造成約兩萬起蛇咬中毒案例。

研究的方法直接了當：用腳踩蛇，看力量多大時蛇會反擊咬人。

研究團隊把蛇放進一個 1.5 × 1.35 公尺的保麗龍圍起來的實驗場，地面是鋁板。把蛇放進去 15 分鐘適應環境後，研究者穿著安全靴走進去，「輕輕地」踩蛇的頭、身體中段和尾巴，每個部位十次，順序隨機，每次間隔三秒，一條蛇踩 30 次。對照組則是：靴子踩在蛇旁邊 5 公分內、但不碰到牠，看蛇會不會凍袂條。每條蛇早上（8～11 點）和晚上（18～22 點）各測一輪，兩輪之間隔五天；每次都用紅外線溫度計量蛇的體溫，全程錄影。受試的蛇共 116 條：75 條十歲以上的成蛇、13 條一歲半的青年蛇、還有 29 條出生才 14 天的新生蛇。

順帶一提，從頭到尾都是這幾位作者去踩，而不是「賭咒給別人死」，這點請收下筆者的敬意。

結果得到一份「如何把蛇惹毛讓牠咬你」的清單。

第一，踩到哪裡很重要。踩蛇頭被咬的機率約 44%；身體中段是 20%；踩到尾巴只剩 11%。這不意外，頭是蛇最脆弱也最重要的部位（人也一樣），踩頭屬於最強威脅訊號，蛇當然反擊。

第二，小蛇比大蛇兇。出生 14 天的新生蛇，咬人機率是成蛇的 2.17 倍，新生母蛇更是全場冠軍。作者解釋：小蛇跑不快，逃不掉只好反咬；而且新生蛇的毒液對鳥類（牠們的主要天敵）毒性特別強。

第三，蛇越小越兇，小母蛇更凶：早上光是靴子靠近到 5 公分內、還沒沒碰到就會咬人，而小公蛇在同樣情況下可以容許二、三十次逼近才咬人。

第四，白天母蛇比較兇，晚上相反。但是整體而言都是早上比較危險。

第五，體溫有差。母蛇不管早晚都是體溫越高越會咬人；公蛇早上也一樣，晚上卻反過來，體溫高時傾向逃走。

聖保羅州的蝮蛇在沿海地區體型較小、氣溫較高（約 22°C，氣溫跟蛇的體溫正相關）；高地蝮蛇體型較大、氣溫較低（約 18.3°C）。綜合實驗室數據，研究者預測沿海的蛇應該更愛咬人。根據巴西衛生部 2009～2022 年的通報資料，果然如此：沿海農村平均每十萬人有 500 件蛇咬傷，高地只有 278 件；而且各市鎮年均溫每高 1°C，被蛇咬的「勝算」（？）就增加約 28%。

再來是來在附近Vital Brazil 醫院的資料：醫院被蛇咬的人把蛇一起帶去，確認種類後才能對症下藥（台灣也建議這樣做，但請確定牠死透了），1969～2005 年一共收了 422 條。分析發現，咬人的公蛇平均 760 mm、母蛇 880 mm，都明顯小於當地族群平均（821 與 1,130 mm）；而且早上的咬傷 64% 是母蛇幹的，晚上則變成 57% 是公蛇。跟實驗室的結論「小蛇愛咬、母蛇早上兇、公蛇晚上兇」吻合。

這個研究，發表於 2024/05/03 的「Scientific Reports」期刊（Nature 集團的開放取用期刊）。

由於以上貢獻，本團隊獲頒 2026 年搞笑諾貝爾生物獎。

不過論文刊出後，有人對這個動物實驗提出疑慮，後來動物倫理委員會裁定，當初核發的動物實驗許可並不包含新生蛇、也不包含「踩蛇」這個方法。結果 2025 年 2 月時，遭編輯部撤稿，六位作者全體皆對此表示無法接受。

