科學月刊姊妹刊物
全
方
SciTech Reports
創刊於1982年
位
視
野
．
科
技
人
關
懷
1
每月15號出刊
科技報導 450 S c i Te c h
Reports
2019.6月號
scitechreports.blogspot.tw
2019臺灣地球科學聯合學術研討會 從災害中學習、建立永續- 5 5G通訊技術未來願景- 8 有洞，只能靠補丁？ 物聯網的漏洞問題與管理- 9 行萬里路－全球最大地球科學研討會百年慶典與會札記- 12 基因編輯技術CRISPR的應用 在倫理道德上有何挑戰？- 16 從108年學測試題談思考與提問的教學- 20 大腦神經再生陷論戰－狼煙再起- 22
太陽大氣層內電漿解密 人類可望製造更乾淨的能源 【本刊訊】愛爾蘭與法國科學家日前於
切合作下，該研究將超大電波望遠鏡（large
《自然通訊》（Nature Communications）發
radio telescopes）與美國太空總署（NASA）
布研究，不僅成功發展新的觀測技術，透
的太陽動力觀測飛船（Solar Dynamics
過對太陽的遙測來了解電漿，其後續研究
Observatory spacecraft）技術結合，將太
成果亦可望能製造更安全、乾淨的能源。
陽上電漿所發射的無線電光成像，使電漿
人類日常生活中所接觸的物質不外乎
的活動更為一目了然。研究主要合作者之
固、液、氣三態，然而世界上仍存在第四
一維爾梅（Nicole Vilmer）表示，巴黎天
態「電漿」，其為高度不穩定的帶電物
文台自1950年代便開始觀察太陽發射的電
質，宇宙的大部分，包含太陽，都是由它
波，透過與歐洲其它無線電天文研究單位
所組成的。儘管電漿聽來無所不在，人們
合作，才能有如此研究成果。
對它的了解並不多，且由於地球普遍缺乏 該物質，使得相關研究變得更加困難。
透過該研究，科學家不僅能研究太陽
科學月刊6月號【拉開元素週期帷幕】上市！ 當期介紹請見24版
大氣層電漿為何這麼不穩定，也能與地 球上的電漿相互比較，將其觀察所得知
《科技報導》稿約
識作為改進核融合反應爐的參考，並製 造更安全、乾淨且有效率的「磁局限融
對科技（含醫療）政策、教育、產業相關的時
reactors）」。
事發表評論或提供專業意見。竭誠歡迎關心
一步解釋，核融合為一種核能生成的方 式，其可將電漿內的原子融合在一起，與 核分裂完全不一樣，不僅更具安全性，也
愛爾蘭三一學院（Trinity College）與
不需使用高放射性的燃料。然而，當電漿
都柏林高等研究學院（Dublin Institute of
核融合開始產生能量，某些自然過程會停
Advanced Studies, DIAS）博士後研究員卡
止這個反應，雖說這是一種變相的「買保
雷（Eoin Carley）指出，太陽的大氣層可
險」，但產能的過程並不穩定。因此，若
說是極端活動的溫床，此處電漿不僅溫度
能研究出太陽大氣層電漿的不穩定因素，
超過攝氏1百萬度，其粒子運動速度也逼
便有機會找到在地球上控制它的辦法。
近光速，因此科學家必須用大型電波望遠
新聞來源
鏡，才能準確觀察電漿的行為。
Eoin Carley et al., Loss-cone instability modulation due to a magnetohydrodynamic sausage mode oscillation in the solar corona, Nature Communications, 2019.
與巴黎天文台（Paris Observatory）的密
學界、政策、產 業訊息外，並有學者專家針
合反應器（magnetic confinement fusion
DIAS教授葛拉佛（Peter Gallagher）進
（NASA/GSFC/Solar Dynamics Observatory）
本刊為科技新聞刊物，除了提供當月重要的
臺灣科技發展的您，就上述方向踴躍投稿。 寫作時請依照稿約： 一、 避免學術專業論文寫作格式。 二、 字數盡量在 2000至 5000 字內，可附相 關圖或表至多5張。
三、 請遵守著作權法，如有著作權爭議（包 括圖片），由作者自行負責。一經投稿， 即視同授權刊載。 四、 稿件刊出後將致贈當期刊物一本及薄酬 （稿酬將於刊出當月月底寄發，由第一 作者代表簽收）。 稿件請寄至 scimonth@gmail.com，註明
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中華民國一○八年六月十五日
產官學研
科技報導
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漸凍症發病機轉新發現 人類可望開發「解凍」標靶藥物 【本刊訊】中央研究院分子生物研究
演關鍵角色，陳俊安採用多種生物模式系
物與基因治療研發，倘若能成功應用於人
所副研究員陳俊安與研究團隊日前實驗發
統做病理驗證，包括小雞胚胎、漸凍症小
體，便能為漸凍症患者帶來一絲曙光。
現，一種名為mir-17~92的微型核糖核酸
鼠（和其幹細胞分化的運動神經元）、漸
（microRNA）於正常四肢運動神經元裡表
凍症患者的誘導性多功能幹細胞所衍生的
現量極高，然而在肌萎縮性脊髓側索硬化
運動神經元等；而在觀察mir-17~92的作用
症（amyotrophic lateral sclerosis, ALS）小鼠
與表現後，均得到一致的結果。
發病前卻顯著減少，進而找到預測該症的
這是全球首次發現可作為預測漸凍症
發病跡象，並可望延伸相關的治療策略研
發病的生物標記，而該實驗結果也已申請
究刊登於近期的《細胞：幹細胞》（Cell Stem Cell）期刊。 肌萎縮性脊髓側索硬化症， 俗稱漸凍症，是一種運動神 經元退化導致的疾病，從控制 四肢的運動神經元開始發病。 漸凍症患者初期多因感到手腳 無力而就醫，然而此時體內的 運動神經元已出現問題並迅速 退化，多數會在短期內喪失肢 體功能，並死於呼吸衰竭。此 外，漸凍症患者發病後的平均 壽命僅約2~5年，且目前近9成 患者的致病原因仍然不明，破 解其病理機轉極其關鍵。 根據先前的基礎研究成果， 陳俊安與團隊總算找到漸凍 症致病機轉。過程中，他們發 現小鼠胚胎裡的mir-17~92大 量表現於中樞神經系統裡控制 四肢肌肉的運動神經元中， 使得會導致細胞退化死亡的 「PTEN蛋白質」表現量受到 抑制，進而保護運動神經元存 活，避免該神經細胞凋零。 研究發現，當小鼠胚胎的運 動神經元失去mir-17~92時， PTEN的表現量無法受到抑 制，最終使其進入細胞核裡， 造成神經元死亡。當團隊提高 小鼠體內的mir-17~92表現量 時，發現其癱瘓的時間會得到 延緩且運動能力增加。 為驗證mir-17~92是否也在 漸凍症的運動神經元退化上扮
專利，未來將有助於治療漸凍症的標靶藥
新聞來源
（Pixabay）
〈「解凍」新突破！ 微型核糖核酸可評估「漸凍症」發病 風險 有潛力作為新治療藥物」〉，中央研究院， 2019年6 月4日。
中華民國一○八年六月十五日
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搜尋消失的馬航班機 全新數學模型嶄露曙光 【本刊訊】2014年，馬來西亞航空MH370
夫鏈模型可依當前的研究狀態，將複雜的
班機於印度洋失事，時至今日仍尚未確認
系統行為，利用每種可能結果的機率進行
研究人員表示，目前最大的問題在於，
墜毀的地點，該起失蹤案在航空界被視為
預測。這種方式已廣泛應用於模擬金融市
現階段所發現的飛機碎片非常少，將可能
最大的謎團之一。相關搜救單位不斷尋找
場及Google搜尋引擎的演算法等。
導致模擬程序出現錯誤，而印度洋區域的
該班機下落，迄今為止，搜救行動已花費 高達1.5億美元，但依舊一無所獲。不過近 日由美國物理聯合會（American Institute of Physics）發表於《混沌》（Chaos）的研 究顯示，一款藉由將衛星資訊與全新數學 模型相結合的運算機制，或許能為這起無 解的失蹤懸案帶來一絲希望。 研究團隊開發一種全新的數 學方法，以分析碎片如何在海 洋周圍移動，進而找出潛在的 失事地點。透過馬可夫鏈模型 （Markov chain models）的使 用，目前已縮小部分的搜索區 域範圍。研究人員表示，馬可
創刊於公元1982年1月 中華郵政北台字第1461號 執照登記為雜誌交寄 行政院新聞局登記局版台誌字第3034號 訂 閱：全年12 期1000元 劃 撥：0018482-3 科學月刊社 主 辦：台北市科學出版事業基金會 出 版 者：科技報導雜誌社 發 行 人：張之傑 執行總監：趙軒翎 總 編 輯：林翰佐 副總編輯：陳妙嫻 趙軒翎 蔡政修 編輯委員：王文竹 王伯昌 曲建仲 江建勳 李武炎 李志昌 李精益 林秀玉 林宮玄 黃正球 黃相輔 周鑑恆 邱韻如 金升光 金必耀 門立中 紀延平 范賢娟 倪簡白 高啟明 高憲章 張大釗 張敏娟 陳彥榮 陳鎮東 景鴻鑫 曾耀寰 程一駿 程樹德 單維彰 楊正澤 葉李華 廖達珊 管永恕 劉宗平 鄭宇君 鄭運鴻 蔡兆陽 蔡孟利 蔡振家 蘇逸平 韓德生 嚴如玉 嚴宏洋 主 編：郭家銘 編 輯：謝育哲 美 編：黃琳琇 業務經理：李金穗 業務助理：廖本翔 社 址：台北市羅斯福路三段77號7樓 電 話：(02)2363-4910 傳 真：(02)2363-5999 E - m a i l： scimonth @ gmail.com 印 刷：赫偉有限公司 《本刊長期徵稿，請見頭版稿約》
的路徑及位置。
團隊目前利用全球漂流計畫（Global
季風變化也是重要的考量因素之一。研究
Drifters Program）的數據，透過衛星跟
團隊表示，後續將在海洋各區域部屬更多
蹤球型浮標，隨著時間的推移，並根據
的追蹤設施，以提供更多的數據解決類似
海上洋流與風浪等資訊找出相關路徑。 馬可夫鏈模型讓研究團隊可將這些浮標 標記在一個具有3000多個虛擬方塊的網 格上，以模擬飛機殘骸與碎片可能漂流
的棘手問題。 新聞來源
P. Miron et al., Markov-chain-inspired search for MH370, Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, 2019.
中華民國一○八年六月十五日
產官學研
科技報導
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鋰電池電極新設計 效能佳輕量又環保 【本刊訊】在日常生活中，近年來不論是
更高。而當前團隊致力於開發具有高能量
計更安全，能量輸出也較大，仍舊必須面
智慧型手機等3C產品，甚至是逐漸流行的
密度及穩定性的新電池，除了要解決電池
臨許多的挑戰。簡單來說，當電池在充放
電動汽機車，都脫離不了鋰電池的使用；
系統的能源輸出之外，研究人員同時也在
電時，硫會產生電極化合物，溶解於電解
更多科技產品的推陳出新，意味著對鋰電
尋找耐久性較佳的材料設計。為了研發出
液中，並且擴散至整個電池內部，引起不
池日漸提升的需求。許多研究單位都在努
可提供較高能量的陰極材料，研究團隊選
良的反應。而目前研究團隊的目標，則是
力研發效能更強的電池設計，其中，又有
擇使用硫作為原料。研究人員表示，這是
將試圖將其中的硫原子及有機材料連接並
許多科學家致力於設計全新的電池陰極。
因為硫是一種安全且地球上含量相當豐富
製造出陰極材料，以穩定電池內部的硫。
的元素之一。
如果後續研究成功，鋰電池的設計將能獲
日前，由美國能源部（U.S. Department of Energy）的布魯克黑文國家實驗室
因為硫可以形成許多化學鍵，當化學
（Brookhaven National Laboratory）團隊發
鍵數量越多，代表原子或分子間的結合
表於《先進能源材料》（Advanced Energy
力越強，因此硫製電極所擁有的能量越
Materials）的研究顯示，其為鋰電池設
高。另外，硫也較傳統材料更為輕盈，
計出全新的有機陰極材料。該材料以硫
當利用硫作為電池時，對電動車重量也
（sulfur）作為核心，並比過往使用的陰極
有一定的減輕，在驅動車輛方面可帶來
傳統材料擁有更高的能量密度，極具經濟
更有效的能量輸出。研究團隊表示，在
效益的同時，也兼顧環保議題。
設計該電池時，選用這種只由碳、氫、
研究人員表示，目前商用鋰電池常用於 小型電子產品中，然而，對於需要長距離 行駛的車輛而言，該電池的能量密度需求
硫及氧組成的有機硫化物，較傳統重金 屬製的鋰電池更環保。 但研究人員表示，即使此硫製鋰電池設
得更大的進展，對於日後3C等電子產品設 備的使用將更有效率。
（Pixabay） 新聞來源
Zulipiya Shadike et al., Synthesis and Characterization of a Molecularly Designed High‐Performance Organodisulfide as Cathode Material for Lithium Batteries, Advanced Energy Materials, 2019.
