停不住的眼睛與「謎」樣的視錯覺

事實上，大多數的視錯覺對我們而言都是謎，因為我們還不夠清楚自己的身體，尤其眼睛跟腦袋瓜之間的秘密。不過，這個 (下圖右) 視錯覺它有個名字就叫做「謎 (Enigma) 」。

我再喜歡這個名字不過，有足夠的力量表示我對這個靜態圖形的疑惑、疑惑、疑惑。這麼強大的疑惑，如果你就跟我一筆帶過解釋說，在轉動的圈圈是腦袋的幻覺，我是不太會滿意的。

跟「謎」一樣的謎其實還有很多，上面右邊的圖也是，當我們把眼睛盯住中心的點，也很容易發現旁邊的灰色區域裏有亮紋在移動。這到底是怎麼回事?! Susana Martinez-Conde 的研究不會讓我只是一廂情願地認為大腦在作怪。

至少，眼睛也有參予一起興風作浪。

這需要從一個眼睛的生理現象－－叫做「微顫 (microsaccade) 」談起。簡單的講，當我們盯著一個東西看的時候，我們的眼球並不是如我們想像中的固定不動，它會不自主細微地顫動著 (我認為最能夠傳達這種顫動感覺的就是卡通人物中少女水汪汪的眼睛) 。

如果不顫動會如何? 視覺會變成曇花一現。不透過顫動去刺激視網膜上的神經細胞，神經很快就會適應一開始的刺激，隨著，後送到大腦視覺皮質的訊號越來薄弱，越來越薄弱，最後我們看到的東西越來越模糊。

不過，因為顫動是不能自主的，我們無法達到看什麼東西都曇花一現的境界。但你可以限制眼球方向來控制顫動的角度，當你使命盯著一個東西看的時候，週遭的景物都會模糊掉，一部份可能是這個原因。所以，從眼球顫動的角度也可以看出這個人看「到」什麼。

扯遠了，回過頭來。Susana Martinez-Conde 是第一個把眼球顫動跟這個謎的視錯覺連結起來的研究者。她找來幾個受試者實驗後發現，當眼球顫動的速率變快之後，隨即，受試者反應移動的亮紋速度變快。

這也難怪，我們對這類謎樣視錯覺圖形的反應差別那麼大。有人看轉得快，有人看就轉得慢，輕鬆看跟用力看時錯覺移動的速度也不一樣，但千萬別拿這來相信自己的個性或性格如何如何，這只是，停不住的眼精「帶頭」在作怪。

相關研究：Microsaccades drive illusory motion in the Enigma illusion. Doi:10.1073/pnas.0709389105 [link]

我也不喜歡心肌梗塞而死

我也一直在夢想能夠在睡夢中歸去。但，偏偏死亡往往都是意外，這一口飯，下一口茶之間，時間、空間跟著火線，太多生老病死的例子說服我們這太難拿捏了。

我也想過，即便不能隨心所願，自己的意外能夠帶給別人經驗，未雨綢繆防範於未然，未嘗不是最後一樁取之社會用之社會的付出。

話雖如此蕭灑，令人難以取捨的卻是，努力一輩子修持建立了一個健壯的形象，最終卻由一個意外來代替叮嚀大家要多注意自己的身體警訊，我怎麼能堪得住這般無常呢。邱淑容的故事，記憶猶新。

所以，我怎麼能夠因為心肌梗塞而死呢。固然都是死亡，安安靜靜的走才符合這種修持的形象，這樣展現出來的教育力量才大，大家心甘情願過著簡樸、節制、運動的生活，一定能夠無疾寧靜而終的。

為了維持這份力量，寫歷史書的，卻不知道怎麼下筆了。

終極影響跑步效率的竟然是足跟長短!?

