臺大教授張文亮
透過有趣的科幻電影人物,帶領小朋友揭開科學與科幻的面紗
小故事大發現--原來科學這麼有趣!
每個科幻故事的背後,都有值得探索的科學原理!
科學叢書人氣作者 臺大教授 張文亮 + 暢銷好看的科學故事 草上飛探險系列 又來了!
從科學的角度看科幻世界
武林高手「草上飛」擅長輕功飛行,不但能縱橫古今、跨越時空,還能穿梭真實與科幻。這回,他從遙遠的科幻星球探險回來,帶了許多科幻名人朋友的難題,向沒有問題可答就會感到寂寞的「教授」提問--
‧誰能與橡皮人打拳擊?
‧鋼鐵人也有弱點嗎?
‧抓龍特攻隊該去哪裡抓龍?
‧火焰人為什麼不會燒傷自己?
愛說故事、講科學的張文亮教授告訴你,原來膾炙人口的小說、每一個科幻英雄、科幻電影裡,都有值得思考的科學道理--
‧蜘蛛人其實是世界上最棒的建築師和材料工程師、
‧為什麼龍貓只在午夜的電線上跳躍?
‧忍者龜如何避免在地下世界迷路……
想知道更多科幻人物的科學謎底,就跟著草上飛與教授一起到科幻世界探險吧!
作者簡介:
愛說故事的科學家-------張文亮
教育界二刀流的劍客,一把刀是自己學術的專長;另把刀是對文學的興趣。在人生小小的舞台上,盡情的揮舞,甚至,在夜間還披上披風,翱翔到科幻世界,與蝙蝠俠、變形金鋼喝咖啡;與龍貓、沼澤怪物玩捉迷藏;或與金鋼狼、夜魔俠比武。白天,又回到校園,進入教室,教起書來。
學歷:美國加州大學戴維斯分校(U.C. Davis)博士
現職:台灣大學生物環境系統工程學系 教授
台灣大學生態工程中心 主任
主授課程:濕地生態學、環境化學、水質污染、微氣候、土壤物理學
曾獲獎項:台灣大學第一屆優良導師獎、湯清文藝獎、好書大家讀年度好書獎、吳大猶科普創作獎、金鼎獎等。
個人網頁:http://hippo.bse.ntu.edu.tw/~wenlian/index.htm
著有:
《夜,在沙灘等待一隻螺睡覺》(「好書大家讀」年度最佳少年兒童讀物、新聞局優良課外讀物推介)
《為什麼薯條這麼迷人?》(中時開卷好書、「好書大家讀」年度最佳少年兒童讀物、新聞局優良課外讀物推介)
《當河馬想動的時候再去推牠》(「好書大家讀」 年度最佳少年兒童讀物獎、新聞局優良課外讀物推介)
《誰能在馬桶上拉小提琴?》(吳大猷科普創作獎、金鼎獎、「好書大家讀」 年度最佳少年兒童讀物獎、新聞局優良課外讀物推介)
國語日報社出版
章節試閱
變形金剛來地球搶佔能源,如何解除這場戰役?
◎一個怪異的星球
草上飛是武林高手,他的輕功、刀法、劍術、拳擊、槍法等樣樣精通,我沒想到他的歌唱得也不錯。我在旁邊等他唱完,才說道:「這是準備去參加歌唱大賽的自選曲嗎?」
草上飛聽了,搖搖頭,說道:「我剛從科幻世界飛行回來,有感而發。」
「你的科幻世界,是在自助餐館與百貨公司嗎?」我好奇的問。
「嗯……,是在遙遠,非常遙遠的機械人的星球。」草上飛回答。
◎改變造形的戰鬥法
「機械人星球是科幻小說常提到的地方,那個地方有什麼特別呢?」我想,草上飛能夠穿越時空,進出虛擬世界,如果他去機械人星球,一定有所發現。
「這個星球住了許多機器人,本來環境很好,後來機器人分成兩派,互相戰爭,結果可用的資源與能量都枯竭了,把整個環境都破壞,其他生物都不存在。」草上飛說。
「分哪兩派?」我問。
「好的一派的機械人比較溫和,比較愛好和平,他們的特徵是能變身成車子;壞的一派的機械人比較暴力,愛挑起戰爭,他們能變身成飛機、汽車、戰車、動物等,甚至可以變成人。由於好、壞都會變身,所以叫『變形金剛』。」草上飛果然熟悉那個星球,連好壞機器人都能分辨。
