#噴槍的發明
1887 年
約瑟夫·賓克斯 (Joseph Binks) 擔任芝加哥馬歇爾菲爾德百貨公司的維修主管。馬歇爾菲爾德的地下室牆壁有數英里長,需要定期粉刷,當賓克斯派一個工作人員帶著刷子和水桶到那裡時,他們花了幾週的時間才完成了多層地下室的單層牆壁。為了加快完成任務的速度,賓克斯結合了一個手動泵、一個在壓力下容納液體的容器和一根末端帶有噴嘴的棒子——很像目前使用的泵式花園噴霧器。粉刷漆被裝在罐中,由手動泵在壓力下壓送並從棒子末端推出。
1888 年
在俄亥俄州托萊多,耳鼻喉醫生 艾倫·德維爾比斯 (Allen DeVilbiss) 為了解決藥物很快就會通過病患的喉嚨並被吞下而降低治療效果的問題,將橡膠球、一些管子和油罐底座結合起來,發明了第一個霧化器。並成立了德維爾比斯製造公司 (DeVilbiss Manufacturing Company) 。
1900年
艾倫獲得了「霧化器」美國專利 US648656A。
1905 年
艾倫的兒子 湯瑪士·德維爾比斯 (Thomas DeVilbiss) 加入了公司。
1909 年
湯瑪士在父親的發明基礎上進行了擴展,創造了第一支手持式氣動噴槍,獲得了美國專利 US977281A。
1919 年
賓克斯推出了他的第一支使用壓縮空氣的手動噴槍,並將其出售給製造商,用於地毯染色。
1924 年
奧克蘭汽車使用 DeVilbiss 噴槍和杜邦 Duco 塗料進行噴漆,週期時間從一周縮短到兩三天,比塗刷膠漆的方法快 10 倍。
#時事萬象 回目錄
1887 年
約瑟夫·賓克斯 (Joseph Binks) 擔任芝加哥馬歇爾菲爾德百貨公司的維修主管。馬歇爾菲爾德的地下室牆壁有數英里長,需要定期粉刷,當賓克斯派一個工作人員帶著刷子和水桶到那裡時,他們花了幾週的時間才完成了多層地下室的單層牆壁。為了加快完成任務的速度,賓克斯結合了一個手動泵、一個在壓力下容納液體的容器和一根末端帶有噴嘴的棒子——很像目前使用的泵式花園噴霧器。粉刷漆被裝在罐中,由手動泵在壓力下壓送並從棒子末端推出。
1888 年
在俄亥俄州托萊多,耳鼻喉醫生 艾倫·德維爾比斯 (Allen DeVilbiss) 為了解決藥物很快就會通過病患的喉嚨並被吞下而降低治療效果的問題,將橡膠球、一些管子和油罐底座結合起來,發明了第一個霧化器。並成立了德維爾比斯製造公司 (DeVilbiss Manufacturing Company) 。
1900年
艾倫獲得了「霧化器」美國專利 US648656A。
1905 年
艾倫的兒子 湯瑪士·德維爾比斯 (Thomas DeVilbiss) 加入了公司。
1909 年
湯瑪士在父親的發明基礎上進行了擴展,創造了第一支手持式氣動噴槍,獲得了美國專利 US977281A。
1919 年
賓克斯推出了他的第一支使用壓縮空氣的手動噴槍,並將其出售給製造商,用於地毯染色。
1924 年
奧克蘭汽車使用 DeVilbiss 噴槍和杜邦 Duco 塗料進行噴漆,週期時間從一周縮短到兩三天,比塗刷膠漆的方法快 10 倍。
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#氣溶膠噴霧罐的發明
1926 年
挪威化學工程師 埃里克·羅泰姆 (Erik Rotheim) 試驗了在滑雪板上塗抹均勻蠟層的方法,發明了第一個可以容納和分配產品和推進劑系統的氣霧罐和閥門,這是現代氣霧罐的先驅。羅泰姆 於 1927 在美國獲得「用於霧化或分配液體或半液體材料的方法和裝置」的專利,後來修改了他的原始設計,指定了噴嘴並使用二甲醚作為推進劑。由於製造成本與技術問題的原因,羅泰姆只取得了有限的進展。
1941 年
美國發明家兼昆蟲學家 萊爾·古德休 (Lyle Goodhue) 曾在杜邦化學實驗室擔任漆配方研究化學家,追蹤氣溶膠推進劑的發展。古德休 在他馬裡蘭州的美國農業研究中心的實驗室裡測試了氣霧殺蟲劑對蟑螂的作用。古德休 和他的研究夥伴威廉·沙利文 (William Sullivan) 隨後申請了一項「噴霧器」的美國專利,以提供一種有效武器來對抗東南亞戰場上的瘧蚊。
1953 年
美國發明家 羅伯特·阿普拉納爾普 (Robert Abplanalp ) 發明了第一批髮膠。他在 27 歲時,他研究瞭如何在壓力下從罐中噴射液體,並製造了一種輕質鋁罐,這使得該罐適合分配泡沫、液體、粉末和霜。他獲得了「用於在壓力下分配氣體和液體的閥門機」的美國專利。他的精密閥門公司每年在美國生產 10 億個氣霧罐,並在其他 10 個國家生產 5 億個氣霧罐,很快就賺了超過 1 億美元的收入。
