科學月刊試閱版 2022-5月號 629期-畫作修復

629 2022 5 月號

重現藝術 再創不朽

畫作修復 修復師的一筆一畫， 都將成為藝術品青史 名留的關鍵。

同場加映

西方油畫的誕生

油畫材料質地大解析

經典專欄

科學×生活

但高度符合「太空」定義嗎？

不可不認識的近視雷射

億萬富豪爭相上太空

甩掉厚重眼鏡之前

NT$249 ISSN:0250-331X

9

770250

331001

05

Contents 06

08

封面故事引言

封面故事 2

32

封面故事・同場加映

採訪撰稿｜鄭曉雯

李益成營運長專訪

20

「看進」畫作中隱藏的訊息 不同光波段掃描的妙用

封面故事 4

封面故事 1

亞太文化資產保存修復新創科技研究中心

吳宛瑜

26

2022 MAY

從零開始認識文物保存與修復， 透過科學賦予舊文物新生命

讓畫作永恆的 修復技術

14

629

封面故事 3

李

昱

找尋可見光源下消失的線條 紅外線反射攝影

林蘭東

注意蟲蟲危機！文物害蟲其實就在你我身邊？

吳盈君

最早的油畫其實畫在「木板」上？ 西方油畫的顏料與畫布如何演變

封面說說話 〈畫作背後的祕密〉

讓畫作重返美麗樣貌的關鍵角色——畫作修復師。他們

結合科學、歷史、藝術領域，站在感性與理性的交會處， 延長畫作的生命，也讓人們一睹畫作的風采。

以畫框為視覺注目的主角提示讀者本期討論的主題，安

排畫作修復師工作的樣貌、使用的儀器與工具穿插其中， 呼應這期文章提及的內容。

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

1

Contents-2

填問卷．拿新書

News Focus

只要於 2022 年 5 月 31 日前，完

4 5

為什麼冰淇淋冰愈久嚐起來愈不綿密？

整填寫讀者問卷調查，就有機

前所未見的奇異太空泡泡

會獲得究竟出版的新書《世界

微孢子蟲來襲 入侵種螞蟻的惡夢

史是化學寫成的》。

音樂也可以陶冶「豬」性情？

問 卷 內 容 請 至 reurl.cc/WrLry7 或掃描 QR code，並詳實填寫，

顯

38

否則將喪失抽獎資格。

影

白鷺鷥／ Sean Fan

獲 獎 名 單 將 於 2022 年 6 月 5 日 之前公布於《科學月刊》網站

專

42

（www.scimonth.com.tw）。

欄

數不勝數：我們的 AI 模型和正確答案差多少？ 了解深度學習中的數學原理／蔡炎龍

48

格物致知：領略「悟理」之美 哪些物理實驗最美呢？／王冠智

54

生生不息：腸—腦軸線 腸道細菌與大腦的對話／陳俊堯

60

潛移默化：俄烏戰爭引起的「妖鎳之亂」 鎳金屬在生活中的重要性／ C 球

66

物換星移：飛多遠算是到「太空」？ 太空疆界與太空拓展史／劉正彥

reurl.cc/WrLry7 陶冶生活

72 書

78

不再當四眼田雞！拯救近視眼的雷射手術／蔣維倫 摘

《世界史是化學寫成的》

《科學月刊》勘誤

1. 《科學月刊》628 期第 10 頁封面故事 1 圖三左圖中，綠色的 DNA 序列應為 「ACGTGTAGTAGCGGT‧‧」。

2.《科學月刊》627 期數不勝數，提及雙曲拋物面是自然界找不到的形狀。 不過在 2004 年《自然》（Nature）的一篇研究中，科學家在雀尾螳螂蝦 （Odontodactylus scyllarus）的捕食附肢（feeding appendages）發現了類 似的雙曲拋物面構造，可以讓雀尾螳螂蝦在捕食獵物時的攻擊速度更快。 有興趣的讀者可以參考此篇論文：S. N. Patek, W. L. Korff & R. L. Caldwell,

Deadly strike mechanism of a mantis shrimp, Nature, Vol.428, 819–820, 2004。

以上錯誤謹向各位讀者致歉 科學月刊編輯部 敬上

2

科學月刊

2022.5

走進編輯室

臺北市科學出版事業基金會 董事長：劉源俊 董 顧

事：于宏燦

朱慶琪

邱韻如

林翰佐

胡維平

高甫仁

曾耀寰

蔡孟利

問：王文竹

周成功

林基興

郝玲妮

高涌泉

羅時成

畫作修復藝術 早在去（2021）年，得知 19 世紀的捷克藝術家慕夏（Alfons Maria Mucha）的 作品即將來臺開展，便在預購開跑的幾天後，預訂了套票。不過，即使早早就訂

