突破的故事
卡門的發明經驗 ─ 從失敗中求成功
每一個新嘗試都可能失敗,但每次失敗都可以學習到新的教訓,一個成功的發明是經過無數的失敗與挫折才達成的。 愛迪生是位偉大的發明家,他那不屈不撓尋找答案的精神令人感佩。例如為了選擇電燈泡的燈絲材料,他試驗了一千多種才找到碳絲,他卻說:「我沒有失敗過,在實驗過程中, (相關連結)
生物醫學工程大師 — 蘭格與柯爾夫
生物醫學工程是個新興的跨領域學科,它結合了工程技術與生物醫學。本文介紹頗有貢獻的2位發明家:蘭格(Robert R. Langer)與柯爾夫(Willem J. Kolff) 生物醫學工程領域涵蓋很廣, (相關連結)
綠色化學 — 清潔劑、乾洗與CO2的利用
綠色化學要求產品必須充分利用原料,慎重選擇化學反應物與反應程序來控制廢物的產生,以減少對環境的汙染。 我們的生活少不了衣食住行的掛慮,洗滌能保持衣服與身體的乾爽與衛生,工業界(尤其是電子工業)也常以氟氯乙烯(Freons)洗滌零組件,確保產品品質。近年來, (相關連結)
通訊工具的發明
你知道傳真機的發明比電話還要早30年嗎?中國清朝在咸豐十年(西元1861年)曾用電報傳真機發出一份「和約」摺本嗎? 1843年蘇格蘭的貝恩(Alexander Bain)發明了可傳遞圖像的傳真機, (相關連結)
影印機與雷射印表機的發明
影印機與電腦印表機幾乎是辦公室必備的工具,你可曾想過,如果沒有影印機的發明,你要花多少時間抄寫或複製文件和圖案? 影印機(photocopier)是由卡爾森(Chester Carlson)發明的,他於1937年開始研究影印技術,經過多年的挫折與考驗, (相關連結)
近代天文學的二個新發現 — 宇宙微波背景輻射信號和脈衝星
宇宙的形成歷程及星座的定位是天文學家的重要研究課題,而二個有趣的天文現象卻是偶然發現的—膨脹的宇宙與大爆炸(或稱「大霹靂」)和脈衝星。 50年前,天文學家對宇宙的形成歷程有許多不同的理論和學說, (相關連結)
除草劑與基因改造食品
基因改造的食品來自改變了基因的農作物,它對人體的健康會帶來什麼長期的影響,目前無法預測。 近年來人人朗朗上口的綠色環保、綠色化學,指的是節省能源、資源回收、減碳、不汙染大自然的措施。但在50年前,綠色政策與綠色革命指的是提高農耕收成、解決饑荒的措施。 (相關連結)
珍珠與鑽石
珠寶閃爍奪目的光彩令人著迷,古代的朝貢莫不以珠寶為重。愛迪生曾說過:「有二樣東西是我的實驗室無法製造的,那就是珍珠與鑽石。」但今日科技的發展,已使得珍珠可藉養殖生產,鑽石也能以人工製造。 珍珠又名真珠(日文)或蚌珠,它的主要化學成分是碳酸鈣(CaCO3), (相關連結)
一氧化氮醫學
一氧化氮不須透過受體的中介進行訊息傳遞,它能獨來獨往,像遊魂般從細胞膜穿透過去,把訊息由中樞神經系統傳遞到深藏在細胞內的各種蛋白質。 十幾年前,一氧化氮只不過是一種帶有毒性的分子,被世界各國的環保單位列在黑名單上,它常在大氣汙染或抽菸噴氣中出現, (相關連結)
麻醉藥的發現與應用
試想像,如果沒有麻醉藥,外科醫師該如何進行精細和冗長的手術? 使用化學品做為麻醉藥的記載已經有二百多年的歷史,最早的報導是有人吸了一氧化二氮(nitrous oxide, N2O)後,就不停地傻笑,因此N2O又稱為笑氣(laughing gas)。1801年, (相關連結)
醫學的發現 — 胃炎、胃潰瘍、胃癌與幽門螺旋桿菌
許多醫療的發現是意外發生的,而發現或發明者常常用自己的身體來做實驗,求證他們的構想。 30年前,醫學界對胃潰瘍病因的認識是胃酸過多,常以胃止痛藥處理,嚴重時,就得開刀切割破洞。1983年, (相關連結)
電化學的應用與發展 — 鋁的提煉與燃料電池
電化學是指由電子轉移(電流)所引起的化學反應,利用電化學能從鋁礦提煉鋁金屬,電池也是利用電化學原理操作的。 電化學是指由電子轉移(電流)所引起的化學反應,平常有金屬離子與電解質溶液參與作用,電池就是利用電化學原理的操作。早在1832年, (相關連結)
