科技報導2018年10月 442期

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科學月刊姊妹刊物

SciTech Reports

創刊於1982年

1

每月15號出刊

科技報導 442 S c i Te c h

Reports

2018.10月號

scitechreports.blogspot.tw

後H2020歐盟科研計畫:2021~2027 Horizon Europe趨勢觀察- 4 比爾.蓋茲的新一代核反應器- 6 我國電力20年後的18變?- 8 休閒教育中的遊戲文化思維與實踐- 9 從《AI醫療大未來》一書 窺看精準醫療的方向- 10 Google機器學習研討會 探索深度學習在地圖上的應用- 11 唐獎生技醫藥獎得主來臺演講 分享酪胺酸的研究與應用- 12 從升學考試題目談素養導向命題- 14 從臺灣獼猴降級看人猴衝突- 16 醫學、永生與演算法- 18

福衛五號影像正式營運銷售 多元管道望能帶來創新應用 【本刊訊】國家實驗研究院太空中心 (下稱「國研院太空中心」)在歷經近13

(如經度線)取像,可望提升特定區域的 取像效率。

個月早期軌道操作、衛星各項功能驗證,

由於這些影像的取像特殊,除了提供給

以及衛星影像輻射與幾何調校等階段後,

國土資訊系統小組成員使用,也已多次供

於今(2018)年9月21日開始正式營運、

予如日本守望亞洲災害監測組織(Sentinel

銷售福爾摩沙衛星五號(以下稱「福衛五

Asia)等國際救援單位,而後續提供的樣

號」)的遙測影像。此外,為慶祝該影像

品影像,更獲Apollo Mapping、Arlula等公

正式營運銷售,太空中心提供一張A3大

司的正面回應。

小的福衛五號影像大圖(圖一,https://bit. ly/2N6PWlo)讓民眾下載(不可作商業使 用),且該單位亦提供3個不同管道(表 一),方便使用者取得影像。

除了對影像的品質保證外,國研院院長 王永和也期許其能達成創新目標。目前太 空中心已規劃新的營運策略,並提供多種 影像取得管道增加資訊獲取的便利性,同

科學月刊10月號【科幻】上市! 當期介紹請見24版

福衛五號主要接續福衛二號的遙測衛

時也積極推動專案開發,盼能透過福衛五

星任務,以提供即時的國內外衛星影像產

號的自主特性,籌建臺灣地區地形地物特

品與服務。國研院太空中心指出,福衛五

徵資料庫,以期國內產官學研界未來在AI

號發射後於新竹地面接收站下傳的第一張

應用上取得在地優勢。另外,太空中心也

本刊為科技新聞刊物,除了提供當月重要的

衛星影像,被發現有光斑產生,經星上調

鼓勵民眾運用影像資源開發文創應用,以

學界、政策、產 業訊息外,並有學者專家針

焦與演算法校正後,已使衛星影像品質符

全方位帶動臺灣衛星遙測產業發展。

合原訂規格。除了一般衛星的取像能力 外,福衛五號也能進行所謂的「非同步取 像」,邊轉邊照之餘,還能沿著特定方向

《科技報導》稿約

對科技(含醫療)政策、教育、產業相關的時 事發表評論或提供專業意見。竭誠歡迎關心

新聞來源

臺灣科技發展的您,就上述方向踴躍投稿。

福爾摩沙衛星五號影像正式營運銷售,國家實驗研究院,

寫作時請依照稿約:

https://bit.ly/2N5ZahA,2018年9月21日。 一、 避免學術專業論文寫作格式。

表一:福衛五號影像檔的獲取管道。(郭家銘彙整)

二、 字數盡量在 2000至 5000 字內,可附相 關圖或表至多5張。

三、 請遵守著作權法,如有著作權爭議(包 括圖片),由作者自行負責。一經投稿, 即視同授權刊載。 四、 稿件刊出後將致贈當期刊物一本及薄酬 (稿酬將於刊出當月月底寄發,由第一 作者代表簽收)。 稿件請寄至 scimonth@gmail.com,註明

真實姓名、聯絡方式、服務機關或就讀學校,

〔註〕第二、三項管道原須付費方可取得影像,但為推廣衛星影像使用,故客戶可於今年底前「限量免 費」取得福衛五號所攝之臺灣地區歷史影像。

並請於信件主旨中標示「科技報導投稿」。


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首見中子星發射紅外線訊號 來源可能就在附近 【本刊訊】太空中充斥著各式各樣奇異的 訊號,人們也迫切釐清這些訊號的意義。 近日,《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)一研究傳首次發現由中子星(neutron star)所發出的紅外線訊號,只是這些訊號 源的確切位置尚待確認。

約等同冥王星繞日軌道的2.5倍!研究作

波榭爾特稱岩屑盤為一種「後備盤

者之一波榭爾特(Bettina Posselt)表示,

(fallback disk)」,是由超新星爆炸後原

科學家曾發現過這種擴展訊號(extended

星體的殘餘物形成,且綿延逾180億英里;

signals),只是沒想到該訊號竟會以紅外

這些一直以來遍尋未果的盤體內部有足夠

線的形式產生。然而,團隊所觀察到的紅

的能量可以發射紅外線,提供RX J0806.4-

外線遠多過中子星所能產生的量,波榭爾

4123足夠的熱能並降低其轉速。

特認為除了中子星外,可能還有其它的訊 當一個星體來到生命的盡頭時便會開始

號來源。

崩塌,質量夠大的便會形成黑洞,不夠大

脈衝星風雲又是怎麼形成的?首先,由 於中子星飛快的轉速與強大磁場,使來自中

研究中發出紅外線訊號的中子星名為

子星的粒子最終有機會形成脈衝風;此時

爆炸(supernova explosion)」。中子星

「RX J0806.4-4123」,與附近其他6個釋放

中子星以超越聲波的移動速度,撞入天體

正如其名,其內含緻密的中子,如果被高

X-射線的脈衝星被研究人員戲稱為「絕

間的氣體與塵埃——星際物質(interstellar

度磁化、或轉速快到可以發射電磁波時,

地7武士(the Magnificent Seven)」。該

medium),與脈衝鋒交互作用後便形成脈

則會形成脈衝星(pulsars)。理論上,中

中子星表現相當怪異,一般中子星只消幾

衝星風雲,進而釋放紅外輻射。一般而言,

子星會釋放電磁波或其他能量較高的波,

分之1秒便能轉1圈,它卻要花上11秒,且

脈衝星風雲會發射X-射線,而這種僅釋

如X-射線(X-ray),然而日前來自美國

其溫度也較熱;然而,考慮該中子星的年

放紅外線的個例,可說相當有趣而特別。

賓州的研究團隊發現NASA哈伯望遠鏡所

齡與蓄能條件,它似乎不該這麼熱。研究

蒐集的資料裡,出現了紅外線訊號。

人員根據觀察到的現象,推測附近可能發

的則形成中子星,即經歷所謂的「超新星

該訊號距離地球約800光年,與X-射

出訊號的2個所在地:圍繞脈衝星的「岩

線的點狀呈現不同,其延伸分佈在宇宙

屑盤(disk of dust)」以及「脈衝星風雲

空間裡、跨越近200個天文單位(AU),

(pulsar wind nebula)」。

新聞來源

Yasemin Saplakoglu, Weird Infrared Signal Emanates Across Space, But What Created It?, Space.com, September 18, 2018.

人造牆堵冰川技術 可望阻止冰山融化 【本刊訊】隨著工業社會造成的碳排放

碎石。團隊成員利用電腦模擬這項設計應

冰山的溶化與崩塌,但他們依舊堅信,最

量增加,全球暖化造成全世界平均溫度不

用在冰山的狀況為何,結果顯示,即使簡

根本的解決辦法還是要減少溫室氣體的排

斷上升,導致兩極地區的冰山融化,海平

單的工程仍可減緩海平面上升的速度,而

放。他們認為,有些企業甚至是國家政府

面逐年提高,未來較低窪的地區也可能都

根據數據顯示,這項措施預計有30%防止

會利用這個新的想法來反對溫室氣體的排

會被覆蓋在海水之下。近期,一項發表於

南極冰山融化失控的機率。

放減量政策。研究團隊表示,這種工程治

《冰雪圈》(The Cryosphere)的研究展示

而另一個更複雜的想法,則可能超出

標不治本,它只能限制海平面的上升;如

一種工程技術,或許可以減緩南極地區的

人類迄今為止的建物規模:一堵更大的牆

果溫室氣體排放沒有減輕,全球氣候仍舊

冰山融化。

面。這項技術成功機會更大,並在未來

會有許多的負面結果,如海水酸化、洪

歐洲地球科學聯盟(European Geosciences

1000年內(模擬出的時間)避免冰山融

水、乾旱及熱浪的現象不斷產生。團隊也

Union)研究團隊這項新型態的工程,目

化。研究人員表示,利用水下較小的牆

表示,氣溫持續的增高,意味著這項工程

的是減緩南極地區冰山融化的速度。團隊

可以阻擋大約50%的溫水,成功機率達

建造的成功率會大大降低,畢竟工程的水

欲改變冰川海底的幾何形狀,並在海底建

70%。而如果是更大面積的牆面則更能延

底結構只能保護冰層的底部,無法阻止上

構防護措施,以防止冰山進一步融化。

遲並阻止冰山坍塌。

層冰層被暖空氣吞噬的命運。

過程中,研究團隊設計了一種在水下建

儘管這項全新的想法有著令人感到樂觀

因此,減少溫室氣體的排放在短期內仍

造一堵牆,以阻擋溫度較高的溫水與冰山

的結果,研究人員表示仍不會馬上實行這

為首要考量,然而長遠來看,仍須制訂防

底部接觸的冰川工程。研究團隊表示,更

樣的工程,因為雖然這個想法在現實可

止冰山崩塌的應急計畫。

簡單的作法其實是設計、建造人造土墩或

行,但畢竟建造的地點是地球上最惡劣的

柱子,這樣的設計或許無法抵擋溫水,但

環境之一,因此工程的細節還需要更多的

卻可以幫助支撐冰架,以利冰川再生,簡

盤算與規劃。

單來說,就是在海底堆積成一堆的沙子與

研究人員表示,這項工程也許可以阻止

新聞來源

Michael J. Wolovick and John C. Moore., Stopping the flood: could we use targeted geoengineering to mitigate sea level rise?, The Cryosphere, 2018.


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阿茲海默症早篩有望 腦循環系統中的生物標記 【本刊訊】南加州大學學者研究發現,大

的生物標記(biomarker)模型。

腦循環系統可能是早期診斷阿茲海默症的

過去許多研究均證實,血腦障蔽若不慎

希望。研究作者之一茲羅寇維克(Berislav

出現血腦「洩漏」,將導致類澱粉蛋白通

Zlokovic)表示,目前阿茲海默症可透過認

過。南加大凱克醫學院主任朵加(Arthur

知損傷的表現,或腦中積累的類澱粉蛋白

Toga)表示,健康的人體即有類澱粉蛋白,

(amyloid)與tau蛋白進行早期診斷,然而

一旦類澱粉蛋白通過血腦障蔽並逐漸堆

血腦障蔽(blood-brain barrier)的損壞與腦

積,便會殺死細胞;除了阿茲海默症外,

部血流的變化似乎可以更快被觀察到。

一些如亨丁頓氏症、多發性硬化症等的神

美國疾病管制與預防中心統計,美國 年突破1400萬。由於阿茲海默症具不可逆

題,則可利用施於靜脈內的造影劑搭配核

病相比,人們對該疾病的神經 血管功能障礙(neurovascular dysfunction)也較清楚,故團隊 將腦血管系統作為發病與病程 推展的因素,提出阿茲海默症

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 執行總監:趙軒翎 總 編 輯:林翰佐 副總編輯:陳妙嫻 趙軒翎 蔡政修 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 林宮玄 黃正球 黃向文 黃相輔 周鑑恆 邱韻如 金升光 金必耀 門立中 紀延平 范賢娟 倪簡白 高啟明 高憲章 張大釗 張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮 陳鎮東 景鴻鑫 曾耀寰 程一駿 程樹德 單維彰 楊正澤 葉李華 廖達珊 管永恕 劉宗平 鄭宇君 鄭運鴻 蔡兆陽 蔡孟利 蔡振家 蘇逸平 韓德生 嚴如玉 嚴宏洋 主 編:郭家銘 美 編:黃琳琇 業務經理:李金穗 業務助理:廖本翔 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》

法被發現。另外,如在正電子發射計算機 斷層掃描(PET scan)下清楚看見大腦對 葡萄糖攝取的速度減緩,也可能是血腦障 蔽受損的證據之一,故研究團隊建議將血 腦障蔽列為重要的生物標記,以期在阿茲 海默早期便將病症篩出。

新聞來源

此外,若要檢查血腦障蔽是否有洩漏問

相當關鍵;與其他神經退化疾

部微出血(microbleed)也可透過這個方

經退化疾病均有類似現象。

約有570萬人患有阿茲海默症,預計2050 性,因此掌握病程之初的變化

磁共振作檢測,而另一個洩漏徵候——腦

Melanie D. Sweeney et al., The role of brain vasculature in neurodegenerative disorders, Nature Neuroscience, 2018.


