在高中物理第四冊的實驗課本中有一個以6AF6 真空管測量電子荷質比的實驗，在真空管中使電子由管中央之陰(負)極射出，在螺線管內磁場的作用下，電子以彎曲的路徑向陽(正)極運動，最後投射在塗有螢光物質的漏斗狀陽極板上。測量螢光屏上亮點軌跡之曲率半徑，進一步推算出電子之荷質比。但是陽極板上電子所打出來的曲線恰好是電子的運動軌跡嗎？若否，其投影點連線之曲率半徑又有何意義呢？基於這個疑問，想要探討以這個實驗求取電子的荷質比是否有原理上的問題。

上藝術人文課時，老師要全班用紙摺出平面的星星來佈置教室。剛開始，不用量角器，利用向上摺和向下摺的方法，在長條紙上的摺線摺出不同的多角星。然後發現只要在長條紙上用 180 度來平分等分的角，就能摺出多角星。在操作中我們從多邊形的外角及轉角的關係，讓我們想到利用轉角，也可以摺出不同的多角星。後來發現在長條紙上從向上摺與向下摺的次數方法中，利用課本解題方法找到規律性。更可貴的是從摺法中，發現長條紙上的等分平分，讓我們發現竟然與數學的二進位是相同的，那是令我感到非常驚訝的事，也讓我們覺得「數學」是無處不在的隱藏在日常生活中。同學們！大家趕快一起來翻轉「多角星星」吧！您就可以發現它的趣味性與神祕性。

在微生物實習課時，無菌室、無菌箱之滅菌，以紫外線、昇汞液及使用吹風式無菌操作台，總覺得不夠理想：如用紫外線減菌，則照射不到的地方就無法減榮；用昇汞液滅菌，它本身有劇毒，對操作人員亦不利，用吹風式無菌操作台，所吹的風有味道，且因有風在吹動，操作上往往造成不便。再則吾人日常使用自來水時，經常會聞到一股令人不快之氯臭；且我國之自來水至目前，均未達生飲標準，故引起我們對臭氧滅菌效果之研究興趣。

動物是不是具有感應地震的能力？ 1999年九二一大地震前後，某些地區的地面出現大量的蚯蚓，不僅引起大家的注意，也讓一些人相信蚯蚓具有預測地震的能力。其實在地震發生之前，往往可以觀察到一些動物有不尋常的反應。除了人們可能感覺暈眩、耳鳴外，還包括淺海魚區出現深海魚，鯰魚、鰻魚的漁獲量大增，深夜烏鴉、麻雀喧叫，貓、狗突然亂叫或往外衝，甚至亂咬人、魚缸中的金魚突然跳出水面，老鼠突然往高處爬，不肯下來，蛇及其他爬蟲類成群爬出巢穴等的現象。這可能是因為牠們特殊的生理機制讓牠們對低頻率的震動比較敏感。 動物能不能預測地震？ 目前中國及日本等地震多的國家正著手進行動物能否預測地震的相關試驗。例如在日本，專家認為鯰魚能感受地層中微弱的電流變化，而有一些不正常的行為，曾以牠們為試驗材料，不過由於試驗都在與地層中電流隔離的研究室進行，未能證明鯰魚的行為和地震有明顯的關聯，而停止這項研究。其實若是選在接近自然環境的池塘作研究，或許可以得到不同的結果。 部分專家認為，地震發生之前，隨著岩石的破碎，帶電的地震雲會釋放在大氣中，一些生物感受到地震雲後，表現出和平常不一樣的行為。目前已觀察到在試驗室裡，受到地震雲的刺激，一些生物的神經系統會呈現異常的興奮；也發現地震雲會讓在地下休眠的動物又恢復活動，或改變海洋中魚群的迴游方式。但這種看法仍停留在假說的階段，並未得到所有專家的認同。 事實上生物界有許多未解之謎，例如候鳥的歸巢行為、鮭魚的迴游到出生地產卵等。只就昆蟲的行為和天氣預報的關係來看，就有「螞蟻成群爬出蟻窩表示會有豪雨」、「蚊蠅群飛是降雨的前兆」等值得探究的現象。尤其大蚊群飛與降雨的關係，據氣象局的分析，準確度達76%，但牠們預知降雨的生理機制仍是個謎。

