科學月刊姊妹刊物
全
方
SciTech Reports
創刊於1982年
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視
野
．
科
技
人
關
懷
1
每月15號出刊
科技報導 439 S c i Te c h
Reports
2018.7月號
scitechreports.blogspot.tw
遇到「把關者」涉嫌剽竊時--4 取自山林，還予大地—從木質纖維看可再生的森林資源--8 從影像看社會—臺北科技大學通識中心 鄭怡雯專訪--10 如何忠實重現人類醫學模式的樣貌？- 14 從日本時期臺灣的自來水能否生飲到驗證真偽的否證試誤- 18 《基因編輯大革命》（A CRACK IN CREATION）- 20
興大土雞保種30年 終使本土瀕絕種光輝重現
科學月刊7月號【藥品包裝】上市！ 當期介紹請見24版
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中華民國一○七年七月十五日
產官學研
科技報導
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卡西尼號雖殞落科學家仍在土衛二深處發現更多秘密 Frank Postberg et al., Macromolecular organic compounds from the depths of Enceladus, Nature, 2018.
【本刊訊】美國國家航空暨太空總 署（NASA）於1997年發射卡西尼號
應是除了地球以外，唯一被發現具有滿足
倫表示卡西尼號仍從海洋世界裡，透露許
生命基本條件的星球。
多天體生物學的訊息，而這次的研究也體
（Cassini–Huygens），並於2004年抵達目
此外，地下海洋水面因熱力柱所導致的
現了團隊合作的價值，如果僅單靠CDA或
的地後，開始研究土星（Saturn）與其周
泡沫破裂，會使有機物的核心生成，這也
INMS其中一項分析所提供的資訊，人們
圍的衛星。過去執行任務所得資料證實，
讓卡西尼號有機會探測到這些有機物的庫
恐怕不會知道，原來還有許多大分子的化
介於土衛二（Enceladus）冰殼下與岩核上
存濃度增加；研究員根據由冰粒檢測而來
合物藏在土衛二深處。
方有一片全球性的地下海洋。2015年10月
的有機大分子結構推測，地下水面可能真
未來的太空船若有機會飛過土衛二的熱
底，卡西尼號飛近土衛二地表，利用離子
存在一富含有機物的薄膜。拜這些珍貴的
液柱，便能運用高分辨率的質譜儀分析這
與中性粒子質譜儀（Ion and Neutral Mass
數據資料所賜，探勘土星周圍的任務並未
些複雜的有機分子，以進一步了解它們究
Spectrometer, INMS）測得氫分子，科學家
因去（2017）年卡西尼號墜毀而結束，葛
竟是如何被形成的。
推測這些氫分子可能是熱液 環境中，水與岩石的地質化 學（geochemical）作用所形 成的，且能提供化學能源， 以支持熱液噴口周圍微生物 的生存。 過去，科學家也曾透過 質譜儀的資料，在土衛二表 面裂隙所噴發之「水蒸汽熱 液柱（plume，以下簡稱熱 液柱）」發現富含碳有機分 子，而土衛二岩核（rocky core）與地下海洋暖水間的 化學反應，可能與該物質有 關。而土星周圍的E環，則 是由含有熱力柱物質的冰粒 （ice grain）在掙脫土衛二 重力後形成，研究團隊結合 宇宙塵分析器（cosmic dust analyzer, CDA）與INMS測量 熱力柱與E環，以了解更多有 關土衛二地下海洋的有機化 學議題。 美國西南研究院外星化學 海洋學家葛倫（Christopher Glein）根據報告表示，先前 僅發現最簡單的有機分子， 約為50原子質量單位（atomic mass units, amu），然此次卻 在冰粒中找到質量超過200 amu的有機分子，其大小為 甲烷的10倍。由於土衛二海 洋中存在這些複雜的有機分 子，故截至目前為止該星球
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產官學研
SciTech Reports
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加大利用電化學執行碳存 期望能預防海洋酸化 Greg H. Rau, Heather D. Willauer, Zhiyong Jason Ren, The global potential for converting renewable electricity to negative-CO2-emissions hydrogen, Nature Climate Change, 2018.
【本刊訊】隨著全球暖化問題日益加
地。有鑑於此，加州大學海洋科學研究
多生質能源廠正運作著，但若就成本的觀
劇，低碳生活也逐漸受到人們重視。政府
所的科學家經研究後發現，利用電化學
點考量兩者，研究作者羅歐（Greg Rau）
間氣候變化專門委員會（Intergovernmental
（electrogeochemical）的方法，似乎也能
表示在成本相當的前提下，電化學法的能
Panel on Climate Change, IPCC）為在本
在產製能源的過程中完成碳負排放。該法
源生產與碳污排除效能平均可達BECCS的
（21）世紀末達到預期的氣候與能源
運用再生能源所得之電，可將鹽水電解後
50倍之多。除了捕捉空氣中的二氧化碳，
目標，已運用負碳排放（negative-CO 2 -
產生氫氣與氧氣，且伴隨礦物質反應後，
電化學法還有其他附加價值，像是在過程
emissions）法達到關鍵效用，其中又以
可得到一種能吸收並滯留空氣中二氧化碳
中所產出、在海洋中也相當豐富的碳酸
「生物能源結合碳捕獲和儲存（biomass
的溶液，也就是說BECCS能做到的，電化
氫鹽（bicarbonate）溶液可為海洋提供鹼
energy plus carbon capture and storage,
學法也能，甚至可以更有效率。
度（alkalinity），進而反轉海洋酸化的頹
BECCS）」法效果最為顯著，即一邊利用 生物質產生能源，一邊捕捉 空氣中的二氧化碳，並將其 濃縮後埋於地底。 然而，要做到BECCS，就 得提供足夠的生物質能源， 且這些深埋地底的二氧化 碳，也不見得會一直待在原
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 總 編 輯：林翰佐 副總編輯：趙軒翎 蔡政修 編輯委員：王文竹 王伯昌 江建勳 曲建仲 李志昌 李武炎 李精益 周鑑恆 林秀玉 林宮玄 林翰佐 金升光 金必耀 門立中 邱韻如 紀延平 黃向文 范賢娟 倪簡白 高憲章 高啟明 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 楊正澤 葉李華 葉偉文 廖達珊 管永恕 鄭宇君 鄭運鴻 劉宗平 蔡孟利 蔡振家 韓德生 蘇逸平 主 編：郭家銘 美 編：黃琳琇 業務經理：李金穗 行銷企劃：潘靖逸 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》
BECCS雖已發展好一陣子，且也有許
勢，可說是一兼二顧的新興選擇！
時事評析
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科技報導
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遇到「把關者」涉嫌剽竊時 廖運範
長庚大學特聘講座教授、中央研究院院士
2018年4月12日，在巴黎舉行的歐洲
Hepatology，不過直到2013年其影響係數
走了不少頂級論文，但仍然是肝臟學者
肝臟學會（EASL）之「教育課程」中，
才終於超過10，其後雖然於2016年突破了
投稿的首選之一。筆者在Hepatology與J
與會同仁用手機拍下J Hepatology共同
12，但仍比Hepatology稍遜。此外，美國
Hepatology創刊年起有不少論文發表於其
主編（co-editor）B教授演講用之卡通圖
超過70年歷史的消化醫學（含肝臟學）
上，也曾列名為這兩本期刊的編委，更擔
解，竟與我們之前被B教授所退之稿件
期刊Gastroenterology在2016年的影響係數
任過J Hepatology的副主編，亦曾獲頒歐洲
中的附圖神似，當下即警覺到這是「剽
高於18，雖然被上述二本肝臟學期刊搶
肝臟學會國際肯定獎，因此對J Hepatology
竊（plagiarism）」（「美 國研究倫理局」對該詞之定 義見表一）。我們懷疑這是 一起期刊主編之剽竊行為， 而「剽竊」發生在一般的研 究者之間已經很嚴重，若是 期刊編輯剽竊被退稿的文章 更不得了！為杜絕後患不容 鄉愿姑息，明知「吹哨者」 （揭發者）難為，我們還是 開始了揭發剽竊者的努力。
肝臟學界著名期刊 背景說明 現代醫學源起歐洲，肝 臟學亦然，根基深厚巍為正 統。即便是美國肝臟學會 （AASLD），也是由躲避希 特勒毒手從奧地利流亡美國、 世稱「現代肝臟病學之父」 的波普爾（Hans Popper）號 召組織的。1950年美國肝臟學 會正式成立，拜科技進步、 尤其分子生物學興起之賜， 該學會在1980年代的學術地位 已後來居上超越歐洲肝臟學 會，其在1981年所創的期刊 Hepatology，亦成為全球該學 門閱讀、投稿的首選，該期刊 於2016年的影響係數（impact factor, IF）就超過13。 歐洲肝臟學會則是在1966 年成立，並於1985年創立 J Hepatology，苦苦追趕
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時事評析
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代表HBV感染的肝細胞數目之多寡，而且
學模式推算，要達到「HBsAg消失」這個
費用僅是前者的1∕5而已。HBsAg在HBV
近乎痊癒的目標，需用藥30~50年，因此
剽竊事件的學術背景
複製停止後仍能測出，就好比是HBV的火
大多數專家主張終身服藥或到「HBsAg
慢性B型肝炎急性發作
種，火種越大越可能復燃成肝炎、越少則
消失」為止。但B型肝炎強國臺灣主導、
「慢性 B 型肝炎病毒（HBV）感染」
越可能熄滅，即HBsAg消失，臨床上的意
筆者主筆的「亞太肝臟研究學會治療指
是一個漫長的起伏病程，「起伏」則是
義就幾乎等同於痊癒。在我們近年的研究
引」，基於停藥後只有40~50%的復發
肇因於肝細胞、B 型肝炎病毒與病人免疫
中，發現「急性發作」時ALT上升到頂點
率、30~40%需再投藥的研究，早在2005
細胞之間互動的結果。肝細胞被破壞的指
之前，HBsAg就已升到頂點然後又開始下
年起就建議可考慮停藥。
數（以細胞內代謝胺基酸的酵素ALT為代
降的病人，其後續病程良好，ALT從此恢
美國與歐洲肝臟學會之前雖然一直反
表）上升，是由於HBV數量增加之後，引
復正常，可說是「有效」之免疫清除；反
對，但到了2016年起也跟進考慮停藥的
起了病人的免疫細胞去攻擊表現HBV抗原
之，HBsAg的量若上升或居高不降，則是
作法。轉折點主要是希臘大老級教授海
的肝細胞，因而造成肝細胞凋亡、內容物
「無效」的免疫清除，後續病程不佳，甚
德茲亞尼斯（Hadziyannis）於2012年的報
釋出所致；ALT越高表示免疫反應越強，
至可能暴衝為肝衰竭、肝昏迷。
告中指出，33位臨床實驗結束後停藥的
自然有特別的親切感。
若ALT超過正常上限的 5 倍以上，臨床上
此新發現我們曾在2014年的J Hepatology
病人，大多復發但未經治療，不過 5年內
則稱為「急性發作」。這種反應可說是
「綜 述 」中 提 出 ， 但 若 追 溯 起 「 急 性 發
HBsAg 消失率高達39%。2017年B教授在J
「雙面刃」的免疫清除，雖然一刃壓制了
作」這個主題最原創的發現，則是當年宋
Hepatology 發表48位病人的雙盲對照試驗
肝炎病毒（免疫清除），但另一刃則破壞
瑞樓院士領導的研究，發表在1974年國
和長庚在J Hepatology發表691人的大型研
了肝細胞。
際肝炎研討會的會刊（proceedings）之論
究，分別證明停藥後不復發和復發但可不
過去筆者於臺大隨著宋瑞樓院士從事
文，迄今此文還在學術演講或論文中被引
治療者這兩類病人的HBsAg消失率大增。
研究工作時，就發現慢性B型肝炎病人常
用。由此觀之，臺大校長選舉時所爭論
因此停藥後如何決定急性發作是「好」的
突然發生「急性肝炎樣發作」，此發現於
的學術會議之論文算不算是公開發表之論
（所以不必或不要太早再投藥，以增加
1974年3月在國際肝炎研討會發表。不過
文，答案很顯然，是。
HBsAg消失機會）還是「壞」的（不能太 慢給藥，以免肝炎失控危害安全），遂成
當時知其然而不知其所以然，後來這個課 題就成為筆者在長庚團隊中的研究主軸， 並改以「急性發作」稱之。
B型肝炎治療新課題
為最熱門的研究課題。
慢性B型肝炎口服抗病毒藥自1998年迄
提出解決方案卻被退稿
1980年代起此現象的關鍵生物標記
今，雖進步到抑制HBV力強又幾無副作
（biomarker）為血清 HBV DNA定量，其
用的兩個首選藥，但仍無法像C型肝炎口
筆者認為停藥後的急性發作應與前述
代表 HBV複製的量；2010年起增加 HBV表
服抗病毒藥那樣，可在幾個月的治療後就
2014年J Hepatology發表的自發急性發作
面抗原（HBsAg）定量，此指標可被用以
痊癒，只能控制病情、減少惡化。透過數
類似，會有後果「良好」與「不佳」二種
時事評析
中華民國一○七年七月十五日
科技報導
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HBsAg變化，且在二位停藥後急性發作病
示已徵詢幾位專家「確定沒有違反主編倫
人得到證實，因此我們馬上將此解決方案
理的證據」結案。這就是「內部調查」，這