中華民國一○七年十月十五日

時事評析

科技報導

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後H2020歐盟科研計畫: 2021~2027 Horizon Europe趨勢觀察 鍾蕙先 陳明智

國家實驗研究院國際事務室專案助理研究員。 國家實驗研究院國際事務室主任兼歐盟科研架構整合型國家聯絡據點辦公室計畫主持人。

全球最大型的科研架構計畫 「歐盟科研架構計畫(Framework Programme, FP)系列」為一多年期計 畫,經費主要來自該聯盟會員國挹注,而 當中一名為「展望2020 (Horizon 2020, H2020)」的計畫,執行期為2014年~2020 年,是目前全球最大型、且擁有高達800

計畫的科研強國,顯示臺灣的科研實力極 具競爭力。而在參與研究議題方面,我國 團隊參加H2020計畫時以資通訊、奈米技 術與先進材料、食物安全與農業、林業、 漁業、海洋領域,以及健康與公共衛生等 領域為主,顯示臺灣在上述議題具備相當 卓越的表現。

於2010年6月提出如「創新聯盟(Innovation Union)」與「歐洲2020(Europe 2020)」 等科研策略,對內創造更高的就業率與更 具競爭力的經濟環境,以因應歐洲面臨的 經濟困境與快速變化;對外則以科學及工 程等基礎研究為底資助主題,提升歐盟 的政治、經濟與環境影響力,以確保歐洲 的全球競爭力。為推動臺歐科研合作, 我國科技部參考各國執行國家聯絡據點

為打造歐盟成為創新市場先鋒,歐洲創 新委員會(European Innovation Council) 協助將實驗室中的想法與可投資的計畫鏈 結起來,而歐盟執委會也將提出一系列措 施,把實驗室階段中具備高潛力和前瞻性 的技術,帶入市場,協助新創產業成立與 提升其市場規模。此外,該計畫也將推動

多億歐元資金的科研架構計畫。 該計畫於設立之初,為支持歐盟執委會

Horizon Europe計畫的重點特色

歐盟科研計畫的未來趨勢 歐盟執委會回顧H2020計畫之執行成 效,發現其在經濟成長方面成功創造就業 機會、帶動經濟成長,據統計每1歐元的 科研投資,能貢獻11歐元給歐盟GDP,該 計畫甚至進一步處理大型社會挑戰,以增 進人們的生活安全。在下一期的計畫裡, 歐盟期待能在2021~2027年間,創造10萬 個研究與創新領域相關就業機會。

新的泛歐盟研究與創新任務,尤其著眼於 提升日常生活品質與處理人民需求,如對 抗癌症、乾淨運輸或處理海洋垃圾等,以 支持可預測的目標,提供良好的研究時間 規劃,並發展具備科學、技術、社會與人 民福祉的影響力,其蓄積之能量甚至超越 個人的行動計畫。 而為提升國際合作、使跨歐盟創新能量 極大化,該計畫支持跨國科研人才與專家 共同處理全球社會挑戰,亦整合歐盟會員

(National Contact Point, NCP)之運作方

值得一提的是,H2020 計畫的申請難

國自身之研究與創新潛力,提供其他經費

式,於2014年起在國家實驗研究院(以下

度比歐盟前一期科研架構計畫(FP7)更

支持研究與創新能量。另一方面,提升科

稱「國研院」)內設立「歐盟科研架構整

具挑戰,以成功率來說,H2020 計畫約

學開放性,包含開放資料與科研數據,將

合型國家聯絡據點辦公室」(網站連結:

11.6%,明顯低於FP7時期18.5%的通過

是Horizon Europe計畫的重要原則,歐盟相

https://www.ncp.tw/tw/),蒐集與分析歐盟

率。唯H2020 計畫期間,參與計畫的非

信這將能刺激、提升研究與創新成果。

科研架構計畫之發展與趨勢,提供國內學

歐盟或非歐洲國家與FP7時期相比來的更

更重要的是,該計畫預計建立「以目標

研界參與歐盟科研架構計畫之服務。

低,故歐盟期待2021年開始的架構計畫能

為導向」、更具野心的新型態歐洲夥伴關

提升其開放性,邀請全球參與。

係,並以支持歐盟政策目標,整合不同歐

我國際化申請成功率傲視全球 歐盟執委會科技與創新總署政策官 Efthymios Sakellariou博士今(2018)年6月

2018年6月7日,歐盟執委會通過提案,

盟計畫資助之產業與科研社群,增加歐盟

決議2021年起(2021年1月1日~2027年)

其它計畫間之協作,以提升研究成果對社

所實施的歐盟科研架構計畫 ── FP9正式

會與政策的應用度與影響力。

於臺灣舉辦創新週──「歐盟展望2020臺

命名為「Horizon Europe」計畫,其研究經

灣資訊日」時報告我國參與H2020計畫的

費也將從H2020 計畫時期的800 億歐元,

成績,並分享歐盟的統計。在距離H2020

提高至近1000 億歐元。為期7年的Horizon

Horizon Europe計畫的內涵分成3大

計畫到期僅剩不到2年之際,全球包含歐

Europe計畫,其目標在投資研究與創新計

支 柱 ( 圖 一 ), 分 別 為 開 放 科 學 支 柱

洲國家在內,申請H2020計畫的成功率平

畫,以歐洲公民為優先塑造歐洲共同的未

(Open Science)、全球挑戰與產業競爭

均約為11~12%,臺灣的申請成功率卻超

來,包含強化歐盟的科學與技術基礎、促

力支柱(Global Challenges and Industrial

過25%,大幅領先許多如中國、日本、韓

進歐洲創新能力、競爭力與就業機會以及

Competitiveness)以及開放創新支柱

國、美國、澳洲與加拿大等積極參與歐盟

永續歐洲社會經濟的模式與價值。

(Open Innovation)。

計畫內涵的支柱調整


時事評析

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圖一:Horizon Europe 計畫內涵。

「開放科學支柱」將投入258萬歐元,

產業之市場,包含資助具高潛力且突破性

說明書(Work Programmes),當中包含計

並支持居禮夫人計畫、個人型研究計畫,

的技術與創新公司,與推動商業、科學、

畫的細部任務設計。國研院「歐盟科研架

以及其它研究設施。「全球挑戰支柱」則

高等教育及創業的多方整合。

構整合型國家聯絡據點辦公室也將持續觀

將投入527萬歐元,直接支持5大類研究,

Horizon Europe計畫的內涵與現行H2020

包括(1)健康(如對抗癌症)、(2)

的明顯差異在於,該計畫將原本H2020架

兼容並蓄且安全的社會、(3)數位與工

構中專門支持工程與科學發展的第二支柱

業、(4)氣候、能源與移動(如推動對

「產業領導力(Industry leadership)」以

環境友善的運輸系統)、(5)糧食與自

及專門處理社會挑戰議題的第三支柱整合

然資源(如清除海洋塑膠垃圾等議題),

為「全球挑戰」,可以觀察到歐盟藉整合

以及共同研究中心,旨在資助與獨立科學

學科處理日益複雜社會問題的決心,也顯

證據與技術支持歐洲政策相關之計畫,同 時聚焦於強化科技與產業能力,與歐盟核

發展,以利推動我國參與。

示歐盟處理環境、氣候與健康等跨國界的 全球共同挑戰的積極態度。

心任務與願景接軌。最後為「開放創新 支柱」,將有135萬歐元投入發展創新市

察、蒐集與分析Horizon Europe計畫的最新

結語

場,期能透過歐洲創新委員會(European

接下來,歐盟將在2018年下半年至2019

Innovation Council)使歐洲成為支持創新

年間,規劃Horizon Europe計畫第一期計畫

延伸閱讀

1. 創新週臺灣資訊日會議資料,https://bit.ly/2OCA3Vf。 2. Commission Staff Working Document - Executive Summary of the Interim Evaluation of Horizon 2020, European Commission, https://bit.ly/2MOFZJ8, May 2017. 3. EU Budget for the Future: Horizon Europe, European Commission, https://bit.ly/2xQv7bt , 2018.


中華民國一○七年十月十五日

焦點話題

科技報導

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比爾.蓋茲的新一代核反應器 門立中

核能研究所退休研究員,主要研究領域為分析化學,核子化學及再生能源技術。

能源企業跨國合作,各取所需 2017年11月《雪梨晨鋒報》(Sydney Morning Herald)報導,美國微軟公司比 爾.蓋茲(Bill Gates)所擁有之核能公 司泰拉能源(Terra Power)公司與中國 核工業集團公司(Chins National Nuclear Corporation, CNNC)簽署一份合作協議 書,將一同發展世界第一座可使用現行商 業運轉反應爐用過燃料(spent fuel)的新 一代核反應爐,並將新研發之行進波反應 爐(traveling wave reactor, TWR)提升為 商業運轉發電廠。

Weapons, NPT)也將會失去意義。 中國積極與泰拉能源合作的重要 原因在於,行進波反應爐每年只需 80 噸耗乏鈾,不需再處理程序,即 可滿足 2500 萬家庭之用電需求。光 是美國境內待消耗的耗乏鈾,就足 以供這些家庭用上一輩子,顯見該 合作案背後的收益有多可觀。

新型反應爐的理論基礎 泰拉能源所使用的行進波反應

圖一:鈉冷快中子反應爐示意圖。

爐,與第四代核反應論壇所發展的「鈉冷

(Saveli Feinberg)提出模型闡述其爐心

雙方繼 2015 年簽署合作備忘錄後,再

快中子反應爐(sodium - cooled fast reactor,

可自行產出所需之燃料元素,如鈽-239

一次擴大合作內容,以在未來 20 年內建立

SFR,圖一)」,理論基礎相當接近。據

(Pu-239),故又被稱作「產燒合一反應

1150 MW(百萬瓦)的第四代核反應爐為

了解,該反應爐使用液態金屬鈉為冷卻

爐(breed and burn reactor)」。行進波反

目標。此行進波反應爐可將其他核反應爐

劑,將熱帶出爐心並使其降溫,並以鈾作

應爐即是利用此一概念,將核裂解反應集

用過之耗乏燃料(depleted fuel)作再循環

為推動渦輪發電之熱交換劑,將熱傳導給

中在爐心,再以每年約1厘米的龜速如水

使用,不但使用前無須分離其中所含之鈽

水產生蒸氣。燃料的使用上有天然鈾、乏

波一樣向外擴散,使外圍核燃料裂解;而

(plutonium)元素,甚至在不裝填新燃料

鈾或輕水式反應爐用過之核燃料(目前均

泰拉能源的設計是讓燃料棒移動、裂解區

的前提下可以連續使用 40 年。

以高放射性廢料為主,並耗用大筆資金、

域不動,故冷卻系統也不需移動,反應爐

置放於岩盤以深層處理方式操作)等選

可持續運轉 40~60 年且不必添加核燃料。

泰拉能源聲稱,美國境內現有70萬噸 耗乏鈾(depleted uranium)待處理,目前

擇,唯啟動反應器仍需使用濃縮鈾。

正為深層地盤之處置、再純化取出鈽及分

由於一旦反應開始(即有了足夠的快

裂產物等後續事宜傷透腦筋。若相關問題

中子),就可以繼續連鎖反應,因此被認

持續未得到解決,將衍伸其它全球性問

為可省去鈾濃縮程序及高放射性廢料(用

題,尤其世界各國為防止恐怖組織取得鈽

過核燃料)之使用,並省下反應爐的運轉

然而,因為鈉的化學活性很高,容易造

以製造核彈所簽署之《核武禁擴條約》

經費,這個概念早在 1950 年代就已被提

成管線破裂而洩露,使鈉和空氣中的水分

(Treaty on the Non-Proliferation of Nuclear

出。直到1958年,俄羅斯物理學家芬伯格

劇烈作用,這也使得美國能源與環境研究

各界意見 危險的可能性


焦點話題

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機構(Institute for Energy and Environmental

計算,行進波反應爐仍需有核燃料再處理

鈾 -238 分裂產物有一部分是氣體,現有

Research, IEER)於 2013 年 9 月刊出專文

廠,以取得起爐原料,且爐運轉仍產生分

資料在 6 年內可忍受此一壓力,但 30 年照

批評此一構想。此外,過去也曾有類似

裂產物存在爐心中,只是延後其核燃料最

射後,其壓力就不得而知了。

的案例發生,如 1994 年起爐的日本文殊

終處置時間至 60 年後,用過燃料中仍有鈾

號反應爐(Monju Reactor),在隔年即

及錒系元素,其再循環處理程序並未交待

發生鈉管洩漏,關閉至 2010 年測試仍然

清楚。

結論 這是一個值得投入人力、物力和財源去

失效、停機迄今;法國超級鳳凰反應爐

此外,反應爐中各項元件、組件、管路

(Superphenix)也於1996年也因類似原因

之材料在快中子撞擊劣化條件下,仍沒有

探討的議題,如 Terra Power 聲稱有許多優

關閉,至今未再投入資金。其他國家的小

顯示詳細的數據。目前使用的原子爐,核

點;但也要考量材料在長期高通量中子照

型實驗爐,均有類似爐心熔毀之狀況,這

燃料棒不超過 6 年,而且有多年運轉經驗

射下對材料的可能影響。當然,在實驗之

些反應爐都不如現在商轉的輕水式反應爐

及真實數據;行進波反應爐要放入30 ~ 60

初多方考量,提出足夠有說服力的數據,

成熟,仍需投入資金作材料研發,否則風

年,中子劣化狀況不是現有數據可以推算

於執行過程中不斷修正,再找出一種新能

險太大。

的。泰拉能源的工程師將數千種材料放入

源,對世界極端氣候變遷就有很大助益。

由於鈾燃料不需太多處理程序,且可

俄國反應爐中作測試,以 6 年的劣化推估

直接使用現有輕水式反應器用過之燃料,

30 年後之狀況,恐怕太樂觀了些,更何況

避免燃料再處理(nuclear reprocessing)過程中,鈽元素 被拿去製作原子武器,反成行 進波反應爐的另一亮點。若考 慮運轉成本,燃料費用僅占 2%左右,佔比不大且相當便 宜,至於鈽元素被盜用的問 題,是在管理程序上要嚴謹, 不是改變原料。 泰拉能源聲稱,2022 年將建立所謂的「示範爐 (demonstration reactor)」, 然而因其設計、運轉操作和現 在美國核能管制總署(Nuclear Regulation Commission, NRC) 發出運轉執照之反應爐全然不 同,以美國現有發表數據來 看,要在2020年代建立商轉爐 是不可能的。要為新型爐重寫 管制及審核文件,NRC就需重 新成立委員會,獲取足夠的數 據及文件,由專家寫成法規和 各項導則,並依這些導則訂定 危險因子,再作安全評估。因 此,光是示範爐所需的設計審 定、安全評估與發照時間,就 不能如泰拉能源所預期之時程 完成,這也是為何其決定在美 國境外建立此類爐子。

中子劣化狀況難預測 美國阿岡國家實驗室 (Argonne National Laboratory) 退休核反應物理學史丹佛 (George S. Stanford)曾作過


焦點話題

中華民國一○七年十月十五日

科技報導

8

我國電力20年後的18變? 蔡振明

能源與節能工作坊召集人,工作坊網址http://creative-science.hlc.edu.tw/。

2025燃煤發電佔30%勢必再降低,以符應 國內民眾與國際期望;如難以降低,則必 須引進昂貴的「碳的捕獲與封存(carbon capture and storage, CCS)」以將汙染量 降至最低。 而綠能發展的提升,包括風力、地熱、 太陽光電等若發展緩慢,勢必遭受國際抵 制,而大幅影響我國外銷業績及GDP。由 於風力、太陽光電等綠能,具備不穩定 性,如丹麥風電的裝置容量佔比雖僅約 圖一:IEA 於 2016 年展望 2040 年全球的發電能源概況。(IEA)

