科學月刊姊妹刊物
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SciTech Reports
創刊於1982年
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科
技
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懷
1
每月15號出刊
科技報導 444 S c i Te c h
Reports
2018.12月號
scitechreports.blogspot.tw
海上的守護神—新一代中軌道衛星輔助搜救系統- 4 第一流研究- 6 《這個問題，你用數學方式想過嗎？》- 8 屏科大推跨域系統整合產業 實現農畜水產的另類商機- 12 顛覆癌症治療的革命—免疫治療的前世、今生與未來- 16 與自然和諧共生—宜花有機及生態農業之推動- 18 火星之水- 22
澳學者以金屬製作電晶體 可提高產能並降低生產成本 【本刊訊】根據莫爾定律（Moore's law），
成矽化物等步驟，製程不但沒有傳統電
積體電路上每單位面積可容納的矽電晶體
晶體來的繁瑣，還可以大幅減少生產成
（silicon transistors）約隔2年成長1倍；不
本。另一個好處是，若基材可利用下閘極
過由於物理上的限制，此預測說法恐將撐
（bottom-gate）電場有效調節源極到集極
不過2025年。日前，墨爾本皇家理工大學
的發射電流，便可在任何介電質（silicide
（Royal Melbourne Institute of Technology）
formation，可被電極化的絕緣體）上製作
研究團隊於《奈米通訊》（Nano Letters）
ACT裝置，這意味著無論是在超薄玻璃、
期刊發布最新的開發概念──金屬基電子
塑料還是彈性體上，ACT裝置皆可被靈活
場致發射（field emission）氣道電晶體（air
運用，對可穿戴技術的發展也有相當助
channel transistor, ACT），未來20年莫爾定
益。此外，以ACT置換電路中的固態通道
律將可望被維持住。
電晶體，可使電極間的電子流動與在空氣
ACT裝置免除了半導體的裝設，並以2 片朝內的對稱金屬「源極（source）」與 「汲極（drain）」取代；中間以氣溝（air
裡一樣，且輻射並不會改變通道的特性，
科學月刊12月號【諾貝爾獎特別報導】上市！ 當期介紹請見24版
讓這個裝置在具極端的輻射環境裡也相當 適用。
《科技報導》稿約
gap）分離，底部金屬閘門則用以調整電場
當該構想被證明可行後，研究人員以
發射。其中，寬不過35奈米的氣溝設計小
不同的源／汲極配置及材料進行測試，以
本刊為科技新聞刊物，除了提供當月重要的
於電子的平均自由徑（mean-free path），
強化裝置的穩定性，提升元件的效能。其
學界、政策、產 業訊息外，並有學者專家針
後，研究員使用金與鉑，並利用電子束微影
對科技（含醫療）政策、教育、產業相關的時
（electron-beam lithography）與薄膜沉積
事發表評論或提供專業意見。竭誠歡迎關心
（thin-film deposition）技術打造ACT的原
臺灣科技發展的您，就上述方向踴躍投稿。
使電子能在室溫下自由穿梭且不會發生 散射（scatter）。研究第一作者尼藍塔 （Shruti Nirantar）表示，與傳統需採用批 次矽元件（silicon bulk）的電晶體不同，此 裝置利用基材（substrate）「從腳到頭」製 作，如此便能在理想的氣道下建立完整的 3D電晶體網路；這意味著電路中的電晶體 無須再追求微型化（miniaturization），反 而要聚焦在緊密的3D結構上，盡可能讓單 位體積內的電晶體數量最大化。 除了作為半導體的替代品，以金屬與
型。一切看起來相當順利，然而尼藍塔表 示，電極金屬尖端因電場集中而被熔化，
一、 避免學術專業論文寫作格式。
使得發射效率受到影響；目前仍在研究如
二、 字數盡量在 2000至 5000 字內，可附相
何提升集極效能、減少射極壓力，預計可 在2年後找到解決方法。 理論上，ACT擁有比目前半導體元件高
極（collector）並限定氣道空隙，且可免 去摻雜（doping）、熱處理、氧化和形
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。
1萬倍的工作速度，而尼藍塔也表示，若有
四、 稿件刊出後將致贈當期刊物一本及薄酬
製造的設施與經費支持，商業級的場致發
（稿酬將於刊出當月月底寄發，由第一
射ACT將有可能於未來10年內問世。
氣道設計的裝置還有什麼好處？尼藍塔 解釋，由於僅需設置射極（emitter）與集
寫作時請依照稿約：
新聞來源
Shruti Nirantar et al., Metal–Air Transistors: SemiconductorFree Field-Emission Air-Channel Nanoelectronics, Nano Letters, 2018.
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， 並請於信件主旨中標示「科技報導投稿」。
中華民國一○七年十二月十五日
產官學研
科技報導
2
量測宇宙中恆星的星光 可望進一步了解宇宙歷史 【本刊訊】據了解，目前天文學家已成
環境塵土飛揚，而大部分恆星所散發的光
功量測出宇宙歷史上所有恆星所發出的星
線會被這些塵埃所吸收。反之，EBL中的光
84
光。這些星光包含4×10 個光粒子及光
子則是沒有被塵埃吸收的部分光線，這些
子，經換算相當於太陽燃燒1千億兆年所
光線不斷地在宇宙中傳播。
產生的光子數量，而宇宙的壽命也不過 137億年左右。
然而研究人員表示，由於宇宙如此廣 闊，這些EBL的光線亮度猶如從4公里之外
美國南卡羅萊納州克萊姆森大學
遙望一盞功率只有60瓦的燈泡；即使藉由
（Clemson University in South Carolina）
最強大的望遠鏡進行觀測，EBL的光線仍
研究團隊於近日《科學》（Science）期刊
舊太過昏暗，且光線有可能直接散射至地
所發表的研究指出，對所有在宇宙中恆星
表導致觀測難度增加。雖說宇宙的夜空看
所發射出的光子進行測量，並實際了解這
似晦暗不明，但它也並非完全是沉甸甸的
些光子是從何時開始傳遞的相關資訊，能
黑色，於是研究團隊則觀測遙遠的耀變體
幫助天文學家了解宇宙第一批恆星誕生以
（blazar）所包含的γ射線進行研究。
來，過去110億年所有恆星形成的時間表。
為了找出EBL中的光子數量，研究團
儘管宇宙看似十分黯淡，但仍舊包含非
隊研究費米伽瑪射線太空望遠鏡（Fermi
常多自古以來恆星所散發出的光線，它們
Gamma-ray Space Telescope）10年來的觀
被天文學家稱為「河外背景光（extragalactic
測數據。研究團隊發現，1個γ射線爆發及
background light, EBL）」。實際上，這種光
739個耀變體自0.2~116億年前抵達地球的
線只包含恆星所產生出光芒的一小部分，
光線，這使團隊能估計γ射線在與EBL的
因為大多數的恆星在誕生時，宇宙周遭的
光子進行碰撞與吸收能量的程度。
（Pexels）
研究人員表示，這項研究能使天文學家 更加了解宇宙的歷史與恆星的形成，甚至 能夠計算出宇宙膨脹的速度，而EBL的相 關數據資料庫，未來或許能夠帶來進一步 的天文相關研究。
新聞來源
The Fermi-LAT Collaboration, A gamma-ray determination of the Universe’s star formation history, Science, 2018.