不只大腦有時鐘－ 生物體其他器官亦有晝夜節律？ 【本刊訊】熬夜對肝不好，這些肝都
時並沒有相關的測試方法。美國加州大學
在準備好消化食物的同時，肝臟也能將葡
知道，然而，它們能對身體做出什麼調
爾灣分校（University of California, Irvine,
萄糖轉化為能量。UCI表觀遺傳與代謝研
整？近日，《細胞》（Cell）期刊一篇報
UCI）與西班牙生物醫學研究所（Institute
究中心主任沙松－寇席（Paolo Sassone-
告，顯示，肝臟可能有獨立的晝夜節律
for Research in Biomedicine in Barcelona）
Corsi）驚訝表示，此前大家並不曉得肝臟
（circadian rhythms）它能感應光照，並在
日前展開合作，培育出全身組織缺乏
竟會受光照影響。
生物體熬夜「爆肝」時提出警訊，讓能多
Bmal1的小鼠，並造成牠失去生理時鐘
肝臟為何能偵測光線變化，目前並不
正視自己的健康狀況。
（internal clocks）調控，晝夜節律紊亂。
清楚，有可能接收到來自其他器官所發出
晝夜節律是生物體用來控制每日生理
然後再分別恢復牠肝臟、皮膚等器官中的
的訊號。然而，當小鼠經常性地處於黑暗
狀態的方式，從細胞層次來說，其調節
Bmal1蛋白表現，了解這些器官是否能獨
環境時，肝臟的生理時鐘便會停止運作。
立基於Bmal1蛋白依賴性轉錄震盪網路
立控制晝夜節律。
未來，研究團隊將分階段研究不同器官在
（Bmal1-dependent transcriptional oscillator
結果顯示，雖然小鼠的生理時鐘系
生理時鐘上如何相互溝通。沙松－寇席
network）的自主維持上。然而，不同組織
統失能，但牠們位於肝臟內的時鐘仍能
表示，如此便能針對晝夜節律（circadian
之間如何達成節律同步（synchronize），
被活化，亦出現如NAD+補救合成途徑
rhythms）、衰老過程與整體健康的代謝途
以及其是否呼應環境訊息等問題，目前仍
（salvage pathway）及糖原轉換（glycogen
徑進行破譯與控制，應用潛力相當大。
沒有答案。
turnover）等現象，展現獨特的晝夜節律。
過去研究推測，生物體內各種生理時
儘管身體裡所有時鐘都被關閉，包含中
鐘能在下丘腦（hypothalamus）的中央時
央時鐘，肝臟仍能感應外界的光照，並做
鐘（central clock）外獨立運作，然而當
出反應，以維持或發揮關鍵功能，例如：
新聞來源
Kevin B. Koronowski et al., Defining the Independence of the Liver Circadian Clock, Cell, 2019.
中華民國一○八年六月十五日
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2019臺灣地球科學聯合學術研討會 從災害中學習、建立永續 李依庭
《科學月刊》主編。
近幾十年以來，因著工業革命後人類的 快速開發，加上科技的進步與世界經濟的 發展之下，使得地球人口數的逐年快速攀 升，加劇地球的資源快速流失和自然腹地 的大量消失。不僅如此，人類的活動所造 成地球氣候的改變，更對環境帶來深遠影 響，也造成許多災害的發生。 而臺灣，由於位於歐亞與太平洋兩大板 塊的交界地帶，且居亞洲季風系統的中央 位置，因此面臨相當大的自然災害風險。 過去，極端高溫、颱風和地震等已經造成 許多人民死傷與社會經濟的損失，加上近 年人口快速成長與大規模的土地開發更使 自然的緩衝空間逐年縮減，地狹人稠的環 境也為人類、生物的生存帶來嚴峻挑戰。 自然災害對人類帶來的影響不只如此， 人為過度排放溫室氣體對地球產生的化學
圖一：由國家太空中心、中央大學等單位於科普區展示的科研成果。（李依庭攝影）
臺灣地球科學聯合學術研討會
日在臺北世貿南港展覽館舉行。
效應也反撲到人類自身，氣候變遷更是加
有鑑於此，中華民國地球科學學會串
這次研討會以「科研跨域環境保育、智
劇天然災害的主因，造成各種災害接踵而
連全國地質、地球物理、地理、測地、大
慧防災永續世代」為會議主軸，深入探討
至，災害風險也逐年提升，導致在經濟
氣、海洋和太空等地球科學相關領域的
「災害學習整合分享」、「跨國觀測技術
和環境上的損失與破壞日益嚴重。因此現
學會、系所、研究機構與政府部門，聯
合作」、「科研跨域決策支援」及「環境
今，全世界無不朝防災策略和地球永續等
合舉辦為期3年一次的「2019臺灣地球科
保育防災永續」等科學議題，探討臺灣對
方向努力，期望減少人民生命財產的損失
學聯合學術研討會（Taiwan Geosciences
於土地規劃、災害管理與環境變遷等議題
之餘，也能減緩人類活動對環境的影響。
Assembly, TGA）」，於上（5）月14~17
方針，以達到永續經營和使用的目標。
中華民國一○八年六月十五日
科技產業
科技報導
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而在此會議中更有多達14個地球科學 相關論壇，包含地理、地質、大氣科學、 天氣分析與預報、科學衛星、地球觀測、 探空火箭和地球永續等，上至天文、下至 地質，全面性的涵蓋地球科學領域所有範 疇。在3天的會議中，不只是各論壇有許 多深入淺出的演講，在5樓展場中間也有 一壁報展示空間，裡面集結國內、外的大 專院校學生所研究的成果發表。
不可忽視的地質年代 玻璃、塑膠和人造金屬等物質，是人類 生活在這片土地後刻畫出的軌跡，更是人 類活動與行為在短時間的時空尺度對地球 系統造成巨大且深遠的影響。因此，近十 年來，有越來越多科學家認為且相信現今 人類已經進入一個新的地質年代──人類 世（Anthropcene）。 所以，臺灣大學永續地球尖端科學研
圖二：2019 臺灣地球科學聯合學術研討會 4 大主題。（李依庭攝影）
究中心也在這次研討會上，舉辦第一屆的 「泛太平洋人類世研討會」。會議中不只 研究臺灣人類活動對地球的影響，更吸引
與數據讓各國政府重視這項議題並喚起社 會良知期望，為人們所生存的地球發聲。
影響，並在未來應如何因應以減少對地球 地質、環境的傷害。
此外，吳逸民更舉出實例，例如在臺 灣，因為豪大雨所累積的雨量，在與土石
許多國外學者參與，透過演講與交流，共 同討論各種人類活動對地質型態和環境的
失降至最低。
防災與保護 此外，今（2019）年也適逢八七水災60 週年、921地震20週年與莫拉克颱風10週
流、山崩的作用後堵塞河谷或河床所形成 的堰塞湖，可能對下游地區造成的傷害。 不過在科學家們的努力下，投入大量的研
在開幕記者會上，籌備泛太平洋人類世
年，臺灣大學地質科學系吳逸民教授在記
發將各種防災科研結合，透過整合性跨領
研討會的臺灣大學地質科學系教授沈川洲
者會上也以這些事件為借鏡，災害除了警
域防災技術，應用資通訊科技建立快速資
表示，這次的研討會的發起，是因為各領
惕人們之外，更不可忽視防災的重要性。
料傳輸機制及建置災害資訊網路等以輔助
域科學家們觀察到空氣汙染、暖化和氣候
他也提出臺灣現今的地震預警系統的技
災害管理，讓現今的防災技術已能提供預
變遷等現象。所以，希望能透過科學研究
術，能進一步保護人們、將災害帶來的損
警，達到對社會減災、保護人民的目的。
中華民國一○八年六月十五日
科技產業
圖三：泛太平洋人類世研討會籌備委員的沈川洲教授。（李依庭攝影）
SciTech Reports
圖四：地質學會理事長吳逸民教授。（李依庭攝影）
科普教育的推廣 除了專業領域的科學會議之外，國家實驗研究院國家太空中心、 國家災害防救科技中心、小球大世界（Science On a Sphere, SOS）、 中華民國太空科學學會和臺灣師範大學地球科學系等單位也在5樓的 科普區域舉辦科普展示。透過衛星七號模型的展示，讓一般民眾認 識臺灣太空方面的科研進展；利用講座和闖關遊戲等方式，各民眾 了解氣候變遷、災害風險對生活造成的影響；地球觀測資源整合系 統、生物多樣性觀測網、氣候變遷推估資訊與調適知識等平台的建 立，更期望增進民眾的基礎知識，並提供學術界進行各項研究。 不僅如此，籌組這次會議的總幹事，也是臺灣大學大氣科學系教 授的林博雄表示，這次活動也利用媒體直播，希望透過拋磚引玉的 方式丟出幾項議題或問題與線上朋友進行互動，讓大家能利用此方 式輕鬆學習。一方面是希望這些議題不只是參與研討會的學者或科 學家關心，而是能跨出同溫層與民眾連結，讓更多人認知現今自身 所處的環境、氣候與地質，並向社會大眾分享保育、防災等技術的 成果。
結語 因為人類的開發與活動使環境產生各種變化，是人們在往後發展 經濟的同時，也不可忽視的議題。而身為始作俑者的人類，更應該 對已為地球帶來的影響負起保護的責任。因此，3年舉行一次的臺 灣地球科學聯合學術研討會，除了探討現存的環境議題、災害防治 外，更期望藉由各學會在會議上的發表，整合並發展出一套能夠保 護環境的條件，以既能滿足現代人的需求，又不損害後人權益的發 展模式為前提，讓地球生生不息、永續發展。
圖五：臺灣地球科學聯合學術研討會總幹事林博雄教授。（李依庭攝影）
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科技產業
中華民國一○八年六月十五日
科技報導
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5G通訊技術的未來願景 謝育哲
（2019 Computex論壇特別報導）
本刊編輯。
Computex於今（2019）年5月底登場，
讀取資料的延遲減少、降低成本、節省能
年就已讓4G成為現實。當時的高通只有少
本次活動將點著重於未來科技產業，諸
源、提高使用裝置容量及各裝置連接。卡
數幾間合作公司，而現在則有超過20間的
如人工智慧與物聯網（AI & IoT）、5G
圖季恩表示，5G網路的設計，是為了下
合作公司，這代表5G的成長速度遠大於4G
（5th generation mobile networks）、區塊鏈
個10年面對各種網路裝置需求的提升及連
通訊時代。
（Blockchain）、創新與新創（Innovations
結。舉例而言，正所謂時間就是金錢，為
& Startups）及電競與延展實境（Gaming
了節省時間，提升未來裝置使用的網路寬
& XR）等5大主題，而本次的Computex論
頻勢在必行，當網路頻寬擴大，伴隨的是
壇也請來多位業界人士進行對談。其中5G
更多的使用彈性及傳輸速度，同時也能減
主題，邀請到高通公司（Qualcomm）資深
緩過去網路所面臨的延遲問題。
副總裁暨行動業務總經理卡圖季恩（Alex Katouzian）來講述5G的出現，以及其如何 改變現代人的生活。
卡圖季恩提到，過去高通的5G研發始於 1990年代，而高通基於3G、4G及WiFi發 展的領導地位，致力於5G的發展及商業化 運作。就在3、4年前，高通於加速5G的研 發上有重大貢獻，同時在業界擁有領先地 位。其中的成就包括首次的電話通訊、測 試與連結等。
目前的5G進展 極大的進展。同時與其他不同公司合作， 跨足基礎設施的建設供應商、無線運輸商 等，並持續製造與測試所有相關的5G系 統。此外，高通也在此時發布手機用的毫 米級電波天線，並與其他代工廠進行5G 手機的研發。卡圖季恩表示，業界已不再 探討5G何時會發生，事實上，5G是現在 進行式。在全球各地，如美國、歐盟、南 韓、中國及澳大利亞都已設置5G的基礎設 施，而預計在2020年，臺灣也將邁入5G的
