583 2018 / 07
焦點評論
藉海狗研究窺探睡眠品質 生動專欄
當基因編輯遇見表觀遺傳 精選文章
從科學看盧廣仲〈魚仔〉
一顆藥錠， 從研發、製程到上市， 中間需經歷多少關卡， 才能被人們服用，抵禦各種疾病？
COVER STORY
品名：賽恩絲 萌斯理 有效成分：不含阿斯匹靈及類固醇，但富含各種格致。 用途：有助於大腦活躍、增強知識力。 用法用量：閒暇時取出，輕鬆翻閱；若出現興奮、好奇等情緒反應， 為正常現象，請安心服用。 不得使用族群：方為人類皆可服用。 保存期限：永久。 科月（社）成製字第197049號
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NT199 ISSN:0250-331X
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9 770250 331001
等一個好科普 不如自己動手寫科普 你不是科學家，但你喜歡科學，總是迫不及待跟親朋好友分享科學？ 你是專業科學家，很想走出象牙塔，讓大家也了解科學的趣味？ 不用懷疑，你，就是我們要找的人！趕快動手寫科普，投稿到《科學月刊》！
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還在等什麼？快把你的作品寄到 scimonth@gmail.com，記得註明真實姓名、 聯絡方式及服務機關或就讀學校。詳細稿約請見《科學月刊》部落格。
scimonth.blogspot.tw
583 Contents
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528
為什
516 從藥 談學 物管制 名藥 歷史 黃嘉 的誕 中 祥 生 522 專利 剖析 也會過 期 智慧 新藥與 ？ 財產 學名 何智 藥的 權 豊
2018 / July
劑型 蕭虹
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Vol.49 No. 7
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Contents-2
填問卷．拿新書
484 顯影
只 要 於 2018 年 7 月 31 日 前 完
非關科學
488 外表背後的容貌心理學／李依庭 489 嗅著世界的味道／文詠萱 490 蒂芬妮的記憶亂碼—與死神擦肩時的超自然體驗／郭家銘 News Focus 492 擁有理解「0」概念的蜜蜂／專注度與否 影響人體嗅覺的變化
整回答讀者問卷調查內容 請至
goo.gl/pMkvuL 填寫，或掃描 QR code，就有機會獲得臉譜出 版新書 《毒生物圖鑑：36 種不 可思議但你絕不想碰上的劇毒 物種》。數量有限，敬請把握！ 獲獎名單將於 2018 年 8 月 5 日
493 火星發現有機分子／利用火山「唱歌」 監測火山活動狀況
前公布在科學月刊臉書與部落
494 古祕魯人技術了得 頭顱穿孔存活率高達 8 成／
格上。資料煩請詳實填寫，以便
電路也能有「軟筋骨」 穿戴式電子裝置新風景
贈書寄送。
495 墨西哥灣漏油與光輝映 殘留物恐危害周遭生物／ 限時禁食法 在限制裡得到自由的節食策略 評 論
496 海狗研究解開睡眠之謎／林翰佐 專 欄
498 解 數：歐拉數與歐拉的數／游森棚 500 理 物：宇宙中的金屬是怎麼來的？宇宙中重金屬元素的起源／吳孟儒 504 生 動：基因編輯在表觀遺傳修飾中的應用／許惇偉 508 變 化：土壤碳固存，是否能成為氣候變遷的解藥？／劉雨庭 512 天 地：近年日本火山噴發 反思大屯火山群的潛在威脅／黃有志 精選文章
545 玲根石的故事與翡翠的來源／劉玲跟 548 金曲獎入圍神曲〈魚仔〉中的語言轉換與旋律性／蔡振家 550 蜜蜂與農藥的戰爭—歐盟禁用新菸鹼藥物的始末／林宇軒 554 演化沒有設計標準／許家偉 書 摘
558 《毒生物圖鑑：36 種不可思議但你絕不想碰上的劇毒物種》
482
SCIENCE MONTHLY 2018.7
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台北市科學出版事業基金會
走進編輯室
董事長：劉源俊 董 事：王文竹 周成功 林基興 倪簡白 郝玲妮 高涌泉 趙 丰 羅時成
藥物科學之路 早至人類出現於地球之前，細菌、病毒與疾病便已悄然存在。因此，疾病，可謂是
秘 書：李金穗
如影隨形地伴隨著人類文明的發展。當遭受疾病侵襲時，人們便開始積極嘗試各種
出版者：科學月刊社
治療，進而造就出醫學的誕生。而在治療的過程中，所服用的、塗抹的或注射的各
理事會
項物質，便是藥物。
理事長：曾耀寰 理 事：曲建仲 李武炎 邱韻如
藥物的歷史，可追溯至史前、遠古時代，當時的人們就懂得在受傷或生病時找尋各
范賢娟 張敏娟 陳章波
種草藥作為敷料塗抹或治病。神農氏嚐百草後所著的《神農本草經》；羅馬時期
程一駿 蔡孟利
的藥理學家戴奧科里斯（Pedanius Dioscorides）所編撰的《藥物論》（De materia
編輯部
Medica）；黑暗時期阿維森納（Avicenna）將中國、印度、波斯各地區的藥物知識
總編輯：林翰佐
集大成後的《醫典》等著作，皆為東、西方後來藥典的先驅，也為藥理學的發展奠
副總編輯：林宮玄 張敏娟 趙軒翎
定了基礎。
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 黃正球
往後的時間裡，不論是東方或西方，對於藥物研究皆有持續性的發展。直到 18 世
黃向文 黃相輔 周鑑恆
紀，由於化學、生理學與生物技術的進步，才逐漸開始有了標準化藥物製程的開創；