不過搞笑諾貝爾獎比 Scientific Reports 值錢啦！

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話都給我說就好其之564

圖上：咬人機率容易升高的自然情境。（A）被踩到或被逼到角落時，蛇會出於防禦而咬。（B）幼蛇比成蛇更愛咬，而且常停在植物上，不容易被發現。（C）蛇在耕地附近的植叢間曬太陽時，體色的偽裝效果會讓你看不到牠，誤踩被咬的風險增加。（D）蛇也常在種植園邊緣剛翻過的土地上曬太陽，這也會提高風險。

圖下：聖保羅州沿海（蛇小、天暖）與高地（蛇大、天冷）的蛇咬傷發生率對照，每十萬人 500 對 278。

（以上各圖皆取自 Scientific Reports 原論文）

06/09/2026

「有錢人就是什麼都比較會」，比較會的是好事還是壞事呢？這就是 2026 年搞笑諾貝爾經濟獎的獲獎研究。得獎的是加州大學柏克萊分校心理系的 Paul K. Piff 教授（現任教於爾灣分校）的研究團隊。

不論是「為富不仁」，還是「肌寒起盜心」，都是「道德與社經地位關連性」的刻板印象。得獎團隊之前的研究發現，階級高的人比較不會辨認別人的情緒、在經濟遊戲裡比較自私、對話時比較常滑手機或在問卷上塗鴉。這個研究問的是，前述最多只算是「惹人厭」的行為，會不會升級到違規、甚至犯罪邊緣呢？

2011 年 6 月，有四位研究團隊招募的觀察員兩兩一組（他們並不知道研究目的是什麼），躲在舊金山灣區一個四面都有「停車再開」標誌的路口，將駛近路口的車，依廠牌、車齡和外觀給 1（破舊國民車）到 5（高檔豪華車）分，也就是研究者以車子代表駕駛的身份地位，雖然我們都知道這不太精確，但是「統計而言」應該有其道理。觀察員並且記下駕駛的性別、目測年齡、行車時段和路口車流狀況，看這些車有沒有遵守規矩，完全停止、先到先走。

觀察員在連續兩個週五下午 3~6 點，一共觀察到的 274 輛車裡，有 12.4% 犯規搶道。依車況分：1 分車（最爛）約 8%、2 分車約 6%、3 分車約 13%、4 分車約 10%，5 分車（最豪華）跳到約 30%。顯然，車子的豪華程度與駕駛的守規矩程度成反比。

第二個研究則是由研究助理假扮行人，「埋伏」在一條單行道的斑馬線旁邊，等看到來車越過離斑馬線 15 公尺外的標記後，開始走向斑馬線、看向駕駛，記錄車子有沒有停下來禮讓行人。結果 152 輛車裡，有 34.9% 沒停。其中 1 分車全停無人犯規，2、3、4 分車各約 28%、31%、44% 沒停，5 分車不停的更高達 46%！這個結果跟前一個一樣，車子越高級就越不守規矩。

老實講，這兩個實驗在台灣大概作不起來，因為違規率可能都破表了（「禮讓行人」這點最近明顯有進步，還是要誇獎一下）。比較令筆者驚訝的是，美國違規的人居然這麼多，因為根據自駕旅遊書以及有長住美國經驗的人都表示：這兩條都屬於嚴厲執法的「天條」。

接下來的研究是找了 105 個柏克萊的學生，用「MacArthur 十段階梯」量表來自評階級，最上面的 10 是頂級天龍人，1 是最慘的魯蛇。自評後讀八個「不道德情境」（如佔別人便宜），然後自評會不會照做。結果是站在越高處的人，不道德傾向愈高。

然後學生被隨機分組，分別跟梯子最頂端或最底端的人比較，並寫一小段想像中與天龍人或魯蛇的互動，這種方式已證實會讓前者自卑（感覺被降級）、後者自我感覺良好（感覺被升級）。之後有人（其實也是不明就裡被招募來的受試者）端出一罐單顆包裝糖果，說是要送去隔壁兒童實驗室，「不過各位也可以拿」，然後離開約 30 秒。結果發現，想像跟魯蛇對話的「升級組」平均拿 1.17 顆，而跟天龍人對話的「降級組」只拿了 0.60 顆。也就是說，光是「心態變天龍」就會讓人更不在意的拿走「本來要給小朋友」的糖果…