◎到地球搶奪能源
「唔,這個星球聽起來有點像汽車公司的外太空殖民地。」我想了一下,回應草上飛。
「地球上最強而有力的軍隊也無法對付這些入侵者。這些機械人體積龐大,全身都是威力強大的武器,能夠像忍者一樣的隱藏,像火箭般的衝鋒,能幾個組合成一個,增強戰鬥力,而且野心很大,性格殘忍,對弱者都格殺務盡。這些壞的變形金剛,正打算來地球搶占能源。我正在想,如何解除這場戰役。」草上飛憂愁的說。
「那你打算怎麼做呢?」我思量的問。
「唉,我不知道。面對未來的危機,我愈想就愈沮喪,結果去餐館亂吃,去百貨公司亂買。」草上飛嘆氣的說。
「我認為有個方法可以弭平戰爭。」我拍拍他的肩。
「真的?」草上飛快樂得飛起來。
◎保衛星球的關鍵
「許多科幻角色,如宇宙超人、女超人、男超人、外太空超人和異形等,都想來地球找額外的能量,以為是存在於水晶礦物、地下火山、高空閃電、深海石油等。他們全搞錯了,因為地球上的能量,完全是藉由綠色植物的光合作用,從太陽取得。
「植物吸收陽光,進行光合作用,將陽光的能量儲存在體內。之後,不同種類的動物再食用植物,太陽的能量又傳遞到動物身上,提供動物生長和活動所需的能量。這些能量再轉化成各種不同形態的能量,或是傳遞到地底下。例如,動物翻動泥土,使地下的種子萌發;動物殘骸埋藏在地下數百萬年後,轉變成石油。最後,地球才有生生不息的能量可用。因此,要維持機械人星球上的能量,不是製造更多機械人,不是來地球搶能源,而是在自己的星球上培育生長植物。」我指出問題的關鍵。
「啊,我明白了,我帶幾粒植物的種子去。」草上飛興奮的說。
「地球的能量,是靠不同的動、植物來產生和傳遞。這些動植物有的弱、有的強;絕對不能對比較弱的種類格殺滅盡。否則,有些種類消失,將使整個能量轉換系統出現問題,甚至完全崩潰,像他們的星球只剩好的與壞的變形金剛兩種。」
「沒想到教授對科幻世界也頗了解。」草上飛驚訝的說。
「這沒什麼,現在當個老師也是艱難的使命。」我淡淡的回答。
◎最好的變形是彼此合作
「那我還能做什麼呢?」草上飛真是熱情。
「原本愛好和平的變形金剛,為了能源而打鬥,才是最浪費能量的事。雙方應該心平氣和的坐下來,為保衛星球的未來努力,如果能夠改變態度,才是真正的『變形』金剛。暴力的變形金剛,一生都披掛武器,時時都預備戰鬥,是很枯燥與疲憊的事,久而久之,身上的金屬會彈性疲乏,結構鬆弛。應該要休息,或有其他的休閒。」我說明。
「太好了,我知道該怎麼做了,我去給他們開一個變形金剛舞蹈班。」草上飛一說完就不見人影,執行任務去了。
草上飛的任務達成了嗎?變形金剛一直都沒有來。
誰懂綠色巨人浩克的心?
那一天,我在辦公室靜靜的看書,忽然「咚」的一聲,草上飛跌落在窗外的地上,我趕快去扶他:「怎麼了,輕功高手也會有這種降落法?」
草上飛瞬間翻身再起:「急,急,十萬火急的事件,急待教授的支援。」
我很少看到草上飛急成這樣子。「怎麼了?」我關心的問他。
◎超級戰士的培育
「你認識我的朋友││綠色巨人嗎?」草上飛問我。
「哪個綠色巨人?是美國某個豌豆罐頭標籤上的那位嗎?」我回答。
「不是啦!那個綠色巨人是吃豌豆長大的,比較溫柔。需要支援的綠色巨人是具有高度破壞力的浩克。教授認識他嗎?」草上飛問我。
「我當然認識他。任何一個對科幻小說、漫畫、電影有點研究的人,都知道浩克。他的本名叫布魯斯,是個生化博士,曾在某地下軍事單位,擔任未來超級戰士計畫的主持人。他配製一種未知的血清蛋白,在某次實驗中,意外感染,結果變成一個綠色巨人,逃逸無蹤。後來,該軍事單位到處圍捕他,一直都沒有成功。」我從大腦的記憶「硬碟」中,抽取儲存資訊,故意以機器人的聲音說明。
