科技報導10月號 490期 by 科學月刊 Science Monthly

全方位視野科技人關懷讓使用者能準確存取網路資源，不會失效的「持續識別碼」是什麼？在21世紀，幾乎人人在查詢資料時都離不開網路。不過根據調查，網路資料從建立到失效的平均壽命約為44～100天不等，舉凡網站改版、營運者決定關站等都有可能是網址失效的原因。所以單純使用網址（URL）作為網路資源的參照已不夠，還需要用到「持續識別碼」（PID），而論文常看到的DOI其實也是一種PID（2版）！ SciTech Reports 科技報導 490 2022 10月號每月15號出刊 scimonth.com.tw 科學月刊姊妹刊物創刊於1982年 02 資訊生活讓網路資料不再消失！認識網路物件的「持續識別碼」 09 科技人文基因決定一切？社會達爾文主義與遺傳決定論共有的謬誤科學月刊月號【統計科學】上市！10 當期介紹請見 39版 No. 17 科技人文讀周成功著《生命為什麼如此神奇？》 20 共同刊載來自海洋的警訊阻止熱浪侵襲帶來的珊瑚白化危機 25 書適圈人工智慧能辨識假新聞嗎？或是會加劇假新聞問題？《AI 製造商沒說的祕密》 2022年10月15日（Photo by Christina @ wocintechchat.com on Unsplash） 13 科技人文站在時間大河上謙卑詮釋，在大爆炸時代中不迷失自我　《因果螺旋》讀後感 14 學術趨勢預印發表有哪些優點與缺陷？聽聽《自然》期刊的看法（123RF）

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

單　本：100元

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：趙軒翎　李依庭

編輯委員：王文竹　王伯昌　曲建仲

江建勳　李志昌　李精益

阮明淑　周鑑恆　林秀玉

林宮玄　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

陳妙嫻　陳彥榮　陳鎮東　單維彰　景鴻鑫　曾耀寰　程一駿　程樹德　黃正球　黃相輔　楊正澤　葉李華

廖英凱　管永恕　劉宗平

蔡兆陽　蔡孟利　蔡振家

鄭宇君　鄭運鴻　韓德生

嚴如玉　嚴宏洋　蘇逸平

持續識別碼（persistent identifier, PID）的服務因應而生。

什麼是「持續識別碼」？

PID 是一種用以參照各類事物的長期性編碼，通常用於網路上的物件。顧名思義，PID包含「持續」與「識別碼」兩個核心要素。

「持續」代表 PID 服務提供者維繫服務營運的承諾。 PID 服務提供者的長期營運承諾，確保

2 科技報導資訊生活現代人查詢資料離不開網路，覓得網路資料並引述資料來源時，往往一個網址（ URL ）便可代表千言萬語。但是，根據美國國會圖書館（ Library of Congress ）建立的部落格 The Signal 所整理的資料，網頁的平均壽命（從被建立到失效）約為 44 ∼ 100 天不等，包括網站改版、營運者決定關閉網站等，都是網址失效的可能原因。因此，單純使用網頁網址作為網路資源的參照，對資料的長期保存並不可靠。為了讓網路使用者能準確存取網路上的資源，

PID 能持續指向某個網路物件的最新網址，即使該物件因故被移動或刪除，也會清楚交代該物件的最新去向，而非僅顯示 404 Not Found（找不到）訊息。例如數位物件識別碼（Digital Object Identifier, DOI）就建議提供識別碼的儲存庫，應建立墓碑頁面（Tombstone Pages），並於頁面載明物件失效的原因。也由於 PID 的持續性，是建立於使用者對營運者的信任之上，因此 PID 服務提供者必須妥善管理該服務，並考量服務停止時的轉移問題。「識別碼」則是 PID 的外顯特徵：可識別該物件的獨特編號。 PID 一般由英文字母與數字構成，各類 PID 雖有不同的編碼規則，但每個 PID 編號都獨一無二，不重複發放。同時，由於網頁瀏覽器是現代網路的入口，創刊於公元1982年1月

主　　編：羅億庭特約編輯：陳亭瑋美術編輯：黃琳琇財務顧問：江旻壕專案經理：林品婕業務專員：廖本翔社　址：臺北市羅斯福路三段77號7樓電　話：(02)2363-4910 傳　真：(02)2363-5999 E-mail：scimonth@scimonth.one 印　刷：赫偉有限公司廣告索引錫昌 3 雙鷹 5 益弘.......................... 8 尚偉 11 日龍 16 牟博科技..................... 18 玉山生醫 23 台北儀器公會 24 人事廣告..................... 30 BD........................... 40 讓網路資料不再消失！認識網路物件的「持續識別碼」李承錱／中央研究院資訊科學研究所、研究資料寄存所技術經理

大多數 PID 服務都提供解析功能，含有 PID 編號的網址，並導向 PID 指涉物件所在的最新網址。所以當物件

被刪除時，也會將對應的 PID 註記為失效編號。以 DOI 為例，「 doi:10.1000/182 」代表 DOI Handbook 這份線上文件，我們便可以使用 https://doi.org/10.1000/182 這個含 PID 編號的網址，透過 DOI 提供的解析服務，取得存放在https://www.doi.org/hb.html的這份文件。

持續識別碼的種類

依照發放的對象分類，目前較為流通的PID如下：

以「人物、組織」為對象的PID：

• 國際標準名稱識別碼（ International Standard Name

Identifier, ISNI ）：是一項 ISO 標準（ ISO 27729 ），用於唯一辨識參與創作活動（書籍、電視節目等）的個人或組織（唱片公司、出版社等）。 ISNI 由註冊於英國的 ISNI International Agency Ltd 這個機構負責管理，機構成員涵括多國的法定送存（ legal deposit ）圖書館與高等教育機構。截至今（ 2022 ）

年 5 月， ISNI 已收錄超過 1300 萬個公開個人檔案，以及160萬個公開組織檔案。

• 開放型研究者與貢獻者識別碼（Open Researcher and

Contributor ID, ORCID）：ORCID為研究者提供免費、唯一且持久的身份識別，由非營利組織 ORCID, Inc. 維護與推廣。自 2012 年起開始發放，至今年 5

•

案，以及資料連結（ linked data ）介面。 GRID 計畫結束後，由ROR接續工作。

GRID ，於 2019 年啟動，以後者的資料為

Crossref 與 DataCite

ROR ID 也可包含其在 GRID

ISNI

Crossref Funder

和 Wikidata QID 等其他 PID 服務的對應編號，得以相互操作。 ROR 也提供網頁

介面、 API 與 JSON 格式的封存檔案，今年 3 月的最新版本收錄超過10萬個研究組織資訊。

以「事物」為對象的PID：

Handle System ： Handle 是一非商業性的識別碼解析系統，1994年由美國國家創新研究公司（Corporation

for National Research Initiatives, CNRI ）開發並維護至 2015 年，現由 DONA 基金會（ DONA Foundation ）負責管理。 Handle 不僅是眾多 PID （如以下介紹的

DOI 、 RAiD 、 IGSN ）的技術核心，也經營名為

Handle.Net 的識別碼登錄與解析服務，與發行以 Java 撰寫的軟體套件，可用於機構內部發行識別碼。

Handle System 的技術細節，定義於網際網路工程任

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月止，已有超過 1400 萬個 ORCID iD 被發放。在技術層面， ORCID以ISNI的規格設計，並為後者的一部分。 • 全球研究識別碼資料庫（ Global Research Identifier Database, GRID ）： GRID 是有關研究組織的公開名錄資料庫，由英國 Digital Science 於 2005 年首次公開， 2006 年改以公眾領域貢獻宣告（ CC0 ）釋出資料庫。去（ 2021 ）年 9 月的最終版本，包含超過 10 萬個世界各國研究組織的名稱、地址、網址、電子信箱等基本資訊。除了以網頁與應用程式介面（ API ）存取， GRID 同時提供 JSON 與 CSV 格式的封存檔

研究機構登錄（ Research Organization Registry, ROR ）： ROR 由研究社群主導，目標是提供開放的研究組織識別碼與相關後設資料（ metadata ）。 ROR 計畫繼承自

基礎，並由加州數位圖書館、

共同發展與經營。一個

、

•

務編組（IETF）發行的RFC 3650至3652之中。 • DOI ：是學術領域最廣為人知的 PID 系統之一，為物件（如學術文章、書籍、資料等）提供數位化的識別碼，由國際數位物件識別號基金會（ International DOI Foundation ）於 1998 年發起。 DOI 實作 Handle System 的識別碼功能，它的後設資料「資料字典」（data dictionary）建基於用以描述數位交易的indecs （ interoperability of data in e-commerce systems ）後設資料架構，並在歐盟的前身──歐洲共同體（ European Community ）的支持下進行開發。 DOI 可描述物件的出版資訊、摘要，甚至可以包含物件的完整內容。根據資料的繁簡程度（ granularity ），

DOI 識別碼也可被切割為多個子集合（ subsets ）。

DOI 目前由 11 個註冊代理機構（ Registration

Agencies ）受理識別碼申請（通常為付費服務），並

已發放逾2億7000萬個識別碼。DOI同時也是一項ISO

標準（ISO 26324）。

• 國際通用樣本號（ International Generic Sample

Number, IGSN ）：主要用於唯一辨識研究時搜集的

實體樣本（ physical samples ），最早使用於地球科

學，後擴及所有研究領域。 IGSN 的識別碼同樣是基

於 Handle System ，名為 IGSN ID ；維護的後設資料

綱要 IGSN descriptive metadata schema 著重描寫樣本

的材質與所在空間等資訊。目前全球有 10 個 IGSN 分發機構，如法國國家科學研究中心（ Centre national

de la recherche scientifique, CNRS ）與澳洲研究資

料共享中心（ Australian Research Data Commons, ARDC ）等。為因應持續增長的需求， IGSN 組織

（ IGSN Organization ）與 DataCite 建立合作關係，並

於今年9月起改由DataCite發放DOI形式的IGSN ID。

• 研究活動識別碼（ Research Activity Identifier,

RAiD ）：是為描述研究計畫而設計的識別碼，涵蓋

研究計畫的人員、儀器、機構、研究成果等描述。

RAiD 由 ARDC 於去年推出，以

5SciTech Reports 資訊生活

Handle System 實作識別碼功能，目前主要用於 ARDC 的研究計畫管理系統，同時也接受外部申請。 RAiD 的特色，在於彙整 ORCID 、 DOI 、 ROR 、 IGSN 等與研究計畫相關的識別碼系統，提供研究計畫的關係者（研究團隊、贊助者、研究機構等）獲取關於計畫重要資訊的一站式服務。未限制或支援多種對象的PID： • 資源典藏碼（Archival Resource Key, ARK）：是一種多用途、可用來描述各類資訊物件的通用識別碼。

ARK 是由加州數位圖書館（ CDL ）開發，目前由

ARK 聯盟（ ARK Alliance ）負責管理， CDL 則維運

N2T.net 這個全球的 ARK 解析服務。從 2002 年起算的 20 年間， ARK 已免費發行 82 億個識別碼。 ARK 採分散式設計，也就是解析已發行 ARK 至資源所在地的工作，最終多是由發放該 ARK 的機構進行。例如 ark 辨識碼「 ark:70795/ghmrs9 」透過 N2T.net （ Nameto-Thing）服務解析：https://n2t.net/ark:70795/ghmrs9 後，僅會導向識別碼提供者所維護的服務網址： https://persist.lu/ark:70795/ghmrs9 ，再由該識別碼提供者負責導向參照的資源網址： https://viewer. eluxemburgensia.lu/ark:70795/ghmrs9 。 ARK 官方網站也有整理各程式語言解析器實作。

ARK 的分散式與自行維護設計使得 ARK 的物件解析功能相較其他識別碼具有更多的客製化彈性。

例如上述的 N2T.net 同時提供的終端解析服務，便具有後綴直通（ Suffix Passthrough ）功能，可將識別碼後加上的文字，同步添加到參照的資源網址之後，例如https://n2t.net/ark:12345/fk3指向https://www. google.com/search?q= ，加上 PID 成為 https://n2t.net/ ark:12345/fk3PID 後，便可指向 https://www.google. com/search?q=PID，也就是於Google搜尋PID一詞。

• 持續統一資源位址（ Persistent Uniform Resource Locator, PURL ）：是一種統一資源位址（ uniform resource locator, URL ），也就是常見的「網址」。在網路瀏覽器輸入 PURL 位址後， PURL 解析服務會

回傳 HTTP 狀態碼（ HTTP status

Community Group）所建立的安全、永久轉址服務，

主要目的是提供資料連結（ linked data ）所需的長期

不變網址。使用者只要複製（ fork ） W3ID 在 GitHub

的倉儲內容（

.htaccess

request ），經倉儲維護者

International

Standard Book Number, ISBN ）、國際標準期刊號

International Standard Serial Number, ISSN ）、虛擬國際權威檔案識別碼（ Virtual International Authority File, VIAF ID）、GeoNames，以及ISO 3166「國家與地區代碼表」等。

