專欄 – PanSci 泛科學

在 2016 年接連發生的兩起黑天鵝事件：英國公投脫歐、川普當選美國總統，讓眾人將目光跟舌根都轉向了「假新聞」。許多牌子老、信用（可能）好的新聞媒體批評 Facebook、Twitter、Google 等網路大公司根本是假新聞的天堂，讓眾多背景不明、沒有真的記者、資料不清不楚的假新聞機構，不僅得以大肆散播偽裝成新聞的宣傳戰，以偏頗的評論取代查證過的事實，還可藉此大賺廣告費。

然而「假新聞」一詞很快就喪失意義。現在只要政客不同意任何一則新聞內容，他們就稱其為假新聞。因此透過研究，正確地定義出哪些新聞是假新聞、這些假新聞流傳地有多廣、選民在選舉期間如何與假新聞互動（特別是在社群媒體上），便是阻止各方繼續打爛仗的唯一方式。英國牛津大學網路研究所（Oxford Internet Institute）的研究團隊決定以 Twitter 上的推文為對象進行分析，把事情講清楚說明白（點開看論文）。

當閱聽人的資訊來源極度仰賴社群媒體，那麼假新聞會對輿論產生什麼影響？圖／Max Pixel

研究方式很簡單，分成四部分：

取得 2016 年 11 月 1 日到 11 月 11 日這段期間，含有跟美國政治以及選舉有關的 #hashtag 的推文，總共 2千2百萬則。
接著根據使用者的資料，篩選出發送位址位於密西根州的推文。選密西根的原因是這州選民在選前對兩位主要候選人柯林頓與川普的支持度不分軒輊。這樣挑出來的推文有 138,686 則。
然後再從這些推文中，篩選出有分享網路鏈結的推文，共有 25,339 則。
最後就是去編碼。

首先，他們發現在 138,686 則密西根人的政治選舉相關推文中，挺川普的推文超過一半以上（56.7%），遠多於挺柯林頓的兩成（20.3%）。可見川普真的是推特總統。

另一個點是，他們原本預期會發現很多機器推文，但可能是因為限定密西根州的原因，機器推文佔比很低，只有 2%。

重點來了，被當成美國人範本的密西根人都分享些什麼網路鏈結呢？研究團隊將包含鏈結的 24,783 則政治推文分成五大類。第一類是來自專業新聞組織（記者跟作者身份明確、報導有憑有據、符合新聞產製道德規範），第二類是專業的政治內容（來自政府單位、政黨與候選人，還有專家），第三類是「其他政治新聞與資訊」，包括：

「垃圾新聞」：研究者指的是為了宣傳目的，充滿極端思維、陰謀論、非常偏頗、刻意製作出來的假消息。單位不明確、沒真的雇用專業記者或作者、用許多情緒化的言詞、敘事充滿謬誤、而且愛用大寫！
來自維基解密的消息
來自獨立公民社群與網站的文章或連署
幽默、娛樂類
宗教類
俄羅斯生產的消息
入口網站如 Yahoo, AOL… 等的鏈結

第四類則是連結到其他網站，但與政治無關，第五類是連向已經消失的網頁。結果研究者發現令人尷尬的結果…

圖／politicalbots.org

含鏈結推文中，只有 25.9 ％的鏈結是來自於第一類的專業新聞組織，來自第二類專業政治內容的竟然只有 3.4 %。

而含有垃圾新聞鏈結的推文竟然也佔了 25%！跟來自專業新聞的比例幾乎一樣。而如果再把來自未經驗證的維基解密內容、以及俄羅斯產的新聞內容加上來，則高達 46.5%！也就是說，在投票前，在 Twitter 上被熱烈分享轉傳的鏈結中，將近有一半的內容都是不可信的宣傳戰訊息。

而且根據推文發佈的時間點，研究團隊更發現在 11 月 7 日，也就是投票前一天，網友分享垃圾新聞的行為更是猛烈，比例大為提高，相對地就壓縮了來自專業新聞組織的內容。

來自專業新聞組織的資訊和新聞，被分享率在投票前一天（11/7）跌到谷底。圖／politicalbots.org

難道這就是社群媒體時代，民主選舉的宿命嗎？不，研究團隊還找了個對照組。今年年初，德國也舉行了聯邦總統選舉，雖然德國真正的國家領袖是總理（現任為梅克爾），總統沒什麼實權，但總統選舉也有後續大選風向球的代表性，因此一樣是政黨爭奪的目標。

團隊用類似的研究方式（點開看論文），他們收集了今年二月 11~13 日的 121,582 則推文，其中 17,453 則包含外部鏈結，然後再重新檢視，得到 14,852 則推文樣本。他們發現右翼民粹黨派 AfD （德國另類選擇）在推特上聲量頗大，雖然該黨支持的候選人最終沒有出線，但從推特上來看是一股蠻強的力量。

接下來一樣把推文裡包含的鏈結分類，不過跟先前針對美國密西根人的調查，兩國間的差異可真大。

來自專業新聞組織的鏈結有 44.9 % (密西根只有 25.9 %)
來自專業政治內容的有 13.7 % (密西根只有 3.4 %)
來自垃圾新聞網站+俄羅斯生產的內容，也就是基本上不可信的占 12.8% （密西根高達 46.5 %）

雖然選制不同、國情不同……眾多因素都不同，但總體而言，德國人看來還是比起美國人來得明理許多。儘管如此，研究者也發現，選前在 Twitter 上獲得最多分享的前三名鏈結都是極端右翼反政府的內容，還是得警惕警惕，慎防納粹如九頭蛇般再起。

兩篇初步研究呈現出美、德兩國人民在社群媒體上不同的文化。不禁讓我好奇要是拿台灣的數據來研究看看，結果會是怎樣？不過台灣人少用 Twitter，肯定得從 Facebook 爬資料了。在此也特別歡迎政治、傳播、社會學領域的研究者分享你對於如何研究「假新聞」的見解喔。

文獻來源：

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【科科愛看書】看到男／女神就心跳加速、呼吸急促、支支吾吾？俗話說思念是一種病，你是不是也曾身陷其中、不可自拔？但是，有病就要治，藥帖便是《戀愛這種病：解讀自我與對方的人格，診斷愛情的現在與未來》！這本書帶你用科學方法檢視自己，進而解決戀愛的各種難題，讓你從此人見人愛花見花開，男神女神都手到擒來！

人格養成，先天後天外加行動缺一不可

每個人都擁有自己不同的認知（理解方式）、情感及行為模式。這個擁有持續性的模式，在過了十八歲的時候就幾乎固定了。這種認知、情感和行為的模式，精神醫學或心理學上，就稱為「人格」（Personality）。

有的人責任感很強；也有人很隨便，一有什麼不合己意就馬上推到別人身上。有人充滿自信；也有人老是害怕擔心自己會失敗、或是擔心遭人責難。有些人很活潑地與人交往，很樂於溝通；但也有人覺得一個人比較輕鬆，除非必要否則不太開口說話。

每個人不同的特性綜合起來造就了不同的人格特質。圖／Will Richardson @Flickr

像這樣各種特性混合之下才創造出一個人的人格，透過這一個世紀許多先進的研究中我們瞭解到一件事：那就是這樣的特性並非是隨機組合而成，而是因為有些性質容易結合，他們擁有各自的一貫性，然後分成幾種類型。不只是臨床上的研究，在經過流行病學、統計學的研究重重驗證的結果，我們發現人格大致上可以分為十個類型。

人格大約有一半是與生俱來的氣質，由遺傳因素決定；另一半則是後天學習到的性格，受到環境因素（主要是成長過程的心理社會環境）的影響。兩者混合之後才造就這個人格。

一旦造就之後，就擁有無法輕易改變的持續性與結構上的穩定性。就像鳥在空中飛，野獸在地上跑，魚在水中游一樣，各自擁有不同的生活方式與型態。人格也可以說是一樣的：生物學上的特性，與在心理社會上學習到的認知、行為反應模式，完全合為一體，形成一個牢固的模式。

例如，一絲不苟、有潔癖、責任感強而且又很難妥協，有這樣一連串特性的強迫型人格，就是由固執性這種遺傳因素決定的氣質，與後天學習到的超越自我（對團體的貢獻優先於自己的傾向）這樣的性格特性混合下成立的。以滿足固執性與超越自我為基本戰略，這類型的人，會以「維持秩序」的戰略作為人生的方針。

過度的自信，傲慢又妄自尊大的態度，理所當然地利用他人，對他人的痛苦有毫不關心的傾向，渴求讚賞的自戀型人格中，則混合了用所得或所失作為行動的強烈依據的「依賴報酬」氣質因素，及自我導向（百分百無條件認同自我價值的傾向）這種後天因素的強烈特性。能實現依賴報酬與自我導向這兩方面的戰略，就是要學會將自己視為絕對，用瞧不起他人來保護自己的自戀防衛戰略的生活方式。

與生俱來的氣質、後天學到的價值觀與思考方式，再加上行動的戰略，這三者緊密的結合，完成了無法輕易改變的結構。這──就是人格特質。

母親大人：依附情感的關鍵角色

在人格形成中，最重要的基礎就是「依附情感」（Attachment）。

依附情感是出生之後一年半內與母親形成的半永久式情感牽絆。那並不只是心理上的牽絆，也是生物學上的牽絆。被照顧得很好，在穩定的愛中養育成長，就會形成穩定的依附情感。依附情感也不僅僅是與母親的關係，也會成為與母親以外的人之人際關係「鑄型」。如果與母親的關係穩定，整體人際關係也比較容易穩定，就是這個緣故。

依附的穩定性不僅僅影響人際關係，還有基本的安全感與信賴感、對壓力與不安的抵抗力，甚至左右了一生的身心健康或平均壽命。

嬰兒時期與母親所建立起的情感連結，往往會影響一個人往後的人際關係型態。圖／Rolf Venema @ Flickr

特別是從出生到一歲半為止的關係最重要，但是之後的體驗也會有影響。影響特別大的就是雙親的夫妻關係：父母離婚很容易對孩子的依附情感穩定性造成傷害。像霸凌這種威脅安全感的經驗，也會使依附情感不穩定。相反的，擁有一個總是在需要的時候會保護自己的「安全基地」就容易使依附情感穩定下來。

少年看到大，「依附情感」影響一生

十五到二十歲之間，一個人的依附形式就幾乎確定了。依附關係中，有「安定型」與「不安型」，不安型中又有迴避親密關係的「逃避型」、過度要求他人關心或愛的「焦慮型」（矛盾型）、一直害怕被拋棄，需要有人可以撒嬌的「恐懼—逃避型」，以及對依附情感抱著未解決傷痕的「未解決型」等。

十五到二十歲之間，一個人的依附形式就幾乎確定了。圖／Tom Simpson @Flickr

依附形式在不知不覺間支配了生活的各個層面，但影響特別大的是需要有親密人際關係的戀愛與結婚、養兒育女的層面。如果說戀愛順利的真正意義並不是成就一場戀愛然後與意中人發生性關係，而是在一種長久持續的愛情與信賴上建立一個穩定的家庭，安心養育子女的恆常性的話，那麼在考慮戀愛的成敗上，就無法避免依附穩定性這個問題。

依附形式一旦完成，大約有七成的人會維持下去而不會改變。然而有三成左右的人會產生變動──本來是安定型的人，變成不安定型；也有曾經是不安定型的人轉變成安定型。這種情況下最至關緊要的，就是與配偶或伴侶的關係。依附不安定的情況也有可能在與配偶或戀人的交往中，有機會轉變成安定型。同為依附情感不穩定並成為情侶的人也一樣──前面提到的艾瑞克森夫婦的例子，可以說就是這樣的證據。

然而大多數的場合中，同為依附關係不穩定的人之間的戀愛或婚姻困難重重，很容易導致毀滅性的結果。帶著不穩定依附情感的人，跟依附情感穩定的人結婚，比較容易得到安心感，成功的機會應該也會增加。

無論如何，使伴侶間的依附關係穩定，不只能成就戀愛，也能給彼此帶來幸福以及在社會上的成功。因為依附情感穩定，就表示雙方都順利發揮了作為「安全基地」的功能，因為擁有一個安心的根據地，兩人都會更容易發揮力量與可能性。反言之，也可以說彼此是否能成為對方的「安全基地」，將決定兩人關係的未來。

用最適合的方法去愛，方能享受甜美果實

不只是依附形式，由依附形式進一步分化出來的認知、行為模式，都有每個人自己的固定傾向，而且每個人把價值放在哪個點上也會有所不同。包含從依附在內，若認知或行為的模式不同，戀愛的方法也會不同。如果價值觀不同，即使能談起戀愛來也總會覺得某些地方不太合得來。

價值觀大致上也是由人格類型而定：有的類型最優先考量是愛；也有些類型會把利益得失的考量放在最重要的位置；還有些人是把合不合道理放在最前面；也有人把人情義理跟面子看得比什麼都重要。有人把自我實現看得很重；也有人如果是為了家庭或組織，就算要他鞠躬盡瘁死而後已也願意。這並不是哪個好哪個壞的問題，而是由於每個人的人格因素使他們重視的東西有所不同。

一個人的價值觀也受到人格特質影響，例如對蟹老闆來說，錢就是一切。

那就跟你要以米飯作為主食，還是麵包作為主食，又或是以番薯或玉米為主食這種生活習慣問題是一樣的。希望對方跟自己一樣，把愛情看得最重要，就像是一個覺得米飯最好吃的人，就算你每天都叫他要吃番薯，他也只會說已經吃膩了。

就如行為模式不同一樣，求愛的方法也各自迥異。有人為了吸引對方注意，會張開他美麗的翅膀；也有人是發出高亢的聲音來吸引注意。有人用誘餌使對方大意疏忽；也有人露出紅色的屁股來吸引目光。人格類型的不同，偏好的求愛方法也不同。若想用與對方不合的行為模式來接近對方，對方也只會覺得不知所措而已。

因為人格不同、生活方式不同，戀愛的方法與愛情的模式也會不同。若能看清人格的類型，就會知道那個人是如何去愛人，喜歡哪種被愛的方式。為了抓住他的心，該用什麼方法才有效，在孕育愛情上，重點在哪裡，又會有什麼樣的陷阱在等著你，也能夠預測出該怎麼做才能巧妙避開陷阱的方法。

瞭解行為或認知的習慣，在理解價值觀或生活方式的基礎上，選擇適合的對象，用適合的方法去愛，得到充實的愛情生活或豐富人生的機會就會增加。

本文摘自《戀愛這種病：解讀自我與對方的人格，診斷愛情的現在與未來》，時報出版。

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日前（4/21）食品藥物管理署（食藥署）公布檢出國內雞蛋戴奧辛超標 [1]，至 23 日，已封存 14 萬顆雞蛋 [2]，而再次採集的檢體，預計這週五（4/28）完成檢驗 [3]。

關於戴奧辛雞蛋的相關新聞。source：2017/4/26 google新聞截圖

多名立委和專家批評政府食安管理不善，[4, 5]然而僅看單一案例是難以判斷處理速度是及時？還是太慢？本文希望能透過簡述 2008 年愛爾蘭發生戴奧辛汙染豬肉事件的過程、大眾反應與事後檢討，或許可以藉由他國的經驗，來思考台灣在這次事件的下一步。

價值兩億歐元的戴奧辛汙染事件

2008 年的聖誕節前夕，歐洲愛爾蘭主掌食品的政府單位－愛爾蘭農漁業食品部（Department of Agriculture, Fisheries and Food, DAF）在例行檢驗中，發現豬肉裡的戴奧辛超標。該國隨即追蹤汙染源、預防性的下架，甚至全球性的召回愛爾蘭豬肉商品。該事件重擊了該國產業，而政府最終挹注了兩億歐元的經費來復甦豬肉業。

以下是該事件的時間序 [6]：

表：2008 年愛爾蘭戴奧辛豬肉事件時間序 [6]。圖／作者整理、提供

圖：2008 年愛爾蘭戴奧辛豬肉簡單時間序 [6]。圖／作者整理、提供

2008 年的戴奧辛汙染，追查下並非所有豬肉都遭到汙染，但由於愛爾蘭的豬肉產業，都是在少數大型屠宰加工廠裡進行，難以區分無汙染和受汙染的食品。為了國民健康和產品商譽，政府毅然採納愛爾蘭食安局建議，預防性回收 9 至 12 月的商品。雖然最終政府對豬肉產業的補助高達 2 億歐元，但愛爾蘭當局能在短短 2 週裡（11/28-12/11），平息爭執、確立補償辦法，最後讓愛爾蘭豬肉食品重新回到市場，這點絕對讓人值得欽佩。

事件爆發之際，愛爾蘭豬肉被要求下架。圖／By Candlewicke , CC BY-SA 3.0, wikimedia commons

他山之石可以攻錯－愛爾蘭政府的措施

接下來我們簡單觀察該次事件背後的一些特徵，來探究是否有可以借鏡仿效之處。

1. 獨立的科學風險評估機構：

有鑒於英國政府於狂牛症肆虐之時，公務機構隱匿疫情，導致重大災情。歐盟於 2002 年設置獨立的科學風險評估機構－歐盟食品安全局 [7]，愛爾蘭亦在 1998 年成立類似機構－愛爾蘭食品安全局 [8]，以避免公務體系因經濟或政治壓力下，做出錯誤決策。而我國其實從 2007 年起就有成立科學風險評估機構的聲音，可惜至今尚未落實 [9, 10]。

2. 和利害關係人溝通：

該次事件裡，愛爾蘭政府以及歐盟食安管理局皆盡力和廣大的利害關係人溝通，媒體亦廣泛地討論相關的議題（如後續的消者權益、產業補償和豬肉商品重返市場等），使消費者快速地恢復信心，銷售量回覆到事件發生前的水準 [11]。

3. 民眾想要的是什麼資訊？

該次事件後，愛爾蘭民間持續的研究延伸議題。學者進行網路訪談後發現，整個事件裡，僅管政府傳達了該事件對健康沒有影響的資訊，同時也有政府支出高額補助金等重大消息，但一般民眾最關心的仍然是自身的健康 [6]。而台灣目前的戴奧辛蛋事件至今仍在發展，網路上關於毒性、健康，甚至吃何種食品可加速排毒的文章紛紛出現 [12-14]，如何讓民眾獲得想要且正確的資訊，是值得民間和政府共同思考、著力的方向。

4. 資訊公開和事後檢討：

而愛爾蘭的鄰國－英國北愛爾蘭地區，同時也受到了重大的影響，而從北愛爾蘭議會的公開紀錄中可以發現到，北愛爾蘭認為該次事件最需要改善的是「和所有利害關係人的溝通」，包含生產者、加工業者、消費者，以及貿易夥伴等 [15] [註2]。

簡要來說，2008 年愛爾蘭戴奧辛汙染豬肉事件裡，我們可以觀察到她們的優點是：1) 獨立科學風險評估組織給予專業、獨立且可信的判斷；2) 溯源機制發揮功能，始得確認汙染飼料的影響範圍；3) 民間和政府事後持續的檢討。

source：Wikimedia

當然，並不是外國政府所做的每件事都完美無缺，該事件也暴露出了愛爾蘭不足之處，例如：僅建立飼料和農場的溯源機制，忽略了屠宰場至加工廠的履歷建立 [6]；缺乏和利害關係人的良好溝通，導致北愛爾蘭政府和業者重大的損失 [15]。而歐盟諸國也陸續發生戴奧辛汙染的事件，如德國亦在 2011 年爆發戴奧辛汙染雞蛋的事件 [11]，該國政府即在 2013 年修改法律、強化業者自主管理，明定通報者不受罰、要求私人實驗室在驗出潛在危害物質時，應立即通報等，以強化自主管理的文化 [11]。這告訴了我們，食安管理並非要求從此就一勞永逸、永遠不再有事件發生，而是在每次事件之後，詳確且落實需要改善的地方。