邱韻如 金升光 金必耀
而至 19 世紀末，由德國藥理學家史邁德堡（Oswald Schmeiderberg）所著的第一本
門立中 紀延平 范賢娟 倪簡白 高啟明 高憲章
藥理教科書，裡面詳述藥理學的目的、各種定義的建立與劃分，此時的藥理學因而
張大釗 陳妙嫻 陳彥榮
正式謂為成熟。
陳鎮東 景鴻鑫 曾耀寰 程一駿 程樹德 單維彰 楊正澤 葉李華 葉偉文
因著藥物的成分、劑量、服用方式關乎著人類的生命安全，所以，各國在面對製藥
廖達珊 管永恕 劉宗平
產業逐步發展的同時，各項相關規定與法條也相繼應運而生。1990 年，由日本、
鄭宇君 鄭運鴻 蔡兆陽
歐盟與美國三個藥政法規單位成立國際醫藥法規協和會（ICH），藉由共同制定藥
蔡孟利 蔡振家 蘇逸平 韓德生 嚴如玉
品法規指引，現今已是全球公認的藥品審查標準。
編輯顧問：王明蘅 古宏海 朱麗麗 吳明進 吳家誠 周延鑫
在臺灣，藥物的上市把關與相關法規的制定隸屬衛生福利部食品藥物管理署（Food
周榮泉 洪萬生 洪裕宏
and Drug Administration, MOHW）。為了能跟上國際組織的腳步，該部門近年來持
胡進錕 陳文屏 陳章波 陳國成 曾惠中 孫維新 張 復 張勝祺 楊玉齡
續建構國際化藥品管理法規、在國內推動落實執行 ICH 各項規範，最終在今（2018） 年 6 月於神戶舉行的 ICH 會議上，成為正式會員。
劉仲康 駱尚廉 魏耀揮 蘇益仁 蘇振隆 主 編：文詠萱 編 輯：李依庭 郭家銘 美術編輯：王韻青 江鈺云 黃琳琇
綜觀千年以來的藥物成分，從隨處摘採的植物熬煎成藥到如今能精準萃取或合成出 各種藥劑，說明在科學日新月異的腳步中，也深深地影響著藥理學的進展。而與日 俱增的法條與規範的訂定，是社會發展中對藥物安全最嚴謹的追求。畢竟，藥物的 開發，本是為治療疾病、造福人類的美意而生。
業務部 經 理：李金穗
（編輯部）
行銷企劃：潘靖逸
創刊於 1970 年
科學月刊社
製版印刷：赫偉有限公司
本期為第四十九卷第七期 第 583 期 發行於 2018 年 7 月
地址：10646 台北市大安區羅斯福路三段 77 號 7 樓
總經銷 : 聯華書報社
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 傳真：(02)2363-5999
行政院新聞局版台誌第 0934 號
網址：www.scimonth.com.tw 電郵：scimonth@gmail.com
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。
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紅竹蛇 Oreocryptophis porphyraceus kawakamii 圖/文
游崇瑋
紅竹蛇（Oreocryptophis porphyraceus kawakamii）是臺灣特有 亞種，成年後通體呈喜氣洋洋的紅色，加上優雅的細黑色直紋， 被喜愛蛇類的朋友們封為臺灣「四大美蛇」之一。主食鼠類的紅 竹蛇主要棲息於低海拔淺山地區，對於控制鼠類數量也是扮演了 低調、但重要的一角。紅竹蛇從幼體時的深淺分明，一直到成年 後的通體暗紅色，每個階段的美感氣質都略有不同，是個很適合 介紹給入門者認識蛇類的美好對象！
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1. 初生紅竹蛇整體偏橘色，深色環節明顯，但隨著成長， 橘色部分漸漸轉紅，深色部分也會漸漸轉淺變紅。
2. 亞成紅竹蛇，深色部分已經不像幼蛇那樣接近黑色。
3. 成年紅竹蛇通體紅色略帶紫色甚至灰色，故又名「紫灰錦蛇」。 4. 頭部除了眼睛後方的細直線黑紋之外，
頭部正中還有一條細黑線，應該也具打破輪廓的效果。
5. 紅竹蛇受驚擾時的標準姿勢。
6. 紅竹蛇受驚擾時，尾巴會捲成蚊香狀。
7. 幼體時期的深色環紋，有助打破輪廓、躲避天敵。 8. 紅竹蛇有個體差異，這條也算是少見的鮮紅。 9. 標準紅竹蛇防禦姿勢。
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非關
科學
科學水噹噹
外表背後的容貌心理學 李依庭 嘗試從每篇過往的扉頁中，念出成就一生的獨白，本刊編輯。
化妝，不只是為了能讓外表亮眼、具吸
談；簡歷、電話面談和面試，透過這些
透過個人貢獻度的多寡來完成目標的遊
引力，更是能提昇自身自信的關鍵。
資訊預估應徵者能夠在 15 分鐘內解決
戲。此遊戲的設定為個人貢獻度越高，
多少謎題。接著，實際讓應徵者進行測
則能獲得的遊戲貨幣越多，並且每個人
學，不只是探討化妝品的成分、機能性
驗後發現，外表出眾的應徵者其答題能
都有機會在過程中藉由合作，來獲得他
等，甚至在妝品消費、化妝需求等心理
力與面容一般的應徵者並無顯著差異，
人貢獻所得到的貨幣。
層次上的影響都有深入淺出的分析。然
但是外表出眾的應徵者會對於自身的能
而，一張面容姣好的臉究竟能為生活或
力較有自信，進而受雇主青睞。這顯示
職場上帶來什麼樣的優勢？
著由於他們顯現出的自我信心，其特質
《科學月刊》上（582）期談論妝品科
其實，經濟學家很早就注意到容貌會影
的玩家能貢獻較多，且會與他人有更多 的合作。不過，最終的研究結果卻顯示 長相較出眾的玩家貢獻度與他人並無明
響工資，即使是外表與工作表現無關的
研究也發現，若雇主在只看履歷的情況
顯差異，不僅如此，在合作方面更是不
職業中也是如此，這似乎意味著較具吸
下，外表是不會左右他們的評估或判
如先前預測，在遊戲中相較於一般人則
引力的男人或女人的薪水比一般人更
斷，但若是在其他試驗組別中，則會有
