科學月刊試閱版2020-12月號 612期-諾貝爾獎特別報導

612 2020 12 月號

生理醫學獎 發現C型肝炎病毒

物 理 學 獎

黑洞的理論與觀測

化 學 獎 開發基因編輯技術

經 濟 學 獎

改良創新拍賣方法 焦點評論

發現C肝病毒的諾貝爾獎遺珠

經典專欄

2020

諾貝爾獎 特別報導

不愛「吃苦」其實是生存本能？

NT$249

科學×防疫

預防COVID-19 也能降低五大傳染病的盛行

ISSN:0250-331X

9

770250

331001

12

Contents 封面故事引言

612

p 06

生理醫學獎

2020 DECEMBER

2020 諾貝爾獎特別報導 C 型肝炎病毒：

p 08

第一個可以治癒的人類慢性病毒感染 陳培哲

番外篇

p 12

C 肝病毒細胞模型建置的幕後功臣－ 拉爾夫 ‧ 巴滕施拉格 涂琬瑛

物理學獎

p 16

p 20

番外篇

p 22

發現銀河系中心的大質量緻密天體 淺田圭一、松下聰樹

時空的奇異旅程 卜宏毅

不只黑洞

羅傑 ‧ 潘洛斯的科學貢獻與研究精神 陳宏賓

化學獎

p 26

番外篇

p 30

神奇的基因剪刀手 CRISPR-Cas9 黃子懿、陳佑宗

意外搭上基因編輯這條大船─ 凌嘉鴻專訪 羅億庭

經濟學獎

p 34

拍賣理論 陳由常

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

1

Contents-2

填問卷．拿新書

News Focus

只要於 2020 年 12 月 31 日前，

4 透過科技探究森林大火的影響

完整填寫讀者問卷調查，就有

5 讓嬰兒透過「選擇」發現自己的喜好 /

機會獲得大塊文化出版的新書

社交距離可能增加年長者的孤獨感

《時空行者史蒂芬．霍金》。

思辨之評

問卷內容請至 reurl.cc/j54gy1

38 2020 諾貝爾獎遺珠 那些研究團隊裡的無名英雄／方偉宏 顯影

或掃描 QR code，並詳實填寫， 否則將喪失抽獎資格。 獲獎名單將於 2021 年 1 月 5 日

42 犀牛鬣蜥／游崇偉

之前公布於《科學月刊》網站

44 蘇鐵科植物／植業病

（www.scimonth.com.tw）。

專 欄

46 數不勝數：精緻又迷人的幾何圖形─ 統一發票防偽團花設計專訪／林家妤 Shark Lin 50 格物致知：物質由何組成？從原子光譜到原子結構／蔡坤憲 54 潛移默化：你知道嗎？ 不愛「吃苦」可能是你的生存本能？／陳瑋駿 58 物換星移：天文學家的野望 LYNX X 射線太空望遠鏡／林彥興 精選文章

62 由 COVID-19 衍生出的防疫大網，

reurl.cc/j54gy1

成功降低五大傳染病的盛行率／傅詩宸 TSfN 研討會採訪

66 「看見」腦神經：下一個世代的神經網路地圖／陳亭瑋 70 帶領神經科學走入臨床─ 非人靈長類動物疾病模型的建置／羅億庭 科技大補帖

74 實現未來科技生活的樞紐 大數據／曾耀寰 書 摘

78 《時空行者 史蒂芬．霍金》

《科學月刊》勘誤

1. 《科學月刊》611 期第 34 頁圖五的函 數圖形「z=cos-1x」與「z=cosx」更正 為「z=sin-1x」與「z=sinx」。 2. 第 74 頁的「砸湊樹（M tree）」更正 為「砸湊樹（Merkel Tree）」。 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 2020.12

臺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 邱韻如 郝玲妮 高涌泉 曾耀寰 羅時成 秘 書：李金穗 出版者：科學月刊社

2020 諾貝爾獎 每年 10 月是諾貝爾獎的頒獎時刻，《科學月刊》也會固定在 12 月以封面故事進 行一系列的追蹤報導。今（2020）年的生醫獎，頒發給對於 C 型肝炎病毒有重大 貢獻的三位科學家，分別是發現非 A 非 B 型肝炎病毒的阿爾特，分離出 C 型肝炎

理事會 理事長：曾耀寰

並將其正式命名的霍頓，以及發明治療 C 型肝炎口服藥物的萊斯。在三位學者與

理 事：曲建仲 林翰佐 邱韻如

他們各自團隊的努力下，C 型肝炎成了人類的一個能順利治癒的慢性病毒。

紀延平 張敏娟 程一駿 蔡孟利 蔡政修 執行總監：趙軒翎 編輯部

物理獎的部分，本次的主題為黑洞的研究及「銀河系中的幽暗秘密（Milky Way’ s darkest secret）」。獲獎者分別是證明「黑洞為廣義相對論的直接結果」的潘洛斯， 以及各自帶領團隊發現「銀河系中心的大質量緻密天體」的根策與吉茲。三位獲

總編輯：林翰佐 副總編輯：趙軒翎 蔡政修

獎者讓世人對於這個宇宙最神秘的天體有更深層的理解。

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 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

化學獎則是由「開發基因編輯技術」的道納與夏彭提耶。這把作為「基因的剪刀」 的 CRISPR-Cas9 基因編輯系統為生命科學與醫療領域帶來重大影響，而此技術在 未來將能應用於治療遺傳性疾病等領域，造福眾人。

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 廖達珊 廖英凱 管永恕 劉宗平 蔡兆陽

經濟獎頒發給「改良拍賣理論」與「創新拍賣型態」的威爾遜及米爾格龍。由於 拍賣機制早已深入我們的日常生活，從大家常用的網路拍賣、國際知名的拍賣會， 到政府標案等。兩位學者提出的方法不但改善了傳統拍賣模式帶來的問題，也讓 買賣雙方都能獲得最大利益。

蔡孟利 蔡振家 鄭宇君 鄭運鴻 韓德生 嚴如玉 嚴宏洋 蘇逸平 編輯顧問：王明蘅 古宏海 朱麗麗 吳明進 吳家誠 周延鑫 周榮泉 洪萬生 洪裕宏 胡進錕 孫維新 張 復 張勝祺 陳文屏 陳章波 陳國成 曾惠中 楊玉齡

和平獎與文學獎則是由聯合國轄下的世界糧食計劃署及美國詩人葛綠珂所獲得。 前者是全球規模最大的人道組織，目標為消除飢餓問題及致力於糧食安全等。去 （2019）年，世界糧食計劃署已協助 88 個國家，近 1 億名遭遇飢餓與糧食問題 的民眾；後者則因「憑藉樸實無華且準確的詩意之聲，使個體的存在具有普遍性」 而得獎。她的作品保有強烈的情感，闡述人們對於悲傷與痛苦的經歷與感受。