50%,但在風力豐沛季節,它的發電量可 達140%,而造成剩電問題,因此綠能必須

我國目前電力約佔能源使用的49%,但 隨著交通工具逐步電動化,20年後電力需 求必緩升至佔比60%以上。因此,如何未 雨綢繆、在因應綠能時代的需求下提升供

臺灣綠能發展處境艱難 眼看國際發展趨勢如此,我國電力也正 處於十分艱困情況下。由於我國已廢核,

配合儲能設施,方可相得益彰。目前國際 主流儲能方式有:電池儲能、電轉氣、抽 蓄水力、壓縮空氣、超級電容等。

且水力發展也受到地形限制,所以很難於

除了加速綠能發展、配合儲能設施,加

2040 年前與此 2 大發電能源接軌。其次,

速智慧電網建設也相當重要。由於綠能具

我國面臨嚴峻的發電裝置容量低下問題,

備「分散性」、「雙向性」等特質,以致

以2017 年為例,彼時裝置容量約 48 GW、

傳統的「單向性」電網,並無法處理來自

依據國際能源署(International Energy

尖峰負載約 37 GW、容量因數(產能利用

四面八方的綠電。德國在綠能發展初期,

Agency, IEA)2016年的展望資料(圖一)

率)高達79%以上;相較於裝置容量約

曾有1年停電 2 萬餘次的紀錄,為避免重

顯示,由於水力、核能及風力已逐步成為

200 GW、尖峰負載約80 GW、容量因數約

蹈覆轍,經濟部已於2017年核定1399億元

全球前3大發電能源,20年後火力發電佔

僅40%的德國,其不僅無缺電危機,反而

智慧電網建設,望能強化我國電網的「韌

比將從約67%急降至16%,而此發展趨勢

還有剩電問題。

性」,減少停電次數。

電效率,考驗政府的規劃與執行能力。

全球電能供應發展趨勢

主要受巴黎協議(Accord de Paris)、跨

除此之外,因目前我國綠能主軸為太陽

此外,目前提供國際電力交易的電網,

國公司RE100計畫及人民呼吸權要求等 3

光電,裝置容量預計於 2025 年達20 GW,

已完成的為歐洲電網,歐洲各國之間可提

項因素影響。

然其容量因數約僅13%,使我國太陽光

聯合國195個會員國所簽署的「巴黎

電成本約為同緯度地區其他國家的2倍以

協議」中提到,各國碳排放(carbon

上。以2017年為例,台灣電力公司(以

emissions)皆須受第三方查證,如不符國

下稱「台電」)網站公告太陽光電之購入

際規範,將招來制裁。而協作式的跨國公

及台電自發的成本分別為5.74及8.52元,

司「RE100」計畫,則聯合100 多家致力

同年沙烏地阿拉伯競標價格約為0.7元。

於100%可再生能源之具影響力企業規範

其主要原因在於,我國位處「華南低日射

各國供應鏈,如無法按時程100%使用綠

量」區域(圖二),天氣溼熱多水氣,並

能,將受到停止或減少訂單的處置,也因

不利於太陽光電。但由於其發電時段,恰

此韓國三星集團(Samsung Group)已宣

於白天用電尖峰,具備支援尖峰負載之功

布自2020 起100%使用綠能,我國 5 大蘋

能,故尚有存在價值。

果供應鏈也紛紛認購中國綠能基金,顯示 RE100 計畫的影響力不容小覷。另外,由 於燃煤發電恐降低空氣品質、危害人體健 康,故法國與燃煤發電佔比高達28%的英 國,分別自2021及 2025 年起,除服膺於巴 黎協議外,也將完全禁止燃煤發電,以保 障人民健康、還予人民呼吸權。

供10%電力互援,而我國也應倡議或加 入由中國與日本主導的「亞洲電網」,以 及因地理因素形成的「東南亞 5 國電網」 等,逐漸採用「超高壓直流輸電」,大幅 降低長距離輸電的成本與線損,使全球逐 漸進入「電力互助」的時代。 聯合國期望在2100年,全球都使用再生 能源;如要達成上述目標,在未來漫長的 80年,我們可能需要3個世代的努力。而 綠能的成長速率,是決定我國未來國際聲 譽、外銷業績、GDP、環境品質及國民健 康的主要因素之一,可謂「影響十分重大 」。期望政府擬定具體可行方案,以厚植

我國供電產業將何去何從? 綜觀上述因素,我國未來20年電力發展 的可能方向如下。 第一,在火力發電方面,為顧及人民健 康、選票、國際減碳要求等因素,原規劃

20年後之國力。


科技與人文

中華民國一○七年十月十五日

SciTech Reports

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休閒教育中的遊戲文化思維與實踐 趙芝良

清華大學環境與文化資源學系副教授。

通識教育是應付變遷社會的重要 核心能力涵養 教育不但是要能協助發展個人獨特的潛 力,更期盼個人在通過教育的洗禮後能融 入及分享公共領域,成為能繼承當代文化 傳統的公民(Conant, 1945)。因此,通識 教育向來被賦予體現公共參與、與時俱進 的特徵(王義遒,2007)。現代社會科技 日新月異,知識結構不斷被突破,因此教 育的終極目標亦隨之變更,甚至承擔著比 預期更多的責任(Conant, 1945)。 然而通識教育理念起源於美國,是現代 教育體系的一部分,也開顯出由古至今在 教育哲學的初始問題 ──人應如何理解自 身?甚麼是好的社會群體的公共性?如何 適時地呈現完滿的人格與美好的社會公共 性?這些對當代社會人的核心發問,基本 能力的考驗,更成為變遷社會下的重要涵 養。然而在人類漫長發展的過程,都有

(轉載自《通識在線》78期〈休閒教育中的遊戲文化思維與實踐〉)

為「易、詩、書、禮、樂、春秋」,後者

人誤認的庸俗化,空洞化等偏差,轉而以

則是以「禮、樂、射、御、書、數」為教

更結構化的知識性、娛樂性、體能性、社

育的重要內容;而,《論語•述而》篇中

會性,強化多元的服務,提昇人類的生活

提及:「志於道,據於德,依於仁,游於

品質。因此,從金錢與時間的規劃與利

藝。」《論語•泰伯》篇亦強調:「興於

用,休閒的功能得以發揮,並提供個人自

詩,立於禮,成於樂。」

我實現和社會心靈富足的基礎。因此,面

由此可見,禮樂及游藝活動在孔孟儒家

對休閒時代的來臨,休閒成為人類的必須

思想中,是當代生活中道德的教育,更是

與憧憬;立基於思維的具體實踐,休閒產

現代所謂休閒思維的涵養。與通識教育弘

業豐富社會的多元結構。

揚文化,強調學生素質和廣博知識,培養 「完整的人」、「有教養的人」思想是一

通識教育的全人目標:

致的(胡莉芳,2009)。休閒思維與生活

人生的遊戲達人

哲學乃至於工作精神的合一,早在中國古 代已開啟這樣的思想觀點。然而無論是禮

然而這樣的教育思維,不僅是時代所趨,

樂或游藝的本質,都有著與遊戲相同的本

更是人類自身文化累積前進的驅力。法國

質,亦是有著秩序性,有著與體驗相依的

哲學家(Bergson)曾認為,稱人類為「創

意義感(Kelly and Godbey, 1992),是群

造人」(homo faber- the making man),比

性生活真實世界的縮影,更強調著個人親

稱之為「智人」(homo sapiens-the knowing

身的實踐性。

man)要來得更為貼切;因為人類的特質 並不在於其智慧,而在於其為改善環境與

休閒娛樂行為的存在;這是人類的基本

自身而工作的持續動力。但人類的世界或

能力,更體現人類基本需求和自我調節能

遊戲體現文化的創造力:

許更期待以「遊戲人」(homo ludens - the

力;而這些完滿的人格與公共性,正是在

從休閒教育到休閒產業

playing man)的方式生存;因為渴望無目

古希臘哲人所強調「休閒」與「教育」是

根據學者歸納現代心理學家和其他行

的之遊戲玩樂,並非人類的本質(引自

為科學家在定義遊戲概念時,認為遊戲具

Bammel and Barrus-Bammel, 1996)。大前

有 3 種不同的取向(approaches):一、遊

研一的OFF學,則揭櫫當今任何行業的工

戲是一種特質(play as a disposition),

作者,其實都需要兼具遊戲、知識和創意

能引發內在動機;二、遊戲是可觀察的行

三者的特質。三者並非大相逕庭,人類因

為(play as observable behavior),可形

為同時能兼具創造性的思維,而得以不斷

塑社會行為觀察類別;三、遊戲是脈絡

累積知識與文明,而藉由遊戲的態度,能

遊戲是兒童成長過程中自然存在的現

(play as context)而能成為社會文化意涵

藉此反饋創造性的啟發,三者缺一不可。

象和需要,世界各地的兒童以各種方式

(Rubin, Fein and Vandenberg, 1983)。而

通識教育融入具有遊戲能力的休閒教

在遊戲(Roopnarine, Johnson & Hooper,

綜觀社會潮流的脈絡,當今休閒儼然成為

育,將能訓練學習者思考與工作的能力的

1994);即使到了成年人,遊戲仍有其重

生活中的重要部分,連帶休閒產業更成為

相互延伸,其非但不會減損工作的表現,

要性。2006年中譯之日本管理學大師大前

時代產業的一部分;但不論從那一個角度

反而能使工作能力變得更為豐富;遊戲的

研一的《OFF學:會玩,才會成功》一書

而言,這些都不脫離遊戲的本質,亦即相

本質,也因為工作的支撐,能充滿目的性

出版(陳柏誠譯,2006),強調現代人除

當重視親自「體驗」及「與人群接觸」,

和意義感。讓人生的思維得以在彼此間轉

上班要不斷精進,下班後更要當個生活達

同時藉由企劃能力的延伸,將遊戲的創意

換,朝向理性覺知、身心統合的思維理路

人。更認為下班後的生活,決定你的競爭

感、趣味性的本質,發揮得淋漓盡致。

上,讓生命得以更為完整,藉此凸顯文化

一體的互通概念,而在休閒過程中同時連 結「知」、「行」、「德」的意義,並強調 實踐面向,使人導向幸福人生(紀俊吉, 2016)。

遊戲實乃休閒教育的本質

力。亦即充實的休閒生活是維持工作活

學者(Kelly and Godbey, 1992)曾經主

力,這些觀念重新改寫現代人對休閒文化

張,一個理想的社會應是:「外界驅使我

的觀點,反而開始認為「玩,正是工作動

們去做的事,同時也將是我們自己心理想

力的來源」,應該要好好學習。然而這些

做的事。」而這些特質,正是遊戲基本雛

觀點並非當代獨有,早在古今中外的休閒

型的開展。基於此,休閒產業由個人化的

與生活教育即可見端倪。中國儒家思想在

活動,延伸為產業的類別;當然,藉由休

教育中強調「六經」和「六藝」。前者乃

閒產業的多元化,豐富過去休閒生活被世

生成的深意,俾能完成通識教育最終目 的。

由於本刊篇幅有限,文章所提之學 者及相關理論出處,若有需要可向 作者索取,或至通識在線(https:// bit.ly/2xSMki9)查詢。


中華民國一○七年十月十五日

科技產業

科技報導

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從《AI醫療大未來》一書 窺看精準醫療的方向 李依庭

《科學月刊》主編。

圖一:由左至右分別為上騰生技董事長張鴻仁、北醫董事李祖德、作者李友專、大學眼科總院長、博客來數位科技董事長林丕容、讀書共和國社長郭重興、永齡 健康基金會總經理廖國欽與宏碁基金會專案經理楊婉如。(李依庭攝影)

臺灣實施健保制度已20餘年,近年來, 隨著人口逐漸高齡化與醫療環境日益複雜

療方面仍舊有著資源不足、人力資源短缺 等問題存在。

節節攀升,是醫學界的一大挑戰。 李友專表示,當疾病種類愈來愈複雜、

之下,使得不論是醫療環境或相關資源分

有鑑於此,身兼臺北醫學大學醫學科技

醫療資源和花費愈來愈多,達到精準醫療

配上都備受衝擊與挑戰。因此,不只是健

學院特聘教授與萬芳醫院皮膚科主任的李

的可能性越趨於零。因此,在醫療上運用

保制度的重新檢視、評估,如何妥善運用

友專,嘗試透過醫界與學界雙方面的專業

人工智慧,已是現今與未來的趨勢。除此

醫療,以提升醫療品質,更是民眾、醫院

角度,彙整來自醫療第一線的觀察與人工

之外,他也表示,雖然臺灣有著醫療資源

與政府之間的共同課題。

趨勢,撰寫了《AI醫療大未來:臺灣第一

濫用等問題,不過這也代表著在臺灣醫療

而隨著人工智慧的日益發展,現今,在

本智慧醫療關鍵報告》一書。在書中,除

數據庫中累積大量的樣本數與各種資料,

不少領域上已有各種相關的應用,醫療也

了全面探討現今的醫療模式與執行面外,

像在核磁共振造影掃描(magnetic resonance

不例外。在用藥安全、醫療診斷或長期照

更藉由人工智慧技術,帶領讀者迎向臺灣

imaging, MRI)與電腦斷層攝影(computed

護等醫療領域中,逐漸得可觀察到人工智

的醫療未來,是一本全面性討論醫療與人

tomography, CT)上,1 年就累積200萬人次

慧的參與和發展,而這些應用也逐漸改變

工智慧趨勢專書。

之多,而這些眾多的數據將是未來臺灣發

著人類的生活型態。話雖如此,臺灣在醫

在新書發表會中,李友專提及,高醫療

圖二:作者李友專分享《AI 醫療大未來:臺灣第一本智慧醫療關鍵報告》 一書。(李依庭攝影)