顯得較自私。
高，即便兩者做著相同的工作內容。
僱主高估外表出眾者的能力，尤其是在
為了找出這項「美貌」背後隱藏的原因， 由哈佛大學（ Harvard
University ）的 莫比烏斯（ Markus Mobius ）和衛斯理 大學（Wesleyan University）的羅森布 拉 特（Tanya Rosenblat）進 行 一 項 實 驗，他們招募一批學生，並將他們分成 雇主與應徵者。一開始，請應徵者先填 寫履歷，包括性別、年齡、學業、工作 經驗和興趣等個人資本資料。之後，研 究人員給應徵者一個簡單的謎題，並在 應徵者完成此謎題後，要求應徵者評估 自身在 15 分鐘內能夠解開多少類似的 謎題，此評估代表應徵者衡量自身能力
面對面面試的組別中更加明顯。有趣的 是，僱主認為漂亮的人具有較高能力的 錯估也會出現在電話面談的組別中，代 表著外表出眾者能將其個人的自信藉由 電話面談傳達出來。根據實驗計算，發 現大約會有 15~20% 因外表姣好產生的 高估，是來自於對自身自信效果加成的 結果，經濟學家也將之稱作美容溢價 （beauty premium）。 對於長相較出眾的人會有較高期望的 預期心理。從另一個實驗中也可以得 到相同的結果，由聖地牙哥加州大學
行篩選，分別是只看簡歷；簡歷和照片； 簡歷和電話面談；簡歷、照片和電話面
能力的實驗中，研究人員設計出一種需
接下來，雇主則透過 5 種不同的形式進
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所以，綜觀各項研究成果似乎也顯示 著，「美貌」其實是一把雙面刃。倘若 外表較出眾，人們便會貼上「高能力 值」的標籤，進而產生「會有突出表現」 的預期心理。然而，當結果顯示出其能 力上與他人無異時，則會使人覺得大失 所望。所以，看到這裡，長相平凡的讀 者是否慶幸，因著平庸，使其更容易達 到他人期望而感到安慰呢？
透過上述的實驗，似乎可以發現人們
of California, San Diego） Andreoni）與喬治 亞州立大學（Georgia State University） 的皮特里（Ragan Petrie）所做的外貌與
的信心程度。
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對雇主而言是極具吸引力的。
在進行遊戲前，受試者預期長相較出眾
（University
的安德羅尼（James
延伸閱讀
1. Hal R. Varian, The beauty premium: Why good looks pay, The New York Times, 2006/4/6. 2. Markus M. Mobius and Tanya S. Rosenblat, Why Beauty Matters, American Economic Review 96, Vol. 1: 222-235, 2005. 3. James Andreoni and Ragan Petrie, Beauty, Gender and Stereotypes: Evidence from Laboratory Experiments, Journal of Economic Psychology, Vol. 29(1): 73-93, 2005.
非關
科學
科學聞聞
嗅著世界的味道 文詠萱
本刊主編。
（Shutterstock）
有些味道讓你想起某個回憶、某段故
降 落 的 速 度 較 慢， 會 在 與 土 壤 中 接
事，就像聽音樂一樣，總有回憶連結。
觸時放出獨特香味的氣膠；另外，當
嗅覺是動物五感中相當重要的一種，
土 壤 由 濕 轉 乾 時， 土 壤 中 的 放 線 菌
通常與味覺整合交互作用，有些動物
（actinobacteria）會釋放孢子，而孢
可能沒有厲害的視覺，卻有著相當敏
子表面的土臭素（二甲基 –9– 烷醇）也
銳的嗅覺。此外，嗅覺也能透過鼻子
是組成「雨後味道」的成分之一。
內受器感受空中的化學訊號，並將其 轉化為其它感覺。
量嗅覺研究投入，期待未來更多的發 現。打開五官，感受世界，會「看」 到更多用眼睛看不到的驚喜。
讓人想要多聞幾下，彷彿抱著溫暖的太 陽。曬完棉被的味道是怎麼來的呢？流
覺運用為吃東西，在食用時嗅覺是感
言流傳氣味來自塵蟎高溫下的屍體，其
受食物味道相當重要的角色（感冒時
實不然，曬太陽的溫度不足以殺死塵
會感覺食之無味）。而有些味道的來源
蟎，棉被味道主要來自於陽光中紫外線
卻相當讓人好奇，像是下雨的味道、
照射織品，產生的臭氧氣味。
道等。
嗅覺與生物健康有重要關聯，近期大
除了下雨的味道外，剛曬完的棉被也會
在生活中有許多的味道，比較常見嗅
棉被曬過太陽的味道、老人特有的味
即「老人味」氣味來源。
另外引議論的氣味還有「老人味」，即 年紀大的人身上會有獨特的體味。根
下過雨的味道，像是泥土的味道，清新
據 2001 年日本資生堂研究中心研究員
純潔。為了了解「雨味（petrichor）」
土師信一郎等人研究報告顯示，老人
從何而來，麻省理工學院分析雨落在
味原因為大量皮脂分泌，導致年長者
土 壤 上 的 狀 態 後 發 現， 毛 毛 雨 因 為
身上產生 2- 壬烯醛（C9H16O）的成分，
延伸閱讀
Shinichiro Haze, Yoko Gozu and Shoji Nakamura, 2-Nonenal Newly Found in Human Body Odor Tends to Increase with Aging, Journal of Investigative Dermatology, Vol. 116: 520-524, 2001.