一連串的實驗，結論都指向高社經地位者（不管是實質、還是心理上的自我感覺良好）比較不守規矩，並且更貪心。

這個研究，發表在 2012/02/27的 PNAS（美國國家科學院期刊）。

不過要補充的是，這篇論文後來引起了廣泛的爭議，許多學者重複他們的實驗，卻無法得到一致的結果。因此對於「有錢人到底是不是都比較會？」這個問題，可能還有得吵。不過至少他們拿到了搞笑諾貝爾獎啦！

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話都給我說就好其之563

圖左上：實驗一的路口鳥瞰圖
圖右：實驗二情境（喂，黑色車子你違規啦！）
圖左下：A、B分別為實驗一、二的結果，違規率跟車子的豪華程度明顯正相關。
（以上各圖皆來自 PNAS 原論文）

04/09/2026

公共男廁的小便斗，經常貼著標語「向前一小步、文明一大步」，提醒男士們請靠近一點尿尿，因為實在太多小便噴濺到外面啦！因為是公廁，對尿尿的男生而言這是「外部成本」，尿完拍拍屁股走人，剩下的就留給歹命的清潔員工去處理啦！

很可惜，講也講不聽。

這問題有多嚴重呢？美國公廁約有 5,600 萬座小便斗，每天被濺到地上的尿超過 35 萬公升，除了噁心以外，也成為病菌的溫床。

過去的對策不多，比較成功的是我們經常看到小便斗裡貼著蒼蠅的貼紙，引導男士們不由自主的「瞄準」牠，據報導這個方法讓濺尿減少五到八成、清潔費降 8%。的確是有效，但就算是減少了八成，以美國而言，也還有 7 萬公升在地上欸！

加拿大滑鐵盧大學的 Zhao Pan 教授帶領的研究團隊，決定「人性解決不了的問題，就交給物理來解決！」。首先要看看濺尿這個現象是怎麼來的。

這是一個複雜的流體力學問題。一道水柱撞上表面會不會濺，取決於速度、角度、黏度、密度、液滴直徑、表面張力、氣壓、表面的潤濕性與粗糙度等許多因素。對小便斗而言，能下功夫的地方是「撞擊角」，也就是水柱與表面的夾角（垂直撞上去是 90°，貼著表面是 0°）。

物理是實驗的科學，第一件事就是要做實驗來看撞擊角跟噴濺量之間的關係。不過總不能叫實驗室所有的男生來尿吧！供給量不夠啊！因此研究團隊使用 3D 列印、比照真實人類尿道的噴嘴，接上馬達流量計與總量計，往一片直徑 10 公分、可調傾角的玻璃圓盤噴水，圓盤放在直徑 18.5 公分的桶裡，桶子旁邊鋪滿紙巾，濺出來的水用紙巾接住，測量中實驗前後的重量差來來得到噴濺量。水柱流量有 0.4、0.7、1.9 公升／分鐘三種，並且調整不同的噴嘴高度來涵蓋各種排尿情境。結果顯示，不管哪種流量與高度，只要撞擊角在 30° 以下，噴濺幾乎歸零！作者附帶提到，狗狗抬腿尿尿（宣示地盤）時的角度符合這個條件，所以不太會濺到自己的毛。

有了「30° 以下就不濺」這條設計準則，就可以來設計小便斗，讓尿柱不管從哪個高度、以什麼力道、瞄向哪裡，撞壁的角度都不超過 30°。從側面看，尿柱是一組隨時間改變形狀的拋物線：剛開始膀胱壓力大、水柱近乎水平，快結束時壓力低、液滴幾乎垂直落下，兩者之間有無限多條軌跡。問題變成：找一條曲線，與這一組拋物線都以 30° 相交。這在數學上叫「等角曲線」問題，可以寫成一條常微分方程來解出曲線。把這條繞著垂直軸旋轉一圈，設計就完成了！這一款命名為 Cornucopia（豐饒之角、聚寶盆號）。從側面看，每一道尿液拋物線都跟壁面成30° 度角。