SciTalk 仿生科技開拓生物多樣性知識的應用 / 游信和 生物多樣性共存的農作物健康管理 / 鄭政峯 微小世界中的仿生材料──奈米酵素 / 連經憶 你吃的不是你所想的——化學的「食作」探究 / 黃嘉郁 極光巧克力炫目登場！光碟片彩虹的奧秘應用在極光巧克力製作 / 江淑芳、陳坤龍 微型電解裝置於化學教學的運用 / 潘俊宏、林威佑、郭子安 霸王⿓終結在北半球⾵光明媚的春天/ 吳育雅 大學教師導入STEAM於高中微課程之設計與實踐(下)：通識教育 / 謝良瑜、黃勻祺、黃琴扉、王淑綺 我國氣象觀測站網的建置和演進(四)臺灣離島地區 / 陳正改 閱讀繪本讓數學更親近 / 劉淑雯、黃譯平 森棚教官數學題——你儂我儂 / 游森棚 鐵磁流體於教具研發的應用與推廣 / 蕭德仁、蔡振明 居家隔離期間看著《科學月刊》五十年的紀錄片，非常的感動。看著《科學月刊》前輩們從無到有的努力、經營過程的慘澹、有著一群有理想不為己私的科學家支持著，四十周年時李國偉老師提出的「理想、啟蒙、奉獻」堪稱是科月的精神與寫照。國內有過幾次重大事件，科學月刊的科學家們不畏強權的站出來，讓科學證據說話，是科學家善盡社會責任的表率；讓社會議題透過科學性的討論及證據來論證，在現在是非常令人期待的；那個年代有風骨的科學家們，不汲汲營營於發表SCI論文，卻有著科學人的良知，敢衝撞高層，不被收買，不會閉嘴，是當時受人尊敬的地方，也是現在學者的典範。現在很多所謂的創新，在那個時候就在做了，大家都忽略歷史而已！在《科學月刊》四十年，個人開始有機會面對面接觸，原應在報章雜誌上才看得到的大師們，作為粉絲真的是何其榮幸！希望讀者要多多支持這個有理想的科學雜誌，讓他們可持續、好好經營、長長久久。 本期專題 本期的專題是「仿生永續」，有三篇文章：〈仿生科技開拓生物多樣性知識的應用〉、〈生物多樣性共存的農作物健康管理〉、〈生物多樣性共存的農作物健康管理〉。仿生科技是門顯學，從遠流2007年翻譯《學蜘蛛人趴趴走》一書開始，國內陸續有過的仿生書籍出版、仿生科技國際研討會、…；跟生物學習一直是人類的目標，也一直是在消弭人定勝天這種自以為是的錯誤。我們雖然偶爾缺電，但是還是需要跟著世界潮流大喊淨零碳排，開發新能源不容易，但是學習生物以最小能量生存的法則又很重要；如果我們不浪費食物、如果我們剛剛好就夠了、如果我們每天在用的耗能設備（如馬達）提高一點點效率等等，這些策略在生物身上都不難發現，所以仿生科技方興未艾。以下是題外話，躬逢其盛因為仿生有機會為《學蜘蛛人趴趴走》導讀、有機會成為成大第二位到中研院知識饗宴演講的老師，有機會在成大首先開設《仿生科技概論》課程（一百學年度），十多年後也很高興有老師跟著開設相關課程。 如果你發現身邊的許多會改變顏色的頭足類生物及變色龍，你驚嘆它的特異功能之餘，有沒有好奇心要知道它是怎麼做到的？如何依照周圍的環境改變身體的顏色，有慢慢變化的、有變色跟翻書一樣快的！游信和副校長在〈仿生科技開拓生物多樣性知識的應用〉文章中給了更多的例子，幫你解開各種生物變色的秘密、結構色、還有潛在的應用，有產品的當然就是仿生科技。「有健康的身體就不需醫藥治療，植物靠農藥來生長就是不健康」；「從植株的健康來控制病蟲害」；鄭政峯副校長從源頭去探討問題根源，維持生物多樣性是一大解方。不然噴了除草劑或是農藥，許多益蟲也跟著遭殃，土壤劣質化…整個循環就是個惡性循環；鄭政峯副校長透過〈生物多樣性共存的農作物健康管理〉一文CSI似的鉅細靡遺的剖析，整個農作過程也展現出一個更良善的循環。奈米酵素是仿生材料嗎？酵素本身就是奈米尺度，那為麼又有奈米酵素呢？奈米酵素一定是人造的，那要跟天然的酵素模仿學得像嗎？一定不像！不是很像！那有那些好處讓我們會來用它呢？會不會有我們不知道的危險？連經億老師為文〈微小世界中的仿生材料──奈米酵素〉為您解析。 