前兩回阿文介紹了英國工程師帕森斯發明的蒸汽渦輪機在發電以及航海兩項事業的偉大成就，這一回要來介紹他的其他較不出名，但是以科學眼光來看，毫不遜色的幾項工程成就。由此可以一窺帕森斯身為工程師的多才多藝到了什麼程度。

上一回阿文介紹了發明了科普利獎章得主，發明蒸氣渦輪機的工程師，帕森斯，以及他如何讓發電機的效率大幅提高，帶來工業革命新一波的高潮。這一回阿文要介紹的是帕森斯的工程發明對航海事業產生的重大影響。還請諸位看官們賞光。

可以持續一生的植牙材料、能夠承受嚴苛輻射環境的機器人及粒子探測器、原子級的量子設備、可減少在電力傳輸中能量損失的75%的高壓轉換器。

量子英雄傳說 第一季：第十篇長岡半太郎(1865年8月15日－1950年12月11日）

嚴重特殊傳染性肺炎（Coronavirus disease 2019，Covid-19）疫情在全球爆發至今已超過一千個日子，為了能展開與新冠病毒（SARSCoV-2）共存的新常態，以及改善過去三年「捅鼻子」日常，在台灣有間專注開發半導體生物感測器的生醫新創[1]，以奈米矽場效電晶體（Silicon Nanowire Field Effect Transistor，SiNW-FET）技術為基礎，利用半導體元件的物理和特性，結合生物檢測的原理，針對新冠病毒開發「半導體生物感測器平台」。產品包含核酸檢測晶片、微量生醫分子檢測儀以及檢測試劑，於110 年12 月取得台灣EUA 緊急使用授權，以提供醫療端及第一線場域一種流程簡單、安全、快速準確的新世代生醫晶片，正式向世界宣告『精準檢測』的時代已經到來。這樣跨域整合的半導體新應用，到底是怎麼做到的呢？

細胞是生命最小的單位，了解細胞的運作一方面是滿足人類對於生命如何運作的好奇，另一方面提供疾病治療的線索，因為許多疾病的來源是來自於細胞失去正常的運作。傳統上，生物學家在研究細胞，著重在基因、化學物質對於細胞的影響，忽略各種物理因素對於細胞的影響。到了二十一世紀，科學家已經確定物理因素會影響細胞維持生理功能。例如細胞需要施力才能維持正確的細胞形狀或者移動，身體裡的細胞承受著各種外力，例如血流、肌肉收縮、重力，維持健康的生理反應，觸覺、聽覺都是力學刺激，細胞對於這些力學刺激有適當的訊號傳遞，維持正常的功能，失去適當的力學刺激或者失去對於力學刺激的訊號傳導都會造成疾病[1]。例如太空人在沒有承受重力下，一個月可流失1% 的骨頭，得到骨質疏鬆症，骨質疏鬆症在老化的社會中是是現今流行病學的一大問題，目前並沒有藥能治癒這個病。血管硬化是跟不穩定的血流形態造成不正常的剪應力，影響了內皮細胞的表現。如果細胞對於力訊號傳導過程出錯，會造成疾病，例如有一些癌症，有些耳聾就是耳朵內的毛細胞，無法將聲音的力學訊號傳遞出去，還有一些跟力傳導相關的蛋白質突變也都會造成疾病。生命發生時，受精卵所需的資訊都儲存在基因內，但是在整個胚胎發育的過程中，細胞的成長、移動、與鄰居細胞的相互推擠都會反饋到細胞內，有些反饋能導致細胞分化成不同功能的細胞，最後變成一個個體，現在科學家相信細胞所處的力學環境影響整個發育的過程。

量子英雄傳說 第一季: 第九篇約瑟夫·湯木生爵士，（Sir Joseph John Thomson，1856年12月18日－1940年8月30日）

上一回我們介紹了科普利獎章1923年的得主蘭姆爵士，下一位拿到科普利獎的物理學家是兩年之後，1925年頒給了愛因斯坦，這位當然不用再另外介紹。三年之後的1928年，科普利獎則是頒給了一位另類的物理學家，也許稱呼他是發明家，工程師更為貼切，他就是蒸汽渦輪機之父，查爾斯·阿爾杰農·帕森斯 (Charles Algernon Parsons) 。帕森斯得到科普利獎時，早就功成名就，而且也已經七十高齡了。在公眾的心目中，他的名字總是與蒸汽渦輪機連在一起，儘管他對科學和工程進步的貢獻遠遠不止於此。他作為工程師的名聲可與大約一個世紀前的瓦特相媲美，他的影響力甚至可能比瓦特更廣泛，更深遠。不過有關他的漢文資料卻顯得相當稀少，就讓阿文我來填滿這個缺憾吧。