如果從上面往下看，尿柱投影成一束從使用者（中心）向不同角度射出的直線，與所有這種直線等角相交的曲線，解出來是「對數螺線」，跟鸚鵡螺殼的螺線相同。把螺線沿垂直方向拉伸，就設計出第二款小便斗：Nautilus（鸚鵡螺號）。兩個設計都不靠塗層、不靠特殊材料，純粹靠形狀。

接著當然還是要實測。研究團隊用「達達主義」藝術家杜象的作品「噴泉」（倒過來的小便斗）複製品，與一座市售陶瓷小便斗當對照組，跟「聚寶盆號」、「鸚鵡螺號」都依標準工法安裝，噴嘴高度放在美國男性「🐔🐔高度中位數」 86.6 cm 為基準，加上 PR95 與 PR5 的 93.3 與 79.6 cm，每次「排尿」1 公升，測量噴濺量。

結果顯示，兩款新設計，最多可以減少 95% 的噴濺量。「聚寶盆號」不負其名號，效果比「鸚鵡螺號」更好一些。不過作者推薦的是「鸚鵡螺號」，原因是要達到「聚寶盆號」的最佳效果必須是特定身高，太高或太矮的人效果會變差，而「鸚鵡螺號」則較不受身高影響。

研究團隊指出，若全美 5,600 萬座公共小便斗都換成「鸚鵡螺號」的話，每天少約數十萬公升的尿落地、省下近千萬公升清潔用水，如果全球以十億計的小便斗都採用，環保效果就更加可觀了。

作者還提出一個建議：可以設計出撞擊角都是 90°（最大噴濺量），裝在酒吧外牆，專門對付隨地小便的醉鬼讓他們「業力反彈」，教訓一下這些沒公德心的傢伙。

由於以上貢獻，Zhao Pan 教授團隊獲頒 2026 年搞笑諾貝爾物理獎。

這個研究，發表於 2025/04/08 的「PNAS Nexus」期刊（「美國國家科學院期刊」PNAS 的子刊）。

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話都給我說就好其之562

圖上：水柱不同的撞擊角造成的噴濺程度也不同，30° 時幾乎沒有噴濺。
圖中：四種小便斗，由左至右杜象的「噴泉」、市面上常用的款式、「聚寶盆號」、「鸚鵡螺號」。
圖下：四種小便斗的撞擊角分布，新的兩款都在 30° 以下，具有絕佳防噴濺效果。
（各圖皆取自 PNAS Nexus 原論文）

03/07/2026

賀！本系共有兩位同學獲得 #國科會大專生研究計畫補助！

為提早培育基礎科學、應用科學及人文社會科學等領域之優秀研究人才，國家科學及技術委員會推動「大專生研究計畫」，鼓勵大專院校學生於就學期間投入研究工作。學生透過撰寫研究計畫、執行研究內容及完成成果報告，不僅能親身體驗研究歷程、學習研究方法，更能培養實驗與實作能力、強化獨立思考及問題解決能力。藉由參與研究計畫，學生得以提早探索學術研究興趣，累積研究經驗，並為未來升學或投入科研領域奠定良好基礎。

#張喆同學
計畫名稱：球磨破壞局部對稱性下之 Cu₃B₂O₆ 類逆壓電效應及其電場調控磁結構之研究
指導教授：李其紘老師

#許承翰同學
計畫名稱：磷蒸發源的設計及層狀磷化矽薄膜合成研究
指導教授：蕭錫鍊老師

恭喜兩位同學獲得 #國科會大專生研究計畫補助，也感謝指導老師悉心培育。期盼同學們藉由研究計畫持續精進研究能力，在探索科學的過程中累積豐碩成果，未來於學術研究及專業領域持續發光發熱。