新世代資訊連結方式
卡圖季恩認為，今年將會是5G重要的 一年，後續5G的足跡將遍布車用裝置與物 聯網。5G將能讓各行動裝置擁有更強大的 功能，與快速的雲端系統進行連結，並擁
去（2018）年，高通在5G的研發上獲得
高通的5G緣起
5G裝置的未來
時代。
5G是一由種4G所延伸的最新行動通訊
與過去4G的發展相同，當時人們普遍認
技術，其特色為擁有高資料的傳輸速度、
為4G在2012年才會實現，但高通早在2011
有強大的運算。舉例來說，觀看串流影片 能獲得4K的高畫質與360度環繞畫面。另 外，對於手機使用者，應用程式使用與下 載，其速度更是4G的10倍之多；個人電腦 使用方面，5G的應用將能減少能量輸出， 並同時提升運算效率，縮小電腦的體積、 減少散熱風扇、延長電池使用時間等，在 使用之餘不用再擔心電池電量的消耗、資 料讀取速度與硬體的散熱問題。 這一切看似科幻的情節，事實上是正一 步步地實現。未來，當5G實際進入到日常 生活當中，資訊的傳播將更加方便。而利 用5G將生活所需使用的裝置進行串聯，人 們將步入一個美好的便利時代。
中華民國一○八年六月十五日
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有洞，只能靠補丁？ 物聯網的漏洞問題與管理 郭家銘
（2019 Computex論壇特別報導）
本刊編輯。
趨勢科技（Trend Micro）威脅和漏洞研 究中心副總裁吉卜森（Mike Gibson）， 目前專攻威脅的發現、分析與漏洞揭露 （vulnerability disclosure），擁有超過15年 的資訊安全相關（包括漏洞、威脅研究、 安全運營、安全評估和測試等）經驗，近 日於2019 Computex論壇為物聯網（IoT） 的漏洞管理進行演說。 由於工作的關係，吉卜森周遊世界各 地，在與許多相關組織討論資訊安全的 議題的時候，許多人曾問他：「作為一個 威脅與漏洞專家，哪些事情一直困擾著 你？」而他的答案，就是物聯網的安全上 挑戰，特別是以下3件事： 圖一：吉補森先生出席 2019 Computex 論壇，分享全球物聯網環境的漏洞管理。（郭家銘攝影）
1.新的漏洞被發現後，也能夠在連接 裝置（connected devices）中識 別出來。 2.安全研究需與供應商（vendor）維 持某些關係，除了披露該漏洞，也 要能與他們分享這些漏洞的細節， 好讓他們能夠尋求解決辦法。
那次活動辦在溫哥華，當時有兩位研究
之後，資安人員會進入該供應商的回報
人員成功開拓特斯拉內部運行的瀏覽器，
窗口（response window），期間大約會花
從而帶走活動獎金與汽車獎勵。提起這段
120天與他們來回溝通。在清楚漏洞進出
往事，吉卜森笑稱，既然他們都有了特斯
的來龍去脈後，他們便得為此提出某些補
拉的車，當然就不會只是拿來兜風而已，
救策略。既然有洞，就得把它補起來，因
還能做更多安全研究！
此他們會利用補丁（patch）解決這個問 題；然而在某些情況下，由於系統過於傳
3.漏洞的修復程序（remediation） 需能修復或圍繞著能夠解決該漏洞
從漏洞的生命週期
的策略。
看系統安全的處理
統或問題太過複雜，導致無法產生相對應 的補丁。 假使今天他們成功修補漏洞，公眾便會
連特斯拉都如此在意漏洞安全，顯然這
意識到：「啊！系統出現漏洞了！」此時
事非同小可。漏洞是系統中的一個弱點，
研究者就能公開談論關於這個漏洞的一切
曾與趨勢科技合作過的汽車公司特斯
它的出現會使系統安全策略被凌駕其上。
細節，而客戶理論上也會在這個時間點使
拉（Tesla），對安全的考量早在幾年前
然而，漏洞的生命週期究竟長什麼樣子？
用修補程序或補丁。如同絕大多數使用者
就相當具有前瞻性，其在過去已有相當
人們如何接收漏洞的資訊？
的經驗：反正，無論這些東西怎麼來的，
連特斯拉都緊張的漏洞安全
不錯的漏洞回報獎勵計畫（Bug Bounty
要洞悉漏洞的生命週期，可以從發現漏
Program），鼓勵大眾對該公司的車子進
洞的那一天開始看起。已知一個漏洞出現
行研究，找到可能存在安全缺陷的地方，
在系統當中，它可能是被資訊安全研究人
然而他們仍在趨勢科技每兩年舉辦1次的
員辨識出來的，也可能是使用者偶然在系
世界駭客競賽Pwn2Own上與趨勢科技取
統裡發現的。某段日子裡，該情況似乎更
得聯繫。該活動是由趨勢科技零時差倡議
頻繁發生，即便現在問題看似慢慢消失，
（zero day initiative）團隊主導的年度盛
但也許仍有其他人在利用這個有漏洞的系
吉卜森引用美國MITRE公司的「通用漏
會，每次活動都會建立一個目標列表，鼓
統。理想的狀態裡，供應商會在事發後被
洞與披露（Common Vulnerabilities and
勵眾研究者針對列表上的目標進行研究，
告知系統異常，而此時他們也會注意到該
Exposures, CVE）統計表」，其顯示每年
並展示其處理漏洞的能力。
系統可能存在漏洞，必須對此採取行動。
得到的漏洞回報數量。透過該圖表發現，
供應商給的東西，用就對了。然而，漏洞 被發現的那一刻，人們還能做些什麼？
發現新漏洞， 可以帶來什麼訊息？
科技產業
中華民國一○八年六月十五日
科技報導
10
2017與2018年的數值相當突出，吉卜森認
出現安全上的疑慮，情況可能就會不太
加拿大北安大略省一家製造商的案例。當
為這可能肇因於越來越多軟體企業都在開
妙。醫療設備的軟體更新，在修復與修補
時，他與該工廠的副總裁一起參觀工廠，
拓漏洞回報獎勵計畫，他們與研究機構密
等方面遭遇一個困境──裝置往往停留在
並聊到這家工廠如何經歷製造設施的現代
切聯繫，獎勵那些協助識別軟體缺陷並回
舊的系統版本。今日，已有逾1百萬個殭
化。當副總裁拿出工廠裡一台耗資數百萬
報問題的人，以針對這些狀況進行修復，
屍網絡（botnets）誕生，不同的殭屍網絡
美元製造的機器時，吉卜森有些好奇；在
而從這份統計，也能找到問題的根源。
與分散式惡意軟體（malware），都有可
得到副總裁的允許後，他走近一看，觸
工業控制系統網路緊急應變團隊（ICS-
能會利用這些設備進行別的操作，也有如
碰鍵盤後螢幕上出現的第一個畫面竟是
CERT）的漏洞數量統計，同樣也能指出
BrickerBot這樣的破壞性惡意軟體，他們
Windows XP，也就是說，他們竟然還在使
一些問題。ICS-CERT是一個有助於披露
不會破壞系統，反而是讓裝置的運作被停
用一個已經停產多年的操作系統！
漏洞的組織，他們的作為與後續的措施有
擺，如此一來人們便可藉此進行網絡犯罪
關，處理對象也包含連接裝置，如醫療連
（cyber crimminal）。
接裝置。事實上，每當趨勢科技發現、識 別連接裝置或物聯網設備中的漏洞時，都 會嘗試通過ICS-CERT進行披露，並與供應 商有直接的合作關係。 而一個新漏洞的發現，也是連接裝置安 全問題所面臨的第一個關卡，因此，吉卜 森與其團隊近年也從事相關的研究，像是 具遠程啟動相機或麥克風能力的Crestron 裝置能用來監聽會議內容。再嚴重點的案 例，是在美國衛星電視供應端的驚人發 現：他們竟能將影片內容導入其中，成為 假新聞的來源之一，進而讓CNN或CNBC 等末端使用者（end-user）播出任何他們想 播放的內容。
吉卜森很疑惑，該廠商究竟期望這個 設備有多長的使用壽命呢？結果他的回答 是：15∼20年。這意味著接下來的15~20
漏洞的出現意味著什麼？
年裡，同樣的狀況將會持續發生，屆時如
破壞裝置本身並不會為網路犯罪者帶來
果出現新的漏洞，他們也無能為力，因為
什麼好處，因此對那些罪犯來說，這都不
根本沒有補丁給他們救，這也是許多組織
是優先考慮要做的事。那麼，怎樣才能讓
在連接裝置上正面臨的巨大挑戰。因此，
他們從中獲益呢？吉卜森提出所謂的「勒
該廠商真的要考慮是否該為那些設備進行
索軟體（ransomware）」，它沒有特定針
維護或軟體更新，否則這些機器恐怕就不
對的連接裝置，但由於標的設備所運行的
再適用；當然，他們也能選擇使用過時的
軟體堆層（software stack）相當類似，若
軟體，或是讓機器就這樣離線作業……
遇到像是魔窟（WannaCry）這種蠕蟲病 毒，便會造成連帶損害，這些都是相當嚴 重的問題。 不過，這些人「單槍匹馬」顯然也沒辦
漏洞揭露的攻防戰： 研究人員是間諜嗎？
法成就什麼事，因此他們需要特別開發演
一般來說，安全研究人員會和供應商分
此外，他們在無人機研究中發現，假使
算法，以人工智慧（artificial intellegence,
享與漏洞有關的資訊，並協助修復他們的
有人利用無人機（drone）拍攝照片或影
AI）來決定他們的下一步該怎麼做；當攻
系統缺口，甚至提供補丁測試，如趨勢科
擊者處在AI的場景下，便能利用相機、麥
技在與供應商的合作下，可以識別設備和
人機系統，很巧的是，美國聯邦航空總署
克風以及家裡的其它裝置胡作非為，好比
系統應用中的漏洞，此為一雙向的溝通過
（Federal Aviation Administration, FAA）
偷看影片或竊聽。在這些漏洞底下，無論
程。然而，許多供應商似乎會將安全研究
最近准許CNN在人群上方操作無人機……
使用者說了什麼話或做了什麼事，駭客們
業者視為敵人。
片，有心人士只要站在附近，就能駭入無
都能透過漏洞取得
醫療連接裝置與惡意軟體 又有什麼關係？
使用者資訊，甚至 對他們提出勒索。 不過吉卜森也提
上述研究中的裝置都能以不到1000美
到，未來將可能看
元的價格購入，這意味著多數相關研究不
到一些有趣的攻擊
會花到研究單位太多錢。然而，如果今天
方式，因為他不認
想在如核磁共振（MRI）般的設備鑽研漏
為這些人已經想好
洞問題時，挑戰性就相對高些。過去，吉
如何利用連接裝置
卜森曾與許多美國醫療組織的資訊安全長
來做壞事。
（chief information security officer, CISO） 進行交談，他們也非常擔心醫療連接裝置 的安全問題，不過相關研究的執行並不容 易，使得這些設備可能存在的漏洞問題並 未得到太多關注。
那麼舊的系統， 你還在用？ 除了醫療連接
然而，這些醫療設備能幫助患者維持
裝置外，吉卜森也
生命並監督他們的生理狀況，若這些設備
講述他1年前拜訪
中華民國一○八年六月十五日
科技產業
SciTech Reports
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供應商在能解決該漏洞前，通常不會做
幾台MacBook、iPad與iPhone，且他們生
自己做手動更新，隨著設備在這方面的成
公開討論，這在企業軟體領域可說是行之
活在一個智能家居（smart home）裡。居
長與發展，漏洞的問題將只會越來越少。
有年。目前，多數組織認為漏洞揭露的相
家使用的連接裝置百百種，舉凡門鈴、相
企業或個人裝置的製造商都需要關注安
互協調很重要，他們會針對過程作記錄，
機、門鎖、恆溫器和煙霧報警器等設備，
全議題，如今許多公司的網站也有一個頁
並在網站告知使用者如何與他們回報問
都是需要列入考慮的對象，必須針對這些
面，專門展示他們處理安全問題的方式，
題。然而，今天若把軟體換成連接裝置，
韌體（firmware）和軟體做更新，這其實