中正學生團隊研發新材料 紙杯淋膜可望被生物降解 【本刊訊】人手一杯手搖飲，可說是
成員董元琪也表示，紙杯與淋膜分離的程
最後做出類木質素材料。團隊所研發的類
臺灣的日常景象，然而每年所消耗的紙杯
序繁複、成本較高，目前這項分離技術在
木質素材料能被枯草桿菌完全分解，未來
數也一度高達10.7億。這些一次性的紙杯
臺灣僅一家公司有做；而部分資源回收商
可用來做成紙容器內層的防水淋膜；而材
或便當盒，內部多有一層不可被分解的
的拒收情形，間接導致坊間誤傳紙杯、便
料被真菌大量分解時所產生的甲烷等溫室
塑膠淋膜，這也讓紙杯難以被回收、衍
當盒已不用回收，使得回收率僅25％。未
氣體，也可望作為燃料或發電等使用。
生環境污染問題。因此，中正大學學生組
經回收的容器送進垃圾場後，附著在上面
該研發耗時1年，中正團隊在過程中不僅
成跨領域團隊，利用基因工程技術研究
的塑膠淋膜焚燒後會產生戴奧辛等空氣污
接受紮實的生物實驗基礎操作訓練，也參
具防水、耐熱及可分解等特性的新興材
染，埋在土壤也要上百年才能自行分解，
與淨灘、走進回收場了解塑膠製品對環境
料──類木質素，盼取代一般塑膠淋膜，
進而影響土壤永續利用。
的影響，更在暑假密集進行實驗工作。對
日前更赴美參加國際遺傳工程機械設計
要如何做出既可防水、耐高溫，又能
於此次的研發成果，中正校方表示目前學
競賽（International Genetically Engineered
100％可分解的材料呢？團隊成員蕭喬指
生團隊正計畫補足相關後續實驗以優化產
Machine Competition, iGEM），並以產品
出，存在於植物木質部的木質素（lignin）
品，且很快可將這項研究成果申請專利，
設計與創新應用獲肯定，勇奪金牌。
可被真菌分解，團隊認為這是可行的方
也期待未來能與相關業者產學合作，為紙
團隊成員顧賀鈞表示，每日一杯飲料在
法，便花時間大量閱讀有關合成木質素的
容器環保材料開闢一條新路。
臺灣已成常態，加上政府推動限塑政策，
論文。過程中，團隊發現歐洲雲杉（Picea
故團隊欲了解紙容器淋膜在自然界的堆積
abies）、火炬松（Pinus taeda）是木質素
情形。許多人以為紙杯或便當盒能100％
研究的物種之一，因此特別選用這些物種
被回收，事實不然；由於紙杯內部還有一
的過氧化物酶、漆酶基因，並放入嗜甲醇
層由薄蠟或塑膠提煉的防水淋膜，故在回
酵母菌中產生酵素，這些酵素再與形成木
收時仍須額外分離淋膜再個別處理。團隊
質素的單體「松柏醇（C10H12O3）」反應，
新聞來源 〈紙容器環保材料新革命 中正大學學生赴美iGEM基因工 程競賽首摘金〉，中正大學，2018年11月14日。
中華民國一○七年十二月十五日
產官學研
SciTech Reports
3
科學家開發全新演算法 可預測火山噴發灰燼軌跡 【本刊訊】火山爆發所產生的灰燼會在 5~10分鐘的時間內直衝天際，這樣的時間
受監控的火山。目前全球約有1500座活火
的機率約為55％；而利用近期較新的氣象
山，然僅不到10％在監控範圍內。
資訊時，該演算法有高達90％的成功辨識 機率。
足以讓極度高溫的火山灰噴發至11公里高
該演算法的運作，仰賴美國國家海洋
的空中，也使得在平流層飛行的商用客機
暨大氣總署（NOAA）及美國太空總署
研究人員表示，雖然這套演算法尚處於
引擎面臨到受損威脅。
（NASA）等機構氣象衛星所拍攝的圖
初步的研發階段，但以後續其學習的能力
像。目前這些衛星在地球赤道附近運行，
來看，未來仍有相當程度的潛力對火山噴
每間隔30秒就會對地球的大氣進行拍攝。
發出的灰燼進行準確的預測。
近日，一發表於《地球與太空科學》 （Earth and Space Science）期刊的研究顯 示，利用一套新式的演算法，能在火山爆
現階段，研究人員利用自2002~2017年
發後不久識別並追蹤火山所噴出的灰燼。
以來79座火山噴發的衛星雲圖對演算法進
利用衛星圖像，演算法能在3分鐘內測量
行訓練，結果發現，當演算法對早期衛星
出因火山爆發而造成雲層迅速膨脹的溫
雲圖數據進行分析時，準確辨認出火山灰
度、高度及軌跡，並能在短時 間內通知有關當局，提醒任何 有可能遭遇火山灰航線上的客 機及時改變飛航路徑，避免造 成意外。另外，這項新科技也 特別能用於追蹤偏遠地區裡未
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》
新聞來源
M. Pavolonis, J. Sieglaff, and J. Cintineo, Automated detection of explosive volcanic eruptions using satellitederived cloud vertical growth rates, Earth and Space Science, 2018.
焦點話題
中華民國一○七年十二月十五日
科技報導
4
海上的守護神— 新一代中軌道衛星輔助搜救系統 鄭信鴻
國立臺灣大學工學博士，現任交通部航港局航安組技士，目前辦理國家中軌道衛星輔助搜救系統建置工作。
星空之下，地球以上── 臺灣的衛星輔助救援需求 臺灣是個四面環海的海島國家，其周 圍海域總像個不夜城一樣，船來船往，熙 熙攘攘。從全球最受歡迎的船舶線上追 蹤服務網「Maritime Traffic（https://www. marinetraffic.com）」中，搜尋臺灣海域 船舶密度分布情形（圖一）可以發現：從 臺灣頭到臺灣尾、甚至從臺灣海峽區域來 看，臺灣不只是四面環海，更是四面環
統的運作正常。例如，若有船舶遭遇擱 淺，船舶可藉由求救設備發出求救信號 後，海事救援工作就會開始啟動。 維持這套衛星地面終端站的工作及相關 組織，一直都扮演著海上守護神的角色、 默默守護臺灣陸海空域的安全。但是，有 鑑於近20多年來科技資訊發展的大爆炸， 擔任海上守護神的低軌道衛星系統已即將
圖一：臺灣海域船舶密度分布圖，越深的地方代
面臨汰換的需求；取而代之的，將是更有
表密度越高。
效率的新一代國際衛星搜救系統。
indicating radio beacon, EPIRB）」、人員
船。另外，就經濟觀點來看，臺灣海域更 是世界三大海運航線——北太平洋航線、 歐亞航線及地中海航線的交會點。 透過這些現象來看，臺灣海域隱約存在 了發生船舶事故的潛在威脅。從臺灣歷年 船舶肇事類別來看，常見有碰撞、觸礁、 擱淺、失火、爆炸、洩漏、傾覆、機器故 障、非常變故及絞擺等海事案件。也就是 說，在臺灣海域作業的船舶隨時都有可能 發生上述情形。只是，該如何確保這些船 舶在海上作業時的安全呢？為有效處理船 舶遇難時的搜救工作，海上救援工作就顯
急指位無線電示標（emergency position
提升搜救效率 系統全面汰換勢在必行 隨著全球化科技資訊的快速發展，太空 技術也一日千里，其演進速度之快，低軌 道衛星系統已漸漸無法趕上現階段海事案 件發生的變化。 有鑑於此現象的發生，以最新國際衛 星搜救組織於2018年2月第59次的會議中 重申，要求各會員國於2020年以前完成新 一代的衛星搜救系統——「中軌道衛星搜
會配備「個人指位無線電示標（personal locator beacon, PLB）」。 發生事故需請求救援時（圖三），該 裝置可發送求救訊號到給予搜救衛星，而 搜救衛星便會將此訊號傳到地面終端站進 行解碼，然後再將此訊號傳至任務管制中 心，並於確認搜救信號後通知搜救中心， 以派出救援直升機前進該事故地點以進行 搜救工作。整個搜救過程中，不論是現階 段使用的低軌道衛星系統，或是未來建立 的中軌道衛星系統，都扮演著海上守護神
得非常迫切；而利用衛星設備進行海事救
救輔助系統（Medium-altitude Earth Orbit
援行動，便是一件非常重要的工作項目。
Search and Rescue System, MEOSAR，以下
衛星就可以作為訊號中繼站，傳送該訊號
簡稱中軌道衛星系統）」地面終端站的建
到地面單位，並且提供搜救範圍以進行急
置，以順利取代低軌道衛星搜救系統。
迫的搜救任務。
守護臺灣陸海空安全的 「衛星地面終端站」
的角色，每當有緊急求救訊號發出，搜救
簡單來說，中軌道衛星系統在未來將可 增加搜救效率、提升搜救準確率，以達成
臺灣在1992年，以「國際電信開發股份
海面上及地面上的搜救任務，而該搜救系
有限公司（International Telecommunications
統利用一套「基本搜救模式」來達成搜救
Development Corporation, ITDC）」名
任務。
新一代中軌道衛星系統的重要優勢： 擴大搜救範圍，定位更加準確！ 前文提到，中軌道與低軌道衛星系統
義 加 入 國 際 衛 星 搜 救 組 織 （ C O S PA S -
有相同的搜救程序，而低軌道衛星因距離
SARSAT），並開始籌設國際衛星搜救系統
地球表面850~1000公里，單顆衛星涵蓋搜
地面終端站（Local User Terminal, LUT） 及臺北任務管制中心（TAIPEI Mission
利用中軌道衛星系統進行救援的 關鍵機制
救範圍較小，且搜救系統至今已使用20多 年，屬老舊設備。
Control Center, TAMCC），期望透過國際
事實上，不論是中軌道衛星系統還是
若以衛星技術而言，有許多顆衛星已
合作模式確保海空運輸的安全，肩負海上
低軌道衛星系統，都有著相同的搜救邏輯
經逐漸淘汰，而與1980年代啟用低軌道
守護神的角色。
（圖二）。一般而言，在飛機、船舶或者
使用的衛星數相比，現在低軌道衛星僅
在1997年啟用低軌道衛星系統地面終端
是從事登山活動的人員來說，因為安全起
剩5顆在運作，其中4顆都已超過預期壽
站（Low Earth Orbit Local User Terminal,
見都會配備一套求救裝置，例如飛機會配
命。至於未來即將成為新一代的中軌道衛