25/05/2026

1951/05/26 出生的 Sally Ride，史丹佛大學物理博士，1983 年搭乘「挑戰者號」太空梭升空，成為第一位飛上太空的美國女性。

她兩度執行太空梭任務，也是唯一一位同時參與 Challenger 與 Columbia 兩次太空梭事故調查委員會的人。

Richard Feynman（理查‧費曼）示範的那個著名的「O-ring凍僵實驗」背後，Ride 扮演了關鍵的角色，讓挑戰者號失事的真相大白。

回到 1983 年 6 月 18 日早上 7:33，美東夏令時間。

挑戰者號太空梭從甘迺迪太空中心升空。機組員一共五人，前排是 Sally Ride、指揮官 Bob Crippen、駕駛員 Frederick Hauck，後排是 John Fabian 和 Norm Thagard。除了 Ride 之外，其他四位都是美國海軍出身的男性。

比起「第一位美國女性太空人」，比較少人知道的是：她是個物理學家，研究領域是 X 射線天文物理與自由電子雷射。她結束太空人生涯之後，於 1989 年到加州大學聖地牙哥分校（UCSD）物理系任教，並擔任加州太空研究所（California Space Institute）所長，2007年從 UCSD 退休。2012年因胰臟癌過世，享年 61 歲。

除了太空人、物理學家之外，其實 Ride 一開始，九歲時是個以「職業網球選手」為人生目標的天才網球少女。靠著出色的網球才能，進入了名門女校 Westlake School for Girls 就讀。1968 年進入賓州的 Swarthmore College 主修物理，選這個學校的原因是，當時有個很厲害的網球教練 Ailyn Terada 在此任教。這段期間她連續拿下兩屆的東岸大學校際女子網球賽單打冠軍。優異的成績讓她的偶像金恩夫人（Billie Jean King，12座大滿貫得主，國際網球名人堂成員）告訴她：「你該成為職業網球選手！」她就毅然決然的休學，專心打網球。但是她練了三個月後很快「認清事實」（人外有人、天外有天），再度毅然決然的放棄成為職業網球選手的夢想，重回校園，進入史丹佛大學。

1977 年她在史丹佛念博士班的時候，看到校內的學生報紙刊登 NASA 招募太空人的廣告：「NASA 史上第一次，女性也可以報名！」她就寫信去要了一份申請表。
這下劇情從「網球爭霸戰」切換到「宇宙兄弟」了。（哪個漫畫家也來出一個「宇宙姊妹」吧～～）

她從 8000 多個申請者中脫穎而出，成為 35 人錄取名單的一員，連她在內有 6 位是女性，於 1983 年出第一次任務（STS-7）。

獲選之後，媒體問她的問題，除了訓練內容之外，還包括「你會不會擔心太空飛行影響生育能力？」「妳要帶什麼化妝品上太空？」Ride 也只能苦笑以對。以 40 幾年前來說或許不用苛責，不過如果到了 2026 年還是這種想法的話，就太落伍了。

她在這次任務的主要工作，是操作太空梭的機械手臂，部署兩顆商業通訊衛星。1984 年 Ride 又飛了一次 STS-41G 任務，一樣是把衛星送上軌道。

1986 年 1 月 28 日，她曾搭乘的挑戰者號，升空 73 秒後在空中解體。七位組員全數罹難。Ride 認識上面所有的太空人。她隨即被指派加入調查這個事故的「羅傑斯委員會」。她是唯一一位「現役太空人兼 NASA 員工」的成員，也是立場最尷尬的一個，因為調查對象是自己的同事和上司。

再來就是那個有名的「O-ring 實驗」了，有看過 Feynman 「你管別人怎麼想」的讀者應該都知道：Feynman 在電視聽證會上把 O-ring 橡膠圈泡進冰水裡，當場示範低溫會讓它失去彈性，導致了這場事故。

