2012年10月6日 星期六

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聖經 3,000,000 字母
人類基因 3,000,000,000 字母
95年 3,000,000,000
世界人口 7,000,000,000  
銀河系恆星 200,000,000,000  
美國國債 16,000,000,000,000 美元
全宇宙恆星 10,000,000,000,000,000,000,000
宇宙年齡 14,000,000,000
太陽年齡 4,600,000,000
地球年齡 4,540,000,000
生命源起 4,000,000,000 年前
多細胞生物出現 1,000,000,000 年前
現代人出現 200,000 年前
文字出現 6,000 年前
美國總統一屆任期 4

今週說過DNA,也說過宇宙,一樣好細,一樣好大,亦可以說兩樣都好大,宇宙之大不用說,DNA之大好像一首長長的詩,讀也讀不完,驚喜無間斷。DNA是一串化學字母,就像聖經是一串英文字母。以字母計,人類DNA有一千本聖經咁長,如果一秒讀一個字母,95年才讀完,讀到中途可能已經死了。

相比美國國債,DNA實在小巫見大巫。美國國債真正天文數字,如果一美元買一顆恆星,美國能夠買下整個銀河系,儘管未能征服全宇宙。

全宇宙最老的東西,當然是宇宙。宇宙誕生之後好久,太陽和地球才出現。生命沒有天體的耐性,地球形成不久便急不及待佔領地球。起初,大氣層充斥二氧化碳又缺乏氧氣,那時的單細胞生物不需氧氣生存。後來,藍綠藻出現,光合作用大規模發生,一顆一顆O2分子慢慢加進大氣層,經過幾十億年,大氣層累積足夠氧氣,多細胞生物應運而生。

今天,我們只知道沒有氧氣會死,誰知道生命起碼有六成時間是在缺乏氧氣的環境下渡過。大氣層今天的氧氣,是幾十億年無數藍綠藻默默耕耘、不問回報的成果。

我們往往為一個考試、一所房子、一段感情而煩惱,又或者為誰人當選、誰人霸佔哪個島而爭論不休。相比天地的漫長,人世所關心的,是多麼過眼雲煙。

2012年10月5日 星期五

哪個星球可以去?

假設在遙遠的將來,科技先進,人類能夠移民至其他星球。三個星球,你喜歡哪一個?

星球甲:10℃,32天公轉一周
星球乙:27℃,28天公轉一周
星球丙:31℃,290天公轉一周

論氣溫,星球乙最怡人,與地球最不同之處是它一年只有28天,你能想像四季如輪轉嗎?公轉這麼快,表示十分接近太陽,不是應該很熱的嗎?你開始懷疑,星球甲乙丙是不是我憑空揑造,其實是想「賣豬仔」?

實際上,這三個星球是真的,是近年發現大量天外行星之一(天外行星,exoplanet或extra-solar planet,即是太陽系以外,圍繞其他恆星的行星),其表面溫度當然不確定,只是科學家有根據地靠估。多數天外行星不適合人類居住(太陽系即使有八顆行星,只有地球適合人類),這三個星球可說是最近似地球的環境,什麼條件令星球宜居呢?

最重要當然是溫度,人的舒適還屬次要,更重要是容許液態水的存在。太冷,水變冰;太熱,水變蒸氣。溫度必須適中,液態水才有存在的可能;液態水存在,生命才能存在。

溫度主要視乎太陽的遠近和亮度。這不難理解,正如火爐取暖,爐火猛,坐遠一點還可以;爐火弱,坐近一點才溫暖。星球甲、乙這麼近太陽也不變成人間煉獄,因為其太陽昏暗。

太接近的話,另一問題出現,行星會被太陽「鎖住」,自轉不得,一面永遠向着太陽(極熱),另一面永遠背着太陽(極冷),科學家稱此現象為「tidal lock」。近在眼前的例子是月球,它被地球tidally lock着,因此我們看見的月亮,永遠是同一面,背面是永遠看不到的。

行星宜居與否,太陽的距離是關鍵之外,本身的質量和大小亦不能忽視。質量大的行星,通常是gas giant,主要由氣體構成,無法「腳踏實地」不在話下,其巨大氣壓亦會把我們壓扁。質量太小呢,沒有足夠引力抓住氣體,失去大氣層保護,後果不難想像。如果地球沒有大氣層,我們能夠生存嗎?

