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| 推薦專欄 | | ![]() | ![]() | 成就學生，成就自我
—美國國家科學院院士夫妻檔詹裕農、葉公杼
2003年諾貝爾化學獎頒給研究離子通道的美國科學家麥金農時，不少人為詹裕農和葉公杼未能合得而感到可惜；但他們自己看得很開，因為他們很清楚自己的研究成果對離子通道領域的影響有多麼深遠，而且他們的學生也都很有成就。
文／李名揚
詹裕農和葉公杼都是美國加州大學舊金山分校和霍華休斯醫學研究中心的合聘教授，也是台灣大學物理系相差一屆的學長學妹。詹裕農畢業於建國中學，從小就對自然科學很有興趣；1963年考大學時，受到楊振寧和李政道獲得1957年諾貝爾物理獎的影響，物理是最熱門的科目，他對物理、電機、醫學都有興趣，只好丟銅板決定。有趣的是，其實他沒丟到物理，但他最後卻決定不遵照丟銅板的結果，還是以第一志願進入台大物理系。
葉公杼選擇進入物理系，則除了楊、李的影響外，還有另一個原因。她念北一女時其實比較喜歡化學，但聽一位同學的哥哥說，大學裡有兩個科系不適合女生念，就是電機系和物理系，好勝心強的她聽了很不服氣，就賭氣一定要念這兩個科系。
葉公杼大三開始準備出國留學，常向幾位準備在退伍後出國的大四學長請教（但不包括詹裕農），後來大四這一班要辦畢業旅行，因為物理系女生比較少，那幾個認識葉公杼的男生就請她一起來參加。就在這次旅行中，她認識了詹裕農，兩人開始交往。 好演講使他們轉行學生物 1968年，他們兩人同時申請到加州理工學院物理系，主攻高能物理，念了兩年之後又同時轉到生物系。葉公杼當時對生物領域其實不很了解，但和她同宿舍的生物系同學在談到對未來的展望時，感覺上比物理系同學興奮、樂觀；詹裕農則說，他們兩人在台灣都沒有修過生物課，但在聽了幾場很棒的演講後，就毅然決然地轉行了。
另一個原因是，很多高能物理的理論學家在碩、博士期間就已有重大貢獻，而他們覺得自己已經24、25歲，若要再花很多時間修習物理，可能比較沒有機會做出特別的成果。
進入生物系後，他們跟著也是從物理轉生物的戴爾布魯克（Max Delbruck，1969年諾貝爾生醫獎得主）做實驗；一年後，兩人結婚。當時他們雖然還沒有拿到學位，不過詹裕農說，結婚對學業沒有影響，而且生活費還比較便宜，剛結婚時是他們手頭最寬裕的時候，那時他們兩人每月各有300美元獎學金，房租才70美元，所以手上還有500多美元可用。
他們兩人同時在1974年拿到博士學位，留在加州理工跟隨另一位物理出身的分子遺傳學家班瑟（Seymour Benzer）做了三年博士後研究，然後又去哈佛大學跟庫夫勒（Stephen Kuffler）做兩年博士後研究。要去哈佛時，他們的長女剛出生一個半月，所以他們只好開車載著女兒，千里迢迢從加州去哈佛的所在地波士頓。
此時葉公杼的媽媽已經到美國幫他們帶小孩，但葉媽媽不會開車、講英文，所以他們必須協調好工作時間：葉公杼一大早去實驗室，下午五點就回家；詹裕農等到正常上班時間再出門，一直工作到半夜，這樣子分工來減輕葉媽媽的負擔。
1979年，詹裕農和葉公杼同時被加州大學舊金山分校聘為助理教授，研究主題為果蠅神經發育和離子通道。為了小孩，他們約定好不同時出門參加研討會，而且也盡量減少出門次數；這樣難免會對研究造成影響，所以後來他們決定，詹裕農只去參加神經發育的會議，而葉公杼只去離子通道的會議，讓自己至少能在一個領域特別專精。
葉公杼主要是研究人體不同部位的鉀離子通道如何運作，例如在腦神經內，鉀離子通道平常的功用與神經細胞傳遞或接收訊號有關，當鉀離子通道數量改變時，就會加強或減弱神經訊號。另外某些糖尿病和高血壓也與鉀離子通道的開關有關。
詹裕農的研究主要是探討神經細胞彼此怎麼聯結、了解各種神經細胞的樹突如何接收神經訊號；現在已知很多心理疾病可能是患者神經細胞的樹突發生問題，若能確知致病原理，就可研究對策。…
