尿酸氧化酶參與嘌呤代謝機制，然人類尿酸氧化酶基因已退化，易使過量尿酸沉積於關節造成痛風，因此微生物源尿酸氧化酶具極高研發價值。 本研究針對微生物源酵素進行基因體探勘，篩選出抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans)及耐熱雙球桿菌(Thermobispora bispora)源尿酸氧化酶基因，取得尿酸氧化酶重組蛋白質進行酵素活性測定、熱穩定分析、蛋白質結構解析、酵素對金屬離子耐受性分析與尿酸檢測應用。抗輻射奇異球菌源酵素於30℃催化速率較過去報導之酵素佳，而耐熱雙球桿菌源酵素於70℃催化效率與熱穩定性仍佳。解析耐熱雙球桿菌源酵素結構發現羧基端具特異性構型，推測與熱穩定性有關。本研究的兩種尿酸氧化酶，可分別作為降解尿酸的速效及緩解型藥物，並開發成快速檢測尿酸的簡易方法。

我們發現當CdS 與ZnS 重量比以2:1 時，能在Na2SO3 及Na2S 的混合溶液中，照射日光產生氫氣，並能有最佳的產率38.18(ml/hr*g)，比一般直接照紫外光的效果更好。不只善用自然界的太陽能，還可以生成最乾淨"綠色"的能源－氫氣。我們以 CdCO3 和ZnCO3 做為產氫觸媒的原料，其為黃色的粉末，並以AA 原子吸收光譜儀求得樣品溶液中測得CdS 與ZnS 重量比為２：１。 把產生的觸媒放入以 Na2S 和Na2SO3 混合而成的溶液中，以鋁薄紙包覆以防受光實驗提早進行。把實驗裝置放在日光下照射，以一端管口所接的細量管得失產生氫氣的體積，進而換算產率。 我們的實驗裝置為密閉式的，並無循環裝置，故產氫量有限。未來的發展將是朝著大型開放式的循環系統，使氫氣能源源不絕的產生。 The production of molecular hydrogen upon sunlight illumination of the mixture of CdS and ZnS suspensions in the weight ratio 2:1 in Na2SO3 / Na2S solution have been observed. The best rate of evolution of hydrogen is 38.18(ml/hr*g), which has a higher efficiency than upon UV illumination. It not only make a great use of the solar energy, but also produce the cleanest “green” energy resource─hydrogen.

Backpropagation neural networks were used to forecast daily rainfall with minimal error for Metro Manila in order to have an inexpensive way of accurately predicting weather. Calamities brought on by heavy rainfall have caused great economic, infrastructure and human loses. Neural networks have the ability to discern complex patterns in noisy data; this makes it a viable method for weather forecasting. Daily precipitation, humidity, rain indication, sea level pressure, temperature and maximum sustained wind speed for January 2000 to December 2010 were acquired from the Philippine Atmospheric Geophysical and Astrological Services Administration. The neural network made use of Python 2.7.2 and the backpropagation program by Neil Schemenauer (python.org). It considered different neural network architectures with a total of 2844 data sets for training and 708 data sets for testing. Each neural network’s accuracy was measured with a graph of the actual and predicted values, correlation coefficient, and root mean square error. It was observed that the neural network with architecture 5-8-1 yielded the most accurate results as it had the highest correlation coefficient of 0.48599 and smallest root mean square error of 14.84. It was also observed that the trends of the predicted values followed that of the target values. This suggests that it is possible to create a neural network with a moderate correlation given daily weather data. It is recommended that further researches make use of hourly data instead of daily data for more accurate results. Other variables, which might affect rainfall, not in this study should also be considered. This research could aid in the anticipation of calamities and the decision making involved in shipping, fishing and aviation industries.