除此之外，維基資料（ Wikidata ）的項目識別碼

（ QID ）近來也受到矚目，維基資料是完全由社群自主維護的跨語言協作資料庫，並由維基媒體基金會（ Wikimedia Foundation ）管理。

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code ）；例如 HTTP 301 永久移動，或 HTTP 302 臨時移動等，瀏覽器便能依據接收到的 HTTP 狀態碼，將 PURL 位址轉換為物件的實際網址。於 2016 年，在持續運作 20 年後，美國國際圖書館電腦中心（ OCLC ）宣布將它擁有的 PURL解析服務，轉移至網際網路檔案館（Internet Archive）。 • W3ID ：全稱為網際網路的永久識別碼（ Permanent Identifiers for the Web），是由全球資訊網協會（W3C）下設的永久識別碼社群小組（ Permanent Identifier

repository ），加上包含網址重寫規則（ W3ID 網址與物件實際網址的對應）的

檔案，再提交拉取請求（ pull

合併後，即可獲得獨立的識別碼命名空間。如https:// w3id.org/dpv 便用於 Data Privacy Vocabulary 這個資料連結語彙，並可在 https://github.com/perma-id/w3id. org/tree/master/dpv了解它的網址重寫規則。除上述識別碼，還有許多雖然不強調「持續」，但由於發展較早，已被廣泛採用的識別碼、代碼表或地名辭典（ gazetteer ）等，因仍具有持續的性質，也被作為 PID 使用。這類代碼包括：國際標準書號（

（

Wikidata 以「項目」（ item ）為核心，每個項目都有與它相關的敘述及可靠的原始出處。維基資料為每個項目賦予一個以 Q 開頭的唯一識別碼，故又被稱為 QID ，例如「宇宙」的識別碼為Q1。維基資料也連結到其他的PID 系統，讓使用者可以在不同來源的事實資訊間探索知識。研究資料管理為何需要PID？精確與可驗證學術研究重視精確， PID 的唯一性可以有效解決包括同名同姓、一字多義等容易造成語意混淆的問題。例如，當我們以維基資料的項目識別碼 Q7561635 指稱松山車站，就一定是臺灣鐵路管理局轄內的松山車站，

而不會是隸屬於日本四國旅客鐵道（ JR 四國）的同名

車站。伴隨 PID 的後設資料，也提供關於 PID 的進一步

描述與溯源資訊，有助於查核資料真偽。

提高研究效率

大部分 PID 均以網址呈現，也提供透過瀏覽器存取研

究資料的捷徑，有助於達成研究資料 FAIR 原則〔註〕

中「可被取用」的需求；部分 PID 甚至以識別碼為基礎，提供更細緻的資訊檢索功能。法國國家圖書館的典藏系統，便藉助前述的後綴直通功能，在 ARK 識

別碼後添加限定詞（ qualifiers ），如在 https://n2t.net/

ark:12148/bpt6k5834013m 加上 /f10 ，便可以瀏覽該書籍

的第十頁。此外，目前主流的文獻管理工具，均支援

自 PID （ DOI 、 ISBN 等）載入文獻的描述資料（如標

題、作者、期刊名等），可以大幅節省整理文獻的時

間；又如 DOI Citation Formatter 網站，提供將 DOI 識別

碼與後設資料，輸出為各式文獻引用格式的服務。

〔註〕有鑑於仰賴電腦處理的研究漸增，FAIR原則強調資

料的電腦可行動性（machine-actionability），即資料是可被找到（findable）、可被取用（accessible）、可相互操作（interoperable）、並且可再次使用（reusable）。

另外，研究計畫所使用的資料儲存庫，是

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PID 最主要的應用場域之一。主流的資料儲存庫，如 Zenodo 、 figshare 、 Harvard Dataverse 等，都針對寄存的資料集發行 DOI 識別碼； Zenodo 亦提供將資料集作者連結至 ORCID iD 的功能；臺灣在地的儲存庫──「研究資料寄存所」（ depositar ）也於近期啟用資料集的 ARK 識別碼服務。讀者們可確認使用的儲存庫是否已經整合 PID，以及它的功能是否符合讀者的研究需求。若您的研究計畫尚未使用任何一種 PID ，則可參考 FREYA Project製作的選擇指南（https://doi.org/10.5281/ zenodo.4192174 ），比較各家 PID 的功能，搭配英國的數位策展中心（ Digital Curation Centre ）所建議的考量因素，挑選符合需要的PID： • 識別碼應該識別什麼──資源、地點、後設資料，或以上皆是？ • 識別碼是否需要全域唯一，或區域唯一即可？促進相互連結透過 PID 的可相互操作性（ interoperability ），將使研究者與學術成果的描述得以相互豐富，例如 Crossref 便透過擷取 DOI 的作者資訊，自動更新 ORCID 上的學術著作列表。 ORCID 也運用其身份識別碼的特性，提供以 ORCID iD 作為認證方式，登入研究資料庫的功能。 Crossref 產製的 DOI 解析報告（ resolution report ），包括 DOI 的逐月解析次數統計，讓物件上傳者得以追蹤該物件的使用情形。心動了嗎？如何開始使用PID於研究？若您的研究領域已有推薦的 PID ，使用相同的 PID 系統將有助於領域內的資訊交換。（123RF）

• 識別碼需要哪些基本功能（可識別性與可檢索性）？

• 需要什麼程度的繁簡程度（granularity）？

• 是否有需要合併的既有命名系統？若是，將如何處理新舊命名系統之間的相互操作性？

• 將會使用具有明確語意或是隱晦的識別碼？

• 版本控制可能是個問題，多大程度的資源變化足以賦予其新的識別碼？

• （識別碼的）後設資料將被如何儲存與綁定到識別碼所指涉的資源？

• 識別策略能否擴展以滿足未來需求？

•

延伸閱讀

1. Dappert, A., et al . Connecting the Persistent Identifier Ecosystem: Building the Technical and Human Infrastructure for Open Research. Data Science Journal, 16, 28. https://doi.org/10.5334/dsj-2017-028

2. Davidson, Joy. (2006). Persistent Identifiers. DCC Briefing Papers: Introduction to Curation. http://hdl.handle.net/1842/3368

3. Meadows, A., et al. (2021). PIDs 101: A Beginners' Guide to Persistent Identifiers. https://doi.org/10.5281/ZENODO.4574566

8 科技報導資訊生活

在流程的哪個階段會賦予資源識別碼？

誰將為識別碼的管理負責？

如何為識別碼的長期經營提供資金？ PID是資訊汪洋中的指路明燈 PID 的持續性和獨特性，為來去匆匆的網際網路物件提供長期可被取得的可靠連結；尤其對於具有公眾利益、作為研究佐證或容易產生混淆的資料， PID 服務所賦予的穩定連結，也使資料溯源與驗證工作更加便利，提升使用者對資料的信任。下次在網路上搜尋資料時，讀者不妨留意這個位於角落，不起眼的英數字號碼。

基因決定一切？

社會達爾文主義與遺傳決定論共有的謬誤

許家偉／畢業於輔大生物系（學碩士）、陽明微免所（博士），曾任職UCLA微免分子遺傳所和USC分子藥理所，現任職於生技公司研發部，專研蛋白質純化和細胞免疫學。

達爾文（ Charles R. Darwin ）出版《物種起源》（Origin of Species）的年代（1859年第一版到1872年第六版）正值英國維多利亞時代，同時期歐洲大陸的普魯士統一德意志邦聯成為帝國。在那個殖民主義和帝國主義當道的年代，「適者生存」（survival of the fittest）這種口號恰好符合當代的社會精神和價值觀，所以當時一些知識份子立刻把達爾文的演化論應用到人類社會的發展上，孕育出所謂的社會達爾文主義（social Darwinism）。

社會達爾文主義和優生學的起源

最先以「適者生存」簡化演化論的英國社會學家史賓賽（ Herbert Spencer ）和提出生物發生律（ biogenetic law ）的德國生物學家黑克爾（ Ernest Haeckel ）分

別是英、德兩國社會達爾文主義的推手。但他們

兩人的演化觀都不是基於達爾文提出的自然選擇

positive

negative eugenics ）。而當時處在美國鍍金年代（ gilded age ）的資本家如鋼鐵大王卡內基

Andrew Carnegie ）、石油大亨洛克斐勤（ John D. Rockefeller）和鐵路大王希爾（James Hill）也都曾公開用物競生存和適者生存合理化他們對市場不擇手段的壟斷行為，社會達爾文主義的支持者也附和這種行徑有如強盜的企業霸權。一下子，軍國主義、種族主義、資本

9SciTech Reports 科技人文

（ natural selection ），而是富有強烈的拉馬克主義（Lamarckism）那種後天可獲遺傳的色彩；除了有進步的精神之外，更認為人類的演化是直向發展的。史賓賽促請英國政府廢除公共福利計劃，否則等於保障不適者蠶食社會資源；黑克爾呼龥德國民眾擁護一個強大的中央集權政府，透過軍事擴張去驅動種族競爭。幾乎同時，達爾文的表弟高爾頓（ Francis Galton ）在 1883 年創建了優生學（ eugenics ），他主張社會菁英要跟同階層的人通婚即所謂的積極優生學（

eugenics ），同時又阻止弱勢或殘障人士生育即所謂的消極優生學（

（

主義都成了社會達爾文主義的標誌。上述關於社會達爾文主義的起源，不只內容上達爾文本人沒有參與，也無關生物演化的機制（自然選擇），更與科學上的演化論述沒有關聯。社會達爾文主義和優生學只是利用達爾文的演化論作幌子行種族主義之實（而且種族主義早在達爾文提出演化論之前就存在），有心人士在推論演化論時稍作扭曲，就將自然選擇的適應性轉變成淘汰和剷除不適應者。社會達爾文主義和優生學的支持者抱持著兩個錯誤的想法：一，他們誤以為人類的一切特質包括智力、性格都是完全依循遺傳法則遺傳給下一代；二，他們也誤以為遺傳的模式有如白漆跟黑漆混合後成為灰漆，灰漆永遠無法還原成白漆黑漆的混合式遺傳（ blending inheritance ）。因此認為在世代遺傳的過程中「優良」

人種會被「不純正」人種取代，所以就主張用外力阻止遺傳融合來確保種族的「純正」。可見社會達爾文

主義和優生學是建立在對遺傳機制的無知上，跟演化論無關。

別忘了環境的影響力！遺傳決定論的盲點

更甚者，近年來隨著科學家對遺傳及基因的分子生物

學知識的突飛猛進，除了了解基因與疾病的關聯外，人類行為與基因的關係自然成為科學家的研究題材，也成為社會輿論的焦點，媒體更不時出現一些華而不

實的報導。在這些討論無限上綱上線後，基因就變得不只決定個人外在的性狀（ trait ），也決定了人的行為和性格，這就出現了人們的討論出現了智商基因、犯

罪基因、暴力基因、酗酒基因，這種遺傳決定論／基

因決定論（ genetic determinism ）的概念，認為人類的每一項特質、行為都是由特定的基因所操控。

無可否認，基因對生命有著非比尋常的重要性和影響力，我們可以在教科書裡找到一些由單一基因所造成的遺傳疾病，例如鐮刀形紅血球貧血（ sickle-cell disease, SCD）、地中海貧血（thalassemia）、亨丁頓舞蹈症（ Huntington's Disease, HD ）以及多種罕見疾病，都是在某一個特定的基因突變所致。但這些例子卻不是大多數疾病的機制，教科書廣泛地採用上述那些例子，只是要讓學生明瞭，少數基因變異就足以導致生理上的異常（圖一）。

但大多數的生理性狀或疾病都是由多個基因一起運作而成（例如第二型糖尿病的相關基因就高達 36 個），而且多與環境息息相關。以高血壓為例，只有 10 ％的高血壓是生理機制明確的續發性高血壓，其餘 90 ％的高血壓是原因不明的原發性（本態性）高血壓，當中因素包含遺傳因子（超過

個基因）、環境因素、生活形態和年齡。就這類文明病而言，社會環境和生活型態（特別是飲食習慣）遠勝於遺傳因素，因此這些疾病的致病因素是人們可以控制的，就算遺傳到糖尿病的基因，只能被歸類為「有家族病史」，頂

10 科技報導科技人文

多代表高患病風險，並不一定會發病。即使某人帶有某種癌症的基因，也不代表這個人一定會罹患癌症，研究發現大多數的癌症都是偶發的，以乳癌為例，只有 5 ∼ 10 ％的乳癌跟抑癌基因（如大名鼎鼎的BRC1 或 BRC2 ）的突變有關。生物表現受到基因和環境不同程度的影響，人類行為和疾病是先天遺傳和後天環境互動的結果。有些是基因的成分比較重、有些則是環境的因素比較重，此外，基因的作用力對於每個個體來說是一個恆量，環境因素反而有變化性和反複性，基因和環境是一個相互作用的架構，再加上不確定的隨機因素，根本無法釐清當中錯綜複雜的關係！當遺傳學家說找到某種特質的基因時，只不過是指這個基因以某種方式捲入到某個特質的表現中而已，而且再說一遍——絕大多數的特質是由多個基因參與（圖一）。可見遺傳決定論根本就沒有充足和紮實的理據，將人們所有的疾病和行為完全歸究於基因是不正確的。只決定特定蛋白質！基因的功能就是這麼枯燥平淡人們在討論基因時所用的言詞，往往會加強我們對於圖一：基因型（G）是蛋白質（p）的直接編碼，蛋白質產生表現型（P）而造就出適應性（F）。其實單一個基因造成某一個性狀是少見的情況，通常是多個基因造就出某個表現型。

基因的偏見，所以當我們在談論基因時應該避免給基因一個明確的標籤。基因就是整個複雜互動的生物系

統的一個部分而已，它們會製造出特定的蛋白質，這

個蛋白質的表現是由於接收到其它訊號。就只是這樣而已。所以，用枯燥和平淡的詞彙描述基因反而是對的，例如「跟乳房細胞病變有關的眾多基因中的一個」，但很不幸的，大眾傳媒卻不是這樣做，為了