參考資料1
參考資料2
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1926 年
挪威化學工程師 埃里克·羅泰姆 (Erik Rotheim) 試驗了在滑雪板上塗抹均勻蠟層的方法,發明了第一個可以容納和分配產品和推進劑系統的氣霧罐和閥門,這是現代氣霧罐的先驅。羅泰姆 於 1927 在美國獲得「用於霧化或分配液體或半液體材料的方法和裝置」的專利,後來修改了他的原始設計,指定了噴嘴並使用二甲醚作為推進劑。由於製造成本與技術問題的原因,羅泰姆只取得了有限的進展。
1941 年
美國發明家兼昆蟲學家 萊爾·古德休 (Lyle Goodhue) 曾在杜邦化學實驗室擔任漆配方研究化學家,追蹤氣溶膠推進劑的發展。古德休 在他馬裡蘭州的美國農業研究中心的實驗室裡測試了氣霧殺蟲劑對蟑螂的作用。古德休 和他的研究夥伴威廉·沙利文 (William Sullivan) 隨後申請了一項「噴霧器」的美國專利,以提供一種有效武器來對抗東南亞戰場上的瘧蚊。
1953 年
美國發明家 羅伯特·阿普拉納爾普 (Robert Abplanalp ) 發明了第一批髮膠。他在 27 歲時,他研究瞭如何在壓力下從罐中噴射液體,並製造了一種輕質鋁罐,這使得該罐適合分配泡沫、液體、粉末和霜。他獲得了「用於在壓力下分配氣體和液體的閥門機」的美國專利。他的精密閥門公司每年在美國生產 10 億個氣霧罐,並在其他 10 個國家生產 5 億個氣霧罐,很快就賺了超過 1 億美元的收入。
參考資料1
參考資料2
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#1927年首次人類傳染病病毒分離
「黃熱病 (Yellow Fever)」是一種傳染病,會導致身體許多器官受損,通常會導致嚴重出血。肝臟經常受到影響,最終導致黃疸,黃疸是這種疾病命名的症狀。數百年來,可怕的黃熱病流行困擾著氣候溫暖國家的人口稠密地區。
19世紀末,美國在與西班牙的戰爭中入侵古巴。每有一名在戰鬥中死亡的士兵,就有 13 名士兵死於黃熱病。1900 年,衛生局局長喬治·斯滕伯格 (George Sternberg) 派沃爾特·里德 (Walter Reed) 等人組成調查委員會前往古巴調查黃熱病的病因。1902 年,沃爾特·里德委員會證明,引起黃熱病的病原體可以通過抗菌過濾器。這是第一個被證明具有超濾能力的人類傳染性病原體,但科學界花了一段時間才確信該病原體確實是一種病毒。
1927 年,奈及利亞洛克菲勒基金會實驗室的阿德里安·斯托克斯 (Adrian Stokes) 和合作者證明,猴子可能會感染黃熱病人類的物質。分離出的病毒被以提供血液樣本的 28 歲西非黃熱病倖存者的名字命名為 Asibi 株。斯托克斯則在研究過程中染上黃熱病而過世。
由1928年發表的論文來了解病毒分離的過程 (實驗從 1926 年 1 月持續到 1927 年 5 月):
1️⃣分別從兩名感染黃熱病的非洲人病例 🅰️FeZice♀️ 🅱️Asibi♂️ 抽取血清接種至不同的健康猴子身上。
2️⃣接種的猴子均先出現黃熱病症狀而死亡。
3️⃣接種病例🅰️血清的猴子出現細菌感染,污染了猴子的血液樣本,從病例🅰️的病毒分離實驗失敗。
4️⃣抽取接種病例🅱️血清猴子的血清再接種到另外一隻健康猴子身上,出現症狀後放入充滿埃及斑蚊 (Aedes aegypti) 的籠子裡,並抽取血清。
5️⃣利用蚊子叮咬與注射血清的方式,在接下來幾個月陸續重複循環感染30隻(代)猴子,除了一隻從感染中康復,其餘皆出現黃熱病症狀而死亡。
6️⃣病毒成功從宿主(病例🅱️)分離後存活而繼續成功感染30代健康猴子。
7️⃣證明病毒可以通過大部份過濾器。
8️⃣證明黃熱病由埃及斑蚊作為傳染媒介。
9️⃣但從傳染性血液或過濾後的蚊子乳液中培養病毒的嘗試均告失敗。
#病毒分離的意義是指病毒脫離原宿主而能繁殖傳染而不是與樣本雜質分開的意思
#病毒 回目錄
「黃熱病 (Yellow Fever)」是一種傳染病,會導致身體許多器官受損,通常會導致嚴重出血。肝臟經常受到影響,最終導致黃疸,黃疸是這種疾病命名的症狀。數百年來,可怕的黃熱病流行困擾著氣候溫暖國家的人口稠密地區。