劉仲康 駱尚廉 魏耀揮 蘇益仁 蘇振隆 主 輯：謝育哲

即使今年的處境依舊艱困，但我們還是能在諸位得獎者身上看到人性閃耀的光

編 輯：羅億庭

輝，以及為世界努力不懈的精神。讓我們恭喜他們！

美術編輯：黃琳琇 業務部 經 理：李金穗

主編 謝育哲

業務助理：廖本翔

創刊於 1970 年

科學月刊社

製版印刷：赫偉有限公司

本期為第五十一卷第十二期 第 612 期 發行於 2020 年 12 月

地址：10646 臺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。

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

3

NEWS FOCUS

透過科技探究森林大火的影響

（Photo by Matt Howard on Unsplash）

日前美國加州森林大火持續燃燒不

氣體吹向低海拔處，進而影響空氣品

碳濃度極高，大於 350 ppbv（parts

斷，影響範圍已超過約 47 萬英畝，

質及氣候變化。

per billion by volume）；而在外圍

導致附近居民被迫離開家園避難，

對此，研究人員利用 Aqua 衛星上搭

區域的一氧化碳濃度則較低，介於

這場森林大火也嚴重危害當地的環

載的大氣紅外線探測儀（atmospheric

境，可說是加州史上最嚴重的火災。

infrared sounder, AIRS）與先進微 波探測裝置（advanced microwave sounding unit, AMSU），探測地球所

美國國家航空暨太空總署（NASA）轄 下的噴射推進實驗室（Jet Propulsion

4

30 ～ 50 ppbv 之間。不僅如此，大氣 中的噴射氣流（jet stream）會將一 氧化碳往東方吹，橫越美國內陸至大 西洋，危害的範圍越來越廣。

Laboratory, JPL）近期提出，他們透

發出的紅外線與微波輻射，感測不同

目前，科學家們仍持續監測加州森林

過特殊儀器偵測，得知森林大火燃燒

區域的大氣狀態，並建立一個完整的

帶來的一氧化碳（CO）所影響的區域

大火所產生的大量熱能及散發到大氣

全球 3D 圖，其中還包括大氣溫度、

中的一氧化碳，並期許這場森林大火

不斷擴大。

濕度、雲量和高度、溫室氣體濃度及

能儘快結束，讓居民早日修復家園。

由於燃燒會釋放一氧化碳，同時也會

其他大氣現象等資訊，藉此觀察地球

伴隨煙霧與灰燼，這些空氣汙染物質

的天象、氣候及地球表面變化等。

可能在大氣中持續停留約一個月，甚

儀器分析了加州地區在今（2020）

至還能遠距離傳播。在高海拔處，有

年 9 月 6 日至 9 月 14 日間，距地面

害氣體對於人體呼吸的空氣影響相對

5 公里處的大氣中一氧化碳濃度平均

小，但是透過強風的吹拂，會使這些

值。結果顯示，主要區域的一氧化

科學月刊 2020.12

NASA/Jet Propulsion Laboratory, NASA Monitors Carbon Monoxide From California Wildfires, https://reurl.cc/yg4DbD, 2020.

NEWS FOCUS

讓嬰兒透過「選擇」發現自己的喜好 美國約翰．霍普金斯大學（Johns Hopkins University）的研 究團隊近日於心理學期刊（Psychological

Science）提出，

一般成年人在相似的事物之間做選擇時，會產生無意識的 喜好或偏見；而嬰幼兒也會為自己的選擇產生自身的喜好 或偏見，代表人類對於事物的選擇方式屬於直覺性反應。 研究團隊對 189 位月齡 10 ～ 20 個月大的嬰兒進行實驗。 實驗方式是將兩種相同的玩具分別放置在實驗室兩端，讓 嬰兒們隨機選擇。當嬰兒爬行到其中一端取得玩具後，研 究人員會將嬰兒選擇的玩具取走並改放另一個新玩具，讓 嬰兒可以對於第一次未選擇的玩具與全新的玩具重新做出 選擇。

（Photo by Shirota Yuri on Unsplash）

結果顯示，大部分嬰兒們都會選擇新玩具，而不是之前從 未選擇過的玩具；另外，若玩具不是經由嬰兒自己選擇，

兒童認知科學家表示，人類會在不知不覺中，認為必須喜

也就是直接由研究人員給予某項玩具時，上述的心理選擇

歡自己所選擇的東西，而那些沒有被選擇的項目則會被認

過程就會消失。專家初步推測，嬰兒可能會針對自己的選

定為其實並沒那麼好。目前研究團隊正在計畫進一步的研

擇發展出自身喜好；但在沒有經過選擇的過程時，嬰兒就

究，將分析嬰兒在面對更多的選項時所做出的選擇方式。

未必能發展出自己的喜好。也就是說，嬰兒不是根據物品 新穎性或內在的偏好進行選擇。

Alex M. Silve et al., When Not Choosing Leads to Not Liking: Choice-Induced Preference in Infancy, Psychological Science, 2020.

社交距離可能增加年長者的孤獨感

為 防 範 COVID-19 疫 情 延 燒， 保 持 安 全 的 社 交 距 離（social

distancing）是政府在防疫政策宣導上重要的一環，但這也加 深了人與人「心」之間的距離。 蘇格蘭政府首席科學家辦公室（Scottish

Government's Chief Scientist Office）在今（2020）年 5 月針對 1429 名年長者執行

的調查發現，由於社交距離、社會疏離與孤獨感增加，使得年 長者的社交網絡、社會支持及幸福感減少，而這些都與他們的 健康狀況有著密切關係。 （123RF）

University of Stirling, Social distancing is increasing loneliness in older adults, 9 Nov, 2020.