且他們也都有因應產品安全事件的團隊，
安全研究者便會被丟到法律部門重新審視
是相當令人頭痛的問題。其中一些設備還
可以解決漏洞問題並做出回應。對消費者
一番，這表示供應商對漏洞與通用的漏洞
不錯，至少會自主更新（或可切換成這種
來說，如果有所選擇，自然會選用能夠進
披露沒有什麼概念，也不知道如何與研究
模式），但其他設備恐怕就不行，安全問
行更新且易於取得補丁的產品。
圈聯繫；他們可能將這些人都視為敵人，
題油然而生。
不僅是物聯網，連接裝置就存在於你我
因此，吉卜森也對製造商提出幾點建議：
的生活當中，若能謹慎地部署安全防護措
安全研究者所希望的，其實只是讓終端
首先，可充分利用安全研究社群的資
施，便能在確保系統健康之虞，避免漏洞
客戶（end costumer）的漏洞問題得到解
源，那裡的研究人員都希望能協助解決安
決，因此他們並不希望這些組織採取這樣
全問題，並試圖找到突圍的方法，並對技
的立場；當然，如果對方認為法律團隊的
術提供一些安全防護的策略與方法。其
介入是必要的，那其實也無妨，只要別將
次，可為漏洞披露制定政策及程序，至少
或一些可能利用、超越他們的角色。
他們拒於千里之外就好。
的連帶傷害。
別將研究人員視為壞人，他們並非真想從 技術中獲得些什麼，也不會試圖對公眾提 供任何不利於廠商的訊息；反之，他們只
給製造業者的一些建議
會協助案主了解、保護設備，並關閉一些
隨著連接裝置的數量持續增加，許多
安全漏洞。第三，在這個存在數十億個連
漏洞識別及修復的挑戰應運而生。吉卜森
接裝置的時代裡，廠商須確認其產品易於
以自家為例，他與太太及兩個女兒共擁有
更新及修補，讓客戶能輕鬆管理，甚至能
（By Wilgengebroed on Flickr, CC BY 2.0, wikimedia）
中華民國一○八年六月十五日
會議報告
科技報導
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行萬里路－ 全球最大地球科學研討會百年慶典與會札記 詹海柏
國立中央大學太空及遙測研究中心博士後研究員。
「讀萬卷書，行萬里路」是古往今來人
合作領域提供交流平台。
新朋友及老朋友的陪伴。
們充實學識、砥礪專業知能的必經途徑。
另外，此次共有101個國家代表與會，
在行萬里路前，若可做好完整的行前籌
行萬里路──
近8000個口頭報告與17000個海報展示，
劃，多一分的會前預備將使得參加大型國
與會目的及會議概況
還有1900個會議議程、22個市政廳會議及
際研討會的果實更加豐碩圓滿。 學術研究工作的成效累計，除了取決 於個人埋首苦幹、努力工作外，若能充分
全球最大地球科學研討會
整合、運用國內外相關研究資源與動能，
800個3分鐘電子閃電口頭報告（3-minute E-lightening Presentations），同時也有高 達465名媒體人士出席。
美國地球物理聯盟秋季年會（AGU Fall
便能更加相得益彰以至事半功倍。參加國
Meeting）為全球最大、年代最久且領域
際研討會的首要目的就是廣結善緣與增廣
最廣的地球科學研討會。AGU於1919年
見聞，科技部是國內主要研究經費提供
12月創立，其總部位於美國華盛頓哥倫
者，筆者很感謝這次能獲得科技部補助參
綜觀本次會議行前準備的部分約花了兩
比亞特區，去（2018）年美國地球物理
加去年12月10~14日的AGU秋季年會，藉
週時間，主要預備是針對此次會議的整體
年會百年慶典，為迎接AGU創建100週
此發表成果並交流互動。據AGU官方統
議程及海量報告、海報進行瀏覽篩選，並
年，該會議於華盛頓盛大舉辦，會議主題
計（https://bit.ly/2wgMOgC），這次會議
規劃會議期間每天要參與的議程主題；同
為「AGU一百週年：推進地球及太空科
是有史以來規模最大的AGU會議，總計
時，筆者也針對想要會面的相關領域專家
學（AGU 100: Advancing Earth and Space
有超過28500人聚集在沃爾特．華盛頓會
進行議程搜尋（其姓名），事先預備好去
Science）」。該研討會聚集全球各國地球
議中心（Walter E. Washington Convention
聽他們的講演，講演結束後上前交談、討
物理及相關領域專家學者，一同分享最新
Center），與同事和同儕分享彼此的科學
論與認識，以建立人脈。會前預備希望達
研究成果之虞，也為探索新的研究方向與
研究成果，創造和加強專業聯繫，並享受
到的效果，是在會議進行中每天能夠按圖
從行前準備到會後思量： 會前、會中及會後三部曲
圖一（左上）：週二下午海報展示，與美國地質調查局火山科 學中心主任穆瑞討論交流。 圖二（右上）：週二下午海報展示，與加拿大西門菲莎大學地 科系主任華德討論交流。 圖三（左下）：週四上午參與 E-lightening Presentations，與美 國阿拉斯加大學費爾班克斯分校地物所教授魏柏雷討論交流。 （圖片皆由作者提供）
中華民國一○八年六月十五日
索驥，按表操課地參加預定議程，以盡可 能的避免浪費時間或產生遺珠之憾。 本次會議5天議程活動中，共結識約 30位遙測及火山研究相關領域的專家學 者，其中有3位火山研究專家令筆者印象 特別深刻：第一位是美國地質調查局火山 科學中心（USGS Volcano Science Center, USA）的穆瑞博士（Thomas L. Murray， 圖一）；第二位是加拿大本那比西門菲莎 大學（Simon Fraser University）地科系教 授華德（Brent Ward，圖二）；第三位是 美國阿拉斯加大學University of Alaska） 費爾班克斯分校地物所的魏柏雷（Peter Webley，圖三）副教授。與各位同行專家 的會面交流，奠定了未來持續研究合作的 基礎。 本次會議後整理結案的部分預計約花兩 週時間，會議結束回臺灣一週內乘記憶猶 新時趕緊跟會中結識及交換過名片的學者 專家們用E-mail聯絡感情，希望未來可以 開啟進一步合作交流的機會；同時開始撰 寫會後報告，希望將此行的收穫心得加以 完整記錄歸檔，積累學習成長經驗。
令人大開眼界的 創新會議組織法 值得一提的是會議的組織方法，會議籌 備委員會當時將與會的海量論文分成4個 學術群組（Neighborhoods），並在海報大 廳中將相似的主題領域分組展示，如此使
會議報告 表一：此次 AGU 會議與會論文下分的 4 個學術群組與其分屬的子領域。
SciTech Reports
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會議報告
中華民國一○八年六月十五日
科技報導
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觀臺灣科技部與太空中心（NSPO）的攤 位（圖四、圖五），看到工作人員的熱情 與敬業，倍感窩心與自豪，讓人大大的感 受到臺灣科研的充沛活力與前景。 週二下午筆者海報〈以2002~2016多年 期衛星熱紅外影像資料勘測評估台北大屯 火山噴發潛能〉展示期間是與學者交流機 會最多的時段，如穆瑞在看到筆者的海報 後，表示以前並不清楚臺北的大屯火山， 並詢問中大太遙中心（CSRSR）是否為 主導大屯火山監測的單位，筆者跟他介紹 大屯火山觀測站，並說明該站目前尚未將 衛星遙測整合到觀測系統中；他認為遙測 圖四：週二上午參訪企業展場──科技部攤位。（作者提供）
（remote sensing）是大屯火山觀測站應該 考慮加入的觀測工具，他也詢問到災害預
得與會者尋找及參觀相似主題及跨學科的
率應對氣候變化來盡量減少對環境影響的
警發布的政府機關中央氣象局，基本上很
海報更加便利，非常創新，各分組及其分
努力，使用更環保的材料，並發明新的方
認同大屯火山監測研究的重要性以及迫切
屬子域如（表一）所示。
法來保護寶貴的資源。她還談到了她作為
性，因為大屯火山如此臨近大臺北都會區
一名有色人種女性的個人旅程，以及通過
約7百萬的人口。
與會心得摘錄
STEM（Science, Technology, Engineering
而關於筆者論文研究的強化，經由與
這5天的議程中，每天中午12:30~1:30皆
and Mathematics）教育，工程以及公共和
多位學者熱絡的討論，也獲得了多項建設
有安排全會主旨演說，為會議的焦點與重
私營部門的領導角色。潔克森女士是化工
性的建議，如地表溫度時間序列分解成
心，受邀演說嘉賓與其內容通常標識著會
博士出身，並由政府機關決策者（Policy
分C1與C4的相關聯是否具有波峰及波谷
議主軸方向與未來趨勢潮流，因此筆者盡
Maker）轉戰為業界方案提供者（Solution
的對應性？二維希爾伯特黃轉換（Hilbert
可能每場都參與。
Provider），本身以實幹的精神希望成為
Huang Transform）對二維地表溫度轉換
週一中午的第一場主旨演說為總裁論
業界的典範，演講中她提到了一個概念：
是否可獲得熱異常型態？衡量火山噴發潛
壇講座（Presidential Forum Lecture），現
「真理至聖，而科學，就是真理。（Science
能的指標是否可發展成標準化係數，進而
任蘋果（Apple）公司環境、政策和社會
is truth when truth wins.）」感心動耳、盪
可求取閾值以更加方便量化判釋與比較？
倡議部門副總裁潔克森（Lisa Jackson）
氣迴腸，她的直率與幽默令人印象深刻。
等等深具洞見的建議，使得筆者的研究更
女士與AGU總裁戴維森（Eric Davidson）
週二上午企業展場甫開展，筆者與同行
先生談論了蘋果通過可再生能源和能源效
的其他人便「搶頭香」進入展場，特別參
加完整突出。 週四中午主旨演說者是美國地質調查局
會議報告
中華民國一○八年六月十五日
SciTech Reports
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（USGS）局長萊利（Jim Reilly）博士。
心，氣候變化和自然災害準備，太陽系，
4天的時間。且機票與時間成本皆所費不
萊利博士談到了他獨特的職業生涯路程
以及新的跨學科主題，社會問題等，每位
貲，然而萬里迢迢長途勞頓就是為了與全
──從地球科學家到太空人再到USGS局
講者在短短的幾分鐘內介紹了各領域的精
世界同行專家有緣來相會，以文會友；希
長，以及美國地質調查局現階段所面臨的
闢迷人之處，演說簡要卻撼動人心，真心
望播種友誼之苗與擦出美麗智慧之火花。
挑戰及其機遇。
佩服。
參與這次地球科學百年慶典國際會議有達
週五中午得百週年紀念全會，主題是
總而言之，此行確確實實是「行萬里
「地球及太空科學：慶祝過去及討論未
路」，因為臺灣與美國東岸之間來回皆需
來」標誌著AGU百年慶典的開始。在本
搭乘20多個小時（約17000公里）的飛機
次全會，各個地球科學領域的12位傑出領
航程，華盛頓與臺灣時差又是13小時，基
導人發表了簡短的演講，內容涉及地球核
本上是日夜顛倒，調整時差筆者就花了
圖五：週二上午參訪企業展場 TAIWAN NSPO 太空中心攤位。（作者提供）
到預期的目的與效果，感覺這一切的辛苦 與付出都值得了！
焦點話題
中華民國一○八年六月十五日
科技報導