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科學
蒂芬妮的記憶亂碼－
與死神擦肩時的 超自然體驗
郭家銘
從故事裡挖掘真相，對例外充滿好奇的人類。
親臨死亡現場 在一切陷入完全的黑暗以前，蒂芬妮（化名）的日子應當不致如此科幻。去（2017）年
2 月的某日，她開著車馳騁於馬里蘭州弗雷德里克（Frederick, MD）附近的 I-70 州際公 路，想到自己已離家不遠，索性將車速調到速度上限的 70 mph（英里／每小時）。奇 怪的是，隨著車速上升，他清楚地看到周圍的景象逐漸轉黑，即便靠右側的施工區仍 有光照引路，卻還是一個失手撞上施工區交雜的設備與路障，整個車子連滾帶飛地不 知轉了多少圈，最後總算停在附近的窪坑上。 當該發生的事都發生得差不多後，施工區裡僅剩下扭曲變形的車體、赤裸的輪軸等殘 破不堪的末日景象，此刻蒂芬妮已幾近崩潰，放聲慘叫。「我只聽得到自己的聲音。」 蒂芬妮回憶道，在聲音被屏蔽之外，她仍可清楚看到現場工人，正準備對她進行搶救， 而隨後趕來的醫護人員在將她拉出來後，便送往醫院急救，過程中雖一度失去生命跡 象，然而幸運的蒂芬妮最終還是被死神遣返人間。 令人好奇的是，被「置死地而後生」的她，在這消失的瞬間裡究竟經歷了什麼？是不 是就像電影《別闖陰陽界》（Flatliners）裡女主角寇特妮一樣，在快速通過各種場景 穿梭的隧道以後，經歷了許多詭異卻平靜的事件，甚至還能順暢地彈起她不太熟悉的 樂章？蒂芬妮的故事在今（2018）年 6 月被刊登在「瀕死經驗研究群（NDE Research Foundation）」 的 官 網， 然 而 這 與 我 們 所 熟 悉 的 瀕 死 經 驗（near-death experience, NDE）似乎有些出入。
似曾相識的第二人生 以往經歷過瀕死經驗的個案，多聲稱自己經過一條長長的隧道並看到神秘的亮光出現， 且大部分的人也都在這段旅程中感到平靜而溫暖。儘管當中不乏遭遇威脅與恐懼的案 例，卻很少有人像蒂芬妮這般「錯亂」。 蒂芬妮表示，瀕死的這段時間裡發生的許多事都好像拼湊過一樣，比如晚上在餐館看 不清楚的海報成了另一日她所清楚看到的唱片封面，更離奇的是在她「印象中」離院
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科學
後搭車返家時，掌車司機居然知道自己發生過什麼事，而司機與車子的時代感也都給她 似曾相識的感覺。此外，死而復生的她生活仍不平靜，不旦常常在不同的場合裡看到她 早已遺失的項鍊或紀念品等物，有一次居然在紅燈時把燈號認成綠燈，差點就要把車給 開出去，好在經同車友人提醒，才沒釀成大禍。 判定一個人的死亡狀態，不外乎量測不到心跳與自主呼吸且瞳孔放大，按邏輯推斷，腦 部也會在短時間內缺乏養分與氧氣的供應，最後就像電腦一樣關機了。姑且不論重生後 的蒂芬妮生活發生什麼改變（雖然這也是許多類似案件的共通特性），在大腦關機前後 她所感受到的每件事，就像其他案例般，似乎都與她本身相關聯，這種關聯性會讓人優 先想到保存記憶的海馬迴（hippocampus）。許多人在瀕死經驗裡都看到過「人生走馬 燈」，就生理上來看，腦部的缺氧確實會導致海馬迴的電活動受到激發，唯儲存在蒂芬 妮記憶裡的片段為何重新排列組合、產生另一個畫面，恐怕還需要有更多的案例出爐、 找到共通點後，才能有比較精確的推斷。
真相可能不只一個 神秘且未知的特性，使得瀕死經驗研究格外吸引人，除了部分透過腦電圖蒐集腦部活 動、分析該現象的腦科學與神經科學等學門，也有一些哲學家或物理學家，試圖從「意 識」的觀點切入，望能找到最接近的解答。如同資深心藏與意識專家羅梅爾（Pim
van Lommel）所述，腦電圖僅能量測大腦皮質外層的資訊，也許真有一個叫作意識的存在 深埋在腦部某區從中作梗。 災難發生至今已逾一年，或許蒂芬妮早已習慣生活上的小改變，不過就像其他曾「瀕臨 絕境」的個案一樣，對於生命有了超然的體悟。或許，瀕死經驗帶給人們的不僅是更深 層的自己，還有更多來自這個過程的訊息等著被一一解開。
延伸閱讀
1. Pim van Lommel, Consciousness Beyond Life: The Science of the Near-Death Experience, Harperone, 2010. 2. 成和平，《死亡跟你想的不一樣：以精采的實例揭露死亡的真相》，臺灣商務，2011。
（Flickr-Alexander Mueller, https://flic.kr/p/zMtX9J）
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NEWS FOCUS
擁有理解「0」概念的蜜蜂 嘗試在蜜蜂進行測試，發現蜜蜂也具有知
便能獲得糖塊以示獎勵。當研究人員再
曉「0」概念的能力。
進一步放置沒有任何圖形的圖卡與 1 個
在研究動物認知上，蜜蜂是一種常被用來 進行相關實驗的動物，因為先前的文獻發
（Pixabay）
「0」，是一個不管在科學或數學領域中
或多個圖形圖卡時，發現蜜蜂會選擇沒 有任何圖形的圖卡。
現蜜蜂能夠學習許多複雜的技能，甚至在
研究人員表示，此發現不只是顯示蜜蜂
採花授粉時，了解許多不同的抽象概念。
知道 0 比其他數字少的概念外，更代表
不過，相較於人類，蜜蜂的大腦中神經
在牠們的認知中，是將 0 作為一項數值。
元數不到 100 萬，比起人腦中富含 8 千 6
研究人員也表示，若在數量如此少的神
百萬的神經元相比，數量相距甚遠。
經元都具有此能力，未來持續進行研究
皆帶有其重要的概念與意義。先前科學家
為了得知昆蟲是否具有此概念，研究人
認為只有人類具有理解這項概念的能力，
員設計一項實驗，先將蜜蜂訓練成會優
然而，相關研究顯示哺乳動物與鳥類其實
先選擇元素數量最少的圖卡，舉例來說，
也能夠了解此概念。而近期，澳洲皇家理
在兩張不同的圖卡上分別有 2 和 3 個圖
工大學（RMIT University）的研究團隊則
形時，若蜜蜂選擇 2 個圖形的圖卡時，
也許可以發展出簡單又有效率的方法， 來教導人工智慧在複雜環境中做出正確 的決定。 Scarlett Howard et al., Numerical ordering of zero in honeybees, Science, 2018.