LEOLUT）後，我國持續善盡地面終端站
有「應急指位發射機（emergency locator
星系統，因距離地球表面較遠（約2萬公
的責任與義務，以維持低軌道衛星搜救系
transmitter ,ELT）」、船舶會配有「應
里），單顆涵蓋搜救範圍較低軌衛星大，
焦點話題
中華民國一○七年十二月十五日
未來將有72顆衛星進行作業。 在搜救範圍精準度上，將由傳統低軌 道衛星的2公里範圍內，縮小到100公尺左
時間也可由平均每1.5小時，縮減到約3分 鐘內即可。從以上說明可知，中軌道衛星 系統因藉由新穎技術、多顆衛星輔助及適 當的衛星高度等，將使得搜救精確度範圍
運輸安全不分國界，臺灣所處的地理位
天候衛星接收遇險警訊，實現我國具有新
置相當特殊，不僅作為海事往來的中樞，
一代獨立自主的衛星偵蒐能力。
更是海上救援的心臟地帶。若能在上述3 項任務中有所提升，便能讓萬千海上人倖 免於難，也連帶提升臺灣在國際上的重要
提升遇難搜救執行力
地位。
未來建置中軌道衛星系統之後，因可縮 短接受衛星訊息的時間，及提高定位準確 度的因素，將可減少動
縮減更小，增加搜救準確率、簡短搜救時
員搜救單位資源，縮短
間。正因如此優點，國際衛星搜救系統組
不必要的溝通及查證，
織才要求各會員國儘速完成新一代的中軌
並在實際救援上，縮短
道衛星系統地面終端站的建置。
搜救定位時間、提升遇 難搜救效率。
臺灣肩負東亞船舶遇難搜尋的能力 國際衛星搜救組織為維護人類在海上、 陸上以及航空上的運輸安全，不斷要求各
展現海事安全互助的 影響力
會員國承擔利用衛星救援設備的責任及義
因政治因素，國際
務。而目前臺灣主管國際衛星輔助搜救系
衛星搜救系統組織是
統地面終端站及臺北任務管制中心業務的
臺灣少有在國際組織
交通部航港局，正積極建置新一代的衛星 搜救系統地面終端站。為了要善盡這樣的 使命及義務，未來需持續維持並強化「衛 星的偵蒐能力、遇難搜救執行力與展現海 事安全互助的影響力」等3項任務。
圖二：國際衛星搜救組織搜救流程圖。
中的正式會員。為了 爭取國際能見度、避 免遭受不合理的外交 打壓，常在歷年理事 會議上積極爭取在國 際中嶄露頭角的機 會，並善用國際衛星
強化獨立自主的衛星偵蒐能力
5
國或其他涉及事件事故的關係國，提供全
右的高定位精確度。並且，因未來有72顆 的衛星作業因素，在更新接收衛星訊號的
SciTech Reports
搜救系統組織的正式
我國自建置低軌道衛星系統以來，涵蓋
參與及發言權，突顯
的搜救範圍已遍及東北亞及東南亞，未來
臺灣在國際社會中的
在建置中軌道衛星系統之後，除了涵蓋範
存在，充分發揮海事
圍更加寬闊之外，還能直接主動通報會員
安全任務使命。
圖三：國際衛星搜救組織搜救系統概覽。
科學文摘
中華民國一○七年十二月十五日
科技報導
6
第一流研究 戴至平 筆名葉愚，著有散文集《追尋凡夫俗子的天命》（時報出版），現任職於美國國家癌症研究院，從事癌症動物模 型建構。 林醫師匆忙闖進院長室，面容似乎因痛
「還有什麼？」江院長皺了個眉，林醫
一語不發，放在院長桌上。報上斗大的標
苦而扭曲，他雙手搭在秘書桌上，直勾勾
師低著頭繼續說道：「如果真的得撤回，
題，讓這辦公室的主人發出一陣劇烈的咳
地盯著桌面：「陳姊，你一定要讓我見到
希望院長支持我繼續待在科裡，我會更努
嗽聲。
院長。」見此場景，秘書有些吃驚，抬起
力研究。您知道我對研究的熱誠，我還有
頭來說：「你知道院長最近行程滿檔，哪
一些前期實驗結果可以申請國科會、國
是你說來就有空的。你發個email給我，我
衛院計畫，甚至與Dr. Baker聯名申請NIH
幫你排個時間。」
grant（研究專案）……」。聽到這裡，
林醫師深嘆了一口氣，壓在桌面的手
江院長眉頭更緊：「阿正，你要想實際一
握起拳來，微微發顫：「我一定要見到院
點，一旦paper從CNS撤了、留下紀錄，有
長、今天一定要。」此時江院長的聲音忽
誰會給你grant？不是我不幫你，而是留著
然從辦公室門內傳來：「讓他晚上7點以
一個不productive（有績效）的PI（研究專
後過來。」
案主持人）在科裡，人家只會說我徇私照
林醫師趕忙說道：「謝……謝謝院長， 我7點過來。」 窗簾映著夕陽餘暉，秘書也下班了。林 醫師敲敲辦公室的門，喊了聲「院長！」 門內熱絡一聲「阿正，快進來！」 「阿正，大家都知道我是最看重你 的。」院長表情凝重，緩緩說著：「你的 研究能力超強，打從你讀博士班、進我研 究室開始，短短幾年內，發表了這麼多篇 10點以上的paper（論文），這對科裡的評 鑑有很大的幫助。也因為這樣，我才破例 讓你當助理教授不到3年，就可以到國外 sabbatical（輪休研究），還幫你安排到最 頂尖的傑克哈普林研究所。在那裡研究有 突破，paper被點數最高的『中央自然學會
顧自己的學生。你不在醫學院裡頭，到外 面開業也是海闊天空啊……」 林醫師倏地抬起頭來，眼中儘是憤怒 與悲哀：「從我當R（住院醫師）、讀博 士班開始，所有的時間都花在科裡、實驗 室裡。我2個小孩出生時，老婆都是自己 一個人在醫院，打電話到實驗室給我說生 了。當時在傑克哈普林，我做了10來次實 驗，才看到這個突破性的結果。想到您的 栽培、想到paper刊出對科裡的回饋，我廢 寢忘食地做下去……」 「阿正，你說的什麼話？」 江院長漲紅 了臉：「做10次挑想要的1次結果，把其 他9次刪掉？研究是這麼做的嗎？我教你 無法重覆就硬拗嗎？」
「論文遭質疑 醫師院內自殺」。
20年過去了，許多風風雨雨都隨時間消 逝。素孚眾望的江院長在全校支持下榮升 校長，國立第一大學在他的治理下校務蒸 蒸日上，其任內研究評比及大學評鑑持續 蟬聯全國第一。 如此耀眼的成績廣受社會矚目，於是 卸任校長後，又接任國立學術院院長。江 院長桃李滿天下，門下的醫師、博士、教 授、主任遍布全國，且他又是海內外知名 的臨床病毒學專家，對於建立全世界抗病 毒用藥標準程序貢獻卓著。70歲退休時， 第一大學特別召開國際學術研討會，表彰 其學術成就，總統也親臨致詞，頒發「國 之大老」匾額。 江院長心滿意足地退休了，但他的門 生故舊還是常常來拜訪他，與他討論醫療 科技發展最新的狀況，江院長尤其關心高 齡化與少子化對醫療的衝擊。當年，臺灣 已嚴重缺乏護士及急救科醫師，在江院長 呼籲及協調之下，國家成立護理及急救遠 距及自動化專案，由他的得意門生之一
（CNS）』接受，大家都很高興。可是你
「老闆，您當然沒有。可是如果實驗
──第一大學醫學院外科部曾主任擔任計
居然這麼不小心，捅了個大摟子，還因為
沒突破、結果沒潛力，您根本不會同意發
畫主持人。這個專案結合了臺灣原本發達
脾氣差，跟實驗室的印度postdoc（博士後
表，我們就畢不了業、升不了等。不，沒
的電腦及通訊科技，短短數年間，醫療
研究員）處不來，不但被人家整，還告到
有paper，我們連您的面也見不著，連到
用機器人在臺灣快速發展起來，開始形成
期刊編輯那裡，現在文章可能得撤回。你
私人診所打工人家也懶得理。當年大家搶
大規模產業。然而，江院長並沒有全然滿
說這樣我要怎麼幫你？」
project，搶得所有人都翻臉，您明明知道
意。他自己是臨床研究的世界級專家，深
有些結果是怎麼做出來的，您也不管，反
知高素質護理人力及品管對臨床研究的重
正有CNS paper最重要。現在出事了，叫我
要，因此他要求曾主任持續改良機器人，
一個人扛，讓我留下所有國內外教授同學
達到可用於臨床試驗的境地。這可不是個
都記得的記錄，對我公平嗎？」
簡單的任務！但是曾主任對於這樣的挑戰
林醫師搓著手，低聲下氣地說道：「院 長，您也知道，現在研究這麼競爭，每個 人一看到能投到CNS的結果哪有不追下去 做的？一旦加緊趕工，中間難免有些部分 不夠嚴謹。我現在只希望能多一些時間重
江院長臉色鐵青：「林醫師，我實在愛
十分興奮。經過不斷的努力，臨床試驗
覆一些實驗。以您的聲望，如果跟我在傑
莫能助，請離開吧。」林醫師張口結舌，
級的護理機器人「凱爾（CARE, Clinical
克哈普林的老闆Dr. Baker說一聲，2位聯
想說些什麼。過了一分鐘，垂下頭來，默
Arrangement in Robotic Element）」終於達
名向CNS編輯部請求，應該有機會。還有
默離去。
到試驗階段了。
……」
隔天早上，秘書拿報紙進來的時候，
就在江院長準備迎接人生的另一高峰
科學文摘
中華民國一○七年十二月十五日
SciTech Reports
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時，他卻在一次研討會發表中突然昏倒，
一亮：「真的嗎？我得親自會會凱爾。不
脈搏，他卻迫不及待地打開「八卦頻道」。
經檢查後發現多處血管阻塞。
過，你可要另外安排一個真的護士給我，
今天很不錯，陳醫師的漂亮女友林醫師來
以免到時凱爾不聽我的話。」
看他，順道討論他的載藥抗體paper。突
原來江院長以前曾因心血管阻塞，而裝 過好幾隻血管支架。過去，為防止纖維母
黃主任聽後大笑：「沒問題！絕對給您
然，林醫師好像發現什麼似地叫出聲來：
細胞附著增生及血栓，血管支架都塗有紫
找一個溫柔、體貼又細心的。過了這麼多
「宇翔，這不對啊。全體血栓清除率只有
杉醇（Taxol）；但是隨著紫杉醇的日漸耗
年，老師您在臨床試驗方面還是設想周到
1／10，其他的9／10在3個月內腦中風癱
損，炎症細胞又逐漸附著，數年後血栓的
啊。」
瘓的比例是9成。這樣的試驗不可能通過
風險會忽然增加。江院長體內裝設支架處
從江院長入院第一天開始，他就喜歡
的血管疑似有血栓產生，但他的身體狀況
上凱爾。凱爾會按時送藥、檢查病人，且
並不適合開刀。
頭上有個觸控銀幕，能展現出許多可愛的
與此同時，江院長的另一個得意門生
表情，並與病人交談並回答問題。當它發
──東寧大學醫學院心臟外科黃主任向他
現生理狀態有異時，會立即通知醫師；如
推薦一種試驗中的新療法。
果醫師不克前來，凱爾就會與醫師連線，