台灣的戴奧辛蛋事件仍在發展，現在急於獵巫、責怪政府並不會讓事情突然地變好。這時候好好地蒐集相關資訊，以備後續的檢討和改善，才能真正地改進台灣食安管理的文化吧！

註1：歐洲各國政府的食品安全管理體制和台灣大不相同，我國是將法制、管理和風險評估三項工作都集中在食藥署、農委會裡，但在歐洲各國的體制設計上，由於 90 年代的狂牛症暴發重創歐洲，各國深刻檢討後發現，如果將食安法制、管理和風險評估都集中在單一組織裡的話，將可能會出現公務機關「球員兼裁判」的現象。在政治或經濟的壓力之下，公務機關可能會做出傷害人民健康的決策。因此歐洲許多國家紛紛設立類似的獨立的科學食安風險評估組織，將科學風險評估的工作獨立拆開，以避免「球員兼裁判」的情況再次發生。而愛爾蘭食品安全局為愛爾蘭政府設立、具有法定地位且獨立、科學的機構。
註2：該公開記錄相當易懂和確實，內容不僅非常好讀，其資訊甚至包含了委員離席和重新加入的時間點，非常值得我國仿效。

參考文獻

食品藥物管理署。衛福部、農委會、環保署持續監測戴奧辛背景值，守護國人健康
中央社。可疑戴奧辛超標蛋預防下架近14萬顆
聯合新聞網。戴奧辛蛋竄全台「官員要吃？」藍委：食安用喊的！
農傳媒。追查問題雞蛋戴奧辛來源，飼料、環境檢驗結果下周出爐
自由評論網。Lin bay 好油》毒蛋與攻殼蛋頭隊
Kennedy, J., Delaney, L., McGloin, A. and Wall, P.G. (2009) Public Perceptions of the Dioxin Crisis in Irish Pork, UCD GEARY INSTITUTE DISCUSSION PAPER SERIES
洪德欽 (2015) 歐盟食品安全制度對臺灣食安改革的啟示。台大法學論叢。國立台灣大學法律學院。中華民國
About Us. Food Safety Authority of Ireland
上下游。資深學者呼籲台灣應建立國家級「食品安全風險評估中心」
衛生福利部。食品安全政策白皮書2016-2020
林昱梅 (2015) 論食品安全管理法制中之預防原則：以歐盟與臺灣為中心。台大法學論叢。國立台灣大學法律學院。中華民國
【韋恩的食．農．生活】粉絲專頁－【最了解戴奧辛毒性的男人－烏克蘭前總統尤伸夫】
【毒家機密】粉絲專頁－有粉絲問戴奧辛的代謝速度……
中時電子報。毒物科醫師：想加速排出戴奧辛可以這樣做
Northern Ireland Assembly. Inquiry into the Dioxin Contamination Incident, December 2008

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文 / 張文杰（清華大學工科所碩士，目前為清華大學核工所的研究助理）

2017 年 1 月 27 日，在《science》的網站上刊登了一篇跟輻射防護有關的新聞：我們知道從地面上到飛機所在的幾萬公里高空之間，在人們的生活環境充滿了輻射，但是沒有人知道估算出來的輻射累積劑量和實際接受到的差距是多少；或許在某些輻射工作場所會有規定要配戴輻射劑量配章並且記錄之，但是從來沒有長達一年以上且無論是工作或日常生活都配戴並記錄下來的大規模實際案例。

source：Nathan

而現在出現了第一次的大規模研究，在 2011 年發生了福島核災後，有一群居住在福島第一核電廠附近的 65,000 名日本公民，他們沒有選擇撤離，而是開始測量並紀錄自己的輻射暴露劑量。科學家在分析這成千上萬的公民數據後發現：當初的預估值其實是實際值的四倍之多！

來自美國俄勒岡州立大學核子科學與工程學系的保健物理學家 Kathryn Higley 說：「這項研究非常重要，因為在核子事故後進行長時間監測個體受到輻射暴露的案例很少，大多數居民在事故發生的當下或是不久後就遠離事故地點，要如此大規模分發輻射劑量佩章成本和難度也很高。在車諾比核災後，烏克蘭等地有少數的相關研究，但是都受到了一部分的限制，並非完整的監測數據。」

2011 年 4 月福島縣的輻射分布圖與伊達市的所在處。圖／福島縣政府

上圖是福島縣在 2011 年 4 月的輻射分布圖，伊達市雖然距離福島第一核電廠 60 公里遠，但是當地的輻射劑量跟附近其他進行撤離城市是類似的水平。伊達市的仁志田昇司市長做了一個與眾不同的決定，他選擇不要撤離，然後發放輻射劑量配章給市民。

仁志田昇司市長在 2014 年國際原子能總署的一次會議上表示，儘管調查顯示伊達市的輻射劑量跟附近進行撤離的城市類似，且日本政府也建議他們進行撤離，但由於並不是強制命令，所以他決定採取屬於伊達市自己的獨立行動，而不是完全依靠國家政府。他決定進行伊達市的輻射除汙工作，並發放輻射劑量配章去監測個人的輻射暴露劑量，此作法在 2011 年 5 月爭取到日本政府的 10 億日元資金。

仁志田昇司市長表示，此輻射劑量配章的大小約為一個糖果棒大小，如圖二，測量放射線的種類為伽瑪射線。孕婦和 16 歲以下的青少年、兒童是第一批發送輻射劑量配章的對象，總計有 9000 名。後來在日本官員的幫助之下擴大了監測的對象，到了 2012 年，幾乎所有約 65,000 名居民都獲得了一個輻射劑量配章。然後每 3 個月居民會把輻射劑量配章拿到指定場所進行記錄與更新，總計有超過 52,000 名的居民參加了此次行動，持續了至少一年的時間。

一位日本福島的小孩秀出他的輻射劑量配章。

日本政府在這段時間對福島縣進行了 6 次輻射調查。方法是在直升機上放測量輻射的儀器去測量地面上的放射性銫，接著研究人員使用比例法將該數據轉換為地面上的估計輻射劑量。因為人們會受到建築物的保護而減少輻射的接受劑量，所以日本政府的科學家先假設人們每天有 8 個小時在戶外活動、另外 16 小時是在室內，而根據此假設，人們接受的輻射劑量是地面上估計量的 60%。

福島醫科大學的放射學家 Makoto Miyazaki 和東京大學的物理學家 Ryugo Hayano 從伊達市居民身上的輻射劑量配章取得了成千上萬的數據，並將這些數據與日本政府用直升機所估計出來的數據進行比較。科學家們得出的結論發表在2016 年 12 月的「輻防學報（Journal of Radiological Protection）」，報告中指出居民實際上受到的輻射暴露劑量大約是直升機測量數據的 15%，跟日本政府之前預估的輻射劑量相比只有四分之一。顯示出進行室內掩蔽的成效比想像的好上許多。

對於兩者差距這麼巨大，研究人員給出了幾個原因，主要是「居民每天在戶外的時間沒有 8 個小時這麼多。」對伊達市的居民來說，好消息是他們接受到的輻射劑量遠低於原先的預估，也遠低於建議撤離的輻射水平，甚至對於健康的影響也是微乎其微；壞消息是他們當初花了大把銀子與精神做的除汙工作，例如去除表土與樹皮，很可能是不必要的。

所以如果不幸發生核子事故，依照建議進行室內掩蔽、盡量停留在室內，是減少輻射傷害最有效的方法。研究團隊希望此項研究結果可以幫助到其他研究人員更準確地去預估實際輻射劑量，畢竟採取撤離居民的作法會伴隨著相當的負面影響；另外也希望可以幫助那些被撤離的居民，讓他們更早返回家園。

原文網頁：

Fukushima residents exposed to far less radiation than thought

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在眾多的食材裡，香菜是最容易引發兩派對立的食物之一。只要在食物裡加一把香菜，馬上就可以知道眼前的人是敵是友。

是擅長起爭議的朋友呢！圖／TZA @Flickr

香菜（Coriandrum sativum），或稱芫荽，是全球料理使用的調味香草，從中國、印度、南亞到墨西哥、南美洲都能在餐桌上面見到它。它的種子能夠製成多種功效的精油[1]，新鮮的莖和葉則能應用在料理當中，為食物增添風味，或是用來掩蓋不好的味道。在日本，甚至有狂熱的香菜愛好者開發出香菜主題餐廳、香菜飲料，甚至是香菜浴，只為了讓身心都抵達香菜芬芳的究極領域。

日本上市的香菜檸檬飲料。圖／泛科學y編無償提供　效果素材／小樽総合デザイン事務局

不僅香味妙不可言，還能殺菌和除臭

香菜新鮮的葉子氣味多元，但主要的揮發成分包含醇類和醛類。其中，醛類（aldehydes）不但在香菜的氣味扮演著重要角色，還能夠殺死食物中的細菌。

香菜的殺菌效果實驗，最早是從一杯莎莎醬（salsa）開始的，科學家發現含有番茄、洋蔥、香菜和綠辣椒的莎莎醬具有抑制大腸桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌生長的效果。[2] 2004年，Kubo等人深入分析香菜的揮發成分，發現「2-十二烯醛」這種醛類能夠有效殺死沙門氏菌（Salmonella choleraesuis），這種汙染食物的細菌經常引起敗血症（septicemia）。除此之外，他們也發現香菜葉中的「2-己烯醛」對植物病原菌．綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）也有抑制效果。[3][4]

墨西哥料理：莎莎醬被發現具有殺菌功效。圖／Sea-Turtle @Flickr

除了殺菌，香菜在烹飪上的除臭應用也有科學實驗間接支持，例如料理豬腸（chitlins）。豬腸不只台灣人愛吃，在韓國的烤肉店也很受歡迎；在美國，豬腸則是南方的傳統料理，可煮可炸，適合在感恩節到新年之間的冬季食用。[5] 但是，豬腸散發的騷臭卻容易讓人不敢領教。

針對豬腸帶來的騷臭問題，Kohara等人率先在香菜中找到答案，以科學實驗支持了香菜能為豬腸除臭的想法。[6]其後，Ikeura等人更進一步發現「(E,E)-2,4-十一烷二烯醛」對豬大腸的除臭效果最佳，而且本身還有烘烤過的油脂香氣（roasted oil aroma），當其濃度達到10 ppb時能夠有效除臭，讓10名專業的嗅覺測試員幾乎聞不到臭味。[7]

加了香菜的豬腸料理。圖／mswine @Flickr

除此之外，香菜葉在傳統醫學中經常用來治療腸胃疾病。在老鼠實驗裡，香菜具有降血糖的效果，萃取精油能幫助老鼠的記憶和學習能力，水相萃取物能降低焦慮。此外，它的萃取物含有黃酮類（flavonoids）、酚酸（phenolic acids）和多酚類（polyphenols），能夠捕捉自由基。[1]

不過，雖然香菜有這麼多的好處，卻不是每個人都喜歡它。在某些人的心目中，香菜根本就不是食物。國外有反香菜網站iHateCilantro，國內則有強力譴責香菜存在的知名網紅。為什麼他們會對香菜如此深惡痛絕呢？

答案，可能很複雜。

反香菜人士。圖／IHateCilantro.com

「我會把它挑起來，並且丟到地上。」美國知名的廚師茱莉亞．柴爾德（Julia Child），曾在2002年的電視受訪時表示她對香菜的厭惡。[8]

反香菜，可能跟族裔有關

Mauer和El-Sohemy兩位科學家曾在2012年調查了1639名大學生對香菜的喜好程度。受試者的年齡介於20~29歲，而且都來自加拿大多倫多大學。調查結果發現：香菜厭惡在不同族裔的人之間有所差別。討厭香菜比例最高的族裔是東亞裔（21%），接著依序是高加索裔（17%）、非洲裔（14%）、南亞裔（7%）、西班牙裔（4%），最低的是中東裔（3%）。

然而，這份研究我們可能得要小心的解釋它。兩位科學家針對他們的研究結果，推論香菜厭惡情節最少的三個族裔（中東、西班牙、南亞），可能的原因是香菜在他們的家鄉料理中相當常見。另一方面，討厭香菜比例相對較高的東亞裔和高加索裔受試者，實際上國籍的異質性很高，像是東亞裔的受試者就包含了泰國、韓國、日本、越南和中國人，但是泰式和越式料理中使用香菜的頻率卻比其他國家來得高。[9] 另外，也別忘了這份研究的調查對象僅限多倫多大學的青年抽樣。

不過，它算是第一份針對香菜喜好和族裔關聯的研究，仍有其參考價值。

泰式料理也常用香菜調味。圖／Pixabay

基因決定我討厭香菜？

許多厭惡香菜的人會形容它像的味道像肥皂、泥土、甚至是蟲子，對香菜表現出強烈的厭惡。其實香菜的英文 “coriander" ，其命名字源正是希臘文中的 “korion"，意思就是"蟲"，只是現代人比起蟲子，更常聞到肥皂的味道，因此比較傾向使用肥皂味作為討厭香菜的理由。[8]

事實上，無論是美好的花香、柑橘香、烘烤油脂香，或是肥皂味／蟲臭味，都是香菜所含的醛類散發出來的味道。能聞到多少，就要取決於遺傳基因了。

圖中黃色的嗅覺神經，位在鼻腔內部的嗅覺受器負責感受氣味分子，並且傳遞訊息給大腦。圖／Patrick J. Lynch @ WikiCommons

同樣也是在2012年，Eriksson等人嘗試了比前述研究規模更大的樣本數，用線上問卷號招了14604名受試者，其中有1994名受試者認為香菜嘗起來像肥皂。研究團隊利用全基因組關聯分析（genome-wide association）的方法，試圖透過比對兩群人的遺傳資訊，找出可能與「把香菜嘗成肥皂味」相關的基因多樣性位點。

結果發現，有個多樣性的位點就落在名為OR6A2的嗅覺受器基因上，而這個基因它負責辨識鼻腔中聞到的氣味分子，並且傳達給大腦。這個實驗結果在另一個11851人的受試團體中重複了一次，結果也是支持。這意味著OR6A2基因的核苷酸密碼差異，可能會使得討厭香菜的人聞到的肥皂味比喜歡香菜的人來得強烈，或者喜歡香菜的人聞不到香菜的肥皂味。[10]

與香菜肥皂味相關的位點：SNX9和OR6A2，其中OR6A2位在第11號染色體上。圖片擷取自原研究Eriksson et al. (2012)。

米克斯行不行：為什麼導盲犬要用品種犬？

惠光導盲犬教育基金會的總督導雅芳和我們分享導盲犬的育種如何操作。圖／窩窩

「導盲犬最特殊的地方在於，他肩負著視障者的安全，這是和寵物甚至一般工作犬非常不同的地方。」惠光導盲犬教育基金會（以下簡稱惠光）的總督導雅芳（以下簡稱雅芳）提到，為了要確保導盲犬在帶領視障者前進的過程中是非常穩定的，就必須要控制牠在先天遺傳上沒有任何不穩定的因子，甚至從出生到接受訓練，所有的訓練與狀況都必須在惠光的掌握下。

品種的選擇上，台灣的導盲犬以拉布拉多犬、黃金獵犬為主，近年來也使用黃金獵犬和拉布拉多犬配種產生的黃金拉拉。而在國外，德國狼犬、貴賓犬其實都有被訓練成為導盲犬的例子。一般來說，導盲犬的選擇還是以純種的狗為主，最主要就是希望透過基因的掌握來預期狗狗的個性及健康狀況。「即便在導盲犬發展較成熟的國家，將流浪犬訓練成導盲犬的例子也非常非常稀有，因為困難度真的比較高。」雅芳這麼說著。

台灣約有 6 萬位視障者，目前正在服役的導盲犬卻只有不到 40 隻。而以惠光培訓的經驗，即便透過配種選擇了相對穩定的基因，再加上從出生到寄養家庭、學校訓練這樣不間斷的訓練，訓練一隻導盲犬的成功率仍只有 30-50% 左右，「導盲犬的養成其實需要非常多的成本，我們也希望盡可能不要浪費資源或心力，提高成功率。」雅芳這麼說。

遺傳疾病的逆襲：品種犬會不會有健康問題？

朱有田教授說到：「品種犬本身並不會有遺傳性疾病的問題，近親繁殖才會。」

國立台灣大學動物科學技術學系的朱有田教授指出，在發現有健康問題時，要先判斷是不是遺傳疾病，還是環境因素、營養因素或是一般傳染疾病造成的健康問題。如果造成遺傳疾病的基因已經確定了，可以從基因型去分析是否帶有遺傳疾病，稱之為「分子遺傳檢測」，如果沒有做分子遺傳檢測的話，則系譜是最可靠的，可以將它當作指標判斷有沒有遺傳疾病。

台大獸醫永齡計畫動物福利專案教師林怡君博士同樣提到，如果親代做過檢測，發現有很高的風險會有遺傳型疾病，卻不管後果地生下了具有遺傳型疾病的後代，那麼這個有疾病的後代的動物福利就有受損的風險。反過來說，如果產生遺傳型疾病的風險很小，動物福利受損的風險就很小。

而另一類品種犬常被攻擊的原因在於：為特定外觀而培育出來的品種，而這種培育方式明確地會影響到動物的健康。例如：摺耳貓。摺耳貓是因為骨骼基因有缺陷，才會呈現折耳的樣子，因此容易出現許多骨骼萎縮的疾病。在導盲犬的犬種中，除了拉不拉多、黃金獵犬，也有其他的大型犬隻。「這些大型犬，有些，並非全部，會出現髖關節問題。若是有良好的篩選，避免繁殖家族有、曾有髖關節問題的犬隻，那麼這些風險就會相對性上的減少。」林怡君博士解釋道。

什麼是「品種」？「種」、「品種」和「亞種」怎麼分辨？圖／窩窩

什麼是「品種」？「種」、「品種」和「亞種」怎麼分辨？

種：生物學下的分類，指在自然棲地裡，可自然交配並產生具有繁殖能力的下一代。像是馬跟驢子雖然能產下後代騾，但騾並不具有繁殖能力，馬跟驢就不能算是同種。

亞種：因自然環境隔離造成的物種隔離，產生變異而具有不同性狀的族群，雖然長相或性狀稍有不同，但仍然能產下具繁殖力的後代。像是日本狼、北極狼、藏狼就是不同的亞種。

品種：在種之下的概念，經人類的選拔、淘汰，具有人類期望性狀的個體。一般來說，經濟動物（例如豬）和同伴動物（例如狗）比較會有品種的區別。

步步為營：育種步驟大解析

「在選拔的時候，通常我們都會有一個選拔指數，你可以想像成大學指考時計算成績的加權的概念。」朱有田教授提到，根據人為去選擇希望被突出的性狀，並透過加權計算出一個數值，再進行個體的篩選，整個育種就是這樣的一個過程。

對於育種的標準和步驟，每間導盲犬學校都不太一樣，也會因為地區的環境、人的個性或是文化而有所不同。惠光在導盲犬育種的操作上，會先透過過去使用者的經驗來了解台灣環境需要怎麼樣的狗，同時也評估目前申請使用導盲犬的視障者的需求，來決定配種的期望成果，同時再進一步討論該由哪隻狗和哪隻狗來配種。為了能夠培育出一代比一代更優良的導盲犬，種犬的挑選變得十分重要，也因此，能夠被挑選為種犬的狗都是每一胎中最優秀、健康的寶寶呢。