(2012 年 10 月 5 日 信報副刋)

2012年10月4日 星期四

天上多了星星


宇宙中,恆星多過行星,抑或行星多過恆星?

太陽系是一顆恆星加八顆行星(冥王星的行星身份數年前已被摘下),如果這是宇宙常態,行星肯定多過恆星。

然而仰看夜空,除了金星、火星、木星等肉眼看得見的行星之外,天上繁星全都是太陽系以外的恆星。那些遙遠的恆星孤獨地守在宇宙的一角,還是如太陽一樣有行星陪伴?如有行星陪伴,我們看得見嗎?

事實上,探測天外行星的技術近年突飛猛進,尋找天外行星的工作亦進行得如火如荼,已確認的行星達八百多顆,數字只會繼續上升。我們究竟如何觀察天外行星,知道其存在?

概念上最簡單的方法,就是用望遠鏡留意其微弱的反光,正如我們看見金星、火星、木星、月亮,都是靠它們反射太陽的光。遙遠的恆星本身的光已十分微弱,其子行星所反射的光更加微弱,這方法不是想像般容易,只有少數行星以此發現。

如果運氣好,觀察某顆恆星的時候,碰巧一顆子行星在前面掠過,它便形成一點黑影,這是發現行星最直接的方法。該法之成功依賴望遠鏡與恆星所成的直線必須落在行星運行的平面,又要碰巧行星在中間掠過,豈不需要鴻運當頭才能碰見?幸好天上繁星恆河沙數,鴻運當頭的機會晚晚都有,約35%天外行星就是以此發現的。

直接觀察之外,只能間接觀察。萬有引力是雙向的,恆星牽引行星,行星也會牽引恆星,位於中心的恆星看似靜止,實則不斷受環繞的行星所拉扯,位置是有少許移動的。只要留意恆星的晃動,週遭行星的動態便能計算出來。該法十分實用,接近60%天外行星以此推算出來的,缺點是見不到行星,無法知悉其大小,只能靠質量和其他因素估算。

還有更間接方法,牽涉一點相對論。質量會扭曲光線的路徑,當一顆恆星在另一顆恆星面前掠過,前者會像一塊放大鏡般把後者的影像扭曲,這是天文觀察証實過的。若果前面那恆星有顆子行星,那便好像有兩塊放大鏡(一大一細)一起劃過眼前,應該能夠察覺,條件是必須有一顆更遠的恆星作為「背景光源」。此法幸運成份非常高,真的需要鴻運當頭,用它找到的行星寥寥可數。

(2012 年 10 月 4 日 信報副刋)

2012年10月3日 星期三

有用的垃圾

基因,大家知道是什麼。它是「生命天書」,體內細胞根據天書的指示運作,我們才能健康生存。具體一點,基因是蛋白質的藍圖,細胞閱讀基因,製作蛋白質供應日常所需。再說得淺白一點,基因是「食譜」,細胞依照「食譜」煮食,我們才「有啖好食」。

耐人尋味的是,所有基因之中,只有1.2%是製作蛋白質的食譜,即是1,000頁基因只有12頁食譜,其他是什麼?沒用的就是垃圾,科學家叫那些做「垃圾基因」──junk DNA,98%以上基因都是垃圾,至少我們曾經這樣以為。

近年科學家繼續硏究,發現垃圾並不是垃圾。那些非食譜基因往往是一些「開關掣」,指導細胞什麼時候讀哪一段食譜,用那一段食譜製造多少蛋白(即是「開關」一段食譜)。根據上月ENCODE計劃發表的硏究結果,62%基因都是活躍的,19%可能屬於「開關掣」,而95%基因與「開關掣」毗鄰,亦即與「開關掣」可能有着這樣那樣的關係。換句話說,大部分垃圾並非垃圾,又或者,很多垃圾都是有用的垃圾。