帶出基因的功能，就給它一個標籤，例如「乳癌基

因」，甚至於前面提到的智商基因、犯罪基因等，都存在過度衍伸的謬誤。

跟很多疾病一樣，人的智力、心理、行為都的確有基因

基礎，但不是完全由遺傳因素決定，而是基因跟環境交

互作用下的複雜產物。科學家已經在對比同卵雙胞胎

（monozygotic twin）和異卵雙胞胎（dizygotic twin）的研究上發現基因只會造成傾向，但無法完全決定行為。

事實上目前的科學共識不認同基因決定論，也不支持環

境決定論，而是提倡基因和環境的相互作用。

基因組序列是先天條件（ nature ），而環境與經歷（教

育、交友、閱讀、運動、機運、家庭背景、階級地

位、社會文化等）是後天育成（

11SciTech Reports 科技人文

nurture ），發育和成長過程中的偶然因素對個體或族群的發展很重要。更何況表觀遺傳學（ epigenetics ）已經釐清生活條件如何經由 DNA 的甲基化（ methylation ）去改變基因的表現。所以，重要的不僅僅是基因帶給我們什麼，還包括我們（環境）帶給基因什麼，因為事實已經證明，後天不但可以、也確實勝過先天。這就不難發現為何我們不時會在報章雜誌或名嘴的口中接觸到基因決定論的話題，但最後卻在實證貧乏下不了了之。記住：基因或許決定生物的主要性狀，但環境卻塑造出牠們所有的行為。所以我們不能以偏蓋全地相信基因決定論，因為基因對人性的影響並非唯一、決定性的，只是具有某種

程度的影響力。美國演化生物學家路溫頓（ Richard

C. Lewontin ）就曾嚴詞批評那些唯生物決定論的人為

「DNA戀物癖」和「新聞界的應聲蟲」。

跟決定論不同的是生物潛能性（biological potentiality），

這種潛能的概念，源自於對人類的大腦可塑性（ brain

plasticity ）研究。整個大腦約有 1000 億個神經元，一

立方毫米（ mm 3 ）的大腦皮層就有大約 5000 個神經元

和二億個神經連結。各個神經元在大腦發育的過程中生長、連接，神經元的突觸在外界環境的剌激下會重

新加權（ reweighting ）、重新連結（ reconnection ）、

重新接線（ rewiring ）、再生（ regeneration ）。各

個神經元所組合出來的整體狀態稱為神經連結體

（ connectome ），堪稱是每個人人生經歷的總和，不

會在某個時期之後就定型不變，也代表每個人都是不一樣的。

科研以化約論找出重要屬性，

但不宜過度引伸

之所以出現基因決定論的錯覺，可能與科學家採取化約

論（reductionism）的思路和研究方法脫不了關係。

化約論設法將錯綜複雜的現象拆解成簡單的基本屬

性，愈簡單愈好，再藉由控制和改變單一變因並設立對照組和實驗組進行比較，就可以清晰地分析事物的功能，藉此了解事物背後的運作機制和原理。

在過去 60 多年來，這種方法使研究複雜生物實存體

（ biological entity ）的生物學和醫學變得跟化學和物理

說到底，演化論跟社會達爾文主義和優生學無關。科學觀念的社會意義，通常是人們自己詮釋的結果；而將社會學的議題和科學的發現混為一談，往往超出科

學家所能控制的範圍，而這樣的社會科學被野心家或既得利益者利用，就會引起災難性的後果。演化論就是這樣被妖魔化了。

所以由化約論所得出的觀察結果，並不一定能夠直接

12 科技報導科技人文

學一樣，能夠透過簡易的科學實驗了解它的過程和變化，最終在生物醫學上大有斬獲，例如揭露諸多疾病的致病機制。雖然化約論這種方式在科學研究上有重要的價值，但生物實存體的實際運作卻是由多個變數包括內在生理環境、外在物理環境和隨機因素等同時運作，又會不規律地變換它們作用的規模，更會不停地交互作用。

作為本體或群體的實際狀況。因此若把注意力全擺在單一固定因素上，例如某個基因，就有可能引伸出錯誤的論述，推理過當而歸納出不正確的結論。這裡要再強調：不要天真到只用簡化的單一或幾個物理原則解釋生命。因為生物的複雜性不能用化約論輕易地分解，化約論本身只是一種研究方法，我們不要把方法和它取得的結果混為一談。結語的確，若沒有達爾文和他的理論啟發，或許史賓賽就不會提出「適者生存」這個口號，但同樣的概念如果不是以達爾文主義的名義出現，總會有其它概念同樣地被拿出來利用。

（123RF）

《因果螺旋》可以讓讀者學會如何看見事情本質、厚實

研究底蘊以及墊高視野，最後回歸到自身實踐的心法大

成。如同作者陳建仁於序文提到：「知識爆炸、網路發達⋯⋯」，個人認為也可更貼切地說現今已是「資訊宇

宙時代」，從單純運動記錄到穿戴裝置；從消費習慣到瀏覽足跡；從信用卡到虛擬貨幣甚至到NFT都已被建構出一個大量的資訊宇宙。而陳建仁以「演化螺旋：與時俱進的人類疾病因果模式」做為貫穿全文的概念，更要

提醒所有人，在資訊宇宙的時代下，要能更趨近本質，應該以時間軸為線、前人累積的知識作為基礎、保持動態性的思維，並從多元的視角對所看見結果進行謙卑的詮釋

科學演進過程中「時間」總是一個重大的轉捩點，從曆法發明、牛頓運動定律，以及愛因斯坦相對論等，都與

時間密不可分。由於時間是一個相對的概念，因此經常被忽視，如同《因果螺旋》通篇在探討因果關係的判

每個研究設計的限制、進行偏頗的詮釋，將導致許多因果謬誤的發生。《因果螺旋》一書，前四章即是以個別研究發生的事件說明「先入為主」、「因果倒置」、「見樹不見林」以及「假相關」等因果謬誤。然而，透過了解每個研究的限制，對於研究結果的詮釋將能更近本質。如同他以「砷」研究為例，綜整自身及學生的相關研究，站在個別研究的限制上相互堆疊互補，建構出環境、基因、健康狀態及時間的「時間相依的因果螺旋模式」。然而，此思維並不絕步於學術研究，《因果螺旋》書末以肝癌及 COVID-19 為例，將研究工具繼續延伸至家庭、社會、國家甚至是全球；而不同層次正確詮

13SciTech Reports 科技人文邱弘毅／國家衛生研究院群體健康科學研究所特聘研究員兼所長、臺北醫學大學教授。站在時間大河上謙卑詮釋，在大爆炸時代中不迷失自我　《因果螺旋》讀後感

。

定，但實際上內部卻蘊含了許多時間的意義。宏觀來看《因果螺旋》可以發現，它是以陳建仁的研究發展時間軸為脈絡的一本書。從他與美國公衛學家畢思理（Robert Beasley）的相遇開始，延伸至他自己與後輩的研究。從微觀來看，每個章節因果關係的辯證中都存在過去與現在的相互映證，如：過去的 B 型肝炎與現今的嚴重特殊傳染性肺炎（ COVID-19 ），過去因果三角模式與現在因果螺旋模式等。從學術研究的角度來說，方法學是研究最重要的根本，而書中探索因果關係的四大研究設計：橫斷、回溯、追蹤以及實驗，實際上即是以時間為線，做出探索本質的工具。延續不同研究設計的概念，每個研究設計都有它的限制，唯有保持動態性的思維不斷的猜測與反駁才能使每個研究相互堆疊，最終使我們更貼近本質。然而，忽視

釋，更產生相互呼應的實際建議與方向。最後回到本書的序文，陳建仁以「獻給愛妻」與「主恩滿溢」作為開頭，更為《因果螺旋》的概念增加了「謙卑」的哲學，而我們身為後輩研究人員更要時時提醒自己，無論面對數據、研究甚至是人生，「謙卑」才能使我們在這個大爆炸的時代中不迷失自我。這本書不僅是因果方法學的教科書，更是深具人文思維的科普書。不論是專業的公共衛生、流行病學及生醫領域的研究人員，或是非專業的一般民眾都能獲益良多。在這個資訊爆炸的時代，陳建仁以一生研究的精華，對這個社會作剴切的提醒，惟有結合當下的時空情境與具因果的慎思明辨，才能做出最貼近本質的判斷。

預印發表有哪些優點與缺陷？

聽聽《自然》期刊的看法

劉雨如／英國諾丁罕大學遺傳學博士。

《自然》（ Nature ）期刊的 podcast 最近推出了一個新單

元「 Nature ’ s Take 」，找來不同領域的科學編輯，深入

討論對於科學發表的看法。近期可以觀察到推動科學

發表改革的浪潮逐漸增幅，此 podcast 也希望可以刺激

討論、集思廣益。在今（ 2022 ）年 8 月的節目中，《自然》期刊的科學編輯們談到了預印發表（ preprint ）的議題。預印發表是否能使科學更民主、是否能挽救科學的失信問題？考慮到嚴重特殊傳染性肺炎（ COVID-19 ）疫情對學術發表的影響與對開放科學的未來發展，預印制度是否有機會取代期刊制度呢？

預印發表的前身，資訊交流群組IEGs

預印的歷史可以追溯到

（National

版科學書籍的

並將之改名為 Pergamon Press ，出版了許多不同主題的

科學期刊，隨即開啟了學術出版的新紀元。自 1959 ∼

1965 年間， Pergamon 出版的期刊數量從 40 本，快速增

加到了 150 本，有些並不是由 Pergamon 起創而是被買下

的，其中不乏能經由學術機構的圖書館訂閱產生豐厚利潤的期刊。 Pergamon 的商業模式主導了學術期刊的發展，為數龐大的利益導向學術期刊也在這個時期創立，並採同樣的經營手法成長茁壯。當時，科學界也有許多人開始討論，是否該緩下學術出版的腳步，在發表研究之前，增加一些非正式且自

14 科技報導學術趨勢

1960 年代，美國國家衛生院

Institutes of Health, NIH）設置了一個資訊交換群組（Information Exchange Groups, IEGs）。在此之前，各領域內也有些未發表文章的流通，只是從未開放給領域外的學者。 IEGs 剛開始也只在幾位學術領袖之間運作，漸漸的有更多學者參與，直到 1967 年 IEGs 已經擁有3600位成員、2500份文件。 1960 年代同時也是學術出版社奠立基礎的關鍵年代，英國商人麥克斯威爾（ Robert Maxwell ）買下了德國出

Butterworth-Springer 出版社 3/4 的股份，

主的學術交流管道，以確保研究結果發表的正確性與即時性。 IEGs 以及其他許多類似的預印資料庫，都在這樣的背景下漸漸出現。就在許多研究機構圖書館意識到這些預印文章的存在，考慮要著手整理存檔的時後，學術出版社也同樣感覺到自己在學術界的地位有些被動搖的危機。美國免疫學家協會（ American Association of Immunologists），同時也是《免疫學期刊》（The Journal of Immunology ）的出版社，在 1966 年的年度會議中聲稱，政府單位主持 IEGs 這樣的系統非常不恰當，甚至對免疫學期刊來說非常危險，有可能就此取代了他們。在此次會議的投票中，協會會員們以 56 對 39 的票

數通過，《免疫學期刊》不會再刊登曾經在 IEGs 上流

傳過的文章。可想而知在這個事件之後，其他的學術

期刊也都群起效尤，自此封殺了預印制度的火苗，這段IEGs的歷史也跟著被遺忘。

網路與疫情帶來的新進展，欣欣向榮的預印平臺

直至1991年，也就是網際網路剛被發明的那一年，洛斯

阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）

的物理學家金斯博格（ Paul Ginsparg ），為預印文章創

設了一個自動化的電子郵件系統，也就是現在最知名的

預印平臺 arXiv ，自此讓預印的命運迎來了重生。 2001 年金斯博格成為康乃爾大學（ Cornell University ）的教

授，所以現在 arXiv 設立在康乃爾大學的伺服器下，目

前為止已經收錄了超過 200 萬篇預印文章。去（ 2021 ）年，致力於推動研究品質的柏林愛因斯坦基金會（ The Einstein Foundation Award），將獎項頒發給金斯博格，表揚他創立arXiv的初衷，以及他對開放科學的貢獻。

在 COVID-19 疫情期間，為求更快速開發對付病毒的方法，世界各地為數眾多的學者們紛紛投入研究，並將研究結果搶先公開於預印平臺，跳過漫長的同儕審核。這些平臺讓研究者們能更即時溝通實驗數據與方法。各國政府的公衛治理單位，藉此掌握最新近的研究結果，做為政策制訂的參考。在這樣的情況下，許多預印平臺也應運而生，到現在已經有超過 60 個預印發表平臺在網際網路上活躍著。 COVID-19 疫情漸漸消退，但預印系統的能見度卻逐漸擴張，且在生醫領域之外的學者們，也開始認同並且使用預印系統。

《自然》期刊的資深編輯費赫瓦里（Zoltan Fehervari）也坦言，在篩選《自然》期刊稿件時，他能有時間詳

數字中，就可以大略看出，這篇文章是不是在其領域

中已經被熱烈引用、討論？如果是的話，就可以判斷

結果出現了撼動典範的重大發現等情況，他就會到預印平臺上查看這篇研究是不是已經出現在上面？如果有，從文章被下載的次數和其他預印平臺提供的統計

謎者的地位也很常見。在分秒必爭的狀況下，搶先在 arXiv 發表，也算是插旗子的一種宣示。除此之外，預印也可以對一些發現提出即時的挑戰，《自然》期刊資深物理記者吉博尼（ Elizabeth Gibney ）就提出一個例子。幾年前，「宇宙泛星系偏振背景成像二代」（ Background Imaging of Cosmic Extragalactic

