晨讀10分鐘：宇宙探祕！科學故事集5

給家長的話

用「探索力」追尋科學真理

文／日本千葉縣綜合教育中心課程開發部部長 大山光晴

我認為五年級的學習活動是在小學之中最活潑的學年，因為可以在學校中積極挑戰各種事物，透過多元的體驗，學習到更多事情。從這些學習體驗當中，也一定會有範圍廣泛的各種疑問在腦海中浮現，本書就是盡可能仔細回答孩子們這類的疑問。不過光靠書中的說明，可能還不足以讓大家充分理解所有的知識背景，有些孩子還是會發出「是嗎？可是，為什麼……」的問句，像這樣的孩子，請多多運用開放給社會大眾的科學博物館或是或研究機構，更進一步拓展自己的視野吧。由於科學知識非常深奧，懂得越多、學得越多，就會出現更多的疑問。所以，孩子們就是在反覆尋找答案的過程中，讓自己體內的學習能力生根茁壯！

我們之所以要編寫這本《宇宙探祕！科學故事集5》，是為了那些到高年級以後愈來愈喜歡科學與自然的孩子，提升他們的興趣，去做更進一步的閱讀；或是給那些原來比較熱衷於體育或是音樂，直到最近才開始在意與身體或是地球有關的事情的孩子，讓他們能夠增加對科學的興趣。這次在書中的傳記部分，介紹的是達爾文以及阿波羅號太空船的阿姆斯壯太空人等。他們向科學挑戰的勇氣，非常值得孩子們學習。

雖然在小學時期提出的「為什麼？怎麼會這樣？」，是因人而異、各有不同的，但是以科學方法來解決各種疑問，則是全人類的課題。這些疑問可以引導人類創造出地球的未來。我也非常期待這群好問的孩子們日後能夠創造出嶄新的未來。

內文試閱

◎只要有蛀牙就不能當太空人，是真的嗎？

即使有蛀牙，只要完全治療好了，還是可以當太空人。

日本太空人毛利衛先生也有蛀牙，他就是接受牙齒治療以後，才登上太空梭飛向太空的。

由於在太空船裡沒有牙醫，所以在發射之前，一定要先接受健康檢查，看看有沒有快要脫落的牙齒填充物，或是在太空中可能會痛的牙齒。

太空人之所以要特別注意牙齒，是有道理的。

太空船中的氣壓，保持在跟地球同樣的一大氣壓左右。可是當太空人離開太空船，在太空中活動時，由於太空衣內部的空氣稀薄，氣壓也會降低到0.3氣壓左右。當牙齒因為蛀牙而有空洞時，裡面的空氣會膨脹，從內部擠壓蛀牙，進而引發疼痛。雖然等到蛀牙裡的空氣也和周圍平衡以後，疼痛會減輕，但是等到太空人回到太空船內，蛀牙裡減少的氣壓，卻會反過來讓牙齒好像被從上方擠壓牙齦一樣，引發不同的疼痛。

太空中的活動，是與生命息息相關的重要作業。在這種時候，萬一牙痛就糟糕了，所以在地球上就把蛀牙治療好是非常必要的。為了以防萬一，在太空船裡的急救箱中，甚至準備著能暫時性黏住蛀牙填塞物的藥品，或是拔牙的道具。不過想要到外太空去的人，最好還是要好好的把蛀牙給治好，才用不到這些道具。

◎為什麼有時會在CD上看到彩虹的顏色？

當有光照射到CD的銀色面時，就會看到像彩虹般的各種顏色閃爍。為什麼會這樣呢？

CD是由銀色的鋁質薄膜，及透明的塑膠板貼合而成的。在鋁質薄膜上以千分之一公釐左右的間隔，刻著許多非常細的溝槽。這是要把音樂等的數據，置換成溝槽的長度用的。CD播放器就是用雷射光照射這些溝槽讀取數據，把它變成音樂。而正是在這些溝槽中，隱藏著讓CD看起來很閃亮的秘密。

光具有在通過眼睛所看不見的狹窄縫隙時，就會從那裡擴散前進的性質。在光照射到CD的狹窄溝槽並被反射回來時，也會發生跟通過縫隙時一樣的狀況。光從溝槽被彈回來的時候，就會從那裡進行擴散。當有很多溝槽排列在一起時，擴散的光就會有所重疊。由於光是由各種顏色的光混合在一起，而依光的顏色不同，重疊的部位也會有所不同，就會讓CD看起來有很多顏色了。

