◆冷冷的冬，熱熱的吃∼《媽媽的廚房菜》回味家鄉味道，林麗琪生活插畫隨筆！
第295期 2011/3/26
本期摘要
《基因救命手冊》
《太陽能源》
生質能--化腐朽為能源
日本福島核電場事故，讓世人重新思考再生能源的發展。 從德國到印度，從大城市到小農莊，在我們的一切生活開支都要隨油價波動不斷的此刻，在某些地方、有一些人，已經不約而同為能源的使用與選擇，找到帶來希望的新方向…… 他們的新能源選擇不僅「乾淨」且優雅，也為他們創造了舒適生活的新時尚；更重要的是，他們揮別了依賴化石燃料的舊時代，找到了能夠自給自足，既有獲利、又能不斷向未來前進的動力。源自於太陽，可轉化為電能、熱能、風力、水力、生質能，還有地熱所帶來的能量，統稱為「再生能源」。 《太陽能源》這本書訴說的不僅止於能源選擇的各種可能，更帶領我們以更寬廣的視野看世界，也為我們的能源未來，勾勒出更積極、樂觀、務實的想像！
基因救命手冊 拜技進步所賜，我們已經可以掌握自身DNA所蘊藏的祕密。柯林斯本身是醫師兼遺傳學家，並擔任跨國重大科學計畫「人類基因組計畫」的主持人，沒有人比他更有資格當嚮導，帶領我們走上這趟自我探索之旅。 在這趟旅程中，我們會了解到：DNA所使用的語言，就是生命的語言；裡面記載的內容，也就是你自己的醫療手冊。學著去解讀其中的奧祕，你會讚嘆其中的奇妙，而且有一天，這本手冊真的可以拯救你的性命！……《進來看看這本書》
太陽能源 從德國的舊礦場到印度的小農莊，在許多我們已知或未知的世界裡， 再生能源早已不是政策與技術的問題，而是市場經濟的邏輯……當全世界都渴望擺脫對化石燃料的依賴、期待以綠能產業再啟經濟發展， 選擇源自於太陽、乾淨的再生能源， 就等於選擇過一種舒適、低耗能的優雅生活； 就是選擇用更積極踏實的腳步，走向不枯竭的未來。。 ……《進來看看這本書》
｜GOOD EXPERIENCE｜雲得生質能村 當油價漲破每桶140美金時，據說，全世界的生活都隨著油價起伏。 「全世界嗎？」 「不，那個在山丘後面的小村莊就不會。」不是因為他們身處桃花源，而是村裡的人，自己產能源。 位於德國下薩克森省（Niedersachsen）的南邊又南邊，名叫「雲得」（Jühnde）的偏僻村落，有75%的家庭暖氣是從家裡常年種植的作物與養殖的牛糞沼氣所供應。雲得不只是德國第一個生質能村，據稱也是全世界的學習對象，不僅來自各國的取經團體絡繹不絕，村裡主事者的演講邀約，也從波羅的海的小村落一直排到紐約大蘋果。 就像雲得小村的村民說的，站在村子旁的大型沼氣發電設備，也就是生質能中心，是讓他們願意改變的決心。 兩座頂著銅製圓頂的沼氣發酵槽，一座是用來發酵沼氣的反應器，另一座則藏有發電機。在發電廠的另一側，則是用木屑與廢棄木料當燃料的暖氣廠，旁邊還有備用的燃油暖氣設備。因為，就算有意外的意外發生，在冬天也不能有人凍著。這座設備不僅提供家家戶戶永續的暖氣與熱水，還可以發電賺錢。而這些成果的前提，就是因為德國有再生能源法的保障。 根據再生能源法，以生質能發電，每回輸到市電網路一度電，就可以拿到17歐分的收購電價，保證收購年限20年。另外，我們也不能忘了提到雲得小村的靈魂人物--前村長奧古斯特•布蘭登伯格先生的故事。 這位今年77歲的老先生，在他的村長任內，將所有村民整合到同一陣線，不怕阻礙的貫徹這整件事情。他們用堅定的信心、務實的態度、擁抱的耐心，還有比喝幾瓶啤酒多一些的時間……事情，就從1990年代末開始…… 1990年代末期，卡塞爾大學（Kassel University）的學者希望能夠在德國打造出一個完全使用永續資源供給能源所需的烏托邦，而雲得小村就是他們認為適當的地點。在那個時候，雲得村的這裡與那裡，的確到處都有沼氣發酵設備；不過，可沒有人會這麼「瘋狂」的希望，讓整座村落都用玉米與動物的糞便來取暖。然而，因為農村的景氣不佳，麥子的價格已經降到谷底，所以非常需要新的市場動力。 所以，改變，應該也是一個機會！ 