第35屆--民國84年

在日常生活中，常常看到許多四足動物移動的方式大致上相似。然而我們懷疑這種移動方式是否對平衡有利，且節約能量，於是想利用電腦 3D 繪圖的技術來分析證明之。

去年我們研究了「數字方塊」，數字方塊的運算規則是這樣的：「首先在一個方塊的四角各寫一個數，此數可以是零或自然數，將相鄰兩角數字的差（以大數減小數），寫在四邊的中點，然後以四個中點作為新的方塊，繼續重覆上述程序，直到最後會有一個方塊的四個中點都是零為止」。（如圖一） 我們從一千多個數字方塊的運算過程中，發現了數字方塊可依奇數與偶數的分布情形區分為六個類型，而且在運算的過程中，類型與類型之間總是遵循著一定的規律在變化著。 同時，我們也發現數字方塊的遊戲規則除了適合正方形外，也適合於正八邊形、正十六邊形、正三十二邊形等。若這個遊戲規則被運用在正八邊形上，會出現什麼有趣的數學規則呢？我們實在很好奇！我們把這樣的問題叫做「數字八卦」（如圖二）。在老師的鼓勵下，我們緊接著數字方塊的研究，向數字八卦挑戰。

我們八中里的居民住的大多數是平房，巷道也非常狹小，離基隆河又很近。每當夏天大雨或颱風侵襲後，住在近基隆河的人都會提心吊贍，深怕自己的家園又遭大水侵襲。甚至去年（ 83 年）社區的一次大火，幾乎把大家都燒怕了。 八十三年颱風過後，九月份召開里民大會時，有人提出： 『 我們的住家會再淹水嗎？若再淹水，我們該怎麼辦？ 』 當時誰也不敢確定會不會再淹水。問題到現在也沒有辦法解決，阿公說： 『 在我的腦海中，小時候的八中里也常淹水，但居民不多，河床也沒有像現在這麼深，雖有洪水但影響較小』目前居民多，為何現在還會淹水呢？ 甚至火車、貨櫃車的噪音也常年圍繞著八中里的居民，我深深懷疑這樣的生活品質。年輕一代多數己搬往他處，難怪本校學生數會越來越少（由二十四班降為六班，共 176 人）。 這些問題是如何發生？水流特性如何？是地質與地形的因素嗎？是人為因素或其他原因？火災會再發生嗎？我們的環境、居住品質如何？這些問題在我的腦海中不知已盤旋了多久，在爸爸、里長、本班小朋友、社區的居民、自來水公司新山淨水場陳慶文先生及環保局林家名、黃立鈞先生的協助下，我們展開了以下的研究活動。

「不要做一個人工螢火蟲。」 這是去年一則廣告的台詞，可是究竟螢火蟲長得什麼模樣呢？ 由於電視上藍山咖啡的廣告，我終於看到螢火蟲的廬山真面目。 看到牠在黑夜中一閃一閃亮著，那種嬌柔的樣子，使我聯想到其它問題： 「牠究竟是靠什麼生存呢？」 「我們可以在那些地方看到螢火蟲滿天飛舞的情景呢？」 ……………… 太多太多疑問，激起我想要研究螢火蟲的好奇心，於是在賴老師、陳老師的指導下，對螢火蟲做一連串觀察與研究工作。

近年來，由於愈來愈嚴重的空氣汙染，造成了許多以前沒有的生態危機，「酸雨」便是其中最嚴重的一項。這個問題不但受到大家的關注，也引起了我們研究的興趣。我們常常聽到臺北地區的雨水的酸化已非常嚴重，但到底到了什麼程度？自己常常淋到的雨成份為何？不同的季節，不同的天氣型態下，酸雨的情況是否有變化？其間之關係又如何？這些都是我們想去探討的。

我們經由高中生物第一冊第八章「蘚苔類與低等維管束植物」之內容介紹，了解蘚苔類植物，為了適應陸生環境，而衍生出「氣孔」的構造。仔細觀察「地錢葉狀體之切面圖」，並與「種子植物」保衛細胞的形態圖作比較，發現地錢的孔邊細胞與種子植物的保衛細胞有形態及構造上的差異。究竟地錢氣孔是如何開合，又外界的因素是否會影饗其氣孔的開合或大小之變化？我們欲藉此實驗，一探地錢氣孔之奧祕。

有一次家裡來了許多客人，宴客中爸爸要我倒酒，起先我倒紹興酒及果汁非常順利；倒啤酒時倒在杯中不到一半，就產生了好多泡泡，要停止已經來不及，泡泡溢到了桌面；讓我感到十分納悶，同樣是酒紹興酒就不會產生泡泡？而啤酒卻會產生那麼多泡泡？請教老師，老師覺得這個問題很有趣，就邀同學在老師的指導下，展開研究。

弟弟在家裡「做實驗」，他拿出一大盒方糖，說是老師規定的作業，媽媽只好讓他去「玩」。一轉眼，方糖散落滿桌，媽媽見了差點暈倒，因為紙盒已分屍了。看到媽媽生氣的樣子，弟弟也哭了，爸爸好言安慰他又請我們幫忙收拾。這時，當老師的小阿姨來了，她是有名的「金頭腦」，我們都知道：救星來了！\r 小阿姨拿來美勞常用的厚紙板，教我們動手做盒子，她教我們先將四個角落各剪去一個小正方形，摺起來就成，一個紙盒了。「咦？怎麼姊姊的盒子看起來比我大？」我們把方糖裝進去，我的盒子確實裝的比較少，到底怎麼剪，才能摺出一個裝最多方糖的紙盒？我的心中充滿疑惑，就向小阿姨請教，她看我們都有興趣，非常高興，決定利用假期指導我們深入探討，我也邀了幾個同學一起做這個有趣的數學實驗。

(一)其中一個實驗是：由交流電 110V 產生的磁場效應，若將金屬板置於該磁場中，該金屬板即能產生旋轉，老師敘明這是感應電動機，也是目前我們電錶內有一個金屬轉盤（阿拉哥盤）即使用這個原理，由於金屬盤內產生的感應電流（渦流）而導致轉動。 (二)物理老師談到「渦流」和「渦流力」這物理名詞太抽象，老師也介紹了幾木書讓我們參閱，但書上所談的實在很有限，最多只談到金屬盤內產生「渦流」，所說明也僅限於金屬盤會轉動，於是自行實驗設計，展開了一連串「渦流力」的研究探討。

在家中，常看見媽媽將市場買來的文蛤放入容器中，加入水，隨手灑入一把鹽，原木緊閉的文蛤，居然又紛紛「復活」似地伸出白白的水管，並且不時有水噴出，引發我們研究這噴水行為究竟會不會受放鹽的多少所影響？在老師的指導下我們又進一步探討了其他可能影響的因素。