◎【科學大驚奇】章魚真的是天才嗎？

在講到聰明生物的時候，你會想到什麼呢？像黑猩猩或海豚、烏鴉等都很有名吧。不過出人意料的，其實還有一種生物是以「頭腦很好」聞名。

答案是章魚，很驚訝吧。被用來做壽司、章魚燒的章魚，外表看起來很幽默；但在經過研究之後，卻發現牠們具有非常高的智能。

測量智能的標準有很多種，為了要調查章魚的智能，科學家們就做了下面的實驗。

把章魚（真蛸）最喜歡吃的螃蟹放進有蓋子的瓶子裡關緊，再把瓶子放進章魚的水槽裡。假如章魚想要吃螃蟹的話，就得要把蓋子轉開才行。章魚該怎麼辦呢？

起初章魚會緊抓著瓶子，或是把它滾來滾去，不過牠沒辦法把瓶蓋打開。

然後我們把瓶子從水槽裡拿出來，站在水槽外面章魚看得見的地方，把瓶蓋打開。章魚在盯著東西看的時候，眼睛周圍的顏色會改變。在實驗過程中發現章魚的眼睛周圍的顏色變紅變黑，緊盯著看開瓶蓋的方式。

接下來再把關緊瓶蓋的瓶子放進水槽裡。有趣的事情發生了。章魚使用它的腳，轉呀轉的就把瓶蓋給打開，拿螃蟹出來吃。章魚能夠用眼睛看過之後就學習到打開瓶蓋的方式，後來，牠一拿到瓶子就毫不遲疑的立刻把瓶蓋打開了。

據說用實驗確定具有這種能力的動物只有章魚而已。就連黑猩猩或紅毛猩猩等跟人類親緣很近的猿類，也很難做到這樣的事。章魚只用眼睛看過一次，就能夠連結做出對自己有用的行為。

章魚不只是用這種能力來取得食物，也把它用來防止敵人、保護自己。

還有這樣的實驗。把章魚（白疣蛸）放進比牠大的兩隻烏賊的水槽時，章魚居然會模仿它們的樣子，假裝自己是烏賊。

看到附近有比自己大，而且還有兩隻烏賊而感到危險的章魚，會為了要保護自己而努力的假扮成烏賊。烏賊剛好也受了騙，沒有發動攻擊。

在海中也會發生類似的事情。例如章魚（真蛸）在遇到海蛇等天敵的時候，會把外形變得跟對方一模一樣，想要欺騙敵人的眼睛。據說不只是形狀，就連顏色或是游泳方式也都會學得很像呢。

這是「擬態」，是在自然界中保護自己的行為。在昆蟲經常可見，不過章魚也會做這類的擬態。章魚的擬態跟昆蟲不同，主要是利用眼睛去捕捉對方的特徵。

據說被飼養在水槽裡的章魚，能夠辨識飼主的臉。只要今後持續進行研究，也許就更能瞭解章魚的能力了喔。

◎【科學小實驗】只要用力的一直甩動，就能讓鮮奶油大變身！

奶油或乳酪（起士）、優格這類由鮮乳加工製成的食品，通稱為「乳製品」。只要到超商等店裡面去，都可以看見排在貨架上的乳製品。

經常被用來做蛋糕上的裝飾，或是在做菜時會用的的鮮奶油，也屬於乳製品。它們在乳製品之中，是屬於鮮乳的乳脂肪成份特別濃的。

現在就讓我們不用火也不用特別的道具，來做個讓鮮奶油變身的實驗吧。只需要把鮮奶油裝進瓶子裡就好了喔。你覺得它可以變身成什麼呢？答案是奶油。現在，就讓我們實際上動手做，看看鮮奶油到底是怎麼變身成奶油的。

要準備的東西

鮮奶油（動物性乳脂肪成份高於45%的）

有瓶蓋的廣口瓶（例如空的果醬瓶等）

1.首先，在瓶中倒入瓶身三分之一到一半的鮮奶油，蓋緊瓶蓋。

2.用力的上下晃動瓶子。用一定的節奏持續搖晃瓶子。

3.晃了三到五分鐘之後，液體的搖晃聲消失，瓶子裡面變成白色的，像是打發過的鮮奶油一樣。到了這種狀態之後，再繼續晃動瓶子七到十分鐘左右。

4.瓶裡的內容物會開始發出咚咚咚的聲音。繼續晃動到有啪唰啪唰的液體聲，就大功告成了。

這時可以看見瓶子裡的東西被分成固體和液體的兩個部分。打開瓶蓋把液體裝到杯子等，留下淡黃色的固體。這塊固體就是奶油。

由於市面上賣的奶油通常都有加鹽，在這塊奶油裡面也可以加一點點鹽、混合均勻。再拿一點起來試試，會發現它真的就跟我們平常吃的奶油一樣喔。

在十到十五分鐘前還是鮮奶油的液體，只是不停的晃動，就完美的變成奶油了呢。

那麼，為什麼可以做出奶油呢？

在鮮奶油之中有許多脂肪，被包在由蛋白質薄膜之中形成顆粒。

晃動鮮奶油以後，蛋白質膜在彼此碰撞之後破裂，裡面的脂肪結合在一起形成固體，就成為奶油。

晃動鮮奶油的理由，在於要把蛋白質膜弄破。

瓶中的液體，是把鮮奶油中的脂肪去掉後的成分，喝起來像是很爽口的牛奶。

附帶說明的，是跟奶油很像的乳瑪淋雖然同樣是脂肪的固體，卻是用取自大豆或是玉米等的植物性脂肪加工製成的，並不是乳製品。

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