2, BICEP2

15SciTech Reports 學術趨勢

讀稿件的機會非常少。但如果投稿文章是由超厲害的研究經費所支持，而且文中做出大膽的主張，研究

這篇文章或許確實有很大的影響力。《自然》期刊編輯們給予預印文章許多正面的評價，認為預印平臺對於投稿的文章也不是照單全收，有些預印平臺對它們發表的文章也是有品質管控的，如 medRxiv 及 biorXiv 。而且平臺上要求回饋文章發表意見也需要實名，並不容許不負責任的隨便留言。預印文章的出現，縮短了常規的文章審查時間，對期刊來說也是好事，因此現在的研究者們可以不用害怕文章在預印發表過會被期刊拒絕，事實正好相反。討論熱烈但未必可靠，預印平臺的優點與缺陷在物理領域，預印平臺的發展已經非常成熟，由於許多研究團隊都在研究同一個問題，互相競逐第一個解

Polarization

）宣稱發現被宇宙重力波扭曲的光線，但過不了幾週，馬上就在 arXiv 出現許多打臉文，這對追求真理的科學發展也是件好事。更重要的是，相對客觀的預印發表，除去了許多文章內容之外的偏見，不論作者的國籍、人種、性別、學術地位、人緣好不好，只要內容實為研究結果，人人都能發表，確實將學術發表帶往更民主的方向前進。吉博尼也點出預印平臺有潛在的危險性。由於預印文章未經同儕審核，又開放所有人擷取，站在科學記者的角度，在報導預印文章的時候，或多或少需要自備一點背景知識，至少需要有能力做初步審核，並在報導中註明內容來自未經同儕審核的研究。但並不是所有科學傳播單位都有能力這樣做的，如果誤傳了不正

確的研究結果，所造成的後果恐怕很難收拾，同時也

降低大眾對科學的信任度。不過就算是經過同儕審查

的研究結果，也有之後被證實錯誤的例子。學術發表

的平臺作用在於傳遞資訊，而科學總需要時間自我修

正，並不是一夕之間發現真理的那種童話故事。

如果預印平臺發揮其效用，實現了開放科學的發展，

那麼科學還需要期刊出版社嗎？編輯們認為學術期刊

還是有它的必要性，首先文章經過期刊的專業文字修

訂與排版美編，對於閱讀的舒適與愉悅程度有絕對的提升。尤其是在像《自然》這樣涵蓋研究領域廣泛的

期刊，對於文章的用字遣辭會特別注意，務求通情達

意，才能讓不同各領域的人都能理解。另外，學術出版社長久經營下來累積的專家庫及對研究領域的熟悉程度，在尋找恰適的同儕審查人選時，確實能發揮專

業程度，與預印平臺上隨機遇到的學者來發表看法，

相較之下更有效率、也更有價值。

當然，關於這個議題再怎麼說，《自然》期刊本身就

是一間學術出版社，如同節目中所說的，就像是火雞

不可能會投票贊成聖誕節的存在，《自然》期刊的編

讀周成功著《生命為什麼如此神奇？》

張之傑／科普作家。

今（ 2022 ）年 8 月 1 日收到陽明交通大學生命科學系

周成功教授的電郵，說他的書出版了，問我地址和電

話。我以為他要寄來，沒想到當天下午就送來了。當

時我到捷運站散步，沒和成功兄謀面。多少年來不知

有多少朋友送書給我，親自送上門這還是頭一遭！

成功兄的隆情厚誼，我應該寫篇書介才是。我正在寫一篇科學史論文，預備待論文殺青後，再著手寫書

介。 8 月 6 日至 7 日，隨長子一家子去了一趟武陵農場，山中天氣涼爽，腦筋較為清明。從武陵山莊到桃山瀑布的路上，心想：我和成功兄大約 1979 年定交，彼此相知甚深，他的事怎能延後！主意打定，一回到臺北就著筆了。

2005 年，我退出職場到世新通識中心兼課，開設三門課：中國科學史、生物的演化、白話科學。我的課不考試，但一學期要繳交兩篇讀書報告。我要求學生，撰寫讀書報告，要簡述所讀書籍的結構和內容，使未讀該書者也能知其梗概。為成功兄的大作寫的這篇書介，就算是此一理念的自我實踐吧。

成功兄的《生命為什麼如此神奇？》副標題是「周成

功教授的 13 堂探索之旅」。該書有兩篇推薦序，一

篇是陳文盛教授的〈不普通的普通生物學〉，一篇是劉源俊教授的〈子帥以正的科學教育推手〉，略去不

對生物學有個整體的掌握，就必須把生物學擺在演化的脈絡下去理解。這是高中生物最欠缺的一環，而國外教科書在這個問題上也交了白卷。」成功兄是抱著開創新猷的雄心，著作這本書的。

自序之後進入 13 堂課，依序是：（ 1 ）薛丁格的大哉問：生命是什麼？、（ 2 ）生命的起源、（ 3 ）生命為什麼如此複雜？、（ 4 ）生命的化學工業——化學反應與酶、（ 5 ）生命的能源政策、（

17SciTech Reports 科技人文

表。成功兄在自序〈大一普通生物學究竟該教些什麼？〉說出他的著作理念。成功兄（以下行文稱作者）原任教研究所，從事研究和帶研究生，退休後開始在大學部開課。這本《生命為什麼如此神奇？》就是根據他在陽明開設的普通生物學的錄影整理而成。著作理念是：普通生物「要學會一套和高中只會應付考試完全不同的自我學習方法，進而獲得包括批判性思考、發掘問題、寫作表達等等可以應對未來挑戰的重要能力。」欲達成上述教學目標，就不宜使用英文課本，內容應提高視野，以演化的角度俯瞰生命世界。「要讓學生

6 ）遺傳、基因與分子生物學、（ 7 ）基因體與染色體、（ 8 ）基因表現的調控、（9）自私基因與性擇、（10）人的演化、（11）我們為什麼會生病？、（ 12 ）我們為什麼會老？、（ 13 ）生物學為什麼如此獨特？加上圖片來源和索引，計398頁。第一堂課「薛丁格的大哉問：生命是什麼？」包含六節：薛丁格和「生命是什麼？」、生命如何克服亂度、生命資訊系統的儲存與運作、基因資訊的解碼、人類的資訊系統：基因體與體質、為什麼一位物理學家會問生命是什麼？從這些題目，大致可以看出這堂課的內容。這篇書介預備在《科技報導》刊出，因為有字數限制，如果依據在世新所標舉的讀書報告寫法，可能要寫上一、兩萬字，我也沒有那麼大的精力。幾經斟酌，決定將第一堂課逐節介紹，其餘各堂省略，代以

筆者的個人觀點。

1940 年代，一些高瞻遠矚的物理學家和化學家涉入生物

學領域，奧地利物理學家薛丁格（ Erwin Schrödinger ）就

其中佼佼者。生命的繁複紛雜，生物學家視為理所當然。

「當物理學家思考生命是什麼時，一個全然不同於生物學

家的思維逐漸呈現。」

在「薛丁格和生命是什麼？」一節，說明薛丁格名著《生

命是什麼？》（ What Is Life? ）的來由。 1939 年，薛丁格應邀到愛爾蘭建立都柏林高等研究院（ Dublin Institute for

Advanced Studies）理論物理研究所，1943年在該所發表一

系列演講，主題是「

筆者看過這本書的中譯本，老實說並不能真正看懂。

作者在這堂課中，提出薛丁格對生命的第一個疑惑：「為

什麼所有的生命形式，都可以擁有穩定而高度秩序的結

18 科技報導科技人文

What is Life?」（生命是什麼？）副標題是「The Physical Aspect of the Living Cell」（活細胞的物理面向）。 1944 年，此講稿由劍橋大學出版社輯而成書。

構？」根據熱力學第二定律：「有秩序的系統是不穩定的，必然會瓦解趨向最大亂度。」作者以譬喻解釋什麼是亂度（ entropy ，又稱熵），並引述波茲曼方程式，說明任何物理系統一定有亂度存在。在「生命如何克服亂度」一節，根據熱力學第二定律，有秩序的系統是不穩定的。生命之所以穩定而有秩序，是因為細胞會釋放熱到環境中，也就是以增加環境的亂度為代價。作者說：「我們常說要保護環境，但只要有生命存在，環境必然會變亂，這又是熱力學第二定律惹的禍。」這個結論在過去從沒聽過。在「基因資訊的解碼」一節，薛丁格提出的第二個疑惑是：「一個生物系統是如何精準複製，並代代相傳一組龐大、可遺傳的基因訊息？」 1943 年薛丁格在都柏林演講時，人們對基因仍然諱莫如深，薛丁格卻準確的預測遺傳資訊的形式，以及可能的複製機制。他的預測啟發了美國分子生物學家華生（ James Watson ）和英國生物學家克里克（ Francis Crick ），於 1953 年發現 DNA 的分子結構，成就了蓋世偉業。在這一節裡，作者以電腦的 RAM 譬喻 RNA ，「遺傳程式儲存在 DNA 裡，很穩定！⋯⋯因此 RNA 扮演的角色，就跟電腦中的 RAM 程式一樣，是『暫時』有用、不穩定、用完就丟棄的。」這樣的譬喻豈是一般人想得出來的。在「基因資訊的解碼」一節，說明遺傳密碼的意義。作者以電腦使用的 0 與 1 兩個數字組成的程式為例，需經過「解碼」才能轉換成數字、文字或符號。 DNA 上的遺傳密碼，也必須經過「解碼」，才能知道這段密碼所對應的蛋白質胺基酸序列。簡言之， DNA 的上的遺傳密碼需轉錄成 RNA ，再轉譯成蛋白質，才能表現其意義。在這一節裡，作者強調，遺傳密碼對應胺基酸的關係，普世一致，亦即所有的生物都源自一個共同祖先。也就是說，地球上的生命只有一種形式，沒有第二種形式。

在「人類的資訊系統：基因體與體質」一節，作者指出，人類基因體定序完成，大約有兩萬個基因。筆者當年讀書時，預測的是有十萬個呢！當黑猩猩的基因體也完成定序，發現人和黑猩猩的的基因體相差不過 1/100 強，難怪黑猩猩已歸類為人科。作者還指出，不同人間的基因體，差異大概是 1/1000 。基因體決定了我們的體質，作者說：「要徹底了解遺傳資訊多樣性究竟是怎樣決定我們的體質，可能是生物醫學界未來一百年最重要的研究方向與目標。」

這一節作者還指出，在可預見的未來，每個人將有一

張「生物身份證」，告訴你一生中可能有哪些潛在危

險，以及依此設計的一套生活方式。作者感喟地說：「這樣美麗新世界的來臨，我們不禁要問：基因資訊

到底是解放了我們，還是成為它的俘虜？」

在「為什麼一位物理學家會問生命是什麼？」一節，作

者理出1943年薛丁格在都柏林發表「生命是什麼？」系

列演講的來龍去脈。原來以研究噬菌體聞名的德裔美籍生物物理學家德爾布呂克（Max Delbrück），啟發了薛丁格。讓筆者意想不到的是，德爾布呂克也是物理學家，他還是德國理論物理學家玻恩（ Max Born ）的學生呢。 1932 年，丹麥物理學家波爾（ Niels Bohr ）發表「光與生命」演講，激勵了一批年輕物理學家，德爾布呂克正是其中之一。這些都是閱讀《生命為什麼如此神奇？》才知道的。分子生物學的開創，參與的物理學家何其眾多！因限於篇幅，以下不再條分縷析，且以一位老生物

系，學過後縱使遺忘細節，基本觀念是不會忘的。這是

的圖片來源，但插圖都經過重繪，這從插圖的畫風一致可以看出端倪。由於畫風一致，披閱之下特別賞心悅目。插圖重繪和全彩印刷所費不貲，臺灣市場狹小，一般出版社無力負擔。天下文化的大手筆，表示對該書的重視。

容，而是理念。個人認為，普通生物學仍需包含生物

19SciTech Reports 科技人文

人和老編輯人的角度，談談對成功兄這本大作的觀感。筆者讀臺灣師範大學生物系時（ 1962 ∼ 1966 ），學的是傳統生物學，對於以生化為基礎的現代生物學一無所知。在國防醫學院（簡稱國醫）當研究生時（ 1968 ∼ 1970 ），受業於許織雲教授和馮憲文等幾位生化系教授，對於現代生物學才略窺其門徑。在國醫那兩年，我專攻組織學。組織是解剖學的一個分支，屬於記誦之學，讀完後很快就會遺忘。以生化為基礎的現代生物學，是以分子層次解釋生命現象的嚴整體

我於 1975 年寫出平生第一本科普書《生命》（科學月刊）的憑藉，以及能夠讀懂成功兄大作的憑藉。話題回到成功兄大作，個人認為，該書的殊勝之處至少有三點。其一，該書可能是第一本國人自撰的分子生物學科普讀物。筆者曾為文指出，科普讀物可粗分為兩大類，一類以青少年或普羅大眾為對象，可稱為大眾科普讀物；一類以文化人或特定人士為對象，可稱為進階科普讀物。成功兄的大作屬於進階科普讀物。其二，成功兄的大作，每堂課都列出延伸閱讀，書後列出各堂課的圖片來源，最後是筆畫序索引，可說應該有的都有，和國外科普讀物無異。國人自撰的科普讀物通常缺少這些配件，我的那本《生命》，書後只列出主要參考書； 2015 年出版的《白話科學：原來科學可以這樣談》（開學文化），什麼也沒列。其三，成功兄的大作，全彩印刷，書後雖列出各堂課

那麼成功兄的大作就無可評之處嗎？有的，不是內

學的各個門類，猶如普通物理不能略去力學、聲學、光學、電學等，只談理論物理。成功兄的大作作為普通生物學教本，個人並不認同。作為一本科普書，絕對是上乘之作。筆者謹以一位老科普人的信譽，鄭重推薦這本書。