5. 此事不見得是本委員會的業務，但為了
寫成「證明概念的病例報告」，於2018年
和臺大校長牽涉論文造假，卻由臺大自己
維護 J Hepatology 的聲譽，本會只能不
1月23日投稿 J Hepatology。
成立的委員會調查如出一轍。因此筆者在
計毀譽做公正的調查與判斷，謹慎地避
隔天附上原投訴資料，函送歐洲肝臟學會
免誤判而誤衊了被指控者，影響了歐洲
倫理委員會主席 D 教授，副本送主編 J 及
肝臟學會和 J Hepatology的名譽。
投稿後，主編 J 先交共同主編 B、再交 副主編 C 負責，經兩位外部專家審稿，2 月19日接到 C、B、J共同具名的審稿結 果，將我們的論文退稿。不過在退稿函中 看不出有明顯的退稿理由，由此我們開始 懷疑，看過原稿的這幾位同領域專家，會 不會依樣畫葫蘆、甚至造假以搶先在被退
歐洲肝臟學會秘書長 K。20天後接到給筆 者、B、J 和 K 四人的調查報告，內容包括 背景說明、投訴內容、主編J的快速回應、 委員會的評估、B 教授詢答、委員會的分 析判斷和結論，共七部份長達A4 紙七頁。
的不端（misconduct）。
總之，委員們認為學術不端並未發 生，但提醒歐洲肝臟學會大會的參與 者在「揭露和歸功」（disclosure and acknowledgement）方面不要犯錯而遭人 譴責，也呼籲 J Hepatology 的監督單位擬
稿的長庚團隊之前發表？為保險起見，於
委員會以「根據一個病例報告提出
定與上述相關的注意事項給將來受邀的演
是我們將文章稍做修飾，三天後改投稿
的概念（concept）指控剽竊（alleged
講者，J Hepatology 也必須確保所有投稿
Gastroenterology。該刊主編對我們的研
plagiarism）」詢問幾位該領域專家的意
論文視為需要保密的資訊。
究表達了高度興趣，邀請在修短文章但可
見，也詳讀歐洲肝臟學會大會發表的相
附圖的條件下，在該刊的「函致編者」
關 論 文 ， 特別是教育課程講義集內相關
欄發表。我們為了盡速「留下證據」，
主題的其他報告，並直接詢問 B 教授，比
雖稍覺委曲但仍馬上同意，因此該文於 3
對B教授演講用及發表過的圖和我們剛
月12日接受刊登上線（Gastroenterology
發表的圖，最後評估的結果認定發表在
2018;154:2280-2281）。
Gastroenterology 的圖文確有創新發現，
上線後，這個「證據」果真派上用場了！
揭發與調查 今（2018年）4月發現被剽竊後，我們 先查看歐洲肝臟學會「教育課程」的講義 集（syllabus），該集的截稿日期為2017 年12月31日，當時B 教授在講義集內並 沒有提到類似的解決方案；再查我們被 Hepatology接受的論文，另一位專家與B 合寫的評論（editorial）在2018年1月12日
但尚屬初步結果有待討論和進一步研究，
對委員會調查報告 委員會顯然用嚴正的態度、快速而詳盡 的調查、討論，得出這份報告，用字遣詞
因此 B 教授演講中的圖∕圖說「並不構成
非常小心（用了不少艱澀的字、語），值
已發現的突破性知識概念之竊用 (“does
得尊敬與感謝，可惜未給吹哨者最後申辯
not a priori constitute intellectual theft of a ground breaking intellectual concept＂)」。 此外，委員會還提出一些枝節小問題，並 指出我們對兩種不同的 HBsAg變化機制 只提出「假說」但尚未驗證，不足以應用 在臨床上等。總之，因這些未解的問題， 認為我們只算是概念性、推測性的發現， 間接地影響到「剽竊」指控的成立。
的機會，尤其是委員會反覆強調 c r e d i t 未 受影響，且用了不少篇幅指筆者的研究報 告尚未成熟，來支持他們尚難認定 B 教授 剽竊的結論。但這份調查報告卻忽略了 幾點： 1. 如非快速發表於 Gastroenterology，本 團隊不見得能保住credit，甚至我們對 主編剽竊（而非credit）的申訴都不能
交稿時也還沒有提到解決方案，因此我們
委員會在報告中作成幾個重要的結論：
很難相信 B 能在1月12日到23日看到長庚
1. 投 訴 者 的 新 觀 念 、 新 數 據 已 獲
報告之間的12天內頓悟，得以在 4 月的演
Gastroenterology 刊登，其 c r e d i t 已得
講中提出與我們雷同的、「屬於他們自
以確保。
己」所發想出來的解決方案。
調查嚴謹可佩， 但吹哨者有話要說！
成案。 2. 我們提的是「證明概念的病例報告」， 當然不完全，儘早發表是為了拋磚引 玉、引方家進一步研究，不管它多初
2. 委員會難以否定 B 教授同時也有類似的
步、多不完備，白紙黑字的原稿雖被退
蒐集了這些證據之後，筆者詳述始末請
構想，但他的確看過投訴者的論文，因
稿，仍然是需要受保密的「智財」。通
教相識的 J Hepatology二任前主編和三位
此也難以分辯他演講的內容是否把退稿
常審稿者會被要求「此『密件』不可與
其他期刊副主編，這幾位肝病專家均認為
中的構想混在他的想法裏。
他人分享或討論、審完將它銷毀」的理
B 教授很可能剽竊我們的結果，建議筆者
3. 沒有證據顯示 B 教授犯了嚴重的「利益
先請現任主編處理，母語為英文的 L 教授
衝突」（conflict of interest）以致於影
更主動幫筆者修飾投訴書的英文，D 教授
響到長庚團隊的credit。
則主動告知他是歐洲肝臟學會倫理委員會
由在此。 3. 「把關者」與「投稿者」間怎能說沒有 「利益衝突」？審稿者不能剽竊，對論
4. B 教授在演講中是否該提到長庚的初步
文退稿有決定權的主編更不能剽竊；不
報告乃主觀問題，B 教授受質疑的圖
直指學術不端、不清查是否為累犯，至
我們將相關資料給 J Hepatology主編 J 教
頂多是不小心犯了科學上的「不禮貌
少須要求 B 在可能涉嫌的狀況下知所
授後，第二天他就附上 B 教授的答辯，表
（discourtesy）」，未必就是不符倫理
進退。
主席，必要時請委員會看能不能處理。
時事評析
中華民國一○七年七月十五日
不過報告結論雖說「不代表不合倫理」
住腳；
SciTech Reports
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規定「半年內曾在某校有酬演講或教學
但說 B 教授誤犯科學上的「discourtesy」，
3. 「揭露」與「利益迴避」是學術人的基
者不得任評鑑該校的委員」，連區區演
已承認他「未歸功原著據為己有」的剽竊
本倫理素養，根本不需立法或規則要
講費都要「利益迴避」，何況是巨額酬
定義；此外，以此案提醒歐洲肝臟學會會
求；不揭露、不迴避雖未必是學術不
勞或師生、從屬關係！
員要注意「揭露、歸功」、要求歐洲肝臟
端，但會內疚神明愧對專業。
學會主管擬定邀請演講者注意事項、要求 J Hepatology 確保投稿論文的保密等等， 字裡行間都透露 B 教授的不是，只差沒有 明言是「學術不端」而已，或許這是英文 罵人不帶髒字的藝術吧！最關心此事且幫 筆者修飾投訴書的 L 教授也說：這已是此 事件所能得到的最好結果！
4. 「內部調查」可以休矣，以本案為例，
不少期刊提醒投稿者與審稿者哪些情況
草草結案的 J 教授就被認真、嚴謹調查
要「揭露」、那些情況要「迴避」；筆
的「獨立委員會」狠狠打臉，當然委員
者律己更嚴，以互相競爭的A、B 兩藥
也要「揭露」也要「利益迴避」。
為例，雖是只談 B 藥的演講或論文，筆
若用以上這些的標準來檢視 2017年臺大
者仍會「揭露」A 藥諮詢委員身份供閱
校長涉論文造假案和 2018年臺大校長遴選
聽者判斷。又如臺灣醫學院評鑑委員會
案、抄襲（剽竊）案，思過半矣！
表一：美國研究倫理局（ORI）研究不端的定義。
檢視臺灣學術倫理與不端 此事件的處理過程中，有不少地方值得 多事之秋的臺灣學術界借鏡： 1. 發現學術不端要保留證據勇敢揭發，不 要姑息養奸； 2. 研討會的短文或講義集，都是可引用 （citable）和調查的對象，臺大學倫會 「不算論文、不算抄襲」的結論站不
研究不端（research misconduct）意指在擬議、進行或審查研究時或報告時有捏造 （fabrication）、竄改（falsification）或剽竊（plagiarism）。 a. 捏造：捏造數據或結果加以記錄或報告。 b. 竄改：操緃、竄改研究的材料、設備、過程，或修改/略去數據或結果，以致於研究記錄不能 正確地反映研究結果。 c. 剽竊：未適當歸功（credit）原著，把該原著的構想、方法、結果或文字據為己有。 d. 研究不端不包括誠實的錯誤或不同的意見。
焦點話題
中華民國一○七年七月十五日
科技報導
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取自山林，還予大地—
從木質纖維看可再生的森林資源 王升陽／國立中興大學森林學系終身特聘教授、中華林學會理事長
千萬年來，人類的文明即與森林有著 密不可分的關係。從生物學的角度來看， 人類是森林的產物之一；而森林中的其他 資源，也是人類得以從其他動物中「脫穎 而出」的關鍵。事實上，勞動中所使用的 「工具」與「火」正是原始人類發展中的 兩個重大事件，而這兩者恰巧都與森林資 源密切相關。
樹所能給的，不只是木頭 木材的細胞壁是由纖微素（cellulose）、 半纖維素（hemicellulose）和木質素（lignin） 等三大組成分所構成的可再生高分子生 物材料，此三者約占細胞壁的重量95％左 右。親水性的纖維素和半纖維素是由碳水
圖一：纖維素是 β －葡萄糖經由 1,4 －糖苷鍵結所形成的直鏈狀高分子化合物。
化合物（單糖）為單元所構成的高分子化
了維持纖維素規則的結晶排列外，亦可吸
物降解性也較佳，是對環境相當友善的材
合物，而疏水性的木質素則是以具有芳香
收水份，賦予木材所具有的優良的吸∕脫
料，而近年奈米級纖維素的發展更是纖維
環的苯基丙烷為單元所組成（表一），這
濕特性，而紙張的抄造也是靠氫鍵形成使
素科技發展的重點。奈米纖維素具有比表
三者之化學特性即是賦予了木材在人類文
其成型的。
面積大、抗張強度高等特點，同時奈米纖
明中可扮演重要角色的主要原因。
纖維素上的羥基同時提供了可反應的位
維素在生物體中尚未被發現具有排斥反應
說到木材成分的利用，讀者可能會優
置，藉此可製作不同的纖維素衍生物，如
及發炎作用，故這種天然生物材料其優越
先聯想到用來蓋房子、做家具的木材，或
利用纖維材料浸入濃硝酸與濃硫酸混合液
的生物適應性（biocompatibility），也引起
是自木材所分離出之纖維，可以用來抄造
中所製得的硝化纖維素（又稱硝化棉、火
了醫學界與產業界的廣泛興趣，應可廣泛
成紙張。可是大部分的人一定沒想過，我
棉，是為古代的炸藥），以及再生嫘（音同
應用於日用或手術、實驗耗材，如化妝品
們穿在身上的衣服、刷牙的牙膏、添加在
「雷」）縈纖維等，都是透過纖維素衍生物
原料、手術、組織工程、支架，甚至在生
飲料中的增稠劑、維他命或藥丸中的賦形
所生產之產品。目前纖維素的衍生物已在食
物醫學材料、生物載體、生物感應器、磁
劑、火藥等，它們的原料都來自可再生的
品、醫藥、化工、建築、環保和石油化學等
性藥物載體、無機材料生物模板等精密器
木材成分。
領域已廣泛的應用，其中產品的形態包括
材，都將是未來纖維素科技的重要領域。
筆者喜歡以蓋房子用的鋼筋、水泥來比
絲、膜、水凝膠、氣凝膠、生物塑料和高性
除了從材料的角度來看木質纖維素對
喻，纖維素就好比樑柱上較粗的鋼筋，而
能材料等。從資源的角度來看，纖維素為取
人類的貢獻外，木質纖維亦可望成為可再
半纖維素如將纖維素牢牢捆在一起的細鐵
之不盡、用之不竭的可再生資源，與利用化
生的生物能源研究與應用的原料來源，如
絲，木質素當然就是填充於其中的水泥，
石原料為材料的合成纖維相較，纖維素材料
降解後的植物細胞壁，其碳水化合物透過
因為這樣三次元的結構使得木材的細胞壁
上的羥基具有較佳的反應性，亦可依所期待
酵素轉換成生物酒精，已成為可替代石油
強韌無比。而我們先從以葡萄糖為單體所
的性能進行設計反應，在加工技術上天然纖
的廉價環保能源。然而，這種由纖維素得
構成的纖維素（圖一）談起，雖說目前對
維也相對簡單、成本低，所產生的污染也沒
來生物酒精目前無法廣為推廣，主要的問
於紙張的發明者與最初型態仍有所爭議，
有化石原料來的多。
題在於酶解成本過高，約佔總生產成本的 一半左右，據推估只有在酶的成本降低至
但是無論事實為何，製作紙張的原料均來 自以1,4－糖苷鍵結上千個β－葡萄糖所形
減少環境負擔的絕佳原料
成直鏈狀的纖維素。葡萄糖上具有數目眾 多的羥基，藉由氫鍵的形成，這些羥基除
這些天然纖維除了上述的好處外，其生
10％，纖維素酒精才能與石油相競爭，因 此纖維素酶的研發方向應朝「經濟性」與 「性能」兩個方向努力，如可將選殖於自
焦點話題
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然的纖維素酶，利用分子演化和設計來提
用。正確的利用森林資源的態度是種更多
發、利用和發揮環境保護等多功能效益的
高酶的功能性，並以強化後的低成本發酵
的樹，以及減少使用那些不可再生的能源
經營與生產活動，如能盡量使用可再生的
來生產酶製劑，或透過基因工程途徑構建
與材料（即化石燃料、礦物及合成高分
天生纖維，提升人類生活品質之餘，還可
生產纖維素酶的高效轉殖菌種。
子），而使用更多可再生的木材，如此一
同時達到保護環境的目的。
來才能避免從地底下釋放出更多的「碳」
永續經營森林學問多
到生物圈中。負責任並具前瞻性的森林經 營，是對於森林資源的保護、培育、開
來自森林的可再生木質纖維與人類的 關係，隨著科技發展越發緊密。森林是重
表一：構成木材細胞壁的主要成分。
要的自然資源並且攸關生態品質，但面對
組成單元
化石原料日漸短缺的今日，應該更充分、 有效地利用可再生的綠色資源。是故，人
型態
含量（％）
葡萄糖
直鏈狀化合物
40~45
半纖維素
葡萄糖、甘露糖、木糖、鼠 李糖、半乳糖、糖醛酸...