19世紀末,美國在與西班牙的戰爭中入侵古巴。每有一名在戰鬥中死亡的士兵,就有 13 名士兵死於黃熱病。1900 年,衛生局局長喬治·斯滕伯格 (George Sternberg) 派沃爾特·里德 (Walter Reed) 等人組成調查委員會前往古巴調查黃熱病的病因。1902 年,沃爾特·里德委員會證明,引起黃熱病的病原體可以通過抗菌過濾器。這是第一個被證明具有超濾能力的人類傳染性病原體,但科學界花了一段時間才確信該病原體確實是一種病毒。
1927 年,奈及利亞洛克菲勒基金會實驗室的阿德里安·斯托克斯 (Adrian Stokes) 和合作者證明,猴子可能會感染黃熱病人類的物質。分離出的病毒被以提供血液樣本的 28 歲西非黃熱病倖存者的名字命名為 Asibi 株。斯托克斯則在研究過程中染上黃熱病而過世。
由1928年發表的論文來了解病毒分離的過程 (實驗從 1926 年 1 月持續到 1927 年 5 月):
1️⃣分別從兩名感染黃熱病的非洲人病例 🅰️FeZice♀️ 🅱️Asibi♂️ 抽取血清接種至不同的健康猴子身上。
2️⃣接種的猴子均先出現黃熱病症狀而死亡。
3️⃣接種病例🅰️血清的猴子出現細菌感染,污染了猴子的血液樣本,從病例🅰️的病毒分離實驗失敗。
4️⃣抽取接種病例🅱️血清猴子的血清再接種到另外一隻健康猴子身上,出現症狀後放入充滿埃及斑蚊 (Aedes aegypti) 的籠子裡,並抽取血清。
5️⃣利用蚊子叮咬與注射血清的方式,在接下來幾個月陸續重複循環感染30隻(代)猴子,除了一隻從感染中康復,其餘皆出現黃熱病症狀而死亡。
6️⃣病毒成功從宿主(病例🅱️)分離後存活而繼續成功感染30代健康猴子。
7️⃣證明病毒可以通過大部份過濾器。
8️⃣證明黃熱病由埃及斑蚊作為傳染媒介。
9️⃣但從傳染性血液或過濾後的蚊子乳液中培養病毒的嘗試均告失敗。
#病毒分離的意義是指病毒脫離原宿主而能繁殖傳染而不是與樣本雜質分開的意思
#病毒 回目錄
#新冠病毒檢測的專一性(RT-PCR)
德國團隊於 2020 年 1 月在《歐洲監測》(Euro Surveill) 上發表一篇具有里程碑意義的出版物,是關於如何透過所謂的即時 RT-PCR 檢測來發現新冠病毒。只需要擴增新冠病毒基因組的某些獨特小區域,這些區域包含基因 RdRP (RNA 依賴性 RNA 聚合酶基因)、E (包膜蛋白基因) 和 N (核衣殼蛋白基因)。
研究收集了6 個新冠病毒樣本,它們在這些小區域內的基因是相同的。並將其與早期的SARS-CoV 病毒、來自中國的蝙蝠病毒和來自保加利亞的關係較遠的蝙蝠病毒進行了比較,出現更多的鹼基差異。表示新冠病毒的基因序列在RdRP、E和N區段內的鹼基排列是獨一無二的。
另外,對22種呼吸道病毒和其他病毒 (包括中東呼吸症候群冠狀病毒、流感病毒、鼻病毒、腺病毒和軍團菌等) 進行了這項測試,並得出結論:「總的來說,這項測試沒有產生假陽性結果」—— 表示這些相關病毒都沒有被誤認為是 SARS-CoV-2。該測試可靠地檢測到了 SARS-CoV-2,顯示新冠病毒的 RT-PCR 檢測具有專一性。
論文聲稱:「此工作流程可靠地檢測了 2019-nCoV,並進一步區分了 2019-nCoV 和 SARS-CoV」。
#科普 回目錄
德國團隊於 2020 年 1 月在《歐洲監測》(Euro Surveill) 上發表一篇具有里程碑意義的出版物,是關於如何透過所謂的即時 RT-PCR 檢測來發現新冠病毒。只需要擴增新冠病毒基因組的某些獨特小區域,這些區域包含基因 RdRP (RNA 依賴性 RNA 聚合酶基因)、E (包膜蛋白基因) 和 N (核衣殼蛋白基因)。
研究收集了6 個新冠病毒樣本,它們在這些小區域內的基因是相同的。並將其與早期的SARS-CoV 病毒、來自中國的蝙蝠病毒和來自保加利亞的關係較遠的蝙蝠病毒進行了比較,出現更多的鹼基差異。表示新冠病毒的基因序列在RdRP、E和N區段內的鹼基排列是獨一無二的。
另外,對22種呼吸道病毒和其他病毒 (包括中東呼吸症候群冠狀病毒、流感病毒、鼻病毒、腺病毒和軍團菌等) 進行了這項測試,並得出結論:「總的來說,這項測試沒有產生假陽性結果」—— 表示這些相關病毒都沒有被誤認為是 SARS-CoV-2。該測試可靠地檢測到了 SARS-CoV-2,顯示新冠病毒的 RT-PCR 檢測具有專一性。
論文聲稱:「此工作流程可靠地檢測了 2019-nCoV,並進一步區分了 2019-nCoV 和 SARS-CoV」。