Monte Carlo methods are non-parametric algorithms that use random numbers and theorems of probability theory to approximate values that are not random. The purpose of my research was to approximate the surface of different geographical areas that can be easily approximated to polygons (e.g. lakes, glaciers, deserts) with Monte Carlo simulations starting from either Cartesian coordinates or pictures. Computer science would not exist without math, and this research project showed me the importance of a deep understanding of probability theory in the world of simulations and, more generally, the importance of developing new theorems and algorithms. The results of my research could be developed in different ways: it would be interesting to produce software that allows one to approximate areas from pictures taken from a smartphone; as well, the theorem I found has to be proven, and also Monte Carlo methods as a means of random number generation can always be improved. There are still many possibilities.

本實驗主要探討變頻的意義，利用廢棄風扇設計轉子和線圈互感實驗中發現轉子上渦電流存在的事實。台灣交流電的頻率為60Hz，故四極馬達極速為30rps在實驗中觀察到，本實驗觀察到轉速越大則線圈和轉子上渦電流互感值越大並導致線圈電流變小，進而降低線圈電流熱效應佔輸入電能比例。在分析轉子處消耗能量實驗中發現如果轉速越接近極速則磁力在轉子切線方向分力做功比例會減少，且大部分輸入電能轉變成渦電流熱能，線圈與轉子間的平均磁力和轉子切平面的方向夾角(θ值)會決定線圈熱效應及渦電流熱效應佔輸入電能比例，實驗中發現最佳轉速(最佳θ值)下運轉馬達會達到最佳能源效益比，實驗結果顯示本次實驗採用馬達在轉速約25(rps)時能源效益比最佳。