帶有側鏈的直鏈狀 化合物
25~30
木質素
苯基丙烷（松柏醇、芥子 醇、對-羥基肉桂醇）
不定型網狀化合物
20~20
纖維素
類對森林資源的利用，應重新檢討與面對 未來可能造成的環境污染以及能源短缺的 逆境。在臺灣，有近六成的土地被森林覆 蓋，如果將原始天然林、環境保護林等去 除，應該還有近40萬公頃的經濟林地可利
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從影像看社會—
臺北科技大學通識中心 鄭怡雯專訪 文詠萱
科月主編
（與《科學月刊》581期共同刊載）
鄭怡雯／助理教授 政治大學社科院勞工研究所碩士 荷蘭萊頓大學區域研究中心博士
獲獎經歷
學 歷
政治大學廣播電視學系學士
臺灣教育部留學獎學金獲獎人 中央研究院社會學研究所博士 培育計畫受獎人 蔣經國國際基金會歐洲地區博士論 文獎學金獲獎人 荷蘭皇家科學院 KNAW-CEP 受獎研究成員
（王弘奕攝影）
臺北科技大學通識教育中心鄭怡雯老師
做中國的農民工研究，所以我對這個計畫
士生都是外國人，英文反而成了主要的交
的辦公室牆上貼了當時剛上映的紀錄片海
蠻有興趣的，也是這個機緣，一年後我來
流語言，而且正因為大家的母語都不是英
報，書桌旁的窗戶下擺了幾株小植物，貼
到荷蘭。其實這也是荷蘭博士班入學的前
文，語言又回歸到彼此能夠聽得懂的溝通
上了木地板，和過去訪問理工科老師的辦
提，就是你一定要找到指導老師。」鄭怡
本質。」
公室相比，一樣是書桌、一樣擺滿了書，
雯說。
感覺有些微妙的不同。
荷蘭的入學方式多元，「之前受邀參加
荷蘭教育的特色
鄭怡雯在荷蘭萊頓大學博士論文研究的
一場荷蘭留學有關的講座，同時另外兩位
是「中國政治經濟轉型」，但後隨著因緣
講者也談到他們當初的入學，發現一樣是
在荷蘭讀博士班與美國的教育方式有明
際會，再加上大學時期是傳播科系畢業，
在荷蘭讀博士，但不同學校的入學方式和
顯的不同，「如果把美國的作法想成是生
轉而投入「視覺社會學」領域。她也利用
要求滿不同的。但荷蘭就是這樣子，同樣
產線，那荷蘭就是處在轉型中的一對一師
在荷蘭求學期間，進行歐洲勞工博物館類
一件事，常有各種多元、彈性化的作法，
徒制，沒法進行大量生產。老師可以自由
型分析計畫，對於勞動主題的展示與策展
其實是很難一概而論。」儘管如此，但在
決定要不要收學生，因此是否要收學生、
建構展開探索。多元化背景的她，目前任
社會人文領域，有老師願意收且語言能力
以及要不要讓他們畢業的標準會因人而
教於臺北科技大學，開設多門結合影像與
達一定門檻，這些普遍來說還是申請在荷
異，而當學生被視為老師的延伸時，也可
社會科學的課程。
蘭讀博士班的基本前提。另外大多數在荷
能會因此變地相當嚴格。」
前往荷蘭的機緣 鄭怡雯的求學歷程有著諸多的偶然， 在前往荷蘭之前，她認識了當時到臺灣做
蘭讀博士班不需要繳交學費，甚至在某些
鄭怡雯博士論文則是在跨國合作研究計
情況下，還會支付你薪水。「以社會人文
畫下展開的案子，該計畫由萊頓大學與北
領域來說，所謂讀博士班就是進行你的論
京清華大學合作，而兩校參與該計畫的博
文研究，而寫論文就是你的工作。」鄭怡
士生和指導教授，每年會在不同的地點共
雯解釋這裡薪水的意涵。
同開會，幾年後該計畫下總共出了兩本專
田野調查、也就是她後來的指導教授，見
至於語文方面，荷蘭說的是荷蘭文，
書。「這樣的作法通常不太像是社會人文
面時教授表示有項關於中國政治經濟轉型
但英文整體來說是可以通的。「雖然當地
領域的主流，有點像理工科實驗室團隊的
的整合研究計畫即將開展。「我碩士時是
人講的是荷文，可是在學校，尤其許多博
概念，但我後來發現在荷蘭，這樣的作法
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在社會人文方面並不罕見。」
跨領域與自主學習 荷蘭社會人文領域也存在著大量跨領 域交流的傾向。「荷蘭社會人文的科系分 野，在博士班階段其實並不太明確。我當 時是在區域研究中心，這個中心在非西方 的地域概念下，包括很多不同的領域，包 含人類學、歷史、社會學和文學等，中心 不定時舉辦各種大大小小的學術會議，讓 中心的成員藉此進行跨領域交流，跟你待 在某一個科系的學習氣氛，其實是很不一 樣。」 這種跨領域的學習和荷蘭教育作風， 從小就給學生較高自主學習空間、強調自 我摸索有一定的關聯。「對荷蘭人來說， 求學的目的往往不是為了地位、不是為了
萊頓大學畢業答辯。（鄭怡雯提供）
錢，而是透過教育的過程，找出每個人的 興趣和人生的熱情。比方我的老師會建議
會到其他城市不同的大學修課，學習管道
可以去上的課程，但要不要去是由我自己
其實滿有彈性。這種方式也漸漸在無形當
但為了適應荷蘭的教育方式，鄭怡雯待
決定。當時我不只在萊頓大學上過課，也
中，會讓人學習到怎麼去捍衛自己想法和
在荷蘭的前幾年其實不時感到焦慮。「現
做法。」
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也有可能小組討論、大組討論，透過討論 過程，了解參與者是怎麼看待某些與生活 相關的議題。比方最早在雲南進行的計畫 中，有參與成員拍攝了計畫生育宣傳會議 照片，會場中都是女性，且年齡層分布很 廣。透過這張照片的討論，參與者會開始 提出為什麼這計畫生育會議只有女性參 與、不同年齡層對於計劃生育議題是否有 不同需求等問題。經由這些討論過程，進 一步提出了對於生殖健康政策該怎麼改善 萊頓大學畢業答辯。（鄭怡雯提供）
的建議，最後並以照片展覽的方式將訊息
在回想，當時好像有點焦慮過頭了。不過
生在北科大附近進行拍攝，並根據對環境的
進行傳遞。當年因為宣傳管道有限，不像
也因為這個過程，後來讓我轉個彎找到了
觀察做出一個攝影計畫，用影像來呈現自己
現在有臉書、網路等，因此透過實體辦展
現在新的研究方向和熱情，想來還是滿慶
如何觀察這個環境。另外也有透過紀錄片教
來促成地方政策革新，有一定的效果。」
幸的。」
學的方式來進行勞動教育，經過一學期的學
鄭怡雯解釋。
習，於期末進行勞動影展的展演。透過影像
視覺社會學實驗室 鄭怡雯在回臺灣後，於臺北科技大學成
製作的學習過程，他們學習到如何用影像來 說故事，呈現他們對於這個社會和環境的思 考，其中不乏令人驚豔之作。」
立「視覺社會學實驗室」。「這跟我博士論 文其實沒有直接的關係，但我在荷蘭讀博士
影像發聲法的應用
洲舉辦會議，因此我就去參加了，去了之 後，發現這實在太有趣了，結合影像與社會
雯另個以影像作為研究方法，目前正在持
科學研究原來有這麼多可能，這是我超想做
續進行中的研究計畫。多年前她在參與國
的事！因此後來成立這個實驗室，多少與當
際視覺社會學年會的場合中，初步接觸到
初經歷了這種自主學習、充滿彈性的環境有
該研究方法，但這個方法早在20年前就由
一定的關聯。」鄭怡雯說。
公衛學者正式提出來。當時研究人員在中
大的嚮往，因此轉向社會科學。在走了一大 圈之後，視覺社會學讓她重新找到了各種 熱情的接合點，也與現在教學緊密扣合。 「可能因為科技大學較多學生是從高職教育 上來，思考面導向的學習較少，因此我在教 通識課的時候就有種感覺，在這裡教授社會 學領域課程，可能得有別於一般普通大學， 另覓途徑。經過一段時間的嘗試，發現結合 影像來教授社會學相關知識的效果不錯，因 此成立視覺社會學實驗室，其實也是與我的
獎提名。當時她在等待博士論文答辯前的 空檔時間，到當代漂泊協會開設的遊民攝
「影像發聲法（Photovoice）」則是鄭怡
像一直感到興趣，但當時對於社會改革有更
「棄物展」則是鄭怡雯之前試圖應用影 像發聲法策畫的展覽，該展曾獲台新藝術
後期，無意間發現國際視覺社會學學會在歐
大學即就讀傳播學院，雖然鄭怡雯對影
棄物展的誕生
國雲南進行農村婦女生殖健康研究，在那 個底片機的年代，他們將相機交到農村婦 女的手裡，並給她們題目進行拍攝，從照 片的討論中進而了解當地婦女是如何看待 公共衛生議題。鄭怡雯說：「影像發聲法
影班進行教學。「當代漂泊協會是個促進 遊民人權的組織，一直以來都有舉辦遊民 攝影班，透過遊民拍他們的世界，來推動 這個群體的去污名化工作。當時我是想試 試看與影像發聲法結合，一開始給他們的 拍攝題目是『我的城市』，希望了解他們 怎麼看待和思考所處的環境。」 但在拍攝過程中不時出現突發狀況。 「當時碰到的狀況就是進行到一半，遊民 會說他們要先走，因為他們的家當放在臺
很有趣的，一開始在社會學研究領域並不
北車站沒人看顧。臺北車站對於遊民佔地
常見，反倒多是在公共衛生和社區醫學研
擺放家當一直存有灰色地帶，但在我們舉
究中使用。比方透過將相機交到身障者手
行攝影班的期間，變得越來越嚴格，因此
中，透過他們拍攝的照片，來更深入地探
參與攝影班的成員，會擔心沒人協助看顧
討身障者日常生活中面臨的困難。一直到
的行李會被清走，要不然就得想辦法把家
過去10年，影像發聲法才逐漸在社會學領
當背在身上，但背太多東西就很難進行外
域裡浮出檯面。」
拍。也就是在這個過程中，我開始比較深 刻地感受到其實丟家當是另種驅趕的方
教學環境有關。每門課程對我來說，都是一
在影像發聲法的應用中，參與者在拍
種教學的實驗。」鄭怡雯從學生性質解釋實
攝後，會挑出自己認為具代表性的作品進
驗室成立原因。但另一方面，技職體系的學
行討論，並在對話中來更了解參與者的需
家當這個看似很小的問題，其實連帶
生在技術學習上有著相對較強的能力和優
求，因此該研究方法的核心是一種參與式
會影響遊民能不能外出工作，而透過這個
勢，也因此更有空間跳脫出以影像作為分析
的需求評估。不同於傳統質性研究的作
冰山一角也反映了遊民生存的處境。「透
文本的傳統做法，而是讓學生直接以影音製
法，影像發聲法把相機交到參與者的手
過這個展覽，更大的目的是希望刺激更多
作來和社會科學知識學習相連結。「我開設
裡，讓過去所謂被研究的角色從被動轉為
人去思考，公共空間對於遊民群體是否有
的『攝影與社會』課程中有項作業，是請學
主動。「討論有許多方式，可能一對一，
更為友善的使用方式。這也是影像發聲法
法，而這就是我們舉辦棄物展的背景。」
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的作為行動研究的特質，必須先了解問 題，才有辦法解決問題。」