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#紐約的地震
美國東部時間 4 月 5 日上午 10:23 (14:23 UTC) 左右,新澤西州發生規模4.8級的罕見地震。震源深度4.7km。根據 Olin Hall 和 Lamont Doherty 觀測站的量測數據顯示地震波具有明顯的P波與S波,因此「紐約地震並非人為」。
嘗試作一些「粗略」的計算:
震源深度=4.7 km
震源至 L站 直線距離=80.14 km
震源至 O站 直線距離=218.05 km
🔘P波速度
由 O站 和 L站 對震源的距離差 (218.05-80.14=137.91 km) 和兩站量測到地震開始的時間差 (55-34=21 s),兩者相除可算出為 6.57 km/s (合理)
🔘S波速度
由 O站 和 L站 對震源的距離差 (218.05-80.14=137.91 km) 和兩站量測到S波開始的時間差 (20+60-44=36 s),兩者相除可算出為 3.83 km/s (合理)
🔘震源的地震發生時間
L站 地震開始時間(34 s) - 震波傳至 L站 時間 (80/6.57=12.2 s)=21.8 s
O站 地震開始時間(55 s) - 震波傳至 O站 時間 (218/6.57=33.2 s)=21.8 s
地震發生時間為 14:23:22 (UTC)
10:23:22 (美東時間)
註:P波速度/S波速度=1.715 (合理)
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美國東部時間 4 月 5 日上午 10:23 (14:23 UTC) 左右,新澤西州發生規模4.8級的罕見地震。震源深度4.7km。根據 Olin Hall 和 Lamont Doherty 觀測站的量測數據顯示地震波具有明顯的P波與S波,因此「紐約地震並非人為」。
嘗試作一些「粗略」的計算:
震源深度=4.7 km
震源至 L站 直線距離=80.14 km
震源至 O站 直線距離=218.05 km
🔘P波速度
由 O站 和 L站 對震源的距離差 (218.05-80.14=137.91 km) 和兩站量測到地震開始的時間差 (55-34=21 s),兩者相除可算出為 6.57 km/s (合理)
🔘S波速度
由 O站 和 L站 對震源的距離差 (218.05-80.14=137.91 km) 和兩站量測到S波開始的時間差 (20+60-44=36 s),兩者相除可算出為 3.83 km/s (合理)
🔘震源的地震發生時間
L站 地震開始時間(34 s) - 震波傳至 L站 時間 (80/6.57=12.2 s)=21.8 s
O站 地震開始時間(55 s) - 震波傳至 O站 時間 (218/6.57=33.2 s)=21.8 s
地震發生時間為 14:23:22 (UTC)
10:23:22 (美東時間)
註:P波速度/S波速度=1.715 (合理)
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#用魚眼相機證明地球
無數的利用魚眼相機高空拍攝地球的實踐者,他們使用魚眼的目的,是要讓拍攝的畫面僅可能容納最多的景物,拍到最大範圍的景色。
魚眼鏡頭的成像特性:
1⃣偏離鏡心越遠的線條環向的扭曲越大。
2⃣徑向通過鏡心的線條不產生任何扭曲。
所以,在魚眼鏡頭空拍地球的畫面中,若要判別地平線是不是有弧度,重點在於檢查畫面中地平線通過中心點的時候所呈現的形狀。基於徑向通過鏡頭中心點的任何線條都不會受到扭曲的特性可知,如果畫面中呈現通過中心點的地平線,它就會是原始真實的樣子。
2013年12月19日,日本人岩谷圭介在YouTube上傳了一個難得一見的影片(原始影片),影片是他在稍早於北海道施放高空氣象氣球所拍攝到的景象,全程使用魚眼鏡頭的攝影機拍攝。相當可貴的是,有別於其他同好所拍攝的畫面,他施放的氣球竟然在48km高空維持了一段時間的穩定拍攝,而且這時地平線剛好通過鏡頭中心點。這提供了「用魚眼畫面證明地平線有弧度」的一個相當有力的證據。
「地球是圓的」。
而且,「雲在太陽前面」。
註:48km高空所見地平線弧度仍屬微小
組圖1:地平線通過鏡頭中心點的成像
組圖2:地球「過切」鏡頭中心點的成像
組圖3:地球「未接」鏡頭中心點的成像
#地平論 回目錄