專注度與否 影響人體嗅覺的變化 成語「廢寢忘食」，是形容人因專心致志 而忘了吃飯、睡覺；而在科學研究上也 顯示當人忙於工作時可能會有錯過視覺 線索（visual
cues）的現象。最近，英國 of Sussex）的
薩塞克斯大學（University
最新研究更發現其實不只是視覺，連嗅 覺也可能被忽略。 在此研究中，受試者會被帶入藏有咖啡 豆的房間中，並分成進行高專注度或較 低專注度的任務。當任務完成、離開房
（Shutterstock）
間後，研究人員會請受試者描述房間情況
492
並填寫問卷。結果發現，高度專注組發現
研究人員表示，先前的文獻已表明大腦對
房間中有咖啡香氣的人比低專注度組減少
於氣味的偵測約只有 20 分鐘，稱為嗅覺
42.5％。此外，研究也發現若測驗結束後
習 慣 化（olfactory habituation）。 因 此，
再將受試者帶回房間中，有 65％的人也
此項研究成果除了發現當人們處在高度專
無法聞出咖啡香，顯示他們在先前進行任
注時，可能會忽略周遭的氣味外，也意味
務時已習慣空間中的氣味。
著若周遭氣味的改變發生在此時期，可能
SCIENCE MONTHLY 2018.7
會因此錯過發現異味的機會。
Forster Sophie and Spence Charles, “ What smell?” Temporarily loading visual attention induces a prolonged loss of olfactory awareness, Psychological Science, 2018.
NEWS FOCUS
火星發現有機分子 示，好奇號進蒐集到有機分子的資料，目 前還未確認有機分子的來源，不論其是否 為遠古生物留下來的記錄，都提供了火星 有機物質形成過程中重要的化學線索。
（NASA/JPL-Caltech/MSSS）
火星探測器好奇號（Curiosity），在火星 地表附近的 30 億年沉積岩中，發現形成 生命所需的有機分子。而美國航太總署 （NASA）新聞稿表示，雖找到能支持形 成生命形成的有機分子，不代表火星有生
愛真布洛德還表示，火星表面直接接受 太陽輻射，而輻射等苛刻條件都會分解 有機物質，而在地表附近能搜尋到有機 物質，研究人員將會更深入的了解火星 有機分子的故事，並展現對於理解宇宙 的使命。
命，有可能是透過其他方式所創造。 在探索過程中蒐集到的有機分子包括噻吩 （thiophene）、甲硫醇（methanethiol）、 二 甲 基 硫 醚（dimethylsulfide）等。NASA 研究人員愛真布洛德（Jen Eigenbrode）表
Christopher R. Webster et al., Background levels of methane in Mars’atmosphere show strong seasonal variations, Science, Vol. 360: 1093-1096, 2018.
利用火山「唱歌」 監測火山活動狀況 位於厄瓜多爾的科托帕希火山（Cotopaxi），
學火山學者強森（Jeff Johnson）與其研究
其圓柱型火山口可能是地球上最大的「樂
團隊推測此聲音來源來自火山內部，且會
器」。愛達荷州博伊西州立大學（Boise
因從火山口出來的氣體不同，有不同的頻
State University）研究團隊一項新研究發
率。造成這種聲音有兩項推測，研究人員
現，2015 年該火山一系列的爆發後，火山
認為有可能是部分火山底（crater floor）
口的形狀發生變化，當火山活動時，空氣
塌陷，或是因為火山口底部爆炸形成的波
會在狹長的火山口迴盪，產生如管風琴般
形所致。
的構造。
研究團隊認為了解每個火山的特殊聲紋，
在 2015 年科托帕希火山爆發後，研究人
可以幫助研究人員觀測火山，避免不必要
員利用儀器監測到火山發出極低的頻率，
的災害產生。強森表示，了解火山聲響相
這個頻率已超出人類能聽到的最低頻率。
當重要，火山聲音若產生變化，研究人員
研究團隊將這個聲音稱作「tornillos」，聲
就會意識到火山口正在變化，能協助提高
音每 90 秒在火山口來回震盪一次，每次
火山爆發的警覺性。
能量越來越小，直至消失。博伊西州立大
（Shutterstock）
J. B. Johnson et al., Infrasound Tornillos Produced by Volcán Cotopaxi's Deep Crater, Geophysical Research Letters, 2018/6/13.
Vol.49 No. 7
493
專欄文章
宇宙中的金屬是怎麼來的？
宇宙中重金屬元素的起源
吳孟儒
現任中央研究院物理研究所助研究員，研究
專長為粒子天文物理以及核天文物理。
宇宙元素起源 天上的星星會閃閃發亮與星球內部的核反應有關，核 反應在氦融合形成碳、氧、氮、······、鐵之後，即受 到能量守恆限制而無法繼續。其他比鐵更重的元素在 宇宙中是如何生成的呢？科學家從某一次的重力波觀 測中，找到重金屬生成的決定性證據。
重金屬的開採及使用，在人類文化歷史進步及演變上扮演 著無比重要的角色。而貴重金屬（例如：金、銀、鉑等） 更由於其稀少及不易氧化的特性，一直是在歷史上，從王 宮貴族到普羅大眾，皆為之心醉甚至瘋狂的珍寶。為何這 些金屬如此稀少？又是如何從自然界中產生的呢？
爆炸反應及元素生成 隨著知識進步，科學家對宇宙演化以及對核物理的了解 在 20 世紀初期至中期間有著突破性的進展，他們認知到 萬物的起源皆起於宇宙大爆炸（Big Bang）後的演化。 其中，各種元素的生成是由核反應的快慢決定。因此，