NO.61-02 2022 APR | 科學研習期刊目錄 本期專題 數學科普與素養 微積分音樂劇「恆河左岸的愚公」之開發歷程 | 高竹嵐 玩藝數——遊戲與藝術中發現數學新奇 | 嚴志弘 閱讀生活中的數學 | 賴以威 倒水遊戲中的數學 | 李源順 教學現場 「藝數柏拉圖」3D立體卡片的創意教學 | 彭良禎 連結舊概念和方法的數學感教學——面的大小比較 | 李源順、詹明霞 議題融入取向的國小數學課室樣貌——以「健康與福祉」議題為例 | 溫世展 議題融入取向的國小數學課室樣貌——以「性別平等」議題為例 | 陳玉珊 科學新知 Seeing Dots——高中數學的探究與實作 | 張宮明 人工孿生智慧：是善，抑或是惡？ | 王啟樺 小齒輪，大關鍵！ | 李祐宗 我國氣象觀測站網的建置和演進(二)臺灣中部和南部地區 | 陳正改 2022年會考成績分析與應考策略 | 謝甫宜 特約專欄 親師生一起FUN科學～當珍珠粉圓遇上STEAM | 廖素禎 Orbis Pictus Award-為孩子推薦非小說類讀本的最佳選擇 | 劉淑雯、林微珊 森棚教官數學題——奇妙化簡 | 游森棚 科普活動報導 疫情下的小小程式設計師線上課程與競賽 | 謝依潔、陳思穎、吳建明、羅小茹、蘇萬生 科學有藝思 AI與創造它的科學家(二) 艾薩克．艾西莫夫 | 國立臺灣大學科學教育發展中心 總召集人的話 常聽到許多人說，學數學幹嘛，我現在不是活得好好的？可我們在日常生活中是離不開數學的：買賣東西需要算錢、與人辯論需要邏輯、量測觀測需要三角函數、把相差十的八次方的不同大小生物放在同一條尺規上那需要對數、蓋房子需要量測與計算、數學的幾何之美、材料晶體結構、子彈的飛行、橋梁的變形及震動、投出變化球需要流體力學、晶圓的成長需要熱傳學…。我們生活在數學環繞的世界中，不想理他都不行。學生時期讀混沌一書、讀複雜性科學等非線性物理等，發現許多的科學進展總是因為數學有了突破才能往前；個人的研究與統計力學有關，需要求解的是積分──微分方程形式的波次曼方程式；雖然就讀機械工程學系，但是看到理學院的數學系、物理系的師生都非常崇拜及尊敬，因為那是我在解決問題過程中提供我養分及工具的源泉。 成功大學機械系大一的一門必修課-工程圖學，讓我們要開始手畫三視圖，也讓我們透過圖面想像3D圖形；授課老師就常鼓勵我們蹲在牆角看著那三個軸，思考圖形如何繪製。 專題主題：數學 有鑑於美版微積分舞台劇以點狀的方式呈現許多微積分的道理，高竹嵐教授興起科學舞台劇「恆河左岸的愚公」的想法，透過愚公移山的故事架構，如何在故事裡面無縫的描述兩個微積分概念，作者的科學敘事歷程在這篇文章中一覽無遺。 「玩藝數」策展人嚴志弘教授，作品有料，讓人驚豔；透過接地氣的實體接觸，讓民眾有感，主動購票進場參觀；「感性的藝術裡仍存有理性的足跡，抽象的思維中卻藏有具體的景象，仔細尋找便能發現數學驚喜。」透過感性的作為讓民眾感受數學及各學科間的因緣、連結或是徵兆，是很棒的科學敘事；有空要到科教館看展覽，享受「玩藝數」策展人團隊的用心及真功夫。 「數學是一種思考方式，是一種描述規律、分析事物的學問」是各領域專家溝通時的共通語言。萬物皆數-生活中處處皆數學，數感實驗室邀您透過日常生活中的許多例子，去閱讀及理解其間的數學奧秘，賴以威老師的數學轉譯能力是大家公認的，當然是數學功力深厚的高手才能讓受眾有感；讀者平時要給自己有大量的練習，是有機會變成有數感的轉譯高手的。遊戲與設計中的數學舉例可以讓您有感及驚艷。 對數字有感覺的玩遊戲跟漫無目的的玩遊戲，哪一種比較好玩？ 遊戲要夠好玩才能讓從漫無目的到有系統、有規律、能邏輯推理的玩。分水（倒水）遊戲怎麼玩？ 「終極警探3」布魯斯威利要回答的一個考驗問題是「有一個3加侖和一個5加侖的水桶，它們都沒有刻度，因此只知道裝滿是3加侖和5加侖。問要怎樣才能量出4加侖的水？」。多玩幾次，玩出手感，找出規律，還有各種解法；李源順老師以分水遊戲為例，跟我們回憶一下學過的二元一次方程式的整數解可以對應不同的解法，參數表示式更是一般化的說明。 教學現場 日本有個太空科學家三浦公亮透過摺紙（三浦摺）解決人造衛星太陽能板展開的問題，立體書、紙雕都有異曲同工之妙。對稱軸、對稱面，特別是彭良禎老師的車輪餅上下蓋的觀念貫穿整篇文章；正多面體的例子一一透過上下蓋的設計以及雙足、斜角、鏡面對稱等技法，教學現場第一線的彭良禎老師〈動手做一本屬於自己的立體書〉；講到這裡我也忍不住剪一下紙張，摺疊正四面體的一半（上蓋）來呼應閱讀文章時感受到的催促。