育種其實至少要兩三代以上才能看出篩選的成果，挑選每一代好的部分，再一代代的傳承下去。

一歲左右，惠光會針對每隻狗狗的狀況做評估，挑選出各方面都表現優秀的狗作為種犬，其他狗狗則會以成為導盲犬為目標，進行下一步的訓練。圖／窩窩

雅芳提到，目前主要會根據幾個標準來篩選適合的種犬，分別是：

健康狀況

個性

和親代相比有沒有更接近期望的特性

惠光透過合作的獸醫院負責犬隻健康檢查，會在狗狗一歲左右時進行檢查，這個時期狗狗各方面都發育完成，有些遺傳性的疾病也在這時候可以檢查出來。檢查的項目除了身高、體重、血液等基本檢查外，也會針對大型犬常見的髖關節形成不全（hip dysplasia）、白內障、遺傳性視網膜退化等遺傳性疾病做篩選，確保健康的基因被留下。像是髖關節的部分，就引進國外的檢測儀器，當髖關節的健康度在 80 分以上時才會考慮留作種犬。

除了要留下來擔任種犬外的其他狗，也大約會在這時候進行結紮的手術，之後才進到學校進行訓練，因此，在路上見到服役中的導盲犬，全部都是經過結紮的狗，除了可以避免狗狗發情期造成視障者的困擾外，也確保導盲犬不會被作為其他用途。

此外，在狗狗大約 1 歲左右，惠光也會針對狗狗的個性設計一系列的測試，透過情境的模擬，來判斷狗狗面臨壓力、突發狀況時的反應，並作為適不適合成為導盲犬或是種犬的評估標準。同時，若是本土自行培育的小狗，也會將這代小狗的表現和上一代種犬比較，確認是不是有更朝向期望的成果前進，來作為育種是否成功的評斷。

「育種其實至少要兩三代以上才能看出篩選的成果，挑選每一代好的部分，再一代代的傳承下去。」惠光教育推廣組組長筱涵這麼說著。

每隻狗狗都是帶著滿滿的祝福誕生，期待能訓練成一支優秀的導盲犬，幫助更多的視障者。圖／窩窩

導盲犬 vs.寵物犬法規上有什麼差異？

那關於導盲犬的繁殖，目前有沒有相關的法規來規範呢？雅芳提到，目前導盲犬在台灣主要受到《身心障礙者權益保障法》第 60 條及衛生福利部的《合格導盲導聾肢體輔助犬及其幼犬資格認定及使用管理辦法》所規範。

但在規範的細則上，前者比較偏向對於導盲犬出入公共場所的保障，後者則主要針對導盲犬學校的規範，雖然有要求對於犬隻狀況的追蹤、健康檢查的報告等，但在狗狗的繁殖部分並沒有詳細的規定。目前在犬隻的生育上，主要還是和一般寵物犬一樣依照動保處的規範，若有和國外交流的狀況，犬隻的進出口也是依照農委會對於檢疫的規定。

此外，目前國際的犬隻交流有些是透過互惠的交換，這種情況下就是免費的，但也有的時候是直接和國外的導盲犬學校購買幼犬，在這部分，目前還沒有相關法規的規範，主要是仰賴導盲犬學校本身的自我約束。

育種的風險：人擇，要謹慎、要拒絕貪心的誘惑。

問起育種的操作上有沒有什麼禁忌，雅芳總督導提到，犬隻數量太少導致選擇太少、近親繁殖，或是有遺傳疾病的個體沒有被篩選排除，都可能造成後代的健康狀況出現問題。另外，數量也需要控制在適當的數量，生育前必須確認後面的照顧或是訓練都到位，這樣對狗狗也才是比較好的方式。

「健康的部分真的需要謹慎的管控。」雅芳這麼強調著。

目前國際上的導盲犬聯盟，主要還是依賴每間學校將自己培育的犬隻資訊登記在資料庫中，以作為各間學校判斷是否要交流犬隻時的標準。但對於資料的正確性、完整度，目前還沒有公開或是第三方的審核機制，主要還是靠學校自己的約束力，若是有學校不配合，也沒有制裁的方式。

雅芳提到，以惠光目前的狀況，就是盡量在事前準備時多花一些努力，目前和日本的學校交流比較密切，若是要和沒交流過的學校交換犬隻，一定會先派人員到當地訪查，確認對方學校的運作、環境是沒問題的。「雖然多花了一些成本，但總比之後培育出來的犬隻是有問題的好，所以絕對是值得的。」

圖／窩窩

本文轉載自窩抱報vol.8 三月號《導盲犬的一生》，原文為《Together#6》為什麼不能用米克斯？——導盲犬育種過程大解密（上）

被挑選作為種犬的狗狗，和其他導盲犬的生活有什麼不同呢？黃金獵犬和拉布拉多配種後，生出來的黃金拉拉又有什麼特別之處呢？關於育種的更多細節，將在為什麼不能用米克斯？——導盲犬育種過程大解密（下）有更多精彩內容！

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法蘭茲．諾普查（ Franz Nopcsa von Felső-Szilvás , 1877-1933），匈牙利裔的探險家、古生物學家、民族學者，同時也是一位公開的同性戀者。他不僅是奠定了化石生物學（Paleobiology）研究基礎的第一人，同時也是 20 世紀初阿爾巴尼亞民族學領域中的重要人物。

1877 年生於當時仍是奧匈帝國轄下外凡尼西亞（Transylvania）的貴族家庭。18 歲那一年，諾普查的妹妹伊洛娜（Ilona Nopcsa）在家中的莊園內發現了巨大的頭骨，後來被諾普查帶回至他當時求學的所在地維也納，並交給了當地的地質學家鑑定這塊頭骨的來歷，之後這塊頭骨被鑑定為一種恐龍。

諾普查親手繪製的沼澤龍模式標本。圖／ Franz Nopcsa.

根據他的自述，這是他第一次看過化石，並使得他未來走上成為古生物學家的道路。諾普查在中學畢業後進入維也納大學（University of Vienna）就讀，以便繼續專研他所需的專業知識，並開始撰寫正式的研究論文。直到 1899 年，他完成了他的第一個學位，在其發表的研究中將這種恐龍正式命名為外凡尼西亞沼澤龍（Telmatosaurus transsylvanicus）。

諾普查繪製的多刺甲龍（Polacanthus）骨骼復原圖。圖／ Franz Nopcsa.

諾普查在當時所提出的觀點都是相當前衛且非主流，如果不是因為其財富與他的家族在宮廷當中的影響力，這些觀點很可能只會被埋沒在不知名的角落。他發現許多生存於晚白堊紀外凡尼西亞的恐龍體型都異常的嬌小，例如前述的沼澤龍和蜥腳類的馬札爾龍（Magyarosaurus）。

相較於其他體型巨大的蜥腳類恐龍，馬札爾龍身長僅 6 公尺長、體重也只有 1 噸左右，與其他同類群的親戚來說可說是相當的迷你，甚至當時不少人懷疑馬札爾龍其實是幼年的蜥腳類恐龍。諾普查注意到當時外凡尼西亞的地形相當破碎，許多現在是陸地的地區在 7000 萬年前的坎帕階（Campanian）其實浸沒在特提斯海（Tethys）之中。所以他認為這些恐龍的體型其實是為了適應島嶼生態系所產生的結果。

直到 2010 年，史泰因（Koen Stein）等人才證實了諾普查當年的假說是千真萬確的；另一種生存於侏儸紀的小型蜥腳類恐龍－歐羅巴龍（Europasaurus）的發現也證實了這類因為環境而侏儒化的現象確實也存在於其他恐龍身上。

原鳥（Pro-Aves）的想像圖。圖／ Franz Nopcsa.

現代被廣泛運用來鑑定化石個體年齡的組織學技術也是出自於諾普查之手。早在 1930 年代，他便提出透過運用骨骼切片下類似年輪的構造來推算恐龍與其他古生物生長發育的狀況。透過對鳥類解剖構造的觀察，他同時也是早期鳥類源自恐龍假說的支持者。此外，他還引用了生物學理論提出了許多鴨嘴龍類（Hadrosaurid）可能具有雌雄二型性的假說。這些前衛的看法也都在當代被證實，諾普查無疑是走在時代尖端的學者。

在古生物學以外，諾普查也與鄰近的阿爾巴尼亞關係良好，這個位於巴爾幹半島的國家當時仍是鄂圖曼土耳其帝國底下的一個亟欲獨立的省份。諾普查是當時少數遊走在山間的外地學者，並在當地採集地質學、氣象學與民族誌第一手素材的同時，他也參與了支持阿爾巴尼亞的民族獨立運動，甚至在當地正式獨立後被推舉為王位的候選人。

隨著第一次世界大戰的爆發，他也帶領著一群阿爾巴尼亞志願軍在背後為奧匈帝國從事諜報工作。可惜好景不常，在大戰之後奧匈帝國淪為戰敗國，諾普查家族轄下的莊園被移交給了羅馬尼亞，失去俸祿的他窮困潦倒，即使如此仍努力地試圖維持原本的學術工作，並且將他大多數的化石蒐藏賣給了倫敦自然史博物館。

至今仍兀立於外凡尼西亞的諾普查故居。圖／ArtXpert Gallery.

1933 年 4 月 25 日，諾普查仍不敵經年抑鬱，在迷昏了他長年的秘書兼戀人多達（Bajazid Doda）後與其一併離開人世。儘管如此，諾普查遺留給世人的科學遺產仍是相當龐大的，並且仍會繼續為後人所傳頌。

後記

這個世界並不美好，到處都充斥著那些需要標記特定少數藉此排解自我焦慮的群體或個人，有時這些特定少數也因為他人的無知與錯誤歸因而深受其害。

本文獻給所有因為少數特質而被迫獨自面對龐大體制壓迫的人們，不論你們的資質平庸與否，都不該被當成避而不談的問題。不要輕易地踏入那些缺乏想像力的人們為你們鑄好的模件裡，你們的存在是無庸置疑的！

本文轉載自作者部落格：PREHISTORIC BEASTS ，歡迎追蹤作者粉絲頁：遠古巨獸與他們的傳奇

參考資料

David B. Weishampel & Oliver Kerscher （2012）: Franz Baron Nopcsa, Historical Biology: An International Journal of Paleobiology, DOI:10.1080/08912963.2012.689745

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研究團隊藉由克服工程學、生物學、以及技術上等難題，如今終於打造出更好的人工子宮。這種人工子宮外觀為一個充滿液體的袋子，稱之為生物袋（biobag），讓早產的小羊在這裡待上四個禮拜，使其成長能更為成熟。雖然目前已有其他研究團隊設計過類似系統，但這次研究展示的成果，相對來得更為簡單直接。

研究團隊藉由發展生物袋（biobag）裝置，讓早產的小羊得以待在內部繼續成長。圖 / Children’s Hospital of Philadelphia

這種生物袋的裝置，主要為透過管子，以便達到人工羊水的傳輸作用。雖然目前實驗尚未達到完美，且相關人類試驗還需等上一段時間，但對於該研究的新進展，對於許多孕婦及早產的嬰兒來說，仍是一道希望的曙光。

目前在美國以及歐洲，一年有約九萬個早產兒[1]出生，而其中只有約10%到50%的存活率；除此之外，早產兒可能會面臨高風險的腦部傷害、肺部疾病及其他嚴重的併發症。雖然目前有一些科技可以幫助早產胎兒存活，例如人工呼吸器，但這同時也會傷到他們，例如他們脆弱的肺可能難以承受，並影響肺部的正常發展。另外在過去，研究人員也試圖發展人工子宮的技術，但這之間仍存在著缺點，例如藉由額外幫浦來推動血液，並由充氧器（oxygenator）達到氣體交換，但這可能會導致嬰兒的血液流動不平衡，進而影響身體機能。

註1：早產兒係指懷孕週數滿20週，但未滿37週即生產之胎兒

影片中展示早產的小羊如何在生物袋內存活，並逐漸成長。

而時至今日，來自美國費城兒童醫院的研究團隊在《自然傳播》期刊上發表了有關人工子宮的新研究，而這研究過程經歷了無數次的修正與改良。在研究人員第一次研究該實驗時，將出生前的小羊浸在含有電解液的人工羊水內，並將動物與充氧器進行連接。研究的目的在於了解，透過這樣的環境是否能讓小羊存活。這個策略後來達到了意料之外的成功，動物共存活了108小時；可惜的是，由於敗毒症及其他併發症的因素，導致這些小羊最後無法繼續存活；而這也意味著，該研究仍有待加強之處。

經過一個月，團隊人員改善了原先的方法，他們發現交換（exchange）羊水的方式優於原先實行再循環（recirculating）的模式，並透過密封系統達到對外界的阻隔，接著透過臍帶連接小羊與氣體交換器，藉由牠自身的心臟來驅使血液及氧的循環。這種方式便有助於維持血壓及其他生理機能的穩定。

透過密封系統達到對外界的阻隔，接著透過臍帶連接小羊與氣體交換器，藉由牠自身的心臟來驅使血液及氧的循環。圖 / Nature Communications

經過了四個星期，將小羊從生物袋取出觀察後發現，雖然胎兒仍有一些輕微的併發症，但總體上來說，成果是不錯的。而這些完成動物試驗的小羊，除了部分被犧牲用來研究人工子宮如何影響胎兒成長外，剩下的小羊至今已存活一年多。研究團隊預計大約在三年後，就可以開始進行相關人體試驗。那麼是否能讓胎兒一開始就在人工子宮內成長？研究團隊主持人Flake表示，他的目標在於幫助那些早產的胎兒，所以並無法提供嬰兒早期發展的部分。

左圖為在生物袋中第四天的小羊，右邊的小羊與左圖為同一隻，並經歷了四週的成長。圖 / Nature Communications

目前這個研究仍有許多不確定性，例如胎兒在人工子宮內將如何面臨傳染疾病，抑或是這種新技術對嬰兒可能造成的長期影響。因此，在往後臨床試驗中，便需追蹤胎兒生理狀況一段時間，甚至好幾年，以確保我們不只是提高嬰兒的存活率，更可避免不必要的健康問題。

參考資料：

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文／阿樹

請先試想一下這個情景：

某天的午夜12點左右，某處發生了一起規模6.7，深度僅15公里的地震，兩個離震央不遠處發生的事……

地點一：離震央有點距離，但震度達5級，大約有12秒的預警時間

地震發生時，手機跳出警報的示意（無時間預估）

小正住在一棟大廈的7樓，正準備煮泡麵當宵夜時，手機突然響起強震警報，顯示預估震度達5級。他反射性關掉正在燒水的爐火和一旁的瓦斯開關，快速一瞥手機，發現剩大約10秒鐘地震波就要來了，就迅速打開大門，趕在開始搖晃的前一刻躲到桌下。

搖晃了好一陣子，小正預估大概有十幾秒吧！當搖晃漸歇，小正從桌下走出，檢視一下家裡的狀況。由於櫃子幾乎都固定在牆上，僅掉落了幾本書和一些小物品，爐上的水濺出不少，好在小正先關上了瓦斯，免除了熄火外洩等問題。

地點二：離震央十分接近，震度達7級，幾乎沒有預警的時間

小市住在一棟屋齡35年街屋的3樓，當強震警報驚醒他時，也開始搖晃，小市知道這個地震一定很驚人，馬上先翻下床到靠近房門一側的床邊，利用枕頭就地掩避。雖然房間有衣櫃，但由於是拉門式衣櫃並固定在牆上，即使晃的很大，房間內仍未有任何掉落物。

更重要的是，雖然屋齡超過30年，但小市先前就知道，他住的地方附近未來發生大地震的機率算偏高的，便在3年前曾請人評估耐震程度並加以補強，所以在這次地震來襲時，房屋的結構並未受損，僅僅家中有些未固定的櫥櫃傾倒。

搖晃快結束時，忽然間小市家停電了！不過還好他手上還拿著手機，待搖晃結束後，小市利用手機的手電筒找到他先前準備的地震包和家中鑰匙。他擔心還會有些餘震，便背著地震包的東西出門看看自己房子的狀況和鄰近的災情。好在雖然震度很大，但附近多數房子都未受到太嚴重的損壞，可說是不幸中的大幸了。

source：ariel jatib

故事中的「強震警報」是什麼？

強震警報不是用來預測地震的方式，而是像火警感應器一樣，只是偵測的東西從「火災」換成「地震」。目前無論是國內的「強震即時警報」或是日本的「緊急地震速報」都是以「通訊的電磁波遠快過地震波」的原理來實現提前警報的效果。

日本的緊急地震速報。source：PROTatsuo Yamashita

上述這些「強震警報」的方式，是將我們原有的地震定位和估算規模方式延伸應用的技術，所以在談這技術前要先談談更基本的事：地震「波」是什麼？

我們感受到「地震來了」的時間點，並非是那一刻在腳下發生地震，而是「地震波」剛好來到腳下那一刻，才讓我們感受到搖晃，所以真正發生地震的時間點就需要再往前推。

如果我們在各地擺放許多地震儀，離震央越近的地震儀，就會越早偵測到地震波，而當我們很多地震測站都收到地震波時，就可以利用記錄到的時間差、地震波速回推震央、算出規模。至於震度是指搖晃程度，因此得用「測」的才會知道，地震過後，上網看到地震報告上面有個地完整的震度資訊，所以氣象局發布地震報告時，早就結束搖晃了！

所以要讓地震測報發揮防災效果，而不會只是馬後炮，就得要做一件有點矛盾的事情：「盡可能用最少地震儀的資料就算出夠準確的震央和規模。」為什麼說這事情矛盾？雖然理論上只要有一個地震測站的資料就能決定地震規模，如果有四個測站都收到地震波就可以決定地震的震央，但實際的地球才不會像我們想的這麼單純，除了儀器本身的誤差，地震波傳到地表前會經過好幾公里的岩層，這些岩層就像是名偵探柯南用的變聲器一般，某程度已失真，要解決這問題，就得要靠更多的地震儀(測站)來輔助支援。

總而言之，這種依靠多個儀器資訊來運作的地震預警，就是盡可能的在時效和準確率上面找到平衡點。目前中央氣象局公告的資訊來說，大約可以做到震度誤差在正負一級內的前提下，有95%的準確率，簡單來說絕大多數的情況下，如果警報告知即將有震度四級的地震波來到，那麼最終結果無論是三、四、五級都算是準確的。

可是震度6級和7級搖晃程度不是差很多？怎麼還有這種誤差？其實從地震規模再轉成各地震度，並不是很簡單的事。前面已經提到了，地震波通過岩層後會「失真」。所以當我們提出預警，告訴大家地震波將會到的地方震度有幾級時，就必需考量地震波穿過的各種岩層構造後的變化。

談到這裡我們可以發現一件事：強震警報的理論上並不是很難的數學或電腦處理問題，計算震度、芮氏規模早二十年前的技術都十分成熟，瓶頸多半是卡在觀測與科技未達到能處理問題的程度，尤其我們對「地表下樣貌」的了解，其實並沒有比我們對宇宙的了解多啊！

為什麼強震警報幾乎對小市派不上用場？

回到正題，或許有人會發現，小市根本用不上強震警報啊！的確，警報也不能視為防災萬靈丹，因為我們「等著地震波到達前幾個地震測站」和處理地震資料的時間少說會花上十幾秒。很多時候震央周圍50公里內不是完全沒時間預警，就是只剩兩、三秒時間可以應變。不過，小市卻能從「從警報知道大略震度」資訊，就能夠用來作「瞬間的反應」。或許大家遇到地震來襲，更常有以下的這樣的情況：