好的社會支持與社交網絡，能防止孤獨感的增加與健康狀況惡 化。因此在全球投入防疫措施，保持社交距離甚至封城的狀態 下，除了身體健康外，年長者的心理健康也需要人們特別關注。

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

5

6

科學月刊 2020.12

COVER STORY

2020 諾貝爾獎特別報導 一位來自瑞典的化學家設立獎項， 他將自己身前的財產轉變為基金， 再以基金的利息作為獎項的獎金， 表揚在各科學領域有所貢獻的人！

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

7

諾貝爾獎特別報導

2020 諾 貝 爾 生 理 醫 學 獎

C 型肝炎病毒： 第一個可以治癒的 人類慢性病毒感染 哈維 ‧ 阿爾特 Harvey Alter

科學 月刊

國籍：美國 現任：美國國家衛生研究院（NIH）傳染 病科科長和輸血醫學系研究副主任 研究領域：病毒學 （Photo credit to Chia-Chi Charlie Chang 張佳琪 , National Institutes of Health）

陳培哲 現為臺灣大學臨床醫學研究所教授， 曾為臺灣大學醫院肝炎研究中心主 任。研究興趣為分子肝炎病毒學、肝 細胞癌的遺傳和基因組研究。

Take Home Message 當科學家們尚不清楚 C 型肝炎的時 候，都是以非 A 非 B 型肝炎來代稱。 而非 A 非 B 型肝炎病毒的發現，歸功 於美國國家衛生研究院的病毒學家阿 爾特；接著是英國生物化學家霍頓， 成 功 分 離 出 非 A 非 B 型 肝 炎 病 毒，

麥可 ‧ 霍頓 Michael Houghton

並將它正名為 C 型肝炎病毒；最後，

國籍：英國

藥物，使得 C 型肝炎成為人類醫學史

現任：加拿大阿爾伯塔大學（University of Alberta）醫學微生物學與免疫學系教授 研究領域：病毒學、微生物學

美國病毒學家萊斯發明的小分子口服 上，第一個可以根除和治癒的慢性病 毒感染症。

（Photo credit to Michael Holly, University of Alberta）

自從發現 ABO 血型之後，輸血就成為臨 床治療上的一個重要方式。不過在大量運

查爾斯 ‧ 萊斯 Charles Rice

用輸血治療之後，醫學界很快地就發現輸

國籍：美國

血後的患者約有三分之一會出現肝炎症

現任：美國洛克菲勒大學（Rockefeller

狀，例如黃疸及肝發炎指數升高等。而致

University）病毒學教授

病病源即使經由過濾處理，仍然存在於待

研究領域：病毒學 （Photo credit to The Rockefeller University）

輸血的血液中；因此在 1950 年代，科學 家就知道輸血後的肝炎是病毒引起的，並 隨即投入大量研究。

8

科學月刊 2020.12

封面故事

01

從輸血後肝炎到非 A 非 B 型肝炎

後定期抽血檢查的檢體，發現在排除 B 型肝炎的情況下，

首先是在 1960 ～ 1970 年代，來自美國的科學家布倫伯格

確實有 5 ～ 10％的病人在輸血後仍然會得到肝炎。

（Baruch Blumberg），發現了 B 型肝炎病毒（hepatitis

B virus, HBV）。布倫伯格因此進行了臨床試驗，篩檢

他更進一步把輸血後肝炎患者的血液，過濾後再注射到黑

並排除 B 型肝炎的捐血人，經過這種處理方式，輸血後肝

猩猩身體中，發現過濾後的患者血液也會使黑猩猩罹患

炎的發生率從 30％下降到 10％，證實了 B 型肝炎病毒是

肝炎。經過此動物實驗，阿爾特證明了剩下的這 10 ％輸

造成患者出現「輸血後肝炎症狀」的其中一個主要原因。

血後肝炎也是由病毒所引起，但既不是 B 型肝炎也不是

A 型肝炎，因此當時只好稱為非 A 非 B 型肝炎（non-A 但是為什麼還有 10 ％的輸血後肝炎症狀存在呢？這些輸

non-B hepatitis）。

血後肝炎是不是也由病毒引起？ 此外，阿爾特也追蹤輸血後非 A 非 B 型肝炎的患者後續 美國國家衛生研究院（National Institutes of Health, NIH）

病況。他發現輸血後非 A 非 B 型肝炎的患者大部分都會

的病毒學家阿爾特（Harvey Alter）的研究就是從此開

轉變慢性肝炎，長期下來輸血後非 A 非 B 型肝炎將演變

始。阿爾特從 1970 年代開始在美國國家衛生研究院的臨

成肝硬化或是肝癌。他了解這是一個重要的疾病，所以大

床研究病房中，有系統地研究輸血後肝炎，他收集接受輸

力推動以新的科學方法去尋找非 A 非 B 型肝炎病毒真正

血患者的系列血液檢體，包含輸血前的血液檢體以及輸血

的身分。因此在 1980 年代，有很多病毒學者或是分子生

為什麼在篩檢並排除患有 B 型肝炎的捐血人後，還有 10％的輸血後肝炎症狀存在呢？輸血後肝炎是不是由其他的病毒引起？（123RF）

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

9

諾貝爾獎特別報導

2020 諾 貝 爾 物 理 學 獎

發現銀河系中心的 大質量緻密天體 日本綜合研究大學院大學天文博士。目前為中央研究

Take Home Message

院天文及天文物理研究所副研究員，格陵蘭望遠鏡計

今（2020）年諾貝爾物理學獎將一半獎項

淺田圭一

畫科學家。研究興趣為 VLBI 天文物理學。 松下聰樹

科學 月刊

頒 發 給 德 國 天 文 物 理 學 家 根 策（Reinhard Genzel） 以 及 美 國 物 理 學 家 吉 茲（Andrea

日本綜合研究大學院大學天文博士。目前為中央研究

Ghez）。由兩人分別率領的天文團隊都發現

院天文及天文物理研究所研究員，格陵蘭望遠鏡計畫

了銀河系中心的大質量緻密天體，他們先

主持人。

是利用各地天文台對天體進行紅外線觀測， 並藉由自適應光學技術解決觀測時遭遇的

譯 者

大氣擾動問題，最後獲得了天體的運行軌

黃珞文 輔大跨文化翻譯研究所碩士，任職於中央研究院天文 及天文物理研究所。

賴因哈德 ‧ 根策 Reinhard Genzel 國籍：德國 現任：馬克斯‧普朗克外星物理研究所教授

道，找到了銀河系中心黑洞存在的證據。

今年，德國天文物理學家根策與美國物理 學家吉茲共獲諾貝爾物理獎，獲獎原因為 「發現銀河系中心的大質量緻密天體」。

研究領域：天文物理 （MPE）

說起黑洞，其實早在 1915 年愛因斯坦提 出廣義相對論的場方程後不久，德國物理 學 家 史 瓦 西（Karl Schwarzschild） 就 已

安德烈婭 ‧ 吉茲 Andrea Ghez 國籍：美國

用數學方程式對其進行描述。然而在接下 來 的 半 個 世 紀， 天 文 學 界 對 於 黑 洞 的 關 注 卻 僅 限 於 數 學 和 理 論 上 的 推 導。 直 到