出版者：科學月刊社

好了套票，我卻直到上（4）月初才前往展場，一睹細膩的慕夏如何運用手中的畫

理事會

筆，勾勒出女性特有的柔美和精緻的線條藝術。

理事長：蔡孟利 理

事：曲建仲

于宏燦

朱慶琪

林翰佐

邱韻如

紀延平

曾耀寰

蔡政修

在現場欣賞慕夏的畫作時，不只畫中的唯美人物引我駐足，更觸動我的是主角身

執行總監：趙軒翎

後背景中——那些由小到大、依序排列整齊的花卉、植物或是幾何圖形。看著那

編輯部

鋪滿畫紙和主題相輔相融的花草，可以感受到慕夏對平衡的掌握和偏執，也能彰 顯出他高超的繪畫技巧和他所想傳達的藝術美學。

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

生，請勿跨越地上白線！」循著聲音望去，現場工作人員正在阻止一位男士企圖

倪簡白

高啟明

高憲章

張大釗

張敏娟

陳妙嫻

陳彥榮

陳鎮東

更近距離觀賞畫作的舉動。一聽到工作人員的提醒，男士連忙地退開，顯然是一

陳藹然

單維彰

景鴻鑫

曾耀寰

程一駿

程樹德

黃正球

黃相輔

正當我細細品味那些令人懾服的圖案和優美線條時，不遠處突然傳來一句：「先

次無心之過。當下的我也很快地再次進入狀況，沉浸在慕夏筆下的藝術畫作中。

楊正澤

葉李華

廖英凱

管永恕

劉宗平

蔡兆陽

蔡孟利

蔡振家

在美術館、博物館或各大展覽中，除了在地上貼禁止跨越線外，請勿觸摸的標語

鄭宇君

鄭運鴻

鄭宜帆

韓德生

嚴如玉

嚴宏洋

蘇逸平

也隨處可見。這些提醒不為了別的，就是希望能減少畫作的損壞，畢竟這些世上

編輯顧問：王明蘅

古宏海

朱麗麗

吳明進

獨一無二的真跡、原稿，年紀可能都比我們大上許多，甚至已流傳數百年之久。

吳家誠

周延鑫

周榮泉

洪萬生

洪裕宏

胡進錕

孫維新

張

張勝祺

陳文屏

陳章波

陳國成

然而，隨著時間流逝和環境變化，藝術品終究會逐漸劣化，可能會有沾染塵埃、

曾惠中

楊玉齡

劉仲康

駱尚廉

魏耀揮

蘇益仁

蘇振隆

顏料剝落或蟲蛀等狀況，這時候就需要修復師的幫忙。修復師會客觀地擬定修復

輯：羅億庭

張樂妍

編

復

項目，利用許多儀器並盡量以不傷害藝術品的科學方法，降低對藝術品的傷害。

美術編輯：黃琳琇 業務部

如果說藝術家的創作賦予作品生命，那麼修復師就是延續它們生命的幕後功臣。

業務專員：廖本翔

除了要懂技術，對於歷史、材料特性、物理化學、科學解析等都需要有深入的涉

整合行銷專員：林承勳 會

獵。重要的是，修復的目的並非追求復新，而是讓它們能夠保存更長久，讓更多

計：孫緒娥

人欣賞和感受它們的美好。 副總編輯

創刊於 1970 年 本期為第五十三卷第五期

科學月刊社 第 629 期

發行於 2022 年 5 月

李依庭

製版印刷：赫偉有限公司

地址：106013 臺北市大安區羅斯福路三段 77 號 7 樓

中華郵政北台字第 0677 號執照登記為雜誌類交寄

電話：(02)2363-4910

行政院新聞局版台誌第 0934 號

網址：www.scimonth.com.tw

總經銷 : 聯華書報社

傳真：(02)2363-5999 電郵：scimonth@scimonth.one

圖文版權有任何疑慮請洽編輯部，廣告刊登及雜誌訂閱請洽業務部。本刊所刊登文章內容皆為版權所有，非經本刊同意不得作任何形式的轉載或複製。

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

3

NEWS FOCUS

夏日即將來臨，冷凍庫裡準備好冰淇淋抵抗熱浪了

體（cellulose nanocrystals, CNCs），發現

嗎？不知道你有沒有注意過，冰淇淋放在冷凍庫愈

這些晶體可以完全抑制冰晶變大，效果甚至

久，口感會愈不好？這是因為冷凍食物中都含有冰

比合成材料更佳，製作成本也更便宜。不過研

晶，放在冷凍庫愈久，冰晶便會隨著冷凍庫的開關而

究團隊表示，目前他們只使用了模擬冰淇淋進行

不斷融化、再結冰，導致冰晶愈來愈大，食物吃起來

測試，也還不清楚纖維素奈米晶體抑制冰晶變大的

也就愈覺得粗糙。食品業者和科學家注意到這個問

機制。未來若能理解其中的作用方式，就能成功製

題，於是開始在冰淇淋中加入豆膠（guar gum）當作

造冰晶抑制劑，冰淇淋和各種冷凍食物就不會因為

穩定劑，但仍然無法完全阻止冰晶成長。就算近年透

長期被冰在冷凍庫，而影響到它們的口感了。

過蛋白質合成的新材料，成功解決了這個問題，成本

不過仔細想想，目前冰晶抑制劑的試驗還未完成或

卻十分昂貴。

許也不壞？因為如果不想讓冰淇淋變得難吃，我們

最近美國田納西大學（University of Tennessee）的研

只要趕緊將它從冷凍庫拿出來吃掉就行了吧！

究團隊提出一種來自植物的晶體，可以作為冰晶抑制

Min Li, Curtis R. Luckett, and Tao Wu, Potent Time-Dependent Ice Recrystallization Inhibition Activity of Cellulose Nanocrystals in Sucrose Solutions, Biomacromolecules, 2021.