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基因編輯技術CRISPR的應用 在倫理道德上有何挑戰？ 陳淵銓
美國加州大學柏克萊分校生物化學博士。
近幾年來，叢集有規律間隔的短迴文
圖上來看，單股導引RNA（single-guiding
CRISPR與傳統基因編輯技術相較，同
重複序列（clustered regularly interspaced
RNA, sgRNA）與Cas9蛋白的交互作用
時具有無物種限制、簡單、準確、迅速及
short palindromic repeats, CRISPR）成為科
後，引導內核酸酶（endonuclease）的活
經濟的特性，除已成功用於基礎研究外，
學界的熱門話題之一，其原為存於細菌的
性作用到一「與原間隔序列鄰近的區域
亦應用於生產農產品、食品、工業產品及
後天免疫系統（adaptive immunity），現
（protospacer adjacent motif, PAM）」；
醫藥品等，其中醫藥品的開發更將引領人
已發展為一種成功的基因編輯技術。
而sgRNA負責辨認專一性的DNA序列，
類醫療進入全新的領域，為眾多罹患難解
所結合的Cas 9蛋白會裁切在DNA正反兩
之症的病人，帶來康復的一線曙光。雖然
CRISPR到底是什麼？ 圖一為CRISPR／Cas9的作用機制。從
股PAM（NGG）上游各3個核苷酸的位 置，形成鈍端（blunt end）的雙股斷裂 （double-stranded break，DSB）。
說CRISPR技術應用範圍日漸廣泛，但仍有 許多挑戰尚待克服（表一）。 以下就CRISPR技術應用於基礎研究、 非醫療及人體醫療三個領域所產生倫理、 道德和法規上的挑戰，分別加以討論。
技術應用帶來的挑戰是什麼？ 基礎研究上，操作CRISPR的過程中 會產生待處理的廢棄物，而專利申 請與技術發展間的拉扯也存在諸多 爭議。 在實驗室做CRISPR研究，必然會使用 到有毒性的傳遞工具（delivery tool），因 為無法完全避免脫靶（off target）效應發 生，也一定會產生突變物。這些有毒物質 圖一：CRISPR／Cas9 作用機制示意圖。 表一：CRISPR 的應用與挑戰一覽表。
及突變物若釋出，可能對環境或生態造成 衝擊，但相關單位對此種廢棄物的紀錄、 處理及管制措施執行並不容易落實。 此外，CRISPR技術具有潛在的高利潤 性，雖說非醫療產品通常採非獨家授權生 產，但目前在人體治療上則幾乎均為獨家 授權生產。由於發明者持有專利，基於利 益考量，往往保密不對外公開，可能會妨 礙到科學的進一步合作與交流，使得技術 無法再創新，研究成果僅局限於一隅，而 專利的爭奪亦會造成社會的紛爭與撕裂。 雖說CRISPR在非醫療應用上相當廣 泛，但仍存在一些疑慮，不僅可能對 環境與生態產生威脅，以該技術改造 出來的食品是否安全也備受關注。
中華民國一○八年六月十五日
焦點話題
SciTech Reports
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利用CRISPR技術製造農產品、食品及
規範管理模式為製程導向抑或產品導向，
雜化。為確保利益大於風險，發展可評估
工業產品時，過程中會使用或產生大量化
決定非GMO及GMO的管理方式，相關法
利益和風險比率（benefit-risk ratio）的公
學、生物性的有毒物質，若未經適當處理
規的制定將是相當複雜且充滿爭議的。
式並規定可接受的閥值（threshold）是必
即排出，會對環境造成嚴重汙染。此外，
另外，該技術的實踐也有倫理上的考
要的。然而，在制定風險評估系統時，
該過程中可能會產生突變的動、植物或微
量。以CRISPR技術復育絕種生物（如長
須擴大利益相關者（stakeholder）意見參
生物，若不慎釋出到野外，可能會排擠本
毛象、北美旅行鴿、恐鳥），或複製死去
與，專業觀點的差異及引發的利益糾葛卻
土生物的生存，或與現有正常生物進行雜
的寵物（如貓、狗等），讓其死而復生，
是難以解決的。
交而產生無法預期的物種。
技術上雖然可行，但均須借用現存類似動
該技術的出現，可能還伴隨著私利和
眾多CRISPR技術存在的隱憂裡，最大
物（如亞洲象、家鴿、鴕鳥）或相同動物
公益失衡的問題。個人利益固然要受到保
的爭議莫過於「基因改造食品（genetically
的身體作為代理孕母。人類為滿足預期期
護，但要對公眾有所貢獻，公共利益也才
modified organism, GMO）」是否對人體健
待與個人慾望而逕行利用其他動物身體，
能夠反饋給個人。然而，如何兼顧私利和
康有害。目前正反意見都有，贊成者認為
恐有違反實驗動物福祉的3R原則──取代
公益並保持平衡卻是個難題，舉例來說，
有害證據不足，反對者則認為仍有相當風
（replacement）、減量（reduction）以及
為保障個人利益，應對研發者提供何種誘
險存在，例如外來基因可能轉移到自身體
精緻化（refinement）。
因（如專利、證照、聲望、榮耀、利潤 等）；為促進公共利益，應如何將獨家授
內、非專一性表現產生的蛋白質恐引起過 敏和免疫毒性等。現今國際對GMO的定
當CRISPR技術進到人體醫療方面做
權的證照限制在最小的範圍、加速專利權
義並不一致，有的國家（如美國）認為若
應用時，其隱憂更容易讓人感同身
限制鬆綁、促成各競爭者進行證照交換
僅為修改現有基因，而不引進外基因即非
受，包括風險評估、個人與群眾利
（cross license）及鼓勵利益相關者達成協
GMO；有的國家（如歐盟）態度較保守地
益的考量以及醫療商業化導致的倫
議以規範彼此的權利義務等。
認為GMO是「除人類以外的生物，其遺傳
理問題。
此外，這項技術應用於人體治療所具備 的高度科學、專一、客製化及費用龐大等
物質的改變非由自然配對（mating）和／ 或自然重組（recombination）的方式」所形
CRISPR技術固然帶來許多實質利益，
特性，促成個人化的精準醫療（precision
成的產物。然而，對所謂明確定義GMO，
但亦引發不少潛在風險，使得風險評估複
medicine），也讓醫療更趨商業化。為確
直接進樣 搭配組合 各種應用 彈性選擇
焦點話題
中華民國一○八年六月十五日
表二：基因治療與細胞治療在倫理、道德面上所遭遇的挑戰。
科技報導
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去（2018）年11月，中國南方科技大 學生物系副教授賀建奎宣稱以CRISPR技 術修改一對雙胞胎胚胎的CCR5基因，讓 孕母成功產下全球首對愛滋病（acquired immunodeficiency syndrome, AIDS）免疫雙 胞胎。基因編輯結果可遺傳至下一代，引 發全球科學界譁然，卻也存在一些爭議。 從技術風險來看，一般來說人類免疫缺
保醫療人權，須讓有需求的病人均可獲得
成標靶治療（target therapy）的目的。細
陷病毒（human immunodeficiency virus,
治療，而非成為少數人的特權或優先權。
胞治療則是取人類自體﹙autologous﹚細胞
HIV）可分為兩個亞型，其人體受體
然而，設計一個病人、付費者及醫療機構
或同種異體﹙allogeneic﹚細胞，經基因編
（receptor）分別是CCR5和CXCR4，若僅
均能接受的保險和付費制度，卻是一個經
輯技術加工處理及體外培養後，再將整個
編輯CCR5基因，難以確保絕對安全；在未
費龐大的社會安全系統。
細胞引進病人體內，以修補、重建、置換
評估其是否有其他功能的前提下，以人工
或補充受損的細胞或組織。
方法干預正常的CCR5基因，可能造成其他
更驚人的是，由於CRISPR技術可成功 用於矯正先天性遺傳疾病，最近的研究更
基因治療最初主要用於治療先天性遺
後遺症。此外，由於AIDS為傳染性疾病而
發現可以編輯人類胚胎基因，雖目的僅為
傳性疾病，細胞治療則主要用於抑制骨
非先天性遺傳疾病，以基因編輯技術產生
治療某種特定疾病與生理障礙，但市場商
髓、器官移植時引起的排斥（rejection）
AIDS免疫嬰兒，必要性與正當性受到強烈
業化的結果也可能促使技術轉往訂製嬰兒
反應。然而，近來這兩個介入亦逐漸發展
質疑，有訂製嬰兒的疑慮。
的方向發展，恐加劇社會的不公平、階級
成適用於其他疾病，如心血管、代謝性、
的對立及人生而不平等的疑慮。
神經退化性疾病及癌症等，連同組織工程 （tissue engineering）產品，在國外被列為
一些案例討論 基因編輯工具發展至今，已出現許多 相關應用，包括基因治療、器官移植 與動物的複製等。即便可以透過這項
先進醫療產品（advanced therapy medicinal product，ATMP）。 兩種治療方法的研究雖已獲顯著成果並 已有多種產品應用於臨床，但在倫理、道 德上仍存有相當多的挑戰（表二）。
技術改變一個物種的「宿命」，但該 做法仍存在諸多爭議⋯⋯
人體器官移植 全球有器官移植醫療需求的病人總數高 達數百萬，主要來源為屍體摘取或活人捐 贈，均必須是自願、無償且符合法規嚴格 規範的，故每年獲移植者可能不到1％， 器官捐贈一直有很大的需求。 幹細胞是一種原始且未分化的細胞， 具有再生各種細胞或組織、器官的潛在功
基因編輯嬰兒
能。導入特定基因或基因產物（蛋白質）
2017年，貝格雷（Sharon Begley）研究
後，成熟的細胞可以被重新編程為具有多
發現CRISPR技術可於活體外編輯人類胚
功能分化性的幹細胞－誘導性多功能幹細
所謂基因治療即利用基因編輯技術（如
胎基因，藉由剔除標靶的人類染色體基因
胞（induced pluripotent stem cell, iPSC），
CRISPR）與傳遞工具（delivery tool）將
來治療新生兒先天性缺陷。以該技術編輯
利用基因編輯技術（如CRISPR）技術修改
特定基因導入人體或胚胎中，以刪除、嵌
人類生殖譜系細胞（germline cell，如精
iPSC特定基因植入其他動物體內，具有培
入、修補或置換變異基因，或造成位置專
子、卵子和受精卵）已被證明在技術上是
養出人體特定器官的可能性（圖二）。技
一性修飾（site-specific modification），達
可行的。
術上雖然具有可行性，但是人造器官目前
基因治療與細胞治療
圖二：利用 CRISPR 修改 iPSC 基因可能在其他動物體內培養出人體器官。（維基百科，iPSC）
焦點話題
中華民國一○八年六月十五日
SciTech Reports
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圖三：「粒線體置換療法」為將受精卵的細胞核植入含正常粒線體的卵（已先移除原細胞核），以創造無粒線體基因遺傳疾病的健康胚胎。
在法規適用、倫理道德考量、病人心理及
傳性視神經萎縮症（Leber hereditary optic
因，以降低治療難度及成本，但亦認為涉
社會觀感上仍存在極大的爭議。
neuropathy）等病症。若施以粒線體置換
及人類生殖譜系細胞的基因編輯須在最嚴
療法（mitochondrial replacement therapy,
格法規架構及機構倫理審查（Institutional
MRT），利用捐贈者卵子的正常粒線體來
review board, IRB）條件下方得進行。利用