的！」然而陳醫師冷冷回應：「思妤，你 弄錯了。那9／10無效的病患，各有各的治 療外原因，不用計入接受治療病患數。」
「院長，這是我的一個學生陳醫師開發
透過轉播模式直接詢問病人狀況。如有必
出來的技術。運用基因改造的抗體連結載
要，凱爾還會主動執行複雜的程序，例如
（Flickr-Nicola Sap De Mitri, https://flic.kr/p/kLLfcD）
藥的奈米顆粒，將細胞外基質脢朝向血栓
靜脈注射、CPR等。由於機器人的影像分
林醫師簡直不敢相信自己的耳朵：「你
放出，分解血栓及支架上的蛋白纖維體，
析可靠，動作精準，病人都覺得打針不
是在挑結果！做10次挑想要的一次結果，
等於是把支架清理乾淨，如此一來就不用
痛，寧願叫凱爾來。住院的每一天，江院
把其他9次刪掉？研究是這麼做的嗎？你
開刀了。」
長都會把凱爾叫來玩，無意中發現一個程
把其他9／10的病患當成什麼了？」
「安全性如何？」江院長有些遲疑。
式漏洞：當他輸入他在東寧大學兼任教授
黃主任笑著說：「放心吧，第一、二期
的證號時，凱爾竟然可以開啟轉播模式，
如果實驗沒突破、結果沒潛力，老闆根本
試驗都已經通過，標靶抗體所引起的不良
從銀幕上「監視」主治醫師的活動。由於
不會同意發表，我們就畢不了業、升不了
反應率為0，試驗都是陳仔親自主持的。
江院長的身分特別，由陳醫師親自照料，
等。不，沒有paper，我們連老闆的面也見
這個年輕人很能幹，又有熱誠，一面看診
能每天從陳醫師口中聽到各個醫師的八
不著，到私人診所打工人家也懶得理。老
一面做研究，從進博士班以來已經發表了
卦，自然成為江院長帶點罪惡感的一大生
闆明明知道有些結果是怎麼做出來的，他
5篇CNS papers，其他點數10點以上的也有
活樂趣。
也不管，反正有CNS paper最重要。如果出
10來篇。不僅如此，病人都很稱讚他，說 他細心又親切。看來是個明日之星啊。」 「對了，院長，這次試驗還會使用您 開發出的凱爾喔。」說到這，江院長眼睛
終於到了治療開始的那一天，陳醫師 很有把握地告訴江院長，一劑就可發揮效 果，而這個重大任務就交給凱爾執行。 凱爾握著江院長的手臂，開始測血壓、
陳醫師聳聳肩，顯得有些無辜：「可是
事了，怕什麼？跟沒CNS paper下場沒兩 樣。」 江院長腦中宛如五雷轟頂，正要叫凱爾 停下，針，已緩緩插入……
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《這個問題，你用數學方式想過嗎？》 遠超過算數 許多在現今科學與工程中使用的數學， 不過只有三、四百年那麼老，有一些的年
書名∣《這個問題，你用數學方式想過嗎？》 （Introduction to Mathematical Thinking）
紀還少於一世紀；然而典型的高中課程中
作者∣齊斯．德福林（Keith Devlin）
所包含的數學，至少都有那麼老──有些
出版社∣臉譜
甚至經超過兩千年了！
出版日期∣ 2018 年 11 月 1 日
在現今，教導某些這麼老舊的知識並 沒有錯，如同諺語所說的，如果東西沒有 壞，就不要修。那些說阿拉伯語的貿易 商在西元第八、九世紀所發展的代數學
數學家說，在他還沒有證明，或是尚未看到具有說服力的證明之前，他都無法 肯定一個直覺看來正確的數學命題為真。
（代數algebra這個字來自於阿拉伯文的 al-jabr，意思是「還原（restoration）」或
「做數學」常涉及套用步驟和進行繁複的符號運算；「數學思維」則是一種思
是「分開部分的重聚（reunion of broken
考事物的明確方法，且思考對象不限於數學。如果你無法藉由尋找一個樣板來
parts）」），被用來增進他們商業交易的
依循、一個公式來代換數值進去，或者一個程序來應用，那麼，你該怎麼辦？
便利性，到如今依舊如當時一般的有用以
答案就是：思考這個問題！
及重要，即使今日我們可能使用可觀的電 子試算表來實施運算，而不再如中世紀般 的用手指頭計算了。但是，隨著時間的流 逝與社會的推進，在這段過程中，對新數
本書作者齊斯．德福林是史丹佛大學著名數學家、暢銷科普作家，致力於對大 眾教授和傳播數學。他在知名線上開放課程平台Coursera所開辦的「數學思維 入門」課程，吸引了全球超過50000人爭相註冊，本書即是針對協助培養「以 數學方式思考」的能力所寫的專書。
學的需求上升，然後在適當的時候，這種 需求被滿足。教育必須要跟上腳步。 數學這一門學科的起源能夠說是來自 於數目與算術的發明，這些發明據說發生 在大約一萬年前，隨著貨幣的引入而發生 （是的，似乎它開始來自於貨幣！） 過了幾個世紀，古埃及人和巴比倫人
本書的目標是協助發展數學思維的方法，而不是學習記誦一堆千篇一律的規 則，窒礙了你的思考！ 無論是希望提升分析思考技巧的讀者，或者剛由高中進 入大學而打算主修數學比重很高科目的學生，都能從書中學習到如何研究一個 新問題，換個方式思考直覺看來正確的事物。 讓看不見的得以被看見，讓不可解的問題得以被解決，讓我們學習像數學家一 樣思考！
將這門學問包括進了幾何學與三角學 〔註 一〕 。在這些文明中，數學大部分是功利
性的，非常像是「食譜」這類的功用（對
都為現在土耳其的一部份）引入這樣的想
就結果上來說，任一個對數學的看法侷
數目或幾何圖形作這樣那樣，你就會得到
法：正確地陳述的數學主張能夠藉由形式
限於學校所教授之刻板印象的人，就不會
答案。）
化的數學邏輯所證明。這個創見標誌著定
體認到數學的研究是一種茂盛的、廣泛的
大約從西元前500年到西元300年的這
理的誕生，現在已經成為數學的根基。這
活動，或者接受數學以一種可觀的規模滲
一段時間，是為所謂的希臘數學時期。古
種希臘人所採取的形式化之進路，在歐幾
透到現代生活與社會的各行各業中。舉例
希臘的數學家對幾何特別高度重視，事實
里得的《幾何原本》出版之後達到顛峰，
來說，他們可能不知道在美國哪一個組織
上，他們還以幾何的形式來對待數字，將
這本書被譽為是繼《聖經》之後流傳得最
聘僱了最多的數學博士。﹝雖然正確的數
其當成邊的度量；而當他們發現有些邊的
廣的一本書〔註三〕 。
字為官方機密，不過答案幾乎可以確定為
長度沒有數可以相對應時（基本上，就是
總的來說，學校數學根基在上面我所
國家安全局（National Security Agency）。
無理數的發現），他們對數目的研究大部
陳述的發展上，再加上兩個更進一步的進
這裡面大部分的數學家，他們的工作為密
分就停滯了下來〔註二〕 。
展。這兩個都來自於十七世紀：微積分和
碼破解，讓局裡能夠讀懂那些由監視系統
事實上，是希臘人將數學帶入了研究的
機率論。實際上，沒有任何最近三百年的
所攔截的加密訊息──雖然再次地國家安
領域，讓數學不只是測量、數數、核算之
數學能夠進入到教室之中。然而大部分在
全局並沒有說明任何隻字片語，至少這是
類的技術匯集。大約西元前500年，米利
現今世界中使用的數學，都是近兩百年來
一般人所假設的。雖然大部分的美國人可
都的泰利斯（Thales of Miletus）（米利
所發展出來的，更不用說近三百年了！
能知道NSA會從事密碼破解，他們可能
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並不瞭解它需要用到數學，因此，也就不
題。總體來說，高中數學仍然牢牢地根基
指定了一個函數，從任意給定的數x，可以
會想到NSA是聘僱最多頂尖數學家的組
在此種早期的傳統上。
製造出一個新的數y。然後，革命家迪利克
織。﹞
但是在十九世紀，當數學家在處理一些
雷出現了，並且說讓我們忘了這個式子，
發生在過去一百年左右的數學活動之遽
愈來愈複雜的問題時，他們開始發現這些
而專心於以輸入－輸出行為術語來描述的
增，是相當戲劇化的一件事。在二十世紀
早期的對於數學的直觀，有時候並不足以
函數作為。根據迪利克雷的意思，一個函
初期，數學可能合理地被視為僅包含了大
引導他們的工作。一些違反直覺（偶而還
數就是由舊數產生新數的任意規則，這個
約十二個不同的分支：算術、幾何、微積
自相矛盾）的結果，使他們瞭解到有些他
規則並不必藉由一個代數式子來指定。事
分以及其他幾種。到現今，大約就有六、
們發展用來解決重要的、現實世界問題的
實上，沒有理由將你的注意力只侷限在數
七十種不同的類別，端看你如何計算。有
方法，竟得出一些他們無法解釋的結果。
字上，函數可以是將一種種類的物件藉由
些分支，像是代數學或拓樸學，又分成數
譬如，巴拿赫－塔斯基悖論（The Banach-
此來產生一個新物件的任意規則。
個不同的子領域；其它的，像是複雜理論
Tarski Paradox）說理論上你能夠將一個球
這樣的定義方式合法化了某些函數，像
或是動態系統理論，則是全新的研究領
體分割，然後，再將它們重組成兩個與原
是這樣一個定義在實數的函數由下列所規
域。
來的球體同樣大小的球。因為它在數學上
定：
在1980年代，這種數學的戲劇性成長導
是正確的，所以，巴拿赫－塔斯基悖論的
致了一種數學新定義的出現，稱數學為模
結果必須接受為一個事實，即使它與我們
式之科學（science of patterns）。按照這
的想像並不相符。
種定義的描述，數學家辨別與分析各種抽
然後，這樣的結論就變得明顯了：數學
象的模式──數字的模式、形狀的模式、
導致了一些領域是只有透過數學才能理解
動作的模式、行為的模式、人群的投票模
的。為了確保我們能夠依賴那些透過數學
式、偶發事件重複的模式等等。這些模式
方法，但無法藉由其他手段核證的所發現
要不是真實存在，要不就是可以被想像出
之結果，數學家們轉向數學內在本身的方
來，可能是視覺的或是心靈的，靜態的或
法，並用它們來檢驗這個學科本身。
是動態的，定性的或是定量的，實際有用 的或是休閒娛樂的。它們可能來自於我們 周遭的世界，來自於科學的追尋，或是來 自於人類心靈的內在運作。不同種類的模 式形成不同的數學分支。例如： •算術和數論研究數字與計算的模式 •幾何學研究形狀的模式 •微積分讓我們能夠處理動作的模式 •邏輯學研究推理的模式 •機率論處理偶發事件的模式