板金、衣服都需要展開圖，幾何之美令人讚嘆。 〈連結舊概念和方法的數學感教學——面的大小比較〉文章中提到，「學生在學習的過程中，能了解現在所學與以前所學概念／方法的異同（第五個核心內涵的教、學策略），可以讓學生的學習形成一個整體的概念，形成數學感」。兩位作者以直線與曲線、平面與曲面的區分教學，讀者可以從中理解教學的設計以及統整概念時期的連結新知識與舊概念，才能有感的學習新知識。不要太早連結舊觀念是這次學到的心得。 教學現場溫世展老師透過「常見30分鐘運動熱量消耗表」、「手搖杯的含糖量（全糖、半糖、微糖）數據」等資訊為例，讓學生可以思考及促進自身健康的實踐。學生透過日常生活的實例，經由實際操作與運用數學知識討論數據的探究歷程，覺知健康問題（食物含糖量）所造成的嚴重性，有反省有修正的設定實踐目標。 如何在國小高年級的教學活動中設計「性別平等」議題融入導向的國小數學課室實踐？第一線的陳玉珊老師以共創的「男女大不同？！」之教學活動為例，鉅細靡遺的讓讀者了解如何從解決真實生活問題切入，融入數學、社會、綜合等三個學習領域的內涵，激發主動探究的學習動機，並培養跨領域整合的能力。 科學新知 要拍照，要拍幾次才能全部的人都能入鏡？拍照的數學建模主要的基礎在哪？格子點與整數解都是建模的重點，「seeing dots」文章透過解構國際科展得獎作品分享給您知道！ 學微積分、高等微積分、泛函分析、機率論、統計學， 其實是很有用途的數學領域。「掌握基礎數學，我們就有一條具體能實踐的路，來理解每年最新科技的進展。」跟奈米技術的發展一樣，從人工智慧到人工孿生智慧，整個有創新價值的作為卻也同時衍生出新的危機。利用人工智慧技術，複製模擬出患者的數位孿生（Digital twin）患者，在治療藥物的臨床試驗中，可協助加速藥物試驗的整體流程；人工孿生智慧之惡金融詐欺-合成身份詐欺，也會造成大量的盜用他人個資及增長金融犯罪。且看王啟樺為大家說人工孿生智慧的善與惡。 「小齒輪、大關鍵」一文透過立可帶、腳踏車變速機構讓讀者理解齒輪一直存在我們生活周遭。如何控制齒輪單向轉動？趕緊找個立可帶或是立起騎腳踏車，讓自己認真探究一下。 臺灣有多少自動氣象觀測站網和強地動監測站網？三月份的大地震西部很多人都很有感地說手機先收到警告信號，才感受到震波；這歸功於東部測站偵測到地震，就發送訊號，這時間差是電磁波與震波賽跑產生的差距；離測站越遠，感受時間差越大。不同氣象站設置時間及珍貴照片以及歷史資料，都在陳正改組長的文章中呈現。 謝甫宜老師針對國中會考分析與應答策略分析110學年度的自然科考題，討論題型難易度、級距、學生迷失以及誘答失分等等問題。並且針對增A及減C提出他的看法及教學上的建議。 特約專欄 〈親師生一起FUN科學～當珍珠粉圓遇上STEAM〉一文，廖素禎老師以她指導國小四年級同學參加2019年高雄市中小學科學展覽作品「『圓』來如此～QQ粉圓大作戰」為例，分享其心得、省思以及建議。人在國外的蚊子老師為我們介紹Orbis Pictus Award的審查機制，作為我們選擇繪本書籍時參考。也為我們介紹2022得獎的十四本自然科學及社會類別的繪本，NCTE的網站中更有許多教學資源以及從不同的角度思考問題整理的資料，要詳讀本文才能獲得入寶山的鑰匙。蚊子老師說「繪本不只是給兒童看的故事書，而是可以讓課堂變得更加生動有趣的一種媒介。」我們在不同受眾的課堂上可以藉由繪本輕鬆的切入主題。也期待有國產的繪本獲獎。 最期待的森朋教官的數學挑戰題來了，透過n=1, n=2, n=3的化簡結果，你可以猜想n=4時會是甚麼答案嗎？那n=r時的化簡結果又是如何？趕緊近來動腦了。 科普活動報導」 〈疫情下的小小程式設計師線上課程與競賽〉臺灣半導體中心透過營隊方式以自家生產產品「SenCu-感測方塊」結合Scratch程式設計，讓參與者了解生活周遭有太多感測器的應用。 總召編輯委員 - 李旺龍 關於本刊 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：劉火欽 總召集人：李源順 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：李源順 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