劑的永續材料。他們從木漿中找到這種纖維素奈米晶

（Jayanne English MeerKAT, CC-BY-SA-4.0, Wikipedia）

前所未見的奇異太空泡泡

4

抬頭仰望夜空時，我們可以看見

線電環的可能原因：一、在星系核心，兩個巨大質量

閃爍的星點；如果進一步用天文

的黑洞發生碰撞，和周圍物質產生衝擊波；二、恆星

望遠鏡觀察，還能發現外太空的星

形成時的爆炸（starbursts），同樣會產生圓形衝擊波；

體正在不停地活動，例如行星碰撞、

三、星系中心的黑洞像火箭筒似地噴射出能量。波動

恆星燃燒、氣體及塵埃的化學反應等。

在宇宙中會像泡泡般不斷膨脹並觸及周圍星系，它們

最近天文學家在太空中，發現一個像是巨

交互作用的結果，可能就是拍攝到的無線電波環。

大泡泡的神祕太空物體，並試圖理解它到底是什麼。

然而為什麼這些衝擊波只散發出無線電波？天文學家

這個罕見的太空物體由五個巨大的無線電波環組成，

們表示，要找出這個問題的答案還需要更多線索。未

被稱作「奇異無線電環」（odd radio circles, ORCs）。

來他們也希望可以利用人工智慧和更多新技術，繼續

隨著無線電波望遠鏡的發明，去（2021）年天文學家

尋找是否還有更多的奇異無線電環，並找出它們的真

才首次發現奇異無線電環的存在，而至今只找到五個

面目。

類似的星體；今（2022）年 3 月，則是第一次清楚拍 攝到它的結構。目前天文學家推論出三個產生奇異無

科學月刊

2022.5

Ray P. Norris et al., MeerKAT uncovers the physics of an Odd Radio Circle, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2022.

（123RF）

為什麼冰淇淋冰愈久 嚐起來愈不綿密？

微孢子蟲來襲 入侵種螞蟻的惡夢 入侵種（invasive species），是指由人類引入而因此

菌絲破壞宿主細胞，而被微孢子蟲感染的螞蟻在幾

破壞當地生態的外來物種，例如臺灣的入侵紅火蟻

個月內就會死亡。在確保微孢子蟲不會威脅到當地

（Solenopsis invicta ）。其實不只是臺灣，入侵種螞蟻

物種之後，研究人員在兩個野外蟻巢中放入被微孢

在世界各地都造成了危害，除了被咬到的地方會疼痛

子蟲感染的黃褐瘋蟻。經過兩年的時間，黃褐瘋蟻

過敏之外，牠們還會攻擊當地的生物、入侵建築物，

的巢穴崩塌，兩族群也被完全消滅。

或是造成機器設備短路等。而這些入侵種可怕的地方

過去有很多利用天敵來消除入侵種的案例，但完全

在於，牠們往往繁衍快速且難以被消滅。

根除入侵種的結果非常難能可貴，研究人員目前也

在美國南部有一種被稱為「黃褐瘋蟻」（Nylanderia

積極地繼續消除其他

fulva ）的入侵種，對當地經濟和生態造成嚴重迫害。

族群，希望未來可

不過奇怪的是，牠們大肆破壞後，總會神祕地消失

以利用同樣的方法

一段時間，因此科學家想找出牠們消失的原因。

控制其他入侵種螞蟻。

美國德州大學（University of Texas at Austin）的研 究人員在追蹤這群螞蟻時，意外地在黃褐瘋蟻屍體

（Bentleypkt, CC-BY-SA-4.0, Wikipedia）

腫脹的腹部中，發現一種真菌微生物——微孢子蟲

Edward G. LeBrun et al., Pathogen-mediated natural and manipulated population collapse in an invasive social insect, Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 119 (14): e2114558119, 2022.