展人工智慧醫療的一大優勢。

錯誤率已是全世界不可忽

不僅如此,李友專也認為從醫師開處方

視的醫療問題。據美國數

箋、藥師調劑、住院治療到病人服藥各階

據統計,醫療錯誤致死率

段往後若能導入人工智慧的應用,不僅確

更高居美國十大死因的第

保病人安全與品質,更能減少後續衍生不

三名,僅次於心臟病與癌

必要的醫療成本。另一方面,也可應用AI

症。而在臺灣,根據資料

做好健康管理、分級就醫、減少不必要的

統計,臺灣人1年平均看病

醫療行為與浪費。

15次,1年便會累積超過3

最後,李友專期望能透過這本書,傳遞

億6千萬張的處方簽,在慢

讀者更多臺灣醫療與人工智慧的現況,更

性病、多重疾病與用藥問

期許臺灣未來能徹底運用醫療與人工智慧

題等醫療複雜的狀態下,

的結合,達到精準醫療的目的。

也使得醫療品質與錯誤率


科技產業

中華民國一○七年十月十五日

SciTech Reports

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Google機器學習研討會 探索深度學習在地圖上的應用 李依庭

《科學月刊》主編。

還記得最近一次拿著紙本地圖、向當地

功幫助建立地圖資訊,像是透過注

居民問路是什麼時候嗎?自2005年Google

意力機制(attention mechanism)

電子地圖(Google Maps)上線之後,便越

的演算法,幫助機器學習能從真實

來越少人使用紙本地圖或是向人問路,而

環境、複雜的門牌資訊中,提供店

只要動動手指、輸入目的地地址,Google

名或各種可用的標示於地圖上作判

地圖便會幫忙找出最佳路徑,讓人能在最

讀。

短時間內或以最簡便的方式到達該地。

另外,研究團隊也透過遞歸神

Google地圖,是Google公司的一項電子

經網路(recurrent neural network,

地圖服務,範圍涵蓋全球,地圖中包含地

RNN)和長短期記憶網路(long

標、路名、大眾交通等資訊,並提供向量

short term memory network, LSTM)

地圖、衛星相片和地形圖3種視圖。不僅

等模型,將路上的標誌資訊加以整

如此,現今的地圖上更有「街景(Street

合,以增進街道名稱的辨識能力。

View)」的服務,讓使用者可以直接觀看

不僅如此,更透過地圖上的資料訓

實際街道上所拍到的影像。

練機器學習,使模型能夠自主學習規範化

圖一:Google 地圖團隊軟體工程師盧金比爾透過視訊,分享 深度學習在地圖上的應用。(李依庭攝影)

式地圖,以供機車騎士使用。

近年來,在機器學習、深度學習與人工

(normalization),像是讓機器透過學習,

地圖中包含的不只是路名、街道或商

智慧的日益發展之下,Google公司也嘗試

知道當法國的路標出現「Av.」時,代表是

家,更有許多的建築物與高樓大廈,因

透過技術的整合,將相關應用的觸角延伸

「街(avenue)」的意思等。

此,研究團隊也嘗試利用機器學習,讓模

至Google的各項服務中,在Google地圖服

除了更加優化地圖的辨別能力外,研究

型能自動化搜尋街道上的建築物,產生建

務也不例外。Google地圖研究團隊期望結

團隊也利用機器學習模型幫助現今地圖資

築物影像並在地圖中加入建築物的俯視平

合深度學習的技術,解決現今在Google地

訊較為缺乏的開發中國家,像是利用模型

面向量圖。目前,已有1.1億個透過演算

圖上所面臨的問題。

和演算法成功幫助奈及利亞的拉哥斯城其

法繪製的建築物新增至Google地圖上,盧

在這次的機器學習會議上,邀請到美國

地圖的繪製與整合,包含城中2萬條街道名

金比爾表示,除了會持續增加外,未來也

總公司的Google地圖團隊軟體工程師盧金

稱、5萬個地址與10萬間商家的資訊等。此

希望能在建築物內標示出地圖,讓人們即

比爾(Andrew Lookingbill)分享Google如

外,盧金比爾也表示,Google團隊也企圖

使在複雜的建築物內,也能透過Google地

何透過深度學習,改善地圖中可能面臨的

在不同文化的國家提供不同的服務,像是

圖,找到欲到達的目的地。

各種問題。首先,他分享了深度學習能成

在機車普及的臺灣,團隊則開發出機車模


中華民國一○七年十月十五日

科技產業

科技報導

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唐獎生技醫藥獎得主來臺演講 分享酪胺酸的研究與應用 李依庭

《科學月刊》主編。

唐獎(Tang Prize),是由臺灣企業家尹

癌症形成有關。除此之外,他也嘗試找出酪

衍樑欲效法諾貝爾獎於2014年首度設立,

胺酸激酶抑制劑,希望能有效治療癌症。杭

而主要頒發的獎項有4項,分別為「生技

特表示,在現今所發現的45種蛋白質激酶

醫藥」、「永續發展」、「漢學」與「法

抑制劑中,有32種為酪胺酸激酶的抑制劑。

治」,並於2年舉行1次。

而德魯克爾及曼德森則是依循著杭特在

今(2018)年,第三屆唐獎也如期公布4獎

基礎研究上的發現,進一步將酪胺酸激酶抑

項得主,在生技醫藥部分由杭特(Anthony

制劑研發成各種藥物。德魯克爾以慢性骨髓

Rex Hunter)、德魯克爾(Brian J. Druker)

性白血病(Chronic Myelogenous Leukemia,

與曼德森(John Mendelsohn)共同獲獎;永

CML)為例,團隊發現編號STI571的分子

續發展由漢森(James E. Hansen)與拉馬納

能與ATP競爭,成功阻斷酪胺酸激酶的活

森(Veerabhadran Ramanathan)共同獲得;

性,進而抑制CML,後來經過開發與臨床

圖一:第三屆唐獎生技醫藥獎得主杭特。(李依

漢學由宇文所安(Stephen Owen)和斯波義

試驗後,成為慢性骨髓性白血病的標靶藥

庭攝影)

信(Yoshinobu Shiba)共同獲得;而法治獎

物──伊馬替尼(Imatinib),此藥物也是

則由拉茲(Joseph Raz)獲得此項殊榮。

美國FDA第一個核准的小分子抑制劑藥物。

除了頒獎典禮的舉行外,依照往年會由主

在演講中,德魯克爾表示,現今,此藥

辦單位邀請得獎的學者來臺進行演講與多場

物已治療許多CML的患者,並透過長年持

論壇交流,今年也不例外。唐獎教育基金會

續的追蹤,發現這些痊癒後的患者因CML

於上(9)月22日於臺北福華文教會館舉辦

而死亡的機率為0。儘管有17%的病患在使

4場唐獎得獎人演講,除了有學者到場聆聽

用此藥物後會有抗藥性或酪胺酸激酶突變

演講外,也吸引眾多專業人士參加。

的形況發生,但透過不斷的研究,現在已

在生技醫藥部分,今年獲獎的3位學者 其主要貢獻在於酪胺酸(tyrosine)上的研

有4種不同的抑制劑能交互使用,是主要治 療慢性骨髓性白血病的一大利器。

究,杭特不只是發現酪胺酸的磷酸化,更

而曼德森也透過酪胺酸脢的抑制劑單

發現酪胺酸激酶為致癌基因;而德魯克爾

株抗體 C225,發現能有效抑制細胞中磷

及曼德森則進一步利用能抑制磷酸化酪胺

酸化的酪胺酸,進一步阻斷下游分子的活

酸的抗體阻斷體內癌細胞增生,研發出小

化,降低癌細胞的增生。經過 20 年的細

分子抑制劑進行標靶治療,並成功地應用

胞試驗與臨床研究後,此單株抗體西妥昔

在臨床上。

(Cetuximab)已發展成抗癌藥物爾必得舒

杭特,為第一個發現酪胺酸磷酸化的科

(Erbitux),主要應用在轉移型結腸直腸

學家,1979年,杭特在美國索爾克研究所

癌(colorectal cancer)和頭頸癌(head and

(Salk Institute for Biological Studies)研究

neck cancer)中。

圖二:第三屆唐獎生技醫藥獎得主德魯克爾。(李 依庭攝影)

多瘤病毒(polyomavirus),並試圖了解為

在演講的最後,杭特和代表曼德森出席、

什麼人類會得癌症,經過多年的研究,他

任職於安德森癌症中心(University of Texas

發現酪胺酸的磷酸化會導致癌症的發生。

MD Anderson Cancer Center,UT MDA)的

不僅如此,2001年的人類基因組計劃,也

洪明奇也表示,研究與藥物開發是一條漫

大大影響杭特的研究,在此項計畫中於人

漫長路,杭特更以治療慢性骨髓性白血病

體身上找到了478種蛋白質激酶﹝註一﹞,

藥物為例,科學家透過研究,逐步釐清疾

圖三:代表曼德森演講的洪明奇院士。(李依庭

而在酪胺酸激酶(tyrosine kinase)則發現

病的發生後,開始進行藥物的開發與臨床

攝影)

有90種,這也進一步讓他發現酪胺酸激酶

研究,這當中得經過數十年的時間才得以

(tyrosine kinase)為致癌基因。後來的研

讓藥物上市並提供給人們進行治療。

究更顯示,人體內許多的酪胺酸激酶都與

﹝註一﹞現今已發現的數量增加為 535種。


產官學研

中華民國一○七年十月十五日

SciTech Reports

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運用音頻差異 樂器也能成為檢驗儀器 【本刊訊】或許在未來的某一天,識別 出有問題的藥品、診斷腎臟是否有問題及

度與未知液體的密度進 行比較。

追蹤健康狀況的方法,就如同吹奏樂器般

格佛羅的研究團隊測

簡單。近日,ACS Omega 一研究指出,一

試該裝置是否可以區分

種價格與成本低廉、設計及製作靈感源於

出甘油(glycerol,一

一種古老的非洲樂器「卡林巴琴(mbira,

種常添加於咳嗽藥物中

又稱拇指鋼琴)」的手持式工具,可以區

的糖漿)與另一種類似

分出不同密度的液體,且能幫助藥師與消

於甘油,但有毒的糖漿

費者辨別出偽造及受汙染的藥品。根據統

──二甘醇(diethylene

計,在中低收入的國家之中,假藥與受汙

glycol)進行比對。結

染的藥品佔所有藥物的10.5%左右。

果發現,當裝置裝有甘

加州大學河濱分校(University of

油時,它所發出的聲音

California, Riverside)生物工程師格佛羅

頻率比裝有二甘醇時低

(William Grover)與他8歲的兒子,利用

約10赫茲。

房子周遭的廢料加上卡林巴琴的靈感,製

另外,裝置也能夠

造出這個感應器,且製作過程只花費半個

用來測量流體的比重

小時。製作感應器時,格佛羅保留了卡林

(specific gravity),如

巴琴的木製發聲設計部份,將琴身外部原

可以在診所內使用該項

來裝有液體並能發出不同音高的空心U型

裝置測試尿液樣本的比

金屬管部分置換掉。

重,進而找出尿液的濃度為多少,以查證

牛所製造牛奶的脂肪含量,以後續追蹤牛

裝置的檢測原理為:當U型管內裝滿黏

患者是否有脫水或是其他腎臟問題。更神

隻的健康狀況。

性液體時,將管子拔掉時會發出較低音頻

奇的是,釀酒商也可以測試發酵酒精產品

或許未來該裝置設計技術提升並能大量

的聲音;而裝有較稀釋的液體時則會發出

的比重,以追蹤含糖量的下降與酒精含量

量產後,可在各項領域幫助人們追蹤及關

高音頻的聲響。由於純粹利用雙耳難以辨

的增加。近期,加州大學河濱分校另一名

注各項的健康狀態。

識細微的音頻差異,故使用者可以將感應

工程師,將該裝置拿到南印度家鄉給他的

器所記錄的聲音檔案上傳至分析聲音頻率

祖父母使用,後續當地居民也開始使用了

的網站進行處理,藉此利用已知樣品的密

這項裝置,並發現該裝置也能拿來測試乳

圖一:卡巴林琴。(Wikimedia)

新聞來源

H.C. Bhakta, V.K. Choday and W.H. Grove, Musical instruments as sensors, ACS Omega, 2018.


科學文摘

中華民國一○七年十月十五日

科技報導

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從升學考試題目談素養導向命題 簡麗賢

北一女中物理教師。

每年1、7月的學測和指考可說是臺灣高 中生的成年禮,各科試題出爐後,受訪考

(與《科學月刊》585期共同刊載)

秒,若將f 數設定改為6,則其最佳的曝光

熱食物最主要原因」的用意,寫出類似參

時間應為多少秒?

考答案「食物中的水分子為極性分子具有

生、教師的反應和評論成為媒體爭相報導

這一題被部分教師質疑「超出課綱」,

電偶矩,在外加電場作用下受力矩而使水

的題材。今(2018)年,受訪的考生和教

其實不然,而是引用生活情境的「閱讀與

分子以其質心為轉軸向電場方向轉動。故

師對物理命題的難易度反應不一,但共同

理解」素養題。考生若能理解題意,以基

微波爐產生微波波段的電磁波後,食物內

點是:題目新穎、貼近生活情境,且需要

本的數學能力,掌握2項關鍵「照相機鏡

的水分子隨微波電場方向的變動,每秒產

閱讀理解題意才能作答,即大學入學考試

頭透鏡的焦距和光圈直徑大小的比值稱為

生數個10 次高頻率的轉動,藉此與食物中

中心強調的「素養導向命題」。

f 數」及「單位時間通過鏡頭的光能和光圈

周圍的分子擠壓與摩擦,因而快速產生熱

的面積成正比」,應能解出答案為1/50

素養導向命題 何謂素養導向命題?閱讀今年的物理 題,大概就能掌握其梗概。成績公布後, 大考中心對媒體說明,未來的命題趨勢將

秒。不過題目如能加上「通過鏡頭的光能 不變」則會更完整。 又以今年指考非選擇題的「微波爐」為 例:

9

量」的核心概念。 再以今年學測自然科「福衛五號衛星」 為例,此題即為學術探究的新聞時事素養 題: 臺灣首枚自主研製的高解析度遙測衛星

以素養、生活及整合跨域等理念規劃命

題幹中清楚說明「水分子H 2O的負電荷

「福衛五號」,於2017年8月順利升空在

題,並呼籲學校應從期中考命題著手,讓

(-q,q>0)靠近氧原子,而等量的正電

距地表720公里處繞地球作接近圓軌道運

學生適應素養命題方向。

荷(+q)靠近2個氫原子連線的中點,

轉。一般在此高度繞地心等速圓周運動的

正負電荷分離固定距離r」定義為「電偶

衛星,其週期約100分鐘。已知地球半徑

極」,並引導考生以數學向量式表達「電

約為6400公里,若為特殊目的發射一新衛

偶極矩」。考生若能依循題意「順藤摸

星,使其沿圓軌道繞行地球一周所需時間

瓜」,根據高三學過的「電位定義」,即

約為800分鐘,則此新衛星離地面的高度

可回答第1小題;以學過的力矩概念可證

約為多少公里?