辦公室日常用品的發明
留言膠紙看起來似乎是簡單的日常用品,但它幾乎是每一個辦公室不可或缺的用品,真是小兵立大功。 我們的日常生活中有許許多多的細節,也需要動用到許許多多的用具,而很多用品是經過精心設計與發明的,如果沒有這些發明,你一定會感到很不方便, (相關連結)
個人電腦硬軟體的發展
短短40年的發展,個人電腦已經變成我們日常生活及工商業界的必需品,電腦需要有硬軟體的配合才能運作。 硬體的開發先有1947年半導體的發明,1958年積體電路(見本刊99年1月號的報導)的開發,而後1968年美國英特爾公司(Intel)採用積體電路推出微處理機, (相關連結)
泡型建築與碳六十
富勒32歲時窮途末路,幾乎跳水自殺,但在剎那間想開。他的細心觀察和創新,以大自然的生態為模擬對象,開創泡型圓頂建築。30年後,科學家發現碳六十的結構是泡型建築的縮影,就把碳六十命名為富勒烯。 (相關連結)
威而鋼與口服避孕藥
在醫藥史上,有許多藥物的藥效是無意中發現的,但是發現者都具有準備的心,也有「好奇心」和專業修養,才能進一步找到突破的成果。 威而鋼是台灣的譯名,其英文名是Viagra,是由2個英文字合併的:Vigor(充沛活力)+Niagara(尼加拉大瀑布的壯力), (相關連結)
抗生素的研究
在醫藥史上,有許多藥物是無意中發現的,但是發現者都具有準備的心,也有「好奇心」和專業修養,才能進一步找到突破的成果。本文報導3個藥物的發現:盤尼斯林、鏈黴素和抗菌肽素。 盤尼斯林(或譯盤尼西林)是第1個發現的抗生素,它能殺死病菌。在第二次世界大戰時期, (相關連結)
節省能源 — 照明設備的發明
照明設備的研發由白熱燈、日光燈到藍色的發光二極體,歷時130年,最後的贏家是⋯⋯ 電燈泡的初始英文名字是incandescent lamp(白熱燈),靠電流把燈絲加到高溫(白熱化)而放光,是依循黑體輻射(blackbody radiation)的物理原理。 (相關連結)
飛秒化學的開拓者 — 齊威爾
化學鍵分離和形成的時間相當短暫,大概以飛秒為單位,如此極度快速的動態行為要如何偵測呢? 齊威爾(Ahmed H. Zewail)是1999年諾貝爾化學獎的得主,1946年2月26日生於埃及的大緬霍鎮(Damanhur,大約距離開羅市150公里的小鎮), (相關連結)
原子與分子的放射 — 雷射的發明
利用愛因斯坦的受激放射理論,誘發分子或原子做同步放射,可得到「百花齊放」的現象。 雷射是laser的音譯,而laser是light amplification by stimulated emission of radiation 的縮寫, (相關連結)
向壁虎學習 — 乾式黏附物的發明
壁虎為什麼能攀牆自如?為什麼能倒掛在天花板上而不虞掉落? 乾式黏附物又稱壁虎帶,是一個新的科技產物,可取代膠帶、黏紙、維爾克(Velcro)等,它是由上億的微細管組合成的。 乾式黏附物的發明專利, (相關連結)
積體電路的發明
把大量的電子元件如電阻、電容、電晶體等放在一塊矽晶片上,是一個極大的進步。 積體電路( i n t e g r a t e d circuit,簡稱IC)是使用電晶體組裝成單晶片電路,通過照相平版印刷技術,把大量的微電晶體集成一個很小的晶片。 (相關連結)
電晶體的發明
電晶體的發明是天時、地利及人和促成的。 電晶體(transistor)是由半導體製造出來的。電晶體能控制電流的大小和方向,是所有電子裝備的基本元件。製造方法是讓純矽晶體(silicon crystals,屬第四族元素)暴露在高溫的第三族元素(如硼, (相關連結)
嗅覺與味蕾:受體的新發現
利用新的嗅覺和味覺的研究成果,我們可以在食品中加進味道調劑品,就能騙過味覺,產生各種甜、酸、苦、辣、鹹的感受。 上一期提到的「人造甜劑」的化合物都是意外發現的,可以說是天上掉下來的禮物,發明者並不了解為什麼這些化學分子會有甜味。 (相關連結)