現任：加州大學洛杉磯分校教授

1963 年，荷蘭天文學家施密特（Maarten

研究領域：天文學

Schmidt） 於 類 星 體 3C 273 上， 發 現 氫

（Elena Zhukova ∕ University of California）

原子的巴耳末系光譜出現了強烈的紅移 現象，因此他認為 3C 273 並非恆星，而

16

科學月刊 2020.12

封面故事

02

是某遙遠星系之中的一個活躍星系核（ active galactic

還需要把恆星的圖案對齊並層層疊加，以獲得更清晰的圖

nucleus），這也終於讓天文學界開始思考：到底是什麼

像，但這些做法仍受限於望遠鏡的繞射極限（diffraction

原因能讓某個非常小的區域變得非常明亮？而此現象的其

limit）。

中一個解釋為，當物質吸積在類星體中心的黑洞上所釋放 的重力位能（gravitational energy）。至此，天文學界

所幸他們應用開發出了一種新技術來解決大氣擾動的問

開始認真尋找星系中心存在著黑洞的證據。

題，那就是自適應光學（adaptive optics）。最終，在對 這些恆星持續觀測多年後，兩個獨立團隊各自畫出了許多

從天體運行的軌道尋找蛛絲馬跡

恆星在圍繞著一個巨大緻密天體運動的軌跡圖。

計算天體的運行軌道是天文學研究中一項既悠久又基本的 方法之一。從太陽到行星等天體的質量都能用這種方法計

什麼是自適應光學？

算出來，而今年獲得諾貝爾物理獎的根策與吉茲也正是採

自適應光學技術是一種用來解決受大氣擾動而影響觀測影

用此方法。在 1990 年前後，根策與吉茲帶領各自的團隊

像的工具。此方法是先觀測距離目標較近的亮星，或是以

計算天體運行的軌道，透過了解恆星的運動，以期進一步

雷射光打出人造星點，計算觀測時的大氣條件。在獲得大

探究銀河系中心的超大質量黑洞。在包括智利的新技術望

氣資料後，藉由電腦的輔助讓觀測的鏡面變形，以抵銷大

遠鏡（New Technology Telescope, NTT）、超大望遠

氣擾動帶來的影響。利用自適應光學技術，在地面上獲取

鏡（Very Large Telescope, VLT）及夏威夷的凱克天文

的圖像與部署在太空的天文望遠鏡的拍攝效果類似。圖一

台（W. M. Keck Observatory）的幫助下，兩團隊各自

為凱克天文台所拍攝的銀河系中心影像，可比較有無使用

努力並取得了高準確度的軌道測量結果。

自適應光學技術的差異。當使用自適應光學後，我們能在 不受大氣干擾的條件下拍攝黯淡天體的細微特徵，且能透

由於地球與銀河系中心之間，有很多會吸收可見光的塵埃

過光譜學測量到恆星的三維運動。

阻隔，因此我們難以在地球上直接以可見光 望遠鏡觀測銀河系中心。這個問題可以用紅 外線望遠鏡解決。不過，透過紅外線望遠鏡

圖一：自適應光學技術的的效果

雖能觀測位於銀河系中心附近的恆星，但有 個會造成星星「一閃一閃亮晶晶」的東西卻 仍然讓觀測困難重重，那就是：地球大氣。

星光一閃一閃的原因來自於大氣的擾動。即 使在海拔 4000 ～ 5000 公尺的觀測點都難逃 星光閃爍所帶來的阻礙。由於閃爍的星光會 導致觀測圖像中的恆星位置產生波動，使圖 像變模糊，解析度無法提高。起初，根策和

圖為凱克天文台所拍攝的銀河系中心照片。當沒有使用自適應光學技術時，照片中

吉茲的團隊都試圖利用高靈敏度的感測器和

的天體會因為大氣擾動而造成影像模糊（左）；而在利用自適應光學技術後，拍

極短的曝光迴避大氣擾動效應的問題。運用

攝的天文影像變得十分清晰，明顯移除了大氣閃爍效應並獲得較銳利的圖像，與

這些方式一方面是因為曝光時間短，相對能

太空中的天文望遠鏡所拍攝的圖片效果相近（右）。（These images/animations were created by Prof. Andrea Ghez and her research team at UCLA and are from data sets obtained

順利拍到亮星；另一方面，一系列的短曝光

with the W. M. Keck Telescopes.）

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

17

顯 影

犀牛 鬣蜥 Cyclura cornuta

圖．文／游崇瑋

2017 年初，我獨自旅行到伊斯帕尼奧拉島（Hispaniola，又稱作 西班牙島），島上有兩個國家：多明尼加共和國與海地，也是 唯一在加勒比海上擁有兩種原生岩鬣蜥的島嶼，分別是犀牛鬣 蜥與瑞克氏岩鬣蜥（Cyclura ricordii）。 其中犀牛鬣蜥是島上比較常見且平易近人的岩鬣蜥。據估計， 牠們的野外族群大約是 1 萬∼ 1 萬 6 千頭，以岩鬣蜥來說數量 相對較多。相比牠們在島上數量稀少又敏感的鄰居：瑞克氏岩 鬣蜥，犀牛鬣蜥真的是親民太多了！

（打哈欠 ...）

犀牛鬣蜥全長近 1.5 公尺，鼻頭又帶著角，儼然是一隻小恐龍！ 在野外，野生的犀牛鬣蜥對於周遭的人類活動幾乎無感；不過， 當人靠近到 1 公尺內的距離時，牠們就會開始閃躲。 另外，牠們平時大多看似無所事事，並在開闊處曬太陽，但其 實眼睛都在觀察四周是否有天敵，或尋找可以吃的食物；一旦 有所發現，牠們就會用迅速的步伐跑過去，咬起吃掉。犀牛鬣 蜥絕大部分的食物是葉片與果實等植物，但偶爾也會取食一些 隨機遇到的小動物或屍體。 當下次看到牠們低下頭，伸出短短的舌頭觸碰東西時，就知道 牠們對此感興趣，想試試看能不能吃！

42

科學月刊 2020.12

顯 影

1

3 4

2

1. 犀牛鬣蜥體態壯碩，具有一定的 攀樹能力。

2. 打哈欠……。

3. 一同曬太陽的犀牛鬣蜥通常互不 侵犯，保持著「社交距離」。

4. 正在曬太陽的犀牛鬣蜥。

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

43

顯 影

蘇鐵科 植物

蘇鐵科（Cycadaceae）只有蘇鐵屬（Cycas）一屬，本科植物通稱為鐵樹， 形似棕櫚，是一種常綠木本植物，具有大型羽狀複葉，是現存最古老的 種子植物。在中生代是陸地上最主要的植物種類，與恐龍同時興盛，並 為其重要食物，兩者同樣在白堊紀大量滅絕。現今的種類則是約從 1100 萬年前的中新世（Miocene）快速分化的過程而產生，主要分布在東亞與 東南亞。 傳言鐵樹開花很罕見？其實，鐵樹根本不會開花，因為鐵樹屬於裸子植物 （gymnosperm），胚珠裸露在外，沒有子房保護，著生在一種叫做大孢