依據大考中心的說明,精進素養導向命 題的三大重點如下: 一、情境化:試題素材引用生活情境或學 術探究情境。 二、整合運用能力:測驗學生是否能整合 運用知識與技能,以處理真實世界或 學術探究的問題,包含閱讀理解、邏 輯推論、圖表判讀、批判思考、解釋 辨析和資料證據應用等。 三、跨領域、跨學科:測驗學生是否能夠 融會貫通,善用不同領域或學科所學 處理一個主題中的相關問題。

明水分子所受的力 矩量值關係式,再 代入已提供的數 據,則可得到第2 小題「水分子所受 的力矩量值」。 第3小題「微波 爐產生的微波可 用來加熱食物,而

以今年指考物理科選擇題「數位相機的 光圈數與曝光時間的關係」為例:

一般市售微波爐的 微波頻率約為數個

照相機鏡頭透鏡的焦距和光圈直徑大小

GHz」,應用前一

的比值稱為f 數(也稱為光圈數或焦比),

題「電偶極矩」和

已知單位時間通過鏡頭的光能和光圈的面

「力矩」定義,可

積成正比。某一數位照相機鏡頭透鏡的焦

判斷命題委員「不

距固定為50公釐(mm),當f 數設定為 2,

用計算,用文字說

可得最佳照片的正確曝光時間為1/450

明微波爐能迅速加


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科學文摘

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上述題目結合高中物理課程內容,就

受訪時表示:從飛機航行的科學而言,飛

起飛。其次,可繼續問學生:「因應高溫

新聞時事設計成短文閱讀的學術情境素養

機無法在真空中飛行,飛行條件之一,必

天氣,為不影響旅客權益,讓飛機能正常

題。考生若具有「克卜勒行星運動第三定

須有空氣形成氣流,透過流速與壓力差而

起飛,有何改善之道?」參考答案可為加

律(週期定律)」的先備知識,依據資料數

形成升力效應,讓飛機具有動力而起飛,

長跑道以增加飛行初速率;減少搭乘班機

據判斷,應可估算答案接近22000公里。

因此,可推論飛機無法在高溫下起飛。

的旅客人數及承載的托運貨物重量。

以上的物理試題顯示學生培養「閱讀與

「氣溫多高,飛機才不能飛行?」美

物理教師取材新聞報導內容作為命題素

理解」能力的重要性。題目取材自生活中

國哥倫比亞大學(Columbia University)

材,可延伸主題改寫短文,再從短文中設

的科學新聞,測驗目標在評量考生的理解

的科學家曾在2015年發表「極端高溫對飛

計題目,測驗學生閱讀理解能力,並繼續

能力,期望能理解衛星運行軌道的概念。

行影響」的研究報告,指出高溫天氣會限

延伸問題,測驗學生的科學推理和表達能

學生能理解和說明生活現象的原理,就是

制飛機載重量。並說明「檢視美國機場的

力。題型可為1 ~ 2題的選擇題,並搭配1題

一種「素養」。素養存在生活中,生活中

條件,丹佛機場的緯度高,空氣層原本稀

簡答題,混搭題型設計可達到素養導向命

表現素養,因此,素養導向命題的源頭在

薄,飛機起飛時更容易受到高溫影響,改

題的目標。

生活經驗與新聞報導中。

進之道是加長跑道。」「以波音737客機 而言,在攝氏37度的高溫下,若仍要依既

科學、生活與素養 我們知道颱風天會影響飛機正常起飛,

定航班起飛,只能減少旅客人數和託運貨 物重量。」閱讀上面這一則科學新聞,筆 者的腦海立即縈繞素養命題的圖像。

結語 有人認為命題很容易,是因為複製考古 題。若要創新題目,符合素養導向命題的

然而,氣溫太高也是影響因素,為什麼?

例如「依據上述短文和物理概念,天氣

三大重點,可不簡單,誠如王安石的詩句:

去(2017)年6月,國際新聞報導天氣太

太熱,飛機不能正常起飛的最主要原因為

「看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。」

熱,飛機不能飛,美國鳳凰城市氣溫飆升

何?」參考答案可為因熱膨脹會使大氣空

筆者只能說素養導向的創新命題看似容易

到攝氏49度,有40多個航班被迫取消。媒

氣層的氣體分子密度變低,機翼無法與足

卻艱辛。當我們看到大考中心設計出「漂

體進一步報導「受全球暖化影響,未來飛機

夠的空氣分子交互作用,形成機翼上下的

亮」的升學試題,都該是「有讀、有回、

不能起飛的情況或許會更嚴重」。專家學者

壓力差,可能無法產生足夠的升力讓飛機

有按讚」的現代「益者三『有』」。

直接進樣 搭配組合 各種應用 彈性選擇


科學文摘

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從臺灣獼猴降級看人猴衝突 郭璿

屏東科技大學野生動物保育研究所。

(與《科學月刊》584期共同刊載)

2018年6月25日,林務局公告,將原本 8種其他應予保育之野生動物降級為一般 類野生動物,其中又以臺灣獼猴(Macaca cyclopis)最受矚目。 臺灣獼猴主要分布於中低海拔森林地 區,而在部分鄉村環境中與人類生活區域 相鄰,導致資源利用重疊,人猴衝突油然 而生。覓食本是動物天性,會在攝食及攝 食風險之間作出權衡(trade-off),若風險 小於攝食,那麼動物會選擇攝食;若風險 大於攝食,動物則會選擇迴避。在果園周 圍的獼猴亦是如此,當人類在果園內活動 時,獼猴會選擇迴避風險,並且在果園外 圍的樹叢或制高點觀察。當人類一離開, 獼猴便會想盡辦法進入果園大快朵頤,畢 竟在果園取得的食物熱量比在野外覓食快 多了!這也造成許多農民不得不使用各種 驅猴工具,一邊照顧水果一邊跟獼猴鬥 志,靈長類的戰爭就此展開!

即使架設電圍網,只要一有漏洞,獼猴就能溜進果園享受大餐。(黃聿訢攝影)

為是故意或帶有惡意的。農民花費了許多

民都會抱怨:「猴子太多了啦!幹嘛保育

金錢及心力在防治上,但當仍有危害產生

呢?」但獼猴從保育類名錄中除名之後,

無論是網路或新聞媒體,不乏充斥著臺

時,便會尋找更激進的手段來解決猴害。

受害的農民又得到了什麼好處?沒有。獼

灣獼猴到果園偷吃的各類負面報導,獼猴

猴害問題一直是管理單位—林務局的燙手

猴依舊光顧結實累累的果園。在野保法第

無知、農民無奈。受到負面觀感的影響,

山芋,中央主管機關以及地方政府均有對

21條就已載明:即使是保育類野生動物,

人類對於獼猴的仇恨被渲染開,變成了過

於危害防治的設備(例如:電圍網)進行

在緊急的情況下,危害到農林作物、家

街「獼猴」,人人喊打,使要求獼猴降

補助,但當獼猴成為一般類野生動物後,

禽、家畜或水產養殖,得以使用人道的方

級及控制族群數量的民怨聲浪更是不曾間

主管機關則成了地方政府,因此也不免讓

式予以獵捕或宰殺。等同於在還沒降級以

斷。在尚未公告臺灣獼猴是否降級之前,

人聯想,獼猴降級是否為中央主管機關卸

前,農民即可自行處理猴害問題,乃至降

新聞媒體便以「今年6月有望降級」等字

責的表現?雖林務局聲明表示,降級與獼

級之後,依舊可以因受到危害等事由,進

眼下標題,似乎預告臺灣獼猴降級已成定

猴造成的農損無關,但若沒有落實輔導農

行人道處理。再者,獵捕或宰殺並非最好

局。且在臺灣獼猴被降級的當下,各種對

民進行有效的危害防治,農民與獼猴最終

是誰決定了臺灣獼猴的去留?

臺灣獼猴大開殺戒的社群貼文更是紛紛傳

都是環境衝突之下的受害者。

道德問題,致使成效可能不如預期。因此 農民想要的不是能不能正大光明處置獼

出。

猴,而是有沒有良好的防治措施,保障他

究竟是什麼原因造成人類跟獼猴之間有 如此深仇大恨?靈長類學習能力強,比起

的選擇,除了社會輿論觀感不佳,也顧及

臺灣獼猴降級,造福了誰?

們的果園不再受到危害,或者能在受到危 害之後獲得補償。

其他野生動物,在危害防治方面需要注意

適逢同學從事農民對於臺灣獼猴態度的

到更多細節。靈長類被認為是有智力的野

研究調查,因此筆者時常跟著同學一同拜

臺灣獼猴降級仍是大多動保人士不欲樂

生動物,因此,在農作物掠奪部分常被視

訪那些作物受到獼猴危害的農民,許多農

見的結果。先不論野保法的法條如何,以


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目前一般類野生動物的處境來看,許多受

家在族群量估算上,確實有增加的趨勢,

出來的人為環境覓食、棲息,例如鳩鴿科

到不當對待致死或是將野生動物帶回家飼

但生存上就不再受到威脅了嗎?臺灣獼猴

的鳥類利用人類的公園樹林、行道樹作為

養,也鮮少有受到管束或懲處;就算臺灣

與人類之間的衝突隨著自然環境被開發而

棲所;許多的猛禽、甚至是瀕臨絕種的石

獼猴還在保育類名錄時,仍傳出有獼猴被

增多,人類處理與野生動物之間的衝突往

虎會利用農田捕捉老鼠。在這一場場野生

毒殺、虐待或是綁架幼猴的事件。這是除

往是依照個人道德標準衡量,例如還是有

動物的食物鏈中,我們不是旁觀者,而是

了野保法執行力未能落實外,民眾對於野

人一看到蛇就要打死的觀念,認為是為民

輔助者。

生動物生命價值觀的落差。

除害。但每個物種都有牠生存的權利,若

對於臺灣而言,任何一種野生動物都是

沒有威脅到人類的生命安全,就不應剝奪

重要的自然資源,也期盼藉由這次臺灣獼

牠的生命。目前臺灣民眾保育觀念普遍提

猴的降級,能夠重新審視野保法的執行能

升,對於臺灣野生動物有基本的認知,且

力以及民眾在保育觀念上的正確性。

臺灣獼猴的未來 許多野生動物之所以被列為保育類,自

能以同理心對待野生動物,並斥責虐待動

始至終乃是希望維持或增加此物種族群數

物的行為。因此,現階段應該思考的是如

量。當物種數量穩定,不再受到生存上的

何在人類與其他野生動物之間取得共存的

威脅,經調查評估後,原本列為應予保育

平衡,而不是農委會主委所提議的將獼猴

之野生動物即可列入一般類。將野生動物

安置到離島,或是將人類與其他野生動物

從保育類轉移到一般類,依據以上原則,

隔絕,各過各的,不相往來。人類開發了

原是一件歡天喜地的事,且臺灣獼猴經專

自然環境,而野生動物也利用人類所營造

終極解決方案—離心分配分離管柱搭配製備層析儀令工作如虎添翼


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醫學、永生與演算法

編輯室推薦 書名∣事物的奇怪順序(The Strange Order of Things) 作者∣安東尼歐.達馬吉歐(Antonio Damasio) 出版社∣商周出版 出版日期∣ 2018 年 9 月 4 日

早在數十億年前,某些單細胞生 物就已發展出具社會性與文化特徵 的行為,但它們的「心智」成熟度 似乎與人們所想大相逕庭,某種程 度上這也與傳統觀念裡的演化順序 有所牴觸。

安東尼歐.達馬吉歐的新書《事物的奇怪順序》不只想講那些好聽又合理的 故事,而是想要在人類飽受人工智慧威脅的此時,帶我們重新思考生命、人類 的本質。……作者在書中或許沒有排除了人為萬物之靈的觀點,卻提供了其他

看似沒有心智在背後操作的無 細菌,其令人驚艷且有效的社會行 為,與某些人類文化之間其實有一

的思考點……

些共同點;而作者也闡明,這種連

──輔仁大學心理學系副教授 黃揚名

結線索可以從所謂的「恆定狀態」

大膽且意義重大……達馬吉歐的視野為整合身體與心智的論點賦予了一個具 體的新典型……不但讓人折服還具有令人耳目一新的獨創性。 ──《自然》(Nature)

裡略窺一二。作為生命運作上的一 種基礎設定,恆定狀態的產生不需 要接受思考的指揮、更毋需言語傳 述;反之,當生命在一定的範圍內

達馬吉歐的書籍是科學驚喜及概念發明上的奇蹟,最終也是由謙虛所帶出的 奇蹟,這裡的謙虛指的就是知識的極限,唯有知識才能造就的知識極限……在 達馬吉歐的思維裡,活著的意義包括將自己投射到生命中、避開弱點和死亡, 而這一切皆由一個他稱為恆定狀態的基礎力量所驅動,這也是《事物的奇怪順

進行調節時,不僅使生命得以興盛 發展,也將這種能力投射到生物體 與未來之中…… 從昆蟲到人類、神經系統到感覺 與情緒,甚至是大數據時代裡的科

序》一書完整描述與詳細說明的概念。

技應用,這本書將帶你重新思考生

──法國《世界報》(Le Monde)

命的本質。

尼采會對這本錯綜複雜的論述書籍連聲喝采,因為這本書同時兼具科學的嚴 謹以及人性的圓融,而且就尼采這位評論家的判斷,這本書還具有革命性的內 容......在確認人類真正起源上,《事物的奇怪順序》是個令人耳目一新的大膽

跟著神經科學暨心理學大師達馬 吉歐,用求實的膽識包覆感性,向 世界勇敢提問吧!