替換原來胚胎或卵子中有缺陷的粒線體，
CRISPR技術修改iPSC基因，雖有可能生
便可使攜帶缺陷粒線體的母親有機會生下
產人造器官供應病人所需，但並不符合目
健康的嬰兒，且胚胎粒線體基因會以母系
前我國法規（如人體器官移植條例及人類
遺傳的方式延續下去（圖三）。
胚胎及胚胎幹細胞研究倫理政策指引等）
複製動物 禁止複製人的研究是有國際共識的， 但基於研究需要，多種複製動物（如羊、 牛、豬、小鼠、馬、猴子及貓等）已陸續 成功誕生。複製羊桃莉（Dolly）是第一個 成功複製的哺乳動物，共有三個母親：一 個提供體細胞DNA、一個提供卵子，一個 則是代理孕母。 早期研究認為，桃莉羊僅活了6歲半 （綿羊平均壽命約有12歲，壽命應從母體 年齡算起）。這種早衰是技術因素導致， 可透過基因編輯技術使其更長壽，惟2017 年《科學報導》（Scientific Reports）一研 究報告顯示，桃莉羊的死亡與早衰並無必 然關係。複製動物原本的預期功能是解開 複雜的疾病結構、找到治療不孕症的療法 或使寵物死而復生，但後來因技術問題或
雖然粒線體基因僅佔人類全部基因不到
的規定，若能考量病人的等待時間及器官
1‰，但經由MRT產生的後代將會攜帶來
移植的急迫性與必要性，並經過嚴格的評
自「一父二母」三親代的DNA，第三人基
估及技術、倫理審查後，應有放寬規定的
因是否會對孩童造成影響，仍無定論，是
可行性。此外，進行CRISPR技術主導的人
需要繼續探討的問題，因此MRT仍有極大
體治療（如基因及細胞治療、胚胎基因改
的倫理爭議，目前國際上僅有英國（2015
造、器官移植及MRT等）時，為維護病人
年）及新加坡（2018年）明確合法化MRT
權益，應充分告知疾病的性質、治療的利
技術。目前，CRISPR技術已可成功用於編
益、成功率、可能風險、是否影響生活品
輯人類精子、卵子及胚胎的基因，科學的
質及可能衍生的倫理問題等相關資訊。
進展或許會使該技術在不久的將來，亦可 用來矯正卵子或胚胎的粒線體基因，提供 解決此一難題的可行方法。
植物及微生物）引起的倫理、道德議題較 少，主要是安全問題（如環境汙染、生 態浩劫或食品安全等)，但應用到人體上
倫理、道德爭議而均告失敗。 儘管如此，以類似複製動物的粒線體
CRISPR技術應用到一般生物（動物、
結論
則會引發重要的倫理及道德爭議。國內
基因轉移技術可用於治療粒線體基因缺
禁止基因編輯技術應用於複製人及訂
CRISPR相關的基礎研究已有相當進展，
陷。人體粒線體基因均來自母代，研究報
製嬰兒研究是全世界的共識，可是最近越
實應加強研究倫理、道德議題，邀集社會
告已顯示粒線體功能失調與許多疾病密切
來越多研究結果顯示，基因編輯技術對於
各界人士（如醫療、法學、倫理學、社會
相關，包括癌症、神經退化疾病、神經肌
治療某些以往難以根治的疾病深具潛力，
學、心理學專業人員及動物保護人士等)
肉病變、肥胖與糖尿病等，而粒線體基因
特別是遺傳性疾病的基因治療。因此，國
進行公開討論，作充分的溝通協調，提出
發生突變恐導致帕金森氏症（Parkinson’ s
際學術界及醫療界普遍支持基因編輯技術
制定或修正相關法規的建議，以解決可能
disease）、罕見疾病萊氏綜合症（Leigh
應用於改造人類胚胎以治療先天性遺傳疾
衍生的問題，避免不利的影響，並開創美
syndrome）、認知障礙、耳聾及雷伯氏遺
病，爭取在胚胎階段即矯正有缺陷的基
好的遠景。
科學文摘
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科技報導
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從108年學測試題談思考與提問的教學 簡麗賢
北一女中物理教師。
（與《科學月刊》第591期共同刊載）
「十二年國民基本教育課程綱要」將在
筆者在課堂教學中，常以提問引起學生
深思考和科學推理的提問素材，引導學生
今（2019）年8月1日正式上路，新課綱的
學習的動機，融入升學考試的題目轉化成
思考和畫圖，提出自己的看法，培養科學
核心素養揭櫫「系統思考與解決問題」與
問題，刺激學生思考。此外，也藉此同樣
素養。
「符號運用與溝通表達」，在學習表現項
的主題，引導學生提出疑惑，呼應新課綱
目中強調「科學的態度與本質」，期望能
溝通互動的核心素養面向。以108學年度
培養學生應用科學思考與探究的能力。
學測試題為例，修改後成為教師提問與學
又如108學年度學測的題組題，亦是教 師提問的好題材：
生思考的素材： 一座水庫的蓄水量與從壩底算起的
跳脫標準答案的框架，
水位關係如表所列，水位 250 公尺
學習思考與提問 筆者曾讀過一則印象深刻的幽默短文： 聯合國出一道題目給全世界的小朋友回 答：「對於其他國家糧食短缺的問題，請 你提出自己的看法。」非洲的小朋友看完 題目後，不知道什麼是「糧食」；拉丁美 洲的小朋友不知道什麼是「請」；英國、 法國的小朋友不知道什麼是「短缺」；美 國的小朋友不知道什麼是「其他國家」；
某科幻小說中的情境曾提及月球
時為滿水位。在滿水位下方 120 公
公轉方向與現在相反，但公轉速率
尺處，設置壓力水管將水引入發電
不變。如果此情境為真，其他影響
機，進行水力發電，發電機位於滿
潮汐變化的因素亦不改變。回答下
水位下方 160 公尺處，如圖所示，
列問題：
且越接近壩底，水壩的厚度越厚。
1.月亮會自西方升起，東方落下嗎？ 2.月亮每天會提早約50分鐘出現嗎？
（重力加速度 g 為 10 m／s ，水的 2
密度為 1.0 g／cm ） 3
潮汐的時間是否也改變呢？
而臺灣的小朋友不知道的，是「自己的看 法」。 雖然這只是一則網路短文，然而臺灣 追求標準答案的考試文化是不爭的事實。 思考和探究是培養科學素養的二部曲；符 合標準答案卻少了自己的看法，是新課綱 教學值得省思的課題。韓愈在〈進學解〉 提到「行成於思，毀於隨。」《論語》則 說：「學而不思則罔，思而不學則殆。」 強調讀書和行動都要能思考，而不是跟隨 別人。以高中物理課程教學為例，引導學 生了解定律的內容及其侷限性、思考物理 學家的理論與實驗或能探究生活中的現 象，這些都比標準答案更重要。 儘管十二年國教的必修時數減少，教 師教學時，仍需引導學生澄清物理概念， 鼓勵學生多思考多提問。從思考和提問中 解惑，學得更多，更能建立深厚的科學概 念。
培養深刻思考能力， 提出自己的看法
回答以上問題，必須具備地球自轉、 月球繞行地球公轉和牛頓萬有引力的概 念。潮汐是地球受到太陽及月球的重力與 地球、月球間運動的交互作用造成引潮力
圖一
的結果，因月球距離地球較太陽距離地球
水庫水位與蓄水量
近，因此潮汐變化受月球引力的影響較 大。月球從地平線東方升起，西方落下是 地球自轉造成的現象，與月球公轉方向無 關，故月球仍然從地平線東方升起，西方 落下。月球繞地球公轉方向與地球自轉相
1. 依據圖中所示的水力發電設計，
同，潮汐變化時間與月球位置有關。依據
就能量轉換的觀點是哪些能量形
高中教材，月球公轉地球1圈360度，以朔
式的轉換？
望月29.5天計算，月球公轉1圈後，因地球 同時自轉，月球出現在天頂位置時會比前
2. 滿水位時，水庫水面的面積最接 近多少百萬平方公尺？
一天延遲大約360÷29.5÷360×24×60＝
3. 已知發電廠設計的水流量為 30
48.81分鐘，也就是翌日的月升月落和滿潮
m ／s ，若本發電裝置僅可將水
時刻都會比前一天延遲約50分鐘。若其他
力所提供能量的轉換為電能，且
影響潮汐變化的因素都不變，而月球公轉
水庫在維持滿水位情況下發電，
地球的方向相反，則月升月落及潮汐現象
則本發電廠的最大發電功率約為
變成每日提早50分鐘。
多少 MW ？
儘管這是科幻小說出現的情節，卻是延
3
科學文摘
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回答上述的提問，必須根據能量形式、
積×密度＝30 m ／s×10 kg／m ＝3.0×10
4
鍵詞句，合理觀點應看表格最後2格的數
水的密度單位轉換、功率定義及力學能守
kg。滿水位至發電機位置的高度差Δh為
據，再以水量差除以水位差得到最合理答
恆的先備知識。第一小題的參考答案為水
圖中的160公尺，每一秒水的重力位能變
案。第三題可能困在「發電廠的最大發電
的重力位能轉換成動能，再轉換成電能。
化ΔU＝mgΔh＝3.0×10 ×10×160焦
功率」的定義以及水的密度如何換算。考
第二小題討論滿水位時，水庫水面的面
耳，故轉換成電能僅25％轉換，功率為
生很可能採用120公尺和160公尺的數據，
積最接近多少百萬平方公尺，關鍵詞有滿
3.0×10 ×10×160×25％＝12×10 瓦特，
以兩者數據差代入ΔU＝mgΔh，並且乘
水位、水面的面積最接近等。且提供的數
亦即12百萬瓦特（MW）。
以25％得到3 MW，卻不是正確答案。若
據中，水位自245公尺升高至滿水位250公 尺，水位差ΔH＝250-245＝5公尺，水量 差ΔM＝1264-1217＝47百萬立方公尺，故 水面的面積最接近A＝△M／△H＝47／5＝ 9.4百萬平方公尺。第三小題討論發電廠設 計的水流量再維持滿水位時，發電裝置僅 可將水力提供的能量進行25％轉換，同時 要注意題目的最大發電功率約為多少。上 述的關鍵句若僅聚焦高中生學測命題範圍
3
3
3
4
4
6
上述說明是升學考試命題範圍內的高 中課程內容，僅為閱卷需要的參考答案作 考量，或許學生或物理教師會有不同的想 法。就命題設計而言，應是呼應素養命題 原則，素材引用生活情境，命題設計情境 化，評量考生的整合運用能力，考察考生 是否能夠整合運用知識，綜合閱讀理解、 邏輯推論與圖表判讀等能力。
內的力學能守恆，可說明如下：最大發電
就考生回答問題的困難度而言，推測
功率發生在滿水位時，水流量為30 m ／s，
回答第二題時，可能直接引用表格最後一
重力位能完全轉換後的25％轉換成電能。
格數據，以水量和水位的數據相除，得到
依據題意知道，重力加速度g為10 m／s
滿水位時的水面表面積，這樣的直觀不算
3
2 -
合理，因為水庫並不是立方體或圓柱體，
／10 ＝10 kg／m ，且題目又說明水流量為
而且越接近水庫底部壓力越強，水壩結構
30 m ／s，相當於每一秒水的質量為m＝體
需越厚。思考題意，看到「滿水位」的關
為1.0 g／cm 水的密度換算單位為1.0×10 3
3
-6
3
3
3
單純依據力學能守恆，最大發電功率是 重力位能完全轉換後，乘以25％後得12 MW，即找到答案。 上述命題和參考答案，畢竟侷限於升學 考試題目；然而引入教學思考與提問，或 許可以聽到學生多元想法和見解，針對學 生的疑惑、盲點和迷思，甚至獨特看法， 都可能激盪出更多的教學思維。從學測試 題找出思考與提問的素材，是教師教學的 可行方向。
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大腦神經再生陷論戰－狼煙再起 林翰佐
銘傳大學生物科技學系副教授，本刊總編輯。
（與《科學月刊》第591期共同刊載）
人類的大腦是生命科學研究中最富挑戰
EPSP）屬性的神經元會對上游訊息的到
25歲發展高峰後似乎會減少，是否會因此
性的議題之一，筆者甚至認為，光是要讓
來呈現興奮反應，而擁有抑制型突觸後神
限制新事物的學習與發展，而這些突觸的
一般大眾理解這個問題的挑戰性，本身就