無數的利用魚眼相機高空拍攝地球的實踐者,他們使用魚眼的目的,是要讓拍攝的畫面僅可能容納最多的景物,拍到最大範圍的景色。
魚眼鏡頭的成像特性:
1⃣偏離鏡心越遠的線條環向的扭曲越大。
2⃣徑向通過鏡心的線條不產生任何扭曲。
所以,在魚眼鏡頭空拍地球的畫面中,若要判別地平線是不是有弧度,重點在於檢查畫面中地平線通過中心點的時候所呈現的形狀。基於徑向通過鏡頭中心點的任何線條都不會受到扭曲的特性可知,如果畫面中呈現通過中心點的地平線,它就會是原始真實的樣子。
2013年12月19日,日本人岩谷圭介在YouTube上傳了一個難得一見的影片(原始影片),影片是他在稍早於北海道施放高空氣象氣球所拍攝到的景象,全程使用魚眼鏡頭的攝影機拍攝。相當可貴的是,有別於其他同好所拍攝的畫面,他施放的氣球竟然在48km高空維持了一段時間的穩定拍攝,而且這時地平線剛好通過鏡頭中心點。這提供了「用魚眼畫面證明地平線有弧度」的一個相當有力的證據。
「地球是圓的」。
而且,「雲在太陽前面」。
註:48km高空所見地平線弧度仍屬微小
組圖1:地平線通過鏡頭中心點的成像
組圖2:地球「過切」鏡頭中心點的成像
組圖3:地球「未接」鏡頭中心點的成像
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#2024北美的第一個日全蝕
今年北美第一個看到日全蝕的地點是墨西哥的馬薩特蘭市(Mazatlán) 。於當地時間 4 月 8 日 (UTC-7) 11:07:30 開始至 11:09:38 達到蝕盛,整個日全蝕過程歷時 4 分 19 秒。
註:台灣時間 4 月 9 日 02:07:30
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今年北美第一個看到日全蝕的地點是墨西哥的馬薩特蘭市(Mazatlán) 。於當地時間 4 月 8 日 (UTC-7) 11:07:30 開始至 11:09:38 達到蝕盛,整個日全蝕過程歷時 4 分 19 秒。
註:台灣時間 4 月 9 日 02:07:30
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#2024日全蝕DSCOVR視角
2024/4/8 的日全蝕同時也被 NASA 與 NOAA 合作的 DSCOVR (深空氣候觀測站) - 距離地球約 1,500,000 公里與地球公轉同步的衛星上的 EPIC (地球多色成像相機) 所拍攝記錄。
圖檔連結:
20240408160250.png
20240408163250.png
20240408170250.png
20240408173250.png
20240408180250.png
20240408183250.png
20240408190250.png
20240408193250.png
20240408200250.png
20240408203250.png
#地平論 回目錄
2024/4/8 的日全蝕同時也被 NASA 與 NOAA 合作的 DSCOVR (深空氣候觀測站) - 距離地球約 1,500,000 公里與地球公轉同步的衛星上的 EPIC (地球多色成像相機) 所拍攝記錄。
圖檔連結:
20240408160250.png
20240408163250.png
20240408170250.png
20240408173250.png
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20240408193250.png
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#GoPro魚眼鏡頭
GoPro公司在4/8日全蝕的時候施放了搭載該公司魚眼運動相機的氣象氣球到高空拍攝日蝕,並在YouTube上傳短影音。
該影片下方留言區果然出現嘲笑視頻中「
earth's surface」字樣的反諷文字:「Very flat with a beautiful fisheye GoPro lens」(用了美麗的GoPro魚眼鏡頭而非常平坦)(意謂:地表曲面是因為魚眼鏡頭造成,其實地表是平坦的)
很多高空拍攝地球的影片,它們的留言區內都充斥著地平論者用膝反射不加思索的「魚眼」理由來反駁影片中景象的言論。但是重要的是「通過魚眼鏡頭中心的直線是不會變形彎曲的」,這個特點難道他們不知道?