圖．文／植業病 @ plantsholic

子葉（megasporophyll）的構造上，所以根本沒有被子植物（angiosperm）

（Facebook 粉絲專頁）

的「花」構造，當然不會開花啦！而且要看到鐵樹的生殖構造其實並不

蘇鐵為一回羽狀複葉，螺旋狀排列於莖的端部。

蘇鐵的大孢子囊穗，扁球形，由多數的大孢子葉所組成。

44

科學月刊 2020.12

臺東蘇鐵的小孢子囊穗，長圓柱形，由多數的小孢子葉所組成。

顯 影

難，鐵樹原生於熱帶及亞熱帶地區，所以在熱 的環境下很容易看到它的生殖構造，之所以會 有鐵樹生殖構造很罕見的說法，可能是因為將 鐵樹人為栽植於溫帶地區的緣故，溫帶地區的 氣候較不適合鐵樹生長，所以生殖構造罕見的 迷思只限定於溫帶寒涼地區而已喔！ 臺灣常見有兩種蘇鐵，分別是原生的臺東蘇 鐵（Cycas

taitungensis）及人為引進的蘇鐵 （Cycas revoluta）。臺東蘇鐵小葉邊緣平展，

而蘇鐵小葉邊緣反捲，可以藉由此特徵來辨 別兩者喔！它們皆為雌雄異株，小孢子囊穗

蘇鐵的大孢子葉密被褐色絨毛，先端 櫛齒狀，基部通常具 2 ～ 3 枚種子， 種子具有毒性，千萬不要好奇食用。

（microstrobilus） 呈 長 圓 柱 形； 大 孢 子 囊 穗

臺東蘇鐵的小葉邊緣不反捲，像 似展翅翱翔的海鷗。為臺灣特有 種，主要族群分布於臺東紅葉村 一帶，因此設有「臺東紅葉村臺 東蘇鐵自然保留區」。

（megastrobilus）為扁球形。雌雄株的生殖構 造非常不同，簡單來說，雄株就是長長一根， 雌株就是圓圓一球。之後遇見蘇鐵的生殖構造 時，能更精確的稱呼它了嗎？也可以觀察看看 你遇見的是雌株還是雄株唷！

蘇鐵的小葉邊緣向內反捲，形似 縮 翅 的 海 鷗， 是 明 顯 的 區 別 特 徵， 也 是 其 種 小 名（revoluta ）

在描述鐵樹的生殖構造時，大家有沒有發現我 們並不是用一般的雄花、雌花來稱呼呢？這是

的由來。原產日本南方，為蘇鐵 科植物分布最北界，是世界上栽 植最廣的蘇鐵植物之一。

因為裸子植物的生殖構造和被子植物很不同， 所以各個組成分有著不一樣的稱呼方式，但大 致可以相互對應，以下為簡易對照表：

雄 株 裸子植物 小孢子囊穗：

由多數的小孢子葉所組成，又稱為 雄毬花

小孢子葉（microsporophyll）： 著生許多的小孢子囊

小孢子囊（microsporangium）： 內部具有小孢子

小孢子（microspore）： 發育成雄配子體

♂ 被子植物 雄花

♀

雌 株 裸子植物

被子植物

大孢子囊穗：

為數個珠鱗（ovuliferous scale）與 苞鱗 （bract scale）的複合體

雄蕊

花藥

花粉粒

大孢子葉（megasporophyll）：

雌花

胚珠著生於上面。相當於松科的珠

心皮

－

－

－

－

鱗，當種子形成時稱為種鱗

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

45

專欄文章

12 3R

F）

你知道嗎？ 不愛「吃苦」可能是 你的生存本能？

（

Take Home Message

由於植物並沒有雙腳，無法在面臨危險的時候逃跑，因此他們發展出 了一項特殊的自衛手段──靠自身分泌出的一些特殊化學物質，作為

天然的殺蟲劑或抗菌劑，甚至還可以告訴掠食者「我很難吃，不要吃 我！」，例如馬鈴薯中的龍葵鹼（solanine），以及柑橘類果皮與果 核上分布的檸檬苦素（limonin）都是植物分泌出的苦味劑。

┏ — — — — — — — — — ┓ ︱ 【平台】Switch ︱ ︱ 【物品名稱】ＯＯＯ傳說 ︱ ︱ 【售價】1400 ︱ ︱ 【物品狀況】二手 狀況良好 ︱ ︱ 【交易方式】限台中面交 ︱ ┏

┏

︱ 【備註】卡帶未舔過 ︱

54

學化學系學士。現職科技業工 程師，著有《化學有多重要， 為什麼我從來不知道？》一書。

任天堂 Switch（Nintendo Switch）作為話題性不斷的

那天，我在二手遊戲板看到一篇貼文：

— — — — — — — — —

陳瑋駿 清華大學化學系碩士，中興大

遊戲主機，不僅在剛推出時就風靡全球，在卡帶下的工 夫也頗具巧思。雖說並不清楚到底是哪個玩家閒閒沒事 開了這個頭，但接踵而來的「舔卡帶」風潮卻席捲當時 的網路社群。許多對網路風向相當敏感的 Youtuber，也 搶在第一時間錄下自己舔 Switch 卡帶時，那個面部表情 糾結到可以夾死蚊子的模樣。原來，他們舔到的是金氏 世界紀錄所認證的「地表最強苦味劑」──苯甲地那銨 （denatonium benzoate）。