經電位（inhibitory postsynaptic potential,
消失又是否意味著老化的開始？人類大腦
是一件具有挑戰性的事情。
IPSP）特性的神經元則呈現壓抑神經興奮
是否有它的「替補機制」，像是有原始
的結果。此外，神經系統的運作其實並不
的、未分化的幹細胞來對抗這樣的老化現
只單靠神經細胞而已，想要保持正常的運
象？
超級複雜的大腦結構 眾所周知，大腦是高度特化的神經器 官，而人類大腦約由83~1000億個神經細 胞所組成，人們之所以會思考、有人性， 最根柢均源自於神經細胞間興奮傳導後的 結果。神經細胞間的興奮傳導並非原汁原 味，整個過程有點類似小朋友團康中常玩 的傳話遊戲（telephone game）──參賽者
作，神經膠細胞（glial cells）的輔助也相 當重要。
先前科學界對這些問題的答案是悲觀 的，從人類醫療的經驗上來看，神經系統
理解神經系統的運作基礎如此大費周
的損傷能夠成功復原的比例其實相當有
章，更遑論要理解神經系統中像是認知
限。眾所周知，像中風等急性腦損傷其實
（cognition）等高層次功能的運作原理，
都有搶救上的黃金時間，一但延誤搶救時
因此需要在把議題搞得更為複雜之前，先
間，後續的預後狀況會越差，這似乎暗示
行打住。
著大腦並沒有什麼修復機制。
神經損傷是否一去不復返？
自願性的研究 揭開大腦再生面紗
在次第傳遞的過程中，會對訊息內容有意 無意地加料與刪減，使得同樣的訊息在不 同傳遞路徑下有著出人意表的答案，這正
雖說大腦如此複雜，但有些更為直接了
不過此概念在1990年代開始有了重大的
當的YES／NO問題還是值得先行探索，畢
轉折。在徵得受試者同意之後，當時的科
不過，神經元之間的傳話遊戲玩得更
竟大方向的理解有助於科學研究方向的決
學家們嘗試著在5位癌症末期成年病患身
為複雜。首先，訊息的傳遞路線並非是單
定，同時也能為人類帶來希望。其中一項
上注射一種特殊的化學藥品──溴化去氧
線的：1個下游的神經元往往會同時接受
亙古以來的大哉問就是：成年人大腦中的
尿苷（Bromodeoxyuridine, BrdU），並在
數個上游細胞的訊息，這些刺激在加以綜
神經細胞是否還能再生？
這些癌末病人過世後研究他們大腦中BrdU
是孩子們喜歡這個遊戲的主要原因。
整後才會被傳遞出去。再者，同樣的上游
好的，這個問題可以從很多方向來推
的所在位置。BrdU是一種人工合成的核
訊息，可能會因不同的下游細胞而有全然
測，雖然這些觀察只能間接呼應問題。人
苷（necleoside），一種致癌物，可以在細
不同的解讀，例如擁有興奮性突觸後神
們常說「老狗玩不出新把戲」，神經組織
胞進行DNA合成時會被細胞誤認為胸苷
經電位（excitatory postsynaptic potential,
學的研究顯示，人類大腦細胞間的突觸在
（thymidine），進而嵌入合成中的染色
科學文摘
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SciTech Reports
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體；所以，如果在大腦中發現細胞中的染
末患者的自願奉獻，實在很難一窺人類大
（Sandrine Thuret）博士所言：「沒看到並
色體含有BrdU的成分，就意味著這些細
腦再生的奧秘，研究人員又有什麼可以挑
不代表沒有。」果然，在2018年又相繼的
胞在受試人施打BrdU的這段期間正處於
三揀四的呢？
刊出2篇結論截然不同的研究結果：就在
細胞分裂的狀態，間接證明神經細胞再生
對於大腦中是否具有再生能力的問題，
的行為。
去（2018）年可說是相當有趣的一年。
這是生命科學研究中慣常使用的，一種
首先是科學家索雷爾斯（Shawn
稱為「短暫標記追蹤分析法（pulse-chase
Sorrells）與帕雷德斯（Mercedes Paredes）
analysis）」的實驗設計。透過這樣的研究，
等人於3月份著文發表，宣稱在捐贈成年
科學家們在大腦海馬迴（hippocampus）中
人類大腦的海馬迴區域無法發現任何神經
的齒狀迴（dentate gyrus）發現一群分裂旺
再生的證據，認為先前研究對於大腦中存
盛的細胞，打破了以往人們對神經系統無
在持續分裂生長細胞的描述可能有誤。由
法再生的既定概念。
於研究團隊來自頗負盛名的美國加州大學 舊金山分校，所以對學術界的震撼力可 想而知。這篇文章收錄在著名學術雜誌
爭議再起：
Nature當中，在研究上自然有其嚴謹度，
神經元再生研究面臨拉鋸
且是作者們透過廣大的合作關係，檢查了 故事說到這裡，我想大家都會準備相
59個大腦樣本，並利用組織染色及光學與
信，大腦即便到了成年，還是會有機會持 續成長再生的。陸陸續續的證據也支持這 樣的論點，例如細胞學家的確從人以及其
隊於《大腦皮質》（Cerebral Cortex）中 發表文章，表示他們未在成人大腦的死後 檢體中發現任何新的神經元。 看到這裡，讀者可能覺得科學家好像很 沒用，怎麼連這種存在與不存在的問題都 說不清楚呢？其實生命科學的研究有它的 複雜性，筆者認為，大腦的再生神經元隨 著年紀增長會衰退應該是大家都同意的事 實，但衰退的速度及到達生命終點前能剩 下多少，這個問題顯然見仁見智。
著科學的進展、方法上的革新，人們對科
腦樣本進行地毯式的研究，在樣本之間顯
狀態下，神經幹細胞會聚集成團並且呈現
的相反報告；而在7月份，第三組研究團
宣稱，在海馬迴的區段中，新生的神經元
用同一種研究策略針對不同年齡的人類大
胞具有相當特別的細胞特性，在未分化的
稱在人死後的大腦檢體中發現新生神經元
科學界所追求的是「逼近的真」，隨
大腦檢體中已經所剩無幾，這是頭一次利
stem cells, NSC），這種分化能力優異的細
胞幹細胞》（Cell Stem Cell）中的研究宣
電子顯微鏡觀察後所作的結論。研究團隊 數目隨著年紀增長急速下滑，在13歲齡的
他動物的大腦中游離出神經幹細胞（neural
上述報告發布後1個月，一篇登載於《細
然有較為一致的比較基礎。
學的理解也才更為真確。就因為科學知識 的取得是如此的大費周章，所以學術界對 於造假事件才會如此的「零容忍」；一但 學術討論中滲入人工加料的錯誤訊息，科 學家就必須花費更大的力氣釐清訊息的真 偽，最終將會拖累學術研究的進展。
懸浮的狀態，這點相當的特別。不過在論 證上，前述的研究都仍有一些邏輯上的盲
實驗結果就能一錘定音？
點，例如：BrdU的人類大腦研究中，樣本
不如問個更好的問題
並不是取自「正常的」生理狀態，海馬迴 中分裂旺盛的細胞是否肇因於受試者先前
至此，所有人們所認知有關大腦再生的
臨床上的癌症治療手段？神經幹細胞的出
知識，又要反轉了嗎？筆者認為不需要那
現固然令人興奮，但人類的大腦是否真能
麼快的做出判斷。即便作者老練且小心地
終其一生保有再生能力？生命科學研究的
想要規避所有可能的爭端，但要在邏輯上
實驗設計上有時無法那麼完美，畢竟這方
證明一件事情的不存在，其實並不容易，
面的研究是「掉腦袋」的研究，若沒有癌
正如英國倫敦國家學院腦神經專家休瑞德
延伸閱讀
1.李怡萱，〈腦科學的激烈爭辯，成人大腦能否生成新神經 元？〉，《科技新報》，2019年1月2日。 2.Shawn Sorrells, Arturo Alvarez-Buylla & Mercedes Paredes, No Evidence For New Adult Neurons, American Scientist, Vol: 106 (3), 152, 2018.
衛生福利部國家中醫藥研究所徵聘研究人員公告 職稱 副研究員以上 ＊比照教育人員 任用條例聘任。
所需資格及專長條件
應檢附之文件及著作
中醫藥臨床研究組（1名）
一、詳細履歷表。
一、學經歷及專長（條件內之細項需全部具備）：
二、個人學、經歷證明：畢業證書影本（具國外學、經
1.教育部立案或認可之國內外大學或獨立學院醫學系、牙醫學系或中醫學系（包括學士後中醫學
歷者，需附中譯本並經我國駐外單位驗證文件）。 三、推薦函3封。
系）畢業，並具有博士學位或其同等學歷證書。
四、著作目錄及代表作3篇（應徵助理研究員者請附
2.具專科醫師、牙醫師或中醫師執照。 3.擔任臨床工作9年以上，其中至少曾任醫學中心主治醫師4年以上。 4.應徵副研究員須曾任助理研究員或助理教授三年以上且成績優良並有與醫藥有關之重要專門著 作；應徵研究員須曾任副研究員或副教授三年以上且成績優良並有與醫藥有關之重要專門著作。
博士論文一份）。 五、依組務發展方向（請上網查詢），擬定未來研究 計畫書。
5.對中醫臨床研究有經驗者優先。
六、研究所需儀器、設備及其他需求。
二、對於研究計畫有獨力進行能力，且具管考協調能力，並有跨單位合作經驗者優先考量。
七、證件不齊，視同資格不符，不再通知補件。
應徵截止日期108年7月31日 一、有意應徵者，請檢附上述「應檢附之文件及著作」第一、二、三項之證明文件，於應徵截止日前郵寄至「衛生福利部國家中醫藥研究所人事室收」（11221台 北市北投區立農街二段一五五之一號），並請於應徵信封上註明「應徵研究人員」與應徵之「組別」，文件請勿裝訂；上述「應檢附之文件及著作」第四、五、 六項請掃描成PDF檔案，於應徵截止日期前至本所網站：http://www.nricm.edu.tw/bin/home.php徵人啟事／徵聘研究人員公告／下載「研究人員報名資料表」
備註
word電子檔詳填資料後e-mail至faustina918@nricm.edu.tw 二、請在投遞信封上註明應徵「中醫藥臨床研究組」研究員、副研究員。 三、聯絡電話：02-28201999-3321（戴人事管理員） 四、初審合格者需公開作專題演講，初審未合格及未獲錄取者，恕不另行通知，所送資料需加附回郵信封，始予以退回。
五、歡迎領有身心障礙手冊者應徵。
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產官學研
中華民國一○八年六月十五日
SciTech Reports
近期研討會資訊 【2019 CipherTech Solution Day】 時間：2019 年 6 月 19 日 ■ 地點：臺北市／維多利亞酒店 ■
【數位學習科技融入教學研討會】 ■ ■
時間：2019 年 6 月 19 日 地點：臺中市／逢甲大學
隨著眾多議題同時發酵，您是否不知從何做起？身為企業資安好夥伴 的亞利安科技，將舉辦「CipherTech Solution Day 2019」，不僅邀請陳 勇君博士針對「資通安全管理法」進行合規要點說明，也將輪番介紹
面對數位原生世代的學子，教育應如何轉變，是否能善用數位科技來提 升教育的適切性與學習的效益，早已為各國教育機構積極關注、投入解
Thales、Imperva、Netscout 等殺手級解決方案，讓您用適當的解決方
決及推展的課題。此次研討會邀請學者專家及教學實踐者，彼此分享創
案，有效解決接踵而來的資安難題；假使您高度關注資通安全管理法、
新多元數位學習科技方法之經驗與發現，共同交流研討滿足未來學習需
資料庫加密與金鑰安全防護、威脅防禦等重大命題，這場活動將是您
求的教育環境及學習內容，希冀透過數位學習方式，提高學子學習成
不可錯過的的知識饗宴，歡迎至活動官網查詢更多詳情（https://bit.