50年後，世界會變成什麼樣子？在氣候變遷的背景下，我們如何可能擺脫對化石燃料的依賴？很快的，發展生質能變成了雲得村民必須進行的實踐。因為前村長布蘭登伯格先生堅信：每一位村民都要從一開始就了解事情的始末，而且，每一個人都必須獨立做出決定；於是，在一個召開說明會的晚上，雲得村民建立了共識，也建立起雲得村共同的未來--在場的所有村民都舉手贊成這項「瘋狂」計畫。 布蘭登伯格先生嚇了一大跳。然後，微笑接受。而事情，就這樣開始了。 在燃燒木屑與廢棄木料的暖氣廠裡，爐火熊熊；工作人員一大早就從農家收回新鮮的糞肥；儲存槽裡堆滿了用白色塑膠袋捆捲好的青貯飼料；用來發酵沼氣的反應槽中汁液翻騰。在這整座發酵沼氣的設備裡，就像是一頭大牛反芻的生理作用，要好好看顧、隨時補充材料--每天需要填入30立方公尺的糞肥與35噸的青貯飼料。 所以，雲得小村的油井是長在四條腿上的。雲得村民喜歡開玩笑說：「住在雲得的人有怪癖，他們都用大便來發電。」用沼氣產熱所發的電，足以提供當地居民所需用電的兩倍，以及度冬所需足夠的熱能。而且，由於整個設計規劃中，都有考慮到個人使用狀況，如果節省著用，還可以省下不少錢。所以，全世界各地有興趣的訪客，都紛紛來到這個「生質能村」取經。 除了雲得之外，德國後來也陸續出現好幾個這樣的村落--在想像自己未來50年的生活況味之後，決定將腐朽轉化為能源…… （摘錄自本書Topic3 生質能--化腐朽為能源）
LHC
■ 鉛電池：汽車裡的相對論奇蹟
科學新聞由SciScape提供
鉛電池是一般汽車內常用的零件，它可以在需要啟動引擎時輸出能量，並且在引擎運轉的時候儲存能量。它的優點之一是可以輸出較高的電壓（約2.1V），但令人訝異的是：大家都還不知道這項優點是怎麼來的。2011年的一月，有一組北歐的科學家從理論計算指出：鉛電池的高電壓，其實是來自於相對論效應。 鉛電池是由鉛板與二氧化鉛板，同時放置在硫酸溶液中組成的。鉛會釋放電子，與硫酸作用產生硫酸鉛；二氧化鉛接受電子後，與硫酸也會結合成硫酸鉛。一來一往可在兩個板之間形成約2.1V的電壓。類似的反應似乎可以用錫與二氧化錫取代，不過效果就不好了。最近瑞典Uppsala大學的科學家Rajeev Ahuja與他的研究團隊利用第一原理電子密度泛函理論，計算鉛與錫在做成酸電池時的差異。他們發現：若不考量相對論效應的話，鉛與錫的效果相差不大，但如果考慮相對論效應，用鉛在電壓上的優勢立刻凸顯出來。 在一般人的印象中，相對論似乎跟原子世界很難聯想起來，但實際上在某些情況仍可見其蹤影。在較輕的原子中，原子核對電子的靜電引力不大，所以電子繞行原子的速度遠小於光速，因此相對論效應通常可以忽略，然而對於較重的原子而言，原子核的大量質子使其對電子的引力增加，導致電子在軌道上的速度也跟著變快，這時候相對論效應將會起重要的影響。有許多重原子的有趣現象，如顯著的自旋軌道作用或是電子的軌道半徑收縮，都是來自於相對論效應。 然而相對論何以告訴我們：用鉛作電池比用錫要好？這是因為相對論的軌道收縮效應，使得鉛的6s軌道能量往下降。雖然6s軌道能量下降會略微降低鉛的還原力（也就是釋放電子時所得的能量），卻同時大幅提升二氧化鉛的氧化力（也就是吸引電子時所得的能量）。在這一來一往之間，相對論效應為每個電子提供了約1.7V，也就是約80%電池的電力。相對的，錫的相對論效應就弱很多，以致於二氧化錫的氧化力遠小於二氧化鉛的效果，這就是拿錫當酸電池材料的最大障礙。 雖然鉛電池是個司空見慣的生活用品，卻仍可從中找出意外的新發現，這也是科學研究的迷人之處。 參考來源： Physical Review Focus:Relativity Powers Your Car Battery R. Ahuja et al., PRL 106, 018301(2011)
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