啊！有地震，這個會是大地震嗎？還是小的？好像越來越大……

會有這種情況，是人的「本性」，但這樣的行為無不利於地震防災，因為如果真的是大地震，在想地震大不大時就秏掉了不少時間，等於零準備、零應變。因此即使只是一秒，只要足以做好即時躲避的動作，還是有幫助的。

更重要的是，小市在「平時」做了足夠的防災準備，無論是耐震補強、固定櫃體甚至準備地震包，這些看似平常完全派不上用場的作為，就如同「養兵千日，用在一時」一般，更重要的是平時的作為，不過「為什麼要有這些作為」，背後還是有一些道理，這就是我們為什麼要讓各位讀者理解這些科學最主要的原因。

強震即時警報的原理示意，由先達的P波求得地震參數判斷是否有需要發布警報的強震。第三張圖中的離震央最近紅色民房就是盲區，無法提前警戒。

有沒有注意到文中「未來發生的地震機率」呢？那是什麼？

其實這是地震學家用科學的方式評估，針對台灣各地發震構造未來可能發生大地震的機率，以及各地未來50年可能的超過10%機率最大震度的值，並繪製成圖。或許你會問：啊這東西要怎麼看？怎麼一下說50年、一下說超過10%？簡單來說就是較暖色系部分是風險較高的地方，至於這資料怎麼算怎麼研究出來的、要怎麼拿它來看待未來可能發生的地震，我們將會另闢專文說明，敬請期待囉！

未來50年內，機率10%以上的振動強度的分布圖。可用於長期的防災規畫評估參考。資料來源：台灣地震科學中心。

我們期盼的未來是什麼？

如果可以，誰不希望能預測地震？不過從科學角度來看，「能夠派得上用場」的地震預測仍未問世（這個我們未來將在另篇文章討論），而最「保險」的做法，當然就是用強震即時警報。即使如此，我們還有很多許多事可以做，小正和小市的作為，不單單只有「如何正確利用地震警報」這麼簡單，還有許多的小細節，是在大地震可能還離我們非常遙遠時，就該先做好準備。另外，地震的防災要做到「極致防護」，不單是光靠政府，也不是光靠科學家就能做到的，地震來襲時的時、地、人、事、物甚至「背景知識」都是關鍵，故本文在此只是起個頭，未來還會有更多地震與防災知識，或許你會想「哎呀怎麼這麼麻煩，沒有SOP嗎？」

自然界是很複雜而渾沌的，如果我們只想用「一種最簡單的方式解決問題」，反而永無法理解自然。

多數時間自然界的問題都是「複合性」的問題，可能有很深奧的知識，也可能是很多簡單知識的總合，地震防災最該做的SOP，就是從現在開始，好好認識地震，知己知彼，才能百戰百勝。

本文原發表於《震識：那些你想知道的震事》部落格，或是加入按讚我們的粉絲專頁持續關注。將會得到最科學前緣的地震時事、最淺顯易懂的地震知識、還有最貼近人心的地震故事。

延伸閱讀：

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作者：羅傳樵/瀟湘神

台大哲學研究所東方組碩士，專長為儒學。興趣是腦科學、民俗學，新的興趣是城市發展史。同時是實境遊戲設計師及小說家，規劃有〈金魅殺人魔術〉、〈西門町的四月笨蛋〉等遊戲。曾得過台大文學獎、角川輕小說獎、金車奇幻小說獎等獎項，著作有《台北城裡妖魔跋扈》、《帝國大學赤雨騷亂》等書，亦是《唯妖論》共同作者。

第一瞥看到的是所謂月潭這一邊。水呈赤茶色，濃而濁──水裡大概滋長著一大片的某菌什麼的吧！在那紅色的水面上，看來好像是蓮葉以及菱角等等，因前一陣子的漲水而呈現混亂的形狀浮著。沿著水域而迴繞的樹廕處處的路上，宛如初秋，涼快無比。日潭方面的水則是很綠 ──〈日月潭之旅〉，佐藤春夫，1921年

日月潭有龍

晨間的日月潭。圖／Fcuk1203 -創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0，wikimedia commons.

接下來的個人意見未經過確實統計：說到臺灣神話傳說密度最高的地方，筆者立刻就會想到日月潭。不只是日月潭有著得天獨厚的自然環境，其複雜的族群關係，或許也是原因之一。據說過去西方傳教士來到日月潭時，曾以「Dragon Lake」來稱呼這個巨大的湖泊── Dragon，這個字不禁讓我們想到西方傳奇裡長著蝙蝠翅膀、會噴火、貪戀財寶的巨大蜥蝪，像《哈比人歷險記》裡的史矛革──這種帶著著威脅性的可怕生物，難道曾出沒於日月潭？可惜的是，事情的真相恐怕沒這麼讓人興奮。

根據《彰化縣誌》，日月潭也被稱為「廕龍池」，或許這便是「Dragon Lake」一名的由來；「廕龍池」是堪輿學的名詞，不必然指日月潭，但圍繞著日月潭，有兩座蜿蜒起伏的山──輪龍嶺與青龍山，挾著月潭兩側，朝著日潭的方向伸展出去，如爭奪著龍珠的雙龍，直取邵族聖地拉魯島──正因如此，拉魯島被過去的漢人稱為「珠仔嶼」。從這點看來，日月潭確實有龍，那是鬼斧神工的自然景色與漢人堪輿學交錯擦出的神聖想像。

其實現在的日月潭與過去大為不同。日月潭是日潭與月潭的合稱，日潭形狀有如荷葉，月潭則彎若弦月──看現在的地圖與衛星照片，或許不太能將月潭聯想到弦月之形，但若打開 1934 年以前的老舊地圖，月形便清晰可見了。這是怎麼回事？為何當代日月潭的形狀與當年不同，1934 年到底發生了什麼事？

日治 2 萬 5 千分之 1 地形圖（1921年），圖中上半部的日潭與下半部的月潭形狀清晰可辨、兩潭中央可以看到珠子山島（珠子嶼）。圖／台灣百年歷史地圖，中央研究院人文社會科學研究中心地理資訊科學研究專題中心

日月潭水力發電工程

1934 年，日月潭第一發電所完工，第二發電所也在不久後完工，這是對臺灣影響非常深遠的水力發電工程，直到 50 年代，日月潭水力發電系統竟滿足了臺灣百分之七十以上的供電需求，並帶動工業發展。日月潭有「臺灣的心臟」之稱，不只是位於地理位置上的中心，也因為它確實如心臟般為臺灣注入大量能量，漫向整個島嶼，使文明向前跨出勇猛的一步。

這個計畫早在 1918 年便有雛形，卻命運多舛，直到 1934 年才完工。1920 年，日本作家佐藤春夫來日月潭觀光，一路上受到諸多招待，其中包括電力公司的工學士，不顧他只是來觀光的心情，不無炫耀地說著這水力工程的計畫有多偉大，當時只有瑞士有這樣的例子云云，這些都收錄在〈旅人〉這篇文章中。筆者本就對日月潭水力發電工程略知一二，看到佐藤春夫這篇文章，心情震撼到難以自己；這可是來自 1920 年的第一手資料啊！對工程的背景、細節、最初的計畫、當時人們的想像等等，都有詳細的紀錄！對我們而言已是過去的事，對這位文采斐然的文學家來說，才正要發生──

有趣的是，這位向佐藤春夫介紹工程的工學士保證，雖然日月潭水深會增加一丈以上，但景色絕不會被破壞。或許是特別說明，讓佐藤春夫察覺到了背後意圖，並未完全相信工學士的話。他心想：「老兄，不要以為水深就可貴。」

這位敏銳的作家是對的。

1934 年竣工後，因為建造堰堤，將日月潭當成蓄水池，使水位上升了 18 公尺。先不說自然風光的變化，對本來住在湖邊的邵族來說，影響可大了。他們本來住在石印，這下不得不遷離，畢竟一下子上升大約六層樓高的潭面，是能吞噬許多東西的，因此他們被官方強制遷徙到卜吉，按戶口分配土地，權力屬於電力公司，從此喪失土地自主權，就像被迫打開了潘朵拉的盒子。這件強遷事件，他們一直記著。1956 年，陳奇祿等人類學者前往邵族調查，其中唐美君撰成〈日月潭邵族的宗教〉一文，記載了播種祭的禱詞，禱詞竟提到日本人要趕走他們、造成他們人口大減等埋怨。雖然當時日本已戰敗，這份記憶卻隨著儀式禱詞流傳下來，不知當代是否仍傳承這份禱詞，或隨時間消逝了？

不只是族群，日月潭景色也有不小的變化，現在的月潭看來不像彎月，更像某種根莖類植物的根部，便是水位上升所致。更慘的是，邵族的聖地拉魯島，本來有著聚落、田地，土地高達百甲，被淹沒到只剩直徑 30 公尺！對照古今地圖，就連「慘不忍睹」四個字都要自慚形穢了。除外，還有個亙古的特徵從此消失──那是我們現今永遠無從目睹的幻想風光。

2017 年的日月潭地圖。

1921 年與 2017 年的日月潭疊合圖，可以看出月潭的形狀變化，珠子嶼（拉魯島）也從地圖上幾乎消失，只剩一個小點。原居住從地石印遷至今日德化社所在處卜吉。圖／台灣百年歷史地圖，中央研究院人文社會科學研究中心地理資訊科學研究專題中心

碧綠太陽與赭紅月亮

過去日潭與月潭顏色不同。

〈遊水裡社記〉說「水分丹碧二色」，《勘番地疏》說「水色紅綠並分」，日月雙潭雖然相連，卻因顏色而涇渭分明。若沒特別指出，我們或許以為是紅日青月，畢竟那正是我們對日月的日常印象，但文章開頭引用佐藤春夫的〈日月潭遊記〉，明白說了月潭才是紅色──何等夢幻。作家抵達 1920 年的日月潭時，天氣稱不上晴朗，他說的赤茶色潭面在晴天會是何種樣貌，我們恐怕永遠無法透過他的描寫得知。月潭為何是紅色的？具體上是哪種紅？解開這個謎團的辦法早已沉進潭底，深陷泥沼，撈也撈不到了。

1917 年，臺灣總督府殖產局員工青木赳雄調查日月潭生態，撰有〈日月潭調查報告〉，或許是現在罕見能夠還原當時情況的科學紀錄；據他的調查，月潭的顏色在其他湖泊並無前例，是綠褐色中摻和著淺紅、如同比赤潮再淡一些的色彩。在晴朗的日子裡，湖面浮著鐵鏽色的藻華，外觀如同細胞，有時呈黃褐色，有時呈淡綠色。至於紅色素，應是來自 botryococcus 這種藻類與浮游生物混合而成的結果。日潭也有 botryococcus，卻沒呈現紅色，恐怕是因為月潭的 botryococcus 含量十分之多。有說法認為紅色源於溶解的鐵質，也有說法認為是泥土的懸浮物，不過青木赳雄並沒有調查到支持這類說法的證據。

現在的日月潭已看不出顏色差異。湖光山色，依然優美，但所謂的紅月青日，就只能留存於紀錄與無限的遐想中。

祖靈，英雄，靈獸，與異族

像日月潭這樣神聖又空靈飄渺的地方，會成為傳說會萃之地，毫不奇怪；以下信手摭拾。

拉魯島上住著祖靈，邵族人是這麼相信的。

自然中有惡靈作祟，或使人生病，或使人翻船，而祖靈能驅散這些惡靈，這便是祖靈信仰的根據。拉魯島上共有五位祖靈，其中四位是邵族五大氏族的祖先，最後一位名喚「帕薩拉」，是最高祖靈，統領其他祖靈，也是一切巫術的始祖。邵族中若要選出新任的「先生媽」（女巫師），都必須到拉魯島上，得到最高祖靈的同意。根據唐美君的紀錄，有位先生媽在島上見到過最高祖靈，是位高大壯碩，有著長鬚，胸前掛滿鈴鐺的老人。

今年四月，邵族再度選出「先生媽」，距前一次已時隔九年，為了進行儀式，日月潭暫時禁航，徹底淨空，讓新任先生媽能不受干擾地前往島上，這無疑是邵族近年來的一大盛事，像這樣的神聖儀式能在當代實施，也可說頗具意義。

還有一個知名的傳說──但這是歷史事件的變體。據說日月潭東北曾有棵巨大的茄苳樹，這棵樹的精靈轉生為一位邵族英雄，與外族作戰，戰無不勝。當時與邵族作戰的漢人聽說茄苳有靈之事，心想要打倒這位英雄，就要先砍倒茄苳樹，誰知這株神木真有靈力，拿斧頭砍了一天都砍不斷，隔天來看，樹上的鑿痕居然都消失了！

茄苳精不死，這位英雄也是不敗的。後來漢人神靈託夢，說茄苳精害怕獠牙精（鋸子）、黑狗血，於是漢人便拿鋸子來鋸，居然就鋸斷了！之後又將黑狗血潑到茄苳神木上，為絕後患，還在樹頭上蓋了大銅鍋，防止神木再生。做到這種程度，邵族英雄便失去了神力，只有戰敗一途，最後被漢人擒拿。

這位邵族英雄，應該就是歷史上的邵族領袖「骨宗」，《彰化縣志》裡有此一說：「或曰，骨宗即茄苳樹精」。邵族本有出草風俗，但骨宗被打敗後，他們便受到清國控制，不再出草，間接引發了慘烈殘忍的郭百年事件──這便是後話了。

另一個知名的傳說是邵族來到日月潭邊的緣由：白鹿神話。據說邵族本來不是住在日月潭邊，一群獵人是追著白鹿而來，最後白鹿在土亭仔跳入潭中，邵族人失去獵物，只好在潭邊過夜。當晚，獵人領導者夢到一位白衣女性，她說她便是白鹿，是刻意將大家引來這個物產豐沛的新天地，他們可以移居過來。隔天獵人醒來，發現確實是個好地方，便帶著獵人們回去討論移居之事，後來便搬到了日月潭。

這故事有許多變體，也有版本是白鹿未跳入潭中，而是在土亭仔邊被抓到，進了獵人們的五臟廟。筆者看過差異最大的版本，是邵族與異族開戰，因為異族武器精良，幾乎面臨必敗的命運，但族長夢到古代英雄，說深山中有個地方，過去也曾有祖先住在那裡，他們可以到那裡避難。醒來後，有隻白鹿來到部落裡，也不怕人，族長知道白鹿一定是古代英雄的使者，便帶著族人隨白鹿來到日月潭邊。這是日本時代的紀錄，特別的是，紀錄中還提到了精準的遷徙日期──西曆 1616 年。

除了引路的白鹿，日月潭還有白色靈蛇。筆者看到幾個日本時代的文獻提及此事，恐怕當時已是著名傳說。拉魯島上有棵高二十公尺、環抱四公尺的巨大樟樹，當時已有六百年樹齡，樹洞裡住著兩條白蛇，長一丈二──大約四公尺，被當地人尊為靈蛇。但 1916 年，兩條白蛇渡過日月潭，朝土崙尾的方向游去，從此消失，之後樟木也遭砍伐。不過，就算不被砍伐，或許也撐不過 1934 年的潭面上升吧。

另有一則傳說，筆者尚未見到日本時代的紀錄。據說日月潭曾有半人半魚的精怪「塔克拉哈」（taqrahaz），本來倒也相安無事，但從某天起，族人發現捕魚用的魚筌遭到破壞，一位勇敢的年輕人自告奮勇調查此事，卻發現是塔克拉哈所為，於是雙方展開大戰。後來青年問人魚為何破壞魚筌？塔克拉哈就說，邵族人捕的魚越來越多，總有一天魚蝦會滅絕，那該怎麼辦？對潭中的其他生物也不好。青年聽了之後也覺得有理，便回族裡轉達此事，減少漁獲，從又再度相安無事。

這種帶著環保色彩的傳說，不知最早即是如此，還是在口傳的過程中慢慢加入這種元素。根據唐美君紀錄，邵族有水精惡靈，會使人翻船、溺水，其發音與塔克拉哈相近──難道這才是人魚精怪在族人眼中的原本面貌？不過，當時也有族人指出另一種說法，說塔克拉哈是統領水族之靈，使人溺水的另有其鬼。

邵族還有一個矮黑人傳說，據說他們還住在石印時，石印的山洞裡住著矮黑人，因為又小又黑，所以稱為「烏狗蟻」。但這些矮黑人，現在已經滅絕了，因為日月潭水力發電工程時，他們堅持不肯遷離，因此沉沒在潭水中；對這個傳說，筆者多少抱著懷疑，因為在 1934 年以前，日月潭便已高度觀光化，佐藤春夫去時，已見過表演性質的原住民歌舞。那種罕有人跡的地方就算了，高度觀光化的日月潭，怎麼可能會有矮黑人住在那裡，人類學家卻未前往調查？筆者以為，矮黑人傳說或有其根據，但直到 1934 年才滅絕，恐怕是反映邵族人失去故土的遺憾吧。

日月潭的傳說們，大抵如此。

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科學新聞解剖室-案件編號 23

案情

台灣的低生育率屢屢見報，晚婚、社會福利縮減、各級學校招生困難等等都和少子化危機脫不了關係，有些人是考量經濟因素而不敢貿然結婚、生子，有些則是擔憂社會問題頻仍，例如食安危機、世界局勢不安等等，在這樣的社會氛圍下，《自由時報》又報導了這一則降低生育率的驚悚新聞〈世衛：從奶嘴到保險套都含有MBT致癌物質〉，內容首段指出：

世界衛生組織證實，目前發現一種名為MBT，全名為2-巰基苯的化學物質可能致癌，其隱含於工業塑料中的膠粉，而膠粉的用途相當廣泛，從嬰兒吸吮的奶嘴到成人使用的保險套，都含具有恐致癌物質MBT的膠粉。

什麼！已經獲得「證實」？！這下子可不得了，世界衛生組織（以下簡稱世衛）證實MBT會致癌，而且牽涉的範圍相當廣泛，連安撫嬰兒的奶嘴都被點名了，吃奶嘴竟然會致癌？吃過奶嘴的嬰兒需不需要全身健康檢查？這太可怕了吧！媽媽們的擔憂沒有盡頭，還沒生育的年輕人還敢生嗎？這究竟是怎麼一回事？

source：Kevin

一、專家的栽贓：世衛到底怎麼說？致癌物質是什麼？

MBT結構。source：Sigmaaldrich

此次致癌的物質是「MBT」（2-mercaptobenzothiazole），主要用於製造橡膠製品，新聞中寫出世衛「證實」MBT致癌，那我們就來看看世衛是怎麼說？這個消息主要是源於2016年2月，來自八個國家的24名專家在世衛組織位於法國里昂的「國際癌症研究中心」（International Agency for Research on Cancer，IARC）舉行會議，評估包含MBT在內的七種工業化學品的致癌性。