「沒想到,在這時刻,教授還能輕鬆。我是少數與他保持聯絡的人。」草上飛邊說,還邊看四周,可能擔心軍事單位追蹤到這裡。
◎皮膚變色的原因
「浩克有什麼難處嗎?」我好奇的問。
「他不喜歡自己的模樣,他一直想過正常人的生活。他的身材平時是瘦小的,但是一生氣,或是一有壓力,他就按捺不住的大叫,瞬間變成綠色的巨人,這該怎麼辦呢?」草上飛實在關心他的朋友。
「叫他不要太難過,陽光照射到身上,會微透到皮膚下方的微血管,也會照射到皮膚裡的黑色素細胞。皮膚微血管的分布和血液的量,與黑色素細胞的多寡,就共同決定了皮膚的顏色。於是有的人的膚色看來比較黃、比較白或是比較黑。當人生氣,或是過度緊張,身體會分泌大量的腎上腺素,造成皮膚表面的微血管緊縮,而使得皮膚泛白。當臉部的部分血液流到身體的重要器官,使得臉色轉成灰白,因此才有句俗語說:『氣得臉發白』。另外,有人生氣到無法呼吸,血液缺氧會呈褐色,透過皮膚呈微青色,俗語說:『氣得臉發青』。但是,不會有人氣得全身發綠。」我平靜的回答。
◎身體的改變
「浩克生氣時,身體怎麼會變大?力氣怎麼會大增呢?」草上飛追問。
「我們的心情無論如何變化,肌肉、骨頭、身高、體重都不會改變。壓力大的時候,體內的腎上腺素增加,力氣稍微增加,如同短跑選手的衝刺,就是來自腎上腺素的分泌,不過影響依然有限。」我舉例說明。
「既然生氣時,人的力氣不會大量增加,身高不會改變,身體也不會變成綠色,為什麼浩克自認變成了綠色的巨人?外界也如此渲染呢?」草上飛逐漸平靜下來,也問到問題的關鍵。
「浩克可能受到外物的感染,頭腦回到幼年期。如同三到五歲的孩童,在敘述事情時,常將顏色與體積扭曲,所以孩童畫出來的樹是紅色的,花是綠色的,身體體形的比例也與現實不同。等到五歲後,大腦的發展逐漸成熟,才能將顏色、體積與現實串聯在一起。至於外界對浩克的渲染,科幻世界常充滿了跳躍式的思考,而不是科學細膩的邏輯,科幻的呈現常有不合理的呈現。」我解釋。
「教授講的值得我再想想。」草上飛點點頭說。
◎需要朋友堅定的扶持
「據此推測,他在生氣後一定又累又沮喪,對不對?」我邊想邊問。
「是啊,浩克生氣後的確如此,他躺在地上,一時難以動彈。」草上飛回答。
「所以你朋友真正需要的幫助,不是外表的變化,而是心裡的問題。一個人真正的力氣絕對不是生氣,而是平靜。一個人保持平靜,比生氣要花更大的力氣。因此,浩克需要你在他快生氣時,陪伴他消消氣;在他生氣後,需要你保護他,繼續接納他。」我拍拍草上飛的肩膀說。
「教授懂得不生氣之道,大概平常為人和順,修養十足。」草上飛讚美起我。
「那是當然的事。」我平靜的說。
「我剛進來時,看到門口有張通知單,你等一下就要去開會呵!」草上飛說。
「開會,又是開會,一天到晚都開會。」我氣沖沖的跑向開會的地方,竟像綠巨人浩克一樣撞倒了椅子。
變形金剛來地球搶佔能源,如何解除這場戰役?
◎一個怪異的星球
草上飛是武林高手,他的輕功、刀法、劍術、拳擊、槍法等樣樣精通,我沒想到他的歌唱得也不錯。我在旁邊等他唱完,才說道:「這是準備去參加歌唱大賽的自選曲嗎?」
草上飛聽了,搖搖頭,說道:「我剛從科幻世界飛行回來,有感而發。」
「你的科幻世界,是在自助餐館與百貨公司嗎?」我好奇的問。
「嗯……,是在遙遠,非常遙遠的機械人的星球。」草上飛回答。
◎改變造形的戰鬥法
「機械人星球是科幻小說常提到的地方,那個地方有什麼特別呢?」我...