本文所探討的是給定一個 n×n 的棋盤及 n^2個兩面棋(一面為黑色，一面為白色)，若規定其中一個棋子翻面時，則與此棋相鄰的所有棋子亦須跟著翻面，而我們想探討在此規定下的所有棋局是否皆可被翻成同一面。因此我們將每一個 n×n 的棋局對應到一個矩陣，且翻棋的過程則對應到矩陣二進位的加法。利用此思考模式我們可以將此遊戲問題轉換成是解聯立方程組與判別矩陣是否可逆的問題，最後並借助數學軟體 Mathematics 4求其解。

我們的目的在於完成一架能攀爬樓梯的「仿生獸」Strandbeest註。研究則專注在連桿系統上，並發現了腳尖的軌跡與系統所承載的阻力，分別肇因於連桿長度的比例與重心位置相對于曲柄的力矩有關，又分別影響著仿生獸是否能克服地形與產生足夠強大的前進力量。最後，我們再探討了足底的摩擦力和四足間軸距的學理，並使用3D列印調整連桿長度設計的便利性，完成一架可以克服地形的「仿生獸」。（註：所謂「仿生獸」，是由一位荷蘭科學家泰奧·楊森所發明的機械體，利用風力與力學原理制動，可以躲避障礙物或模仿生物的一些行為。）

這篇報告要探討下列的「轉沙發的問題」是否有解？有一個長方形的沙發，如圖一，若要求每次只能以「四個頂點逆時針或順時針連續旋轉90度」的方式轉動，請問當長寬具備何種關係時，沙發經數次轉動後，剛好可以「轉」到相鄰的位置，如圖一，而且沙發坐人的正面方向仍保持不變呢？ 我們把原問題看成「平面座標上長方形旋轉的數學問題」，再利用「平面座標、三角函數、複數、複數的極式表示及向量」等數學工具，導出符合題目要求的方程式，最後證出當長與寬的比值為正實數時，有下列的結果： 1.當長與寬比值為無理數時，此問題無解。 2.當長與寬比值是最簡分數時，若分子為奇數，此問題無解。 3.當長與寬比值是最簡分數時，若分子為偶數，分母為奇數，此問題有解。 4.在有解的情況下，我們可以找出特定轉法的最小值。 5.當長與寬比值是最簡分數時，若分子為偶數，分母為奇數，沙發可轉至A點座標為(αp,0) 的位置，其中 α∈Z，且沙發坐人的正面方向保持不變。 6.當長與寬比值是最簡分數時，若分子為奇數，分母為偶數，沙發可轉至A點座標為(0,βq) 的位置，其中 β∈Z，且沙發坐人的正面方向保持不變。 7當的長與寬比值為正實數時，可將沙發轉至A點的座標為(2αp + 2βq,2γp + 2qω)的位置，其中 α,β,γ,ω∈Z，且沙發坐人的正面方向保持不變。 In this paper we discuss the solution of rotating sofa problem as follows : The condition is : Merely allow to rotate the sofa several times by rotating 90 degrees clockwise or counterclockwise around the vertex. (maybe A, B, C, or D in Fig. 1) The question is : What’s the relationship between the length and the width of the sofa, if we request the sofa translated next to the original position with direction unchanged. (as shown in Fig. 1 with A’B’C’D’). We take this problem as a mathematical one of rotating a rectangle in plane coordinates. Then we derive the desired equations by using the tools of plane coordinates, trigonometric functions, complex number, polar form of complex number, and vector. Finally, we prove that： 1. When the ratio of length and width is irrational, the problem has no solution. 2. When the length of sofa is odd in the ratio of length and width, the problem has no solution. 3. When the ratio of length and width is even, the problem has solutions. 4. When the solutions exist , we can find the minimum of the number of rotations. 5. When the ratio of length and width is an irreducible fraction, which has the even numerator and the odd denominator, the sofa can be rotated to the coordinate (αp,0)(α∈Z)which is the new position of A and keep the original position with direction unchanged. 6. When the ratio of length and width is an irreducible fraction, which has the odd numerator and the even denominator, the sofa can be rotated to the coordinate (0,βq)(β∈Z) which is the new position of A and keep the original position with direction unchanged. 7. When the ratio of length and width is a real positive number, the sofa can be rotated to the coordinate (2αp + 2βq,2γp + 2qω)(α,β,γ,ω∈Z)which is the new position of A and keep the original position with direction unchanged.