（microsporidian）。牠們進入生物體內之後，會發射

音樂也可以陶冶「豬」性情？ 多種樂器組合的樂曲，包含對人類而言是愉悅、流

恐怖電影配樂則使人緊張，音樂時常引領我們當下的

暢，或是不和諧、刺耳的音樂。結果發現，豬的某些

情緒。不過除了人類，其他動物也會因為音樂改變心

情緒反應和特定的音樂類型相關，且人類覺得舒適的

情嗎？動物福祉科學（animal welfare science）一項和

音樂也會讓豬產生正向的情緒和反應，例如快樂和友

音樂有關的最新研究，發現動物可能對不同類型的音

好；不和諧的曲調則讓牠們感到恐懼或不安。

樂，產生不同的情緒反應，音樂或許能紓緩動物們在

豬隻產生的不同行為和牠們的真實情緒真的有關嗎？

圈養下的壓力。

有些科學家仍抱持懷疑的態度。不過這項研究顯示，

動物福祉科學近年來受到強力的關注，除了人道考量

豬確實可以因不同的樂曲而做出不同的反應。如果音

的意識抬升，也和畜牧的方式密不可分。因此，科學

樂能有效影響動物的情緒，或許未來科學家就可以找

家持續研究環境和動物生理、心理狀態的關係，而這

出各種動物喜歡的音樂類型，藉由播放音樂提升動物

次他們想知道音樂是否能真正改變動物的情緒。研究

們的居住品質。

團隊以豬為試驗對象，透過豬的姿勢、行為、心率和 體溫，制定了一套情緒評估方法。接著播放 16 首由

NEWS FOCUS

你喜歡聽什麼類型的音樂？溫和的爵士樂令人紓壓，

Juliana Zapata Cardona et al., Music modulates emotional responses in growing pigs, Scientific Reports, Vol. 12, 2022.