成果,而人類的起源,事實上也就是所有生物的起源,即為感覺。 ──約翰.班維爾(John Banville),《衛報》(The Guardian)

現代醫學

空皆有之。在傳統保守的這一端,由於近

致病力與新傳染媒介不相上下。然而,導

要在大多數人類文化實踐中慢慢收集與

期科學和科技的進步,讓藥理學或手術工

正這些情況的新興方法所創造出來的傳奇

恆定狀態有關的事物並不困難,但最明顯

具得以發展,進而讓我們能夠適度了解疾

永遠不會結束。大自然具有適當的防禦性

有關的事物莫過於醫學了。從幾千年前正

病,並從中找出治療方法。其中,傳染病

和迴避性,但醫學也不乏獨創性或持久

式登場開始,整個醫學實務一直是修補生

的歷史就是一個很好的例子。曾經肆虐的

性。舉例來說,若病原是來自某種昆蟲物

病過程、器官和系統的一項練習,有時也

致命感染已因抗生素或疫苗(或兩者)的

種所帶有的危險病毒,目前已經可以改造

與魔法和宗教有所連結,最終還與科學和

發展而受到控制。不過由於新傳染媒介的

昆蟲的基因組以阻止其攜帶病毒。由於

科技緊緊相繫。

出現或原傳染媒介產生巨大變化,導致這

發現了可以在基因組內成功進行改造的

醫學相關科學和科技目前的發展全景很

場戰鬥永遠不會結束;原傳染媒介的巨大

CRISPRCas9技術,造就了這項極近期的全

廣泛,目標範圍一路從傳統保守到天馬行

變化通常是抗生素治療所造成的結果,其

新大膽可能性。當然,沒有任何事情能夠


中華民國一○七年十月十五日

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保證被阻撓的病毒不會突變來因應基因上

有被謹慎遵守,人們就該贊成修補。但若

在人工智慧和機器人技術方面也有重要

的阻斷,並經由增強本身的惡質程度來挑

不是以疾病治療為前提呢? 要基於什麼

的發展,其中一些也被徹底刻寫在掌控文

戰所面臨的新障礙。事情就這樣展開。恆

樣的理由,以遺傳而非智力訓練來提升自

化演化的恆定規範中。從感知和智力到運

定狀態知道如何進行貓捉老鼠的遊戲,有

身記憶能力或智力水平的嘗試才具有正當

動表現,人類認知的完善,都是由古老恆

時我們也一樣。

性? 那麼關於眼睛顏色、膚色、五官容

定狀態所驅動的具體實踐。想一想閱讀用

貌、身高等身體特徵呢?還有左右男女性

的眼鏡、雙筒望遠鏡和顯微鏡、助聽器、

別比例又如何呢?

柺杖和輪椅就知道,或是想一想計算器和

運用同樣的新興技術,讓我們能夠以 消除某些遺傳疾病為目的來改造人類基因 組。這是另一項值得讚揚並具有潛在價值

這些可以說都是「表面」的改變,整

字典也一樣。人工器官和義肢也不是什麼

的努力,但這並不是件容易的事,因為大

容手術已有幾十年的歷史了,這種手術幾

新鮮事物,陰暗的一面還有讓奧運選手和

多數對人類造成困擾的遺傳疾病不是只由

乎沒有造成傷害,還有很多滿意的顧客。

環法自行車賽冠軍陷入諸多麻煩的體能促

一個麻煩的基因所引起,而是由數個甚至

(如果我們把紋身、穿孔、割禮等等也包

進劑。除了競賽,使用可以加速運動或提

很多個基因所引發。基因通常成群運作,

括在內,那麼實際上已有數千年的歷史

高智力表現的策略和設備幾乎毫無問題。

有點像是惡質抵押借貸。要保證人為介入

了。)但是我們可以將臉部拉皮和其他類

人工智慧在醫學診斷上的應用非常具有

的結果不會產生危險與不必要的影響,是

似的整容手術與人為介入基因組相比嗎?

前景。疾病的診斷與診斷程序的解釋仰賴

一件說起來簡單做起來困難的事情。

這種介入甚至不限於原先所設定的目標人

模式的辨認,這是醫學的生存之道。機器

更有問題的是一些醫學上的非傳統發

士。在這一點上,未來的父母是否有權決

學習計畫則是此領域的常見工具,也取得

展,例如為保障良好智力和身體特質或阻

定其後代的身體或智力組成呢?父母試圖

了可靠和值得信賴的結果。

止和消除死亡而進行的基因改造。這裡也

確保或避免的究竟是什麼?

與目前某些預想的遺傳介入方式相比,

一樣,人為介入的目標是人類的生殖細胞

對於一個正在發展中的人來說,面對自

人工智慧在整個領域中的發展更為良性並

系(germ line),經由前面提到的大膽新

己的運氣,並將意志力與自身天賦或天生

具有潛在價值。最可能和最直接的例子就

興技術即可進行這些人為介入。

缺陷相結合以確立自己的命運,這有什麼

是義肢強化裝置的完成,這些裝置不僅可

在執行前述人為介入計畫時,有些嚴肅

問題嗎? 當一個人獲得有利的天賦,以克

以補足喪失的功能,還可以加強並擴大

的議題需要納入考慮。在實作層面上,操

服發展惡運或以適度運用的方式來塑造個

人類的感知。相關例子包括了視障者植入

縱遺傳物質所涉及的重大風險,迄今為止

人特質,這又有什麼錯呢? 目前就我看

人工視網膜,以及經由自我驅動的心智事

似乎尚未得到妥善解決。更基本的是,就

來,完全沒錯,雖然讀過這篇文章的一位

件,也就是經由想要移動肢體的意圖以控

嚴謹的生物學以及社會文化、政治與經濟

同事抱怨我太過安然接受自身的缺陷(我

制義肢的發展。這兩個例子都是當前的現

方面來看,修補自然演化過程對於人類的

知道我不夠高),而且我的態度讓我成為

況,並在不久的將來會更為完善。它們構

未來有著不可預見的後果。如果目標是要

斯德哥爾摩症候群的犧牲者,所謂的斯德

成了人機混合世界的重要項目,其有益的

消除一種產生痛苦並且根本無益的疾病,

哥爾摩症候群就是人質對綁匪變得友好的

應用包括了為半身或四肢癱瘓的意外受害

那麼就有充分理由繼續。「以不造成傷害

情況。對此,我願意聽取對立的論點,也

者提供外骨骼;外骨骼其實就是第二義

為優先」是醫學的經典訓誡,這項訓誡若

願意改變我的看法。

肢骨骼,架在癱瘓肢體周圍並固定在脊柱


中華民國一○七年十月十五日

科學文摘

科技報導

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處。這些義肢由外部操作員或患者所啟動

外的因素,讓我們得以持續感受到疼痛和

組成在許多方面都仰賴演算和編碼,而計

的電腦來動作。電腦實際上可以經由患者

痛苦以及快樂。但真是這樣嗎? 我們可以

算的許多方面以及人工智慧和機器人的整

想要移動的意志來引導,也就是利用取得

想像,一旦我們的永生願望得以實現,那

體產業也都仰賴演算和編碼。但是這個事

與移動意志相關的腦部訊號來進行。我們

麼距離徹底消除疼痛和痛苦還會遙遠嗎?

實引發了一個決定性的概念,那就是自然

正邁向創造出活體生物和人造工程物件混

那快樂怎麼辦? 我們能否留下快樂並將地

界生物體可能會以某種方式被歸納成演算

合體的康莊大道,這種混合體類似於科幻

球轉變成樂園呢? 或者快樂也會離我們

法。

小說所偏愛的半機器人。

遠去,讓我們進入殭屍的世界? 我有時會

人工智慧、生物學甚至是神經科學的世

想,身在這種世界中的永生聖騎士,對活

界都醉心於這種概念。雖然未經驗證,但

著這件事其實已經不在意了。

人們可以接受「生物體就是演算法,身體

永生 伍迪.艾倫曾經開玩笑說,他希望自 己不會死去以達成永生的目標。他不知道 有一天,遠離死亡的想法不會僅僅只是個 笑話而已。人類現在已經認為這可能會成 真,並朝著這個目標悄悄努力。有什麼不 可以的呢? 若確實有可能讓壽命無限延 長,人們應該放棄這個選項嗎? 這個問題的實際答案很明顯。這應該值 得一試,只要人們無須面對也許還有其他 計畫的造物主,並且過著品質良好的永生 生活,沒有癌症和癡呆症這類年紀大了就 經常會發生的疾病就可以。這個計畫的大 膽程度讓人吃驚,它所隱含的自負也是。 但是,一旦冷靜下來(再次陷入斯德哥爾 摩症候群的坑中),你會說,很好,但讓 我問些問題。從短期及長期的情況來看, 這樣一個計畫會對個人和社會造成什麼樣 的後果? 什麼樣的人類概念可以傳達出人 類在追求永生上所做出的努力? 就基本的恆定狀態而言,永生是完美 的,是大自然夢寐以求之永生夢想的實 現。恆定的早期狀態就是這樣促進當下存 在的生命,並在不知不覺中將生命推向未 來。確保未來生命的計畫外工具包括了遺

這些似乎都不會很快發生,儘管不是因為

與大腦也是演算法」的說法。因為我們可

缺少了神聖未來學家和具遠見者的嘗試。

以人為編寫演算法,並將它們與自然版本

舉例來說,超人類主義(transhumanism)

的演算法加以連接,也就是說,可以將它

背後的關鍵想法,就是人類心智可以被

們混合在一起。這項事情促成了被稱為奇

「下載」到電腦中,進而保證其永恆生命

異點的一部分。這種說法不只是接近奇異

的概念。這在當前是一個讓人難以置信的

點,奇異點根本就在當中。

景象。它揭示了關於生命真正意義的有限

這些用法和想法在科技與科學界已經獲

概念,也透露出對人類真正建構心智體驗

得些許認同,也成為文化趨勢的一部分,

的狀況缺乏了解。超人類主義者實際上要

但它們並不完全符合科學。就人類的認知

下載的內容是什麼仍是個謎。那肯定不會

來看,它們未達標準。

是他們的心智體驗,至少不是符合大數人 用以解釋自身意識心智的那類心智體驗, 因為這些體驗需要我之前所提到的設備和 機制。本書的一個關鍵想法是,心智是由 身體和腦部的相互作用所產生,而不是單 獨由腦部所產生。這樣一來,超人類主義 者是不是也要計畫下載身體呢?

認為活體生物就是演算法,是極具誤導 性且嚴格來說還是錯誤的說法。演算法是 用以建構特定結果之步驟所需的公式、配 方及列項。包括人類生物在內的活體生物 是根據演算法建構而成,並利用演算法來 運作本身的遺傳裝置。但它們本身並不是 演算法。活體生物是演算法參與其中所產

我對未來的大膽場景抱持開放的態度,

生的結果,並會展現出某些特質,那是主

也會哀悼科學幻想的失敗,但我無法真正

導生物體組成結構的演算法不一定會具體

想像出超人類概念的後續發展狀況。代碼

說明的特質。最重要的是,活體生物是組

和演算是計算科學和人工智慧中的兩項基

織、器官和系統的集合,其中每個組成細

本概念,將這兩項概念應用在生命系統上

胞都是由蛋白質、脂肪和醣類所製成的脆

時顯然會有所限制,釐清這些限制的原因

弱活體。它們不是幾行代碼;它們是明顯

也許就能對問題本質有最佳解釋,這也是

感覺得到的東西。

我現在要談到的問題。

傳裝置的出現。在我們的未來場景中,永

活體生物就是演算法的想法,助長延

生將成為人生企業的終極舞台,而永生終

續了一個錯誤觀念,那就是無論活體或人

將藉著人類創造力而達成的這項事實,也

以演算的說法來解釋人類

造物,建構生物體所使用的基質都毫不相

讓生命變得更加有趣並有所改善。實際

二十世紀科學的一項非凡發展就是,發

關。這意味著演算法在其上運作的基質沒

上,當人們認定創造力本身就是恆定狀態

現物理結構和思想交流可在運用代碼的演

有關係,而且其運作的背景環境也不相

的結果時,永生自然而然地就會出現了。

算基礎上進行組合。遺傳密碼運用了核酸

關。在當前使用的「演算法」一詞背後,

不過這有什麼缺點嗎? 並非所有自然發生

符號系統,協助活體生物把來自其他活體

似乎潛藏了背景環境與基質各自獨立的概

的事物都很美好,而讓自然事物不受控制

生物的基礎元件組合起來並引導自身的發

念,雖然演算法本身不具有或也不應該有

地運行同樣也不恰當。

展;就像語言同樣為我們提供了字母表,

這樣的含義。

由感覺驅動的恆定狀態其最強大動力,

讓我們可以運用這些字母組合成無限的字

根據目前的使用情況,將相同的演算法

就是發現死亡無可避免以及這項發現所產

詞,用來為無數物體、行為、關係和事件

應用於不同的基質和新的背景環境中,大

生的痛苦,而永生卻消除了這項最強大的

命名,語言也提供了規範字詞排序的文

概會獲得相似的結果。然而,卻找不出為

動力。我們應該擔心失去這種動力嗎? 我

法。我們也因此能夠建構出敘述事件過程

什麼它會這樣的理由。基質在這裡具有重

們當然應該擔心。有人會主張,恆定過程

或解釋想法的句子與故事。在演化的這一

要價值。我們生命的基質是一種特定的系

中的備份動力,可能也會藉由死亡預言以

階段,自然界生物體的組合與溝通交流的

統性化學,是熱力學的僕人,也是恆定狀


中華民國一○七年十月十五日

科學文摘

SciTech Reports

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態的規範。就我們所知,基質是說明我們

最重要的是,要回顧本書第二部分所討論

人們可以主張說,自然演算法的偏離接

自身意義的關鍵。為什麼?讓我用三個理

之情緒過程與感覺間的重要區別;情緒過

續又會打開一個演算上的說法。這是正確

由大致說明。

程指的是與情感有關的行為程序,而感覺

的,但重點仍然在於,「初始」的演算法

就是生物體的心智體驗狀態,其中也包括

並沒有創造出所有的行為。感覺和思考運

了由情緒所產生的心智體驗狀態。

用自身大量的自由度貢獻出一份心力。如

首先感覺現象學揭示了,人類感覺源自 生命運作及其化學和內臟成分的多維互動

果是這樣,那麼採用演算的說法能帶來什

式意象。感覺反映出這些運作的品質和其

為什麼這點如此重要? 因為在具有心

未來的可行性。我們能想像出產生自不同

智的生物體中,道德價值來自於由化學、

基質的感覺嗎?這是有可能的,雖然沒有

內臟及神經程序所運作的獎勵和懲罰過

第三,接受了人類演算法這樣的說法,

理由可以說這種可能存在的感覺會與人類

程。獎勵和懲罰過程所產生的結果正是快

意味著我們會以某種簡化論的立場來看待

的感覺相似。但我可以想像得出一種由人

樂和痛苦的感覺。人類文化以藝術、宗教

上述問題(基質與背景環境獨立無關、還

造基質所產生的「類似」感覺之物,只要

信仰、公平正義和公平管理的形式所頌揚

有靈活性和可預測性),這常讓善良的人

它們能夠反映出產生感覺之裝置本身的內

的價值,是在感覺的基礎上打造而成。一

貶低科學和科技,並且為已逝去的時代

部「恆定狀態」,並且能夠傳達此裝置運

旦我們去除形成痛苦與其反面(快樂與興

哀悼,在那個時代中,哲學因充滿審美敏

作的品質和可行性。但在缺乏感覺實際用

盛)的現有化學基質,也就移除了我們現

感度以及對痛苦和死亡的人性化反應而完

於展現地球上生物狀態的那項基質時,沒

有道德體系的自然基礎。

整,這樣的哲學讓人類猶如站在所有物種

有理由期望這種感覺能夠與人類或其他物

麼好處?