「嗯……未舔……蛤？」這個發語詞是第一時間浮現在

在目前已知的五種味覺：酸、甜、苦、鹹與鮮當中（「辣」

我心裡的唯一詞彙，為了確定不是我眼睛業障重而看錯

不是味覺），人類對於苦味特別敏感，雖說我們總喜歡

最後三個字，我盡可能地把鼻子貼近手機螢幕上，確認

勉勵人別害怕吃苦，但以演化角度來看，人們害怕吃苦

應該不是我手機用太久眼花了。

卻是其來有自，甚至可以說人們天生就必須害怕吃苦。

科學月刊 2020.12

潛移默化

植物才不想被你吃咧！

由上面的兩個例子，讀者們大概可以感覺到，不少威脅

動物面臨威脅的時候，都會主動走避遠離危險。然而，

就潛伏於大自然當中，以身試毒的工作，我們在中國的

當今地球上已知的植物，面對危險時可是沒辦法像精靈

古神話裡看看就好。相傳古代神農氏有一個水晶肚能夠

寶可夢（舊稱神奇寶貝）中的喇叭芽一樣用兩腳逃跑，

辨識草藥的功效，於是神農氏便不斷地嘗試吃入各類草

因此植物們的自衛手段，只能依靠自身分泌出的一些

藥來進行療效測試。有一說嘗百草的神農氏最後是因為

特殊化學物質，這些物質不僅是天然的殺蟲劑或抗菌

吃到斷腸草而過世，但要能夠累積到「百草」的戰績，

劑，甚至可以告訴掠食者「我很難吃」，像是某些植物

還是得幸運地歸功於他的吃草順序，要是一個臉黑運氣

分 泌 出 的 生 物 鹼（alkaloids）、 植 物 酚（plant-based

差，可能一開局就直接全劇終。

phenols）或萜類（terpenes）。雖說有少數這類物質， 在少量食用的前提下有 益 人體健康，但大多數這類物質

當吃苦不再是人生一大威脅

不僅有毒，嘗起來也相當苦澀（或許小孩子討厭吃蔬菜

好在，經過長時間的演化，我們並不需要靠嘗百草來識

正是本能地迴避潛在的中毒危機吧）。

毒，雖說目前人類大致上已經能夠掌握幾個會讓人感到 苦味的化學結構，但詳細產生苦味的原理仍然了解不多，

舉例來說，在柑橘類的水果表皮或者未成熟的果實當中，

而且也沒有絕對的規律。不過可以確定的是，正因為自

就經常含有苦味的橘皮油（citrus oil）或者含有苦味且

然界當中，多數的毒性物質都具有或多或少的苦澀味（當

有抗菌活性的黃酮類化合物（flavanoids）。又例如馬鈴

然也有嘗起來苦旦不具毒性的例子），因此人類在演化的

薯一旦發芽之後就絕對不可以食用，這不單純只是因為

過程中，也逐漸養成對苦味敏感的本能。

發芽後的馬鈴薯吃起來苦苦的不怎麼美味，最重要的是， 這個苦味正是源自高濃度的「龍葵鹼（solanine）」，

人類對於苦味能有多敏感？以具有苦味的奎寧（quinine）

龍葵鹼是一種具有殺蟲特性的生物鹼，一旦人畜吃入過

來說，只要約每公升的水溶液中含有 25 微莫耳（μmol）

量龍葵鹼，最嚴重可能導致死亡。

的奎寧，就可以讓人感知到苦味。如果你對這個數字感 受不是很強，那麼你該知道一下人類對於甜味感知的遲 鈍，如果把溶於水中的物質改成蔗糖，每公升要含有多 少量的蔗糖才感覺得到甜味呢？答案是大約 10000 微莫 耳。會有這麼巨大的差異，我們得歸功於味蕾當中多達

20 ～ 30 種的苦味受器（相較於甜味受器只有 1 種）。 因此，比起甜、酸和鹹等其他味覺感知，苦味的敏感度 不僅極高，能夠辨識的苦味分子種類也相當豐富，使人 得以規避各種潛在的毒性物質，人類為了能夠延續自身 的基因，在味覺上的演化是如此的巧妙！

雖說在這個年代，我們已經有先進的科技以及龐大的資 發芽的馬鈴薯含有高濃度的龍葵鹼，不但吃起來苦苦的不好吃， 若人畜吃入過量龍葵鹼，最嚴重還有可能導致死亡。（123RF）

料 庫 來 辨 識 有 毒 植 物， 大 抵 來 說， 人 類 已 經 免 於 野 生 植物毒性的威脅，早已遠離茹毛飲血的階段，飲食也精

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

55

專欄文章

LYNX 太空望遠鏡。 （Granttremblay, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons）

天文學家的野望 LYNX X 射線太空望遠鏡 Take Home Message

在天文的觀測領域中，除了利用可見光之外，探測宇宙中的 X 射線也

是常見的手段之一。但由於宇宙中的 X 射線會被地球大氣吸收，難以 直接在地面上進行觀測，對此天文學家利用衛星將天文望遠鏡發射至

太空進行觀測。而正在規畫的 LYNX 太空望遠鏡，預計將帶給我們更 多的觀測資料，探測黑洞、找尋星系及恆星的演化過程。

林彥興 清大理學院學士班，物理 /

天文物理雙專長，EASY 天 文地科團隊總編輯。

58

科學月刊 2020.12

物換星移

相較於可見光天文學的悠久歷史，X 射線天文學（X-ray

LYNX 計畫中窺探人類科技的日新月異，以及全世界天

astronomy）可謂相當年輕的天文領域。由於地球的大

文學家未來二十年的野望。

氣層幾乎會將來自宇宙的 X 射線完全吸收，因此想要在 地面觀測宇宙中的 X 射線幾乎是不可能的任務。直到太

X 射線望遠鏡的特殊設計

空科技高速發展的 1960 年代，天文學家才開始嘗試將簡

不過，看看 LYNX 的長相，真的是座望遠鏡？那些望遠

單的 X 光感測器搭載在探空火箭上，發射到數百公里的

鏡該有的鏡筒、鏡面或透鏡都到哪裡去了呢？這就要從

高空中進行短短幾分鐘的觀測，再將資料送回地面。即

X 光的特性談起。

使觀測條件如此嚴苛，這些早年的觀測仍為天文學打開 了另一扇窗，讓我們得以一窺宇宙高能、狂暴的一面。

傳統的光學望遠鏡，通常會使用凹面鏡匯聚光線，將光 線精準地聚焦在感光元件上產生影像。然而這招對 X 光

經過幾十年的發展，現在地球上空有超過十座 X 射線天

卻行不通，由於 X 光具有強大的穿透力，使它難以被鏡

文衛星正在運作中，觀測著宇宙中的超新星殘骸、星系

面反射聚焦，甚至會穿透並進而被鏡面吸收。但聰明的

間氣體及活躍星系核等各式各樣的目標。與此同時，未

科學家與工程師還是想到了解決的方法，他們打造一圈

來也有多個 X 射線太空望遠鏡計畫，正如火如荼的進行

一圈的金屬環，讓 X 光入射時像打水漂一般輕輕掠過鏡

中。其中，由美國國家航空暨太空總署（NASA）資助

面，就可以讓 X 光反射、聚焦並成像而不被吸收。這項

的 LYNX（中文意為猞猁）太空望遠鏡當屬最富野心的

革命性的技術最早被使用於 1979 年升空的愛因斯坦衛星

計畫之一，它將以全面超越現役望遠鏡的性能，探索宇

（Einstein Observatory），使 X 射線天文學從原本只能

宙的高能區域。

大概知道從哪個方向射來多少 X 光，進化成能夠呈現出 如同可見光天文學所產生的影像資料。

作為一個仍在襁褓中的計畫，LYNX 能否持續發展，究 竟何年何月才能升空都還是未知數。但這不妨礙我們從

而 LYNX 的光學系統預計將由 457 層金屬環組成，搭配 三種不同的先進相機與光譜儀，使 LYNX 在空間解析力、 拍攝效率與光譜解析力等領域，都將全面超過現役的 X 射線望遠鏡。強大的空間解析力，就如同視力很好的人， 可以看清天體的細節；拍攝效率的提升，代表在相同的