對於想出國讀書同學的建議 透過自身經歷，鄭怡雯對於想出國 讀書的同學提出一些建議：「人生的路 很長、有很多的可能性，重點是你有沒 有付諸行動找到那個可能性，而出國讀 書某個程度就是給你的人生提供一種機 遇。建議在出國期間，讓生活與讀書之 間，找到某種平衡，然後勇敢一點，在 生活中多進行不同的嘗試和探索，這才 可能讓這個機遇轉化成讓你人生更為豐 富的養分。」 鄭怡雯於棄物展解說。（鄭怡雯提供）
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如何忠實重現人類醫學模式的樣貌？ 李依庭 東海大學生命科學系生物醫學組碩士；在領略過實驗百態後，嘗試承擔起文字的重量，但目光總不自覺被生醫產 業吸引，科月編輯 （與《科學月刊》582期共同刊載） 身上會發生的事情，那必須對待牠們更像個 人類一樣。」 但實驗動物終究不是人類，要如何對 待牠們更像人類一樣？科學家提出增加設 備、使牠們生活豐富化（enrichment）的想 法，提供相關設備讓牠們有機會探索、活 動，臨摹動物在野外的生活。
歷史上的豐富化實驗 其實，實驗動物並不是一直都生活在這 些狹小且荒蕪的空間中。19世紀中期，研 究人員開始飼養大鼠（rat）來進行科學性 的實驗，當時的鼠籠中還會擺放相關設備 動物房中的小鼠鼠籠。（Shutterstock）
供牠們挖洞與跑步。但到了1960年代，由 於動物規範與控制變因等因素，各實驗室
在穿過滅菌設備、緊急沖淋器與無塵系
越來越多的研究發現這樣的實驗方式可能
開始選擇單一、小型且便宜的無菌籠，因
統等相關設備後，站在穿廊，一字排開的
會物極必反，不僅是實驗室之間再現性低
為對於研究而言，若實驗動物沒有明顯的
是3間並排房間，從左邊緊閉的門上透明
之外，近期的研究也發現9種通過動物試
外傷或痛苦，動物的天然習性就顯得為次
玻璃窗看去，映入眼簾的是一個個堆疊放
驗的新藥，最終只有1種通過人類臨床試
要，並且不受到關注。
置在特殊架上的系統缸，架下的泵浦則隆
驗，這是否也代表著模式生物所生活的環
隆作響的負責水缸內的各種恆定；持續往
境或許也是造成這些問題的一部份？
前走，在還沒走至下一道門前，就能聽到
現今實驗室中的小鼠，一隻隻住在只有約
陣陣撞擊金屬的聲響，金屬架上安放著一
鞋盒大的籠子中，
個個的塑膠籠，上頭覆蓋著不鏽鋼網蓋；
大鼠甚至無法站直
走廊盡頭的房間，是在聽到逐漸靠近的腳
身體；兔子也只能
步聲後，從房門的另一側傳來的騷動聲響
坐在與自己身形
也漸趨急促，倚著玻璃窗，可以看到一個
相去不遠的鐵籠
個巨大的飼養籠。這裡是動物房，是斑馬
中；有別於水族箱
魚、小鼠與兔子等各種模式生物的家，也
裡華麗的造景，透
是承載著每位研究者夢想與希望的所在。
明的水缸內僅有
模式生物的試驗
幾隻斑馬魚游動 著。負責提升實驗
各種大大小小的生物學研究、基礎的生
動物福祉、史丹
物醫學實驗或新藥開發前的臨床試驗皆離
佛大學（Stanford
不開模式生物，牠們幫助人類預測出許多
University）的行為
可能會發生的結果，找到全新的發現。長
學家加納（Joseph
年以來，為了減少實驗中的變異，研究人
Garner）表示，
員選擇讓模式生物居住在獨立且空無一物
「如果人們期望透
的空間中，以提升實驗的準確性。然而，
過動物得知在人類
現在，科學家所提出來欲提升實驗動 物生活豐富化的這個想法，其實從長久以 來的文獻中也有跡可循。1947年，心理學
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在代謝籠中的大鼠，以進行尿液收集的實驗。（Shutterstock）
家赫布（Donald Hebb）發現比起飼養在
病時間，這也是豐富化第一次證明在神經
在樂園中的小鼠腫瘤小於對照組，有些甚
實驗室中的小鼠，飼養在家中能夠自由跑
退化性疾病上的影響，爾後研究團隊諄循
至是沒有腫瘤的形成。在這份報告中更提
動的小鼠有更好的學習能力；到了1960年
相同模式在自閉症、憂鬱症和阿茲海默症
出一種可能的機制，環境的豐富會活化腦
代，研究人員在飼養籠中放置木製積木和
（Alzheimer's disease, AD）實驗也皆得到
內的下視丘，影響著從情緒到癌症擴散的
旋轉迷宮，能擴大大鼠腦中的感覺區域
相似驗證。
賀爾蒙（hormones）調節。
（sensory redions）；2000年，澳洲墨爾
時間推移至2010年，科學家甚至將
本大學（University of Melbourne）神經學
豐富化應用在癌症上，俄亥俄州立大學
家漢納（Anthony Hannan）受到文獻中豐
（The Ohio State University）的癌症學家
富化會激發新神經元生長的啟發，嘗試為
曹（Lei Cao）在1平方公尺的場地中擺滿
縱使研究顯示飼養模式生物不能只是
實驗室裡的小鼠增添生活樂趣，他準備了
滾輪、迷宮和各種不同顏色的拱形圓頂小
餵食，也必須豐富其心靈，然而，直至今
築巢的紙板、鮮艷色彩的球、爬梯和繩
屋（mouse igloos），此場景更被她女兒
日卻尚未有任何改變，而唯一有所改變的
索，供小鼠攀爬和玩樂，發現相較於住在
戲稱為小鼠的迪士尼樂園（Disneyland for
是靈長類動物。1985年，美國動物福利法
一般飼養籠中的小鼠，能成功地延長亨丁
mice）。實驗先將癌細胞打入小鼠體內，
要求實驗室需正視猴子、猩猩心理狀態，
頓舞蹈症（Huntington's disease, HD）的發
伴隨一段時間後檢查腫瘤，發現80%生活
提出給予更大空間、玩具和同伴等相關規
模式生物的福利與法規
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定；1996年更進一步增加條件，包括提供
學家希望有更多證據能證明豐富化能提升
子飼養在一起，並放置充滿乾草的紙袋讓
毯子製作巢穴、適時給予音樂聆聽和電影
實驗結果的質量。
兔子能夠一起玩樂，並提供許多塑料物品
觀賞等。 2011年，日益漸增的豐富化相關文獻
讓牠們啃咬。
提升各種模式生物的豐富化
讓國家研究委員會（National Research
加拿大英屬哥倫比亞大學（University of British Columbia）生物學家威爾利（Daniel
Council）修改指南，表示具社會化的物種
為了證明豐富化會有更佳研究成果，
Weary）則準備4倍大的鼠籠，讓大鼠可
就應依照社會化的方式飼養，並且提倡各
不只是加納，密西根大學（University
以站立、爬梯子或提供真實土壤牠們挖
物種的豐富化，而不侷限於靈長類動物。
of Michigan）的獸醫洛夫格倫（Jennifer
洞；葡萄牙的米尼奧大學（University of
然而，若科學家認為豐富化之間會存在差
Lofgren）在2014年也擬定一項計畫，目標
Minho）動物中心更建造出一個包含多種
異性或影響研究，則可避免。畢竟，豐富
是為更了解動物的生活經歷，因此嘗試在
不同類型的活動區域（PhenoWorld），將
化製造更多的快樂，使模式動物生活得更
不同模式生物中增加豐富的設備。她在斑
空間隔成運動區、用餐區和實驗區，大
相似人類，但並不足以證明能在每一個研
馬魚缸中放入一些五彩的彈珠、試圖讓魚
鼠若想穿梭自則必須學會如何打開當中
究中發展出最好的科學研究，仍有許多科
缸內的造景模擬魚類在野外的生活；將兔
的隔間，帶給牠們不同的挑戰。中心負 責人卡洛斯（Magda João Castelhano Carlos）表示， 這些動物生活在更為自然 的環境，對於研究精神障 礙而言是更好的模型，因 為牠們較不會產生非自然 的焦慮與抑鬱。
持反證的聲音 當然，有贊成的論點 必定會有反對的聲浪，有 些學者擔心當涉及到研究 時，這些豐富化設備可能 會帶來缺點多於優點的壞 處。當科學家試圖透過塑 膠管，降低每週更換鼠籠 魚房內一個個排列整齊的系統缸。（Flickr）
所帶給實驗小鼠壓力的同
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戰，洛夫格倫仍對於豐富化的推動充滿信 心，因為相較於21世紀初，在2016年，已 有超過160篇實驗動物設備豐富化的相關文 獻，且在美國實驗動物科學協會會議上， 171個報告中有83個是關注在動物設備豐富 化，是2009年的2倍之多。
結語 對於曾參與實驗室研究或執行動物試驗 的人而言，設備豐富化固然會增加研究經 費與工作量，畢竟現今在臺灣，對於研究 經費年年壓縮的實驗室主持人而言，每一 筆實驗支出都必須花在刀口上，更不遑論 人力的分配。不過，試想人類若被關在固 定、制式的空間中，只提供食物和生活最 低需求的設備、進行各種測試或實驗時， 科學家期望增加鼠籠中的豐富度，包括滾輪、拱形圓頂小屋、管狀迷宮與小木頭等。
是否也能忠實呈現人體內的各項生物機 制，對醫學研究做一個合理的詮釋？儘管
時，伴隨而來的是費用問題。增加的相關
美好的生活，不需要建造遊樂園讓牠們更
豐富化的好壞為何目前尚不得而知，但誠
設備每週的清洗、滅菌，無疑是需增加大
快樂。利用實驗小鼠研究酒精中毒行為的
如洛夫格倫所說，無論是為了科學或是動
量的人力與時間，更不用說是龐大的添購
行為遺傳學家克拉布（John Crabbe）則表
物本身，豐富化應逐漸成為規則而不是例
費用。
示或許某些疾病類型，如癌症，可能適合
外。人們必須盡可能地給予實驗動物最好
豐富化的實驗設計，但不意味著適用在所
的生活，因為，牠們是用珍貴的一生換得
有實驗中，尤其是精神疾病。
人類汲取欲知的真相。
俄亥俄州立大學的神經科學家戈德布特 （Jonathan Godbout）和其他的科學家也 質疑豐富化是否真能提升研究、抑或只是
針對研究的支出，漢納也不可諱言地表
破壞研究的一致性？當每個實驗室使用不
示豐富化的確會增加研究的花費，但若此
同的豐富化設備，導致其他實驗室無法重
方法能模擬出更接近人體內真實的情況，
延伸閱讀
現實驗結果，造成再現性困難的危機？況
從長遠來看則是節省科學家們的時間與金
且，他也認為在實驗室中的實驗動物生活
錢，「或許做的研究會變少，但做出來的
在食物無虞、無掠食者的環境，已是十分
研究會更好。」儘管面對諸多質疑與挑
1. FishBase，https://bit.ly/2KuQAbl。 2. IUCN，https://bit.ly/2InnZsa。 3. The California Academy of Sciences Catalog of Fishes， https://bit.ly/LDHwlD。