嚴格說起來，跑步跑得好不好，有沒有效率，又是一件天生不公平的事。這裡說的效率是指，用一樣的速度在跑，有人跑起來消耗能量多 (氧氣需求量大)，有人消耗能量少﹔不公平的事卻不是我們認知中的腳長腳短或胖或瘦。

跑步效率在跑者間的差異其實很大，最大可以到 30% 。當然，經由訓練可以增加跑步效率，降低氧氣的消耗量，不過，改善的程度卻多在 5-7% 。換句話說，可能存在著某種先天的因素，無法透過努力訓練而改變，影響著跑步效率。

那麼，是什麼因素影響跑步效率? 從生物機械的角度來看，腿長，下肢肌肉體積，身體質量指數 (BMI)，下肢的轉動慣量，小腿圍，擺腿的能量支出...多少都有影響，不過，這些因素都無法完全解釋大到 30% 以上的耗氧差異。

但，沒想到單獨一個足跟長短－－阿契里斯腱的力臂，竟然就可以解釋這麼大的個體差異。這個力臂指的是內外踝骨到阿契里斯腱的平均長度 (下圖兩條黑線的平均長度)。

生物運動學家先提出一個肌腱儲存能量的模型，算出，阿契里斯腱力臂越短，肌腱就能夠儲存較多跑步時的能量，減少肌肉收縮的能量消耗，因此，氧氣消耗的速率就會跟著降低。從 15 個選手的實際數據來看，定速跑步時氧氣消耗的速率 (下圖縱軸) 跟阿契里斯腱力臂 (下圖橫軸) 也的確有顯著的正相關。

再來算一算，如果阿契里斯腱力臂縮短 10% ，那麼肌腱就可以多儲存 21% 的能量。也就是說，假如以每小時 16 公里的速度在跑，每秒腳掌會著地 3 次來算，肌腱的機械儲能就能夠減少 10% 的氧氣消耗。而且，跑者之間阿契里斯腱力臂的差異常高於 10% ，所以跑步效率會有 30% 的差異，用這個因素足以解釋。

另外，如果把足跟跟腿長、下肢肌肉體積、身體質量指數 (BMI)、下肢的轉動慣量這些因素一起跟跑步效率來關聯，結果，多了足跟長短的因素，其他因素就會變得跟跑步效率不相關。足跟長短變成解釋跑步效率差異的終極因素。

身體真的到處都有機關。

相關研究：Running biomechanics: shorter heels, better economy. Doi:10.1242/jeb.018812 [link]

正港日本太空紙飛機現身

今年初日本紙飛機學會準備用來摺太空紙飛機的材料通過高速、高溫測試之後，委託精密材料設計公司，已經做出幾隻將帶上國際太空站，可能會掉在你我邊的太空紙飛機。我們要先熟悉記住它們，免得撿到後以為是誰家的小鬼亂射紙飛機就隨手丟進垃圾桶了。

這部被送到日本宇宙航空研究開發機構 (JAXA) 的紙飛機，全隻由蔗渣纖維加耐熱、防水塗層做成，重約 29 公克。紙飛機全長 38 公分，寬 22 公分，比 A4 紙張大一點。如果 NASA 同意，這紙飛機可能會在明年 2 月由日本的太空人帶上國際太空站，然後開艙把它們射回地球。

這不是開玩笑的，畢竟帶迴力鏢去太空玩也早都變成真的了。預計，太空紙飛機從國際太空站出發到地表面，大概需要兩天的時間。為了怕找不到飛機，日本人連信都寫好了，用十種不同的語言寫在飛機的背面：「媽，我阿榮啦。你寄來的鐵牛運功散我收到了...」 別亂丟，這是一艘來自國際太空站的紙飛機，請趕快連絡日本 JAXA 。

來自太空的平信，這種反璞歸真的通信方式，又更靠近我們近一步了。

新聞來源：asahi.com:スペースシャトル型紙飛行機／福山-マイタウン広島 [link]
照片來源：あの！スペースシャトル型折り紙ヒコーキがついに、ヒューストンへ出発!! [link]

懸浮在半空中的肥皂泡泡

最近 SciVEE 上有人上傳了一堆用乾冰來做實驗的影片，其中有一個，我如果可以買到乾冰一定拿來會表演給我們家那個正愛吹泡泡的小朋友看的。

說穿了也沒什麼，乾冰是二氧化碳的固體，常溫下昇華成氣體後，比重比空氣重，裝了從嘴巴呼出空氣的泡泡，下降到充滿二氧化碳的魚缸裏，沉不下去就浮在那裡。

小朋友一定會覺得挺有趣的。

家裏沒有魚缸，也可以用媽媽的鍋子來做，不過效果沒那麼好就是。

碎心咖啡碎形拉花

印象中調味咖啡的做法裏，像是卡布奇諾、拿鐵，或摩卡咖啡，咖啡與牛奶的層次關係，沒有不是牛奶在上咖啡在下的。也因為牛奶總是在上，所以花樣就特別多，咖啡拉花讓每一杯成分相同的咖啡都有了不同的個性。如果換成咖啡在上面呢，拉得出什麼嗎?!