人造甜劑
3 種人造甜劑的「發明」都是意外的「發現」,但發明者能有「準備的心」,當意外嘗到甜味時,能進一步追查、精煉、用心再合成,這些都符合科學家的研究精神。 化學家常常要做很多實驗才能找到所要的產物,把A 加上B , (相關連結)
意外的產物 ─ 鐵氟龍
在化學史上,有許多產物是無意中發現的,其中一個著名的產品是鐵氟龍(teflon)。 化學家常常要做很多實驗才能找到所要的產物,也就是把試料A加上試料B,在不同實驗條件下(如溫度、壓力、pH 值、溶劑等)產生不同的產物。在化學史上,就有許多產物是無意中發現的, (相關連結)
意外的產物 — 克維拉
用克維拉纖維做的防彈背心輕便且效果好,一上市就大受軍警人員歡迎,因為穿了克維拉防彈背心而逃過死神手掌的,到 2002 年已經超過 5 千人。 化學家常常要做很多實驗才能找到所要的產物,也就是把試料A 加上試料B , (相關連結)
雷射的應用 — 捕捉原子與中性粒子
朱棣文是1997 年諾貝爾物理獎的得主,他的貢獻是應用雷射捕捉原子和中性粒子,對量子物理和原子與粒子間的作用有深入解析,2009 年被任命為美國能源部部長。 朱棣文(Steven Chu)是1997 年諾貝爾物理獎的得主, (相關連結)
錯誤中的發明 — 小型心律調整器
格列巴齊思考敏捷,而且有備而來,又有求真的心,才能在錯誤中發明心律調整器。接著由於所用的汞電池裝置不理想,就進一步研發出鋰電池。這是發明家必備的心態:知道「問題」所在,在「需要」的情境下求答案。 心跳率是靠心臟的電導系統來控制的,當血管阻塞或電導系統出狀況時, (相關連結)
生物結構影像術磁共振影像術的發明
勞德伯雖非出身醫學界,卻為醫學的臨床和研究帶來重大的貢獻。始料未及的是,當初那靈機一動的實驗,如今會如此廣泛地應用到醫學的診斷和研究上,使他獲得諾貝爾獎。 (相關連結)
看到子彈正穿過撲克牌快速攝影術的發明
如果把閃光調節到與機械轉動相同的頻率,就有可能看到這機械「靜止」的情形。 頻閃觀測器(stroboscope)是快速攝影術的必備道具,它是利用閃光頻率的調節和照相機的瞬間感應功能而組成的。 頻閃觀測器的應用相當廣,如1945 年的原子彈試爆時, (相關連結)
複製又複製PCR的發明
奇特的靈感往往發生在空閒無憂無慮的環境下,帶著女朋友上山玩的愉快心情讓莫理斯能夠想到PCR的方法,使DNA可以無限量地複製。 PCR是polymerase chain reaction 的簡稱,中文譯為:聚合5 鏈鎖反應。 (相關連結)
生命的奧祕DNA結構的發現
根據弗蘭克林的X-光晶體數據,華生和克里克得以推理出DNA的結構。 DNA是deoxyribose nucleic acid(去氧核醣核酸)的縮寫,它由兩股螺旋長鏈構成。這長鏈上有4 種鹼基:A(adenine), T(thymine), (相關連結)
巧克力糖怎麼熔糊了微波爐的發明
史班賽雖然小學都沒有畢業,但他找到自己的喜愛進而力求上進,自我學習基礎數學、物理、化學等,有連接貫穿的能力,求真務實的精神,因此能把巧克力糖的熔糊現象加上磁控電子管功能而發明了微波爐。 微波爐用微波的能量煮熟食物。微波是電磁波的一種, (相關連結)
魔鬼沾的發明
芒刺小針貼在衣服上是常有的事,平常人把它弄掉就不以為意了。許多生物學家也看過芒刺小針的小鉤子結構,但是只有梅斯倬會進一步仔細觀察,進而推想到鉤鈕的應用。 Velcro ,中文叫魔鬼沾,或稱鉤毛搭扣帶。Velcro 是個註冊商標, (相關連結)
發明家的思維:靈機一動
我們都在享受發明家帶來的創造品,但你可曾想過這些工具、醫療與科技的創造品是如何得來的嗎? 在日常生活中,我們都在享受發明家帶來的創造品,如電話、電燈、電視、電腦、電池、PC老鼠、微波爐、雷射、磁共振影像掃描(MRI)等, (相關連結)