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從日本時期臺灣的自來水能否生飲 到驗證真偽的否證試誤 廖英凱 非典型的不務正業者、興致使然地從事科普工作、能源與科技政策研究，對資訊與真相有詭異的渴望與執著，夢 想能做出鋼鐵人或心靈史學 （與《科學月刊》582期共同刊載）
近日有政治人物受訪時表示，因日本時 期（1895~1945）在臺自來水的建設，使 「當時的自來水，跟日本一樣是可以直接
策目標：自來水就算未煮沸也必須可以安 全飲用。
因此，雖然1913年起，日本政府成立 「臺灣總督府研究所」承辦水質的生物學
回到1895~1945年間。雖然我們對於臺灣
性檢驗，也有學者認為日治時期針對水質
當時的自來水品質還不清楚，不過至少知
標準，建立了至少10項檢驗項目，因而達
對比起人們小時候仍有水要煮過才能喝
道當時日本政府並未落實在自來水中投氯
到相當程度公共衛生改善。但考量到二戰
的印象以及今日國內外的旅遊網站，多會
消毒。因此，這段時間日本的自來水，顯
前日本仍未普及加氯消毒，也尚未建立飲
出現關於各國自來水能否生飲的疑惑與建
然不適合生飲。而政治人物對於日本時期
用水標準，在衛生條件相較理想的歐美，
議，日本時期的自來水是否真的如政治人
時，「臺灣當時的自來水，跟日本一樣是
自來水生飲也未成習慣，水源性疾病也未
物所述般可以生飲，似乎有必要提出質疑
可以直接飲用的」的主張，也明顯有誤。
少到可忽視的程度，如果真穿越回1940年
飲用的」。
代，不管你的水是從何處取得的，我想還
或否證。本文旨在整理與此時期自來水相 關文獻，並彙總筆者於此議題討論時，關 於推論方式的多方觀點。
那古人怎麼辦？ 雖然在今日的自來水供水系統中，已經
日本的自來水歷史〔註一〕
是先依循古法，煮過再喝吧！
驗證真偽的否證試誤
完全包含了水源處的取水到家戶管線的鋪 設，包括曝氣、過濾和加氯消毒等淨水流
不過，上述論證方式在議題討論過程中
現在日本的自來水可安全生飲，也是
程以及水質檢驗至可生飲的標準訂定。但
仍引來多方評論。如慈濟大學生科系葉綠
歷經了近一世紀的努力，才有如此成果。
從上述近百年來的歷史中，其實可以發現
舒教授認為，上述論證雖能確認政治人物
日本厚生勞動省在該網站介紹日本自來
自來水、淨水設備或方法以及飲用水的標
意見的謬誤，但不足以佐證當時臺灣自來
水歷史時，在制度的更迭上，提及了從
準，其實曾經是在3個不同時期出現，直
水能否生飲。由於缺乏臺灣當時的水質資
最早在1890年制定 的 「 水 務 條 例 （ Th e
至近代才被整合為一的技術思維。
料，因此日本時期臺灣自來水能否生飲， 仍欠缺進一步證據證明。
Waterworks Ordinance）」，至1908年新增
自來水是個早在公元前，羅馬人建立城
作為水質檢驗標準的「水質檢驗共識原則
市內的輸水渠道時就出現的概念。但關於
「簡單哲學實驗室」創辦人朱家安則
（Agreed Method of Water Examination）」
水質的淨化與處理，在近代科學尚未發展
認為原始論述「當時臺灣的自來水，跟日
均未規範飲用水水質標準。
起來以前，各個國家或民族也都發展出了
本一樣可以生飲」，可以代表兩種不同意
20世紀初期，日本的自來水供水系統
關於飲水的指引。例如《周禮》內的百官
義的命題：（1）當時臺灣的自來水品質
從港口和大城市開始設立並逐步提高鋪
分工有著「掌除水蟲。以炮土之鼓驅之，
跟日本一樣，且當時日本的自來水可以生
設率；1921年，東京市首次在自來水供
以焚石投之。」；日本現存最早的醫書
飲；（2）當時臺灣的自來水可以生飲，
水系統中加氯消毒；但直至1940年代，
「醫心方」，記述了「《養生要集》云：
且當時日本的自來水可以生飲。如果是
因戰後美國控制下加強的消毒措施，才
凡煮水飲之，眾病無緣得生也。」；公元
（1），則前文中的考證足以證實原命題
開始顯著消減霍亂、痢疾、傷寒和副傷
前古梵語和古希臘的著作中也推薦利用過
有誤；如果是（2），雖然無法提出足以
寒等「水媒病（water-borne diseases）」
濾、陽光曝曬、煮沸等水處理的方式 。
證明原始論述中，對當時臺灣自來水品質
的病例。1957~1958年間制訂的「水道法
時至當代，世界衛生組織依然建議將水煮
的判斷是錯的，但至少也提供了理由去質
（Waterworks Act）」，更規定自來水需
沸，是因應缺乏消毒、不安全的飲水處理
疑原始論述。
加氯消毒，使水源性疾病的病患人數有效
與儲存、急難狀況，或是無法確認水質等
確實在前述論證中，是透過考證日本
減少，對日本近代自然水發展影響甚鉅
旅遊情境下，足以消滅致病細菌，病毒和
的官方論點，而不是臺灣的水質資料是
（圖一）。該法案也首次制定了嚴格的政
原生動物的方式 。
否適合生飲，來判斷原始論述的真偽。
科學文摘
中華民國一○七年七月十五日
SciTech Reports
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但無論是考證日本或臺灣的資料，其實 也都可以成為驗證原始論述真偽的途 徑。在此，我們可以利用「假設檢定」 的概念來理解為什麼不同驗證途徑，可 以指向同樣的目標。 假設檢定是基於波普爾（Karl Popper）所提出的否證論，由此發展出 驗證真偽或運用於統計上判斷是否顯著 的方式，亦即如果要證明某一個命題為 真，則只要證明該命題的虛無假設（與 該命題互斥的所有假設）不成立；反之 若虛無假設成立，則代表原命題有誤必 須修正。以檢驗「當時臺灣的自來水， 跟日本一樣可以生飲」這個命題為例， 這個命題的虛無假設可以有非常多種可 能，例如：日本的自來水不能生飲、臺 灣的自來水不能生飲、臺灣的自來水跟 日本的自來水能否生飲的狀況不一樣、
圖一：日本近代水媒病患者人數，因自來水落實氯化消毒而有顯著改善。
臺灣（或日本）沒有自來水等，對於以 上幾種虛無假設，由於前文中已經有明
試著體會否證論所標榜的科學精神：對於
確證據證明當時日本的自來水不能生
你所想要確認的論點，努力搜尋各種可以
飲。儘管並未對其他虛無假設提出驗
否證該論點的反例，再修正論點，並繼續
證，但也足以宣告原始命題有誤。同樣
搜尋反例。目的不在於找到永恆正確的真
地，如果能驗證其他虛無假設成立，也
理，而是透過永無止盡的否證試誤，持續
都可以否定掉原命題。由此可以發現，
地邁向科學真理未明之境。
要檢驗一個命題的真偽，可以有很多種 方式。對於想驗證同一命題的不同人， 也可能會提出不同的驗證途徑，而有不 同的資料需求或驗證方式。 這樣的驗證方式，被廣泛運用於心理、 公衛等仰賴推論統計的學科中。藉此可以
〔註一〕文中關於日本的法案名 稱，均以日本官方使用的英文名稱 為準。
本文之完成特別感謝朱家安於哲學與寫作 的專業指正；感謝各方評論促使論述更為 多元全面；亦感謝某政治人物對此議題的 發言，促成深入探討動機。
參考文獻
1. 三立新聞網，〈國民黨來之前自來水可生飲？王浩宇： 課本不願意說的真相〉，https://bit.ly/2jngjHj，2018年 4月16日。 2. Japan, Ministry of Health, Labour and Welfare, Water Supply in Japan, https://bit.ly/2rgvIgU. 3. 沈佳珊，〈日治時期臺灣細菌性免疫醫學發展之研究─從 中央研究機構的制度面考察〉，《臺灣學研究》第13期 161-184頁，2012年。
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科技報導
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CRISPR 最簡單也最廣泛的一項應用， 是切割一段特定基因，然後讓細胞以重 新把DNA鏈連接的方式來修復損傷。這 種寬鬆過程很容易出錯，會留下明顯的 痕跡，在CRISPR切割位點的附近會發生 書名∣《基因編輯大革命》 （A CRACK IN CREATION） 作者∣ Jennifer A. Doudna, Samuel H. Sternberg 出版社∣天下文化出版 出版日期∣ 2018 年 5 月 31 日
一小段的DNA插入或缺失（indel）。儘 管科學家無法確切控制這種CRISPR應用 中的DNA修復方式，但是他們明白這類 基因編輯相當有用。
製造基因剔除小鼠 一把有設計功能的瑞士刀
就近觀察就足夠了。
這就是 CRISPR 的最基本能力，可以破
顯然我低估了這些學生的好奇心，幾
壞基因產生功能性蛋白質的能力。若是
2014年春天，我兒子安德魯正在念六
乎在我把模型遞給他們的同時，他們就
經過CRISPR 編輯的基因最後發生小幅度
年級，他的科學老師請我到他們班上向
推想出Cas9 是如何切割DNA，以及如何
插入或缺失，那麼從該基因產生的相應
學生解釋CRISPR。我對這份邀約深感榮
將DNA從CRISPR 組合中抽出來或裝回
幸，但是也相當緊張：我要怎樣將基因
去。我真是白擔心一場，要傳達這個複
編輯說給一群對DNA僅有基本認識的孩
雜概念，其實沒那麼複雜！
子聽呢？
當我向全班同學解釋，就CRISPR的
我決定帶上Cas9 蛋白和嚮導RNA的3D
核心功能來看，可以把它想成是一把兼
列印模型，模型中的嚮導RNA還附在一
具設計功能的分子剪刀，具有一段二十
段DNA上。這個模型現在成了我辦公室
個字母的特定DNA序列，以及能夠切
的中心擺飾，其中亮橙色RNA和寶藍色
割雙螺旋兩股的能力。然而，科學家使
DNA互相纏繞，與足球大小的雪白蛋白
用這種技術來進行基因編輯的結果，可
質結合在一起，這些組件都靠著磁鐵固
是非常多樣的。基於這個原因，也許將
定。我認為對孩子們來說，再加上其他
CRISPR 描述成一把瑞士刀會比剪刀更為
分子結構細節可能太過繁瑣。我想只要
貼切，這是具有多種功能的工具，而且
把這顆足球大小的模型傳下去，讓他們
全來自單一部分子機器的作用。
圖一：利用 CRISPR 進行基因剔除。
科學文摘
中華民國一○七年七月十五日
mRNA也會被擾亂。而大多數時候，這
97%，四十隻小鼠中，有三十九隻展現出
些額外添加或缺失的字母，會破壞遺傳
均一潔白的白化外觀。短短幾個星期的時
密碼嚴謹的三字母分組型態，所以蛋白
間裡，這個團隊永久而精確的改變了一整
質將發生嚴重突變，甚至大多數的情況
代動物（以及牠們未來的後代）的遺傳組
下，蛋白質根本不會生成。總之，蛋白
成，以自然界從未發生過的方式。
SciTech Reports