當然,人工系統可以依據「道德價值」

的肩膀上,凌駕於一切之上。我相信我們

來建立運作機制。然而,這並不意味著這

不應該因為一個科學計畫在解釋人類的說

我也可以想像在銀河系的某處出現了生

些裝置就包含這些價值的基礎,也不意味

法上有些問題,就去否認科學計畫的優點

命,那裡的不同物種也具有感覺,在那裡

著這些裝置可以獨立建構它們。「行為」

或阻礙它的進行。我的觀點更為簡單。想

的生物體遵循著類似於我們的恆定規範,

的出現並不能保證生物體或裝置能「在心

要解釋人類,卻提出可能會降低人類尊嚴

並運用著生理上與我們有所不同的活基質

智上體驗到」這些行為。

的說法(即使不是有意這麼做),並不能

種的感覺相媲美。

來產生另一種版本的感覺。這些神祕物種

以上所述都不意味著,活體生物以感覺

對其本身感覺的體驗,在形式上與我們的

為基礎的更高階功能是難以理解的,或是

感覺類似,雖然不是完全一樣,因為基質

經不起科學研究的檢視。它們當然是容易

就不是完全相同。如果你改變了感覺的基

理解的,而且也會繼續保持這樣的特性。

質,就改變了互動式意象形成的內容,所

我也不反對運用演算法的概念來將神祕事

以也改變了感覺。

物帶入論點中。但除非另有說明,否則對

簡而言之,基質確實具有重大價值,因

活體生物的調查需要考量到現存基質和生

為我們所指的心智過程就是對這些基質的

成過程的複雜性。這些區別的含義絕非沒

心智描述。現象學具有重大意義。

有價值,因為我們所預期的醫學新時代,

有大量的證據顯示,我們有能力設計出

也就是前面討論過的醫學新時代,將會經

可以智能化操作的人造生物體,其智能甚

由基因工程和半人半人工混合體的創造,

至超越人類生物的智力。但是沒有證據顯

讓延長人類生命變得可行。

示,這種專為智能而設計的人造生物體只

其次,「演算法」一詞所展現的可預

因具有智力行為就能產生感覺。與生俱有

測性和靈活性,並不適用於人類行為和心

的感覺在演化過程中出現,它們為幸運擁

智的更高範疇。人類有意識感覺的大量出

有感覺的生物體做出了生死攸關的貢獻,

現,確保了自然演算法的執行可以被創造

所以這些感覺就被保留了下來。

性智力所阻止。對於心中魔鬼或天使試圖

奇特的是,純粹的智力過程非常適合

強加在我們身上的衝動作為,人類自由意

以演算法來解釋,而且這顯然不用仰賴基

志所能做的抵抗實為有限。但事實仍然

質來運作。這就是為什麼精心設計的人工

是,我們在許多情況下還是可以採取行動

智慧程式可以擊敗西洋棋冠軍、在圍棋上

來應付這類善惡衝動。絕大部分的人類文

表現出色,以及能夠成功駕駛無人車的原

化歷史都在敘述人類對抗自然演算法的故

因。然而,迄今為止沒有證據顯示,光靠

事,而我們用以對抗的工具就是自然演算

智力過程本身就能建構出讓我們成為獨特

法未預測到的發明。換句話說,即使我

人類的基礎。相反地,智力和感覺過程必

們豁出去了,大方宣告人腦就是「演算

須在功能上相互聯繫,以便產生類似於活

法」,人類所做的事情也無法「演算」,

體生物(特別是人類)運作的東西。在此

我們也不一定會被預言說中。

促進人類發展。對相信我們正進入「後人 文主義」歷史階段的人們而言,促進人類 發展已不是重點;在「後人文主義」階 段,大多數人類對社會已經不再有用處。 對相信我們正進入「後人文主義」歷史階 段的人們而言,促進人類發展已不是重 點;在「後人文主義」階段,大多數人類 對社會已經不再有用處。在烏瓦爾.哈拉 瑞(Yuval Harari)所描繪的畫面中,當 人類不再需要打仗(網路戰爭即可為他們 做到這一點),也因自動化而失去工作 後,其中多數人就會衰亡。歷史將屬於那 些因獲得永生(或至少極為長壽)而勝利 的人,也屬於能從這種安排中持續受益 的人。我之所以說是「受益」而非「享 受」,是因為我認為他們的感覺狀態會變 得模糊不清。哲學家尼克.博斯特羅姆 (Nick Bostrom)則提供了另一種想像, 非常聰明且具有破壞性的某種機器人將會 實際接管世界並結束人類的苦難。無論哪 種情況,未來的生命與心智都被認為至少 會有部分依賴「電子演算法」,而電子演 算法則以人工模擬了「生化演算法」目前 所做的事。......【更多內容請見《事物的 奇怪順序》】


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預防癌症轉移與復發有譜 阻絕網狀結構成關鍵 【本刊訊】或許癌症患者的原發性腫

的網狀陷阱──「嗜中性球胞外網狀結構

附近形成NET,而NET當中2種蛋白酶

瘤並未帶來致命威脅,然而即便原發處已

(neutrophil extracellular traps, NETs)」的物

── 嗜 中 性 球 彈 性 蛋 白 酶 ( n e u t r o p h i l

成功治癒,有些癌細胞會被轉移到其他組

質,藉以殺死微生物(microorganism)。

elastase, NE)與基質金屬蛋白酶9(matrix

織。這些被轉移的細胞維持著強大的生命

此外,透過細菌或癌細胞介導的NET,能

metalloproteinase 9, MMP9)將與層黏連

力,甚至難以被臨床檢查偵測到,就這樣

夠促進細胞轉移,唯其機智尚不清楚。

蛋白(laminin)作用,並改變蛋白質的外

「潛伏」數年至10年不等的時間,待時

紐約冷泉港實驗室(Cold Spring Harbor

型,釋出能辨識休眠癌細胞並將其喚醒的

機成熟後便會復發,進而成為轉移癌症

Laboratory, CSHL)艾吉布拉德(Mikala

「表位(etipote)」。其後,研究團隊利

(metastatic cancer)。一直以來,人們始

Egeblad)領航的研究團隊,近日於Science

用一種抗體來阻絕由NET重塑的層黏連蛋

終不太了解喚醒癌細胞的因子為何,而預

提出相關研究,旨在了解NET是否能在肺

白,結果確實能有效預防小鼠身上的休眠

防癌細胞轉移的機會也相對渺茫。

炎期間喚醒休眠癌細胞,使癌症復發。結

癌細胞被喚醒。目前團隊正針對這個介入

流行病學研究指出,乳癌在休眠期過

果發現,小鼠透過「吸菸」或「鼻腔滴入

方法進行調整與優化,並跟其他干擾NET

後的復發風險,與發炎症狀有關聯;癮

脂多糖(lipopolysaccharide)」這2種方式

的方法作比較,望有朝一日能在人體中測

君子們因抽菸造成的慢性肺炎,其癌症

所引發的肺炎,會讓NET形成並使休眠癌

試預防轉移癌的新手法。

復發風險也相對較高。即便這樣的說法

細胞轉移至肺部。然而,在患有乳癌與前

仍有待驗證,然而發炎細胞如嗜中性球

列腺癌的小鼠模型中,若NET得到抑制或

(neutrophil),卻能透過一些奇怪的訊

消化其DNA支架蛋白,則會防止單一細胞

新聞來源

號,助長癌細胞的甦醒,且在胞外空間排

產生轉移。

Jean Albrengues et al., Neutrophil extracellular traps produced during inflammation awaken dormant cancer cells in mice, Science, Vol. 361, Issue 6409, 2018.

出DNA,與毒性酶作用後產生一種薄薄

圖一。

研究提到,持續的肺炎使休眠癌細胞


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榮陽頭痛醫學團隊最新研究 慢性偏頭痛恐全面性影響大腦 【本刊訊】陽明大學腦科學研究中心與

持續超過3個月。

性下降的幅度也就越大。另外,在比較3

臺北榮總神經內科等單位,日前共組「榮

近來研究發現,慢性化偏頭痛與感覺傳

組受試者腦中各區域神經元活性的相關性

陽頭痛醫學團隊」,並於國際神經醫學期

遞中樞 ── 視丘(thalamus)的傳遞感覺

時,與健康控制組相比,慢性化偏頭痛患

刊《腦科學》(Brain)發布研究。當中提

訊息功能異常有關,唯詳細機轉始終未

者的神經元活性連結網路明顯較低,陣發

到,某些患者的頭痛症狀會演變成慢性偏

明。再者,過去因MRSI的技術限制,僅能

型偏頭痛患者反倒與控制組沒什麼差別。

頭痛(chronic migraine),可能與大腦中的

針對單一腦區(如視覺皮質)進行研究,

該研究證實丘腦的神經元活性與慢性化偏

神經元活性指標──「N-乙醯天門冬胺酸

且相關研究皆限於陣發型偏頭痛患者。該

頭痛的相關性,更進一步推論出慢性化偏

(N-acetyl-aspartate, NAA)」濃度下降有

研究採用由陽明大學與臺北科技大學所研

頭痛可能導致丘腦神經元功能異常,這些

關。這是頭痛領域中,第一個大規模比較

發的「大腦中軸平面磁陣質譜造影技術

發現可望在未來協助偏頭痛機轉研究與後

「正常受試者、陣發型偏頭痛患者及慢性化

(magnetic resonance spectroscopic imaging,

續醫藥開發。

偏頭痛患者」腦部神經元活性差異的研究。

MRSI)」,據丹麥腦科學研究中心副研究

至於該研究成果可否用以提升患者求診

據先前榮陽頭痛團隊研究顯示,全臺灣

員尼丹(David M. Niddam)博士解釋,其

意識,王署君表示,慢性化偏頭痛患者常

約有150萬人受偏頭痛所苦,其中慢性化

可同時取樣多處腦區,並進一步分析腦區

將頭痛視為僅需控制的症狀,因此自行服

偏頭痛的患者逾10萬人。這些患者大部分

與腦區的連結強度。此次研究中,陽明大

用止痛藥,而非接受根本的預防性治療。

屬「陣發型」偏頭痛患者,因不明機制導

學腦科學研究中心主任王署君與尼丹招募

根據研究,長期慢性化偏頭痛可能會導致

致頭痛逐漸慢性化,即每月頭痛發作至少

包含25名慢性化偏頭痛患者、24名陣發型

中樞神經系統功能異常,患者若發現頭痛

15天,且有8天以上屬偏頭痛發作,病程

偏頭痛患者及25名健康成人對照組在內共

頻率增加或已經進入慢性化,建議尋求頭

74名受試者,以MRSI量測大腦 中掌管偏頭痛及疼痛的相關區 域,如視丘、視覺皮質與前扣 帶迴(anterior cingulate cortex, ACC)的NAA濃度,並比較 3

痛專門醫師,以即早進行治療。 慢性化偏頭痛不僅僅影響大腦的單一 區域,更會進一步影響到其相關的連結腦 區,亦即對大腦產生全面性的影響,因此 不可不多加重視。

個受試族群於上述各腦區的神 經元活性連結網路。 結果發現,慢性化偏頭痛患 者的兩側丘腦及右側前扣帶迴 的神經元活性顯著下降,且罹 圖一:大腦剖面構造圖。

患該症的時間越久,神經元活

新聞來源 〈揭開偏頭痛神秘面紗 本校發現慢性化偏頭痛與神經元活 性的重要關聯〉,國立陽明大學,https://bit.ly/2NGrah8,

2018年8月30日。

中央研究院分子生物研究所誠徵研究人員 本所擬延攬獨立研究人員一名(含助研究員、副研究員、研究員各等級,相當於各大學院校之助理教授、副教授 、教授)。歡迎從事分子細胞生物所有相關領域研究之學者,加入分生所的研究團隊。應徵者必須具有博士或相 當之學歷,並有適當博士後研究之經歷。獲本所延攬之新進人員將獲得多年期的研究補助和支援。 中央研究院分子生物研究所 (h t t p ://w w w.imb.sinica.edu.tw/ch/) 是一個積極進取且具國際競爭力的研究單位 :優良的研究風氣,一流的研究設備,充足且長期的研究經費。近年來研究成果已刊登上國際頂尖雜誌。所內 並有極高水準的核心設施支援各項實驗 (如:cell imaging, microarray, Next Generation Sequencing, RNAi, electrophysiology , FACS , bioinformatics and SPF mouse facilities等)。此外,本所目前有兩個與大學合作的博 士班學程 (國防醫學院生命科學研究所、國際研究生「分子與細胞生物學」學程)。英語是在各種學術演講及所 內教學學程中所使用的主要語言。 有意願加入本所行列者,請於107年11月15日前,將您的履歷、歷年研究成果、未來研究興趣以及三封推薦信 以電子檔(PDF)寄至:鄭淑珍所長 , c/o 蔣佳雯小姐 (vivi@imb.sinica.edu.tw). 如需任何其他相關訊息請洽蔣佳雯小姐 (vivi@imb.sinica.edu.tw)。


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近期研討會資訊 【2018 數位化論文典藏聯盟研討會】 時間:2018 年 10 月 19 日 ■ 地點:新竹市/清華大學 ■