「魚眼、魚眼,多少地平假汝之名以行之。」
繼續看
用魚眼相機證明地球
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GoPro公司在4/8日全蝕的時候施放了搭載該公司魚眼運動相機的氣象氣球到高空拍攝日蝕,並在YouTube上傳短影音。
該影片下方留言區果然出現嘲笑視頻中「
earth's surface」字樣的反諷文字:「Very flat with a beautiful fisheye GoPro lens」(用了美麗的GoPro魚眼鏡頭而非常平坦)(意謂:地表曲面是因為魚眼鏡頭造成,其實地表是平坦的)
很多高空拍攝地球的影片,它們的留言區內都充斥著地平論者用膝反射不加思索的「魚眼」理由來反駁影片中景象的言論。但是重要的是「通過魚眼鏡頭中心的直線是不會變形彎曲的」,這個特點難道他們不知道?
「魚眼、魚眼,多少地平假汝之名以行之。」
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用魚眼相機證明地球
#地平論 回目錄
#逆轉錄聚合酶鏈式反應 (RT-PCR)
RT-PCR 是 Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (逆轉錄聚合酶鏈式反應) 的簡稱 ,為傳統 PCR 的一種變形應用,其原理為設計一個特殊的引物 (primer) 能結合至 RNA 上,再利用逆轉錄酶 (逆轉錄酶是一類存在於部分 RNA 病毒中具有反轉錄活性、能以單股 RNA 為模板合成 DNA 的酶) 將 RNA 反轉錄為 DNA,稱為complementary DNA (cDNA),互補 DNA。
以上是 RT 的部分,接下來則與傳統的 PCR 反應循環一樣,若 RNA 有正確地被逆轉錄出來,那麼就有能作為模板的 DNA 被擴增放大,完成整個反應後才稱為 RT-PCR。
#科普 回目錄
RT-PCR 是 Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (逆轉錄聚合酶鏈式反應) 的簡稱 ,為傳統 PCR 的一種變形應用,其原理為設計一個特殊的引物 (primer) 能結合至 RNA 上,再利用逆轉錄酶 (逆轉錄酶是一類存在於部分 RNA 病毒中具有反轉錄活性、能以單股 RNA 為模板合成 DNA 的酶) 將 RNA 反轉錄為 DNA,稱為complementary DNA (cDNA),互補 DNA。
以上是 RT 的部分,接下來則與傳統的 PCR 反應循環一樣,若 RNA 有正確地被逆轉錄出來,那麼就有能作為模板的 DNA 被擴增放大,完成整個反應後才稱為 RT-PCR。
#科普 回目錄
#即時聚合酶鏈式反應 (qPCR)
即時聚合酶鏈鎖反應 (Real-time polymerase chain reaction,簡稱為 Real-time PCR),又稱定量即時聚合酶鏈鎖反應 (Quantitative real time polymerase chain reaction,簡稱為 qPCR)。qPCR 是藉由 PCR 擴增原理將 DNA 放大的同時並達到即時定量之結果。
目前 qPCR 大致上可以分為:非專一性螢光染料 (SYBR Green I) 與專一性螢光探針 (TaqMan probe)。
1⃣ SYBR Green I
SYBR Green I 是一種核酸凝膠染料,可與雙股 DNA 的 小溝 (minor groove) 結合釋放出螢光,因此在 PCR 過程中可在每一周期的延伸 (Extension) 步驟結束時測量螢光的強弱,就可知每一 PCR 周期中產生了多少 cDNA 產物。但要特別注意的一點,SYBR Green I 的缺點是會跟所有的雙股 DNA 結合,所以無法分辨特異性產物與非特異性產物 。
2⃣ TaqMan probe (水解探針)
TaqMan probe 是一條人工合成寡核苷酸 (oligonucleotide),在寡核苷酸的兩端分別標記上不同的螢光物質,5’端的螢光稱為 reporter (報導基團) 而3’端的螢光稱 quencher (淬滅基團)。假如探針在游離狀態時,reporter 及 quencher 的交互作用會互相遮蔽對方的螢光以達到不會發光,當 DNA 轉錄時探針被水解後,reporter 與 quencher 會分開來,而 quencher 就失去可以遮蔽 reporter 的效果,而使 reporter 發光被偵測到。TaqMan probe的優點是探針為特異性的與被標籤的片段結合,因此不會偵測到非特異的產物。
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即時聚合酶鏈鎖反應 (Real-time polymerase chain reaction,簡稱為 Real-time PCR),又稱定量即時聚合酶鏈鎖反應 (Quantitative real time polymerase chain reaction,簡稱為 qPCR)。qPCR 是藉由 PCR 擴增原理將 DNA 放大的同時並達到即時定量之結果。
