五角大樓着眼開發微波武器以應對無人機威脅

 

五角大樓着眼開發微波武器以應對無人機威脅 五角大樓擔心來自無人機的威脅越來越大，但現在一種曾經高度保密的技術正在吸引更多的關注和資金。高功率微波裝置正逐漸成為防禦戰略的重點，這些武器可以擊落成群的無人機。

William Crookes 科學棋談

 〈電子是如何發現的？（二）——認證幽靈及陰極射線的人〉

當德國物理學家希托夫於1869年繼續進行陰極射線的實驗時，在英吉利海峽的另一邊，英國科學家克魯克斯（William Crookes）正開始四處參加降靈會，期盼能與鬼魂溝通。

可不要以為克魯克斯是不入流的科學家，他在1861年未滿三十歲時，就透過光譜分析發現新元素鉈，並在二年後獲選為英國皇家學會的院士。那麼這麼一位聲譽卓著的科學家為什麼會熱衷於尋找鬼魂？

克魯克斯出生於倫敦一個富有的家庭，父母生了十六個小孩，但其中一半都早夭，克魯克斯是另外倖存的八名中年紀最長的；這些手足之中，他特別疼愛小他14歲的弟弟菲利普 (Philip)。孰料，菲利普到美洲參與鋪設古巴到佛羅里達的電報纜線時，因感染黃熱病於1867年客死異鄉，才21歲就英年早逝。

未能見到弟弟最後一面的克魯克斯既痛心又充滿遺憾，思念之情久久未能放下，於是開始參加各種降靈會，希望能透過靈媒與菲利浦的靈魂說話。

不過克魯克斯參加幾次降靈會都失望而歸，認為靈媒只是裝神弄鬼。不過1871年倫敦有位15歲的少女庫克 (Florence Cook) 卻與眾不同，竟在降靈會中召喚出以實體現身的幽靈；這幽靈自稱是百年前一名海盜的女兒，名叫凱蒂．金恩 (Katie King)，現身後還在房間來回走動，觸碰在場的人。

由於看過的人都言之鑿鑿，克魯克斯決定親自一探究竟。他畢竟是科學家，清楚靈媒可能事先在其處所動手腳，於是他請庫克來自己家中舉辦降靈會，同時也邀自己的朋友一起參加，結果幽靈凱蒂真的出現了，而且看不出做假的可能性。克魯克斯之後又多次邀請庫克前來舉辦降靈會，同時積極調查其它可眼見為憑的靈異現象。最後他於 1874 年發表調查報告，認證幽靈凱蒂是真的，並附上相片做為佐證；他在報告中還認證另兩位靈媒所展現的無故響聲與離地飄浮也都是真的。

不過克魯克斯倒沒有因此荒廢科學家的本職，這段期間他致力於改善真空裝置，終於在1875年將陰極射線管的真空程度再推進百倍，做出不到百萬分之一大氣壓的「克魯克斯管」。

克魯克斯重複希托夫的實驗，發現隨著管內氣體變少，陰極前方的暗區逐漸擴張、輝光逐漸縮減，到最後輝光幾乎消失不見，反而陽極那端的玻璃管壁泛著磷光，而綠色光芒的中央依舊有金屬片的影子。為了確認這個現象與陽極無關，他又做了 T 型的克魯克斯管，將陽極移到 T 的下端，讓陽極不在陰極射線的行進路線上，結果原來的地方還是出現磷光與金屬片的影子。

克魯克斯的實驗徹底排除氣體與陽極的影響，不僅證明了陰極射線的存在，而且顯示它具有極高能量，才會使得玻璃管壁發出光芒。問題是陰極射線究竟是什麼？

克魯克斯認為是一種帶電的原子，但赫茲等人則主張是類似電磁輻射的「以太波」(aether wave) （註一），兩派人馬爭論多年，始終沒有定論。一直要到1897年，J. J. 湯姆森才證明陰極射線是比原子還小的粒子，而且帶有固定的電荷，也就是如今所稱的電子（這段故事就留待下篇再講）。