咖啡在上才是名符其實的咖啡拉花，過去那些調味咖啡上的花樣，只不過是牛奶拉花的幌子。

咖啡密度比牛奶重^※，一滴咖啡低在一杯牛奶上，重力會把咖啡往下拉，等個 10 秒 、20 秒 、 90 秒，一滴黑鴉鴉的咖啡慢慢沉入牛奶中 (下圖下半部三個小圖)，隨之表面就出現了一朵花－－任何一個拉花高手都拉不出來的碎形。

※ 這個實驗所用的咖啡是用雀巢 GOLDBLEND 即溶咖啡調製的，密度 1.71 g/ml，一般的 expresso 有沒有這麼重不得而知。密度越重，碎形越快出現。

話又說回來，如果這種碎形拉花可以變成一種咖啡商品，那什麼樣的名稱會適合只有一滴咖啡的牛奶呢!? 我想，STARBUCKS 的目錄上一杯要價 120 塊台幣的「碎心」咖啡應該最能夠傳達這種心碎的感覺。

相關研究：Annihilative fractals of coffee on milk formed by Rayleigh–Taylor instability. arXiv:0809.2458v1

2008 搞笑諾貝爾獎得主：台灣洪傳岳醫師也得化學獎

下週一又是一年一度諾貝爾獎陸續開獎的的日子，通常每年這個時候，要搶在諾貝爾獎開獎前對人類的科學研究先來一番冷嘲熱諷，或者對諾貝爾獎本身幽默一下，來提供大家思考一個學術研究重不重要如何決定的題材之「搞笑諾貝爾獎」一定會先開獎。而且，今年台灣人又得獎了。

營養學獎－ Charles Spence 用麥克風把咬洋芋片的聲音收到耳機裏，發現了聽覺影響食用者判定洋芋片的酥脆與新鮮度；音量越大或刻意放大高頻的聲音，食用者會覺得洋芋片比較脆、比較新鮮。[link]

和平獎－瑞士「非人類基因技術道德委員會」提出植物也有生命尊嚴。 [link]

考古學獎－考古遺址附近的犰狳，常常會挖洞穴而移動、弄混了考古區內的東西。José Carlos Marcelino 用實驗的方法來看犰狳弄亂這些東西時有沒有規則可循，證明了犰狳挖洞時是不看古蹟的。[link]

生物學獎－ Michel Franc 等人設計實驗比較狗蚤跟貓蚤的跳高跟跳遠能力。跳遠，狗蚤以平均 30.4 公分勝過貓蚤 19.9 公分。跳高比賽，從 1 公分深的塑膠管裏往外跳出管子起算，一次加一公分加到 30 公分，取每隊一半隊員成功跳出管子的最大高度當做成績，狗蚤是 15.5 公分，貓蚤是 13.3 公分，還是狗蚤勝出。[link]

醫學獎－ Dan Ariely 證明藥價的療效 (今年我介紹過這個研究，與有榮焉) 。

認知科學獎－ Toshiyuki Nakagaki 發現黏菌也會走迷宮，在迷宮內兩處放置食物，黏菌的偽足把兩處食物連起來的路線會是迷宮內最短的路徑。[link]

經濟學獎－ Brent D. Jordan 發現脫衣舞孃小費的秘密。(去年介紹過這個研究，與有榮焉)

物理學獎－ Douglas E. Smith 算出一捆繩子塞到一個箱子轉一轉後打結的機率，繩子長度超過兩公尺後，打結的機率都差不多。[link]

化學獎－可口可樂到底能不能殺精子，說可以的說不能的都得獎。說不能的是現在台北巿立萬芳醫院洪傳岳院長在 1987 年的研究 (感覺有點像在翻舊帳)。蘋果日報有他倒可樂的英姿。

文學獎－ David Sims 用了三個故事說明人們如何在團體內被惹得忿忿不平。[link]

算一算，10 個獎項裏，有兩個是我之前介紹過的，我開始擔心我鑑識學術研究重要程度的取捨有點偏向「搞笑」路線。(誰說不是一直都這樣的!?)