在會議的研究報告中，MBT的討論是針對暴露在化學工業和橡膠相關工作的工人、環境所進行的幾項研究，例如在英國威爾斯製造MBT的化學工廠，在統計上有顯著的罹患膀胱癌數據，美國也有報告指出化學工廠和膀胱癌之間的顯著關係，而在動物實驗上也有足夠的證據顯示致癌性，但基於對整體人類影響的證據還十分有限，因此，會議最終將MBT列為「2A致癌物」。

source：泛科學x食藥署，全圖請見食安一指滑解說包

那麼「2A致癌物」又是多麼危險的一件事呢？國際癌症研究中心依據對人類、動物的致癌性，以及相關的實驗數據，將致癌物分成四類，各類的定義簡要說明如下：

「1類致癌物」：對人體有明確的致癌性，例如甲醛、酒精飲品中的乙醛。
「2類致癌物」：對人體可能有致癌性，這個類別還細分兩種情況。
「3類致癌物」：目前無法判定是否有致癌性，還要更多的證據或研究，例如咖啡因、茶鹼。
「4類致癌物」：根據現有的資料顯示，此類為非致癌物。

source：泛科學x食藥署，全圖請見食安一指滑解說包

其中第2類又細分成2A及2B這兩種類型，2A類對人體可能是致癌物，在動物實驗中有較充分的致癌性證據，例如丙烯醯胺、DDT；2B類則是懷疑對人類是致癌物，在動物實驗中則是有限的致癌性證據，例如汽油、鉛。MBT被歸類在2A致癌物，感覺上確實非常靠近1類致癌物，但是它究竟有多危險？新聞最後一段提到：

……MBT的致癌風險與食用紅肉同等級，此致癌風險僅次於吸食香菸與嚼食檳榔接觸到石灰……

一般人聽到「致癌物質」，直覺就是一吃下去馬上就會致癌，心理的感覺是恐怖的，但是如果這樣的致癌物質竟和滿街都是的牛肉麵、牛肉火鍋、牛排、牛肉餡餅….等「食用紅肉」風險差不多，那麼似乎就會舒緩一點。而且更重要的一點是，世衛的結論是針對「長期暴露在相關工作環境下的工人」所做的建議，如果以要將這樣的狀況直接類比到橡膠手套、奶嘴、保險套…等日常用品，那麼在劑量、使用時間、使用頻率、使用方法等條件就需要被重新評估，否則如此簡化的類比不免還是有過多的恐懼訴求，除了造成許多媽媽及情人的不安之外，並無助於民眾在日常生活進行比較理智的判斷。

二、媒體報憂不報喜？

這篇新聞內容的圖文都是援用英國《每日郵報》的報導，但是仔細比較後會發現兩者的篇幅差距很大，讓人好奇國內的新聞究竟省略了哪些部份？省略的那些段落會不會影響什麼？

解剖員先來對照國內、外新聞的篇幅，並用紅色框線將國內新聞有翻譯的段落標定出來（如下圖所示），算一算沒有被國內編譯記者所青睞的段落還真不少。整理之後發現文章大概可以歸納成下面三大部分：

（一）3G合成足球場上的MBT威脅：
3G合成足球場的組成成份有來自再生輪胎製成的橡膠顆粒，被指出含有多種有毒的化學物質，恐怕對於球員存在威脅，尤其是守門員，在地面滑行撲接球時可能會意外吞下這些有毒物質。

（二）發病案例：
國外新聞提到一則案例，NHS Cumbria的首席執行官Nigel Maguire的18歲兒子是一位守門員，且患有免疫系統癌症霍奇金淋巴瘤，他認為兒子的患病和碎屑橡膠無處不在的球場很有關聯。

（三）專家的說明：

英國專家提醒公眾無須過度擔心，日常用品不太可能構成威脅。
世衛國際癌症研究中心審查MBT的相關報告與數據，包括由伯明翰大學的Tom Sorahan教授進行的英國威爾斯化學工廠的研究，MBT雖然存在風險，但化學工廠的工人也會接觸到其他化學品，所以很難確定MBT是致病的主要因素。但隨著其他研究顯示MBT對於動物有致癌性，世衛在Lancet Oncology發表此次會議的決議。此外，對於一般公眾可能會透過橡膠製品如手套、鞋類，或是吸入輪胎因磨損產生的粉塵等暴露在MBT的風險中，對於這類的問題還需未來更多的研究。
Sorahan教授也指出「在MBT大量暴露的工廠環境中可能是危險的，但是少量MBT殘留的日常產品不可能是有害的。」
CHEM信託的Michael Warhurst博士則是建議要儘快建立監控系統以保護公眾的安全，以及提醒公眾在購買相關產品時要詢問是否含有MBT的成份。

圖一：翻譯對照圖

由上看來，似乎只要是不確定的、不夠驚悚的、太過冷靜的說明都被國內媒體省略掉了：例如「提醒公眾無須過度擔心，日常用品不太可能構成威脅」、「工人也會接觸到其他化學品，所以很難確定MBT是致病的主要因素」、「少量MBT殘留的日常產品不可能是有害的」等等。

雖然《每日郵報》常有令人瞠目結舌的腥羶新聞，早已聲名狼籍，但是即便如此，在此次的報導上至少有相對清楚及具體的內容，相較之下國內新聞卻僅是圍繞著「致癌」二字，彷彿掐住讀者咽喉一般，只談有致命點、爆炸性的橋段，不僅恣意刪減、選取翻譯的段落，不僅報憂不報喜，更缺乏對於整體事實解析及評論。

此外，其他轉載報導此新聞的媒體，在標題的命名上也相當一致，就好像經過投票一樣，例如〈保險套、奶嘴、泳帽橡膠製品含MBT恐致癌？〉、〈奶嘴橡膠手套世衛：恐致癌！〉，〈父母當心！橡膠製品加MBT恐致癌　奶嘴手套都添加〉。關於國內媒體如此口徑一致、苦口婆心地關心國人的健康，真的不知該感到高興還是悲傷？

三、「世衛」與「世衛官員」傻傻分不清楚！？

除了每日郵報之外，其他媒體針對這個案例的報導概況又是如何呢？此次《每日郵報》的報導標題是「保險套會帶給你癌症？世衛官員警告在輪胎、手套和嬰兒奶嘴中發現的化學物質會導致疾病」（Can your condom give you cancer? World health chiefs warn chemical found in tyres, gloves and babies’ dummies causes diseases）。

另一家英國較有公信力的媒體《電訊報》標題則是「在嬰兒奶嘴和保險套中發現的化學品可能導致癌症」（Chemical found in babies’ dummies and condoms ‘probably causes cancer’），不僅在口吻上相對保留，而且在主標題之後的副標題，更緊接著說明「世衛將MBT列為致癌物，但專家指出對大眾的日常用品而言風險很低」（WHO rules MBT is a carcinogen, but experts say the risk to public in everyday products is low），《電訊報》不僅交代「尚未確定」的觀點，還指出一般接觸的日常用品的風險低。並且在電訊報的報導內容中，特別引述《每日郵報》的部分報導內容是來自於某位「世衛官員」，因此文中又特別訪問幾位科學家來討論這些風險宣稱的可能性，頗有澄清的意味。

圖二：《電訊報》標題與副標

此外，如果再檢視世界其他各個媒體的報導情形，更會發現除了英國這兩家規模較大的媒體，多只是一些自媒體或是小型媒體的轉引述報導，美國的主要媒體均無報導這個事件。如果仔細研讀世衛所公布的這篇正式說明，可以發現這份報告除了援引幾個嚴謹的學術研究作為討論的依據之外，通篇並未提及包括奶嘴、手套、保險套….等用品，那麼這些舉例又是哪裡來的呢？

如果重新還原整體事件的報導經過，幾乎可以合理的斷定這個過程大概是這樣：

首先是世衛開會，基於各種研究的結果而將MBT列為二級致癌物，並發佈正式的說明。
《每日郵報》在規劃報導的過程中，找到某位神秘的「世衛官員」進行訪查（因為都沒有交代這位官員是誰？），這位官員就提到了奶嘴、保險套、手套之類的東西，至於提的方式是隨口舉例還是慎重的羅列，就不得而知。
台灣的媒體直接引述《每日郵報》的報導，不僅把世界衛生組織「總結」（conclude）的報告寫成是「證實」，更把「世衛官員」的受訪宣稱直接升級成「世衛」的宣稱（標題：〈世衛：從奶嘴到保險套都含有MBT致癌物質〉）。
《電訊報》嘗試在一天後做出比較公允的報導，但是很可惜的，這種冷靜的論述它不是台灣媒體的菜。

也不知道是不是特別要澄清《每日郵報》的誤導視聽，世衛在大約十天後，於官網中特別整理了有關這次MBT事件的一系列Q＆A，其中有一點就特別指出：「成人陷於保險套的風險中嗎？或者是嬰兒陷於奶嘴的風險中嗎？」，然後他們的答案是「工作小組目前並沒有MBT出現在保險套裡的有效資料，沒有BMT被發現在嬰兒的奶瓶奶嘴中，只有唯一的一個案例是少量的BMT出現在安撫型奶嘴中。」而可惜的是，這樣的澄清依然沒有出現在台灣的後續報導中。

解剖總結

國內媒體在翻譯國外關於醫療、健康等科學新聞時，似乎多來自於英國《每日郵報》，這樣的傳統已經行之多年，效果也可以說是聲名狼籍，為什麼我們對於《每日郵報》或是英國研究就是這麼地情有獨鍾呢？

從這次報導的解剖過程來看，八卦腥羶的小報風格，真的是我們媒體戒不掉的癮，在引用原始研究報告時遺漏其他重要訊息、缺乏釐清脈絡、資料檢核不精確、過度簡化，造成編譯過程中的「多重災難」，這次更是錯把馮京當馬涼。這樣的報導不僅不能給予讀者完整的資訊，甚至更可能造成民眾的恐慌與不安，據此，本解剖室給予這系列新聞以下評價（12顆骷髏頭）：

（策劃/寫作：黃俊儒、賴雁蓉）

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漫畫角色「神力女超人（Wonder Woman）」是一位「亞馬遜（Amazon）」族的公主，這裡的亞馬遜，脫胎自希臘傳說中，以女戰士形象發人遐想的亞馬遜人。而近來研究指出，歐亞草原上的遊牧民族「斯基泰人」，或許正是亞馬遜人的原型。圖／取自 Omega Level

馬，徹底改變歷史的馴化動物

馬被馴化以後，於交通、經濟、軍事等方面，都扮演過舉足輕重的角色，可謂深深影響著人類的歷史，然而馬最初馴化的狀況，卻直到最近幾年才比較清楚。（關於馬的馴化，可以參考這篇文章：《馬與古文明：騎馬打仗是馴化後好幾千年的事？》）

馬是在何時、何地馴化，長期以來都有爭議。考古學家判斷本來野生的動物是否已經馴化時，往往依靠某些型態特徵分辨；然而各地野馬族群間，本來就存在相當的差異，使得判斷野馬是否已經馴化，常用的標準往往沒那麼可靠 [1][2]。另外現今除了普氏野馬（Przewalski horse）以外，所有野馬族群已全數滅絕，也導致缺乏比較對象。

目前認為馬被馴化的地點，是歐亞草原（Eurasia Steppe）西部某處，最可靠的證據來自位於哈薩克北部，距今五千多年的波泰文化（Botai culture）；此處出土的動物遺骸，超過 99% 都是馬的骨頭。

考古學家分析 5500 年前馬的遺骸後，判斷比起野馬族群，波泰馬與其他馴化馬的型態比較接近；牙齒的磨損方式，也展露被騎乘過的跡象；遺址中的陶器，還能偵測到馬乳 [3]。以上三項證據表示波泰文化中，至少部分馬匹已經遭到馴化，也就是說，人類馴化馬匹的年代，至少在 5500 年前。

本次研究中，各年代的順序。圖／取自 Science影片

斯基泰人，馬背上的遊牧民族

古代 DNA 近來成為研究歷史的神器（延伸閱讀：《想重現侏儸紀公園？先征服古代 DNA 的種種難題！》、《尼安德塔人：尋找失落的基因組-科學界30年第一手內幕揭秘》），馬的演化史自然不會例外。之前研究曾經獲得馬被馴化以前，古代野馬的基因組 [4]；最近的論文，則是報告了 14 個覆蓋率介於 1.2 到 10.9 的古馬基因組，讓我們能更加認識馬被馴化以後的演變狀況 [5]。

這回獲得最古早的基因組，是位距今 4100 年的女生，位於現代俄羅斯的 Chelyabinsk Oblast，也是波泰文化的西方 400 公里遠處。此處遺址屬於青銅時代的 Sintashta 文化，是史上最早出土馬戰車（chariot）的地方，這位被定序的女生和其他 3 頭馬，與馬戰車被葬在一塊。

Sintashta文化的居民，是史上首度使用馬戰車的人。圖／取自 Science影片

其他古馬基因組，都來自分佈於中亞、阿爾泰山一帶的「斯基泰人（Scythian）」墓葬。距今 2700 年的 Arzhan I，或許是年代最早的斯基泰遺址；考古學家在此發現 160 頭犧牲的馬，其中 2 個成為本次研究的樣本。距今 2300 年的 Berel 遺址，位於知名的巴澤雷克（Pazyryk）墓葬附近（《金怪獸GO！—古代歐亞草原上的神秘客》），則提供了 11 個樣本。13 個斯基泰古馬樣本皆為男生，死因都是在儀式中被犧牲。

「斯基泰」並非單一族群，而是鐵器時代時，由西到東分佈於歐亞草原上，許多共享類似文化的遊牧族群總稱。由於斯基泰人沒有自己的文字，後代往往透過他們周圍的人（多半是敵人），例如古希臘史學家希羅多德，帶有偏見的記載來間接認識他們。斯基泰人以草原為家，與馬共同生活，想必是養馬高手；透過分析古馬 DNA，將能直接揭露他們的養馬策略。

古馬樣本的遺址位置。有趣的是，東部斯基泰 Berel 和 Arzhan 遺址的位置，十分接近丹尼索瓦洞穴，見《丹尼索瓦人（上）：尼安德塔人的神秘近親》。圖／取自 ref 5

馬有什麼特徵才受人喜愛？

由斯基泰馬配備的基因版本判斷，牠們的毛色多變，當初在儀式上被整群犧牲時，大概相當美觀（誤）。也有大批與骨骼發育，還有減少水分喪失相關的基因被偵測到，顯然斯基泰人相當重視馬的速度與耐力，以及美麗。另外有趣的是，還有基因似乎與促進產乳有關。

比較古今各地馬群的 DNA 後，斯基泰馴化馬和野馬相比，許多改變的基因和認知、行為能力，以及耳朵形狀、神經索型態、神經系統的發育與運作關係密切。論文指出，這支持動物馴化的「神經脊假說（neural crest hypothesis）」。

為什麼各種馴化動物間，常具備類似的型態與生理特徵，還有遺傳缺陷？神經脊假說的解釋是：馴化動物有別於野生動物的特色，或謂「馴化症候群（domestication syndrome）」，大部分都可以追溯到胚胎發育時的神經脊細胞 [6]。神經脊衍生的影響層面很廣，包括直接受到人擇，或被間接影響，如各式毛色、不易受驚、強化的學習與認知能力、軟耳（floppy ears）等特色。

大部分與馬馴化相關的基因，都和神經索有關。圖／取自 Science影片

馬的遺傳多樣性，並未被馴化毀滅

馬跟人一樣，Y 染色體都是父子代代相傳，粒線體則是子女繼承自母親（延伸閱讀：《男生的Y染色體從何而來，有一天會消失嗎？》）。目前全世界馬的 Y 染色體變異極為有限，都能追溯到相當近期的一位馬爸爸，顯然是人擇的結果；除此之外，由於長期近親交配，使得許多現代的馬，遺傳上擁有某些有害變異。

馴化的代價之一，是毀滅本來的遺傳多樣性，幾乎已經變成常識。馬的馴化從五千多年前開始，一直到兩千多年前，將馬發揚光大的斯基泰人時，中間大約經過了三千多年；此時馬早已被完全馴化，照理說馴化該有的後遺症，應該都已經出現。遺傳學家根據目前 Y 染色體的變異程度，推論最初只有非常少數公馬被馴化，後來這個品系陸續與各地母馬情慾交流，才造成現在的情形。

古今各馬族群的遺傳負荷。圖／取自 ref 5

然而，這回由斯基泰古馬觀察到的狀況，卻不是這麼回事。斯基泰古馬在遺傳上，粒線體 DNA 的變異跟現代馬群差不多，Y 染色體卻遠比現代馬大得多；遺傳負荷（genetic load）方面，斯基泰馬群甚至比之前定序，未被馴化的野馬族群還要更低（遺傳負荷看這裡：《馴化生物教戰手冊—人馴化了作物，作物也馴化了人》）。除此之外，對 5200 年前北極圈古馬的研究得知，牠們與現代馬共享一些遺傳組成[7]；這次則發現，現代馬比起斯基泰馬，與野馬共享的 DNA 數目更加降低。

各項分析皆指出，馴化馬的多樣性至少到兩千多年前，在斯基泰人的經營下仍相當多變，特別是父系方面尚未喪失多樣性，跟後世大不相同。現代馬之所以欠缺遺傳變化，累積許多有害變異，都是在斯基泰時期結束以後，更接近現代時才產生。

儘管馬的地位不再，牠們仍繼續以各種形象，普遍出現在文創作品中，例如彩虹小馬。圖／取自好色龍的網路生活觀察日誌

重現歐亞草原史

取材自斯基泰古馬的遺傳研究，再度展示了古代 DNA 的價值。假如只知道現代馬的 DNA，我們將永遠無法得知，直到兩千年前左右，馬已被馴化三千餘年時，仍未喪失遺傳多樣性。馬在什麼時候變成現在這樣，要解答此一問題，勢必需要更多古代基因組。

探究馬的歷史，還有另一層意義。馬的馴化起於歐亞草原，此後馬也一直是遊牧民族的招牌；幾千年來縱橫歐亞大陸，屢屢震撼周邊農耕族群的遊牧民族，卻在大航海時代後，徹底失去本來的地位。

草原曾經輝煌的過去，如今大半遭到遺忘，近年來才慢慢靠著考古研究，找回失落的故事；而馬，是我們重建歐亞草原史時，不可或缺的一環。

參考文獻：

Anthony, D. W. (2010). The horse, the wheel, and language: how Bronze-Age riders from the Eurasian steppes shaped the modern world. Princeton University Press.
Anthony, D. W., & Brown, D. R. (2011). The secondary products revolution, horse-riding, and mounted warfare. Journal of World Prehistory, 24(2-3), 131.
Outram, A. K., Stear, N. A., Bendrey, R., Olsen, S., Kasparov, A., Zaibert, V., … & Evershed, R. P. (2009). The earliest horse harnessing and milking. Science, 323(5919), 1332-1335.
Schubert, M., Jónsson, H., Chang, D., Der Sarkissian, C., Ermini, L., Ginolhac, A., … & Fumagalli, M. (2014). Prehistoric genomes reveal the genetic foundation and cost of horse domestication. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(52), E5661-E5669.
Librado, P., Gamba, C., Gaunitz, C., Der Sarkissian, C., Pruvost, M., Albrechtsen, A., … & Serres-Armero, A. (2017). Ancient genomic changes associated with domestication of the horse. Science, 356(6336), 442-445.
Wilkins, A. S., Wrangham, R. W., & Fitch, W. T. (2014). The “domestication syndrome” in mammals: A unified explanation based on neural crest cell behavior and genetics. Genetics, 197(3), 795-808.
Librado, P., Der Sarkissian, C., Ermini, L., Schubert, M., Jónsson, H., Albrechtsen, A., … & Mortensen, C. D. (2015). Tracking the origins of Yakutian horses and the genetic basis for their fast adaptation to subarctic environments. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(50), E6889-E6897.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

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為什麼要研究「遙遠星系」？

天文學家在黑夜裡觀測，搶在天未明之前，透過望遠鏡取得他們所需的資料。中研院天文所王為豪副研究員，利用遠紅外光及次毫米波觀測遙遠星系，揭開宇宙演化的奧妙。而美麗的天文影像，能夠傳達給大家許多科學的想法。