除了電子，克魯克斯管還促成X光的發現。1895年侖琴 (Wilhelm Röntgen) 用克魯克斯管做實驗時，意外發現附近未拆封的底片竟然感光了，他將這能量比陰極射線還高的神秘射線命名為 X 射線，並在論文中附上妻子左手骨骼的X光照片，震驚了世人。

對於靈媒而言，侖琴夫人左手的 X 光照倒是天上掉下來的禮物，既然肉眼看不見的骨骼可以拍得出來，那麼凡人看不見的鬼魂或精靈被拍到也不足為奇。有了這個科學發現可以假托，恰好又遇上第一次世界大戰與大流感奪走許多人命，1910 年代開始出現更多用重複曝光偽造而成的靈異照片，降靈會也更加盛行。

始終未能忘情靈異現象的克魯克斯在研究科學之餘（註二），還陸續擔任「靈力研究學會」(Society for Psychical Research)、「鬼魂俱樂部」(The Ghost Club) 的主席，並繼續參加降靈會。我們不知道他最後有沒有聯繫上死去的弟弟菲利普，不過當他摯愛的妻子於1917年過世後，他倒是如願透過靈媒與她說上話。兩年後，克魯克斯也離開人世；當然，沒有人見過他的靈魂現身。

科學史家萊昂斯（Sherrie Lyons）如此描述克魯克斯：「這是一個在科學上享有完美聲譽的人，他發現了一種新元素，但無法發現一個偽裝成鬼魂的活生生少女。」

註一：赫茲於1886年以實驗證明電磁波的存在。當時認為電磁波是經由空間中無所不在的以太傳播行進。

註二：包括首次鑑定在地球發現的氦的樣本；發現放射性物質中射出粒子撞擊硫化鋅時，每次撞擊都伴隨著微小的閃光；發明阻擋紫外線的鏡片；……等等。

01 | The Atomic Revolution - ABC Michelle Simmons AO 教授

澳洲駐台辦事處 Australian Office in Taipei
·





澳洲廣播公司（Australian Broadcasting Corporation, ABC）的「鮑伊爾講座 Boyer Lectures」這次邀請到傑出量子物理學家，同時也是2023年「澳洲總理科學獎」桂冠得主 Michelle Simmons AO 教授，進行一連串共4場的專題講座。日前，首場「原子革命」已上線，下一場預計於明（26）日播出。
澳洲是量子運算研發的先驅，而Simmons教授更是此新興領域的翹楚與領頭羊，屢屢取得重要突破。有興趣的人可千萬不要錯過線上收看和收聽的機會。
#量子物理 #量子運算 #科技
#女科技人 #科技女孩
#知識星期三 ​
It was fantastic to hear Australian quantum physicist Professor Michelle Simmons AO deliver the first 2023 Boyer Lecture on ‘the Atomic Revolution’. Australia is a pioneer in quantum computing and Professor Simmons is at the forefront of this fast-growing area of research. The lecture is the first in a series of four, with the next on 26 October.
#quantumphysics #QuantumComputing #scienceandtechnology
#WomenInSTEM #GirlsInSTEM
#WednesdayWisdom



Australian Research Council
·

"The goal of our company, Silicon Quantum Computing, is to use the fundamental breakthroughs of our atomic revolution to build and operate the most precise and highest quality quantum computers. ... With more than two decades of Centre of Excellence funding from the Australian Research Council, our country's burgeoning quantum start-up sector has already attracted a sizeable workforce with the ingenuity and skills we need to make this happen.”
The ARC was proud to see Professor Michelle Simmons AO, Australian Laureate Fellow and Director of the ARC Centre for Quantum Computation & Communication Technology, deliver the first of four Boyer Lectures last night.



ABC.NET.AU
01 | The Atomic Revolution - ABC listen
Computing machinery that used to fill an entire room has now shrun

 Katalin Karikó and Drew Weissman – awarded the 2023 Nobel Prize in Physiology or Medicine – shared a passion for exploiting the use of mRNA in medical applications.