在十九世紀中期，這種內省導致了新而 且不同的數學觀念之採用，其主要焦點不 再是計算的執行或是算出答案，而是抽象 概念和關係的制訂與理解，也就是將重點 從做轉移到理解。數學物件不再被視為主 要就是給出公式，反而被視為是概念性質 的攜帶者。證明某件事不再只是被視為符 合規則的術語轉換，而是從概念開始的邏 輯推論過程。
言──徹底改變了數學家們思考他們學科 的方式。然而，對其餘的世界而言，這種
•碎形幾何研究在自然界中發現的自體
轉變可能完全沒有發生。第一個非職業數 學家的人知道某些事情已經改變，還是在 這些新的重點得以找到某些方式進入大學
現代大學程度的數學
數，則 f（x）＝1 你可以試著畫畫看這個怪獸！ 數學家們開始研究所謂的抽象函數的性 質，不是以某個公式來具體指定，而是以 它們的行為。譬如，函數是否有這樣的性 質：當你代入不同的起始值時，它是否總 會製造出不同的答案？（這個性質稱為嵌 射性） 這種抽象，概念性的進路特別地藉由所 謂的實（變數）分析（real analysis）這個 新學科而豐富。在這個學科中，數學家們 研究函數的連續性與可微分性，作為它們 本身的抽象概念。法國和德國數學家發展 了連續性與可微性的ε－δ定義方式，到 現今還讓每個新一代後微積分數學的學生 們，花費相當多的心力去熟練。 再次地，在1850年代，黎曼利用它的可
這種革命──對那些它所產生的結果而
•拓樸學研究封閉性與位置的模式
相似性
若x 為有理數，則 f（x）＝0；若 x 為無理
本科課程之後。作為一個大學數學的學
微分性來定義複數函數，而不是他視為次 要的公式。 你可能在代數課程中見過由著名的德 國數學家高斯所定義的剩餘類，此為這種 已經是現在的標準作法之進路的先趨者， 其中的數學結構定義成具有特定運算的集 合，它的行為藉由公設來明確指定。
當我們已經有了數學歷史發展的一個簡
生，如果你發現你自己在第一次遭遇「新
短概觀之後，我就能開始解釋為何現代大
數學」之後，覺得有點暈眩，你可以怪罪
戴德金遵循高斯的引導，檢驗了環、體
專數學與中學學校所教的數學，從根本上
於迪利克雷（Lejeune Dirichlet）、戴德金
和理想（ideal）的新概念，每一個皆定義
就有所不同。
（Richard Dedekind）、黎曼（Bernhard
為具有特定運算之物件的集合體。（再次
Riemann）和所有其他迎來這種新進路的
地，這些觀念你可能很快會在後微積分的
數學家們。
數學教育中學到。）
雖然數學家從很早之前就已經將他們的 研究對象擴張到數字（以及數字的代數符
還有更多的改變發生。
號）之外的領域，然而，直到大約150年
接下來，我將給出一個關於這種轉變例
前，他們依然認為數學基本上就是與計算
子，以作為即將要呈現的內容之預告。在
就像大多數的革命一樣，十九世紀改
有關。也就是說，精通數學基本上意即能
十九世紀之前，數學家們習慣了這樣的事
變的起源遠早於那些主要角色出現在場景
夠進行計算或是操作符號表示式以解決問
實：像是y＝x ＋3x－5這樣的式子，具體
2
之前。古希臘人以概念上的努力明確地顯
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現出對數學的興趣，而不僅只在計算上而
有超過一百年的歷史了）大部分撤出中學
以；在十七世紀，微積分的共同發明者萊
課程大綱了。
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〔註一〕其它的文明也同樣發展了數 學；譬如，中國人和日本人。但是，這
布尼茲對這兩種徑路都思慮得相當深刻。
在可預見的未來，這樣的改變不太可能
些文明的數學似乎對現代西方數學沒有
不過在大多數的情況下，直到十九世紀之
會再發生，即使它第二次可能作得更加正
直接的影響，所以，在此書中我將略過
前，數學基本上被視為解決問題程序的集
確，這就是自由社會在制訂教育政策時的
不提。
合體。然而，整個後革命時期對數學之觀
本質。這樣的改變是全然可取的這一點，
念的提出，在十九世紀當時是一種革命，
也不是很明顯（至少對我而言），曾經
對現今的數學家來說，僅僅只是數學應有
有過教育論述（在缺乏嚴謹的證據之下，
免這個他無意中發現的可怕消息洩漏出
的樣子而以。這場革命也許經過得相當平
無論哪種方式都還是相當熱烈的討論）說
去。到目前為止，就我所知，並沒有任
靜，也大部分都被遺忘了，但是它確實完
在能夠推理抽象數學物件的性質之前，人
何證據支持這個奇特的故事。有點可
成了而且影響深遠。同時它也設定了本書
類的心靈必須達到針對它們的一定層次的
的場景，其主要目地在於提供你進入現代
計算精熟。……【更多內容請見《這個問
數學這個新世界時所需的基本心靈工具
題，你用數學方式想過嗎？》】
（或許至少學習數學性地思考）。 雖然後十九世紀時的數學 觀念現在統治了整個大專程 度的後微積分領域，然而它 在高中數學並沒有那麼大的 影響力，這就是為什麼你需 要這本書來幫助你度過這個 轉變。過去曾經有過想要引 入這種新徑路到學校教室裡 的企圖，但是結果卻是一個 可怕的錯誤，因此很快就被 放棄了，這就是1960年代所 謂的「新數學」運動。出錯 的地方在於當時這種革命的 訊息，從領導大學的數學系 傳到中學校園裡時，它很遺 憾地被混淆了。 對1800年代中期前後的 數學家而言，計算和理解 兩者同樣的重要。十九世紀 的革命僅只是轉移重點到關 於這兩個主題真正的本質為 何，何者扮演衍生或支持的 角色。不幸地，在1960年代 傳到公立學校教師那裡的訊 息通常是「忘了計算技巧， 僅專注在概念。」這種荒謬 的，最終是災難的策略，讓 諷刺作家（與數學家）湯 姆．萊勒（Tom Lehrer）在 他的歌曲〈新數學〉中諷 刺「方法才是重要，如果 你得不到正確答案也不必介 意。」在錯誤的幾年之後， 「新數學」（注意，它已經
〔註二〕有一個常常被重複述說的故事 如下，有一個年輕的希臘數學家有了這 樣的發現之後，被帶出海然後溺斃，以
惜，因為這是一個好故事。 〔註三〕就現今巨大的平裝書市場來 看，「廣泛流傳」的定義想必是要加上 這本書已經流傳的年數。
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產官學研
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人們如何掌控時序感知？節律與順序處理機制不一 【本刊訊】過去，科學家普遍認為人們
人腦中的基底核（basal ganglia）與小
示著綠色方塊即將登場。結果發現，在3
對於「時序」的感知與處理機制是單一系
腦（cerebellum）是目前已知，與時序處
色方塊根據節律出現的測試裡，小腦萎縮
統運作下的結果，然而近日《美國國家科
理（temporal processing）相關的部位，
症患者的反應較佳；但若在不同時間間隔
學院院刊》（Proceedings of the National
只是對於節律結構與非週期流的時序預測
中顯示方塊時，帕金森氏症患者較能預測
Academy of Sciences）一研究指出，人腦對
而言，調節的機制是否相同，仍存在相
顏色出現的順序。
於時序的預測、處理，至少由2個互不重
當大的爭議。這些下皮質區（subcortical
美國加州大學柏克萊分校（University
疊的機制拼湊而成。
structure）在時序定向（orienting）中所扮
of California - Berkeley）神經科學家艾弗利
當交通號誌燈由紅轉綠時，司機便會下
演的角色，始終未被確定。因此，研究員
（Richard Ivry）針對該結果作進一步說
意識地踩下油門向前駛進；而一個訓練有
針對小腦萎縮症（cerebellar degeneration）
明：小腦萎縮症患者較無法掌握「非節律
素的鋼琴演奏家，也會知道要在哪一個音
及帕金森氏症患者進行測試，且過程中不
性」的時序線索，反之帕金森氏症患者則
符、哪一個拍點下控制延音踏板。這些近
予以藥物介入，試圖了解2組受試者在時
較不擅於因應「節律性」的指引。另外，
乎本能反應的行為，都與人們對「時序」
序預測任務上的表現有何異同；此研究以
該研究最終也顛覆了過去單一腦系統掌控
的感知與預測能力有很大的關係，且這項
前者代表小腦的功能限制，後者則作為基
時序處理的理論說法，因為若要掌控這項
能力的展現相當重要，它關係著人們是否
底核功能障礙的模型。
能力，需要至少2種不同的處理機制，才 有辦法做出適當應對。
能對這個動態世界作出適切、適時的回
受試者會被給予一項視覺偵測（visual
應。時序預測（temporal predictions）能
detection）任務，這些任務目標都是可被
力依情境可分為2類：第一種為節律結構
預測的，差別只在出現的方式是具有節律
（rhythmic structure），意即事件的發生是
性，還是非週期性地發生。測試過程中，
新聞來源
有節奏性、有固定節律的；另外一種則為
紅、白、綠3種顏色的方塊會閃現在電腦
非週期流（aperiodic streams），該類事件
螢幕上，當受試者看到綠色方塊時需快速
的發生通常有一定的間隔時間。
按下按鈕，此外白色方塊的設計是為了暗
Assaf Breska and Richard B. Ivry, Double dissociation of single-interval and rhythmic temporal prediction in cerebellar degeneration and Parkinson ’s disease, Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018.