來自海洋的警訊

阻止熱浪侵襲帶來的珊瑚白化危機

王立雪／海洋生物博物館企劃研究組組主任、副研究員。

讀者知道什麼是「海洋熱浪」（ marine heatwaves ）

嗎？海洋熱浪其實類似陸地上的熱浪，只是發生地點

在海洋，也就是當地海洋溫度與過去平均海洋溫度相

比，出現幾天甚至更久到數月以上的不正常高溫。而這種海水溫度長時間升高的情況，有可能會造成發生地區海域生態的衰退、大量有毒藻類增生、魚類／無脊椎生物因缺氧而死亡或發育畸形，以及海洋脊椎動物（如海龜及魚類）性別比例改變。海洋熱浪形成的原因通常跟大洋洋流造成的溫暖水團與海氣（ oceanatmosphere ）熱交換有關，或是局部空氣因為低氣壓籠罩造成氣溫持續升高，使得海水表面溫度持續上升，再加上環境的風量減少且濕度高，造成海水垂直水層混合降低，而使海水溫度上升更加劇，熱也被累積在海水表層。

海洋熱浪對珊瑚礁生態系的影響

20 科技報導共同刊載

珊瑚礁生態系是世界上生物多樣性最高的生態系之一，常被稱為「海洋的熱帶雨林」。每年對全球的社會、經濟價值貢獻高達 9.8 兆美元。珊瑚礁生態系會受到全球氣候變遷造成的海水水溫上升、海水酸化、人為活動干擾、過漁、陸源汙染物等因素影響，造成大規模的珊瑚白化、進而死亡與衰退。而生態系中的珊瑚，則是維持珊瑚礁生態系穩定發展最重要的生物。珊瑚是刺胞動物（ Cnidaria ），牠的內胚層細胞居住著一種稱為共生藻（ Symbiodinium ，又名蟲黃藻）的特殊種類渦鞭毛藻（ dinoflagellates ），屬於細胞內的共生現象。共生藻可以行光合作用，提供珊瑚光合作用產物如葡萄醣、小分子有機酸、脂質等，而珊瑚則可以提供共生藻無機營養鹽與保護。所謂的珊瑚白化，就是指共生藻死亡或離開珊瑚，使得珊瑚失去共生藻的褐色或綠色，呈現白色或是其他特殊的顏色如藍色、黃色、粉紅色（可能是由於體內大量累積的螢光蛋白）。如果白化時間持續，且造成珊瑚白化的影響因子未能被有效移除，珊瑚就會逐漸死亡。＊本篇文章與《科學月刊》634期共同刊載＊（123RF）

珊瑚合適生存的水溫介於 24 ∼ 28 ℃，若是超過 30 ℃，

就很容易會發生白化現象。而海洋熱浪主要會造成海

水的水溫升高，如果海洋熱浪發生在熱帶海域，將

使原本夏季平均海水溫度就比較高的熱帶海域水溫更高，長期累積的熱緊迫便會導致珊瑚嚴重白化與死

亡。珊瑚死亡後，海洋熱浪會繼續影響珊瑚骨骼上的微生物相、加速微生物的增生，造成珊瑚礁的三維結構被迅速瓦解，進而影響生活於此棲地的其他生物如魚類、甲殼類，使得當地的生物多樣性或數量下降。

利用測量與大數據，

分析海水溫度變化並提供珊瑚白化預警

為了因應全球暖化造成的海洋升溫，美國國家海

洋暨大氣總署（ National Oceanic and Atmospheric

Administration, NOAA ）在 2000 年建立了珊瑚礁觀測

（Coral Reef Watch, CRW），他們在世界各地利用衛星

偵測海水表面溫度（sea surface temperature, SST），以

及實地以海洋溫度偵測器測量海水溫度，並配合模式分

析成功提供了能夠預測大規模珊瑚白化的預警系統。

「 DHW 」（ Degree Heating Week ）是珊瑚大量白化最重要的預測指標，主要用來計算當珊瑚面臨的海水水溫比歷史夏季最高水溫還高時所累積的熱緊迫。舉例來說，當預測出的海水表面溫度比歷史上的夏季最高水溫高出 2 ℃且會延續四週，則當地珊瑚累積的熱緊迫

就是2（℃）×4（週）＝8 DHW。

這項系統將珊瑚的白化預測分為五大階段：沒有緊

迫、白化觀察、白化警示、一級警戒、二級警戒。沒

Terpios hoshinota ）造成綠島附

藻類繁殖，使得臺灣西南部海域如小琉球的珊瑚覆蓋率衰退。除了高溫外，低溫也會造成珊瑚的白化與死

21SciTech Reports 共同刊載

有緊迫是指沒有熱緊迫及珊瑚白化發生，也就是海水的表水溫度低於當地最高月平均溫度；而白化觀察是指海水表水溫度高於當地最高月平均溫度，但小於珊瑚白化閥值（ bleaching threshold temperatures ），此時珊瑚面臨低程度的熱緊迫；白化警示顯示的是海水表水溫度高於珊瑚白化閥值，且累積熱緊迫程度 DHW 介於 0 ∼ 4 ；一級警戒是海水表水溫度高於珊瑚白化閥值，且累積熱緊迫程度 DHW 介於 4 ∼ 8 ，此時珊瑚會出美國國家海洋暨大氣總署的珊瑚礁觀測預測了今年 7 月 6 日、 7 月 31 日、8 月 18 日、9 月 2 日在俗稱為「珊瑚金三角」的印尼、菲律賓、馬來西亞海域的珊瑚白化階段。（NOAA Coral Reef Watch Version 3.1 Daily 5km Satellite Regional Virtual Station Time Series Data for Southeast Florida, https://reurl. cc/8pRx34）現明顯白化；二級警戒，則是指海水表水溫度高於珊瑚白化閥值，且累積的熱緊迫程度 DHW 大於 8 ，這時候珊瑚會出現大規模的嚴重白化甚至死亡。提出珊瑚白化預警，可以讓研究者與管理單位提早介入，例如加強管理、減少珊瑚礁的緊迫，或是其他更積極的作為，降低海水溫度升高對珊瑚礁的衝擊與增加珊瑚礁的恢復力。海洋熱浪對臺灣附近珊瑚的衝擊臺灣過去也曾有多次珊瑚大規模白化的事件。例如 1987 年第一次在墾丁地區被報導大規模珊瑚白化，後續調查發現是因為第三核能發電廠（核三廠）的溫排水造成，這起事件也讓臺灣學者開始注意到溫度對珊瑚的影響。之後在臺灣附近海域的珊瑚也陸續出現零星的白化現象，有些是高溫造成、有些則是特殊生物繁衍，如黑皮海綿（

近海域珊瑚的白化死亡、營養鹽過剩造成大量毛叢狀

亡，像是今（

溫而出現大量珊瑚白化的現象。

2020年的海洋熱浪則使臺灣面臨了有史以來最大規模的珊瑚白化事件。全臺各地不論是南部的墾丁地區、綠

都發生大規模的珊瑚白化。此外，海洋熱浪發生時除

22 科技報導共同刊載

2022 ）年春天澎湖南方四島，就因為低

島、蘭嶼、小琉球、澎湖南方四島，甚至東北角海域

了海水溫度升高，通常也會伴隨著強烈的日照，且陽光中的紫外線強度也非常高，因此在海水清澈的地區如蘭嶼，除了淺水區（水深小於 30 公尺）的石珊瑚目（ Scleractinia ）會發生大規模的白化外，連中光層（水深大於40公尺）的石珊瑚也發生零星的白化事件，而在中光層的水溫已經遠低於會發生熱緊迫的水溫。提供珊瑚白化預警，不一定代表當地會發生大規模的珊瑚白化事件，實際情形還是會因為局部地區的狀況而有所不同，而且珊瑚白化的發生情形也會因不同的海水深度而有所不同。以臺灣而言，今年 7 月初在南部海域開始進入白化警示而後陸續進入一級警戒，並在 8 月中旬開始進入二級警戒，北部海域也陸 2020 年 9 月蘭嶼機場跑道北側發生大規模珊瑚白化，水深約 10 公尺。（楊啟泰拍攝）今年 9 月恆春半島南灣外，表孔珊瑚白化，及西側合界多種珊瑚白化。上圖水深約八公尺；下圖水深約十公尺。（作者提供；鄭國佑拍攝）

續進入一到二級警戒。位於南部的墾丁海域，一樣在

界，則在水深

珊瑚（

瑚（

（

侵的南灣近岸附近水深

就只有觀察到零星的白化現象。而在南灣外也有發現

到大面積的表孔珊瑚發生白化現象。

面對愈來愈頻繁的海洋熱浪，

我們還能做什麼？

有學者預測， 2030 年世界上將有超過 75 ％以上的珊瑚

礁每十年會經歷兩次以上的嚴重白化。雖然在珊瑚白

化後，若能移除造成白化的因素還是有機會使珊瑚恢

復原先狀態，但頻繁的經歷嚴重白化，仍會降低珊瑚

23SciTech Reports 共同刊載

∼ 9 月初進入一到二級警戒，在恆春半島西岸的合

5 ∼ 18 公尺處觀察到有多種珊瑚如軸孔

Acropora ）、表孔珊瑚（ Montipora ）、微孔珊

Porite ）、鹿角珊瑚（ Pocillopora ）、厚絲珊瑚

Pachyseris ）等發生大規模白化。比較常有冷水團入

3 ∼ 10 公尺處如出水口、跳石，

礁的恢復力。面對愈來愈頻繁發生的海洋熱浪，全球有許多政府機構與研究學者投入培育「超級珊瑚」的行列，希望能尋找出可以對抗熱緊迫的珊瑚，並在進行人工培育與增殖後移植到野外環境，期望利用人工的方式培育珊瑚，在珊瑚礁衰退區進行野外移植、復育。此外，也能增加海洋保護區或是加強區域性白化事件發生時的環境管理，如降低人為干擾、減少漁業行為等，以降低對遭受緊迫的珊瑚來說更雪上加霜的影響。最後，努力控制全球暖化在 1.5 ℃是最迫切需要達成的事。節能減碳救地球不是口號，而是你我都需要努力盡一分心力。

書適圈24 科技報導第15屆台北國際儀器展敬邀免費參觀 ※12歲以下兒童謝絕進場 111.10.28-31 時間｜09:00-17:00 地點｜台北世貿中心一館B區（台北市信義路5段5號） Tel｜02-23703177 主辦｜台北市儀器公會　協辦｜高雄市儀器公會

祖克柏每天都是同樣的穿著：灰色棉質 T 恤與藍色牛仔褲。他認為這身穿著可以給予他更多的能量來經營臉書，他喜歡稱呼臉書為一個「社群」，而非公司或社交網路。「我真的想要簡化我的生活，除了盡己所能服務這個社群外，我希望將其他的決策減到最低，」他曾經這樣說道，「世間有一大堆心理學理論都說了，即使是你穿什麼、早餐吃什麼等等一些小決定，都會令你疲憊與消耗你的精力。」但是 2018 年 4 月至

國會作證時，他穿的是深藍色的西裝，並且繫了一條臉書藍的領帶。有人把他這身裝扮稱為「我很抱歉」

為沉重。祖克柏被傳喚至國會山莊作證，接受為期兩天共十小時的訊問。他回答了來自近一百位議員的逾六百道問題，涉及的議題有新有舊，包括劍橋分析公司的數據洩漏案、俄羅斯干預美國大選、假新聞，以

書適圈 25SciTech Reports

服。還有一些人說他的髮型露出整個腦門，使他看來像是悔過的僧侶。一個月前，美國與英國的報紙大肆報導英國新創企業劍橋分析公司（ Cambridge Analytica ）蒐集臉書逾五千萬名用戶的個人資料，在 2016 年總統大選期間用來為川普陣營瞄準選民。此一報導引發媒體、公共利益倡導人士與立法者對臉書鋪天蓋地的指責聲浪，使得過去幾個月已飽受批評的祖克柏與臉書所承受的壓力更

及經常出現在臉書上的仇恨言論，煽動如緬甸與斯里蘭卡等地的暴力事件。祖克柏連連道歉，儘管有時看不出來有任何歉意。不論是在私下還是公開場合，祖克柏經常展現出機械化舉止，不斷眨動雙眼，頻率之高已超過一般人，他的喉嚨也不時會不自覺地發出聲響，像是機器出現故障一樣。在第一天參院作證進行到一半時，來自南達科塔州的共和黨籍資深參議員約翰．圖恩（ John Thune ）質疑祖克柏道歉的誠意。他指出過去十四年來，這位臉書創辦人不斷為接二連三發生的惡劣錯誤公開道歉。祖克柏表示他十分清楚這一點，不過他也提到臉書現在已認清應該以新的方法來經營，它所要做的不只是為線上資訊的分享提供軟體，並且也需要積極監管在線上分享的資訊。「我認為我們現在已學到針對多個議人工智慧能辨識假新聞嗎？或是會加劇假新聞問題？《AI製造商沒說的祕密》

題──不僅是資訊的隱私，同時還有假新聞與外國勢力對選舉的干預──我們必須採取更為積極的作為與

承擔更大的責任，」他說道，「光是製造工具是不夠的，我們必須確保這些工具是用來為善。」圖恩表示他對祖克柏的反省感到欣慰，但是他要知道臉書究竟要如何來解決這些難題。他以仇恨言論為例，這是一個看來容易但實際不然的問題。在語言上，所謂的仇恨言論往往難以定義、難以區分各國間有時極為細微