教學現場 有老師在材料系「材料機械性質」的課程中，以巧克力作為量測機械性質的對象，讓同學很積極的engaged在課程之中。教學現場的三篇文章更是值得學習。新興國中黃嘉郁老師透過有趣又可盲測及實作的「食作」緊緊地拉住學生的目光及味覺。非常有化學感的添加物切入食品科學讓同學對於生活相關的社會科學及自然科學有許多的連結，〈你吃的不是你所想的—化學的「食作」探究〉讓學生能更深入思考食物的價值與真實感。如何製作極光巧克力？巧克力在不同角度下有不同的色彩表現，跟許多不是靠著色產生色彩的結構色一樣，蝴蝶鱗粉是最為被欣賞的一個，也因此有光子晶體理論的建立，也因為電子顯微鏡下看到的多層次結構才發現這個祕密；如何在巧克力表面製作多層次結構呢？可能無法真的多層次，但是肯定需要一個模子，要知道如何實現，佳興國中陳坤龍老師〈極光巧克力炫目登場！〉為您解密。如何改良現有氧化還原反應槽過大，造成廢液處理的不便，看著文章〈微型電解裝置於化學教學的運用〉，跟著介壽國中潘俊宏老師團隊來製作微型電解裝置，透過手邊的裝置可以觀測結晶成長；未來也可以透過不同變因控制以及成長的形貌大量觀測，由機器學習來做更多的探討。 科學新知 透過地質定年可以讓我們當CSI，發現時誰謀殺了恐龍？許多人也知道透過放射性元素的半衰期可以協助定年，問題來了？要挑哪種放射性元素？這可能要猜看看恐龍大概何時滅亡的？真的是小行星撞地球嗎？不同化石遺跡的陸續開挖，有許多不同的驚喜，而這些驚喜還是需要透過許多邏輯式的討論及事實驗證，才能證實許多的猜想。前北一女教師吳育雅博士透過優美順暢的文句，〈霸王⿓終結在北半球⾵光明媚的春天〉跟你訴說整個故事。 特約專欄 延續上期文章，〈大學教師導入STEAM於高中微課程之設計與實踐（下）：通識教育〉黃琴扉老師團隊以大學端開設三門選修微課程：『時間之旅』、『新聞概論』及『數學與生活』為例，探討課程導入STEAM於高中生微課程之課程設計。 中央氣象局陳正改前組長〈我國氣象觀測站網的建置和演進（四）臺灣離島地區〉針對離島六個氣象站作介紹，前面本島22個氣象站已經在前三篇文章〈我國氣象觀測站網的建置和演進（一）、（二）、（三）〉中說明過。我們有單車環島的路線，如果規定氣象相關科系畢業生要規劃個環台氣象站之旅，陳正改老師的這四篇文章就是非常棒的史料及介紹。 蚊子老師團隊透過〈閱讀繪本讓數學更親近〉介紹許多最新的國際得獎數學繪本，看著介紹可以想到有很多精彩的等你發掘。數學是科學之母，日常生活中數學是不會離開我們的，從繪本書可以感覺到數學的生活化、可以知道數學在解決問題上的貢獻與工程師的故事、沙灘上或沙漠中風吹過的留下的痕跡、花朵的式樣、刺繡等等圖案也是數學；補充兩點，吵架時用最多的就是數學的邏輯、名偵探常做的推理邏輯也是數學。 森棚老師的〈你儂我儂〉考驗我們在固定的混合過程中，濃度的改變；會求解這個問題，就可以非常切合時事的跟專家討論新冠病毒的傳播。我們每個人呼出的一口氣，在空氣中跟其他人呼出的氣體互相混合，然後隨著擴散以及氣流，過了幾天阿根廷那邊的人也吸到我吐出的空氣分子，真可謂息息相「呴」啊！ 總召編輯委員 - 李旺龍 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：劉火欽 總召集人：李旺龍 編輯委員： 物理科 吳仲卿 余進忠 戴明鳳 朱慶琪 化學科 古建國 王伯昌 林如章 周金城 黃琴扉 生物科 王美芬 蕭世輝 張育傑 辛懷梓 郭淑妙 地球科學 許民陽 王郁軒 謝隆欽 盧孟明 科技科 張玉山 汪殿杰 林育沖 徐新逸 數學科 李源順 游森棚 嚴志弘 高欣欣 跨領域學科 李名揚 劉淑雯 吳嫻 李芝瑜 特約專欄 游森棚 黃琴扉 陳正改 劉淑雯 策劃：李耕雲 主編：吳中益 本月專題特約主編：古建國 編輯：佟冠誼 林博雅 網頁設計編輯：施曉恬 投稿規範請來信詢問：article@mail.ntsec.gov.tw