這其實還另有內情，Ride 過世之後才被同樣身為委員會成員的空軍將領 Donald Kutyna 在訪談中披露：

「有一天我和 Sally Ride 一起走，她走在我右邊，眼睛直視前方。她打開筆記本，左手把一張紙遞給我，眼睛依然直視前方，一個字也沒說。那是一份 NASA 內部文件。上面有兩欄資料，第一欄是溫度，第二欄是 O-ring 在不同溫度下的彈性，資料顯示溫度一冷它就會變硬。Sally 跟我是好麻吉。她相信我，所以才把這張紙給我，因為這樣不會牽連到她，也不會牽連到 NASA 內部把這份文件給她的人，這些人都可能因此被炒魷魚。」

Feynman在書中沒提到 Ride，因為他也不知道這些曲折，他在 1988 年過世，所以當時「全世界知道這件事的只有三個人」：Ride、Kutyna，以及不知名的 NASA 工程師。他在書中有說到，Kutyna 邀他去家裡吃晚餐，在餐桌上「順口提起」O-ring 在低溫下會失去彈性這件事。

2001 年，她和伴侶 Tam O'Shaughnessy（也是女性，UCSD 心理系教授，曾經是職業網球選手）共同創立 Sally Ride Science，推廣女孩的科學教育，直到過世。

Ride 在訪談中提及性別刻板印象的「畫面」：「If you ask an 11-year-old to draw a scientist, she's likely to draw a geeky guy with a pocket protector. That's just not an image an 11-year-old girl aspires to.」（你叫一個 11 歲的孩子畫一個科學家，她畫出來的多半會是個帶著口袋筆夾的阿宅。這當然不是 11 歲女生會嚮往的形象。）

因為如此，Sally Ride Science 的每一場活動，講師都是女性科學家。比起「講一些鼓勵女孩投入科學」的話，Ride 用實際的體驗與場景告訴女孩們：「你看，這個操作機械手臂的人、這個拿著試管的人、這個解微分方程的人，跟妳一樣。」

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話都給我說就好其之561

圖：Sally Ride, 1951~2012（來源：NASA）

20/05/2026

各位每天從早上起床，活動了一整天（不管是在重訓在唸書還是在耍廢）後，再到晚上睡覺，都在做一件非常厲害的事「與重力對抗」，其實負擔滿大的欸。你看看每次太空人回到地球，一出艙門就一副快軟癱撐不住的樣子，你就知道對抗重力有多難了，自豪一下吧各位！

你平常不太會意識到這件事而會覺得我誇大其詞，這是因為地球上演化出來的生命體，38 億年來都活在 g = 9.8 m/s² 這個從國中物理就開始整你的常數下，地表的環境我們就稱為 1g。我們的心跳、肌肉、骨骼、平衡感、內耳前庭系統，全部都是「為了這個 1g 環境調校好」的精密機器。

進入太空時代，NASA 做了不少「微重力」環境對生物的影響。結果看起來不像會讓我們「因為脫離地球重力束縛而成為 NewType」，而只會給我們肌肉萎縮與骨質疏鬆而已，真是無趣啊！

那如果重力變強，像悟空到界王星修行呢？這就是「超重力」（hypergravity）研究的領域。地球表面我們無法製造真正的「強重力」，但用離心機就可以模擬相當於幾 g、十幾 g 的超重力環境了。

過去的超重力研究多半用老鼠（目前網路敏感詞…），不過成本高、世代交替時間長，做起來很累人。加州大學河濱分校的 Ysabel Giraldo 的研究團隊因此再次請出生物界的「傳家寶刀」：果蠅。果蠅大約 10 天就一個世代，而且有百年累積、史上最完整基因工具箱可以讓科學家以上帝視角來改造這種生物，大腦簡單到目前科技已經破解其結構、行為卻又複雜到幾乎可以跟各種「高等」生物類比。