的差異。

祖克柏的回應是將時間倒轉至臉書草創初期，並且娓

娓道出他和他的部屬在作證前幾天所準備的陳腔濫

調。他表示，當他在 2004 年於宿舍內創立臉書時，人們可以在這個社交網路上分享任何東西。如果有人檢舉分享的資訊並不適當，該公司會進行審查，決定是否要將此一資訊移除。他承認，十幾年來，此一行動已快速蔓延成為尾大不掉的陰影，有超過二萬名約聘

人員審查來自逾二十億名用戶在社交網路上可能遭到扭曲的資訊。不過，他強調，人工智慧將不可能變成可能。

儘管如伊恩．古德費洛等研究者認為深度學習可能會加劇假新聞的問題，祖克柏卻是把其視為解決良方。他告訴圖恩參議員，人工智慧系統已能以近乎完美的準確度來辨識恐怖分子的宣傳資料。他說道：「今天我們坐在這裡，我們自臉書撤下的伊斯蘭國（ ISIS ）與蓋達組織（ Al Qaeda ）的相關內容，有百分之九十九都是在人們尚未看到之前，就已先由人工智慧系統發現。」他承認其他形式的有毒內容較難辨識，包括仇恨言論。不過他相信人工智慧可以解決這個問題。他

Gehry）設計的扁長形鋼骨結

由楊立昆（ Yann LeCun ）來報告部門的工作。他詳

的進展。祖克柏只聽不說，施瑞普弗也是不發一言。接著，當報告結束，人工智慧主管團隊走出房間後，施瑞普弗責備楊立昆，指責他說了等於沒說。「我們需要一些足以顯示我們比其他公司強大的東西，」他告訴楊立昆，「我不管你要怎麼做，我們需要贏得競賽。你去發起一項我們確定會贏的競賽。」

書適圈26 科技報導

表示，在五到十年內，人工智慧甚至可以分辨仇恨言論中細微的差異。然而他沒有說出口的是，即使是人類也無法就哪些是仇恨言論、哪些不是達成共識。 *** 兩年前， 2016 年的夏天，在 AlphaGo 擊敗李世乭之後，川普擊敗希拉蕊之前，祖克柏坐在二十號樓的會議桌前，這棟建築是該公司在門洛帕克園區內的新核心。這是由法蘭克．蓋瑞（Frank

構建築物，占地超過四十三萬平方英尺，是足球場的七倍。屋頂是其自有的中央公園，有九英畝的草地、樹林與碎石子小徑，臉書員工隨時都可以來這兒散步休息。室內則是一個巨大的開放空間，容納兩千八百位員工、大量的桌椅與筆記型電腦。如果站在正確的位置，你就可以一眼貫穿整棟建築，直達彼端。祖克柏正在進行公司的年中檢討。各部門的主管會走進他所在的房間，討論他們在當年前六個月的進展，然後離開。這天下午，該公司人工智慧部門的主管與技術長邁克．施瑞普弗（Mike Schroepfer）走進房間，

細說明他們在影像辨識、翻譯與自然語言理解等方面

「影片。我們在影片上會贏。」他身後的一位同事說道。「看吧？」施瑞普弗向楊立昆吼道，「你學著一點。」祖克柏要全世界視臉書為創新者──是谷歌的競爭對手。這樣的形象能夠幫助公司吸引人才。隨著反壟斷的幽靈在矽谷死灰復燃，創新者的形象也有助保護公司不致遭到分拆──至少公司內部許多人都如此認為。他們的想法是，臉書可以據此向主管當局強調，它並不僅是一個社交網路，它的意義並不僅是人們之間的連結，它是一個能夠開發對人類未來至為重要的新科技的公司。臉書的人工智慧實驗室就像是展示此一形象的公關部門。這就是為什麼當初施瑞普弗對一屋子記者宣布臉書正在開發可以破解圍棋的人工智慧，而且支撐此一計畫的概念將深入整個公司。這也

是為什麼祖克柏與楊立昆幾個星期後企圖搶先深度心智取得擊敗圍棋里程碑。但是，臉書實驗室的主管楊立昆不是那種不顧一切追求夢幻目標的人。他不是哈薩比斯與馬斯克。他在人工智慧的領域浸淫了幾十年，他視人工智慧的研發為一段漫長的路程。

結果，施瑞普弗當初向一屋子記者所宣稱的大創新，儘管對公司未來具有舉足輕重的意義，但是與他所想像的完全不同；而且這個大創新也沒有那麼偉大，其概念在公司擴散的方式更遠非原先預期。

為臉書人工智慧實驗室在紐約與矽谷的辦公室僱用

了數十位頂尖的研究人員之後，施瑞普弗又設立了

第二個組織，負責將實驗室的科技實際應用。該組織名為機器學習應用團隊（ Applied Machine Learning

Team ）。剛開始的時候，該組織將臉部辨識、語言翻譯與圖像自動說明等科技置入臉書這套全球最大的社交網路之中。但是它的任務後來改變了。 2015 年末，伊斯蘭激進分子在巴黎及其近郊發動協同攻擊，造成一百三十人死亡，四百多人受傷。祖克柏對該團隊發出電子郵件，詢問他們能做什麼來打擊臉書上的恐怖主義。接下來幾個月，該團隊分析了臉書上數千則與恐怖組織有關、違反政策規定的貼文，設計出一套系統能夠自動偵測出恐怖分子新增的宣傳資訊，然後再交由約聘員工進行審查，決定是否應該移除。祖克柏在參議院所說臉書的人工智慧能夠自動辨識來自伊斯蘭國與蓋達組織的宣傳內容，指的就是此一科技。然而其他人質疑此一科技的精密與準確程度。

2016 年 11 月，在祖克柏仍極力否認臉書參與散布假新

聞之際，迪恩．波梅洛（ Dean Pomerleau ）卻下了戰書。三十年前，波梅洛在卡內基美隆大學借助神經網

社交網路上快速流竄的假新聞和其他有毒內容，包括

暴力的直播影片。兩個月前，曼谷一名男子上吊自殺，並在臉書上現場直播。楊立昆用一個道德難題來回應。「要如何拿捏過濾與審查之間的平衡？憑經驗和良心自由心證嗎？」他說道，「此一科技要不已經

書適圈 27SciTech Reports

路製造出一輛自動駕駛車，如今卻在推特發文提出他所謂的「假新聞挑戰」，打賭一千美元沒有一位研究人員能夠建造一套自動系統，可以分辨新聞的真假。他寫道：「我會提供任何人二十比一的賠率（每個參賽者可拿到的金額上限為二百美元；總共一千美元），賭他們無法開發出能夠分辨網路上新聞真假的自動演算法。」他知道以目前的科技水準根本無法做到，因為這需要非常縝密的人類思考與判斷能力。人工智慧科技若是能夠辨識假新聞，就代表此一科技跨越了一個意義重大的里程碑。他說：「這代表人工智慧已達到人類智力的水準。」他也知道所謂假新聞是見仁見智，真假之間的區別其實繫於意見上的差異。既然人類都無法在新聞的真假上達成一致的看法，又如何訓練機器來辨識真假？新聞，本質上是客觀觀察與主觀判斷間相互拉扯下的產物。「在許多時候，」波梅洛說道，「並沒有正確的答案。」此一挑戰最初引來一連串的回應，但是一無所獲。在波梅洛發出挑戰的第二天，臉書仍在繼續否認假新聞的問題，該公司在門洛帕克的總部舉行媒體圓桌會。楊立昆也在現場，記者問他人工智慧能否偵測在

存在，要不就是可望發展。但是問題在於該如何正確使用它？這不是我的專業。」隨著外界的壓力日益沉重，施瑞普弗開始挪動機器學習應用團隊內部的資源，聚焦於清理遍布於社交網路上從色情影片到假帳戶的有毒內容。到了 2017 年中期，偵測不當內容已成為該團隊最主要的工作。施瑞普弗將之稱為「第一號優先任務」。與此同時，該公司繼續擴充審核不當內容的約聘人力。很顯然地，光靠人工智慧是不夠的。因此，在祖克柏因劍橋分析公司數據外洩案而赴國會作證的時候，他必須承認臉書的監視系統仍需要大量人力的支援。這些系統能夠辨識某類影像與文字，例如裸體照片或是恐怖分子的宣傳資料，但是一旦偵測出來後，人類監察員──數目龐大，大部分在海外的

約聘人員──就會介入審核每一則貼文，決定是否該刪除。事實上，不論人工智慧工具在某些特定情況下多麼精準，它們仍缺乏人類判斷中的彈性。例如這類系統就難以區別色情照片與一位母親以母乳哺育嬰兒影像的差異。同時，它們所面對的並非一成不變的情況：儘管臉書的系統能夠辨識多種有毒內容，但是各種新的內容不斷在網路上出現，這些都是該系統沒有訓練到的。在聽證會上，加州民主黨參議員黛安．范

斯丹（ Dianne Feinstein ）問祖克柏如何阻止外國勢力干預美國大選，後者再度搬出人工智慧。不過他也承

認情況很複雜。「我們已部署新的人工智慧工具，能

書適圈28 科技報導書　名｜《AI製造商沒說的祕密：企業巨頭的搶才大戰如何改寫我們的世界？》作　者｜凱德．梅茲（Cade Metz）譯　者｜王曉伯出版社｜時報出版出版日期｜2022年8月 ◤首部以AI科學家為主軸的報導文學，用最貼近我們的視角，揭露人工智慧的機會、局限與威脅。◢ 伊隆．馬斯克認為，人工智慧正以令人擔憂的速度進步，他說：「如果科學家開發一套打擊垃圾郵件的系統，該系統最終可能會認定，最佳方法就是消滅全人類。」但谷歌的賴瑞．佩吉和臉書的馬克．祖克柏則認為，對人工智慧有如偏執狂的憂慮，有礙於數位烏托邦的實現。AI的發展到底該不該受到監控，成了一個爭議不斷的議題。自從一名因為脊椎問題終生無法再坐下的科學家傑弗瑞．辛頓，點燃了微軟、谷歌、臉書、百度等科技巨頭的搶才大戰。迄今，AI已與我們息息相關，除了日常應用，也正在與軍事武器搭上線。一旦發展成熟，軍事衝突的規模勢必遠大於過去，發動速度之快也將超乎人們的理解。然而，誰有權做這影響數十億人口的決策？又是誰在參與此一決策？

夠更準確辨識可能會干預大選或散布不實資訊的假帳戶。不過這些攻擊的本質，你知道，是俄國有一批人專門利用我們的系統，」他說道，「所以這是軍備競賽，對吧？」

在過去，設計並製造一種新型的蛋白質需要研究人員密集的試驗以及錯誤嘗試，經過短則數個月長則數年的努力才有機會成功。今（ 2022 ）年 7 月，根據美國華

盛頓大學（ University of Washington ）生物化學家貝克

（ David Backer ）團隊在《科學》（ Science ）的發表，

顯示了利用人工智慧（artiﬁcial intelligence, AI）工具可以在幾秒鐘內完成初步的設計，與過往需要幾個月的時間可謂天壤之別。

AI如何改變蛋白質相關研究？

曾經有一段時間，破解蛋白質結構是個十分耗費時間的工作，即使已經得知了一個蛋白質的一級結構──也就是它的胺基酸序列，也並不代表科學家能切實掌握它的三級或四級結構，但更不用說其實立體結構才是真正決定一個蛋白質功能的重點。破解蛋白質結構不容易，設計一款新型蛋白質當然也就更加地困難。然而近年來人工智慧的進展，生物學家不僅將此技術運用於破解蛋白

間的概念仍可能有所不同，有包括類似 AlphaFold 那樣針對序列模擬出蛋白質立體結構的工具，也有以解決「逆摺疊」（ inverse folding ）的問題為主的工具；部分工具則基於類似語言自然網絡（ language neural networks ）的概念產生「文本」。但無論背後的演算概念如何，重點都在於人工研發出新的蛋白質。考慮到

29SciTech Reports 動態時報

質的立體結構，更衍伸出以深度學習（ deep learning ）協助設計新型蛋白質的方法。英國人工智慧公司DeepMind所研發的AlphaGo人工智慧圍棋軟體，在2016年打敗韓國棋王李世乭，掀起一波對於人工智慧的討論浪潮。 DeepMind 也將此研發轉向以人工智慧破解蛋白質的結構，在2020年第14屆的蛋白質結構預測技術關鍵評估（ Critical Assessment of protein Structure Prediction, CASP ）中， AlphaFold 的準確度已經與實驗室技術所得的結果不相上下。今年 7 月，最新版本的 AlphaFold 更宣布有能力預測目前科學已知的每種蛋白質結構。隨著 AlphaFold 的進步，用以設計全新從數個月變成幾分鐘科學家應用AI設計前所未見的蛋白質編譯｜陳亭瑋蛋白質的人工智慧工具也呈現爆炸式的增長。快速設計新蛋白質，無限的應用空間蛋白質在生物體中具有許多功能，科學家如果可以快速設計蛋白質，將有無限的應用空間，無論是清理身體內的有毒廢棄物、治療疾病、研發針對某種病原的疫苗，潛力都非常龐大。根據今年發表於預印平臺 bioRxiv 的回顧文章統計，應用 AI 設計蛋白質的工具已經達 40 種以上。同樣採取人工智慧演算法，但工具

有眾多團隊都在研發蛋白質相關的工具，也有科學家期待出現類似 CASP 的蛋白質設計競賽，讓此領域有進一步討論與推進的動力。設計新型蛋白質是本次發表突破的貝克團隊在過去30年間主要的研究重心，過去會採用名為Rosetta的軟體一個步驟一個步驟進行。首先是根據已有的蛋白質形狀，「拼湊」出新型的蛋白質，然後透過軟體推導出相對應的序列「初稿」。但是這些「初稿」的胺基酸長鏈在摺疊的時候，很少會如研究人員所願摺疊成預想的形狀，這時候就需要反覆確認然後調整序列。過去，由於序列摺疊的方式可能性太多，模擬非常耗費時間與計算資源。但有了 AI 的協助，這項耗時的工作可以加快許多。貝克實驗室與 AlphaFold 合力開發了