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質不能發揮正常的作用。遺傳學家稱此 為「基因剔除」（gene knockout），或 簡稱KO，就像拳擊運動的用語一樣，因 為這時等於是關閉了基因的功能。
利用CRISPR進行同源重組 研究人員可以利用CRISPR來提升諸多
當動物遺傳學家開始使用 CRISPR 時，
基因編輯策略的成效，基因剔除只是其中
他們想要創造出能夠明顯觀察到的基因
一項而已。遺傳工程師通常需要更好的方
剔除。多數人選中的目標，是一個稱為
式，因為隨機插入或刪除DNA毫無選擇
TYR的基因。TYR基因約莫五億多年
性可言，只是在基因內任意造成突變。畢
前出現於生物體中，廣泛分布在動植物
竟，至少就醫學應用而言，基因編輯的主
和真菌內，會製造一種稱為酪胺酸酶
要目標是治療遺傳疾病，遺傳疾病絕大多
（tyrosinase）的蛋白質，與黑色素的合
數是由於患者遺傳到讓關鍵基因失去活性
成有關，黑色素是一種很重要的色素。
的突變。在這些例子中，基因剔除毫無用
人類的TYR突變會導致酪胺酸酶缺
處，因為患者本來就是基因無法發揮正常
陷，造成第一型白化症，這是一種遺傳
功能而生病。科學家需要的是一種能夠鎖
病症，症狀有視力缺陷、缺乏色素沉著
定目標、編輯和修正單個DNA字母錯誤的
而導致皮膚白化、紅眼。若是以CRISPR
方法。
來編輯小鼠的TYR基因，是否會導致小 鼠罹患白化症？
圖二：利用 CRISPR 進行同源重組。
幸運的是，細胞還擁有第二種修復機 制，這種修復方式比僅僅將破碎的DNA重
2014年，德州大學的研究團隊將
新黏合在一起更為精確，掌控度也較高。
CRISPR 設計成鎖定 TYR 基因中一段二十
這種模式不會隨意連接任兩條毫不相關的
個DNA字母的序列，然後注射到受精卵
DNA片段，而是專門連接序列相似的片
中。結果，生出來的下一代相當驚人，儘
段（早期的基因編輯研究人員就是這一特
師在拼湊少了一小塊的全景圖那樣。但
管所有幼鼠都來自長有正常黑毛的父母，
點）。這種挑剔特性剛好可用來解釋描述
是當細胞面對的是一條斷掉的染色體，以
但許多幼鼠是全身白毛和帶有紅眼。這樣
這過程的兩個同義詞：同源重組和同源修
及一段與染色體斷開後兩處末端相對應的
的結果只能以TYR基因上發生DNA突變，
復（homology-directed repair）。
DNA，這時細胞會選擇比較好的修復方
圖三：利用 CRISPR 來刪除基因（缺失）或讓基 因倒轉（倒位）。
導致錯誤解碼來解釋。小鼠的皮膚、毛髮
同源重組好比是攝影師以三張有部分重
式，這段DNA相當於是修復用的模版，就
和眼睛的顏色出現改變，是用來觀察修改
疊的照片，拼成一張全景照片的過程。為
好比是攝影師加洗的那張照片，細胞會讓
基因結果再好不過的指標，一目了然。
了要正確對齊，必須把中間照片的兩側區
兩末端序列完美重疊，將這段DNA黏貼
雖然研究人員可以透過DNA定序資料，
域，和兩邊照片的左側與右側區域正確疊
到染色體的斷裂處。這意味著研究人員可
來確認基因編輯否成功，但選擇TYR基因
好。若是全景照片的中間部分遭到切除或
以使用 CRISPR 鎖定基因上發生有害突變
的好處，能夠輕易目測實驗結果。只要計
損壞，攝影師可以加洗一張中間照片，再
的位置或附近區段，然後用一段新的健康
算有多少隻小鼠是黑色的（沒有發生基因
依照相同的對應原則來重建全景。若是現
DNA序列來取代，一勞永逸解決問題。只
編輯的），有多少隻是白色的（發生基因
實生活中的景觀發生變化，比方說，蓋了
要研究人員利用 C R I S P R，加上與斷裂基
編輯的），就能非常精確知道CRISPR的成
一座新的塔樓，或是有棵大樹倒了，攝影
因區相對應的修復模版，細胞會很樂意抓
效。這也可以長期追蹤各個實驗室不斷改
師也可以用相同的原則插入新照片，不斷
住替換備品，用來修補損害。
進CRISPR的設計和準備流程的成效變化。
更新這張全景圖。
德州大學的這項研究中，只有11%的小
事實證明，細胞中的酵素就是在進行
鼠後代完全白化，而且鼠窩的照片顯示出
類似的剪貼操作，只是這裡的全景圖是
一群黑白花色相間的幼鼠，黑色幼鼠比白
DNA。之前談過的那種容易出錯的修復
研究人員除了用容易出錯的（非同
色幼鼠多一點。僅僅在一年後，日本的一
方式是發生在染色體斷開來的情況，這時
源）或精確的（同源）修復方式來微調
個研究團隊重複同樣的實驗，成功率達到
細胞會隨便把末端連接起來，就像是攝影
基因，也使用CRISPR來截掉一大段DNA
刪除或翻轉一段DNA
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科學文摘
科技報導
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CRISPR工具愈來愈多元
（缺失），或把一段DNA倒轉過來（倒
數胺基酸才是讓酵素具有催化功能的關鍵
位），讓他們能夠改變基因體中的一大塊
化學基。伊內克首次確認 C a s 9 的生化功
區域。這種方法利用的是細胞的另一項特
能時，明確展現出這個酵素中的哪些胺
科學家有了完整的 CRISPR 工具組後，
性，即細胞總是竭盡所能來維持染色體的
基酸能夠發揮化學作用，切割DNA雙螺
現在幾乎可以完全控制基因體的組成和
完整性。將Cas9與兩種不同的嚮導RNA
旋的兩股。他以遺傳工程改變這些胺基酸
產出。無論是要採行寬鬆的末端連接，
混合，研究人員可以設計CRISPR來切割
後，創造出一種完全喪失切割 DNA能力的
還是精確的同源重組方式，是要切割一
一個染色體上兩個相鄰的基因；而細胞會
Cas9，但仍然可以與嚮導RNA交互作用，
次、多次，甚至完全不切，可供操作的
用三種方式的其中之一，重新組裝染色
與相對應的DNA緊密結合。儘管催化的核
體，繼續存活下去。
心遭到破壞，去活化的Cas9仍然保留部分
而且更深入研發工具的步伐絲毫沒有減
功能，可以在基因體中搜尋特定 DNA序列
緩的跡象，基因工程專家建構出螢光版的
並定位，只是不再能切割 DNA。
CRISPR，以便觀察細胞內基因的三維組
細胞這時要處理的斷裂DNA末端變成 兩倍，第一個選項是全速進行末端連接修
範圍非常大。
織；還有鎖定mRNA（而不是DNA）的版
復，處理受損的末端，同時把所有斷裂處
離我們實驗室不遠，從柏克萊畢業的齊
都黏合回去。然而，由於細胞中的分子會
磊（Stanley Qi）博士，正在加州大學舊
不斷任意運動，因此採行這種修復模式的
金山分校籌備自己的實驗室。他與同在舊
機率非常低。要是兩個切點之間的DNA片
金山分校的魏斯曼（Jonathan Weissman）
段漂走了，細胞便會採用第二種選項，乾
和林行健（Wendell Lim）兩位教授合作，
脆不理會遭切除的片段，直接把最兩頭的
證明去活化的 CRISPR可用於操縱基因
這一切不禁讓人覺得CRISPR帶來了無
末端黏合起來。這種修復模式就跟昔日電
體。這種去活化的CRISPR，再也不能編輯
窮的基因體工程應用可能性，至於能發揮
影剪輯師從電影膠卷中刪除畫面的方式類
DNA，無法引入永久的遺傳變化，卻能讓
到哪裡，或許僅受我們集體想像力的限制
似，他們直接在膠卷上剪兩刀（畫面的開
科學家做出暫時的改變，這不會改變細胞
而已。眼見有這樣多元的用途，令人難以
頭和結束），扔掉不要的片段，再將新的
的遺傳訊息，只是影響遺傳訊息的表現方
置信，我認為，可以肯定的是，CRISPR將
兩端黏合起來。
式。最特別的是，他將 CRISPR變成一種
逐漸成為所有生物學家的首選工具，無論
第三種修復選項牽涉到把中間的DNA片
基因表現控制器，可以打開、關閉基因，
他們的研究路線為何。
段倒轉過來。在這種情況下，切割出來的
或是增強、減弱基因的表現，就像能夠調
DNA片段仍擠在附近，大致維持在原處，
節照明強度的調光器一樣。
本，以便進行獨特的遺傳調控；將生物條 碼引入基因體的版本，這可讓研究人員直 接以DNA的語言來記錄細胞的歷史；以及 其他種種版本。
人人都可以編輯基因
只是翻轉過來，原本的頭尾位置對調。促
調控基因表現，也就是控制以DNA形
進末端連接修復的同一種酵素，只顧著把
式儲存的遺傳訊息轉化為蛋白質的時機和
愈來愈多研究人員採用CRISPR當作工
失落的片段重新接回去，不管那段DNA的
時間長短，這樣一套複雜而交錯的輸入機
具的同時，回顧這項不可思議的技術的發
方向到底對不對。
制，無疑是生物學中一大重要主題，可說
展，從最初只有幾十個科學家投入，然後
是與遺傳訊息本身一樣重要。人體中的細
是數百人，到如今有數千人加入這個行
胞將近有五十兆個，都含有相同的基因
列，讓種種可能性成真，這一路走來的演
體，但這些細胞的類型繁複，各自具有獨
變，確實讓人振奮不已。正如每個發明家
特的形狀和大小，組成具有不同性質和功
或創新者知道的，當一項新發明為他人所
能的複雜器官。
接受時，那種滿足感無與倫比。廣泛為人
變成基因表現控制器 CRISPR還有另一種應用方式，與基 因編輯無關。這時，科學家利用的不是
採用，也是迅速改善和重新設想一種技術
CRISPR切割DNA的能力，而是刻意破壞
能夠活化或干擾基因表現，幾乎與能夠
這項工具的性能。他們故意讓這把分子剪
編輯基因本身一樣威力強大。我們可以把
刀無法作用，把它變成遠端管理基因體的
人類細胞想成是全世界最大的一支交響樂
CRISPR的相關研究突然呈現爆炸性的
工具，CRISPR不再去編輯 DNA、造成永
團，由兩萬多種不同的樂器所組成。在正
成長，一方面是因為功能多樣，一方面是
久性的變動，而是改變DNA的解讀、轉譯
常運作的健康細胞中，交響樂團的各種聲
應用範圍不可思議的寬廣。隨著CRISPR
和表現方式來達成目的。正如傀儡師以看
音會完美平衡；在惡性腫瘤細胞或是遭受
工具箱的擴充，基因體中沒有一個DNA字
不見的線來控制傀儡的動作和姿態，這種
感染的細胞中，這種平衡受到干擾，有些
母，沒有一個基因或一群基因的組合是無
非切割型的 CRISPR 讓科學家能夠操縱細
樂器太大聲，而另一些樂器則太小聲。有
法觸及的。在人類身上運用這種力量，可
胞的行為及其產出。
時候，DNA 編輯的力道過重，就像是某些
望重新改造癌症和遺傳疾病的療程，而在
對於這種操縱功能的基礎認識，實際
樂器完全移除或更換，這樣並不能使交響
動植物中的應用，則能改善食物生產、根
上，早在我的實驗室進行CRISPR-Cas9 的
樂團恢復到正常狀態。去活性的CRISPR
除某些病蟲害，甚至讓滅絕的物種復活。