而且，到目前還沒聽過有動保團體拉白布條為果蠅爭取動物權、中元節也不用拜拜。

研究團隊用一個直徑 30 公分大的離心機，可以調整轉速產生 4g、7g、10g、13g 的等效超重力場。他們把果蠅放在離心機上甩個 24 小時（急性暴露），或讓整個發育過程都在超重力下進行（慢性暴露），然後把牠們放回 1g 環境，看看會發生什麼。

首先是「往上爬」。果蠅有種「負趨地性」（negative geotaxis）的本能，把牠放在直立的管子底部，牠就會往上爬。這個行為是果蠅研究的標準測試項目，廣泛用於評估神經肌肉功能、老化、神經退化疾病。

研究團隊用了兩種測試方法：

1. 把在高處的果蠅震到管底（嚇牠一跳），看牠在 15 秒內能不能跟一直生活在 1g 環境下的正常果蠅一樣往上爬 5 公分。（這是「驚嚇—逃跑」反應）

2. 不嚇牠，單純觀察 5 分鐘內自由活動。（自發性負趨地行為）

結果顯示：4g 急性暴露的果蠅，驚嚇實驗中表現正常；但自發性爬行則明顯下降，走得慢且短。而7g、10g、13g 暴露的果蠅，兩種實驗都無法正常往上爬。

作者解釋：「驚嚇反射」可以暫時掩蓋 4g 超重力造成的身體疲憊，就像火災現場的人靠著腎上腺素，可以發揮神力搬著重物逃走；而在一般的情境下，剛從超重力環境回來，累得半死的果蠅，動都不想動。更大的超重力負荷（7g 以上），讓果蠅即使在受到驚嚇時也不會爬了。只是究竟是「身體壞了爬不動」、還是「太累了不想爬」還是「兩者皆是」，還有待進一步驗證。

此外，研究團隊用「果蠅活動監測器」（Drosophila Activity Monitor）記錄了果蠅一週的活動模式（用紅外線光束計算果蠅跨越光束的次數）。正常果蠅是「晨昏雙峰」型：天亮前和天黑前最活躍，中午午休，晚上睡覺，跟人類差不多嘛。

在 4g 環境下生活過的果蠅移回 1g 環境後，活動量大幅增加！簡直是進入「亢奮」狀態。這個效應可以維持一週以上，研究團隊把這比喻為「持續性壓力反應」，4g 的超重力讓身體進入長期的高警戒狀態。而 7g 以上則是「過度負擔」，活動量大幅降低，進入「優先儲能、節約消耗」模式。

接下來，如果是從蟲蛹開始整個發育期都在超重力下呢？

他們把果蠅分為三組：(a) 對照組，在 1g 下發育；(b) 整個發育過程在 4g 或 7g 下進行（第一代），羽化後測試；(c) 連續 10 個世代都在超重力下繁殖（只有果蠅才能作這種實驗，不然研究生會哭），用第十代測試。

結果顯示，全部變糟！重力越大越糟！本來在 4g 下一天的果蠅「驚嚇—逃跑」測試可以過關，但是在 4g 下發育的就不行了，可見發育階段影響更大。7g 以上的就全部不行了。就算養個十代，也沒有因此培養出「能適應高重力的果蠅」。在其他逆境如飢餓、溫度、缺氧壓力下，果蠅可在數代內出現適應性變化，稱為「跨世代適應」（transgenerational adaptation）。但超重力的適應性經過 10 代還不足以培養出來。

這個研究，發表於2026/04/23 的「Journal of Experimental Biology」（實驗生物學期刊）

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話都給我說就好其之560

圖上：悟空啊，到界王星去鍛鍊可能不是個好主意喔！（ドラゴンボール©鳥山明／集英社）

圖下：歷經「超重力鍛鍊」果蠅的活動程度（上午與下午 5 點，一般果蠅活動的兩個高峰期），藍色是對照組，黃、紅、深紅、紫分別是在 4g, 7, 10g, 13g 下生活過的果蠅，可以看到 4g 果蠅的活動力增強了，更大的都下降（來源：JEB）

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