目前 qPCR 大致上可以分為:非專一性螢光染料 (SYBR Green I) 與專一性螢光探針 (TaqMan probe)。
1⃣ SYBR Green I
SYBR Green I 是一種核酸凝膠染料,可與雙股 DNA 的 小溝 (minor groove) 結合釋放出螢光,因此在 PCR 過程中可在每一周期的延伸 (Extension) 步驟結束時測量螢光的強弱,就可知每一 PCR 周期中產生了多少 cDNA 產物。但要特別注意的一點,SYBR Green I 的缺點是會跟所有的雙股 DNA 結合,所以無法分辨特異性產物與非特異性產物 。
2⃣ TaqMan probe (水解探針)
TaqMan probe 是一條人工合成寡核苷酸 (oligonucleotide),在寡核苷酸的兩端分別標記上不同的螢光物質,5’端的螢光稱為 reporter (報導基團) 而3’端的螢光稱 quencher (淬滅基團)。假如探針在游離狀態時,reporter 及 quencher 的交互作用會互相遮蔽對方的螢光以達到不會發光,當 DNA 轉錄時探針被水解後,reporter 與 quencher 會分開來,而 quencher 就失去可以遮蔽 reporter 的效果,而使 reporter 發光被偵測到。TaqMan probe的優點是探針為特異性的與被標籤的片段結合,因此不會偵測到非特異的產物。
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#逆轉錄即時聚合酶鏈式反應 (RT-qPCR)
RT-qPCR 是 qPCR 和 RT-PCR 的結合,是逆轉錄 PCR 結合螢光定量技術,即以 mRNA 或總 RNA 為模板,獲得 cDNA,然後以 cDNA 為模板,以螢光定量 PCR 進行定量分析。 這是因為 RT-PCR 只能定性,而不能定量分析。RT-qPCR 定量分析 RNA 的方法有兩種:一步法和二步驟法。兩種方法都需要將 RNA 逆轉錄為 cDNA,然後將其作為 qPCR 擴增的模板,只不過一步法中的 RT 和 qPCR 在同一試管中進行,而二步法中的 RT 和 qPCR 是在同一試管中進行的依序分別進行。
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RT-qPCR 是 qPCR 和 RT-PCR 的結合,是逆轉錄 PCR 結合螢光定量技術,即以 mRNA 或總 RNA 為模板,獲得 cDNA,然後以 cDNA 為模板,以螢光定量 PCR 進行定量分析。 這是因為 RT-PCR 只能定性,而不能定量分析。RT-qPCR 定量分析 RNA 的方法有兩種:一步法和二步驟法。兩種方法都需要將 RNA 逆轉錄為 cDNA,然後將其作為 qPCR 擴增的模板,只不過一步法中的 RT 和 qPCR 在同一試管中進行,而二步法中的 RT 和 qPCR 是在同一試管中進行的依序分別進行。
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#數位聚合酶鏈式反應 (dPCR / ddPCR)
Digital PCR (數位 PCR) 簡稱為 dPCR、Droplet Digital PCR (微滴式數位 PCR)簡稱為ddPCR 。dPCR 和 ddPCR 的比較,主要差異在於樣本的分散方法。在 ddPCR 中,使用微滴產生器實現分散,在 dPCR 中,使用數位 PCR 奈米板實現分散。
🔘dPCR
對於數位 PCR,數位測定在 96 孔或 24 孔數位 PCR 奈米板中進行。與 qPCR 類似,數位 PCR 奈米板工作流程僅涉及幾個步驟:將主混合物、探針和引子移液並加載到奈米板上,陣列式添加樣品,運行擴增實驗並分析結果。奈米板陣列上每個樣本可能含有 1 個待檢標的 DNA 或不含待檢 DNA。對每個反應進行螢光測量,可以得到 2D 螢光陣列影像。使用非模板對照 (NTC) 作為陰性對照。 dPCR 系統將分區、熱循環和成像整合到 dPCR 儀器中。結果在專用軟體上進行分析,提供目標序列每微升拷貝數的濃度,以及品質控制。
🔘ddPCR
微滴式數位 PCR 系統使用在油中不混溶的流體產生數萬個亞微升液滴。待測 DNA/RNA 隨機封裝在液滴內,作為微型反應室。在典型的 ddPCR 工作流程中,微滴式數位 PCR 反應是在試管中製備的。然後,ddPCR 混合物透過微液滴產生器分配成單獨的液滴。將乳液收集在小瓶中並進行 PCR 擴增。每個微液滴可能含有1個待檢標的 DNA 或不含待檢 DNA。樣品透過流式細胞儀處理,當微液滴通過雷射激發源前時,液滴會被逐一螢光讀取。有螢光信號的微液滴含有 DNA 模板判讀為1,沒有螢光信號的微液滴不含 DNA 模板則判讀為0,根據卜瓦松分布(Poisson distribution)原理及陽性微滴的個數、比例,即可得出標的核酸的起始拷貝數或濃度,再以軟體計算出標的核酸的絕對定量。