一、引言纖維狀胜肽和蛋白質聚集體的形成及其在細胞內和細胞周圍的沉積現象，是許多神經退行性和代謝性疾病的表徵，其範圍從阿茲海默症和帕金森氏症到第二型糖尿病及透析相關之類澱粉沉積症或澱粉樣變（amyloidosis， 是澱粉樣蛋白（amyloid）， 一種異常蛋白質，沈積在組織所引起的疾病）[1]。那些所謂的澱粉樣蛋白原纖維在結構上由垂直於原纖維長軸（交叉 β 結構）延伸的 β 鏈定義（圖一c）。在聚集過程中，這些胜肽進行結構重組，形成稱為低聚物（oligomers）的亞穩態中間物種，低聚物進一步自組裝成原纖維，最終形成成熟原纖維，如圖一a 所示。越來越多的證據表明，表現出更高細胞毒性的不是成熟原纖維，而是寡聚中間體（oligomeric intermediates）[2-4]。此外，許多研究發現金屬離子，如銅二價離子（Cu2+）、鋅二價離子（Zn2+）或鐵三價離子（Fe3+），可以改變澱粉樣蛋白的聚集路徑[5-8]。例如，有研究指出，鋅二價離子可與澱粉樣蛋白−β（Aβ）胜肽結合並誘導離徑（off-pathway）寡聚體的形成，這些寡聚體最終不會形成原纖維，而是形成較大的無定形（amorphous）聚集體[9,10]。由於其和醫療保健的密切關係，了解澱粉樣蛋白病變和澱粉樣蛋白的形成，及有毒澱粉樣蛋白低聚物的特性和結構便引起了研究上極大的興趣。不過，人們對低聚物結構的研究不如成熟的纖維狀形態那麼詳細，也正是由於它們在構形和大小上的異質性、短暫性及低豐度，這些中間物種很難用傳統的結構測定方法來表徵。下一節將簡要介紹用於蛋白質結構測定的常用光譜學方法，以及它們之間的相對比較。

量子足跡何處尋第九集：冉紹爾-湯森效應

神奇的醣結合蛋白：半乳糖凝集素  ※本文轉載自「研之有物」，為「中研院廣告」半乳糖凝集素（galectin）是什麼呢？它是一種醣結合蛋白（carbohydrate-binding protein），有許多不同的家族成員，例如半乳糖凝集素-3、-8 及 -9 等等。研究發現，當人體細胞遇到外來有害物質，包括細菌或病毒時，除了促進吞噬作用等先天免疫反應之外，半乳糖凝集素會快速聚集到被這些物質破壞的胞器上，與裸露的醣分子結合。同時半乳糖凝集素還會結合與免疫相關的細胞內各種蛋白質，影響細胞反應，例如消除病菌。中央研究院「研之有物」專訪院內的前任副院長，現為生物醫學科學研究所的通信研究員劉扶東院士，劉院士是研究半乳糖凝集素的專家，他將和我們分享半乳糖凝集素的故事。

 ※本文轉載自「研之有物」，為「中研院廣告」榮獲巴仁獎的臺灣分子演化學家您知道中央研究院有位相當低調的遺傳演化學大師嗎？此人開創了許多分子演化的數學分析方法，他就是生物多樣性研究中心的特聘研究員李文雄院士！數學是李文雄用來描述生物演化的工具，用 DNA 序列計算分子時鐘是他的重要貢獻。至今 80 歲高壽的李院士，是國內唯一獲得巴仁獎榮譽的得主，不僅培育眾多學生，並且依然在最前線探索未知。中研院「研之有物」專訪李文雄，邀請他分享在美國與臺灣的學研經歷及主要研究成果。