焦點

拋物面鏡 支架

拍攝時間下，可以拍到更暗的天體，或是拍攝更多張影 像，觀測更大的範圍；而光譜解析力，則讓 LYNX 能夠

入射

雙曲面鏡

光

X

X 射線太空望遠鏡利用一圈一圈的金屬環，讓 X 光入射時像打水 漂一般輕輕掠過鏡面，就可以讓 X 光反射、聚焦並成像。（Cmglee, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons）

看清光譜的細節，比如各種發射與吸收譜線，並從這些 譜線中推導出天體的溫度、組成元素與運動狀態等豐富 的資訊。

LYNX 的科學目標 天文學家希望借助 LYNX 強大的能力，攻克天體物理的 未解難題。其中最重要的三項科學目標是：

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

59

精選 文章

由 COVID-19 衍生出的防疫大網， 成功降低五大傳染病的盛行率 Take Home Message 2019 冠狀病毒疾病（COVID-19）來勢 洶洶，全球累計病例數也在今（2020） 年 10 月突破 4000 萬人。面對疾病，臺 灣人民做了萬全的防疫工作，有趣的是 諸如戴口罩、用肥皂勤洗手及保持室內 空氣流通等措施，不僅防堵了疫情在臺

今年最令人聞之色變的，莫過於已奪走全球近百萬條性命的 COVID-19， 這位不速之客從去（2019）年底開始，自中國武漢一步一腳印拓展它的 版圖至世界各地，肺炎病毒橫掃 188 個國家，約有 300 萬人不幸感染。 常見的症狀幾乎與一般感冒無異，多數人在經歷發燒、咳嗽與全身無力等 輕微症狀之後逐漸復原，少數嚴重者會出現急性呼吸窘迫、多重器官衰竭 甚至敗血性休克，許多世界級的名人也因為不敵新冠病毒的入侵在今年驟 然離世，於世人心中留下無限遺憾。

灣蔓延，公衛統計研究也指出，其他與

COVID-19 具有相似傳染途徑的流感、

此株病毒傳染能力高於流感，研究指出感染者在症狀出現前兩天即具有

重症流感、腸病毒、一般肺炎及猩紅熱

傳染能力；弔詭的是，某些無症狀的感染者也已證實具有傳染能力。飛

等，這些疾病的發生率也顯著下降。

沫是此病毒最主要的傳染途徑，咳嗽、打噴嚏、交談甚至呼吸，都有 可能將新冠病毒運送給新的宿主，換句話說多人聚集的地方就是感染

COVID-19 的高危險場所，也難怪全球有許多中小型餐廳因此而倒閉。 政府做了什麼？ 面對疫情的來勢洶洶，臺灣政府第一時間成立了中央流行疫情指揮中心， 以有效迎擊詭譎多變的疫情。自 2 月初起，衛福部的網站就宣導人民在 看病、陪病以及探病時應配戴口罩；一直到 4 月全球疫情爆發，臺灣感 染者多為境外移入開始，無論搭乘公車、捷運或高鐵的民眾均被強制要 求戴上口罩。短短幾個月，臺灣進入全民緊繃狀態，洗手、消毒與量體 溫已成基本，百貨公司、醫院及其他大型聚會場所皆門可羅雀。

由於防疫物資的需求量激增，在全民的努力加上政府的管控下，臺灣的 傅詩宸

紐約西奈山醫學院生醫

所博士，喜愛文學創作，曾兩度

醫療用口罩製造量逐日攀升，人人都擁有足夠數量的口罩進行最基本的

獲得「臺大醫學校區楓城新聞與

衛生防護。疫情爆發後的半年，全民防疫的效果登上了國際舞台，外媒

評論徵文比賽」佳作獎。

62

科學月刊 2020.12

開始逐一報導臺灣防疫的成功以及探討成功的原因：第一時間對疫情產

精選 文章

生高度警覺、確保防疫物資供應無虞及教導社會大眾正確

季節交替之際肆虐全台，他們的傳染途徑不外乎藉由以下

防疫觀念等，皆被納為討論之內。

3 種方式：

根據美國約翰霍普金斯大學的資料顯示，直至 6 月底，美 國每 10 萬人就有 36 人因 COVID-19 而死亡（得病 250 萬人；死亡 12 萬 5 千人），而臺灣則是每 10 萬人有 0.03 人死於 COVID-19（得病 446 人；死亡 7 人）。換句話 說，居住在臺灣的人死於 COVID-19 的機率僅有居住在 美國的 1/1200，就檯面上的數字來說，臺灣全民防疫的 效果實在驚人！

一、直接傳播：具有病原體的黏液藉由咳嗽或噴嚏直接接 觸健康者的眼睛或口鼻。 二、 間 接 傳 播： 具 有 病 原 體 的 黏 液 藉 能 由 空 氣 微 粒 （aerosols）進入健康者的呼吸道。 三、藉由帶有病原體的雙手進入眼睛及口鼻。