ENCODE計劃全名是Encyclopedia of DNA Elements,或「基因元素百科」,其領導層由32所機構442人組成,使用近年進步一日千里的基因排序科技分析人體147種細胞,投入的人力物力僅次於全球最大望遠鏡。

人類基因的排序早已不是秘密,Human Genome Project早在2003年已把之公諸於世,但那只是故事的開始。Human Genome Project只是讀出基因的「字母」,好比幼稚園學生串出整本聖經的字母,固然值得讚嘆,卻並不代表明白聖經說什麼。讀出基因「字母」以後,更重要是明白那些「字母」做什麼,這是ENCODE計劃的目的。

暫時所知,人類基因包含20,000條食譜和4百萬個開關掣,開關掣未必直接開關食譜,可以開關其他開關掣再開關其他開關掣再開關食譜,複雜程度可想而知,解開其奧秘還需時日。

知道愈多,不知道的也愈多。

(2012 年 10 月 3 日 信報副刋)

2012年10月2日 星期二

搞笑諾貝爾獎2012精華

諾貝爾獎人人都識,搞笑諾貝爾獎你又識唔識?

諾貝爾獎每年10月宣佈,搞笑諾貝爾獎通常搶先在幾星期前揭曉,每逢見到搞笑諾貝爾獎新聞,便知諾貝爾獎快到。自1991年開辦,搞笑諾貝爾獎旨在表揚一些「first make people laugh, and then make them think」的學術硏究,先引人笑,再引人深思。或者我的層次所限,我通常只懂笑,以下是今屆我覺得非常搞笑的幾個得獎項目。

搞笑諾貝爾動物形態學獎(anatomy)嘅得獎者係……(誰人不重要,搞笑的是他們的硏究)……他們證實黑猩猩看見同類的屁股便知其性別。

我明白,分辨同類是男或女,對社交以至傳宗接代是極為重要的。以後認識新朋友,我首先會繞到他或她的背後,看看他或她的屁股。

搞笑諾貝爾醫學獎(medicine)嘅得獎者係……(who cares?)……硏究結腸鏡檢查(colonoscopy)如何避免腸內爆炸。

對啊,結腸鏡結合電灼治療(electrocautery)再結合腸內積聚太多易燃氣體,是會爆炸的,後果有多嘔心,簡直難以想像。我以後不會把打火機對着別人的屁股,無論那屁股是男或女。

搞笑諾貝爾聲學獎(acoustics)嘅嘅嘅得獎者者……者者係……

台上司儀忽然語塞,原來該獎得主正在示範其得獎作品,他用剛剛發明的SpeechJammer對準司儀,司儀立即「被收聲」。SpeechJammer外形像警察用來偵測車速的雷達槍,它有一收音器及一擴音器,原理其實非常簡單,把收回來的音延遲幾百毫秒再播出,說話的人會被自己「遲來的回音」所擾亂,輕則口窒窒,重則被逼沉默。

說話不只用嘴巴,還用耳,耳朵不斷監察嘴巴的輸出,說話才能成事。耳朵受干擾,說話無法不被打斷。

搞笑諾貝爾文學獎得獎者係……美國政府……發表一份關於硏究報告的開支並建議做多一份硏究報告的硏究報告。

司儀今次沒有口窒窒(因為SpeechJammer已被沒收)。我們揶揄香港政府愛做顧問報告,其實天下烏鴉一樣黑,全世界政府也一樣。

(2012 年 10 月 2 日 信報副刋)

2012年9月20日 星期四

點解唔去坐監?

哈哈,這個幾得意……

Source: 吉暝水之部落格

既然坐牢這麼好,為什麼我們咁怕坐牢呢?

2012年9月15日 星期六

如何將水點懸在半空?

下面裝置由兩個喇叭組成,一上一下,同時發出22kHz的超聲波,在兩個喇叭之間形成一個standing wave,其node便能承托水點。



Source: New Scientist

2012年9月7日 星期五

遙控曱甴


控制到曱甴的觸鬚,你使能控制曱甴。硏究人員把觸鬚駁上電路板,使曱甴以為前面有危險或遇上障礙物,從而控制牠的走動。這就好像曱甴進入了 Matrix,一切都是假象,然而身處其中,根本分不清真假。

Perception is reality.