科技產業
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科技報導
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屏科大推跨域系統整合產業 實現農畜水產的另類商機 郭家銘
本刊主編。
屏東科技大學（以下簡稱屏科大）在
以回春。延續過去稻作
農、畜、漁等產業相關的疫苗開發上頗具
強化系統（SRI）中的
實力，也在過去幾年創立許多疫苗技術平
部分栽培方法，經改良
台。隨著跨域合作逐漸成勢，屏科大上
後「稻作益生菌強化系
（2018年11）月27日於科技部舉辦「跨域
統（System of Probiotic
系統整合產業－屏科大商機日」活動，
Rice Intensification,
除食品科學、水產養殖外，亦邀請土木工
SPRI）」可均勻地將肥
程、環境工程與資訊管理等專業人士從不
料、用藥、益生菌輸送
同的領域探討、改善臺灣農業的實務面，
到作物所需的位置，以
不僅為農耕、畜／水產養殖的產業結構添
降低秧苗、水、藥與化
圖一：加入益生菌不僅能維持土壤健康，節水、少苗、增進肥料利用等策
上更多色彩，也利用雲端與智慧化等趨
肥的使用量，進而達到
略還可減少栽種成本，並增加產能。（Pixabay）
勢，提升產業的更多可能性。
減少管理成本、降低栽培風險的效果。此
益生菌，即便有秧苗量的問題，但至少維
外，增加曬田也是栽培的一大重點，其能
持住土壤的生態與健康。此外，妥善運用
使土壤空隙不被堵塞，並提升土壤含氧
田間管理，不僅可增加作物產量，還能幫
量；而以25~30公分的距離種植秧苗的中
助植物生長、管控土壤微生物（如固氮細
耕（intertillage）設計，更可改善土壤通氣
菌等），甚至能使植物具備防禦病原菌的
性，並促進植物對有機肥的利用。
能力。而在菌種培養方面，團隊利用缺乏
結合土木與工程技術 打造智慧化的節水灌溉系統 由屏科大土木工程學系教授王裕民所率 領的研究團隊，推動「智慧化水稻栽培生 產」已逾3年，而在此之前的10年主要以 水稻節水灌溉研究為主。團隊成員中除了 工程背景的王裕民外，也廣納對水稻有所 研究的農業菁英，然由於仍缺乏關鍵的水 稻育種人才，故邀請高雄農業改良場研究 員吳志文與助理研究員胡智傑協助研究。 目前，團隊所生產的稻米，均為吳志文所 育種的高雄147號米，配合臺東縣關山鎮 農會與當地農民提供的6甲土地，經2年試 驗後成果不俗，也讓近20位農民爭相與該 單位合作。 團隊在研究過程所測試的試驗田共有 4塊，灌溉鍋具旁設有益生菌的施放點， 可於給水過程中不同的時間點上對試驗田 進行施放。團隊希望透過這樣的方式提高 作物品質、產量與安全性，為使植物能在 生物／非生物逆境（stress）中有好的成 長，團隊將植物在正常發育下的水分與 營養運輸、光合作用以及土壤內的營養
改良SRI遭遇到的最大困難是，原以為
氮原與營養的培養基培養出生存能力高的
理論上秧苗的最少使用量為1株，但實際搬
細菌，並利用土壤微生物與植物根部間的
到農田測試發現，若加上水壓、田螺與植
「根噬循環（rhizophagy cycle）」協助植
物自然死亡等因素，至少要3株才夠，而為
物吸收水分及營養，甚至還能促進作物的
求保險起見起碼也要插個5~8株，然而農
根毛再生與根系擴大，且由於水稻的根紮
業機械執行插秧的基本單位就是十幾株，
得較深，遇到天災時也較不容易倒下。此
根本行不通；其 次，農民光是在 除草、拔草與補 秧的程序上就會 面臨很大的勞力 問題。 而慶幸的 是，至少在雜草 這個難題上，團 隊還能透過給水 方法的調整來減 少雜草量，且仍 可增加20~30％ 的產量。
貯存等作用納入考量，嘗試調整環境與
王裕民認為，
作物間的平衡。然而王裕民強調，此舉
作物的質地提升
並非是要打造一個能對抗環境的作物，
可歸功於均勻分
重點還是要在友善栽培下使土壤條件得
布在農田四周的
科技產業
中華民國一○七年十二月十五日
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次SPRI的系統發布，從作物的生長特性、
資訊。同時，該資訊進一步經解析和正規
中組距越小者，與圖鑑的相似度就越低，
與環境的互動到系統的改良建置，其效益
化等步驟後，可得到該特徵的光學性質，
這也表示該作物並未發生病蟲害。透過資
與價值都在研究團隊的努力下顯現出來，
如此一來便能針對病徵的相似度進行比
料分析技術與人工智能的結合，病蟲害的
是為農業在跨專業合作上的一大勝利。
對。
即時監測得以精準化，也讓農民在無形中
透過人工智能模型以大量的圖像對系
妥善運用資訊管理 植災控管更便利 有機農場即時病蟲害監測 有機農場的作物在自然條件下，蟲害
降低許多噴藥成本，相當具有發展潛力。
統進行訓練，再套入專家認證過的圖片進 行修飾，最終以另一個相同的蟲體進行校
智慧水產養殖管理資訊系統
正，訓練完成後的系統便可自行分析出蟲
除了關注蟲害問題，屏科資管系也聯合
體的物理特徵。此外，為將系統打造成非
恆春海洋養殖股份有限公司（以下簡稱恆
問題在所難免。雲程科技公司總經理劉宴
監督式的學習網路（unsupervised learning
春海洋），針對水產養殖進行產學合作。
嘉表示，目前的蟲害預防系統主要是連
network），團隊並未將特定物種與蟲害
以近海箱網養殖為主的恆春海洋在屏東縣
結「大面積氣象站資訊」與「蟲害發生
特徵納入考量，而是直接透過圖鑑分析。
東港鎮設有養殖場，主要養殖的品種為海
史」，並利用該資訊進行週期性的噴藥，
劉宴嘉解釋，當植物體出現異常狀態時，
鱺與海金鯧，然近年因氣候變遷，使得產
如宜蘭和花蓮的作物防災預報系統皆是採
系統會針對該項異常進行解析，得到訊號
業嚴重受創。1980年後，臺灣的漁業開始
用這種方式。然而，即便能透過該系統管
的同時也標記現象發生的位置，以利辨識
出現轉捩點，養殖的量逐漸大於捕撈，且
理噴藥時間，卻也可能使農藥、化肥施放
出作物是否真發生異常、避免不必要的施
臺灣的土地之小，竟能在這項產業中躋身
過於頻繁，最終導致噴藥過剩的問題。為
藥，如系統能分辨葉子在生長時出現的葉
世界排名第16名！據此，恆春海洋與屏科
避免這樣的問題產生，劉晏嘉針對農田地
綠素增生，隨時間生成的擴散性區域與蟲
大合作，將養殖場的水溫、pH值與含氧
的氣候、土壤特性進行小面積的作物與蟲
體構造、形狀相異，且經比對的數據結果
量等人工監測之紙本記錄搭配物聯網，建
害即時監測，以期達到精準預防的目標。 劉晏嘉提到，該系統主要針對蟲病害 的突發狀況與特性進行分析：假設葉面未 出現任何病徵，則可認定其為一乾淨的葉 子；然若出現一些可觀察到的特徵時，一 開始並不能確認該葉片的狀況，需隨特徵 面積擴大，才能比對出其變異性與特性。 團隊根據雜湊函數（hash function）原理 設計系統，使葉面的異常位置可被標註， 將所得圖像轉為一維矩陣圖後去除干擾， 便可得到與蟲體、病徵或形體有關的分布
圖二：管理資訊系統的設計，除了可整合養殖場相關訊息，還能在遠端控制打水設備。（Flickr-NOAA's National Ocean Service, https://flic.kr/p/qjuVVg）
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立了一套資訊管理系統，並蒐集餵食、
──寵物也獲益匪淺。2017年，全球寵物
教授龔旭陽表示，為能將獸醫師長年的寵
收穫量等統計資料進行資料探勘（data
食品市場規模逾97億元，而近年的家貓飼
物飼料經驗化為系統、產出客製化的飼料
mining）。
養量從22萬攀升至57萬隻，家犬也從114
配方，團隊根據寵物的基本資料，例如：
雖說恆春海洋採箱網養殖的方式養育
萬增加到175萬，在少子化的衝擊下，光
年齡、體態、品種、性別與病史等加上寵
魚群，然而其幼苗仍養在海邊的養殖池
在臺灣平均每3人就有1位豢養貓狗，可
物的過敏原與特殊需求作分析，利用簡單
中，直到幼苗長成小魚後，才會移植到箱
見毛小孩的市場潛力相當驚人。毛小孩常
的線性迴歸（linear regression）找出最適
網裡。在養殖池的階段，有近20~30％的
見的生理狀況包括腎臟病、關節炎、心臟
合消費者需求的配方比例。在內部管理
魚苗會受到鳥害消耗，為減少這部分的
疾病、體味不佳、體重與毛髮問題等，經
上，考慮生產端的成本問題，系統設計上
損失，資管系團隊利用鳥類的棲息時間
特定的照顧與處置後才得以被改善；寵物