In our cells, genetic information encoded in DNA is transferred to messenger RNA (mRNA), which is used as a template for protein production. During the 1980s, efficient methods for producing mRNA without cell culture were introduced, called in vitro transcription. This decisive step accelerated the development of molecular biology applications in several fields. Ideas of using mRNA technologies for vaccine and therapeutic purposes also took off, but roadblocks lay ahead. Enthusiasm for developing the mRNA technology for clinical purposes was, therefore, initially limited.

These obstacles did not discourage the Hungarian biochemist Katalin Karikó, who was devoted to developing methods to use mRNA for therapy. During the early 1990s, when she was an assistant professor at the University of Pennsylvania, she remained true to her vision of realising mRNA as a therapeutic despite encountering difficulties in convincing research funders of the significance of her project. A new colleague of Karikó at her university was the immunologist Drew Weissman. He was interested in dendritic cells, which have important functions in immune surveillance and the activation of vaccine-induced immune responses. Spurred by new ideas, a fruitful collaboration between the two soon began, focusing on how different RNA types interact with the immune system.

Karikó and Weissman noticed that dendritic cells recognise in vitro transcribed mRNA as a foreign substance, which leads to their activation and the release of inflammatory signaling molecules. They wondered why the in vitro transcribed mRNA was recognised as foreign while mRNA from mammalian cells did not give rise to the same reaction.

The 2023 Nobel Prize in Physiology or Medicine has been awarded to Katalin Karikó and Drew Weissman for their discoveries concerning nucleoside base modifications that enabled the development of effective mRNA vaccines against COVID-19.

Learn more

Press release: https://bit.ly/3RypmGw 

Advanced information: https://bit.ly/3rrshGw

胃潰瘍與幽門桿菌

 〈以身試菌、扭轉胃潰瘍傳統認知的人〉

1984年6月12日，年輕的澳洲醫師馬歇爾（Barry J. Marshall）凝視著手中的試管，試管裝著約莫50毫升的混濁肉汁，裏頭有他和華倫醫師（J. Robin Warren）好不容易培養成功的幽門螺旋桿菌。沒有人知道這種細菌對人體會有甚麼影響，他打算「以身試菌」，看看喝下這些細菌後，會不會罹患胃潰瘍。馬歇爾吐了一口氣，將試管拿到嘴前，仰頭一飲而盡，暗自祈禱不會因此賠上一生的健康。

馬歇爾於1951年 #9月30日 出生，8歲隨家人搬到伯斯（Perth），在這裡取得醫學學士學位，並於1977年進入皇家珀斯醫院（Royal Perth Hospital）工作，1981年他加入腸胃科，認識了病理學家華倫醫師。

華倫告訴他從兩年前開始在一些胃潰瘍病患的檢體中，發現「疑似細菌的東西」，或許值得進一步研究是否與胃潰瘍有關。當時普遍認為胃潰瘍純粹是壓力過大，或是抽菸、辛辣之類的刺激性食物等導致胃酸分泌過多，而侵蝕胃壁所造成，與病菌無關。何況細菌怎可能在胃酸這種強酸的環境中生存？

其實除了華倫，其他醫生也曾在胃潰瘍病患的胃中發現幽門螺旋桿菌，但都認為細菌只是經過胃，並不是在胃中定殖，畢竟實際進行培養也都無法成功。不過馬歇爾和華倫抱著姑且一試的心理，竟於1981年10月用抗生素治好一位胃潰瘍病患，讓他們信心大增，著手進行研究。

他們於1982年開始將檢體送交實驗室培養，前30個都培養不出幽門螺旋桿菌，使得院裏的資深醫生忍不住勸馬歇爾別再瞎搞，去做正經的研究。不過馬歇爾的堅持終究換來幸運女神的眷顧。復活節假期結束後，馬歇爾回到醫院，竟收到實驗室通知第31個檢體培養出幽門螺旋桿菌。

原來實驗室的標準作法是經過48小時都沒長出東西，就會把培養皿丟棄。這次遇到復活節四天連假，來不及丟棄培養皿，才有機會讓生長速度比較慢的幽門螺旋桿菌長出來。隔年他們向澳洲胃腸病學會提交報告，卻被審查者認為落在當年論文排名的後10%，予以退回。