中研院天文及天文物理研究所王為豪副研究員，利用遠紅外光與次毫米波，揭開遙遠星系的奧秘。圖／張語辰

在山頂上度過黑夜，和越來越少有的觀測生活

海拔 3000 公尺的中繼站，那邊有給天文學家吃飯、晚上睡覺休息的地方。喔，不是晚上，是白天睡覺休息，因為晚上要觀測。

王為豪娓娓道來，他們去夏威夷觀測，要先飛到檀香山，再飛到大島。天文台都在大島上，海拔 4200 公尺的毛納基（Mauna Kea）山頂。為了安全，必須先在海拔 3000 公尺的中繼站停留一天。隔天下午四點吃晚餐，五點就跟天文台的工作人員，開車上山頂觀測，直到隔天早上六、七點天亮，再開車下來吃早餐。

夏威夷毛納基山頂上的次毫米波陣列 (SMA) ，是中研院天文所參與的重要計畫。圖／王為豪

不同波長的觀測，作息其實不太一樣，這是因為不同波長的「天亮」時間不同。可見光的天空之所以會亮，是因為大氣散射陽光；近紅外光的天空之所以會亮，是因為高層大氣的原子被陽光激發而放出輻射。因此，近紅外光可以多觀測半個小時。至於次毫米波的天空，並不受太陽影響，但還是會避免在白天觀測，避免望遠鏡的元件受熱變形。話鋒一轉，王為豪說，「這是老人觀測了啦！」

現在天文學家做觀測，很少實際飛到某個地方觀測，大部分都是遠距進行，直接在山下的辦公室裡控制山上的望遠鏡，甚至在台灣就能控制夏威夷的望遠鏡。

現在只剩下少數天文台，會要求申請到觀測時間的天文學家到現場。主要的原因，並不是需要你去做觀測，而是因為山頂的環境非常危險，所以天文台都有個規定──任何時刻，天文台裡面至少要有兩個人。但是天文台經費可能有限，只能安排一位觀測員，於是天文學家就需要有人上山。

那些「陪觀測員」的時間，天文學家都在做什麼呢？王為豪說，可以在觀測員旁邊不斷問問題，學著操作。而他現在去天文台，通常就是做自己的事情，看卡通、拍照。在山上若做研究也不容易，因為氧氣含量太低，「就算我真的要想辦法寫論文，下山一看，可能會覺得：這是什麼東西啊！」

另一種情況，是天文台剛蓋好的時候，人們對於它的脾氣不熟悉，常有突發狀況，因而要求天文學家來到現場。例如日本的昴星團（Subaru）望遠鏡，當年剛蓋好的時候，所有人都要親自飛到山頂觀測，但是現在不需要了。

現在大多數望遠鏡，都是由遠距操控，或者是另外一種模式──根本不用去控制望遠鏡，只要在所謂的「腳本（script）」上寫你要做什麼，把它寄給天文台，天文台就會在合適的時間幫你執行，再把資料寄給你。例如現在最好的次毫米波望遠鏡「阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）」就是如此，人們不必到智利觀測。

中研院參與建造：世界最強大的電波望遠鏡

位於智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列 (ALMA) ，於 2013 年正式啟用，中研院參與其建造及營運。其靈敏度比前一代的 SMA 高出幾個數量級。圖／王為豪

談到 ALMA ，王為豪說，比起前一代的「次毫米波陣列（SMA）」， ALMA 的靈敏度高出好幾個數量級。之所以有這麼大的差異，主要是因為望遠鏡大了很多，再來是來自接收機的技術進步。

在無線電波裡面，高頻率的接收機特別難做，例如微波通訊是近二十年才發達的技術。次毫米波又比微波更高頻，近二、三十年才有較好的儀器。另一方面，次毫米波很容易被水分子吸收，而最近人們在智利找到了比夏威夷更乾燥的地點。這兩個因素使得 ALMA 可以接收到比較暗的訊號，也可提高觀測的解析力。

過去你要花一百個晚上才能完成的觀測，用 ALMA 不用一個晚上就能完成。所以我們辛辛苦苦用夏威夷的次毫米陣列做七、八年的研究， ALMA 只要一個禮拜就能從頭到尾幫你做完一次，這是過去完全不能想像的。

中研院參與了 SMA 和 ALMA 的建造和營運，並以此取得重要的科學成就。王為豪利用這兩台望遠鏡，研究「次毫米波星系」。

什麼是次毫米波星系呢？我們的銀河系，大部分的輻射來自可見光，因為銀河系最重要的組成份子是恆星，恆星放出來的輻射主要是可見光，就像我們的太陽一樣。不過，在一些遙遠的星系裡面，灰塵非常多。灰塵的大小約 0.1 微米到幾微米，善於吸收可見光和紫外光，再放出遠紅外光。

灰塵多的星系中，灰塵把恆星的光幾乎都吸收掉，使得絕大部分的輻射在遠紅外光，用可見光觀察反而覺得它不亮。這種星系，就稱為「亮紅外星系」。但宇宙膨脹導致波長增加（紅移），灰塵放出的遠紅外光會移到毫米或次毫米波，也就成為「次毫米波星系」了。也就是說，「亮紅外星系」與「次毫米波星系」是同一回事，指的都是這種灰塵很多的星系。

「亮紅外星系」描述的是星系的本質，說明它放出很多遠紅外光；「次毫米波星系」描述的是我們是在次毫米波觀測到它。

遙遠的「次毫米波星系」告訴我們什麼？

宇宙中這麼多星系為什麼會變成現在這個樣子？我們不能只研究它們現在的樣子，也要研究它們過去的樣子。

王為豪說，宇宙的年齡和星系的生命期，比星系中個別的物理過程還要長。研究星系現在的狀態，我們能夠回溯的時間很短，難以推知是什麼原因導致它現在長成這樣。打個比方，研究動物排出的大便，我們可以知道牠最近兩三天吃了什麼，但無法知道牠兩年前吃了什麼。那如何看到從前的星系？

「宇宙本身就是一個大的時光機」王為豪說，因為光傳遞需要時間。我們看很遠很遠的東西，表示看到的是宇宙很久以前的狀態。那就是我們為什麼要研究遙遠的星系。

宇宙早期的星系與現在的星系，成長模式非常不同。一開始宇宙中只有「氫」和「氦」，這些氣體聚集形成恆星、星系。從宇宙早期到現在，氣體的含量是越早期越高，現在則較少。因為星系形成需要氣體，所以宇宙早期星系成長比較快。

此外，最早期的宇宙沒有恆星、沒有星系，也沒有黑洞放出很強烈的輻射，所以那時候的氣體都是中性，也就是電子和質子在一起。等到有了恆星，有了大質量黑洞放出很強的紫外線，紫外線就會讓氫氣游離。被游離的氣體溫度很高，很難透過重力壓縮，也就很難形成新的恆星。以上因素彼此相互影響，導致早期宇宙的星系形成與成長模式，與現在相當不同。

由「哈伯深空」擷取的一小塊影像，包含了眾多的遙遠星系。有些遙遠星系會發出遠紅外光，也有些會發出 X 光、無線電波或紫外光。圖／哈伯太空望遠鏡

次毫米波星系出現在較早期的宇宙，主要原因就是早期宇宙的氣體比較多。氣體裡面的「氧」、「碳」、「矽」這些比較重的元素，會凝聚成灰塵。因此，早期宇宙容易出現灰塵多的星系。氣體以及它夾帶的灰塵，可能因為某些物理作用被壓縮，譬如說形成年輕的恆星，或者掉到星系的重力位能井中，使得它們分布範圍很小、密度很高，於是對星光的吸收能力就非常強。這時，就有辦法把星系裡絕大部分的星光吸收掉，並放出遠紅外光。

還有另一個有趣的現象：亮紅外星系、次毫米波星系中央的大質量黑洞，通常也比較活躍。一個星系的紅外線輻射變很強，通常是有很多氣體，有很多恆星形成。觀測結果告訴我們，這種星系裡的黑洞，經常也是快速成長的。王為豪說明，這兩件事情好像是連在一起的，但是現在還不清楚其中的因果關係。一般而言，星系越大，裡面的超大質量黑洞也越大，所以星系與星系中黑洞的形成，可能透過某個物理過程連在一起。

美麗的天文圖可以傳達科學的想法

問到為何投入天文研究，王為豪表示，從小就對天文有興趣，但不是早早立志踏入專業天文研究。高中參加了天文社，看了一些天文書籍，發覺能夠言之有物的書，裡面都是物理，於是決定大學讀物理。

不過，即使讀了物理系，他也沒有一定要念天文。到了大三，修了袁旂老師的天文物理導論，才開始了解天文與物理如何結合，於是決定念天文所碩士班試試看。碩班念完發現自己還是有興趣，就念天文所博士班試試看。一步一步試試看，才一直走下去。

就覺得試試看、做做看，做得不錯再走一步，是這樣子才最後一直走下去的。

王為豪不僅在專業天文有所成就，亦是業餘天文攝影的翹楚，讓人好奇兩者之間有何有趣的聯繫。王為豪表示，雖然同時身為業餘天文學家跟專業天文學家，但他把這兩塊切得很乾淨，很少有交集。而另一方面，王為豪總是樂意將攝影作品提供給天文所使用，作為教育用途。更有意思的是，他著作的天文攝影書籍很特別，「講攝影的書竟然沒放多少照片，裡面都是方程式。」背後的目的，其實是把科學的想法帶進攝影當中。

我是用這種方式在教育對天文有興趣的人。就算你是想拍漂亮的照片，你也可以用科學的方法來進行。

王為豪不但是專業天文學家，也是天文攝影的專家。圖為王為豪拍攝的獵戶座，為 18 幅馬賽克，總曝光時間 27 小時。圖／王為豪

王為豪說，雖然自己長年從事天文攝影，但十年前他其實不太鼓勵年輕人從事天文攝影，因為許多天文社團所做的只剩下攝影。不過，現在想法完全相反了，因為現在的天文攝影使用數位相機，這就與專業天文觀測用的 CCD 原理類似。數位相機照片的後製，與真正專業的科學觀測非常接近，所以不管是為了推銷某種科學的想法，或幫助想研究天文的學生接觸真正的天文觀測，攝影都是很好的媒介。

說到天文教育，王為豪說，他真正關注的是國民的科學素養，而不是天文。大家並沒有一定要懂天文，但是天文教育在台灣可以很有用。

增進科學素養有許多方法，但我們知道告訴學生「這個考試要考」並沒有用，必須要讓人打從心裡喜歡。王為豪認為，天文的好處，是它可以很吸引人，有漂亮的照片，可以說出很多故事。雖然現在大部分的人，在大部分的時間都看不到天上的星星，但是大多數人到了山上，如果天氣好，剛好沒有月亮，可以看到天上星星，十個裡面有九個都還是很開心──天文有這種魅力，在科學教育當中何必放棄它呢？

透過天文教育這個包裝得很漂亮的糖衣，真正我希望餵給別人的是科學的想法。當你開始問天上為什麼那麼多星星，或者當你開始問銀河為什麼有兩道中間是黑的，那中間黑的是怎麼一回事，科學已經在裡頭了。

延伸閱讀

採訪編輯｜歐柏昇美術編輯｜張語辰

CC 4.0

本著作由研之有物製作，以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際授權條款釋出。

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

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德拉·波爾塔（Giambattista della Porta） source：Wikipedia

我們今天所熟知的義大利版圖中長統靴的下半部、義大利半島的南部，在歷史上有一段時期，其實是所謂的那不勒斯王國。十六世紀時，那不勒斯有位博學家德拉·波爾塔（Giambattista della Porta），舉凡天文學、數學、天氣學、煉金術、神秘的自然現象等主題他都略知一二。

為了能更有效率地吸收更多知識，這位大哥想到了一個妙招：同時讓兩隻眼睛各看一本書¹。既然平常都用兩隻眼睛來閱讀，如果左眼在看一本書的同時讓右眼看另一本書，不就可以省下一半的閱讀時間嗎？！

德拉·波爾塔可不是嘴巴上說說而已，他還真的付諸行動拿了兩本書分別放到自己的兩隻眼睛前試了起來。結果他很驚訝地發現這招根本行不通，雖然兩眼明明同時在看書，但他本人一次只能「讀到」其中一本書的內容，一下子是左眼那一本，一下子又變成右眼那一本，無法同時讀到兩本書的內容。

這個現象正是所謂的雙眼競爭（Binocular rivalry）。絕大部分的日常生活當中，我們的左右兩隻眼睛各自看到的畫面只會有極為微小的差異，而我們的大腦會將兩個畫面融合為一體，所以雖然我們有兩隻眼睛，但看到的卻一個世界。但在特殊情況下，當兩隻眼睛所看到的畫面內容差異極大時，大腦並不是把兩個風馬牛不相及的畫面融合成單一一個無意義的畫面，而是讓兩個畫面輪流出現在我們的視覺意識中。於是在德拉·波爾塔的例子中，他才會一會兒讀到左眼在看的書，一會兒讀到右眼在看的書。

當雙眼同時接收不同訊息的時候，會有雙眼競爭的現象，觀察者不會看到兩種圖像的混合，而是經歷兩種圖像不規則的交替。source：Wikimedia

當雙眼競爭的情況出現時，我們基本上有一半的時間會察覺（或意識）到左眼接收的訊息，另一半的時間則察覺到右眼所接收的訊息。不過，要想改變這個左右兩眼意識各半的平衡，其實並不難。

一個簡單的方法就是把一隻眼睛以可透光眼罩遮住一段時間，待眼罩拿掉之後，我們所能察覺到的畫面將不再是左右眼各佔一半的時間，而是會以先前被遮住的那隻眼睛為主。

把一隻眼睛以可透光眼罩遮住一段時間，待眼罩拿掉之後，我們所能察覺到的畫面將不再是左右眼各佔一半的時間，而是會以先前被遮住的那隻眼睛為主。 source：中二病でも恋がしたい！公式網站

最先發現這個現象的義大利研究團隊²，讓實驗參與者戴著單眼眼罩150分鐘，眼罩拿掉之後再引發雙眼競爭來觀察參與者察覺到哪一隻眼睛的時間比較多。結果在眼罩拿掉後15分鐘內，參與者有93%的時間都只察覺到先前被遮住的那隻眼睛所看到的畫面。雖然這個比例在15分鐘後略微降低了一些，但這個不平衡的現象竟維持了90分鐘之久！另一個團隊的實驗結果顯示³，只要戴眼罩15分鐘之後就能觀察到這個效果，不過效果的持續時間也相對的較短（4分鐘）。

另一個讓這個不平衡現象出現的方法是利用持續閃現抑制研究派典⁴（continuous flash suppression research paradigm）。持續閃現抑制派典，經常被用在視覺意識研究領域中，因為它能夠讓你明明盯著眼前的東西看，卻在主觀上意識無法察覺到你正盯著看的東西。

source：Pietro Zuco

如同這個研究派典的名字——持續閃現，實驗參與者的一隻眼睛前所呈現的是一張靜止的圖片，比如一幀房子的照片，但另一隻眼睛前所呈現的是一張又一張快速變換的幾何圖形所構成的圖片。在這種情況下，參與者幾乎無法意識到自己見到了房子，只能意識自己看到了不斷閃現的幾何圖形圖片。房子的照片在這裡只是一個例子，我們可以換成別的內容，比方說蛇的照片。這個情形下，蛇的影像確實傳入了參與者的腦中，但他們會說自己並沒有看到蛇，研究者就可以觀察人類在無意識的狀態下，大腦如何處理「蛇」這種令人充滿恐懼的影像。

在持續閃現抑制研究派典中經常使用這一類型的圖片。這種由幾何圖形組成的圖片稱為 Mondrian patterns，實驗中參與者有一隻眼睛看的是靜止的畫片，另一隻眼睛看的則是不停變換、一張接一張的這種圖片。圖片取自Tsuchiya& Koch (2005)。

利用持續閃現抑制派典³，研究者讓參與者的一隻眼睛盯著一張靜止的低對比黑白圖片，另一隻眼睛盯著快速變換的彩色圖片（變換頻率為10赫茲），如此持續15分鐘。結束之後的六分鐘內，參與者多數的時間都只察覺到先前盯著靜止圖片的那隻眼睛所見到的畫面。當研究者把持續閃現抑制的時間縮短至3分鐘時，依然可以觀察到這種雙眼視覺意識不平衡的現象，而且時間長達2分鐘。

所以不管是遮住單眼，或是利用持續閃現抑制派典，都能改變兩隻眼睛之間的平衡。這個現象的重要性之一，在於其指出了在大腦之中，兩隻眼睛並非兩個全然互不往來的部件⁵。即使只對一隻眼睛動手腳，即使時間短暫，雙眼視覺的各項平衡都會隨之而產生變化。

參考文獻：

Wade, N. J. Descriptions of Visual Phenomena from Aristotle to Wheatstone. Perception (1996). doi:10.1068/p251137
Lunghi, C., Burr, D. C. & Morrone, C. Brief periods of monocular deprivation disrupt ocular balance in human adult visual cortex. Curr. Biol. 21, R538–R539 (2011).
Kim, H.-W., Kim, C.-Y. & Blake, R. Monocular Perceptual Deprivation from Interocular Suppression Temporarily Imbalances Ocular Dominance. Curr. Biol. 27, 884–889 (2017).
Tsuchiya, N. & Koch, C. Continuous flash suppression reduces negative afterimages. Nat. Neurosci. 8, 1096–1101 (2005).
O’Shea, R. P. Adult Neuroplasticity: Working One Eye Gives an Advantage to the Other. Curr. Biol. 27, R230–R231 (2017).