RosettaFold，一開始用來預測胺基酸長鏈的結構，但團隊很快就發現RosettaFold也可以被應用於模擬蛋白質相互作用組裝的狀況。除此之外，貝克實驗室還開發了另一種應用深度學習的工具，被稱為 ProteinMPNN ，主要用以解決「逆摺疊」的問題：在已知特定蛋白質整體形狀的情況下，確定它的胺基酸序列。 ProteinMPNN 可以

做為前述 RosettaFold 或者 AlphaFold 的「拼字檢查」程式，進一步還可以調整序列，以獲得真正可以摺疊、有功能的新型蛋白質。

實驗室工作不可少，仍有待進步空間

雖然加上入 ProteinMPNN 的調整後，貝克實驗室發表了

不錯的成果。但在此之前，第一批以RosettaFold設計的

150 種蛋白質在微生物培養時，沒有一種能夠完成所預

測的摺疊，因此儘管演算法再怎麼肯定，還是要實際進

到實驗室裡才能確知預測的成果。另外，貝克實驗室 7

月發表的內容還包括了在新型蛋白質中嵌入特定序列或結構的演算法、可以用於設計新款進行特定反應的酶或

新聞來源

1. Callaway, E. (2022 September 15). Scientists are using AI to dream up revolutionary new proteins. Nature. https://www.nature.com/articles/ d41586-022-02947-7

2. Wang, J., et al. (2022). Scaffolding protein functional sites using deep learning. Science, 377(6604), 387-394.

3. Ferruz, N., et al. (2022). From sequence to function through structure: deep learning for protein design. bioRxiv.

中央研究院分子生物研究所誠徵研究人員

本所擬延攬獨立研究人員一名（含助研究員、副研究員、研究員各等級，相當於各

)。

30 科技報導動態時報

大學院校之助理教授、副教授、教授）。歡迎從事分子細胞生物所有相關領域研究之學者，加入分生所的研究團隊。應徵者必須具有博士或相當之學歷，並有適當博士後研究之經歷。獲本所延攬之新進人員將獲得多年期的研究補助和支援。中央研究院分子生物研究所（http://www.imb.sinica.edu.tw/ch /）是一個積極進取且具國際競爭力的研究單位，擁有優良的研究風氣，一流的研究設備，充足且長期的研究經費。近年來研究成果已刊登上國際頂尖雜誌。所內並有極高水準的核心設施支援各項實驗（如：imaging, Next Generation Sequencing, RNAi, electrophysiology, FACS, biophysics, bioinformatics, transgenic core, and animal facility等）。此外，本所目前有兩個與大學合作的博士班學程（國防醫學院生命科學研究所、國際研究生「分子與細胞生物學」學程）。英語是在各種學術演講及所內教學學程中所使用的主要語言。有意願加入本所行列者，請於111年12月1日前，將您的履歷、歷年研究成果、未來研究興趣以及三封推薦信以電子檔（PDF）寄至：程淮榮所長, c/o 蔣佳雯小姐（vivi@imb.sinica.edu.tw）如需任何其他相關訊息請洽蔣佳雯小姐(vivi@imb.sinica.edu.tw

是可以作為呼吸道疾病疫苗的蛋白質。而 DeepMind 也在 2019 年於倫敦成立了分公司「同工異構實驗室」（Isomorphic Labs），預備將AlphaFold投入藥物研發的領域。儘管AI在進行蛋白質設計已經出現驚人的進展，考慮到蛋白質領域的廣大與應用空間，我們仍可以期待未來會有許多一鳴驚人的新發現。

高齡長者罹患憂鬱症將影響許多疾病的預後狀況，並

增加長者罹患衰弱者的風險、增加死亡率。國家衛

生研究院高齡醫學暨健康福祉研究中心吳其炘醫師研究團隊，深入探討臺灣憂鬱症照護的現況與瓶頸，提供衛生福利部推動各項因應措施。研究成果已於今

（2022）年6月發表於國際期刊Lancet Regional Health -

Western Pacific。

憂鬱症是一種常見的精神疾病，影響全球約 12.9 ％的

人口。根據世界衛生組織（ World Health Organization, WHO ）估計，憂鬱症在 2030 年將成為全球疾病主要的負擔之一。憂鬱症對於個人的生活品質影響很大，會影

響日常生活、教育、就業狀況。國內外有許多研究指出，許多憂鬱症患者沒能接受有效的治療，據估計只有

約 1/3 的患者有長期進行治療。但各國的憂鬱症治療的狀況，受限於各地醫療資源、收入而差異甚大。臺灣的憂鬱症狀況如何？尤其是中老年患者的治療狀況如何？是進一步提升臺灣中老年患者就醫率前須釐清的議題。研究團隊利用臺灣中老年身心社會生活狀況長期追蹤調查與全民健保資料庫，分析臺灣中高齡憂鬱症的治療狀況。研究收集了

31SciTech Reports 動態時報

1253 名臨床患者的資料，發現雖然有高達 83 ％中高齡憂鬱症狀患者覺得就醫便利，卻只有 27 ％患者會尋求醫師治療，最終僅 11 ％患者得到有效的治療，顯示臺灣中高齡憂鬱症就醫率偏低的狀況。研究分析發現，憂鬱症的主要因素與性別、已婚、就業狀況、教育水準、社交程度、運動皆有關聯；此外，憂鬱症半隨出現高血壓、糖尿病、血脂異常以及主觀認為自己健康狀況不佳的比例也很高。調查顯示，絕大多數患者未尋求治療的原因，可能來自於對憂鬱症認知不足、不清楚憂鬱症是需要治療的、或是擔心汙名化。研究也發現，女性、已婚、教就醫比率偏低國內高齡憂鬱症照護的瓶頸整理報導｜陳亭瑋育程度高、參加社交團體活動或社交休閒活動者的人，接受憂鬱症治療的比例較高。臺灣基層精神醫療資源迅速增加，持續改善憂鬱症照護的可近性與治療品質。近十年來，憂鬱症患者因精神問題而住院或急診，或是因自傷而住院的比例逐年下降，也顯示臺灣憂鬱症治療的品質，不亞於歐美國家。儘管臺灣擁有良好的醫療資源，又屬於高收入國家，但中高齡憂鬱症的就醫率仍然低於歐、美、日本等就醫率超過 40％的國家。最後也提醒讀者，若是發現可能罹患憂鬱症請提早就醫，以得到最佳的療效。新聞來源 1. 國家衛生研究院（2022年9月12日）。高齡憂鬱症照護的瓶頸。https:// www.nhri.edu.tw/News/more?id=6bb56f20dd9d40998fe186e26a516df7 2. Chang, T. Y., et al.(2022). Barriers to depression care among middleaged and older adults in Taiwan's universal healthcare system. The Lancet Regional Health-Western Pacific, 100501. （123RF）

腸道菌叢對身體健康的影響在近幾年來受到許多研究者關注。除了腸道菌之外，糞便中的細菌同樣也是研究重點。雖然「糞便」總是給人骯髒、不乾淨的形

象，不過陽明交通大學臨床醫學研究所與臺北榮民總醫院（簡稱臺北榮總）胃腸肝膽科團隊的研究卻發現，糞便中的細菌可以有效預測免疫療法對肝癌的治療效果，腸道菌相好的患者，不僅免疫治療的反應較

佳、存活率也明顯較高。

「免疫療法」對於癌症患者而言是一種治療的新選

擇，對於一些無法透過手術切除的肝癌患者來說，更具有重要性，不過目前仍缺乏一項有效的生物指標能用來預測免疫療法對於治療肝癌的效果。

臺北榮總胃腸肝膽科主任，同時也是陽明交大臨床醫學研究所講座教授的趙怡翔領導的肝癌團隊，從

2018 年開始收集在臺北榮總進行免疫治療的 41 位肝癌患者的治療前糞便檢體，並與 17 位健康民眾的糞便檢體進行腸道微菌叢的次世代定序（

整個亞太地區（包含臺灣）都是肝癌的盛行區域，這項研究成果有助於臨床醫師以非侵入式的方法，預測肝癌患者在接受免疫治療後的腫瘤反應，以及預後的存活率，並進一步提供患者更適當的治療方式以對抗肝癌疾病、降低死亡率。

Journal

ImmunoTherapy of Cancer）中。雖然目前腸道菌叢

32 科技報導動態時報

next generation sequencing, NGS ）分析，後續又再使用另外 33 位肝癌患者的檢體做交叉分析驗證。研究發現，一般肝癌患者糞便中以厚壁菌門（Bacillota）和擬桿菌門（Bacteroidota）細菌為主。而在腫瘤惡化患者的糞便中，研究團隊則發現有較多的擬桿菌門普雷沃氏菌（Prevotella 9）；對免疫反應有良好反應的患者糞便中，則以厚壁菌門的毛梭菌（ Lachnoclostridium ）、韋榮氏球菌（Veillonella）較多。此外，毛梭菌的豐富程度也與患者糞便中的次級膽酸濃度具有顯著的相關性。另外整體而言，腸道內菌相好的患者肝腫瘤對於免疫肝癌免疫療法的成效如何評估？陽明交通大學從「糞便細菌」找到線索整理報導｜羅億庭療法的反應以及存活率都明顯較好。團隊也根據統計模型預測，在糞便中有較多毛梭菌但普雷沃氏菌較少的患者存活率最佳，中位數可達22.8個月。黃怡翔表示，人的腸道系統內共生著數以兆計的腸道細菌，與人體營養、代謝、免疫等身體機能息息相關。除了肝癌外，腸道微菌叢也被發現能調節黑色素瘤、部分肺癌與腎臟癌對於免疫治療的反應。團隊成員之一的臺北榮總胃腸肝膽科主治醫師李沛璋表示，

本篇研究目前已發表於《癌症免疫治療期刊》（

for

對於腫瘤治療的結果還不是非常明確，不過陸續有一些研究發現毛梭菌具有抗發炎的潛力、普雷沃氏菌則與發炎失衡有關，這些研究都有可能是腸道菌影響免疫療法的原因。新聞來源國立陽明交通大學（ 2022 年 9 月 8 日）。從糞便細菌尋找肝癌治療的蛛絲馬跡，榮陽交團隊發現肝癌免疫治療新指標。https://www.nycu.edu.tw/ news/3966/

福爾摩沙衛星五號（簡稱福衛五號）在 2017 年 8 月 25 日

於美國范登堡空軍基地（Vandenberg Space Force Base）

發射升空，自發射至今已運轉滿五週年。福衛五號主要

搭載光學遙測籌載，可以提供黑白、彩色的影像，協助

勘災、國土監測、植被、水文研究等。從2017年升空到

現在，福衛五號在五年內已接收累積超過六萬組黑白／

彩色的影像，接收影像的成功率達 94.87 ％。而除了前

述提及的勘災、研究等應用外，福衛五號也協助臺灣友

邦進行了農業災情的監測與辨識。

香蕉黃葉病（ panama disease ）由尖孢鐮刀菌古巴專化

型（ Fusarium oxysporum f.sp. cubense ）的病原菌所引起，是一種會出現在香蕉根部的植物疾病。病原菌會分泌毒素造成香蕉細胞程序性死亡（ programmed cell death ），且由於此種真菌至今無藥可治，目前已是影響全球香蕉產業發產國的最大因素。

由於香蕉是臺灣友邦瓜地馬拉、宏都拉斯、貝里斯的重要產業，而近期中美洲發生香蕉黃葉病害也影響到該國的香蕉出口產業。為了解決香蕉黃葉病重創產業

的困境，國家太空中心透過福衛五號對當地進行系統

33SciTech Reports 動態時報

性拍攝，並設計程式自動監測、判別香蕉黃葉病的危害區域，使友邦政府能及時針對未患病的香蕉進行有效隔離以避免危害擴大，保全香蕉產業的發展。此外，福衛五號也能對日漸頻繁的全球氣候災害提供協助。例如 2019 發生的美國南加州地震、去（ 2021 ）年 8 月 6 日的高雄水災，甚至是今（ 2022 ）年 1 月的東加海底火山爆發，福衛五號都能在緊急取得影像後，透過「守望亞洲」（Sentinel ASIA）等國際防災組織提供即時的衛星影像，協助各國政府辨識災情，作為災區協助勘災、防治友邦香蕉黃葉病福衛五號升空五週年持續守護臺灣整理報導｜羅億庭重建與國土規畫的影像基礎。不僅如此，今年正好是福衛五號服役滿五週年，達到美國航空暨太空總署（ National Aeronautics and Space Administration, NASA ）與歐洲太空總署（ European Space Agency, ESA）認定的技術完備等級最高等級—— 系統實際完成任務（ TRL9 ）。這項成就不僅為臺灣的太空科技發展樹立了一項里程碑，更協助福衛五號的衛星元件製造供應商在國際上站穩腳步。太空中心表示，福衛五號目前的運作狀況仍十分良好，未來將會持續守護臺灣、觀測世界，並不會立即除役。而未來太空中心也將嘗試更多實驗計畫，例如拍攝原任務範圍（北緯 60 度∼南緯 40 度區間）外的影像、進行較大角度的姿態轉動、執行次元件實驗等。期望能取得更多實驗數據，作為未來臺灣設計與製造衛星時的參考。新聞來源國家實驗研究院（2022年8月25日）。福衛五號升空五周年助中美洲香蕉黃葉病防治貢獻卓著。https://reurl.cc/pMj8eZ （Tiouraren, CC BY-SA 4.0, Wikimedai Commons）