也加入限定規劃的方程式，若某項配方成
與位置來設計無人機，以驅趕捕食的鳥
醫療雖能個別化的處理這些問題，但也由
本上漲，則可自動找尋適當的替代品。
類，而管理系統也會依據日常記錄，如投
於價格較為昂貴，使得許多飼主皆望之卻
餌率、耗損率、換肉率等資料回饋，對
步。
養殖場管例進行改善。由於養殖場靠近
屏科大資訊管理系與屏東農業生物科
海邊，所埋設的感測器必須具備耐鹽、
技園區神農科技合作的「智慧客製化寵物
耐候性（weather resistance），而團隊
飼料管理與電子商務系統」，可根據飼主
也將pH值、溶氧量與酸鹼度分析儀整合 到水質監測浮標中，透過具太陽能、自 帶可傳輸SIM卡的監測器，便可回傳所
對寵物健康、體型改善的要求客製化飼 料，經程式運算出最適配方，還能上傳與
都市農園新模式 城鄉景觀間的相互碰撞 由於臺灣務農人口快速老化，加上年輕 一輩對農業的了解不足、投身產業的意願 不高，使得臺灣的農業在人力與產銷上都 面臨嚴重的問題。為培養年輕族群與一般
寵物的照片並印製到飼料包裝上。一般來
民眾對農業的興趣，屏科大國際學院近年
說，寵物店所販售的飼料是統一的包裝與
推出「都市農園新模式」，盼能透過教育
配方，而非針對個別寵物做設計，為此
帶動農業發展的另一層思考。屏科大國際
該計畫架構便設計包含保健食品、飼料
學院車輛工程學系教授梁茲程表示，都市
配方與寵物管理（提醒飼主何時該購入
農園的概念在國外行之有年，而前院長陳
飼料）等功能的客戶關係管理（customer
和賢在任期間，認為應讓學生及早接觸這
relationship management, CRM）系統，並
個想法，故於校園建築頂端打造有「綠色
導入電子商務，讓飼主可透過網路訂購、
屋頂」之稱的空中農園；這座都市農園座
以歐付寶付款，最終由黑貓宅急便配送到
落於屏科大某2棟大樓間，農園前半規劃
智慧客製化寵物飼料管理與
府，消費者甚至還可透過應用程式了解配
種植、後方則為養蜂區域，梁茲程接手院
電子商務系統
方的營養比例。
長後，也持續打造這個示範區，以推廣都
蒐集到的資訊。此外，程式邏輯控制器 （programmable logic controller, PLC）的 設計可對儀器做遠端控制，如含氧量不足 時，便能透過PLC控制打水；而遞歸神經 網路（recurrent neural network, RNN）訓 練系統的使用，也可針對水中溶氧量下降 進行預測。
資訊管理不僅能運用在農、畜、水產
團隊花費1年的時間了解消費者需求，
等食品的管理，另一個與動物有關的產業
設計流程架構與配方。屏科大資訊管理系
市農園的更多實務內容。 梁茲程認為，網路上許多都市農園都
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被打造成栽植蔬菜的溫室，且相當著重生
究團隊在該模式試做2年後，發現密度較
栽種使用。未來，都市農園的模式可望透
產效能；然而，在平台規模不大的前提
小的落葉、肥料若遇颱風，會伴隨雨水沖
過在地化調整與智能系統的改善，成為扶
下，不僅產量會受到限制，由於無法提供
刷，淤積在排水口處，因此研究團隊根據
植臺灣農業的助力，而延伸的概念相信也
人力全天候照顧農園，故需付出的管理成
流體力學的概念，透過電腦進行分析，再
將更貼近時代的需求。
本也相對較大。有鑑於此，國際學院連結
以3D列印製作出一種形似甜甜圈的特殊裝
該校景觀專業，將空中農園從既有的生產 導向轉換為休閒導向，結合高齡化「白金
置，安裝後可將排水過程中的落葉與肥料 攔截下來。
社會」的趨勢，除能提供老年人照顧農園 的空間，也能放大空間使用的效益，其中 的養蜂區即為一例。有些人可能會擔心養
此外，配合節能減碳、資源回收再利用 等趨勢，國際學院也規劃將寶特瓶、廢金
結語 臺灣許多產業已逐漸從人力的1.0、機械 的2.0演變到配合資訊、甚至智慧化的3.0 與4.0。產業升級能帶來許多便利與效率，
蜂所帶來的安全問題，梁茲程解釋，園區
屬、保麗龍與塑膠管製作容器，或結合環
然而臺灣一級產業中仍有許多待整合的資
所養殖的蜜蜂為歐洲品種，與臺灣原生蜂
境做成其它造景；廚餘、農園內的有機物
訊及可被改善、優化的操作模式，此次活
相比攻擊力較低；而此處蜜蜂也能在限
（如凋落的葉子）經蒐集、發酵後，可產
動也成功展示了專業跨域合作的重要性。
定、不干擾群眾的範圍內自由飛行。目
生固態或液態的肥料，且透過這個方式產
前，團隊計畫將感測器（sensor）放入蜂
生的肥料不會發出腐臭味，非常適合居家
箱，並監控內部與產蜜息息相關的微環境 （microenvironment），以打造適合蜜蜂產 蜜的溫、濕度與二氧化碳濃度，提升蜂蜜 產量。 不過，都市農園最令人擔心的就是人 手不足的問題，這可能會導致園區成為樓 頂的廢墟；為此，團隊打造監控系統與設 施，協助簡化園區實務。由於園區範圍相 比真正的農地，面積並不大，在園區內安 裝感測器、訊號線、攝影機等裝置並透過 網路觀察園區狀況，相對容易許多。除了 遠端監控外，要解決人力問題，遠端的儀 器操作是少不了的，透過具遠端開關功能 的繼電器（relay）搭配成本相對於應用程 式較低的網頁平台，便能在感測園區氣象 與土壤狀況之餘控制灑水及照明系統。研
圖三：養蜂區的規劃，為都市農園增進更多休閒趣味。（Pixabay）
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科學文摘
顛覆癌症治療的革命— 免疫治療的前世、今生與未來
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（與《科學月刊》587期共同刊載）
李岳倫 臺灣大學生化科學博士，美國Scripps研究院博士後研究。任職於國家衛生研究院癌症研究所，專攻粒線體在腫瘤 微環境癌細胞免疫逃脫之角色，以及癌症治療藥物之研發。
如果人類社會因大數據、人工智慧和機
（William B. Coley）的外科醫師，發現手
出現CAR-T治療的副作用──細胞激素風
器人正進行第四次工業革命，那麼與癌症
術後受感染的癌症病患，復發的情況比沒
暴，產生高燒、呼吸衰竭和休克等症狀，
的博弈也因免疫治療而進行觀念顛覆。
受感染的病患少。他認為細菌感染啟動身
不過治療結果非常成功。2012年，艾蜜莉
體某些機制去抵抗癌症，然而當時並沒有
成為全球第一位接受CAR-T免疫療法治癒
受到重視，因為放射治療的出現，掩蓋住
的案例，再也沒有復發過，她的父母還成
免疫治療出線的機會。1970 年代，發展出
立基金會，用來支持免疫治療研究。也因
免疫監視假說 （Immunosurveillance），
此點燃大家對CAR-T細胞免疫療法的研
認為癌細胞每天都存在你我身體內，腫瘤
究熱潮。2017年，美國藥物食品管理局
的發生是因躲過免疫系統的監控，但此
（FDA）核准通過用於臨床癌症治療。
前言 癌症連續36年蟬聯國人10大死因的首 位，令人聞癌色變。不過，其實癌症並不 一定是絕症，尤其近年免疫治療出現後， 讓癌症治療不只是狙殺癌細胞，甚至成為 一種可控制的慢性病。現今，衛福部健保 署也已同意將第一代免疫治療藥物納入健 保給付；接著在今（2018）年9月6日公告 法源，開放特定癌症病人自體免疫細胞療 法，宣示進入癌症免疫治療的新階段。 過去4、50年來，外科手術、化學療 法、放射療法和標靶藥物一直是最主要 的 4 種癌症治療方式。這些療法的確讓癌 症病人的 5 年存活率增加。然而，癌症並 沒有因此銷聲匿息，令人不禁想問，我們 真的用對策略嗎？ 因為以殺死癌細胞為 目標的高劑量放、化療或標靶藥物，一旦 出現抗藥性後，癌細胞會變得更加兇猛， 最後導致死亡，這也讓癌症研究者不得不 重新思考對抗癌症的新策略。2009年， 來自美國默菲特癌症中心（Moffitt Cancer Center）的蓋騰比（Robert A. Gatenby）在 Nature期刊發表一篇名為〈改變對弈癌症
觀念卻直到2001年才被廣泛接受。1980年
時間往前轉，另一個明星──免疫檢查
代，則開始藉由施打干擾素（interferon,
點抑制劑也早已悄悄登臺扮演開路先鋒的
IFN）、介白素─2（interleukin 2, IL-2）
角色。1996年，艾利森在Science期刊發表
等活化免疫功能來治療癌症，如介白素
使用抗CTLA-4抗體，成功清除小鼠體內
─2的治療是由癌症免疫治療的先驅──
腫瘤的研究。2011年，經美國FDA審核通
美國國家癌症中心的羅森伯格（Steven A.