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Digital PCR (數位 PCR) 簡稱為 dPCR、Droplet Digital PCR (微滴式數位 PCR)簡稱為ddPCR 。dPCR 和 ddPCR 的比較,主要差異在於樣本的分散方法。在 ddPCR 中,使用微滴產生器實現分散,在 dPCR 中,使用數位 PCR 奈米板實現分散。
🔘dPCR
對於數位 PCR,數位測定在 96 孔或 24 孔數位 PCR 奈米板中進行。與 qPCR 類似,數位 PCR 奈米板工作流程僅涉及幾個步驟:將主混合物、探針和引子移液並加載到奈米板上,陣列式添加樣品,運行擴增實驗並分析結果。奈米板陣列上每個樣本可能含有 1 個待檢標的 DNA 或不含待檢 DNA。對每個反應進行螢光測量,可以得到 2D 螢光陣列影像。使用非模板對照 (NTC) 作為陰性對照。 dPCR 系統將分區、熱循環和成像整合到 dPCR 儀器中。結果在專用軟體上進行分析,提供目標序列每微升拷貝數的濃度,以及品質控制。
🔘ddPCR
微滴式數位 PCR 系統使用在油中不混溶的流體產生數萬個亞微升液滴。待測 DNA/RNA 隨機封裝在液滴內,作為微型反應室。在典型的 ddPCR 工作流程中,微滴式數位 PCR 反應是在試管中製備的。然後,ddPCR 混合物透過微液滴產生器分配成單獨的液滴。將乳液收集在小瓶中並進行 PCR 擴增。每個微液滴可能含有1個待檢標的 DNA 或不含待檢 DNA。樣品透過流式細胞儀處理,當微液滴通過雷射激發源前時,液滴會被逐一螢光讀取。有螢光信號的微液滴含有 DNA 模板判讀為1,沒有螢光信號的微液滴不含 DNA 模板則判讀為0,根據卜瓦松分布(Poisson distribution)原理及陽性微滴的個數、比例,即可得出標的核酸的起始拷貝數或濃度,再以軟體計算出標的核酸的絕對定量。
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Media is too big
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#三體人的煩惱
《三體》是中國作家劉慈欣創作的一部長篇科幻小說。近日網飛 Netflix 改編成電視影集。小說的物理基礎來自於天體力學中的三體問題 (Three-body problem) 的力學模型。
300年來,三體問題目前沒有辦法求出一個通解 (general solution) 來預測三個星體的行進路徑,但是在特定的條件下,是有可能找出特解 (specific solution) 的。只要起始條件稍微不同,則會演化成不同的結果,現在已知三個物體的運動是不重複的。
小說中的三體星人因為無法預測自己星系的運動狀況,行星的運動軌道因三個恆星引力牽引而不固定 (如影片中之白球軌跡)。並且因為與三顆恆星距離不確定的關係,造成行星表面溫度與引力值變動相當大,所以,三體人發展出以身體脫水的方式來對抗烈日,且無數次建立起來的文明一再遭受毀滅。不得不在宇宙中尋求另一個穩定合宜的歸宿。小說故事的發展便建立在三體人欲侵占地球而與地球人展開的一連串攻防的科幻故事。
目前天文學家發現的三體星系 (三星系統) 有:北極星、半人馬座α (小說預設)、HD 188753 和 VGS_31。
另參考
李永樂講解三體問題
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《三體》是中國作家劉慈欣創作的一部長篇科幻小說。近日網飛 Netflix 改編成電視影集。小說的物理基礎來自於天體力學中的三體問題 (Three-body problem) 的力學模型。
300年來,三體問題目前沒有辦法求出一個通解 (general solution) 來預測三個星體的行進路徑,但是在特定的條件下,是有可能找出特解 (specific solution) 的。只要起始條件稍微不同,則會演化成不同的結果,現在已知三個物體的運動是不重複的。
小說中的三體星人因為無法預測自己星系的運動狀況,行星的運動軌道因三個恆星引力牽引而不固定 (如影片中之白球軌跡)。並且因為與三顆恆星距離不確定的關係,造成行星表面溫度與引力值變動相當大,所以,三體人發展出以身體脫水的方式來對抗烈日,且無數次建立起來的文明一再遭受毀滅。不得不在宇宙中尋求另一個穩定合宜的歸宿。小說故事的發展便建立在三體人欲侵占地球而與地球人展開的一連串攻防的科幻故事。
目前天文學家發現的三體星系 (三星系統) 有:北極星、半人馬座α (小說預設)、HD 188753 和 VGS_31。
另參考
李永樂講解三體問題
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