本研究訓練出機器學習中的隨機森林模型，以流行音樂的主旋律為輸入，輸出適合該段主旋律的和弦，而模型預測結果分布中得到的和弦功能與相互關係和樂理中的和弦功能理論大致吻合。在輸入的特徵值沒有使用連續性的樂句的條件下，本研究也分析了使用所謂「循環代碼」對於提高模型預測正確率的貢獻度，結果是有顯著的正面影響。本研究所聚焦的「配和弦」具體化創作構想（主旋律）的功能，因此與歌曲分析或音樂生成大不相同、而具有電腦輔助創作的獨特研究價值。

本研究使用巴克球(C60)或巴克球衍生物(PC61BM)作為主催化劑，發光基團(DTBT)作為副催化劑，兩者混摻成複合催化劑並進行各種變因調控，製成催化效果最佳的有機光觸媒，應用於還原二氧化碳生成有用的燃料，達到開發再生能源與減緩溫室效應的目的，另外也可以應用於殺菌與分解汙染物。 利用氣相層析儀進行二氧化碳還原產物的定性及定量分析，複合催化劑光催化二氧化碳還原產物以一氧化碳為主、甲烷為輔，主、副催化劑混摻的催化效率遠優於單一催化劑，複合催化劑的主催化劑選用PC61BM優於選用C60，DTBT與PC61BM混摻莫耳比為1：1時一氧化碳的產率最佳，而莫耳比為2：1時甲烷產率較佳，若在反應瓶中添加氫氣或增加水量，皆有助於提高甲烷的產率。