500
SCIENCE MONTHLY 2018.7
理 物 |
Physics
核反應發生時的環境溫度和密度影響了哪些元素可以形
低。透過精確的宇宙學及核物理理論計算發現，大爆炸時
成。一般來說溫度及密度愈高，核反應發生的就愈快。在
的核反應只能將大約 24% 的氫核子融合形成質量數為四
宇宙大爆炸的初始階段，由於宇宙的物質與反物質數量相
的氦核子（氦四）以及其他少量的輕核子（重氫、氦三、
差很小（小於億分之一），正反物質湮滅後，物質密度相
鋰六及鋰七），因此大部分地球上存在的元素無法在宇宙
對的稀疏，核反應速率很快就因為宇宙膨脹及冷卻而降
大爆炸的時期產生。
科學家在同時期也理解到，天空 上之所以會看到閃亮發光的恆 星，其能量源於恆心內部的核反 應，例如：太陽現在正處於氫融 合產生氦的階段。不同質量的恆 星，在其數百萬至數十億年的演 化過程中，能融合形成的元素也 不一樣。小質量恆星如太陽，核 反應在氦融合形成碳、氧、氮之 後，就因為溫度不夠高而停止。 對於約大於太陽質量十倍以上 的大質量恆星來說，核反應可以 一路進行到恆星中心形成一個 「鐵核」。由於鐵的核融合是吸 熱反應而非放熱反應，大質量恆 星內部「鐵核」因此無法繼續融 合，失去了能量來源，最後導致 重力塌縮形成「中子星」，並在 這過程中將塌縮釋放的重力位 能，一小部分轉換成驅動恆星 爆炸的動能、熱能及光能，形成 宇宙中最壯觀的景象之一 ── 重力塌縮型超新星爆炸，並透 圖一：雙中子星合併後的示意圖。中間白色亮源代表雙中子星合併後 溫度很高的中心物體。漣漪狀的格子代表合併產生的時空擾動──重力
過爆炸將恆星演化中形成的鐵
波。噴流形狀的發光體代表著短伽碼射線爆。環型金黃色發亮氣體代
與比鐵輕的重元素釋放至太空
表著合併所拋射出，富含後文會提到的「快過程」貴重金屬的千倍新
中，與另一型態的「熱核爆炸
星。（credit：National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/
A. Simonnet）
超新星」一起成為宇宙中比鐵 輕元素的主要來源。
Vol.49 No. 7
501
專欄文章
基因編輯在表觀遺傳修飾中的應用
許惇偉 牛津大學生物化學博士，專長為表觀遺 傳學、分子生物化學。曾任職牛津大學，目前任 教於國立高雄師範大學生物科技系。
在不改變基因序列的前提下，透過生化機制來改變基因、控制基因的表達與否，是表觀遺傳學； 透過酵素將基因進行剪接、改變基因的序列，是基因編輯技術。而當南轅北轍的兩方法相遇時， 還能為生物技術帶來什麼樣的突破與發展？
一個生物個體如何順利展現出生命現象，必須靠體內各個
碼書，只要能解讀出跟其有關的部分即可。因此，需要用
器官的分工合作，而器官是由組織構成，組織由細胞組成。
到的重點基因段落，該如何被標示清楚跟適當使用，很是
因此，每種不同的細胞如何適地、適時、適當的表現其該
重要；至於其它暫時用不到的基因密碼資訊，也得確實標
有的生理角色，靠的就是細胞核裡面遺傳物質 DNA 所帶
示跟收納，而這些標示跟收納的機制，依靠的就是表觀遺
有的所有的生命密碼。
傳的修飾作用。
表觀遺傳修飾
每個不同細胞內，基因們適時適量的開開關關，會左右著
這 DNA 構成的生命密碼，如果把它想像成是一本寫滿各
生物個體的命運。假如說，某個基因跟控制細胞的分裂有
種生命資訊的書，雖然每個細胞都拿同樣的一本書，但不
關，那當它過早或是過量表現時，就可能會讓細胞不聽使
同的細胞在不同的時間，只會需要使用到其中的某些章節
喚，最糟的狀況就是變成癌細胞。以圖一所示，一個基因
或某段落的話，那不同細胞裡面的這本密碼書，就會畫滿
A 被「封存」時，也就是不轉錄時，其部分 DNA 序列可
了各式重點標記，而這些不同細胞並不需要使用到整本密
能會被加上甲基官能基，透過一系列的生化反應去適時地
504 SCIENCE MONTHLY 2018.7
生 物 |
Biology
「封存」該基因的表現；有時候「封存」的效果也會透過以
所以，如果我們明知某種癌症的主要成因是某種基因被表
在「收納」這類基因的各種核小體（nucleosome）中的組
觀遺傳修飾不適當的封存，那有可能解開嗎？過去幾十年
蛋白上，添加不同的化學官能基（functional group）去達
表觀遺傳領域的發展，的確讓我們明白某些重要的基因，
成。這一類封存基因表現的方式，就被稱為「表觀遺傳修
是如何透過表觀遺傳修飾控制其表現。但，了解是一回事，
飾（epigenetic modification）」，其好處就在於既然它們
如果明知某些修飾是重要的，要如何調整這些修飾，達到
是透過化學標記去封存，一但化學標記被移除，就很容易
撥亂反正的效果，就令科學家費盡心思。不過，近年來也
解開封存，達到適時、適量、適地有效開關基因的方式。
有不少表關遺傳修飾相關的研究出現，這其中以利用化學 藥劑來影響表觀遺傳修飾的努力最有成果。
同理可推，假如有某個像是抑癌基因這般重要的基因， 在不該被封存的時候，被以表觀遺傳修飾的方式封存，
基因編輯技術
使該表現的時候無法順利表現，一樣也會造成生物個體
過去幾十年，已經有數種可影響表觀遺傳相關的藥劑上市，
的問題。其實，不只是令人聞之色變的癌症，生物個體
這類藥劑專一的抑制某些表觀遺傳修飾酵素的活性，間接
舉凡代謝、生長、分化、發育、生殖等許多功能，端賴不
的減少某些不必要的修飾，讓被表觀遺傳機制封印的某些
同基因有系統的開開關關，表觀遺傳修飾無法準確地進行，
基因活化，達到治療的效果。可惜的是，許多這一類的表
會是很大的問題。