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

5

6

科學月刊

2022.5

◆ COVER STORY ◆

讓畫作永恆的 修復技術

的 瞬 間， 就 開 始 了 它

當藝術品被創作出來

生命的幕後功臣。

修復師就是延續它們

賦 予 作 品 生 命， 那 麼

如果說藝術家的創作

術品的原貌。

手， 才 有 機 會 重 現 藝

唯有透過修復師的巧

驗它的風采。

悄 悄 地 留 下 痕 跡， 考

和 條 件 再 好， 歲 月 仍

然 而， 即 使 保 存 方 式

的生命。

No. 5

7

Vol. 53

SCIENCE MONTHLY

封面故事 文物編號

01 進行油畫修復時，可以利用立體顯 微鏡檢視物體表面狀況，就能清楚 檢視裂縫、黴菌、汙漬、異物黏附 等肉眼較難觀察到的細微結構。 （正修科技大學提供）

從零開始認識文物保存與修復， 透過科學賦予舊文物新生命 亞太文化資產保存修復新創科技研究中心

李益成營運長專訪 李益成 李益 成 營運長

撰稿採訪｜鄭曉雯

中心工作內容包含文物的檢測、修

生，碩一就讀土木所測量

方法、檢測方式，協助文物的保存

現為臺大新聞所碩二研究

組。畢業於政大地政系及 廣電系。

復、後續保存，期待用科學的研究 狀態檢測與文物修復材料的研發。

（李益成提供）

8

科學月刊

2022.5

1

2

3

4

★

含油畫、紙質、金屬、陶瓷、織品部門，另外也會

Take Home Message

進行石材與木質的修復，針對不同類別的修復物

• 在正式開始修復前，文物需要先進行檢測。

件，也都有專門的修復師處理。

如油畫或紙質檢測，利用電子顯微鏡或光譜 儀，檢測文物材料特性與成分等。

•「移除汙漬」是文物修復過程中相當危險的

步驟之一，通常會從最溫和的純水開始測

李益成形容，文物修復就像看醫生一樣，在進行正 式診療之前需要先做一系列的檢查，透過檢測結

試，再逐步測試更強烈的清潔劑。

果對症下藥，並在康復後學習如何保持健康的身

館濕度控制為例，溫度會控制在 20±2℃，

修復時，往往只是將顏色填補上去，然而這樣的做

• 文物在修復後，「保存」也是關鍵。以博物 濕度則是保持 50±5 %RH。

體——畫作及文物要進行修復前也是如此。過去在

法就像是在傷口上覆蓋一層粉底，其實畫作內部的 劣化並不會消失，只會不斷的惡化。因此我們需要 對文物進行修復前的檢測，待掌握更多資訊後再進 行修復。

人類在歷史的洪流中留下了種種有形與無形的文化 資產，隨著時間的推進、環境的變化，或是人為的

「檢測」是科學應用在文物保存中較前期的階段，

影響，這些歷史上的重要資產也會隨之劣化、損

李益成舉例，像是做油畫或紙質修復前檢測時，可

毀。而保存這些凝聚時代樣貌與人文藝術的產物，

以利用電子顯微鏡（electron microscope）或光譜

以及維持它們的健康，就是文物修復師的使命。

儀（spectrometer）分析，理解文物或畫作的材料 特性與成分。除了檢查成分之外，另一個目的則是

「就像生病需要看醫生一樣，畫作或文物如果受傷

了解它的表面特性與毀損程度，較常使用到紅外線

了，也需要看病。」亞太文化資產保存修復新創科

及紫外線。

技研究中心（以下簡稱研究中心）營運長李益成 說。現代的文物保存，包含了文物的檢測、修復、

紅外線屬於不可見光的一種，在修復文物上會使用

後續存放及科學研析，研究中心也在 2007 年設立

紅外線對於碳的反應，了解待修復的文物是否有底

了藝術修復保存科學研究室，協助文物的保存狀態

稿。李益成進一步說明，如果油畫在繪製時有先用

檢測與文物修復材料的研發。

鉛筆打稿，即便被厚厚的顏料覆蓋，仍可運用紅外 線照射，看出當時的鉛筆痕跡。或是在臺灣有許多

文物修復搭配科技應用檢測

廟宇，常因燒香祭拜的關係，柱子或門容易因煙燻

文物修復是一門專業技術，即便「修復」的概念相

而變黑，看不出原來的狀況，若用紅外線照射就可

同，但在修復不同文物時，材料的使用與技術卻是

以清楚看到它當初的墨線、底稿，這也是紅外線最

大相徑庭。研究中心目前設立了五個修復部門，包

常見的應用。

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

9

封面故事 文物編號

04

修復師利用立體顯微鏡檢視畫作表 面的狀況。（正修科技大學提供）

注意蟲蟲危機！ 文物害蟲其實就在你我身邊？ 文物害蟲 其實就在你我身邊？ Take Home Message • 只要昆蟲「爬」過文物，就會把牠的排泄、排遺，或是蟲體帶來的真菌、孢 林蘭東

雲林科技大學文化資產維護系 副教授、中華文化資產保存科 學學會理事長、國家標準檢驗 局紙業國家標準委員。

（本篇圖片皆由作者提供）

26

科學月刊

2022.5

子、細菌等帶到文物上，汙染文物。

• 常見的文物害蟲如蟑螂、白蟻、蠹魚、鞘翅目昆蟲等，都會啃食文物，造成 文物損毀。

• 若要保護文物，需要採用檢疫過的材料，並定期檢視，保持空氣的流通，維 持適當的環境溫、濕度，給予關注與擾動，讓害蟲們離開。

1

2

3

4

★

喜歡昆蟲的人，聽到「有蟲！」就想找出牠們，抓

自己擠壓到約 0.2 毫米（mm）的厚度，隨意進出

到手上瞧一瞧、逗一逗。其實地球上具有超過 100

門窗縫隙，但總還是需要有「縫隙」。若我們使用

萬種昆蟲，而你我身邊經常出現的蟲，每一種都有

廚房用吸油紙或擦手紙對折兩次，沾點水蓋住地上

可能危害文物。光是昆蟲「爬」過文物這件事，就

的排水孔，蟑螂、蚊子也就難以從地下的排水管道

可以把蟲的排泄、排遺，或是蟲體帶來的真菌、孢

進入屋子。只要維持排水管道的清潔、通暢，室內

子、細菌等帶到文物上，造成文物的汙染與後續的

維持一定的乾燥，收拾甜膩的食物，如蛋糕、餅

發霉等危機。

乾，加上一些肉桂等蟑螂不愛的天然清香氣味，並 保持空間整齊、乾淨、簡潔，再運用定時擾動、走

文物害蟲通緝犯一號：蟑螂

動、適度開燈，蟑螂要進入並停留在典藏文物的屋

筆者不是喜歡昆蟲的人，但是對蟲並不感到懼怕。

子裡，進而以文物為食、攀爬文物等危害的機率，

當年在大學擔任心理學課程的實驗受試者時，還意

也就微乎其微或是大幅降低了！

外地發現自己是實驗的數千人中，唯一對蟑螂（其 正式名字為「蜚蠊」）完全不懼怕的學生。但筆者

文物害蟲通緝犯二號：白蟻

始終不大明白的是，或許有超過一半以上的人，即

白蟻也是種古老的生物（圖二），目前世界上的

便只是聽見「蟑螂」這個詞，並沒有看到牠的樣

白蟻約有 3000 種以上，臺灣地區則有 5 科 13 屬

子，都可能令他們的眼神顯露害怕、心頭顫抖個幾

18 種。臺灣居家環境中較常見的有下列五種：臺

下。即使是臺灣最常見的美洲家蠊（Periplaneta

灣家白蟻（Coptotermes formosanus ，圖三）、

americana）飛撲過來，只要伸手一抓把牠定住，

格斯特家白蟻（Coptotermes gestroi，圖四）、黃

然後把牠包起來，加點洗潔劑再沖到馬桶裡就解決 了，蟑螂碰到洗潔劑後就很容易被我們「定格」。

當蟑螂進入我們的環境裡，會開始啃食人類的食 物、製造髒亂、傳播病蟲害、繁衍下卵、製造環境 臭味與堵塞。對於文物來說，蟑螂會飢不擇食地啃 食書本或織品等有機材質，而蟑螂的腹刺及尾毛甚 至能「爬」壞書籍紙張的表面；更可以製造排遺、 排泄物汙染文物，或是用卵鞘填住家具的轉角縫 隙。不過這種在地球上存活超過上億年的生物（圖 一），雖然有它的強處，但是也有一些弱點。

即使蟑螂可以承擔超過體重 900 倍的重壓，更能把

圖一：「時空膠囊」琥珀裡的蜚蠊。

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

27

封面故事 文物編號

同場加映

RF）

（123

最早的油畫其實畫在「木板」上？ 西方油畫的顏料 西方油畫的 顏料與 與畫布 畫布如何演變 如何演變 Take Home Message • 油畫材料主要分為支撐材、顏料、媒介劑，三者決定了油畫豐富多變、能反覆修改 吳盈君