效，進而提升我國教育的國際競爭力。
ly/2Qsvfnb）！
【2019 智慧運動科技暨運動科學研討會】 ■ ■
時間：2019 年 6 月 22 日 地點：新竹市／清華大學
此會議提供國內外學者研究成果交流管道，促進國內智慧運動暨運動科 學發展與應用，並提昇運動科學學術研究水準。研討內容包括智慧運動 科技、棒球運動科學、運動數據分析、運動技術分析、運動訓練科學、
【第 8 屆專業素養與醫學人文教育國際學術研討會】 ■ ■
時間：2019 年 6 月 22 日 地點：高雄市／高雄醫學大學
此次研討會以「2019 高科技時代醫學人文素養的培育」為題，邀請 英國格拉斯哥大學（University of Glasgow）醫學院教授傑米森（Susan Jamieson）、世界醫學教育聯合會（WFME）副主席 Duck-sun Ahn、日 本東京大學教授中澤栄輔（Eisuke Nakazawa）教授，以及國立清華大學
運動生物力學、運動防護與復健科學、運動醫學以及其他運動科學相關
林文源教授進行演講，主要探討高科技時代下醫學人文素養的發展與人
議題，歡迎大專院校各相關系所之教師及學生、棒球及運動科學領域專
才的培育。希望從不同面向之切入，深度討論相關議題。此外，主辦方
家學者與教練或對本主題有興趣之社會人士及團體報名參加。
也安排兩場由醫學教育及生命倫理等面向切入之師資培育會前工作坊， 與會教師可依欲了解之主題，進行選擇參與。
【建築數據與智慧生活國際研討會】 ■ ■
時間：2019 年 6 月 26 日 地點：臺北市／臺大醫院國際會議中心
【第二屆亞洲產業文化資產論壇】 ■ ■
時間：2019 年 7 月 1~2 日 地點：嘉義市／中油公司
由於建築物使用型態不同及居住者需求差異，建築空間中普遍存在佈建 物聯網設備間的整合應用、不同廠商與新舊設備（空調、照明、家電、 或影像監控等）互連、資訊安全與個人隱私等必要解決的困難議題。此 外，如何鼓勵關聯產業進行各種建築數據融合與加值應用服務的倡議 等，有必要學習國內外先進發展經驗。此次會議盼能讓與會來賓瞭解國 內外建築數據與智慧生活發展趨勢與過程必須解決的議題，並藉國內外 經驗交流與互動激發出新的火花，為國內智慧建築結合物聯網與 AI（人 工智慧）的後續發展注入新思維。
【第八屆亞洲化學教育研討會】 ■ ■
時間：2019 年 7 月 30 日 ~8 月 1 日 地點：臺北市／臺北教育大學
亞洲化學教育研討會為申請通過為國際化學純粹與應用聯合會 （International Union of Pure and Applied Chemistry）所認可的正式國際化 學教育研討會，每兩年舉辦一次，今年輪到臺灣主辦，歡迎對中小學與 大學化學教育有興趣的師生踴躍參與。此次研討會除了著重學術研究外， 亦重視動手做實驗設計，因此有化學實驗演示場次，歡迎有化學實驗設 計有興趣的師生投稿與參與，詳細辦法請參閱官網（http://www.8thnice. org）資訊。
為促進產業文化資產之保存與活用，文化部文化資產局特與行政院農 委會林務局合作辦理此論壇，以世界鐵道及阿里山林業鐵路的文化保 存與實踐為主題，希望提供鐵道遺產保存與活化經驗交流機會，並建 立合作網絡。本活動一律採線上報名，欲參加者詳見文化部藝文報名 系統（https://event.culture.tw/BOCH），歡迎鐵道及產業文化資產相關 從業人員、組織機構代表、文史工作者、研究者等產官學研各界踴躍 參與！
【第十二屆太平洋流場可視化及影像處理國際會議】 ■ ■
時間：2019 年 11 月 19~22 日 地點：新北市／聖約翰科技大學
太平洋熱流工程中心（http://pctfe.pu-toyama.ac.jp/） 每兩年舉辦一次 的國際研討會，自 1997 在夏威夷舉辦第一、二屆，今年已是第十二屆， 此次將與聖約翰科技大學共同主辦。本研討會的目的在於：提供全世界 在「流場可視化」及「影像處理」相關技術領域的研究人員及工程人員 一個相互交流知識及新經驗、共同合作及建立友誼的機會，以提升學術 研究及促進產業的發展，促進全球相關技術之提升。
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中華民國一○八年六月十五日
產官學研
科技報導
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打破最高溫紀錄 超導體研究嶄露新曙光 【本刊訊】超導體（superconductor）
極高速率的運算；另外甚至能用於磁浮列
研究人員表示，該材料顯示出超導特
是一種在特定溫度之下，電阻將降為零的
車技術上。但在過去，科學家只能在極度
性所需4項條件的其中3項，分別是電阻降
導體。近期由芝加哥大學（University of
低溫的環境之下製造超導體材料，最初的
低、在外部磁場下降低其臨界溫度及當某
Chicago）的研究團隊在Nature期刊發表的
溫度為-240℃；而在近年的研究中，溫度
些同位素取代原先的材料時，溫度會產
最新研究指出，研究人員發現一種在最高
提升至-73℃。由於低溫冷卻的技術十分昂
生變化。而第4項條件，稱為邁斯納效應
溫度下能展現完美導電特性與能力的全新
貴，在過去限制超導體的各項應用。
（Meissner effect），但這次的研究中並未
超導體。研究團隊利用美國阿貢國家實驗 室（Argonne National Laboratory）進行實 驗研究，並發現一款在-23℃溫度下的超導 現象，足足比世界紀錄高出50℃。研究人 員表示，儘管這項超導現象發生於極高壓 力下的環境，但在室溫下仍舊是重要的一 項研究標竿。
而目前最新的理論顯示，一種全新的 超導氫化物（superconducting hydride）為
檢測到邁斯納效應，研究團隊表示，這是 因為該材料非常小，導致無法觀察到。
高溫超導體的未來發展帶來全新曙光。
研究團隊後續將以0℃為目標，並持續
來自德國馬克斯普朗克化學研究所（Max
在一般的氣壓與溫度條件下，尋找並製造
Planck Institute for Chemistry）與芝加哥
出超導效果顯著的全新材料。而研究人員
大學的合作研究團隊，製造出一款稱為超
表示，這些全新材料或許在未來能夠帶來
氫化鑭（lanthanum superhydride）的超導
更多意想不到的功能與特性。
超導體主要是由2種特性所構成，其一
體材料。這款材料能夠在相對高溫的環境
是該材料能夠達到零電阻的目標，另外則
下擁有超導特性，但最大的缺點在於，這
是擁有完全抗磁性的特性。對研究人員而
款長度為數微米的超氫化鑭材料必須同時
言，超導體的應用擁有極大的潛力，舉例
在高壓的環境才能展現出超導特性，大約
而言，電線上的電流不會有減少與消耗的
150~170千兆帕斯卡（gigapascals），足足
情況；在運算的應用上，超導體將可提供
是海平面平均氣壓的150萬倍。
新聞來源
A. P. Drozdov et al., Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures, Nature, 2019.
人工光合作用 二氧化碳轉換為液化燃料 【本刊訊】美國伊利諾大學（University
物。而之所以選擇轉化為液態，是由於液
of Illinois）的研究團隊近日發表於《自然
體比起氣體更安全、容易製造且符合經濟
通訊》（Nature Communications）的研究
效益。而因碳氫化合物為長鏈分子構成，
發現，利用水、二氧化碳及可見光成功將
代表其能夠儲存更多能量。
二氧化碳轉化為液化燃料，可作為處理二
化合物的有效方法。 研究團隊表示，這種二氧化碳的液體燃 料開發未來可適用於綠色能源技術，對於 面對當今的環保議題，將會是潛力無窮的
研究人員利用金屬催化劑吸收綠光，並
選擇。不過研究人員坦承，比起植物，目
轉移二氧化碳和水之間化學反應所需的電
前的人工光合作用技術的轉化效率仍舊不
子與質子，填補葉綠素在光合作用中的角
高。為了解決轉換效率不佳的問題，團隊
色。研究人員表示，金奈米粒子作為催化
後續需要調整催化劑的使用，以提高化學
劑特別有效，因為其表面與二氧化碳分子
反應的效率。如同其他許多非傳統新興能
有良好的交互作用，能有效吸收光線，而
源技術，未來研究團隊將面臨許多經濟可
一般而言，植物能透過吸收陽光，將水
不會如同其他易褪色的金屬，容易分解或
行性的問題，並試圖找出解決方案，或許
與二氧化碳進行光合作用的化學反應，以
降解。目前，有幾種方式可釋放儲存在碳
困擾人類已久的環境問題，能有釜底抽薪
能量密度極高的葡萄糖形式產生並儲存太
氫化合物中的能量。其中最簡單且常見的
的解決之道。
陽能。在此研究中，研究人員利用人工方
方法，是對其進行燃燒，但卻同時會產生
式，利用與植物在光合作用過程中的相同
更多的二氧化碳，這對於儲存能量的目標
光譜，使二氧化碳及水轉化為燃料，並以
背道而馳。因此，研究團隊積極尋找該化
富含電子的金奈米顆粒作為催化劑進行反
合物的其他用途。舉例而言，它們可用於
應。研究人員表示，該技術的目標，是將
為電池供電，並產生電流和電壓。而目前
過量的二氧化碳轉化為可液化的碳氫化合
各地的研究機構都致力於找出轉化該碳氫
氧化碳的全新方法。透過將二氧化碳轉換 為結構更複雜的分子（如丙烷），此綠色 能源技術未來可將過量的二氧化碳儲存太 陽能，並以化學方式，就算是陽光不充沛 的地方也能正常使用。
新聞來源
Sungju Yu and Prashant K. Jain, Plasmonic photosynthesis of C1–C3 hydrocarbons from carbon dioxide assisted by an ionic liquid, Nature Communications, 2019.
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產官學研
SciTech Reports
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全新雷射加速器 質子治療新方法 【本刊訊】近年來，質子治療（proton
並將距離從公里減小至公尺，因此設備的
研究人員表示，雖然目前在質子束能量加
therapy）是討論度最高的放射線治療選項
尺寸及成本將可大幅降低。但其面對的主
倍方面有了重大突破，但距離最終目標還
之一，其方式是在癌性腫瘤中發射一道加
要問題，在於儘管各地的研究人員努力改
仍是一條漫漫長路。研究人員表示，該方
速質子，通過照射並殺死癌細胞。這項治
良，雷射加速器產生的質子束能量依舊不
法需要達到當前能量的10倍才能真正深入
療的優勢在於其能精準定位癌細胞，將其
高。而現在，瑞典的研究人員提出一種能
人體。
殺死而不會傷害附近的正常細胞或器官。
夠使能量加倍的新方法。
舉例而言，對於治療位於大腦或脊隨深部
另外，質子治療不僅能用於對抗癌症，
一般而言，常見的標準方法包括在薄
同時也可用於研究及分析不同的材料，並
金屬片上發射雷射脈衝，相互作用下產生
使放射性物質的危害降低。甚至也可應用
但是質子治療所需的設備十分龐大且
一束高度帶電的質子。而新方法則是利用
在航太科技，畢竟，高能質子為構成宇宙
昂貴，以至於該療法的儀器在全球只有
雷射分成2個不太強烈的脈衝，然後同時
輻射的一大部分，它可能會破壞衛星和其
少數地方擁有。而近日瑞典的查爾摩斯
從兩個不同的角度發射。當2個脈衝碰撞
他太空設備。研究人員後續譨在實驗室中
工學院（Sweden Chalmers University of
時，所產生的電磁場將可有效地加熱金屬
生產高能質子，並研究設備的損傷如何產
Technology）與哥德堡大學（University of
片。此方法可產生出更高能量質子，同時
生，進而研發出新材料。
Gothenburg）的共同研究團隊，於《物理
使用與標準方法相同的初始雷射能量。研
通訊》（Communications Physics）期刊提
究人員表示，當前的目標是將能量提升至
出一種新方法，可以使基於雷射製造的粒
目前質子治療的實際應用水準。而未來的
子加速器產生的質子束能量加倍。
目標，則是建造更強大的設備，但設備的
的腫瘤具有一定的效果。
過去的高功率雷射加速器，比起傳統
規模只有目前的1／10，因此就算是一般
加速器可以在更短的距離內將粒子加速，
的醫療院所便能為患者提供質子治療。但
新聞來源
Ferri, E. Siminos and T. Fülöp, Enhanced target normal sheath acceleration using colliding laser pulses, Communications Physics, 2019.
中華民國一○八年六月十五日
產官學研
福衛七號「分身」開展 邀您前往桃園機場見證歷史
科技報導
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廣告索引 ...................................2,27,28 尚偉. 錫昌. ........................................3 雙鷹. ........................................5 ........................................6 日龍. 勵眾生活. ....................................8
【本刊訊】福爾摩沙衛星七號（FS-7，
...................................10 牟博科技. 尚上. .................................... 11,21
以下稱福衛七號）預計於今（2019）年6
洛科儀器. ...................................13
月23日，搭乘由美國太空探索科技公司
科羅耐. .....................................14
SpaceX所研發、製造的獵鷹重型運載火箭
科光. .......................................15
（Falcon Heavy）發射升空。為此，國家
益弘. .......................................17 .......................................22 矽新.
實驗研究院太空中心也在桃園國際機場第
...................................23 人事廣告.
二航廈入境大廳展出福衛七號1：1的模型 及影片，讓往來國內外旅客認識這6枚即 將飛向太空的國際級氣象衛星。 此次發射後，福衛七號將 對全世界提供最精準的氣象資 訊。國研院新聞稿指出，該6 枚衛星已於今年4月16日運送 至美國佛羅里達州甘迺迪太空 中心（Kennedy Space Center, KSC），目前太空中心工程師 正在進行發射前的最後測試與 整備，以確保其能在火箭升空 後順利與火箭分離、進入預定 軌道並正式展開任務。 而在福衛七號預備發射之 際，國研院太空中心也與桃園 機場合作，以福衛七號模型展 出現階段我國太空科技成果， 為充滿人文氣息的桃園國際機 場帶來不一樣的科技衝搫。該 機場為臺灣連接國際的門戶， 根據旅客流量統計，其第二航 廈的入境大廳也將在今年6月 達119萬使用人次。另外，國 研院太空中心更準備影片，供 民眾了解6枚衛星在新竹太空 中心廠房過去的點滴，並以 「獻給遠行的孩子」紀錄片給 予這6枚衛星期待及祝福。 福衛七號桃機展將在6月 1~30日於桃園國際機場第二航 廈入境大廳北會面點展出，有 興趣的民眾可至現場，透過展 覽及影片說明，跟著火箭發射 時間倒數，一同為福衛七號升 空集氣，見證我國氣象科技發 展貢獻世界的這一刻！
新聞來源
福衛七號模型示意。（Flickr-Hsin-Jen Hsu, https://
〈看見不一樣的桃園機場 福爾摩沙衛星七號於桃機展出〉，
flic.kr/p/ADWs9Z）
國家實驗研究院國家太空中心，2019年6月1日。