觀遺傳修飾酵素同時會作用在不同的基因上，如果因為透
DNA 甲基化
組蛋白修飾
不轉錄 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3
CH3 CH 3
CH3
CH3
轉譯成蛋白 控制相關功能
轉錄
CH3
CH3 CH 3
基因 A
去氧核醣核酸甲基化
CH3
基因 B
核小體
4 種組蛋白
組蛋白化學修飾
H2A
H3
H2B
H4
圖一：表觀遺傳修飾的過程。
Vol.49 No. 7
505
CO
學 科 的 中 藥 製
； 跡 蹤 。 的 遭 房 周 藥 的 、 活 所 生 診 們 見 人 可 在 處 ， ， 斥 隨 品 範 充 ， 藥 規 已 頭 的 和 早 街 目 條 則 上 滿 法 ？ ， 走 瑯 些 物 計 琳 哪 藥 設 放 守 而 、 擺 遵 發 內 需 研 窗 又 被 ， 櫥 ， 何 悅 ？ 後 如 喜 全 之 是 的 安 程 市 藥 製 上 用 在 來 的 而 迎 們 能 人 才 保 確 並
SCIENCE MONTHLY 2018.7
514
R E V
Y R O T S
Vol.49　No. 7
515
COVER STO
RY 3
為什麼有些
藥是膠囊、
劑型設計與
有些是粉狀
？
藥品的製程
蕭虹如、陳 嘉憲／ 永信藥品研 發部製劑研
究處。
528
SCIENCE MONTHLY 2018.7
COVER STORY 3
偶爾感冒到診所諮詢醫師，問診後從
固體製劑製程 粉劑
藥師手中接過一包藥袋，打開一瞧： 白色、綠色、粉紅色、各種大小、形 狀的藥錠膠囊分布其中，再看看藥品
主成分及 主成分及 賦型劑過篩 賦型劑過飾
混合
膠囊充填
膠囊劑
打錠
清單，每顆藥錠分別有不同功能：止 痛藥、退燒藥、止鼻水藥、止噴嚏藥、 鎮咳祛痰藥、各種胃腸症狀藥。為什
溼式 造粒
糖衣錠
乾式 造粒
素錠
麼不同治療成分要分別做成不同的藥
著藥錠與水咕嚕咕嚕吞下肚。
膜衣錠 腸衣錠
錠？ 顏 色、 外 觀、 大 小 各 有 什 麼 不 同？內心的種種疑問才剛冒出，便隨
加衣 工程
乾燥
整粒
整粒
混合
打錠 膠囊充填
藥丸設計的繽紛世界
膠囊劑
顆粒劑
民眾用藥多由藥局取得藥品，藥劑師 依照醫生處方及專業建議，由擺滿瓶 瓶罐罐的藥局牆面及櫃子裡，調劑出
口服藥物是如何製造？
安全且有效的用藥。在藥品工廠的分
常見的口服藥無論是錠劑或者膠囊，
化），選擇乾粒法（乾式造粒法）或濕
類中分為無菌製劑及非無菌製劑，其
首先粉體的混合及製作很重要，無論
粒法（濕式造粒法），這些小團塊或片
中無菌製劑多為注射劑，例如懸液注
是有效成分的釋放或是劑型的崩散
狀物再通過特定孔徑大小的篩網後，形
射劑、乾粉注射劑、注射液劑、凍晶
等，第一個關卡就是粉體的品質。
成一定粒子大小的顆粒或圓粒即為顆粒
（例如有效成份遇濕或高溫加熱會起變
劑（granule），直接分裝成小包或小
注射劑。而非無菌製劑則分為液體劑 型（ 溶 液 劑、 懸 液 劑 ）、 半 固 體 劑
粉劑／顆粒劑
瓶即為粉劑（power），可供內服（口
型（軟膏劑）、固體劑型（錠劑、膜
在藥廠中，「刷、刷、刷」聲不絕於
服）或外用（局部用）或者進一步製
衣錠、糖衣錠、顆粒劑、散劑）。藥
耳，粉碎機正忙著將藥粉碎成更小的
作成錠劑或充填至膠囊中使用。
廠，除了符合國際 cGMP 標準 PIC/
細粉。粉碎過程使粒子變小（particle
S GMP 製造標準與法規規範的前提
size reduction），固體物質的粒子減
錠劑
外，藥品的大小、形狀、顏色，也都
小至細微狀態會增加表面積，可增加藥
錠劑（tablet）是藥袋中最常見到的
與原廠藥相同。
物溶解速率，幫助藥品吸收。藥粉通過
熟面孔，混合好的藥粉進入壓錠機器
粉碎機成為更小的粒子，適當粒子大小
自上方的漏斗滑落，進入粉槽及落入
但 對 一 般 民 眾 來 說， 則 依「 使 用 方
的主 成 分 加 上 其 它 非 主 成 分（ 賦 型
一組組的打錠模具中，模具中的空間
式」分類，分別為口服藥、外用藥及
劑）一起送入混合桶中，上下搖擺滾動
大小即決定這一顆錠劑的體積，進入
注射劑，常見的口服藥又分為錠劑、
混合成均勻的粉末，混合後直接分裝成
模具後的粉體會先依模具的形狀有了
膠囊劑；外用藥則為軟膏劑、貼布及
小包或小瓶即為粉劑（powder）。或
初步的外觀，結構鬆散，且厚度約為
栓劑。
將粉末依照有效成份（活性成份）特性
最後成品的 2~3 倍，接著由上方及下
Vol.49 No. 7
529
發展，生物之所以能夠呈現出適應性
精選
的趨勢是基於非隨機的篩選。達爾文 （Charles R. Darwin）認同演化能
文章
使生物對環境有更好的適應，但他不 同意演化等同進步，因為由自然選 擇所推動的演化，也只不過是讓那
演化沒有設計標準
些擁有較適合生存所需的性狀之個 體，能夠通過環境的考驗存活下來， 再經由繁殖去將性狀遺傳給下一代， 生物就是用這樣一種代代相傳的累 積選擇（cumulative selection）循
許 家偉／畢 業 於 輔 大 生物 系、陽 明 微 免 所，曾 任 職 UCL A 、微 免
分 子 遺 傳 所 和 USC 分 子 藥 理 所。曾 經 以 為 演 化 是 封 塵 的 過 氣 學 科，現在發現演化生物學其實帶 有濃 濃的哲學味。 （作者照片 :Flickr-Brian. R., https://flic.kr/p/jB4t16 ）
環來適應變化多端的環境，整個過 程沒有藍本作為依據、也沒有任何 指導方針，所以不會有進步的趨勢、 更沒有完美的終點，可以說達爾文 的演化觀是一個沒有預設結局的過