臺南藝術大學博物館學與古

物維護研究所副教授，西班 牙塞維亞大學繪畫暨保存修

復博士 。一直在臺灣從事 文物修護教學與相關工作， 專長為架上繪畫、彩繪木質 文物、當代藝術品修護。

32

科學月刊

2022.5

加工的特性。

• 在油畫誕生前，繪畫材料與技法以坦培拉繪畫和濕壁畫為主。坦培拉繪畫的材料為 油性媒介劑或動物膠質；溼壁畫則會運用純顏料調和，並以蛋彩修飾、描繪細節。

• 油畫的支撐材分為硬支撐與軟支撐。硬支撐以實木板為主，優點為作畫密實、堅硬， 表面平整細膩；軟支撐是以亞麻為主的織品，輕巧、便於搬運，適用於大幅作品。

1

2

3

4

★

我們熟知的西方繪畫——油畫，發展至今約莫有

600 年歷史，而在油畫之前的繪畫發展也歷經了漫 長演化。從大家熟知的史前洞窟壁畫，幾萬年前的 人類已經知道用隨手可得的紅土、赭石、炭黑等天 然材料，混合吃剩的獸骨、植物汁液開始作畫，一 路演進至今。

在油畫顏料誕生之前，藝術家如何作畫？ 礙於篇幅限制，我們從在油畫誕生以前，以濕壁畫 （fresco）和坦培拉繪畫（tempera）為主的歐洲 繪畫材料與技法開始說起。所謂的坦培拉繪畫，是 一種以油性媒介劑或動物膠質為主的繪畫形式，在 這裡是指使用含有水分與油分的混合物作畫的一種 技巧，而使用的材料則是從蛋、牛奶提煉出來的膠 質、動物來源的膠質、亞麻仁等植物種子提出的油 分，作為顏料的載色劑。

在中世紀的手抄本經書和眾多的木板聖像畫多數使

文藝復興時期的畫家克里韋利（Carlo Crivelli），在木板上繪製的

用了坦培拉技法，甚至在溼壁畫中也出現運用「蛋

Public Domain, Wikimedia Commons）

坦培拉繪畫作品《聖母與聖子》（Madonna with Child ） 。（Sailko,

彩」做最後修飾細節的情形，是一種在 13、14 世 紀的主流繪畫技法。不過由於坦培拉繪畫使用的媒

開始尋找更理想又適合的方法做畫，而各類的油脂

介劑會迅速乾燥，且材料製備繁複，於是畫家們又

就成了主要試驗對象。經過許多探索逐漸形成了現 在的油性媒介和技法雛型，也在范艾克（Jan van

Eyck）兄弟的多層次畫法及發現乾性油與揮發性溶 劑的使用後，才讓油畫技巧開始正式的建立，並在

15 世紀開始使用得愈趨廣泛，更奠定了此種繪畫 技法的基礎。

《創造亞當》（The Creation of Adam ）是由義大利畫家米開

朗基羅（Michelangelo）創作於梵蒂岡西斯汀禮拜堂（Sistine Chapel）的天頂畫《創世紀》（Genesis ）的一部分，為一幅濕 壁畫作品。（Michelangelo, Public Domain, Wikimedia Commons ）

油畫中不可或缺的結構：支撐材 油畫材料主要分為支撐材、顏料、媒介劑，上述三 種材料決定了油畫豐富多變的特性，由於顏料性質

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

33

顯 影

38

科學月刊

2022.5

顯 影

（123RF）

白鷺鷥 圖．文｜ Sean Fan 目前正在就讀野生動物相關科系，對於大自然非常 感興趣，也隨時正在探索臺灣的生態。

在繁華的都市裡，我們能觀察到的水鳥種類 有限，鷺鷥便是我們最容易看到的水鳥之一， 牠們經常出現在公園的池塘周遭，或是傾盆大 雨後的草地。但我們對牠們的了解有多少呢？ 人們通常會將鷺鷥通稱為「白鷺鷥」，但你知 道其實我們口中的「白鷺鷥」，不單單只是 一種鳥而已嗎？讓我們來一一認識牠們吧！

大白鷺的背部有繁殖羽， 臉上帶著湖水綠，嘴喙變 黑，嘴裂超過眼下。

可以依體型分辨出三種鷺鷥，由左至右依序是小白鷺、中 白鷺、大白鷺。

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

39

專欄文章

腸－腦軸線 腸道細菌與大腦的對話 「腸－腦軸線」是指一種存在我們腸道與 大腦間的神祕雙向連結，但為什麼在身體 裡不相連，功能上也大不相同兩種器官， 會扯上關係呢？

Take Home Message • 腸道裡的神經細胞數量極多，因此有「第二大腦」之稱。 • 人類腸道中的細菌，能產生類似神經傳導物質的分子，放出假消 陳俊堯 慈濟大學生命科學系助理教授，熱 愛細菌的細菌人，研究領域為微生 物生態，對環境微生物社會的興趣 遠大於對人類社會的興趣，近年來 亦致力於科普寫作的實踐與推廣。