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「台灣生物多樣性資料庫」的重要性

若想保育、研究生物，建構台灣生物多樣性資料庫是最重要的基礎。中央研究院生物多樣性研究中心邵廣昭博士，與生物分類學家、學術單位、技術團隊聯手建構資料庫，將台灣各界學者努力累積的生物多樣性資訊，開放成全民共享的知識。

30 年長大一個人類，卻滅絕很多物種

「我們目前的自然環境就像一本被風吹得扉頁四散的書，我們能夠搶救的頁數愈多，未來演化之神的巧手在改寫大自然的傳奇時，才會有更多的材料可以運用。」──《森林祕境：生物學家的自然觀察年誌》圖／iStock

現代人生活在都市叢林中，以鋼鐵、水泥、塑膠包覆生活，離自然太遙遠。只有當人們注意到自然的存在，才有可能產生情感，進而興起愛護的念頭。對於現實生活中的人類，眼前一棵樹被砍倒，傷心程度可能少於手機摔到地上、螢幕碎裂。

台灣生物消失的速度有多快？以魚類來舉例。中研院生物多樣性研究中心邵廣昭，迄今研究魚類 30 餘年，他與研究團隊目睹 30 年來台灣的北海岸魚種從 120 種銳減至 30 種。30 年正好是人類一個世代，但對生態而言， 30 年就絕子絕孫。

如果沒有過去這個物種的資料可以比對，怎麼會知道現在牠受了什麼影響、發生什麼變化。

「無論是生態保育，或是研究生物，建構資料庫是最重要的基礎。」邵廣昭雖已退休，眼中仍閃耀保護生態的熱忱。科技部（原國科會）、農委會與中研院多年來支助台灣生物分類學家進行各類生物分類整理，累積相當多成果與資料，邵廣昭、端木茂甯、王豫煌與眾多願意貢獻心力的學者、技術團隊、相關單位聯手，整合這些成果與資料，建置成台灣生物多樣性資料庫，讓需要的研究人員、學生、社會大眾都能共享運用，依照學名、地區、標本等線索，找到想探究的台灣生物。

整合各種生物資料，幫助各種研究

台灣生物多樣性資料庫建置、整合、與國際接軌的架構。資料來源／系統分類及生物多樣性資訊專題中心；圖說美化／張語辰

一種生物偶爾會發生存在不同學名的情況，「同種異名」是整合資料庫最困難的一步，也是最需要釐清的第一步。邵廣昭成立，目前由端木茂甯帶領的系統分類及生物多樣性資訊專題中心，便是為了已特化為專業的生物多樣性資訊整合重任而存在。由此中心規劃的台灣生物多樣性資料庫的大架構中，從唯一有效學名的 TaiBNET 物種名錄出發，發展具備不同資料的網站，藉以協助不同需求的生物研究。其中， TaiBIF 整合觀測與標本資料、紀錄物種的生態分布，TaiEOL 具有圖文並茂的物種解說，而 TaiBOL 保存遺傳標本與生命條碼供生物分類學家鑑定物種。

認識台灣生物：以 TaiBIF 為例

TaiBIF 首頁規劃不同區塊，幫助找到需要的台灣生物資料。圖／系統分類及生物多樣性資訊專題中心

進入 TaiBIF 首頁後，直接在搜尋框輸入想查詢的物種關鍵字並選擇「物種搜尋」，即可搜出資料庫中的物種檔案，若想查詢更多相關資訊，可選擇「全站搜尋」。若點選「物種名錄」區塊，可依界門綱目科屬種的分類樹，有系統地搜查。

TaiBIF 公開分享的生物資訊，有賴台灣各機構願意共享收藏的觀測與標本資料。想知道哪些機構提供哪些資料，可從「館藏與觀測資料」區塊查詢。進入「分布區域」區塊，在欄位中選擇想查詢的地理位置，就能看見該地區曾出現的生物資料，包含現身地點、標本照片等。

TaiBIF 主題物種介紹。圖／TaiBIF

現代人在生活中常見到「特有種」、「瀕臨絕種」這些名詞，但所指哪些生物卻一知半解。 TaiBIF 的「主題物種」專區，以分類引導認識不同生物。哪些物種急需保護、哪些物種為外來入侵者要注意、哪些保育物種不能當做寵物，在此一目了然。

資料庫未來目標：期待更多單位不藏私

台灣生物多樣性資料庫使用概況：以 TaiBIF 為例。
資料來源／系統分類及生物多樣性資訊專題中心；圖說美化／張語辰

觀測生物、採集標本、校對物種名錄、建置資料庫，是個不廣為人知、辛苦付出大量時間的工作，就像默默檢查錯字的校閱人員、默默檢查鐵軌安全的工程人員，全心全力完成該領域最基礎的工作，以支持整個產業環境發展。

被問到為什麼要投入這個工作，TaiBIF 技術人員麥舘碩笑說：「為了生活」，背後原因其實是認為建構完整明確的生物分類系統和資料庫，是個很重要的任務，但台灣在這部分還有很大的努力空間，所以義無反顧跳進來。

科學的目標，並不是科學本身，而是跟藝術一樣──只有被人看見的時候才是藝術，知識也必須透過分享，才能被成就。

Science is not a goal in itself. Just as art is only art once it is seen, knowledge only becomes knowledge once it is shared.

── Sander Dekker （荷蘭教科文部次長）

近年「開放資料」、「分享經濟」風潮逐漸成熟，邵廣昭與資料庫團隊希望有更多單位願意開放擁有的生物觀測與標本資料等等，共同擴充台灣生物多樣性資料庫的完整性。也許有一位小朋友，在 TaiBIF 認識了瀕危的赤蠵龜，主動停止使用塑膠吸管。或有一件環境監測計畫，透過生物資料庫看見該區域物種今昔的變化，發現應該調整開發該區域的工程做法，以避免危害生態。這些都是台灣生物多樣性資料庫最重要的目標與存在意義。

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從基礎研究，了解神經退化原因

失智症是個難解的神經退化疾病，國內外科學家皆投入大量研究，希望找出病理機制以研發新藥。但人腦的神經網絡複雜程度，遠超出目前理解範圍，在用藥之前，無論是科學家或是我們自己，都需要對神經網絡有更清楚的認識。

中央研究院生物醫學科學研究所的陳儀莊特聘研究員，帶領團隊與跨領域專家合作，除了研究神經細胞與神經膠細胞之間的影響，亦盼能以亨丁頓舞蹈症為模型，發展可沿用於治療其他神經退化疾病的藥物。

神經退化疾病，至今仍無藥可醫

2016 年年底，美國一個著名的大藥廠宣佈了其研發 27 年的失智症藥物，在臨床研究上效果不佳。消息一出，無論是科學家、病人或投資者都很沮喪，全美生技股市甚至降了 8-10 %。在這個低迷的氣氛中，曾得過諾貝爾生理學暨醫學獎的生物學家 David Baltimore 站出來鼓勵大家：

其實我們對神經細胞還不夠了解，如果夠了解，很多問題我們會事先想到。我們應該更努力發展新的科技，並加強分享資訊和數據，才能成功。

在台灣，距今十幾年前政府就開始推動藥物發展，例如 NRPB 生技醫藥國家型科技計畫。而在 2012 年立法院的臨時議案中，數十位立法委員聯合簽名，要求政府會同中研院研發改善失智的抗體與藥物。這幾年來，我們社會老年化的狀況更為嚴重，報紙上社會版面常出現因家人無力長期照顧失智長輩而發生的悲傷故事。

但羅馬不是一天蓋成，若只急著研究藥物的藥效，而忽略全面的了解，就很容易出差錯。例如當科學家發現一個新藥物可以修復退化神經細胞的功能時，若在尚未了解此藥物是否造成身體其他組織的副作用時，就立刻進行開發，此藥物在臨床實驗失敗的機率就很高，因此藥物研發應更深入。

人腦的神經網絡複雜程度遠遠超出目前的理解範圍，這也是為什麼至今仍無藥物可快速根治神經退化疾病的原因。國內外科學家尚在努力地從基礎研究了解人腦的神經網絡，中央研究院也投入大量心力在此領域中，其中一個研究方向是以研究神經細胞為主體，探討神經細胞和其他腦細胞（包括神經膠細胞）之間的影響。

本文透過陳儀莊特聘研究員的解說，一同從基礎出發，先了解自己的神經網絡，並探討如何發展神經退化疾病模型，進而開發藥物的可能性。

在吃藥前，先認識自己的神經網絡

人腦中的神經網絡各司其職，包含神經細胞、星形膠質細胞、血管、少突膠質細胞、微膠細胞。圖／洪宗宏繪製

人腦的神經網絡中，負責連結神經網絡的「神經細胞」最為重要，神經細胞活動時會有很多電位經過，電位傳導地越快，神經網絡傳遞功能效果越好。但在傳導電位的過程中，如何避免「短路」？就靠「少突膠質細胞」將神經細胞包起來保護。而在腦中佔了 85% 的「星形膠質細胞」，就像支持整個國家發展的基礎工作人員，非常重要。

「星形膠質細胞」一腳連接神經細胞、一腳連接血管，幫助神經細胞接收養分、並協助清理代謝廢物。

個子很小的「微膠細胞」數量很少，僅佔全部腦細胞的百分之五，他們彷彿人腦中的警察，看到壞東西會將之吞噬。當看到發炎狀況時，會釋放出細胞激素 ( cytokine ) 殺死入侵的細菌或抗發炎。幾乎所有的神經退化疾症都和微膠細胞的失能有關。但微膠細胞是個雙面刃，如果它分泌太多細胞激素也會傷害神經細胞，這種情況在人腦老化時很容易發生。

血液中的葡萄糖，經過星形膠質細胞變成乳酸，再進入神經細胞轉成能量。圖／洪宗宏繪製；圖說改編／林婷嫻、張語辰

能吃就是福，對於神經細胞而言，順利獲取能量是一件很重要的事。血液中的葡萄糖，會先經過星形膠質細胞變成乳酸，乳酸再進入神經細胞轉成能量。這個乳酸釋放、吸收與轉換能量的過程，有時候效果會變差，對長期記憶的形成及維繫造成不利影響。

Cristina M. Alberini 博士的研究室曾以實驗證實（註一），在老鼠負責記憶的海馬迴組織中打入大量乳酸，發現老鼠的記憶變好了，因為神經細胞獲得很充足的能量、得以順利運作。所有的記憶的形成和維持，都依賴神經網絡順利運作。如果有人變得健忘，可能是這個神經網絡傳導效果變差了，若能透過增加神經細胞能量的方式，來促進神經網絡傳導效能，也許可以改善失智，以前的記憶也許並不是消失，而是無法順利傳導。

神經退化原因：壞蛋白質堆積致禍

便秘是因為廢物阻塞在腸道，會導致極不舒服的感覺，嚴重時甚至會喪失生活和工作的能力。對人腦中的神經細胞而言，若無法順利代謝壞蛋白質，則會導致堆積成斑塊，也會阻礙神經傳導功能，嚴重甚至造成神經退化疾病，例如失智症、亨丁頓舞蹈症、漸凍人等等。

腦脊髓液流過神經網絡，幫助神經細胞代謝不好的蛋白質，例如造成失智症的類澱粉蛋白( A-β )。圖／洪宗宏繪製；圖說改編／林婷嫻、張語辰

但神經細胞如何倒垃圾呢？就要靠「腦脊隨液」幫忙。星形膠質細胞的腳會包住血管和神經細胞，在血管和星形膠質細胞中間形成一個極小的空間，足以讓大腦中的腦脊隨液通過，把存在於神經細胞的壞蛋白質帶出腦部加以排除、以防堆積成斑塊，例如造成失智症的類澱粉蛋白（A-β）。當腦脊隨液流通地越順暢，代謝效果就越好。

如果家裡突然出現一個隕石，越來越大，越來越大，那你正常的生活機能就會喪失。這就是蛋白質斑塊對神經細胞的威脅。

許多種神經退化疾病的神經細胞，都有蛋白質不正常堆積的情形，包含亨丁頓舞蹈症（下圖 A）、阿茲海默症（下圖 B）、帕金森氏症、及漸凍人。年輕的時候，神經細胞會把壞蛋白質分解或排出，小小的微膠細胞也會跑來試著吞噬壞蛋白質，如果排清和吞噬的能力好，壞蛋白質累積在腦中就會少。但壞蛋白質終究還是會累積，當累積越來越多，會在神經細胞周圍（或細胞中）累積成一大坨斑塊，導致神經細胞死掉、神經網絡傳導功能降低，這就是神經退化疾病產生的原因之一。

不同神經退化疾病中，神經細胞都有蛋白質不正常堆積的情形。資料來源／Christopher A Ross & Michelle A Poirier, Nature Medicine 10, S10 – S17 (2004) 圖說改編／林婷嫻、張語辰

為了神經細胞好，你有理由多睡覺

Maiken Nedergaard 博士的研究室，以老鼠做了一個實驗（註二），在腦膜打進去不同分子大小的染料，觀察染料如何隨著腦脊隨液在腦中流動擴散。紅色的染料分子比較大，綠色的染料分子比較小。他們發現腦脊隨液流動擴散的效果，和「年齡」及「睡眠」息息相關。

年輕的老鼠（左方腦切片）與年老的老鼠（右方腦切片），年老的老鼠腦脊髓液流通擴散的效果差很多。資料來源／Dr. Maiken Nedergaard , The nightlife of the brain (2/11 . 2015; NIH Seminar) 圖說改編／林婷嫻、張語辰

如上圖所示，年輕的老鼠（上方腦切片）腦脊隨液流通效果很好，大分子的紅色染料和小分子的綠色染料遍布腦中混成黃色，大小分子在腦中跑得差不多快。但年老的老鼠（下方腦切片）就不是這樣了，只有小分子的紅色染料透過腦脊隨液傳輸得比較快，大分子的綠色染料還是停在從腦膜打入的位置、沒什麼移動。

無論是老鼠或人類，年紀增長之後腦中的代謝功能都會變差，進而出現神經退化，這是個殘酷的事實。

但先別數著年齡哭泣，大家可以從現在開始好好地睡覺，而且要睡飽。因為在 Dr. Maiken Nedergaard 的實驗中，發現睡覺時神經膠細胞會變小，讓腦脊隨液流通的空隙變大、流速變快，是清理神經網絡中壞蛋白質的最佳時機。

為了讓神經細胞順利清理廢物，每個人都需要好好睡個覺。

以亨丁頓舞蹈症為模型，發展神經退化疾病藥物

了解神經網絡之後，下個目標是藉由神經退化疾病的動物模型，了解哪些機制影響發病，藉以找出用藥的機會。

失智症是老年最常見的神經退化疾病，但病因相當複雜、目前並無完善的動物模型。而「亨丁頓舞蹈症」只有一個基因突變就造成疾病，現階段已經有相當好的動物模型供科學家探討。

陳儀莊與研究團隊從亨丁頓舞蹈症著手研究藥物發展，是由於亨丁頓舞蹈症和其他神經退化疾病有類似的病理機制，例如神經細胞都會有壞蛋白質堆積的狀況、沒辦法正常分解。若有藥物能藉著促進壞蛋白的分解來治療亨丁頓舞蹈症，就能進一步探討同樣的藥物是否也能用於治療漸凍人或失智症等其他神經退化疾病。

人的身體中，所有東西都是雙面刃。

在藥物成功開發前，很多人希望專家可以先告訴自己吃什麼病就會好、吃什麼會糟，但陳儀莊提醒，神經網絡是個相當複雜的系統，每個食物的作用也很複雜，並非一言就能定之。希望大眾可以從認識自己的神經細胞開始，進而了解如何保護神經網絡正常運作。

另外，亨丁頓舞蹈症會透過基因代代遺傳，目前在世界上有些落後地區仍認為罹患此病可能是家族受到妖魔附身或詛咒，這是對於神經退化疾病不夠了解而產生的誤會。其實神經退化疾病並不會危害他人，反而是病人因為無法好好走路、容易跌倒，或是忘了自己有沒有吃過飯，造成自身的危險。在藥物成功開發前我們都能做到的事，是對神經退化疾病更加了解，照顧好自己的神經網絡，也願意為病友及家屬提供協助。

超高速光學顯微鏡，有影片有真相

動體視力對於運動員很重要，而研究移動快速的細胞、病毒、細菌時，為了讓顯微鏡底下的世界看得更快更清楚，中研院原子與分子科學研究所的謝佳龍助研究員，與團隊一起研發每秒可拍五十萬張影像的光學顯微技術，有助科學家在對生物系統造成最小干擾的情況下，直接觀察奈米尺度的活體現象。

謝佳龍團隊集結光電、生物、材料專家，研發過程不斷思考「超高速光學顯微影像技術」應用於跨領域的可能性。圖／張語辰

超高速光學顯微鏡，追求速度與激清

2014 年諾貝爾化學獎，頒發給「超解析螢光顯微鏡」的發明團隊，當科學家得以在奈米尺度看見生命中最小「元件」運作時，例如細胞、病毒、細菌，就能發現傳統顯微技術無法察覺到的生物現象。看見各領域都想辦法為生物科學、醫學盡一份力，改善人類的健康，電機和光電工程背景的謝佳龍受到啟發。

我一直在尋找有什麼光學技術既簡單又可靠，而且影響力還能超越光學領域。

謝佳龍運用光學專業，改良廣泛使用的傳統明場（brightfield）顯微鏡，和團隊一起研發 COBRI 顯微鏡，可觀察奈米尺度單粒子在三度空間的高速運動。

COBRI 顯微鏡的核心概念是採用雷射作為光源，取代傳統的白熾燈，再透過干涉的方法，偵測線性散射（linear scattering）光訊號。當一個粒子的折射率和周圍環境不同時，在光的照射下便會將部分的光散射，運用這個特性就可以量測被觀察的粒子位於何處、又移到動哪裡。

當雷射光通過層層關卡穿透樣品後，會產生 COBRI 訊號和激發螢光訊號，並各自投影到高速 CMOS 相機和 EMCCD 相機。資料來源／Coherent Brightfield Microscopy Provides the Spatiotemporal Resolution To Study Early Stage Viral Infection in Live Cells ；圖說改編／林婷嫻、張語辰

超高速光學顯微鏡全貌：這是謝佳龍團隊大幅優化的第二代版本，並同時紀錄傳統的螢光標籤影像以利比較。圖／張語辰

超高速光學顯微鏡局部：雷射光會先穿過 SM 、AOD 、層層透鏡後，再前往樣本放置台。圖／張語辰

追蹤拍攝單粒子時，「快狠準」是最重要的。謝佳龍團隊不斷改進顯微鏡的時間和空間解析度，一開始只想做到每秒拍幾千張影像，但慢慢地團隊越來越貪心，不斷試著超越極限。

目前實作中以一個 20 奈米直徑的金粒子為例，每秒可超高速拍攝五十萬張影像，並將金粒子的中心位置做到準確度 2 奈米的定位。

「要是我們可以做到……就好了」每次我向團隊說出更難的提議時，大家會崩潰吶喊「怎麼可能！」，但現在回頭看，過去不可能的事都是有可能的。

什麼東西跑得快？就決定觀察你了，病毒！

超高速光學顯微鏡，開啟許多過去無法進行的單分子生物研究。在中研院分子生物研究所的張雯博士的協助與建議下，謝佳龍團隊著手觀測牛痘病毒顆粒著陸在細胞表面上的高速運動。

生物學家們可以透過實驗了解病毒降落在細胞後會「發生什麼」，但無法直接看到「怎麼發生」，不知道病毒在過程中做了哪些奇怪的行為。

一開始，謝佳龍團隊在實驗室等了一整個下午，病毒都沒有掉到要觀測的細胞樣本上，比向月老求姻緣更難預測病毒降落細胞表面的時機。後來團隊成員黃逸帆想到一個方式突破困境，各位觀眾，請見下圖。

黃逸帆將牛痘病毒粒子裝在極細的玻璃管中，並將玻璃管移至細胞樣本上方，就能在局部釋放出病毒粒子，提高病毒接觸到細胞表面的機率。圖／張語辰

謝佳龍團隊透過超高速光學顯微鏡看見：當牛痘病毒粒子附著到細胞膜之後，一秒內便被侷限在幾百奈米的範圍中，並在微秒時間尺度下，做非常高速的橫向擴散運動（擴散係數〜1μm2/s）。影像紀錄的 3D 空間精準度 <3 nm，時間解析度高達每秒 100,000 幀。

超高速光學顯微鏡下，牛痘病毒於細胞表面著陸移動軌跡（擴散係數〜1μm2/s），圖中所有數據皆以 5 kHz 記錄。資料來源／Coherent Brightfield Microscopy Provides the Spatiotemporal Resolution To Study Early Stage Viral Infection in Live Cells ；圖說改編／林婷嫻、張語辰

我們看見病毒掉到細胞膜之後，在細胞膜上非常快速的擴散運動（diffusion），短暫地跟一些區域互動，最後找到一個區域停留，這是在我們觀察之前沒有人知道的。

觀測奈米尺度的活體現象，意義是？

以病毒為例，當病毒要入侵宿主細胞時，它如何遊走、它會不會進入細胞，跟病毒如何辨識細胞表面受體很有關連。雖然傳統分子生物實驗方法可以間接推測其關連性，但超高速光學顯微鏡能為整個過程提供第一手直接證據，有畫面有真相。