雖然華倫和馬歇爾隨後於1983年6月在《柳葉刀》發表實驗結果，卻仍備受醫學界質疑，認為他們只不過證實幽門螺旋桿菌的存在，但並未證明這種菌與胃潰瘍之間有因果關係。於是馬歇爾於1984年用小豬進行實驗，然而不知道為什麼，這些注射幽門螺旋桿菌的小豬就是不會得胃潰瘍。馬歇爾才決定孤注一擲，拿自己做實驗。

馬歇爾在飲用充滿幽門螺旋桿菌的肉汁之前，先用內視鏡確定自己沒有胃潰瘍，並且特意先吃抑制胃酸的藥，以增加幽門螺旋桿菌的存活機會。結果三天之後，他就有消化不良的感覺，再過了兩天，他的媽媽與太太都說他口臭。此時他還不確定是否與胃潰瘍有關，但兩天之後，他開始嘔吐，於是用內視鏡檢查胃部，果然看見胃潰瘍的病灶；採檢後也的確發現幽門螺旋桿菌。第十四天他開始服用抗生素，不久後胃潰瘍即痊癒，讓他的主張更加有說服力。

隔年馬歇爾發表自體實驗的論文，引發其它醫療機構也進行實驗，最後醫界終於接受胃潰瘍和幽門螺旋桿菌有關，用抗生素治療消化性潰瘍也成為標準療法，使得相關病例減少了50%以上。2005年的諾貝爾生理或醫學獎便頒給馬歇爾與華倫，以表彰他們「發現幽門螺旋桿菌及其在胃炎與消化性潰瘍中的角色」。

馬歇爾後來接受訪問，回顧自己這段經驗時表示：「年輕的研究學者或學生有一大優勢，就是「不懂」，像一張白紙，可以很開放地去接受新的東西。……有位歷史學家曾說：『學習的障礙不是無知，而是對知識的成見。』知識的成見就像國王的新衣，大家以為懂了，其實不懂。你自認對東西不懂，是個優勢，因為你可以吸收各種新想法、新知識；但如果你懂的是錯的東西，是知識的成見，就沒辦法接受新知識。」誠哉斯言！

#科學史上的今天

利用類澱粉蛋白來傳輸水分子 水分子單向擴散

 陽明交通大學生命科學暨基因體科學研究所教授許世宜的研究團隊，利用類澱粉蛋白來傳輸水分子，發現可以使海水 100% 脫鹽，找到淡化海水的不同方式。

這項方法是用三片類澱粉蛋白組成的奈米微管（nanotube），透過蛋白薄膜表面上的電位差來推動水分子往單一方向移動，同時又能達到阻擋鹽離子穿過（鈉離子、氯離子），形成一個自帶分子馬達，不需外部提供任何能量。

許世宜：「水分子單向擴散在生物界是很常見的現象，例如蜘蛛絲、蝴蝶翅膀都可以觀察到水分子單向流動，這些流動不需要外部能量，而是透過基本的生化及物理機制來完成。」

文字編輯：騰騰

scientists turned to neutron tomography for answers.

Unable to open this heavily corroded, likely 12th-century pendant—but curious about what's inside—scientists turned to neutron tomography for answers.



ARSTECHNICA.COM
Neutron imaging revealed the secrets of this gold-plated medieval pendant

 neutron tomography

Neutron tomography is a form of computed tomography involving the production of three-dimensional images by the detection of the absorbance of neutrons produced by a neutron source.^[1] It creates a three-dimensional image of an object by combining multiple planar images with a known separation.^[2] It has a resolution of down to 25 μm.^[3][4] Whilst its resolution is lower than that of X-ray tomography, it can be useful for specimens containing low contrast between the matrix and object of interest; for instance, fossils with a high carbon content, such as plants or vertebrate remains.^[5]

Neutron tomography can have the unfortunate side-effect of leaving imaged samples radioactive if they contain appreciable levels of certain elements such as cobalt,^[5] however in practice this neutron activation is low and short-lived such that the method is considered non-destructive.

中性子断層撮影法（ちゅうせいしだんそうさつえいほう NCT）は、非破壊検査の一種で、中性子線を検査対象に照射して内部を透過させて3次元構造を生成する撮影法^[1]。

概要