研究時便開始了。蛋白質通常是由數百至
系統提供一種微調樂團中任何樂器（即基
難怪在首批描述CRISPR基因編輯的文章
數千個胺基酸建構而成，其中絕大多數胺
因體中任何基因）的方式，而且還具有更
發表的幾個月後，《富比世》雜誌預測，
基酸僅是構成蛋白質的三維形狀，只有少
高的靈敏度。
這項科技將讓整個生物科技界改頭換面。
的最快途徑。
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不過，CRISPR 能夠在生物科技領域異
能滿足消費端的需求，Addgene 協助確保
新寵，有人募集到五萬美元來生產和發售
軍突起，真正原因在於它的低成本和操
全世界學術或非營利實驗室都可以獲得研
DIY基因編輯工具組。贊助者只要支付130
作簡易。CRISPR 讓所有科學家都可以進
究材料，包括使用CRISPR技術所需的材
美元，就能獲得「在家中以細菌進行精確
行基因編輯。以前的工具（主要是ZFN和
料，滿足特定實驗需求。光是在2015年，
基因體編輯所需的一切東西」。
TALEN）設計不易，而且成本過高。基於
Addgene 就提供了大約六萬個 CRISPR相
這個原因，包括我自己在內的很多實驗室
關質體，給八十多個國家的研究人員。
興奮之後的隱憂
都不願意採用基因編輯來進行研究，這樣
電腦也讓基因編輯變得比以前更容易。
的挑戰太過昂貴。然而，有了CRISPR之
使用先進的演算法，結合所有相關的設計
CRISPR技術讓一般大眾都能進行基因
後，科學家可以輕鬆設計自己的版本以標
原則，納入科學文獻中的實證數據，比方
編輯，把這種曾經是深奧艱難的實作變成
定他們感興趣的基因，準備所需的Cas9蛋
說鎖定哪類序列的效果會比其他更好，各
一種休閒活動，甚或是一門技藝，就像是
白和嚮導RNA，並且使用標準化的步驟來
種套裝軟體為研究人員提供一步到位的自
自家釀造啤酒一樣（事實上，編輯酵母的
進行實驗，所有這些工作只要幾天就能完
動化方法來建構最佳版本的CRISPR，以編
基因體，創造新口味的啤酒也是 CRISPR
成，而且無須外部幫助。剛開始唯一需要
輯特定的基因。這些演算法可不是讓科學
令人意想不到的一種有趣用途）。就許多
的東西，是含有CRISPR 的基本人工染色
家偷懶用的，而是讓他們得以進行有史以
方面來看，這些發展非常令人興奮，但在
體（質體）。幸好有 Addgene 這種非營利
來最為複雜繁瑣的基因編輯實驗：設計和
這項強大工具快速傳播開來的同時，也帶
組織，他們營運得非常成功，質體儲存庫
執行整個基因體的篩選，在實驗中會用到
來一些令人不安的隱憂。
不斷擴大，並提供配送質體的服務，因此
CRISPR來編輯基因體中的每一條基因。
能大幅滿足這種需求。
CRISPR的民主化，將加速我在這一章
今天，由於CRISPR具備的這些特點，
描述的研發過程，但是世人尚未準備好承
Addgene有點像網飛（Netflix）這種網路
一位受過基本訓練的科學家只要有想法，
擔使用這項技術的後果，而且這些效應並
影片供應商，只不過他們提供的是質體。
就可以完成幾年前根本無法想像的壯舉。
不只局限在實驗室中。世界各地的科學家
當伊內克和我將我們的CRISPR文章送去
在這片新興領域中，這項技術已經成為一
已經開始在其他物種中，以種種超乎我們
投稿，也立即把他的質體寄給Addgene保
種常備技術：過去需要在一間設備完善
想像的方式應用CRISPR，不久以後，想必
管，就跟電影公司授權 Netflix播放他們的
的生物實驗室裡工作多年才能做出來的
也會觸及人類基因體。
電影差不多。許多製造CRISPR質體的其
事情，現在可以在幾天之內由高中生來
我們該如何開始衡量，更改我們自身遺
他實驗室也會這樣做。Addgene定期檢查
完成。有些專家甚至推測，以今天的工
傳密碼所帶來的利弊得失？我們是否能夠
建檔的質體，為質體打廣告，在網站上公
具，任何人都可以用2,000美元來建立一
對正確使用 CRISPR 達成共識？我們是否
布質體的具體特性，並製造成千上萬份的
間CRISPR實驗室。還有一些人預測，不
能夠防止CRISPR遭到濫用？
副本，配送給有需要的客戶。在2016年，
久後會出現一批熱愛自己動手做的生物駭
在我們能夠掌控生命密碼後，隨之而來
學術實驗室訂購一個質體，只需要花 65 美
客，他們渴望在自家用CRISPR來進行基
的是身為個體和一個物種的責任，這是我
元。這樣暨能減輕質體生產端的負擔，又
因編輯。CRISPR甚至成了群眾募資中的
們還沒完全準備好的。
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科技報導
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產官學研
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SciTech Reports
近期研討會資訊 【藥害救濟制度 20 週年國際研討會】 時間：2018 年 7 月 18 日 ■ 地點：臺北市／臺大醫院國際會議中心 ■
【107 年度電力工程技術規範研討會】 ■ ■
時間：2018 年 7 月 26 日 地點：新北市／政治大學
藥害救濟制度在臺灣實施已邁入第 20 年，嘉惠了上千名國人與無數個
經濟部能源局委託本院辦理「屋內線路裝置規則」修正，參考美國 NEC
家庭，讓民眾得以「安心治療、即時救濟」。食品藥物管理署與財團法
檢討現行條文，配合規範架構調整有關低壓及高壓電動機規定，針對
人藥害救濟基金會在藥害救濟制度實施 20 週年之際，舉辦「邁向藥害
現行規定不足與實務不符之處進行修正，並納入新技術及新工法。為
救濟新紀元（GO Beyond 20 to a New Era of Drug Relief）」國際研討會，
了解國內電動機技術發展與應用相關裝置工法及各界對相關法規修正
邀請來自國內外產官學專家，分享各國藥害救濟、藥品安全監視與藥害
之意見，遂邀請產學界專家及相關公會團體共同研討作為未來修法之
防制的實施策略，帶領民眾邁向預防藥害新紀元。
參考，爰召開本次研討會。
【2018 TalenTech 人才發展科技大會】 時間：2018 年 8 月 8~9 日 ■ 地點：臺北市／臺北國際會議中心
【2018 年第八屆海峽兩岸奈米材料論壇】 時間：2018 年 8 月 11~12 日 ■ 地點：桃園市／中原大學
■
■
財團法人資訊工業策進會舉辦「TalenTech 人才發展科技大會 2018」活
有鑑於政府將「綠能科技」、「生技醫藥」設為國家發展重點科技之一，
動，本年度以「放眼 AI，啟動 EdTech 新世代」為宗旨，分享國際教育
海峽兩岸奈米材料論壇希望引領參與者認識海峽兩岸能源及生醫領域
創新經營與國際智慧學習科技應用趨勢，及推廣 EDU AI、體感互動、
專家、學者及業界之研究成果，期能提昇我國研究風氣及研發水準。
AR ／ VR 及 AI 人工智慧等新科技，所開創的 STEAM 創客教育與 AI 醫
本次論壇邀請多位國內能源、生醫技術產、學界之專家學者參加並指
療應用之智慧學習整合方案，期帶動產業相互加值和轉型，並藉由與
導，期望透過論壇持續增進兩岸之學術交流，並藉由分享研究成果及
國際貴賓之交流，將我國智慧學習服務品牌推廣至國際。
成品，建立合作的橋樑。
【2018 藥物開發暨動物藥理研討會及操作】 ■ ■
時間：2018 年 8 月 29~31 日 地點：臺南市／成功大學
【2018 國際化粧品科技研討會】 ■ ■
時間：2018 年 9 月 14~15 日 地點：高雄市／高雄醫學大學
財團法人生物技術開發中心藥物平台技術研究所藥理組，針對生技醫
高雄醫學大學香粧品學系將舉辦「2018 年國際化粧品科技研討會暨技
藥研發之業界、生醫研究人員、醫療院所與大學生物醫學相關領域之
術交流展示會」，並精心安排國內外專家／學者進行專題演講、研究
學生及研究生，提供認識藥物開發的過程及臨床前動物藥理之動物操
論文口頭發表與壁報論文展示。研討會主題涵蓋化粧品科技、天然物
作技術的應用，有助於學員對藥物開發的認識及更進一步的技能提升。
／成分開發與活性評估、化粧品相關議題，盼能藉此機會促進學界與
今年舉辦之研討會已經邁入第九年，過去在北部及南部都得到熱烈的
業界之廣泛交流，同時提升師生視野，使所培育之學士及碩士人才能
迴響，此次研討會及操作將在南部地區舉辦。
為業界所用並能與國際接軌。
【2018 臺灣精密工程科技研討會】 時間：2018 年 11 月 30 日 ■ 地點：臺中市／中興大學
【2018 全國風工程研討會】 時間：2018 年 10 月 19 日 ■ 地點：新北市／淡江大學
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臺灣精密工程學會積極深耕工業基礎技術中最主要的精密技術，以掌握
風工程是一個具有多面向、跨領域、與日常生活息息相關的工程應用學門。
製造關鍵性設備、零組件和原料及製程技術，以增加工業產品之附加價
空氣流動形成風，亙古以來就存在，人類很早就知道這個基本原理，歷史
值。為了整合產官學研各界相關資源，臺灣精密工程學會與國立中興大
上也不乏強風造成的重大災害，風工程基本上是流體與不同物體間相互作
學共同舉辦臺灣精密工程科技研討會。達到學界與業界的雙重收穫，推
用產生的結果。本次展覽將國內數十年來風工程的發展進行一系列說明，
動有關精密工程之研究與應用，協助我國精密工程學術應用發展，期能
並介紹國內歷年來許多各式大型建築之風洞試驗，讓國內工程、建築相關
紮根精密工程技術能量，提升臺灣工業的世界競爭力。
業界及一般民眾，對於與切身相關之風工程知識，能有進一步的了解。
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產官學研
中華民國一○七年七月十五日
科技報導
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奈米粒子與殘餘營養使水質優養化加劇 Marie Simonin et al., Engineered nanoparticles interact with nutrients to intensify eutrophication in a wetland ecosystem experiment, Ecological Applications, 2018.
