螞蟻如何認路?我決定做些實驗

我們想讓你知道的是
一天,有些螞蟻爬到窗檻上逛來逛去。我突然好奇起來,很想知道︰牠們是怎樣找到東西的?到底牠們怎樣知道該往哪裡去呢?牠們能不能互相通報食物在哪裡,就像蜜蜂那樣?牠們對事物的外表有沒有任何知覺?
文:理查.費曼(Richard P. Feynman)
草履蟲.蜻蜓.蟻
我很小的時候就有自己的「實驗室」。當然,如果說要測量什麼或做重要的實驗,那就算不上實驗室了。其實,我只是待在那裡玩而已︰我自己做馬達,或者利用光電管做些小玩意,比方說,設計一個小電子玩意兒,有東西在光電管前面晃過時,會啟動另一組零件;我也找來一些矽片玩。總之,我在那裡天馬行空的率性而為。只有在做燈座時,我做過一些計算,看如何利用開關及燈泡來控制電壓。但這些都只能算是應用而已,我還沒真正做過什麼偉大實驗。
我還有一臺顯微鏡,經常沉迷於鏡下的世界;這也需要很大的耐性。我把東西放到顯微鏡下,看個沒完沒了。跟其他人一樣,我看到許多有趣的事物,像矽藻慢慢的從玻片這一頭游到另一頭……等。
一天,我在觀察草履蟲,無意中看到一些在中學、甚至大學課本裡都沒有提到的現象。我經常覺得,這些課本都自以為是的把世界簡化了。他們說︰「草履蟲是一種極端簡單的生物,行為更是如此。當牠們碰到其他東西時會退後,轉個角度重新出發。」
但其實不對。首先,許多人也知道,草履蟲有時互相觸碰,交換小細胞核。我感到有趣的是︰到底牠們怎樣決定在什麼時候這樣做?(不過這跟我觀察到的事情無關。)
不能盡信課本
我確實看到草履蟲碰到東西之後反彈回來,轉個角度再繼續前進;可是牠們的動作一點都不機械化,不像課本形容的那樣。牠們移動的距離不一,反彈回來的距離也不一,在不同情況下,轉的角度也大小不一;牠們更不一定都向右轉或左轉,一切看起來都是不規律的。事實上,我們並不清楚牠們碰到什麼,更不知道牠們嗅到什麼化學物質。
我想觀察的一個現象是,草履蟲周圍的水乾掉以後,牠會怎樣?據說,草履蟲會變乾、變硬,像顆種子一樣。
於是我在玻片上滴了一滴水,放到顯微鏡下。我看見一隻草履蟲和一些「小草」——對草履蟲來說,這些小草已經像一張巨大的麥稈網了。過了十多分鐘之後,水滴逐漸蒸發,草履蟲的處境愈來愈艱困了。牠前後游動,愈來愈快,直到不能再動,最後牠被卡在「草棒」之間,無法動彈。
然後,我看到一些從未看過、也從沒聽說過的事︰草履蟲的樣子變了,居然可以像變形蟲一樣改變形狀!牠緊挨著一根草棒,開始分叉,好像螃蟹的兩根鉗子一般。分到牠身體的一半長度左右,突然牠大概覺得這樣下去沒什麼好處,於是又回復原狀。
因此我的印象是,課本對這些小動物的描述太簡略了。事實上,牠們的行為都不是那樣機械化或沒變化的,這些教科書真應該正確的描述它們才對。而假如我們連單細胞動物的多姿多采,都不大了解,我們就不要奢望能夠明白更複雜的動物行為了。
長腳針來了!
我也很喜歡觀察小昆蟲。大約十三歲時,我讀過一本談昆蟲的書——它說蜻蜓是無害的,也不會叮人。但從小我們就稱蜻蜓為「長腳針」,鄰居都認為被牠們叮到是很危險的;因此,如果我們在外頭打棒球或玩耍時,一有蜻蜓飛近,大家便四散飛奔,找地方躲藏,同時揮手尖叫︰「長腳針來了!長腳針來了!」
有一天,我們在海灘上玩耍,一只長腳針飛過來,大家都在尖叫亂跑,我卻在那裡不動如山。「不用怕!」我說︰「書上說長腳針不會叮人的!」
牠飛到我腳上,每個人都拚命喊,現場一團糟,只因為這只長腳針「站」在我的腳上。但我這個神奇的科學小子,卻固執的相信牠不會叮我。
也許很多人以為,最後我被叮了——不!這次書上說對了。但我可真的嚇出一身冷汗。
那時候,我還有一臺小小的玩具顯微鏡。我把裡面的放大鏡拿下來,利用它來觀察周圍的事物。在普林斯頓當研究生時,我還經常把這片放大鏡放在口袋裡。有一次無意中拿出來,觀看正在常春藤旁爬來爬去的螞蟻,一看之下,不禁興奮得大叫起來。那裡有一隻螞蟻和一隻蚜蟲。蚜蟲是一種害蟲,可是螞蟻都會來照顧牠們。如果蚜蟲寄生的植物開始枯萎,螞蟻便把蚜蟲搬到別的植物上。在這個過程中,螞蟻也有好處,就是從蚜蟲身上取得稱為「蜜露水」的蚜蟲汁。這些我都知道,因為父親告訴過我,但我從來沒親眼看過。
我看到的情形是:一隻螞蟻走到蚜蟲旁邊,用腳拍牠,在蚜蟲全身上下拍、拍、拍,真是有趣極了!接著,蜜露水便從蚜蟲背部分泌出來;在放大鏡之下,蜜露水看起來像一顆很大、很漂亮、閃閃發光的七彩大汽球。之所以成為球狀,是因為表面張力作用的關係。至於它會發出各種光芒,卻是因為我那玩具顯微鏡並不很好,放大鏡有色差。但總之,那看來真是美極了!
小螞蟻用牠的兩隻前腳,將蜜露水球從蚜蟲背上挪下、舉起來!在牠們這樣微小的世界裡,連水都可以一顆一顆的舉起來!
我猜螞蟻腳上可能有些油膩的物質,因此當牠把水球舉起來時,也不會把球弄破。然後牠用嘴巴把蜜露水球的表面咬破,表面張力便崩潰了,整滴蜜露水就一股腦兒流到牠的肚子裡。整個過程實在太有趣了!
螞蟻如何認路?
我住的宿舍裡有一個凸到外面的窗,窗檻是U字形的。一天,有些螞蟻爬到窗檻上逛來逛去。我突然好奇起來,很想知道︰牠們是怎樣找到東西的?到底牠們怎樣知道該往哪裡去呢?牠們能不能互相通報食物在哪裡,就像蜜蜂那樣?牠們對事物的外表有沒有任何知覺?
一圖看懂 太陽光電三大觀念釐清!2050淨零台灣為何要有太陽光電?