For a unique marine bird, so magnificent and accessible to the public, the Australasian Gannet (Morus serrator) colony found at Cape Kidnappers, 紐西蘭, significantly lacks research. Knowledge of gannet behaviour and how humans could best sustain a relationship with them remains unstudied. M. serrator are colonial monogamous breeders and produce a single chick each breeding season (Ismar, S.M.H. 2013). With the same mate over breeding seasons, pairs work cooperatively sharing the energy input into a single chick. Such parental care leads to highly territorial behaviour (McMeekan, C. P. & Wodzicki, K. A. 1946). This suggests more dominant gannets would claim larger territories to have a greater distance between nests of other birds, to increase the survival of their offspring. With a land-based colony this means the gannets are at risk from land and airborne predators, suggesting more dominant birds will claim territories in the central area as it offers greater safety from predator pressures (Minias, P. 2014). It was hypothesised that birds in the centre will have a greater distance between their nests and have a smaller height compared to those around the periphery of the Plateau Colony. The distances between nests and the heights of nests were recorded in the centre and around the periphery of the colony to determine if there was a correlation between the variables. It was found that centre nests had a greater distance between them and were of a smaller nest height when compared to those around the periphery. Anthropogenic influences from tourism and conservation has the potential to change the evolutionary trajectory of managed populations. This colony is protected by predator control programs. Altering this significant selection pressure has the potential to change the nesting behaviour of this species. Monitoring annual nesting distribution patterns and colony numbers over time, may enable informed development of more sustainable ecotourism and protection of the colony. This investigation provides baseline data to support further research on this colony.

Photochromism (from Greek φωζ photo “light” and χρωμα chroma “colour”) is determined as reversible transformation between two chemical species, induced by action of light [1]. Herewith, initial form and photoinduced isomer have different physical and chemical properties. The phenomenon is attractive for the design of hi-tech materials, including optical memory elements and molecular switches. Diarylethenes is the most promising class of organic photochromic compounds due to outstanding thermal stability of both isomers and high photostability [2]. The size of so-called ethene bridge significantly affects the photochromic reaction. The photochromic diarylethenes with 4-, 5-, and 6-membered cyclic ethene bridge are known, but there is no example with 3-membered bridge. In this study we report a new approach towards dithienylacetylenes 3 that include the synthesis of diarylcyclopropenones 2 via Friedel-Crafts alkylation of heterocyclic compounds 1 with tetrachlorocyclopropene and following UV-irradiation. It was found that the diarylethenes 2 do not display photochromic properties, but they undergo quantitative photoelimination of carbon monoxide upon UV-irradiation resulting in dithienylacetylene 3. Thus, we have proposed a new synthetic two-step approach to dithienylacetylenes 3 [3], which could be useful synthons in synthesis of photochromic diarylethenes with various ethene bridges.

本研究是探討聲音、片堆、共鳴管條件對熱聲致冷效果的影響。 在聲音方面，各管長均有對應的最佳頻率且管徑越大管長越長，最佳頻率將越低；聲音輸出功率越大，致冷效果越佳；片堆方面，在固定熱端氣室長度下，孔徑與片堆長度會有最佳值，以達到最佳致冷效果。另外，片堆有效孔隙越多越好，共鳴管以散熱性好的金屬塞封口且表面積越大越好。並用LabView軟體及NI 16-Ch USB Thermocouple Measurement Device來自動化測量共鳴管內16個位置的溫度，以了解管內溫度分布隨時間變化情形，發現啞鈴型片堆的效果優於整條7.0cm之片堆。 本實驗取得的最佳參數為聲音頻率179.6Hz、喇叭驅動電壓 11.28V、共鳴管徑3.9cm、管長44.0cm、長度7.0cm的瓦楞紙片堆、熱堆氣室長度5.0cm，降溫能力可低於環境溫度7.44℃，效果遠優於歷屆科展研究。