很多人對於生物演化機制的誤解，除了誤以為演化是隨機的、是一種進
程（open-ended process）。
步之外，亦以為演化的過程是有設計方針或者是有目標方向的。 由於植物學家格雷（Asa Gray）嘗試 從達爾文的生物演化理論中勾勒出神 學觀念，故達爾文在 1860~1862 年
沒有發展藍圖的演化
遂、淺色頭髮等特徵——這樣就有一
間寫給格雷的多封書信中向他強調，
所謂有設計方向，就是有模版作為
個藍圖作為模版，人們便可依照這個
生物不是被設計出來的、更不是設計
標準或藍圖，但如果演化會有一個
藍圖作為整形的方向，搞到最後那些
者的產物，達爾文呼籲格雷這位支持
終極完美的模樣作為選擇標準的話，
整出來的型男美女都長得很像，這就
演化論的戰友要正視物種變異的性
則可以期待各個物種必然朝著同一
是有方向、有計劃、有預設標準之下
質：「經過設計的變異不會使我的信
個 方 向 發 展， 要 是 這 樣 的 話， 我 們
可能產生的結局。
仰——自然選擇——變得多餘 ……，
就看不到現在地球上的生物多樣性
554
大量未經設計過的變異是要透過自然
（biological diversity）。我們可以
正 如 在〈 壓 力 與 差 異 的 成 就 —— 自
選擇去迎合任何目的，讓蒼生蒙利。」
用「整形」來做比喻，由於我們給俊
然 選 擇 三 步 曲 〉 和〈 解 構 自 然， 論
達爾文更在《物種起源》（Origin of
男美女設定了一個標準——華人的審
證選擇——演化是否隨機發生？〉兩
Species） 之 後 出 版 的《 育 種 變 異 》
美標準在歐美日韓文化影響下成為：
篇文章中解釋演化機制——自然選擇
（ The Variation of Animals and
美女要有汪汪大眼、長睫毛、雙眼皮、
（natural selection）—— 的 技 術 性
Plants Under Domestication） 的 最
肌膚白晰、體形清廋，型男的的話則
原則時所提到，變異本身是隨機的，
後一段裡斷然否定格雷對於變異是
少不了鼻子高挺、唇紅齒白、輪廓深
它不會刻意主動朝適應改進的方向
「朝著有利的方向前行，如同水流流
SCIENCE MONTHLY 2018.7
圖二：手錶的存在和設計。
經設定好的水渠來灌溉田地一樣」的
（上）在草地上有一隻手錶。
這種錯誤看法。雖然自然界不會有先
（作者提供）
見之明，也沒有洞察力，但這不會妨
（下）懷錶裡各個精密的零件。 （ Wikipedia ）
礙在自然界出現對生物有利的變化。
鐘錶匠和設計者 像格雷這樣以為生物的存在就印證有 設計者在幕後主宰的想法，在達爾文 的年代並不罕見。早在 1802 年，英 國 神 學 家 培 里（ William Paley ） 在《自 然 神 學 》（Natural Theology
圖一：
or Evidences of the Existence and
《 自 然 神 學 》 一 書 扉 頁。
Attributes of the Deity，圖一）一書
（Wikipedia）
中就做了這樣的比喻：在荒郊野地上 拾獲一只懷錶（圖二上），它巧奪天 工、設計複雜（圖二下）、報時準確， 但這只懷錶絕對不會無緣無故從天
（Aristotle）的目的論（teleology）
能知道祂。」認為星體運行的規律本
上掉下來，它必然是鐘錶匠的精心傑
印證設計者的存在，而 17 世紀的牛頓
身就可以證明神的存在。
作，而我們地球上複雜的生命形態和
（Isaac Newton，圖三）在《自然哲
牠們所呈現的適應特質也一樣，一定
學原理》（ Philosophiæ Naturalis
來一點點邏輯學
是出自一位設計者之手，因為不可
Principia Mathematica ） 這 本 用
其實培里用「荒地上無端出現一只懷
能存在「沒有設計者的設計（design
數學語言描述天體運行和地球上物體
錶」這個比喻引伸出「有一位設計
without a designer）」這種事，這
運動的書裡最後一章如是說：「這個
者存在」，在邏輯學上是一種類比
位巧手的鐘錶匠無疑就是上帝。培
由太陽、行星和彗星所組成的美麗系
論 證（ analogical arguments ， 類
里用這招鐘錶匠類比（watchmaker
統，只有在有智慧與力量並存的策劃
比 ）。 類 比 的 原 則 是： 以 事 物 在 某
analogy）開啟了設計論證（design
和設計下才能運行……，只有透過祂
些方面的相似性（similarity）去推
argument）—— 從 生 物 精 巧 的 設 計
對事物最聰慧和精良的設計，我們才
論這些事物在另外方面也同樣相似，
來推論出造物者的存在。
事實上培里的設計論證也算不上是什 麼 新 鮮 的 概 念， 古 羅 馬 哲 人 西 塞 羅
圖三：英國流行藝術之父保羅濟（E. Paolozzi）
（Cicero）用日晷的設計暗喻眾生有發
依據英國詩人布雷克（W. Blake）在 1795 所畫
明者，13 世紀神學家阿奎那（Thomas
的牛頓俯身用圓規做測量動作的畫像，製作出一
（Summa d’Aquino）在《神學大全》
Theologica） 一 書 中 以 亞 里 士 多 德
個巨型立體雕像矗立在大英圖書館門外。 （Flickr-BOMBMAN, https://flic.kr/p/pAPgVX）
Vol.49 No. 7
555
科學月刊 ５８４期 精采預告
食蟲 文化 而在臺灣， 一股食蟲風潮也正悄悄引爆……
昆蟲體內所富含的蛋白質， 在東南亞更被視為是一種營養聖品。
根據聯合國糧食及農業組織統計， 全世界約有20億人口將昆蟲作為食物來源。