有效減緩傳染病傳播速度的方式，除了平日維持良好的 生活作息以維持強健的免疫力之外，保持良好衛生習慣 （確保雙手乾淨之前避免觸碰眼睛及口鼻與頻繁清洗雙

研究假說─防疫影響其他疾病的盛行率？

手等）的效果也不容小覷。兩位學者認為：假使臺灣防堵

介紹到此，讀者可能忍不住發問：除了無法施打 COVID-19

COVID-19 疫情蔓延的成功是來自於全民防疫的努力，

疫苗之外，其他防疫的措施，包括用肥皂勤洗手、搭乘大

那麼其他傳染途徑類似的疾病盛行率較去年相比或許也會

眾交通運輸配戴口罩及保持室內空氣流通等，不也是預防

顯著下降？

流感的基本守則嗎？根據衛福部季節性流感防治的指示， 進入人潮擁擠或密閉空間，民眾甚至可以選擇配戴一般口

為了驗證這個假說，他們取得了自去年第 40 週至今年第

罩或棉布口罩即可，相較於現在人人必須配戴醫療用口罩

18 週近 200 萬人的不具名就醫紀錄，並比較去年第 40 週

與國內外各種大型活動（賽事及研習營等）的取消，防疫

至 52 週（COVID-19 爆發前）其它傳染病（流感、重症

等級簡直更上一層樓！

流感、腸病毒、一般肺炎以及猩紅熱）的就醫人數與今年 第 1 週至 18 週（COVID-19 爆發後）有無顯著差異。

全民撒下的防疫大網成功扣住 COVID-19 的腳步，在世 界為我們讚嘆之餘，學者們不禁好奇：往年如候鳥般，

驗證假說─差異中之差異法

季節對了就前來臺灣撒野的各種流行病，是否也因為全

兩位學者想要了解自今年初疫情爆發後，其他 5 種傳染病

民高強度的防疫之下寸步難行？

的得病人數是否因為全民防疫的啟動而下降，如果有，是 在第幾週出現顯著下降？若要回答這個問題，就必須出動

現 任 紐 約 大 學 醫 學 院（New York University School of

公衛領域常用到的「假說檢定（hypothesis testing）」。

Medicine）擔任博士後研究員的李鴻禧博士，以及交通

對於問題的答案，研究人員可提出兩種假說——虛無假說

大學統計所助理教授林聖軒由臺灣健保局的記錄，包含今

（null hypothesis）：也就是這 5 種傳染病的得病人數在

年以及過去 5 年共 181 間醫院的資料，試圖了解臺灣政

今年，並無受到 COVID-19 的防疫行為所影響；對立假

府於今年初針對 COVID-19 擬訂的一系列措施，是否連

說（alternative hypothesis）：這 5 種傳染病的得病人數，

帶影響其他傳染病的盛行率。

在今年確實因為 COVID-19 的防疫行為而降低。

納入資料分析的疾病有：流感、重症流感、腸病毒、一般

在統計學中，常見的假說檢定方法有 t 檢定（t-test）、變

肺炎以及猩紅熱，以上由病毒或細菌引起的 5 種疾病常在

異數分析（analysis of variance, ANOVA）或卡方檢定

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

63

（123RF）

TSfN 研討會採訪

「看見」腦神經：

下一個世代的神經網路地圖 陳亭瑋／臺灣師範大學畢，主修生 命科學。經歷專案與編輯工作，技

「 希 望 臺 灣 第 一 屆 的 神 經 科 學 社 群（society for neuro

能樹不務正業亂長，朝百變怪邁進。

science）， 可 以 讓 每 一 個 科 學 家 像 腦 袋 裡 面 的 神 經 元

近期嘗試以敲鍵盤養活自己與貓。

（neuron）一樣，一同前進（move forward collegially）並湧 現一個屬於臺灣不一樣的新興資產（emergentproperty）， 完成人腦圖譜的第一步。」

在解密了果蠅全腦神經網路地圖

Take Home Message

後， 臺 灣 中 央 研 究 院 院 士 江 安

世，準備將腦科學的研究帶往全

新的疆土──人腦。若想充分了

解人類的大腦，除了顯微影像的技術發展之外，

也需要一步一步的從模式生物，往更複雜的物種 延伸，才能讓我們理解人的大腦究竟是如何相互 連結與運作。此外，透過各領域不同學者的共同 努力，才有辦法走得又快又遠，開拓

出腦科學在教育、人工智慧與 醫療領域的另一片天。

66

科學月刊 2020.12

清華大學腦科學研究中心總主 持人江安世院士。 （陳亭瑋拍攝）

臺 灣 中 央 研 究 院 院 士、 清 華 大學腦科學研究中心總主持人 江安世院士，最為人津津樂道 的研究，莫過於 2010 年發表的 果蠅全腦「神經網路地圖」，為腦 科學研究提供了一個強而有力的資料 庫。而在去（2019）年，團隊在《自然通 訊》（Nature Communications ）期刊發表了 使用透化層光定位顯微鏡（rapid single-wavelength lightsheet localization microscopy），解開果蠅全腦多 巴胺的神經網絡，即將揭開更多記憶儲存的關鍵。江安世 的研究團隊不斷圍繞在大腦的各種記憶相關領域，成就斐 然。儘管在多年的研究歷程上，已經囊獲許多研究獎項肯 定，但最令他興奮的，仍是運用巧思與新技術破解下一個 科學難題。近年來，江安世開始挑戰轉向更大且更複雜， 所有腦與神經相關研究的共通點──人腦。 在今（2020）年 9 月的跨領域神經科學國際研討會（TSfN） 上，江安世邀約眾人加入「臺灣腦網聯盟」，他認為這個 技術發展的時機點適合有興趣的科學家們集結，為了解開 人類大腦之謎一同貢獻心力。

讓生命科學家像物理學家在探尋宇宙一樣，

人類對生命世界的進一步了 解。江安世的研究除了探索神 經 地 圖， 也 一 直 在 科 學 領 域 做 出 相 關 貢 獻， 無 論 是 已 經 廣 為 應 用，能讓組織變透明的生物組織澄清 技 術（tissue permeabilization）， 或 是 團 隊 正 在 進 行 中 的 超 解 析 顯 微 鏡（superresolution microscopy）、 五 維 度 層 光 功 能 造 影 系 統（functional imaging）及 X 光 三 維 斷 層 掃 描 技 術 （x-ray tomography）等，都可望帶領所有人看見更多更 複雜的生命奇觀。 江安世也對我們說明，如果說上一個世紀是屬於基因體學

一起合作把人的腦袋的問題解決！

（genomics）的世紀，科學家終於釐清遺傳資訊怎麼傳遞

綜觀生命科學的發展，看得「更小更清楚」影響了我們對

給下一代，再加上了基因編輯技術，全世界還在探索如何

於生命的理解：光學顯微鏡讓人類認識了構成生命體的

以此改善人們的生活。那麼現在，還有另一個急待破解的

最小單位「細胞」，電子顯微鏡則讓我們看到細胞內各有

歷史性課題正在眼前，重要性不遜於解答人類基因體，這

不同功能的胞器。每次影像層面的技術進展，都代表了

個課題就是：人的大腦，究竟如何互相連結運作？

SCIENCE MONTHLY Vol. 51 No. 12

67

是北海岸最不可錯過的旅遊勝地。

更富含多元的自然景致及人文風情，

當地除了過去擁有興盛的礦業，

包含水湳洞、金瓜石與九份地區的「水金九」，

以黃金博物館為中心，

看水 走看水金九！

《科學月刊》613期 精采預吿