我們想讓你知道的是
為了應對淨零碳排的趨勢,台灣正積極推動再生能源。而太陽光電作為綠能發展的重要一環,本文將從環保、發電效能、經濟效益等三大面向,為讀者破除迷思,說明為何太陽光電會是綠電發展的必選正解。

隨著全球73個國家加入碳稅或ETS,碳定價已被證實是降低溫室氣體排放、減緩氣候變遷的有效手段。尤其台灣產業以外銷為導向,淨零減碳議題不僅是為環保,更關係到台灣企業的競爭力;若不積極面對挑戰,碳價成本將威脅台灣在國際市場上的地位,衝擊產業競爭力。因此,產業轉型發展綠電減排,已是不可不為的生存策略。
當全球綠電應用迅速發展,歐盟更早在2020年取得「最綠年」成果,再生能源佔總發電量的38%,甚至超越化石燃料佔比
為了應對淨零碳排的趨勢,台灣正積極推動再生能源。而太陽光電作為綠能發展的重要一環,經濟部能源局更研擬太陽光電能源用地白皮書,計畫將太陽光電用地需求納入國土規劃架構。然而,太陽光電作為新興能源,對社會大眾來說較為陌生,因此本文從環保、發電效能、經濟效益等三大面向,為讀者破除迷思,說明為何太陽光電會是綠電發展的必選正解。
觀念1:無毒可回收,汙染趨近零
「太陽光電板製造對環境有害?光電會有電磁波對人體影響?」其實,太陽能板結構簡單(主要由玻璃、鋁框和矽晶片組成),材料無毒且可回收,容易模組化又方便建置;目前政府已建立太陽光電模組回收機制,只要遵守環保法規製造太陽能板,幾乎不會排放汙染物。此外,光電發電設備主要由光電模組與變流器組成輸出直流電,不會產生高頻幅射;設備產生的磁場強度相當於一般家用電器如電腦,並沒有對人體產生電磁波危害的疑慮。
更無庸置疑,源源不絕的日照,讓太陽能成為最乾淨、最友善環境的能源之一,也是台灣綠能發展不可或缺的途徑。
觀念2:智慧電網與儲能,365天不斷電
「太陽光電無法提供穩定的能源供應?天氣不好的話,電力又告急?」其實,太陽光電已是是國家發展重點,隨著技術快速發展,勢必能應對高能耗需求,包括工業生產和大型機構的電力所需;例如台電已積極推動再生能源結合儲能,增建大甲溪光明發電廠計畫、協和燃氣機組改建計畫,以提升系統韌性與速度。透過智慧技術和儲能系統,太陽光電能夠提供穩定的能源供應,甚至有機會成為主要能源。
許多綠能產業正致力發展智慧管理、智慧電網和儲能技術,太陽光電也不例外。透過智慧管理,做到依照實際需求和天氣條件即時調整光電輸出,運用智慧電網提升能源分配的效率,藉由儲能系統在離峰時段儲電,於尖峰時段輸出能量,補足用電缺口,提升太陽光電系統的靈活度與應用效率。簡言之,無論天氣變化,只要建構完備的電力系統韌性,即可維持穩定供電。
觀念3:長遠投資,實現回本
「太陽光電設置和運維成本過高,無法回本?」我們都知道太陽光電源自取之不盡的太陽能,隨著太陽光電技術不斷進步,設施的建置和運維成本勢必逐步下降,並反映在電費上;換言之,太陽光電是一項必要的長遠投資,更是一個合理規劃即可預期回報的投資。
目前日本、歐美等國正積極發展農電共生、漁電共生,引導廢耕農地或廢棄魚塭重返耕耘或養殖,他國經驗也多次證明太陽能板有助於降低區域氣溫、幫助維護植被、避免土壤退化。
面對2030年實現產業淨零、2050年全國淨零的目標,地狹人稠的台灣更應該善用土地資源;我們需要思考的是如何再利用廢耕地,推動智慧農/漁業、實現農/漁電共生,並善用太陽光電系統特性,提升綠能佔比、土地與空間利用率、糧食生產效率,最大程度地發揮經濟效益,造就產業多贏。
發展太陽光電的路上或許會面臨許多挑戰,但永續目標在即、綠電趨勢不可逆,太陽光電已被證實是可利用的綠電來源,全民應具備綠能共識、理性討論,共同思考如何實踐環保選址、智慧管理及儲能系統,朝向長遠、穩健的太陽光電邁進,才能為淨零台灣鋪平道路,實現永續未來。
(經濟部能源署廣告)