【本刊訊】在湖泊、濕地等淡水生態系
面積。過去研究指出，每年全球生產約
營養物與奈米材料間的作用是否會產生
統中，水質優養化（eutrophication）所造
26~30萬公噸的奈米材料，最終成為待處
其他生態上的影響，研究員準備了18個
成的汙染問題向來引人關注。近日，美國
理的垃圾，當中約8萬公噸被釋放到土壤
250公升的水箱，除了沙子與水外，也放
杜克大學（Duke University）研究團隊於
裡，到達水體的也有近2.9萬公噸之多。
入濕地植物、蚊子來模擬濕地環境，並將
《生態應用》（Ecological Applications）
離自然環境更近的農業，也有許多
這個生物群落（mesocosm）反覆暴露在
發布最新研究，當中提到，近十年來含奈
添加奈米粒子的產品，其可用來控制
低濃度的營養物與金∕銅的奈米顆粒中。
米物質（nanometerial）的農用化學品如
藥劑的作用，像是肥料及農藥的緩釋
9個月過去，水箱內的植物逐漸轉黃。
農藥、殺菌劑（fungicide）等，其對鄰近
（slow-release）、控釋（controlled-
經測試發現，有些水箱裡的水出現磷與
水體造成的影響竟凌駕在純營養物之上。
release），甚至能針對性地遞送農化
氮、有些出現奈米金屬顆粒，部分水箱則
說到奈米材料，諸如奈米碳管或奈米
品，進而達到保護作物免於疾病、增進
是兩者兼具。當中僅出現奈米顆粒的組別
金、奈米銀等金屬早已被廣泛運用在各
產量，並減少栽植過程中毒素噴灑量的
並未對水質產生什麼影響，然營養物與奈
式商品中，而許多方便也應運而生，如
效果。然而，這些農化用品並未就此
米顆粒兼具的水箱，與僅出現營養物的水
更快更輕薄的電子產品或不易弄髒的衣
功成身退，而是與所流失的養分一同
箱相比，不但優養化更強烈，其大型藻華
料，甚至還能監控食物是否變質。這些奈
來到鄰近的水體，繼續它們的旅程。
的比例與維持時間，竟足足多了3倍。研
米材料為直徑小於100奈米的物質，比一
從肥料裡流失的營養物含有大量的磷
究團隊表示，雖尚未釐清金屬粒子如何改
根頭髮的寬度還要小，且需透過特殊的
與氮，使得優勢藻類大量增殖產生藻華
變植物與藻類間的競爭平衡，然面對全球
顯微鏡才有辦法看到；而奈米等級的大
（algal bloom），進而導致水質較差、高
與日俱增的優養化現象，含金屬奈米顆粒
小，也賦予這些物質特殊的物理與化學性
溶氧量及水底採光不足等問題，對該水域
的合成化學製劑所扮演的角色恐被低估。
質，如進行反應與作用時會有更大的接觸
的生物造成極大的壓迫。為進一步了解
臺大團隊完成帝雉全基因體解碼 找出適應高海拔的演化機制 科技部，〈臺灣帝雉全基因體解碼刊登國際知名期刊〉，2018年6月27日。
【本刊訊】帝雉〈Syrmaticus mikado〉，
外，也是國際上第一種被全基因體定序出
的形成時間進行分析後，發現能符合此項
又稱作臺灣帝雉、黑尾帝雉，是臺灣著名
的長尾雉屬鳥類。而目前，這項研究成果
假設。除此之外，MHC-B基因座是一種
的特有種，主要分布在中、高海拔山區。
也已被刊登在國際GigaScience期刊中。
在鳥類中極為重要的免疫基因群，在這項
由於在臺灣特有種鳥類中體型最大且雄鳥
研究團隊從大量的基因體片段序列資
研究中也發現，帝雉擁有與原雞（Gallus
帶有 2 片長尾羽，羽色鮮艷美麗，因此又
料中組裝出超過10億個鹼基對的帝雉基因
gallus）相類似的基因組成結構，因此，
被選為臺灣國鳥。
體序列圖譜，再透過生物資訊等方法進行
此定序成果未來也可能將有助於本土鳥類
然而，其漂亮的尾羽除吸引大量賞鳥
分析，並對大約16000個基因進行各種功
的禽流感預防與治療等研究，像是疫苗研
人士觀賞外，也是捕獵者的目標，在大量
能性的分析和註解。研究人員發現帝雉能
發等。
獵捕下，帝雉族群數量已逐漸減少。縱使
夠生活在中、高海拔環境裡，是受到演化
研究團隊表示，透過帝雉基因圖譜
在1989年已將帝雉列為保育類動物，然
適應上的正向選擇和基因數量擴張影響，
的建立與分析，不只是將帝雉體內基因
其在國際自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄
使能在較嚴峻的環境中維持正常的體內能
一一解密，解密後的資料都將變成各項生
〈IUCN〉中還是被列為近危物種。
量代謝、氧氣運輸、血紅蛋白結合、輻射
物、物種特性資訊，對於往後在保育或復
反應、免疫反應和DNA修復等功能。
育工作上有許多的幫助。研究人員也表
為了更加了解臺灣國鳥，近期，由科 技部、臺灣大學和臺北市立動物園所組
另外，研究人員也利用定序出的粒線
示，未來將接續將臺灣其餘特有種，像
成的研究團隊，共同執行「臺灣帝雉全基
體DNA序列，與其他親緣關係較接近的
是藍腹鷳（Lophura swinhoii）、山椒魚
因體解碼」計畫，經過4年的研究後，終
長尾雉屬進行相關演化分歧時間的分析。
（Hynobius formosanus）等作為研究物
於成功完成帝雉基因體定序圖譜，除了是
研究結果推測帝雉可能出現在距今約347
種，進行全基因體的解碼，期望能建立臺
臺灣首隻國內特有種鳥類的全基因體解碼
萬年前的臺灣，結合古地理學中臺灣島嶼
灣特有種資料庫。
產官學研
中華民國一○七年七月十五日
SciTech Reports
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國震中心日前推出專屬橋梁的「健康檢查」 國家實驗研究院，〈橋梁健康安全的守護者 — 橋梁全生命週期防災管理系統〉，2018年6月5日。
【本刊訊】橋 梁 在 我 們 的 生 活 中 ， 扮
去，要檢查橋梁的整體狀況，檢測人員
存在許多大大小小的橋，故勢必要提升
演著相當重要的角色，因著橋梁的搭
得先在現場勘測後、填寫複雜的紙本檢
檢測安排上的效率，才不致辜負系統所
建，我們才能跨越地形阻礙往返兩地、
測表格，再評估其安全程度，而此一檢
帶來的便利。為此，該管理系統亦有
互通有無。然而，臺灣的橋梁必須禁得
測流程不僅曠日費時，傳統的檢測照片
彙整所有照片與資訊後，由系統計算出
起強震、颱風、洪流以及腐蝕劣化的考
與檢測資訊更是不同的兩份檔案，也因
各種指標分數的功能，並根據其危害程
驗，否則就又可能導致橋梁結構毀損，
此增加了工程師整理資料上的難度。
度加以排序，作為判斷哪些橋須優先維
更有甚者還會危害民眾的交通安全。為
為此，國震中心首度運用詮釋資料
護與補強的參考。除此之外，該項資料
有效降低橋梁損壞，國家實驗研究院地
（metadata）的資訊技術，使每張橋梁
還可結合各種如地震、颱風等災害事件
震工程研究中心（國震中心）日前開發
相片都可附加必要的檢測資訊，大幅提
的資訊，在災後迅速分析可能受損的橋
「橋梁全生命週期防災管理系統」，可
升資料彙整的便捷性，並搭配新的「橋
梁，進而通知有關單位災後檢測，避免
於平時進行自動化的安全評估外，更重
梁健檢」流程，讓檢測人員只要攜帶行
斷橋等事故發生。
要的是能透過平時所蒐集的資料，在災
動裝置，在檢測狀況後填寫電子表單，
面對較重要的幾座大橋，該系統更是
害發生前進入自動檢測，讓相關管理單
相關資料便會自動上傳、彙整，而後續
結合「橋梁監測系統資訊」，以便在災
位能及時作出應變。
的安全評估與維修建議也會交由專業人
害發生前後進行快速健康診斷，及時將
就像人們會到醫院做健康檢查一樣，
員執行。透過這個方式，檢測資訊便可
安全評估資訊提供給相關單位；而監測
若能定期追蹤身體的狀況，便能進一步
即時被記錄、一氣呵成；而將「評估」
系統平時所收集的資料，也能回溯推估
預防如癌症、中風等疾病，而國研院國
的作業獨立出來後，也可提高橋梁健檢
橋梁可能的設計問題，供未來橋梁設計
震中心此次發表該系統定期檢測橋梁，
的客觀與正確性。
者思考，以打造更安全、更穩固的橋梁
正體現了這種人體健康管理的思維。過
雖說檢測上少了一些阻礙，然因臺灣
結構。
臺灣西南海域首次開採出天然氣水合物 未來可望成一替代能源 科技部，〈臺灣西南海域首度發現「可燃冰」！〉，2018年6月25日。
【本刊訊】甲烷氣水包合物（methane
這次的研究是利用與法國團隊合作
焰。中央大學地球科學系許樹坤教授表
ice），又稱作天然氣水合物、甲烷水合
的海洋研究船「瑪麗杜凡號（Marion
示，此發現是一項令人十分驚喜與訝異的
物、甲烷冰或可燃冰，是一種存在於低溫高
Dufresne）」來臺灣進行岩心採樣，並評
結果。此外，研究人員也表示，根據多年
壓的環境中、包含大量甲烷的固狀型態水。
估臺灣西南外海天然氣水合物的海床穩定
來團隊在臺灣西南海域的地球物理與地球
現今已知在地球上許多海域的海床底層底下
度，以供沈積物力學與古崩塌紀錄重建等
化學相關研究，再加上配合各式地質與沈
蘊藏大量的天然氣水合物，甚至在少數的大
工作。
積的模型，推估此地區的天然氣水合物賦
陸上也有天然氣水合物的存在。由於天然氣
研究團隊在今（2018）年6月5日從基隆
水合物能作為替代石油、天然氣等的能源材
港出發，首先先行至臺灣東部海域濁流進
海洋研究船再經過21天的海上取樣後，
料，所以，世界各國皆嘗試開採，是一項倍
行岩層的鑽探，於6月20日抵達臺灣西南
目前已返航至高雄，並在此次航行中成功
受期待的新時代替代能源。
外海，並在21日凌晨行經北緯22度、東經
採集28根海洋沉積岩岩芯，總長度更超過
有鑑於此，在臺灣，各研究單位也試
120度附近、水深約1200公尺的一個海底
600公尺。研究人員表示，縱使知道臺灣
圖在臺灣附近海域探索，期望能開採到此
小山脊上進行岩芯採樣。當研究團隊將長
附近海域富含天然氣化合物，然而，現階
能源。近期，由中央大學、中央地質調查
達25公尺的岩芯鑽管放置甲板，並將位於
段臺灣對於天然氣水合物的開採技術仍不
所、臺灣大學、臺灣海洋科技研究中心、
活塞岩芯管末端的岩芯捕獲器打開時，發
足且尚未成熟。因此，未來應思考要如何
中山大學和清華大學所組成的研究團隊，
現採集到形狀如白雪糕的天然氣水合物。
在較不影響生態及環境之下進行開採，並
在與法國科學家進行跨國合作，經過15年
研究團隊將此雪白色固體用打火機點
的收集資料、採樣、探勘，終於在臺灣西
燃，可以觀察到天然氣水合物緩緩的解
南海域中開採集到天然氣水合物。
離，甲烷因燃燒、加熱而釋放出的紅色火
存量應該非常豐富。
持續對臺灣附近海域做更進一步的天然氣 水合物相關研究。
產官學研
中華民國一○七年七月十五日
福衛五號電離層觀測 地震預報有譜？ 中央通訊社，〈福五高時空解析度量測 觀測地震前兆現〉，2018年6月24日。
科技報導
廣告索引 立行科技. ....................................2 錫昌. ........................................3 尚偉. ...................................... 4,7 雙鷹. ........................................5 倍晶. ........................................9
【本刊訊】由中央大學與國家太空中心
半年的校正，至2018年影像已經恢復清
益弘. .................................... 11,13
共同製作的福爾摩沙衛星五號（簡稱福衛
晰，陸續傳回高品質的照片，美國、日本
牟博士. .....................................14
五號）於去（2017）年發射，中央大學太
等國已有興趣與臺灣購買福衛五號所拍攝
空科學研究所教授劉正彥利用福衛五號上
的照片。
勵眾生活. ...................................15 上海慕尼黑 (高雄儀器公會). ..................16 科羅耐. .....................................17
搭載的「先進電離層探測儀（AIP）」與
劉正彥表示，要找出可靠地震前兆證據
科光. .......................................19
全球GPS接收站，建立全球電離層圖。今
還需相當多的資料，未來福衛七號將籌載6
人事廣告. ...................................20
（2018）年6月18日日本大阪北部發生規
顆離子速度儀，蒐集到的資料預計將對瞭解
日龍. .......................................23
模6.1的地震，研究團隊發現該地上空電離
中低緯度電離層異常的地震前兆有所幫助。
層離子濃度異常增加，為劉正 彥教授提出的電離層濃度與地 震前兆理論提供非常有用的研 究資料。 福衛五號上的AIP是由中央 大學趙吉光團隊自行研發製 造，其取樣率在世界排名上名 列前茅。根據劉正彥在中央社 訪問提到，AIP可測量電離層 離子溫度以及離子移動速度， 而在震央上方發現的異常離子 方向為向上，推測應為東向磁 場所造成，為地震前的孕震電 場。不光是這次大阪地震，於 2017年11月於伊朗、伊拉克邊 界發生的兩伊地震，亦在地震 前發現上方電離層異常。雖然 如此，2018年2月的花蓮大地 震，電離層異常觀測資料就不 如日本大阪地震與兩伊地震明 顯。劉正彥強調，預測需靠可 靠的證據，若要以電離層觀測 地震，還需更多詳細的科學研 究。 福衛五號的主要光學儀器與 福衛二號相似，提供2米解析 度的全色和4米解析度的多波 譜彩色影像，可用於監測山坡 地濫墾、火山活動與地貌狀況 等。福衛五號運行於高度 720 公里的太陽同步軌道，約 99 分鐘繞行地球一週，每 2 天就 通過臺灣一次。在2017年8月 發射後，發現影像取樣離焦的 問題，傳回的照片模糊，經歷
均泰. .......................................28
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