54

科學月刊

2022.5

息給神經細胞，但目前仍不知道這樣對細菌有什麼好處。 • 透過食物、藥物、益生菌，我們可以微調腸道細菌，這也成為一 種治療疾病的方法。

生生不息

怎麼反而讓裝大便的腸道影響大腦呢？

「腸－腦」這條雙向道 腸道負責消化這件悠關生死的事，而消化不只是把 酵素倒在食物上，還得像輸送帶那樣把處理好的食 糜往下推。做這些事都需要靠腸壁肌肉一起用力， 因此腸子裡布滿連結各處肌肉的神經，其神經細胞 的數量多到接近大腦中的數量，所以也有「第二大 腦」的稱號。不過這裡的神經網路屬於自主神經系 統（autonomic nervous system, ANS），雖與大 腦以迷走神經（vagus nerve）相連，但是處在自 動控制的狀態，與我們的自由意識和情緒無關。

人類腸道裡的細菌總數超過人類細胞，若真要進行 體內成員投票的話，人類細胞是會輸的！而我們吃

Biology

下肚的食物和藥品會被細菌先嚐過一輪，它們可能 吃掉或分解養分，把好料變成毒或幫忙解毒，也可 能增強或減低藥效。不只如此，細菌還能進一步遙

控我們的大腦——說遙控或許太誇張，但是腸道細 菌活動的確被證實可能影響人類大腦的運作。 （123RF）

其實早在 21 世紀初，就有科學家懷疑腸道和大腦 大腦通常被視為身體的總指揮中心，不過我們身

間的關係不單純。例如他們發現住在無菌環境，體

體中有個器官，其實也深深影響著大腦。你聽過

內無菌的老鼠，行為會出現異常；正常老鼠在手術

「腸－腦軸線」（gut-brain axis）嗎？它指的是

切斷控制腸道的迷走神經後，也會開始變得焦慮不

一種存在我們腸道與大腦間的神祕雙向連結。腸道

安，這些都顯示從腸道來的訊息和「情緒」有關。

通大腦這件事聽起來很玄妙，因為它們在身體裡不

後續研究慢慢讓科學家發現，腸道細菌可能掌握影

僅不相連，就連功能上也大不相同，似乎很難扯上

響大腦的潛力，而這條讓細菌從腸道影響到大腦的

關係。而且就算有關係，也應該是大腦指揮腸道，

溝通熱線，就叫做腸－腦軸線。要搞懂細菌是怎麼

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

55

專欄文章

俄烏戰爭引起的「妖鎳之亂」 鎳金屬在生活中的重要性 Take Home Message • 鎳在生活中的應用處處可見，例如不鏽鋼就是由鐵、鉻、鎳組成的合 金；鎳氫電池也廣泛用於電動牙刷、相機、混合動力汽車等。 C球 多倫多大學化學系博二研究生。幾 年前誤打誤撞後入了化學這個坑， 便被這個超有潛力的核心科學領域 震撼。除了研究，希望能透過科普 寫作與影片，讓大家對化學少一點 距離感和對科學研究更有興趣。

• 在材料方面，鎳不只有抗氧化、抗腐蝕、抗生鏽的功能，它的可塑性 和與其他金屬形成合金的能力也非常好，更能被完全回收再利用。 • 鎳是過渡金屬的成員之一，在電子結構上有著漸進式和多樣性的變化， 能提供科學家更多可能性、控制性，製造出不同屬性的分子或材料。

自俄羅斯與烏克蘭開戰以來，全球已有許多原物料

（2022）年 3 月 7 日起，鎳的價格在兩天內一度從

的供應鏈受到影響。除了歐洲天然氣的供給出現

大約每噸三萬美元漲到十萬美元，這個從來沒見過

問題的風險以外，這場戰爭也引起了各市場對於

的價格暴漲事件，在網路上被稱作為「妖鎳之亂」。

「鎳」（nickel, Ni）金屬供應不及的恐慌。而在今 為什麼俄烏戰爭會與看起來毫不相干的天然氣、鎳 金屬有關？這是因為俄羅斯除了是生產天然氣的大 國之外，也是全世界第一大的鎳生產國。天然氣對 於民生、工業、發電等有著重要的地位，若天然氣 無法正常供應，勢必會引發許多問題，但「鎳」金 屬呢？鎳為什麼會導致金屬市場產生波瀾？

「鎳」的應用 目前世界上最大的鎳庫存量在澳洲，但開採與生產 （Science experiment vector created by pikisuperstar）