數位化論文典藏聯盟以共購共享數位化論文資源、提升資訊服務效能為 宗旨,自 2001 年成立至今,會員涵蓋臺灣地區大學、學院、技職院校 與學術研究機構、專門圖書館,及香港地區大學圖書館。自 2002 年起, 本聯盟為提供圖書資訊學專業的場域,亦為會員提供交流的平台,已連 續舉辦 14 屆會員年度會議。截至 2018 年 10 月,聯盟所累積的論文篇

【再生能源發展與儲能設備之運用發展趨勢】 時間:2018 年 10 月 24 日 ■ 地點:新竹市/工業技術研究院 ■

再生能源的大幅成長,衝擊了傳統的電網環境,成為綠能發展的一大 障礙,儲能設備的運用成為重要的解決方案之一。由於儲能產業仍在 萌芽階段,許多新創事業因應各地政府不同需求,摸索各式各樣的商 業模式或運用作法,因此瞭解現今政府政策、電網環境需求與產業因 應作為,是投入儲能產業之必要知識。本課程旨在瞭解再生能源業者 及電力業者之考量,以說明儲能設備之發展之契機,並進一步由各國

數已超過 23 萬 6 千篇全文博碩士論文,對於提升研究資源的合作建置

政府及產業之作法來理解儲能設備產品可行的發展方向,以搭上新一

與典藏內涵,及支援學術界的研究需求等多所助益。

波的綠能市場。

【TANET 2018- 臺灣網際網路研討會】 時間:2018 年 10 月 24~26 日 ■ 地點:桃園市/中央大學 ■

【2018 臺北數位圖像國際學術研討會】 ■ ■

時間:2018 年 10 月 29 日 地點:新北市/臺灣藝術大學

1995 年,第一屆 TANET 研討會創辦於中央大學;時隔 24 年後,中央再

本次活動內容將分類為專題演講、研究論文發表、創作作品發表等。

度爭取到主辦權,大會預估將有超過 500 位學者專家與會,並有將近

今年特以「數位一體」為本次活動主題,希望藉由各領域的專家學者

30 家廠商參展。由於資訊科技萬事萬物不僅將在 5G 及物聯網中相知相

經驗分享與交流,將臺灣多媒體、動畫創作領域提升為國際性指標,

遇,更將帶來全新的經濟、學習與生活方式,故本次研討會擬徵求優質

並推動此專業領域與世界接軌。本研討會將邀請國內外有關新媒體、

論文,於會中發表 5G 新技術的議題與發展,探討新技術所帶來的機會

VR ∕ AR、遊戲、動畫、數位特效以及其他數位內容等相關知名產官學

與挑戰。另外,此次研討會也將邀請產、官、學、研各界頂尖專家學者

界齊聚一堂,共同發表優秀論文與作品,並針對相關專業領域分別舉辦

進行專題演講,提供與會人員學術面及實務面技術的最新發展。

專題演講,歡迎各界新銳藝術家以及學術研究者參與本次研討會。

【2018 中華民國環境教育學術暨實務交流國際研討會】 時間:2018 年 11 月 2~4 日 ■ 地點:臺南市/尖山埤江南渡假村 ■

40 年的伯利西宣言(Tbilisi Declaration)針對環境教育的角色、目標與 特色做了完整的論述,現在正是我們付諸行動的時機。本次研討會之 目標乃為提倡環境永續,促成產官學研、民間組織及社會大眾的共同 參與,號召關心全球未來的個人和社會共同發起環境教育的實際行動, 增加接觸環境教育和自然的機會,建構與環境和諧的未來世界。全程 參與(含戶外課程)者,可核發環教人員展延時數、環境教育終身學 習時數、教師研習時數、公務人員時數各 17 小時。

【2018 斯特拉斯堡-臺灣食物文化與技術研討會】 ■ ■

時間:2018 年 11 月 19~20 日 地點:臺北市/中央研究院

【2018 健康產業智慧創新國際學術研討會】 ■ ■

時間:2018 年 11 月 9 日 地點:臺北市/康寧大學

新世代健康產業脈動發展趨勢,從醫務管理、健康管理、居家照護等 帶入科技、科學,利用創新思維,增進健康產業的新知與動能。特別是, 台灣慢慢進入少子化、高齡化的社會後,不論是政府、人民無不想方 設法應用科技,達成健康長照等的理想。本次研討會將聚焦在科技創 新結合人性化服務應用在健康產業之理論與實務,故定調為「2018 健 康產業與科技創新應用研討會」。

【2018 人工智慧與資料科學應用研討會】 時間:2018 年 12 月 7 日 ■ 地點:臺北市/東吳大學 ■

本次研討會將從人類學及歷史的角度審視飲食文化與技術間的緊密關 係。時至今日,人們每日所購買的食品都來自其悠久的歷史,從發現、 種植、加工、烹煮到烹飪技巧、知識與食材等,在在顯示人類已將這個 日常活動發展到一個愉悅且可被廣為販售的境地。出於同樣的原因,人 們還發展了和烹飪技能、處理食材設備與知識等相關技術,以創造或製 造出所想的食物、風味,以及讓人食指大動的外觀。在此,誠摯邀請您 與我們一同探索食物文化與技術間複雜卻迷人的關係。

為了提升臺灣在人工智慧的表現水準,本研討會邀請各界人工智慧與資 料科學分析等專家齊聚一堂,為各位帶來 AI 與資料科學分析等一系列 的專題演講,提供最近距離跟專家們會談。本研討會除了邀請專家學者 進行精闢演說外,於研討會後翌日舉行 Open data 分析競賽,促使 AI 技 術與資料科學分析扎根於大專院校,提升高教學生在人工智慧技術與巨 量資料分析的技能與優勢,更是學生學以致用的最佳發揮舞台。

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新型可穿戴式超音波貼片 監測血壓更準確 【本刊訊】近期一研究開發一種新型態

blood pressure)。一般的醫學專家認為,

及腳部上,並在受試者靜止與移動的2種

的可穿戴式超音波貼片,其可用以監測血

中央血壓的量測會比外周血壓來的準確,

狀態下進行測試。結果發現貼片所收集的

壓。該裝置可以在不侵入身體的情況之下

並且能夠預測心臟疾病。然而,現今量測

記錄十分準確。貼片能連續紀錄位於皮膚

量測皮膚深處的動脈血壓,及早檢測出心

中央血壓的方式,都是以侵入式的方式為

下方4公分深處的血管直徑。並將記錄的

血管疾病,且更加準確。研究團隊表示,

主,如將導管插入患者手臂或頸部的血管

訊息轉換成波形。波形代表著心臟裡特定

這項新發明的表現與目前臨床量測血壓的

之中。其他非侵入式測量則有準確度的問

的跳動及狀態。這些資訊可以讓醫師評估

方式差不多,唯目前該產品仍處測試階段。

題,測量時血壓計必須保持穩定,且每次

患者的心血管的健康,預測心力衰竭、確

都需要在特定的角度位置才能準確量測。

認血液供給是否良好等。

加州大學聖地牙哥分校(University of California San Diego)的研究團隊,近期

加州大學的團隊,則是利用一種柔軟、

研究人員表示,這項技術離實際應用還

於《自然生醫工程》(Nature Biomedical

有彈性的超音波貼片配戴至測量者身上。

有很長的一段路要走。貼片的電源、數據

Engineering)發表這項新技術。團隊成員徐

貼片是由一塊薄博的有機矽彈性體,組成

的處理及無線傳輸的功能都還需要改進。

(Sheng Xu)教授表示,截至目前為止,

一排排的電子零件,並藉由彈簧型的電線

目前,團隊政積極尋找下一階段對於數據

一般的穿戴式血壓測量裝置僅限於皮膚表

連接。每個電子零件都包含了一種電極的

處理和無線技術的專家進行合作,讓這項

面或是皮下的信號感測,但這樣的量測是

壓電式轉換器(piezoelectric transducer),

技術更邁進一步。

遠遠不夠的;而這項利用非侵入式超音波

當電流通過時會產生超音波;而整體的結

的新裝置,將可捕捉更多的身體信息。

構設計貼於皮膚上可以順著肢體伸展、彎

一般的血壓量測方式,多使用纏繞上臂

曲及扭曲,同時也不會影響功能。

的充氣袖帶進行測量,主要都是以周邊血

配戴這種貼片的受試者就算不斷地移動

壓(peripheral blood pressure)為主。而這

身體也能夠精確地測量血壓讀數。研究團

款裝置則是量測身體的中央血壓(central

隊將貼片貼於受試者的前臂、手腕、頸部

新聞來源

Chonghe Wang et al. Monitoring of the central blood pressure waveform via a conformal ultrasonic device, Nature Biomedical Engineering, 2018.

改良電子顯微鏡 展示量子世界不可思議的細節 【本刊訊】研究用設備不斷推陳出新,

像(意即該圖層僅 2 個原子厚),甚至還

州大學物理學家史考特(Mary Scott)同

穿透式電子顯微鏡(transmission electron

能辨識化學鍵長度一半 —— 0.4埃(Å,長

樣也受惠於這項新發明。2017年時,史考

microscope)的發明令人讚嘆不已,科學家

度計量單位)的距離,連材料在重複樣式

特與其研究團隊嘗試在銀和鉑的奈米粒子

除可透過其發射的電子束看到許多型態的

下缺少硫原子所產生的間隙也一覽無遺。

中,繪製 2 萬 3 千個原子的確切位置,以了

病毒,也可拿來觀察核糖體(ribosomes)

超感相機讓人們能看見以前無法輕易

解單一原子對材料特性(如強度、導電性

或粒線體(mitochondria)等細胞,甚至

看到的東西,穆勒聲稱,從事該領域的許

等)的影響;然而,如今有了這款穿透式

還能看到單一的原子。然而,近期一刊登

多人也都希望自己的設備能裝上它。高解

電子顯微鏡,模型構建與材料特性檢測將

於 Nature 的研究提出一款新型顯微鏡,全

析度的圖像仰賴較短的波長,就好比越細

不再需要經歷這種艱辛的過程。史考特表

新功能首度解鎖!康乃爾大學(Cornell

的針可以刺出更細緻的圖案;由於因量子

示,除了材料本身的研究,該實驗的最終

University)物理學家穆勒(David Muller)

力學產生的波狀特性,使電子的波長較可

目是打造原子版的「樂高積木」,好讓人

形容這個「超展開」就有點像上一秒大家

見光短上1000倍,其放大圖像的效果也更

們能隨心所欲製造新穎的材料。原子的組

還在坐雙翼機,下一秒卻已在搭乘噴射客

好,即使對電子而言近乎透明的材料,如

成與結構若稍有改變,便會影響材料的功

機了。

鋰這種較輕的原子,也能利用這項技術

能,史考特認為新式顯微鏡能協助他們了

這台顯微鏡的第一項重大突破,就是

成像,協助科學家改善鋰電池的原子細

解原子相繫的原因與機制,進而讓材料重

產生迄今為止解析度最高的圖像,即利用

節。此外,反映材料內部的電場與磁場也

塑的理想被實現。

特殊鏡頭讓電子束有更好的聚焦效果,有

成了新式鏡頭的另一賣點,俄勒岡大學

點像為顯微鏡戴上「眼鏡」。此外,研

(University of Oregon)物理系研究生亞

究團隊還開發了一種「超感相機(super-

辛(Fehmi Yasin)表示,該技術能從電子

sensitive camera)」,其能快速定位單一

中挑出更多訊息。

原子,如研究中展示的鉬–硫原子鍵結圖

針對比細菌小的奈米粒子進行研究,加

新聞來源

Sophia Chen, New microscope shows the quantum world in crazy detail, WIRED, https://bit.ly/2DmtwNw, 2018


中華民國一○七年十月十五日

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SciTech Reports

27


產官學研

中華民國一○七年十月十五日

奈米材料製成的超薄天線 支付系統可望再升級

科技報導

廣告索引 錫昌. ........................................3 雙鷹. ........................................5 日龍. ........................................6

【本刊訊】隨著網路的崛起,現今對於超

產品離開店內時,產品上的標籤便能自動

薄與可穿戴式電子設備的需求逐漸提高。

掃描並直接於客人的帳戶中進行扣款。高

而各項裝置之間的通訊仰賴射頻(r a d i o

果奇認為這項新發明潛力十足,MXene卓

勵眾生活. ...................................13

frequency)天線設備。天線的製作材料一直

越的導電性與散水性(water-dispersible)

牟博科技. ...................................14

以來多為金屬,但由於金屬過於笨重,無

為 2D 材料開創了新的視野,未來也將藉此

益弘. .................................... 15,17

法製成具有輕量特性且彈性十足的天線。

製造出更多可穿戴、彈性佳且使用射頻的

典奧. .......................................19

另外,近年來由於奈米技術的發達,使石

電子裝置。

墨烯與奈米碳管等材料相繼應用,然而導 電性不佳卻是這些奈米材料的致命缺點, 無法用於製作天線。就在最近,一種由 2D 無機化合物 MXene --碳化鈦 (titanium carbide)與金屬所 製成的天線新設計,替代過去 的使用材料,未來或許可應用 於穿戴式設備,並利用網路與 其他電子設備連結。 近期一項發表於Science Advances 的研究表示,研究團 隊研發出一款新型天線,內含 有1奈米厚度碳化鈦薄片的水 性油墨。這款油墨可以噴塗或 印刷至各種材料上,例如玻 璃、編織物或是單獨製作成的 薄膜。美國費城卓克索大學 (Drexel University)的材料工 程師高果奇(Yury Gogotsi) 與其團隊將碳化鈦薄膜覆蓋在 聚酯纖維的薄片上,製作出一 款能彎曲的無線電天線。這種 薄膜的厚度大約62奈米至8微 米,大約是紅血球細胞的寬度。 製作出的天線大約6公分長,反 射係數(reflection coefficient) 低於-10dB,並能發射與接收 2.4吉赫(gigahertz, GHz)的 無線電天線。 高果奇的團隊另外使用碳化 鈦薄膜製作出無線電頻率的識 別標籤,這種標籤類似於百貨 公司內產品上所附有的防盜標 籤。這種新型標籤號稱可以在 8公尺外進行掃描。高果奇表 示,未來這種標籤或許能應用 於無人商店之中,店內的商品 都配有這種設計簡單又便宜的 識別標籤。當來店的客人帶著

立行科技. ....................................7 科羅耐. ..................................... 11

人事廣告. ...................................23 .......................................27 尚偉.

新聞來源

A. Sarycheva et al., 2D titanium carbide (MXene) for wireless communication, Science Advances, 2018.

均泰. .......................................28

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