《科技報導》徵求報導題材

從追根究底的基礎科學研究，再將研究中的精華，跨領域結合不同知識，成為新的科技產品。這一路每個環節所要投入的心血，常常只有身在其中的人才能明瞭。即便登上了知名期刊，或有機會透過新聞稿、記者會來發表，最終卻不一定能達到預期的效果。

想要好好把你們團隊的研究記錄下來，但苦於沒有辦法在研究、研發、教學、行政、撰寫論文等日常工作中抽出時間，或是沒有適合的人選可以把團隊的故事寫得能夠吸引人閱讀，又或是沒有好的發表空間？

《科技報導》自1982年創刊以來，以「全方位視野科技人關懷」為目標，經營超過 38 年。我們不間斷地報導著科學、科技產官學研領域的重要事件，希望能為關注科學研究、科技發展的讀者，整理出近期可留意、追蹤的研究、政策與時事議題。我

們也致力於成為一個開放讓讀者投書，以科學觀點評析科技政策、公眾議題的理性討論平台，讓讀者能夠從不同面向、觀點，以更綜觀、更深入了解一個議題。我們期許《科技報導》能夠為科學研究者、科技產業人員發聲，透過我們的報導讓重要的臺灣研究多一個被大眾看見的機會。如果你的團隊、公司的成果有意願被採訪，歡迎掃描以下QR code填寫表單，將團隊的研究特色、重要成果告訴我們，並留下聯絡方式供《科技報導》團隊後續聯繫。若你的團隊有非常豐富的成果，請優先填寫較近期的成果為主，並附上重要的研究論文、網站或相關參考資料，讓我們可

34 科技報導編輯室報告你，應該有更好的曝光！

以迅速了解你。在收到你的資料後，《科技報導》團隊會與你所填寫的聯絡人聯繫，進行第一次的電話訪談藉此更了解你的團隊與相關成果，並且邀約後續的採訪時間。每一期我們會在時間和人力許可範圍內，安排報名的團隊受訪，由我們撰稿、編輯並刊登。我們相信，臺灣還有許多研究、研發成果還沒有被看見，而你或你的團隊也可能是其中之一。如果願意接受採訪，請花一點時間填寫表單，若有疑問或需要進一步討論請來信或來電詢問。也歡迎正在閱讀《科技報導》的你，透過付費訂閱或捐款贊助的方式支持這份刊物的營運，需要相關資訊請來信scimonth@scimonth.one，或來電02-23634910。歡迎掃描QR code 填寫表單！

過去幾年，研究者若想藉由論文的引文資料判斷該領

域的趨勢、確定新的研究方向，或是查詢有問題的

訊息（例如過度自我引用）時，常會遇到相當大的阻

礙。首先，他們需要取得包含引文數據的大型學術數據庫，例如 Web of Science （ WOS ）、 Scopus 的資料使用權限。即使獲得了數據庫資料的使用權限，他們也無法向大眾公開那些在數據庫中發現的訊息。

不過這樣的情況正在改變，現在大部分論文都會使用

一組稱為「數位物件識別號」（digital object identiﬁers, DOI ）的數字編號進行標示。 DOI 系統由非營利組織

Crossref 進行管理，此協會成員包含約 1 萬 5000 家出

版商、贊助單位及其他機構。在今（ 2022 ）年 8 月，

Crossref 宣布將全面開放它們數據庫中超過六千萬筆的期刊相關引文數據資料。

如此大筆的引用資料能被公開使用與下載，很大一部分的原因要歸功於學術出版商、研究者與其他利益相關者在 2017 年合作發起的「開放引用計畫」（ Initiative

for Open Citations, I4OC ），鼓勵了出版商將引文數據公開。有些大型出版商較晚才加入計畫，而《自然》

（ Nature ）期刊的出版商 Springer Nature 在 2018 年加入

後，也在 2019 年發表一篇社論，呼籲那些還在猶豫的

35SciTech Reports 動態時報

出版商趕緊加入此計畫。引文數據開放意味著學術研究將更加透明、也更能釐清責任，並提供學者、贊助者、政府單位許多有用的訊息，決定他們該將精力與資金集中在哪些研究領域。不過並不是所有出版社的論文都有被 Crossref 編入索引，也不是所有被編入索引的論文都可以找到相關的引文資料。像是在今年 7 月的一篇研究就發現，去（ 2021 ）年被索引的論文中有 1/3 缺乏此數據資料，特別是一些社論（ editorials ）、簡報型論文（ letter ）、修公開論文引文資料讓學術研究更透明編譯｜羅億庭正（ corrections ）、書評（ book reviews ），可能都不會附上參考文獻。而 2012 年舊金山的《舊金山研究評估宣言》（Declaration on Research Assessment, DORA）也警告，絕不能過分的依賴引文數據資料評估一位研究人員的表現與他的研究。此外， Crossref 也認為學術開放性不該只有引文資料，因此他們也允許出版商發布其他種類型的數據，例如作者所屬機構、資金來源訊息、數據與程式碼可用性聲明、能識別單個研究人員的ORCID iD等。 I4OC 自 2020 年開始一直在推動公開研究摘要，讓研究人員可以更容易發現、閱讀、引用該篇研究。未來，將所有相關數據存放在 Crossref 的模式可能是學術出版上的常態，也可能成為研究公開透明、可重複的關鍵。新聞來源 Editorial.(2022 September 13). Citation data are now open, but that's far from enough. Nature. 609, 441. doi: https://doi.org/10.1038/d41586022-02915-1 （Photo by National Cancer Institute on Unsplash）

影響健康的空汙成分有哪些？

來自「剎車碟盤」的金屬顆粒

空氣品質與人體健康之間的影響在近幾年來備受關注。

科學家發現，除了懸浮微粒（ particulate matter, pm ）

的濃度之外，組成懸浮微粒的成分更對健康影響有顯著

差異。由臺灣大學與陽明交通大學組成的研究團隊分析

都會區的懸浮微粒發現，這些微粒的組成包含有機氣膠、鐵、錳、銅等物質，皆會造成細胞氧化壓力。此

外，他們也發現空氣中的金屬並不是全部來自汽機車的

廢氣排放，反而比較有可能來自於塞車走走停停的剎車碟盤磨損，此篇研究成果已刊登於國際期刊《環境汙染》（Environmental）。

在都市的交通尖峰時刻，不僅車流量大、排放的廢氣多，塞車的情況通常也較其他時刻嚴重。研究團隊將空氣品質測站設立在臺灣大學靠近基隆路的位置，並以氣膠採樣器收集該路段近一個月的空氣樣品。他們發現空氣樣品中的懸浮微粒大多是汽機車排放到空氣中與陽光產生化學反應的顆粒物，俗稱為「二次無機

氣膠」（secondary inorganic aerosols），以及少量黑碳和金屬。但除了傳統被認為會汙染空氣品質的二次無

過多活性氧化物——又稱為自由基堆積，進而造成細胞損壞。

陽明交通大學環境與職業衛生研究所教授紀凱獻主要負責分析空氣中懸浮微粒成分，以及毒性對細胞可能造成

哪些影響。紀凱獻表示，雖然目前從環境中監測到的懸浮微粒質量濃度數據，還沒辦法完整呈現懸浮微粒對健

36 科技報導動態時報

機氣膠之外，汽機車在塞車時走走停停導致剎車碟盤整理報導｜羅億庭磨損產生的金屬顆粒——「非尾氣排放」（ non-exhaust emissions ），對健康的影響也不容忽視。另外，國外也有研究發現，非尾氣排放與汽機車引擎燃燒時釋放的尾氣一樣，都會引起細胞發炎並提升呼吸系統出現併發症的風險。無論懸浮微粒的組成成分是二次無機氣膠、黑碳，或是空氣中的金屬顆粒，都會造成細胞的氧化壓力。主持這項研究的臺灣大學環境工程學研究所教授蕭大智表示，懸浮微粒對人體的危害主要是來自於細胞堆積

康影響的全貌，而且與細胞氧化壓力的關聯性不佳。而且即使一個地區的懸浮微粒質量濃度相同，但懸浮微粒的組成成分可能大為不同。如果未來可以進一步評估空氣中懸浮微粒成分的細胞氧化能力，將能做為更具意義的健康指標。未來團隊預計納入細胞氧化壓力的概念，建立新一代的懸浮微粒評量系統，讓民眾可以更加了解空氣品質對健康的影響。他們也希望透過這項研究提升空氣品質監測的精準度，協助政府在研擬管制懸浮微粒的排放時，有一個可以有效改善汙染、提供健康防護的依據。新聞來源臺大校訓（2022年10月1日）。學者研究發現PM2.5不同排放源及健康危害特性有別　懸浮微粒氧化能力更具空品代表性。 https://sec.ntu.edu. tw/epaper/article.asp?num=1537&sn=22427（123RF）

航空業該如何打造更潔淨的飛行？

在許多國家致力於淨零碳排、發展潔淨能源的現在，

「航空業」每年在全球排放的二氧化碳量卻高達十億

噸，約相當於世界第三大經濟體——日本一年的碳排

放總額。各國政府大多規範了國內汽車、卡車等交通工具的碳排放量，希望能讓民眾逐步更改為電動車，不過航空運輸業卻仍根植於舊模式。除了這幾年來因

為嚴重特殊傳染性肺炎（ COVID-19 ）的影響，暫停了

許多航空運輸之外，過去 20 年航空運輸業的碳排放每

年增加 2.5% 。在未來的 30 年裡，航空業對全球暖化的

影響也將超過整個人類飛行的歷史。

今（ 2022 ）年 9 月在加拿大蒙特婁舉行的國際民航組織

（International Civil Aviation Organization, ICAO）大會上，減少航空業對全球暖化的影響就是本次會議的討

論重點。來自 193 個會員國的國家代表，將根據《巴黎

外，噴射機燃料在高溫燃燒時產生的氮氧化物會釋出

能改變大氣成分的氣溶膠；當燃燒燃料產生的水蒸氣與氣溶膠混合，便會產生對全球暖化影響可能更大的飛機雲（ contrail ，又稱凝結尾）。若想要解決上述提到的影響，相關單位可能需要對飛機的引擎、機體、機上儲存空間等進行大改造，且這些改造對於飛行安

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協定》（Paris climate agreement）中的目標協商航空業的碳排量。在會議中，大部分討論重點在以更乾淨的燃料以抵銷碳排放，這似乎也是目前來說對航空產業破壞性最小的運作方式。目前被提出抵消碳排放的形式都有很大的缺陷，因此在實行上會碰到許多困難。僅是安裝能捕捉汙染的新設備，不太可能減少飛機的碳排放，但現今也無法生產足夠規模的潔淨航空燃料，除了二氧化碳排放之

編譯｜羅億庭（123RF）

全、飛機重量與空間而言相當重要。一架典型的客機

就包含幾百萬個零件，且商業航空還會與空中交通管制、地面處理的過程緊密交織，這使得大幅度修改飛機設計難以計畫與實施。

目前航空業面對氣候變遷的回應集中在兩個選項：潔淨能源與碳補償。大多數永續航空燃料的原料來自於植物油、用過的食用油等，和用於汽車的生質燃料相同。這類型燃料的主要訴求是希望能與現有的噴射機引擎兼容，且能透過農業、工業方法生產。不過即使是在引領了此種燃料轉變的歐洲，也只有 0.05 ％的噴射機燃料符合永續航空燃料的定義。此外，這類型的潔淨能源產量較少、價格也較高，可能無法完全替代所有噴射機燃料。未來科學家也將持續尋求其他擴大生產此類潔淨能源的方式，或是發展對土地依賴度更低的潔淨燃料。

針對航空業對全球暖化造成的影響，政府單位與航空運輸業者都必須更自覺地意識到目前我們面臨的氣候危機。雖然永續航空燃料在未來可能發揮重要作用，不過它還需要更多的研究與投資，以證明是一種可以減少飛機雲、碳排放的有效方法。此外，建立國際航

空的「先行者」聯盟，投資更多樣化、不同於以往的節能減碳策略，例如氫、電，或是更潔淨且具有擴展性的燃料。像是美國近期的氣候與基礎設施立法中，就包含了一大筆利用氫能的支出；而挪威則致力於創造短途電動飛機的市場，由於挪威的國土遍布著峽

新聞來源

Kallbekken, S., & Victor, D. G. (2022, September 16). A Cleaner Future for Flight Aviation Needs a Radical Redesign. Nature.https://www.nature. com/articles/d41586-022-02963-7

《科技報導》稿約

38 科技報導動態時報本刊為科技新聞刊物，除了提供當月重要的學界、政策、產業訊息外，並有學者專家針對科技（含醫療）政策、教育、產業相關的時事發表評論或提供專業意見。竭誠歡迎關心臺灣科技發展的您，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3500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@scimonth.one，註明真實姓名、聯絡方式、服務機關或就讀學校，並請於信件主旨中標示「科技報導投稿」。

灣、山脈，因此許多挪威機場都是為了短距離的起降而設計，這些地點也可以成為很好的試驗平臺。最後，與航空業有關的研究勢必要持續進行，例如飛機雲如何與大氣產生化學作用、飛機飛行的軌跡如何影響卷積雲和其他雲的變化、不同引擎如何透過大氣化學影響氣候等。而氫燃料飛機在製造、運輸過程中可能將氫氣洩漏到大氣中，且仍會產生氮氧化和物與飛機雲，也仍不確定是否會對氣候產生影響。雖然這一切聽起來有些複雜，不過這也正是許多行業出現技術革命的方式。

39SciTech Reports 科學月刊