60

科學月刊

2022.5

量能第一大的國家卻是俄羅斯。也因為鎳的生產線

潛移默化

難以在短時間內建設完成，且現階段第一生產大國

還另外添加了「鉬」（molybdenum, Mo）元素，

又處於與全世界互相經濟制裁的風波中，在出口量

使它的抗腐蝕的能力更好，一般常使用於食品業、

隨時都有可能被影響的情況下，導致許多人為鎳的

外科手術器材、船舶建材等領域。雖然在不鏽鋼的

供給而感到憂心。既然有這麼多人在意鎳，可能代

成分裡鎳的比例看似不多，但是它卻是防止不銹

表世界各國對它的需求量極大。為什麼？鎳究竟有

鋼生鏽的關鍵之一。而全球不鏽鋼的產量光是去

哪些用途？

（2021）年就高達 5600 萬噸，可見做為其原物料 的鎳，在全球市場上是非常重要的！

其實鎳在我們日常生活中的應用處處可見，和我 除了不鏽鋼以外，鎳也有許多其他的應用。例如

多不同種類的不鏽鋼，就是由鐵（iron, Fe）、鉻

鎳是電動車電池中重要的成分——許多電動車電

（chromium, Cr）、鎳所組成的合金。像是現在許

池的負極，主要就是由鎳、鈷（cobalt, Co）、錳

多煮飯鍋常見的材質「304 不鏽鋼」，主要就含有

（manganese, Mn）所組成。而鎳氫電池（NiMH）

大約 70 ～ 74 ％的鐵、18 ～ 20 ％的鉻、8 ～ 10 ％ 的鎳；而「316 不銹鋼」除了上述提及的成分外，

混合動力汽車是指能夠由兩種以上的能源

驅動的車輛，常見的使用能源有燃料（如 石油、柴油等）、電池、燃料電池、太陽

能電池等。和純電動車相比，混合動力汽 車多了電池之外的另一種燃料，因此可以

較輕、寬敞，也不太會出現充電時間過長、 充電站過少等問題。

（Car charging vector created by storyset）

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

Chemistry

們最貼近的例子莫過於「不鏽鋼」了，生活中許

No. 5

61

雞 田 ！ 眼 四 當 雷射手術 再 的 眼 視

拯救 不 近

陶

冶

Take Home Message • 近視是因為角膜或眼球變形，使眼球折射光線能力太強，焦點落在視網膜前 蔣維倫

泛 科 學 PanSci 專 欄 作 家、 故

事專欄作家、udn 鳴人堂專欄 作家、前國衛院衛生福利政策

研究學者。喜歡虎斑、橘子、 白底虎斑和三花貓。

72

科學月刊

2022.5

方，所以無法獲得清楚的景象。

• 雷射治療近視以達到減弱折射力為目的，主流術式有雷射原位層狀角膜塑型 術（LASIK）和微創角膜透鏡提取術（SMILE）。

• 經雷射手術後，患者視力可以回到配戴眼鏡前的水準，散光減輕到輕度散光。 不過術後最常見的副作用是乾眼症，因此手術前需和專業醫護團隊討論。

生

活

你常覺得遠處的景物看不清楚，

清晰的投影輪廓。所以當眼球

如前所述，

總是要瞇著眼看東西嗎？這些

變形（變扁）或角膜折射光線能

近視是由於眼球

都是近視的典型症狀。近視通

力有問題（形狀出錯）時，光線

變形或折射力太強，

常在 6 ∼ 14 歲之間出現，多數

聚焦的焦點會落在視網膜前方

使光線焦點落在視網膜之

人於 20 歲後趨向穩定。目前尚

（圖一），投影在視網膜時就會

前。目前無法矯正變形的眼

未釐清近視出現的原因，但戶外

呈現模糊的輪廓，無法獲得清

球，因此調整光線折射路徑，

活動時間較長的兒童，近視的

楚的景象，此時稱為近視。當

就成了最佳的治療方式。而眼

風險較低，不過仍不清楚是因為

你的近視度數愈深，焦點就會

球負責折射光線的組織，為最

「看比較遠」、「戶外光線」，

距離視網膜愈遠。因此最簡單

前方的角膜和位置在後方些的

或「運動量較高」等因素所致。

的改善方式，就是加一塊凹透

水晶體（圖一）；而又因為角膜

全世界的近視盛行率非常高，在

鏡（眼鏡）來發散光線，進而調

暴露在外，醫師能用刀械直接削

美國，超過四成的人罹患近視，

整光的路徑，讓光線重新聚焦

除，或是雕塑外型，所以角膜組

而東亞的一些國家，如臺灣，兒

在視網膜上。

織就成了外科手術治療近視的

童的近視率甚至達八成以上。

最直接選擇。雖然調整水晶體也

切掉一點眼睛如何？

能改善近視，但較不普遍。

壞掉的攝影機

雷射治療近視的原理

為什麼會近視？主要是因為眼睛

既然近視是「眼球折射光線的能

最早，醫生便是利用刀具削去角

的結構是透過「折射光線、將光

力太強」，那麼用刀削掉一點眼

膜以治療近視。 但需注意，削去

聚焦在眼底的視網膜」來獲得

睛，這樣可行嗎？可以。

眼球結構減弱聚焦能力，進而改

圖一

近視眼球示意圖

（123RF）

SCIENCE MONTHLY

Vol. 53

No. 5

73

我們應該如何妥善運用電力？

在炎炎夏日即將到來之際，

對於民生用電，我們所知多少？

近年臺灣停電頻傳，限電風聲四起，

《科學月刊》630期精采預告