Despite the multitude of biomedical scans conducted, there is still relatively low accuracy and standardization of diagnoses from these images. In both the fields of computer science and medicine there is very strong interest in developing personalized treatment policies for patients who have variable responses to treatments. The aim of my research was automatic segmentation of brain MRI scans to better analyze patients with tumors, multiple sclerosis, ALS, or Alzheimer’s. In particular, I aim to use this information, along with novel artificial intelligence algorithms, to find an optimal personalized treatment policy which is a non-deterministic function of the patient specific covariate data that maximizes the expected survival time or clinical outcome. The result of the research was IlluminaMed, a biomedical image analysis toolkit that relies on the development of new artificial neural networks and training algorithms and novel research in fuzzy logic. The networks can detect patterns more complex than humans can identify and create patterns over long periods of time. IlluminaMed was trained by a dataset of professionally and manually segmented MRI scans from several prestigious hospitals and universities. I then developed an algorithmic framework to solve multistage decision problem with a varying number of stages that are subject to censoring in which the “rewards” are expected survival times. In specific, I developed a novel Q-learning algorithm that dynamically adjusts for these parameters. Furthermore, I found finite upper bounds on the generalized error of the treatment paths constructed by this algorithm. I have also shown that when the optimal Q-function is an element of the approximation space, the anticipated survival times for the treatment regime constructed by the algorithm will converge to the optimal treatment path. I demonstrated the performance of the proposed algorithmic framework via simulation studies and through the analysis of chronic depression data and a hypothetical clinical trial. IlluminaMed can automatically segment the scans with 98% accuracy, find tumors with 96% accuracy and approximate their volume within a 2% margin of error. It can also find lesions in MS and ALS, distinguishing them from tumors with 94% accuracy. IlluminaMed can, in addition, determine the tendency of a patient to develop Alzheimer’s several months before patients develop symptoms correlating the brain structure and its fluctuations. Lastly, the censored Q-learning algorithm I developed is more effective than the state of the art clinical decision support systems and is able to operate in environments when many covariate parameters may be unobtainable or censored. IlluminaMed is the only fully automatic biomedical image analysis toolkit and personalized medicine engine. The personalized medicine engine runs at a level that is comparable to the best physicians. It is less computationally complex than similar software and is unique in the fact that it can find new patterns in the brain with possible future diagnoses. IlluminaMed’s implications are not only great in terms of the biomedical field, but also in the field of artificial intelligence with new findings in neural networks and the relationships of fuzzy extensional subsets.

有一次，我和媽媽回家時，看見路旁有一隻蜘蛛和蜘蛛網，媽媽看我很好奇，就決定買了這多有關蜘蛛的書本讓我看，看過這些書本之後，發現，原來有這麼多種蜘蛛，蜘蛛的網也有特徵，例如:有些是結成美麗的車輪形、有些是結成扇形，還有雜亂型和不規則的成一束束的網和吊葉蜘蛛的放射狀絲。過了幾天，媽媽帶我去爬山，看見書本上有介紹過的蜘蛛，例如:草蜘蛛、蠅虎.....等等，讓我對蜘蛛更了解了!於是興起了我想研究蜘蛛網的念頭，於是幾個同學在老師的指導下展開了研究。

利用校園九種常見的香草，包括：蒜香藤、芙蓉、薰衣草、迷迭香、香茅草、雞屎藤、九層塔、薄荷、馬齒莧等九種具有強烈味道的香草植物，尋找可以驅離小黃家蟻的植物。結果顯示，新鮮芙蓉葉片將迅速使小黃家蟻死亡；磨碎過的香草，將造成小黃家蟻死亡，除芙蓉葉片外其餘死亡率皆超過 50%；烘過的香草中，香茅草防治的效果最好。

每當我們到醫院看病時，醫生總是不厭其煩地詢問病人有什麼病情。如有沒有發燒呢？有沒有頭痛呢？有沒有流鼻涕呢？問了些問題後，醫生就可以下判斷：你得了 × × 病。由此可知，似乎只要有一些規則，我們就可以判斷有何結果。例如：你既頭痛頭昏又打噴梯，你可能得了感冒。當然，以上的例子只是隨便說說而已，但若是實際上請醫術高明的醫生，把一些診斷疾病上的徵兆或條件，寫成明確的規則，交由電腦去處理，如此診斷的工作就可交給電腦，而一般不懂醫術的人也可藉助電腦自行判斷疾病。