另外，超高速光學顯微鏡是在對生物系統造成最小干擾的情況下，直接觀察奈米尺度的活體現象，也能協助科學家檢驗傳統螢光標記的觀測方式，有沒有影響活體樣本原本的行為。

每個人都會有夢想，而對於打造出超高速光學顯微鏡的男人而言，謝佳龍希望能應用清楚看見奈米粒子高速運動的特性，協助找出健康問題的解決方案，例如細菌感染、腸病毒、登革熱病毒、或神經細胞的特定狀況。

儘管距離實現夢想還有一段路要走，但是謝佳龍想了想，很有自信地說：

只要朝對的方向走，再慢也會到達目的地。

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最近每當關於大屯火山的新研究、新發現登上媒體，或是陽明山發生了地震之後，「大屯火山是死是活？」就幾乎是大眾或媒體必備問題之一。但經常問題並不會只有一個，而是一個接著一個，今天我們整理了幾個常見問題，雖不一定能完全說明白，但多少可以幫助大家增加對它的認識。

為什麼現在科學家對大屯火山的判斷「起死回生」？

小油坑噴氣孔。圖／Daniel Guo, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

科學發展是與時俱進的，當新的科技、新的研究方法或是新的理論問世後，依新證據的可靠性不同，可能會微調我們的想法，也可能會顛覆我們的認知。數十年前在地質學上的證據顯示，上一次大屯火山大規模噴發至少是十萬年前，不過近年來更多的火山碎屑定年研究結果顯示，最近一次的噴發時間點可能是六千年前（Belousov et al., 2010），所以就時間經驗的定義上（一萬年內曾經噴發過）就能歸類於「活火山」。

不過，對科學家來說，光有時間經驗的定義還不夠嚴謹，如果有更好的科學證據會更有說服力；而目前更為科學的定義就是火山底下是否有「活躍的岩漿庫」，然而岩漿庫在地底下動輒十幾至數十公里深，真的要確認其存在還真不容易，所以對觀測火山來說，「不知死活」的情況是很常發生的！

回過頭來談談大屯火山，除了前面提到的定年研究之外，近年來大屯火山觀測站和許多科學家都發現，許多活火山的特徵都能在大屯火山的觀測上看到，譬如火山地區特有的地震型態（Lin et al., 2005），或是大油坑、小油坑等地噴氣孔噴出的化學成分的分析結果（Yang and Song, 1999），雖然沒有立即噴發的徵兆，但都是間接支持「大屯火山為活火山」的證據。

所以我們要準備逃離台北了嗎？

那今年初新聞媒體提到「首度證實大屯火山有岩漿庫」是怎麼回事？代表台北下面有顆超級大的不定時炸彈嗎？

喔喔喔先別緊張！我先告訴你結論：

即使地底下「有岩漿庫」，也不代表它即將要噴了！

即使地底下「有岩漿庫」，也不代表它即將要噴了！

就算說這很重要，也不用每次都要講三次了……。

大屯火山觀測站中的即時監測儀器傳回的影像，從左而右分別是大地震量監測、微震監測、地球化學監測，以及即時影像與地磁變化（右邊被裁切處）。

哇咧！那你們科學家告訴我下面有岩漿庫是要我窮緊張嗎？當然不是，就是因為科學上雖然告訴我們大屯活山在分類上較接近活火山，但還是難以確定它是「越來越 high」還是「越來越沒活力」的狀態；也正因為如此，科學家們才極力的要「證明」大屯火山是不是活火山，以及大屯火山有沒有即將要噴發的趨勢。

年初的報導，其實是源自中研院林正洪研究員的研究（Lin, 2016）成果，而這項研究成果幫我們找到了一種可能可以持續監測火山岩漿庫的方式。林老師的方式和醫療上照超音波的原理類似，是透過波經過不同介質時發生波速變化來推測波經過了「有什麼不一樣的東西」，差別在於偵測的是岩漿庫、使用的是天然的地震波。這項研究幫我們「找到了」岩漿庫大致的位置，這樣一來未來就有更好的目標和方向來持續監測。關於此研究詳情，請看阿樹先前寫的這篇文章，還有科普一傳十昨天的直播影片以及馬國鳳教授數月前專訪的，如對此還更有興趣，可以看這個投影片。

所謂新發現大屯火山下的岩漿庫的位置，就是在圖中 Low-V Zone 的地方，是藉由部分通過此區的紅線（地震波）變化求得的，此張投影片截取自此。（？沒有連結）

附帶一提，先不論岩漿庫大小和活動程度，由於目前所知它位在 20 公里深的地方，因此要「噴發」還有某程度的距離，畢竟岩漿要上湧到地表，還有一大段路要走，以目前的科技來說不會什麼都沒觀測注意到就噴發了，與其擔心會發生什麼事，不如給予學者更多鼓勵期待，祈望未來我們更能透徹的了解大屯火山，才能更安心的與之共存啊！

如果大屯火山是活火山，會影響台北的房價嗎？

這不能問我啊（笑）！放眼世界各國，很少有人會來問地球科學家房價問題，舉個例來說，日本的東京、美國的加州都是地震頻繁的地區，過去曾經發生過的強震災害甚至比我們的九二一集集地震還更加慘重，這些地區的開發也未曾因此減少。或許你會想：難道他們（日本人）不怕死嗎？不！反而是非常怕，正因知道地震的可怕、知道地震來時逃無可逃，他們更要了解地震的風險。因此日本設立了「地震調査研究推進本部」，從科學角度評估地震風險，這些資料已公布多年，光是東京附近的直下型地震（規模 7.0 左右）未來 30 年的發生機率高達 70%。這些資料「提醒」著他們，無論是防災規畫、或是籌辦奧運時都會有地震風險需要評估進去。

日本主要活動斷層帶未來發震機率示意圖，截取自地震調查研究推進本部的長期評估報告。

所以，如果國內的科學家，清楚明白的用科學數據告訴我們，住家所在地未來的地震潛勢有多高，或是未來有可能有哪些災害風險要注意，首要第一件事到底是「思考房子的脫手價」還是「假如災害來時該怎麼辦」呢？

至少《震識》的想法是，比起房價，更重要的是人命財產的安危，如果在災害潛勢極高、又難以有預防措施的地方，本就不該住人。但是，大多地方只要有適當的危機意識、適當的防災措施，例如增加建物的耐震度、規畫足夠的災害收容空間與建置完善的救災體系，都能讓我們面對災時有足夠的應變能力，同時也不因對災害的恐懼而影響我們的生活起居，這正是為何許多科學家仍積極從事這些災害風險評估的研究。

最可怕的並不是災害，而是逃避災害的鴕鳥心態！

相關影音連結：

科普一傳十：地球大災問—大屯火山復活了嗎？

關於大屯火山提到的文獻：

Belousov, A. et al. Deposits, character and timing of recent eruptions and gravitational collapses in Tatun Volcanic Group, Northern Taiwan: hazard-related issues. J. Volcanol. Geotherm. Res. 191, 205-221(2010).
Lin, C. H. et al. Preliminary results of seismic monitoring at Tatun volcanic area of northern Taiwan. Terr. Atm. Ocean. Sci. 16, 563-577 (2005).
Lin, C.-H. Evidence for a magma reservoir beneath the Taipei metropolis of Taiwan
from both S-wave shadows and P-wave delays. Sci. Rep. 6, 39500; doi:10.1038/srep39500 (2016).
Yang, T. F. & Song, S. R. 3He/4He ratios of fumaroles and bubbling gases of hot springs in Tatun Volcano Group, North Taiwan. Nuovo Cimento Della SocietaItaliana Di Fisica C22(3-4), 281-286 (1999).

延伸閱讀：

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為什麼需要研究分子和化學？

大氣中存在許多分子，雖然看不見，卻跟人類生存密切相關。例如「過氧化氯」加速臭氧層被破壞、「克里奇中間體」影響酸雨的形成。這類基礎研究的成果雖無法賣錢，但對於理解大自然的力量相當重要。中央研究院原子與分子科學所－林志民研究員，將研究分子和化學當作夢想職業，並創辦《科學家在玩什麼？》體驗營，讓高中生體驗科學之趣味與精髓。

化學是「研究變化」的科學，有趣的點在於連「規則」都要變化。學生在化學時，遇到的最大障礙是化學有很多「例外」，其實不是化學有很多例外，而是它的規則不像物理和數學這麼清楚。理解化學的眉角就是「要在適當的地方，挑選適當的規則」，該如何挑對規則就得靠累積經驗，包含動手做實驗、了解理論、參考別人的研究結果。

研究化學不是只為了寫論文，更重要的是透過實驗，尋找自然現象中未知的答案。圖／Clay Banks @StockSnap.io

我不知道水星什麼時候逆行。其實水星逆行是「地心說」的缺陷，最早的天文學家認為地球是宇宙的中心，所有的星星繞著地球走，這產生的問題就是水星會逆行。後來天文學發展得比較好，按照「日心說」來看，水星就好好地順著太陽繞圈，沒有水星逆行這種事。

反而更該注意「莫非定律」，做實驗前會先設想最壞的狀況。實驗時差點燒起來、差點打翻東西，多多少少都會發生，不生氣是不可能，只能隨時提醒學生「命是自己的」，或是旁邊的人的命……。

林志民給實驗室新成員的提醒信：安全第一！圖／林志民提供

實驗失敗是家常便飯，數失敗的次數沒有意義！重點是搞懂「失敗」的原因：是不是不小心、不了解自然律、或是錯估了什麼。當然最後一定要弄對，才能得到想要的結果，只要最後發表的研究成果正確，就算過程中把東西弄壞，這也是學到經驗的機會。

林：小時候會拿放大鏡，聚焦陽光燒螞蟻。國中買了一個三用電表當玩具，可以量電壓、電流，就把鐵釘和銅釘插到水果裡面，量量看電位差，或是量量看什麼東西導電、什麼不導電。高中除了玩暗房、把相機鏡頭拆開來觀察，還有用一些放大鏡的鏡片組望遠鏡，但因為普通的鏡片色散太大了，月亮看起來是彩色的，不是很好用就棄置一旁。因為從小玩這些玩到大，慢慢累積化學和光學知識，所以長大作研究時就能很直覺地進行。

重要的「問題」經常需要新的「量測」來提供答案或解題的方向，而新的量測往往需要新的「儀器」。1994 – 1998 年讀台大化學博士班時，跟著李遠哲老師一起做交叉分子束研究，當時台灣還沒有這類研究設備，所以就自己動手做了一台交叉分子束儀器。做出來的儀器，靈敏度和數據準確性需要能跟全世界競爭，當儀器按照科學原理設計好、組裝好，可以按造自己的想像運作，很有成就感。

和實驗室成員一起 DIY 打造交叉分子束儀器(左側機器)，是科學家的樂趣。圖／林志民提供

林：「模仿」和「想像」這兩個能力很重要。1992 – 1994 年讀台大化學碩士班時，台灣的研究環境比國外落後，指導老師找了一篇國外的論文對我說：「這裡有一個做『高解析度光電子光譜儀』的新方法，我們要不要來做做看？」那時候電腦還沒有網路、也沒有 www，所以我們就去圖書館翻紙本資料，照著資料想像別人大概怎麼做、儀器可能長什麼樣子，就自己也做了一台來研究零動能光電子光譜，順利地發表碩士班的畢業論文。

小孩所擁有的「模仿力」和「想像力」，就是研究化學的大絕招。圖／Olu Eletu @StockSnap.io

在大學教書發現一個問題，越來越少學生願意投入基礎研究，因為基礎研究跟經濟活動沒有直接相關，說白一點就是研究成果不能賣錢、也很難讓人投資。因此我們趁高中生還沒決定要去當比較有錢景的醫生、工程師之前，先舉辦《科學家在玩什麼？》體驗營或演講，透過動手玩實驗，讓高中生發現科學也是一件好玩的事。

來參加《科學家在玩什麼？》的學生有很多種：有的學生對科學有興趣，有的不知道科學是什麼，有的在學校沒有做實驗的機會，但每次一定都有來趴著睡覺的，不過至少是在科學的環境睡覺，比在家裡睡覺好。最重要的是，學生來《科學家在玩什麼？》可以認識不同科學領域的老師，未來想做實驗就有更多管道和機會。

趙彣、謝郡庭參加《科學家在玩什麼？》體驗營後，加入林志民的實驗室，研究克里奇中間體和水分子的反應，論文登上國際期刊《科學（Science）》圖／林志民提供

另外一件苦惱的事情是，2015 年我在台大教大一的普通化學，但第一次考試發現學生幾乎都沒有寫「單位」，考第二次發現還是有一半的學生沒有寫單位的習慣。但現實中，科學家若忽略單位非常嚴重，據聞之前美國登陸火星時，因為單位換算錯誤，登陸艇就炸掉了。可能因為中學生考試都是選擇題，為了改考卷方便採用畫卡作答，所以會忽略單位，這是現在化學教育比較大的問題。

現代人的生活壓力，和以前打獵求生時代很不一樣。以前我們被獅子追要跑，現在被老闆罵不能跑、要乖乖站好，實驗做不好也不能逃跑、窩在椅子上煩惱，這些違反生物本能。就像《為什麼斑馬不會得胃潰瘍？》這本書所說，遇到難題時最好跑一跑、動一動，運動產生的生物反應有助抵銷壓力，這也是「自然」教我們的生存觀念。

無論是研究化學或各行各業，逃避問題可能沒用，但站起來跑一跑對紓壓很有用。圖／遠流出版社

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本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

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文／賴以威｜師大電機系助理教授、數感實驗室共同創辦人

有一種符合本書主題的二分法：討厭數學的人跟喜歡數學的人。

前者埋怨：

「數學跟現實脫節。」

後者部分同意這話，他們會說：

「數學是獨立於現實世界的另一個世界。」

請帶點魔幻的色彩來想像以下的畫面：你拿起筆在紙上算數學，簡單的 1+1 或微分方程都可以。然後奇妙的事發生了，你的手穿過紙張，整個人往紙裡墜，你進入了數學的另一個世界。

圖／Pixapopz @ Pixabay

不需要畫五芒星的魔法陣（我忍住不跟你聊裡面的黃金比例），不需要任何繁瑣的祭祀儀式，只要一張紙、一支筆跟任何一道數學式子，你就能自由進出數學的世界。

受到工程背景的影響，我在分享數學有趣之處時，常常著眼在數學世界與現實世界的連結。現實世界有 500 元鈔票， 500 大卡的手搖飲料，還有台灣搖滾天王伍佰。但從數學世界裡看，他們都是變成了純粹的數字 500。我是個虔誠的信徒，常去廟裡拜拜擲筊，一方面在現實世界裡乞求天神保佑，一方面在數學世界裡和機率之神祈禱。兩個世界之間往返，你很容易看到許多有趣的現象，複雜的問題脫下外皮，被解構成一條條式子；全然不相關的幾件事，在數學世界裡都是一個模樣，這樣的視角媲美從《巡者系列》的幽界裡窺視人界 [註]。

擲茭問事和計算機率有時候只是同一件事情在不同世界裡的體現而已。圖／行天宮官網

班傑明教授在本書中提供了另一個角度，他直接讓我們探索「數學世界本身的趣味」，不需要來來回回，光是只有數字與幾何圖形的數學世界就夠我們玩得不亦樂乎，讚嘆連連了。請繼續想像，你在數學世界跟團旅行，來到著名景點歐拉公式，導遊難掩興奮之情地說：

「e、i、π、0、1，五個重要又看似毫無關係的數字，竟然被巧妙地整合在一起！」

覺得不夠神奇嗎？可能是符號帶來的隔閡，讓我們換成近似的數字－－

〖(2.72)〗^(√(-1)×3.14)+1≈0

這樣或許更有感覺吧。無窮無盡的數字大海中找出來的兩個無理數字，搭配根號 -1 這個被國中小數學課本禁止的虛數，組合起來再 +1 竟然很趨近於0。這是數學世界的大峽谷，展現數學大自然的神功鬼斧。

數學世界裡的歐拉公式，就如同現實世界裡的大峽谷，都是大自然的鬼斧神工之作。圖／KeYang @ Pixabay

讚嘆完大峽谷之美，我們都會想去告示牌或上網查查它的成因。理當來說你也會想了解歐拉公式背後的原因。導遊風趣地講解，不時穿插其他有趣的知識。你注意到他胸口的名牌：亞瑟．班傑明。

書名《數學魔術之道》把兩個我很喜歡的名詞放在一起。小時候我曾摸著牆壁，百思不得其解為什麼有人可以穿越比這道牆厚上好幾倍的萬里長城，把人身體切一半又復原。雖然當下沒聯想到，但多年後回想，這樣的困擾其實跟面對一道數學難題很相似：盯著一個奇形怪狀的幾何圖形，我覺得不可能算出它的面積，但同時我又清楚知道，下一頁翻過來就是印好的解答。

魔術是很精密的機制，能欺騙人類的直覺。數學同樣很精密，它的本意是補充人類的直覺（有些人可能會說「是為了打擊人的信心」，但我想那是「數學考試」，而不是「數學」本身），讓我們能精準地達成某些事情，簡化某些過程。了解到這點後，你會發現數學跟魔術之間有驚人的相似之處，換個角度，數學就能從惱人的題目變成有趣的魔術。國內也有幾位優秀的數學魔術師：吳如皓、莊惟棟、林壽福幾位老師，都擅長結合數學與魔術，有機會一定要看看他們的表演。班傑明教授更是箇中翹楚，他曾在 TED 上表演過幾個數學魔術，這回他將數學魔術的訣竅放在書裡。魔術很有趣，背後的原理更有價值。

比方說，有一兩個魔術是速算，比起掌握速算技巧，更重要的是了解「為什麼這些技巧有用」，進而思考「該怎麼設計這樣的技巧」。我和我的團隊老師常舉辦給國小學生的「數學實驗課」，裡面恰好也有介紹速算。我們讓小朋友比賽，一些人心算，一些人按計算機，看誰算得快。小朋友覺得很無聊，比賽彷彿不需要開始就知道勝負。

2+2+2+2+2

1+2+3+7+8+9

題目一打出來，心算的小朋友開心得不得了，一秒內就大喊出答案，按計算機的小朋友很鬱悶，他們也知道答案，偏偏被要求得按下每個數字、符號，怎麼都跟不上心算的速度。

一樣的數字相加，可以用乘法

找到和為 10 的兩組數字

這是深植在每個人心中的速算訣竅，或是用另一個詞來說——規律。比起一個個數字相加，運用題目裡數字的這兩個規律，就能大幅縮短計算時間。數學的本質是發掘規律，化繁為簡。班傑明教授舉了一個很精彩的例子，只要告訴他一個日期（年月日），他就能立刻回答你是星期幾。這只是我們題目的進階再進階版，背後的原理都是一樣，找出規律。

能洞察規律的人，便能得到他人無法得到的資訊，以更快的方式得到資訊，或是，成為一位數學魔術師。這才是數學的真正意義。

註：《巡者系列》是俄國經典魔幻小說，幽界是指超凡人才能進入的，與現實世界平行並存的空間。

本文摘自《數學大觀念：從數字到微積分，全面理解數學的 12 大觀念》，貓頭鷹出版。

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1. 獨立的科學風險評估機構：

2. 和利害關係人溝通：

3. 民眾想要的是什麼資訊？

4. 資訊公開和事後檢討：

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參考文獻

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什麼是「品種」？「種」、「品種」和「亞種」怎麼分辨？

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育種的風險：人擇，要謹慎、要拒絕貪心的誘惑。

後記

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為什麼強震警報幾乎對小市派不上用場？

有沒有注意到文中「未來發生的地震機率」呢？那是什麼？

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30 年長大一個人類，卻滅絕很多物種

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