作者序
作者自序
邊走邊問的教室 臺大教授 張文亮
我站在講台上,兩百多個學生靜靜地看著我。我已經講了一個多小時了,他們依然精神抖擻,用熱切的眼光回應著。邀請我前來的老師,事先用抱歉的語氣對我說:「這是一所很後段的學校,學生上課的狀況,請教授包涵。」結果他們卻是最棒的一群,讓我深深悸動的好聽眾,甚至有些演講的內容不是事先預備的,而是脫口而出的洞見與美辭,想為要落在學生美好的心田。
一九七六年,我念大學四年級,到附近的一所中學─「楊梅高中」,當學生輔導員,那是我大學生活中最快樂的一段時光。後來念研究所時,課餘又繼續在「建國中學夜、補校」擔任輔導工作,我想,我適合當中學老師。可惜,後來成了大學老師。任教期間,我多次擔任培訓國、高中「生命教育」、「物理」、「國文」等種子教師的講員,我看到許多學員興致勃勃的討論教案,熱情十足的研發教材,非常羨慕。我也去不同的中學、技職、專科學校講演,每次面對學生,總又想起當年。台大的教務主管,大概知道我有未當「中學老師」的失落感。每逢台大的「新生訓練」、「新生教育」、到中學「介紹台大」等,常讓我去擔綱,我也樂此不疲。
許多人對我說:「現在的學生不好教。」我不這麼認為,我認為:「現在的學生,更需要瞭解、輔導與好的榜樣。」我在中學時大概也是個不好教的學生,國二時,幾乎要被學校開除。不好教的學生,也許是未來好老師的最佳候選人。
二OO八年,台灣大學為新生開出「大學一O一」課程,每星期有兩個小時,讓老師與大一學生在宿舍裡,一起邊喝咖啡,一邊對談,我是授課者。學生與我的對談中,提到科幻電影、科幻小說與漫畫,問我對這些流行事物的看法。學生關注的,我素來都關注;學生有興趣的,我剛好也都有興趣,我與他們分享以科學的角度來看科幻。上課期間,我忽然生病,提著二公升的隨身尿袋去上課,下課後我回家休息,幾個學生還陪我走路回去,沿途他們又邊走邊問,讓人感動。
後來我將分享的內容,以「教授與草上飛」對談的方式,撰寫成為國語日報專欄,國語日報也將稿子匯集出版。
現今,我在工作之餘,仍期待為中學教育盡點心力。走出大學殿堂,疲憊之時,我仍然想到當年與許多學生去爬山,去溪邊,一起歡唱與對談的情景。啊--何等富有的人生!
作者自序
邊走邊問的教室 臺大教授 張文亮
我站在講台上,兩百多個學生靜靜地看著我。我已經講了一個多小時了,他們依然精神抖擻,用熱切的眼光回應著。邀請我前來的老師,事先用抱歉的語氣對我說:「這是一所很後段的學校,學生上課的狀況,請教授包涵。」結果他們卻是最棒的一群,讓我深深悸動的好聽眾,甚至有些演講的內容不是事先預備的,而是脫口而出的洞見與美辭,想為要落在學生美好的心田。
一九七六年,我念大學四年級,到附近的一所中學─「楊梅高中」,當學生輔導員,那是我大學生活中最快樂...
目錄
【目次】
1變形金剛搶佔地球能源,如何解除這場戰役?
.能量轉換系統
2誰懂綠巨人浩克的心?
.皮膚變色的原因
3鋼鐵人也有弱點嗎?
.高科技武器的問題
4失明的夜魔俠如何戰鬥?
.古老的戰鬥方式--聞聲辨位
5長相醜陋的沼澤怪物真的存在嗎?
.動物的棲息之地
6追捕在午夜大樓頂飛行的夜貓女?
.貓式武功
7吸血鬼與狼族的和平期待能否成真?
.生命與遺傳
8忍者龜如何避免在地下世界迷路?
.都市的地下世界
9酷斯拉如何在校園散步?
.生物生長的極限
10外太空有沒有異形存在?
.無限大裡沒有競爭
11跟幻影殺手決戰的好方法?
.快速移動的瓶頸
12蝙蝠俠何日重現江湖?
.蝙蝠的翅膀構造
13青蜂俠有不為人知的堅持?
.不發射子彈的迷昏槍
14可以跟蜘蛛人學到什麼?
.奇妙的生物材料
15標本也能復活的博物館之夜?
.兩種不同性質的科學教育
16魔蠍大帝原來是個小人物?
.人類古老族類的考古
17火焰人為什麼不會燒傷自己?
.燃燒的科學
18誰能與橡皮人打拳擊?
.支撐與平衡
19特種精英部隊如何完成超級任務?
.最安全的武器儲存地
20如何讓時間暫停?
.時間的本質
21飛行石為什麼會飛?
.飛行的原理和密度問題
22神隱少女和無臉男是誰?
.科學的不同層面
23龍貓只在午夜的電線上跳躍?
.龍貓生物學
24風之谷如何徹底打敗王蟲?
.植物與昆蟲間的奇妙平衡
25紅豬波魯克說不出來的祕密?
.飛機的流體原理與科技發展的悲哀
26抓龍特攻隊該去哪裡抓龍?
.龍的棲地
【目次】
1變形金剛搶佔地球能源,如何解除這場戰役?
.能量轉換系統
2誰懂綠巨人浩克的心?
.皮膚變色的原因
3鋼鐵人也有弱點嗎?
.高科技武器的問題
4失明的夜魔俠如何戰鬥?
.古老的戰鬥方式--聞聲辨位
5長相醜陋的沼澤怪物真的存在嗎?
.動物的棲息之地
6追捕在午夜大樓頂飛行的夜貓女?
.貓式武功
7吸血鬼與狼族的和平期待能否成真?
.生命與遺傳
8忍者龜如何避免在地下世界迷路?
.都市的地下世界
9酷斯拉如何在校園散步?
.生物生長的極限
10外太空有沒有異形存在?...
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