【欲閱讀完整的豐富內容，請參閱《科學人》2007年第69期11月號】 | |
| 最Hot科學 | | ![]() | ![]() | 運行天際的捷運—纜車原理解析
台灣多山又地狹人稠，纜車其實是在山區最適當的大眾運輸工具。這種懸空掛在鋼纜上的車廂，和鋼纜之間是透過怎樣的機械運作，才能運行順暢又安全？
文／李名揚
 纜車是上、下山或在山丘間移動最好的交通工具，因為它走直線，不必在山路上繞來繞去，可以節省很多時間；而且纜車是用電力驅動，不會污染山區的清新空氣。最近當紅的貓空纜車又是大眾運輸工具，可減少民眾開車情形，節省能源消耗。
台灣目前有四座運行中的載人纜車。到今年正好滿40年的烏來纜車是第一座，也是唯一一座「交著式」纜車；南投九族文化村、花蓮海洋公園和台北市的貓空纜車，則都是「循環式」纜車。另外正在規劃中的有台北市北投到陽明山及高雄市橫跨高雄港到旗津的纜車，也準備採用循環式。 循環式纜車
循環式纜車的纜索就像一條拉長的橡皮筋，拉長的兩端各掛在一個橫置的大型驅動輪上，由這兩個大型驅動輪旋轉來拉動纜索，貓空纜車的驅動輪直徑為4.4公尺；車廂靠「握索器」緊緊握住纜索，纜索移動就帶動車廂前進。因為來回兩方向的纜車靠同一條纜索移動，所以速度一定相同。
握索器的握力必須非常強，才能支撐整部車廂加上載客的重量，以貓空纜車為例，車廂重760公斤，若滿載八個70公斤重的乘客，就是1320公斤；而握索器的握力為2000~4000牛頓，可承載重量遠超過1320公斤。
貓空纜車履勘委員、台灣大學機械系教授顏家鈺指出，握索器是靠強力彈簧自然的彈力來握緊纜索，只要一開始握好了，途中就不太可能發生「握不住」的情形。至於一開始是否握好，纜車系統設計有監控裝置，隨時測量握力強度是否在正常範圍內；另外當纜車要離開車站時，握索器還必須通過一個安全門閥，只有正常握住纜索的握索器才能剛好通過，若握索器沒握好，只要有一點點歪斜，就會撞到安全門閥而被擋下。
車廂進出站時車門是否關緊，也是重要的安全考量，因此在車頂上裝設了一根「開關門連桿」，當車門靠油壓裝置關緊時，連桿也會同時被拉動而倒下，車廂前進時，倒下的連桿會接觸到裝置在車站牆上的感應器，車廂才能出站；若門沒關好，連桿沒完全倒下，經過感應器時兩者沒有接觸到，就會趕緊停車，等待工作人員重新把門關緊或進行檢修。
循環式纜車的纜索上可掛許多個小型車廂，以貓空纜車為例，全長4.03公里，分成兩條纜索，共可掛144部車廂，載滿乘客後重量接近200公噸；而兩條直徑52毫米的鋼纜加起來可承載重量超過400公噸，足以負擔。 鋼纜雖可承受這麼重的重量，但因距離太長，若僅靠六個車站支撐鋼纜，向下拉扯的力量太強，仍容易造成鋼纜及驅動輪損壞；所以在車站與車站之間，還架設了47根15~40公尺高的塔柱來分擔重量，每根塔柱的井基都深鑿到地下15~21公尺處。塔柱上有一排滑輪協助支撐纜索，還裝有纜索偵測器，多點監控纜索狀態。當纜車經過塔柱時，乘客會感覺稍微顛簸，是握索器經過滑輪時必然產生的現象。
在層層保護之後，纜索仍有可能受到日積月累的重力影響而越拉越長、越鬆，危及纜車安全。對於這個問題，顏家鈺指出，在纜索兩端的大型驅動輪上，各有一個向外持續推擠的油壓動力系統，當纜索稍微變長時，油壓系統會把兩個大型驅動輪之間的距離稍微推遠一點，維持纜索不因拉長而下墜；若纜索變長到接近安全極限，也可從油壓系統的推擠距離得知，就可馬上採取行動。
像最近貓空纜車停駛，就是因為纜索變得太長，必須剪掉一段，再重新纏接起來。用「纏接」而非「銲接」是為了增加強度，貓空纜車採用的是稱為「蘭克捻搓法」（Lang掇 lay）的特殊纏接法。…
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