過用於癌症治療，2013年，「癌症免疫治
Rosenberg）開始；然而，治療卻帶來嚴重
療」便被Science期刊挑選為當年最大的科
的副作用，且僅在少數腫瘤中有效。
學突破！除了CTLA-4外，1992年，京都
免疫治療主要包括免疫檢查點抑制劑、
大學的本庶佑在 T 細胞表面發現受體蛋白
T細胞輸入療法、嵌合抗原受體T細胞療
PD-1可抑制 T 細胞的活化。從此，PD-1成
法（Chimeric Antigen Receptor T Cells,
為閃耀的新星，藥廠積極開發以此蛋白為
CAR-T）和癌症疫苗等。其中，2014年唐
標靶的抗體，並於2014年審核通過，成為
獎之生技醫藥獎和2018年諾貝爾生理學或 醫學獎就頒給了艾利森（James Allison） 和本庶佑（Tasuku Honj），表彰他們分別
癌症治療用藥。前美國總統卡特（Jimmy Carter）就是使用第一個PD-1抗體治癒的， 他的成功再為免疫療法打進一劑強心針！
發現 T 細胞表面的2 種免疫檢查點抑制因 子：CTLA-4和PD-1。那麼，免疫治療又 是如何走上癌症治療的主舞台？
癌症免疫療法的未來 未來，免疫療法是否一帆風順呢？未
場景應由一位從絕望到重獲新生的
必，免疫療法雖讓人感到樂觀，但仍有許
7歲美國白血病小女孩艾蜜莉（Emily
多問題需要解決，例如，檢查點抑制劑對
Whitehead）揭開帷幕。2010年5月，她被
患者的反應比例不高，抗PD-1療法只有
診斷出患有急性淋巴白血病，和大多數白
20~30％；治療費用昂貴，動輒上千萬臺
血病病童一樣，開始接受化療，16個月
幣，免疫抑制劑治療費用雖便宜些，但也
後，血癌復發，危在旦夕，於是轉到費城
需300~400萬；具有致死的副作用，如細
癌症免疫治療是最近才開始發展的嗎？
兒童醫院接受賓州大學正進行的血癌 T 細
胞素風暴、心臟毒性等；腫瘤微環境的調
其實不然。早在19世紀末有位名叫柯雷
胞治療的實驗性臨床試驗。治療期間，雖
控可能使免疫治療失效。從這些負面訊息
的策略〉（A change of strategy inthe war on cancer.）的文章，建議「控制癌症」的策 略可能比「治癒癌症」更適當。
癌症免疫治療歷史
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顯示，尚有許多機制及技術可再精進，例
本身，而忽略癌細胞周圍互相影響的細胞
進步。然而，現階段仍有許多尚待解決的
如CAR-T針對實體癌症（solid tumor）仍
所共同構成的腫瘤微環境。因此，加緊投
問題，期待未來可利用個人化免疫治療來
有努力空間；全盤了解癌細胞所處的腫瘤
入上述的基礎研究為首要工作，若能更了
控制癌症，而不一味追求消滅癌症。也許
微環境；藉基因大數據、生物標記與免疫
解癌症到底是如何躲過免疫系統，愈有機
有一天，人們在面對癌症時，也能像治療
評分的協助，透過部位、病理、基因突變
會預防與控制癌症。另一方面，在思考免
高血壓、糖尿病之類的慢性病一樣，透過
和免疫特性，將病患分類，以達到個人化
疫系統與腫瘤微環境概念時，別忘了中醫
藥物控制，與其和平共處，維持有品質的
免疫療法，減少副作用，並尋找加入免疫
治癌早已提出「帶瘤生存」、「種子與土
生活。
療法的組合治療。 而在癌症免疫療法大浪潮下，對研究者 及年輕學子又有何啟發？首先，筆者認為 利用個人免疫系統來治療、控制癌症，而
壤」等理論，其實這與西方醫學目前根據 個人微環境及生物標記（體質）進行免疫 療法的觀點是不謀而合的。因此，在理念 相通的情況下，未來中、西醫結合治療癌 症也許是一個不錯策略。
不一味追求消滅癌症，是正確的大方向，
延伸閱讀
符合人體自然原則，較有機會成功。這 也是為什麼已有人提出「與癌症共存」概
結語
念的原因吧！那為何之前沒有成功？主要
癌症免疫治療雖有數十年的研究歷史，
是對人體免疫系統運作機制不夠清楚，且
但隨著對癌症免疫學的更多認識，近年來
在思考癌症治療策略時，只針對癌症細胞
免疫治療才能在臨床治療上得到突破性的
1.鄭安寧、李岳倫，〈癌細胞免疫逃避可恥，但是很有用〉， 李岳倫癌症科學研究室，http://bit.ly/2EaXKmM。 2.李岳倫，〈治癌變控癌 讓它變成慢性病〉，聯合新聞網， http://bit.ly/2CCCnti。 3. 鄭志凱，〈從科學新知、到創業、到科普── CAR-T 正顛 覆癌症醫療，臺灣在哪裡？〉，獨立評論＠天下，http:// bit.ly/2Okt0Ew。
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與自然和諧共生— 宜花有機及生態農業之推動 陳季呈、林立、游之穎、徐仲禹、孫正華、蔡濰安、張光華、范美玲
行政院農業委員會花蓮區農業改良場。
圖一：宜蘭、花蓮的環境條件適合發展有機農業。（作者提供）
宜蘭與花蓮2縣素以好山好水著稱，憑
技術研發，積極投入研發各項作物的有機
廣，輔導農友於最適當的時間點，正確利
著中央山脈的天然屏障區隔、純淨水源與
栽培技術。從栽培面積最大的水稻開始，
用非農藥資材來防治病蟲害，例如：利用
工業發展鮮少的優勢（圖一），自1994年
逐步建立宜花地區主要作物的有機栽培技
亞磷酸（H3PO3）有效防治水稻稻熱病及白
起行政院農業委員會花蓮區農業改良場
術，透過示範田的設置與召開觀摩會分享
葉枯病，同時帶給農民「預防重於治療」
（以下簡稱花蓮農改場）開始推動有機耕
成果輔導農友種植，並以淺顯易懂的文字
的重要觀念，讓農友能提早預防，大幅降
作。經過20餘年，有機農業這顆種子在宜
出版有機技術專刊，先後出版水稻、大
低作物病蟲害的發生與不必要的損失。
花地區播種、萌芽、生根並逐漸茁壯， 現今宜花有機作物栽培面積已佔全臺近3 成，有機水稻面積更達5成，已是臺灣有 機農業重要的生產地。 然而，在期望維護土地生物多樣性與恢 復過去家園榮景的心情下，生態服務型農 業開始發酵，透過維護生物多樣性的田間 操作模式、維持生產與生計共榮共存的信 念，生態農業的推動就此展開。
豆、龍鬚菜、文旦柚、當歸等10餘種作物 有機栽培技術手冊（圖二），供農友栽培 參考。
利用微生物製劑防治病蟲害 近年，花蓮農改場更在微生物製劑上
除作物栽培技術開發外，有機栽培過
下了一番功夫，也獲得了不錯的成果。種
程中，病蟲危害作物、雜草等亦是令農友
植番茄的有機農戶，大都為銀葉粉蝨的危
相當頭痛的問題。在不用化學農藥的要求
害而傷透腦筋，花蓮農改場找到蟲生真菌
下，花蓮農改場透過非農業防治資材應用
──爪哇擬青黴菌（Isaria javanica），將
於宜花地區主要作物的試驗研究與示範推
其加工成製劑後於溫室施用於銀葉粉蝨
圖二：花蓮農改場出版手冊與專刊，內有各項技
圖三：甲基營養型芽孢桿菌於田間施用，可有效降
術供農友栽培參考。（作者提供）
低青蔥軟腐病之發病。（作者提供）
有機夢土的起點： 有機技術開發與示範推廣 談起有機農業，不禁讓筆者想起1994 年花蓮農改場在花蓮富里鄉簡明志的農地 中，設置了面積0.5公頃的水稻有機試作 田，以不施藥、不用化肥的耕作方式輔導 農友栽培水稻，這第一塊示範田也開啟宜 花有機農產業發展。
研發栽培技術 出版輔導專刊 花蓮農改場基於改良場的本業──栽培
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上，可使其死亡率超過90％以上，且
注建立作物有機栽培技術，解決農友
毒理測試結果顯示，爪哇擬青黴菌本
栽培上的問題；當栽培技術逐漸純熟
身對人體無害。
的同時，宜花地區農友投入有機農業
另一種農友聞之色變的病害是細
亦逐步增加，但多點狀分散於各地。
菌性軟腐病，因其宿主廣泛，嚴重影
為讓有機耕作更為便利，同時減少發
響多種農作物的產量，且一旦感染發
生鄰田污染的問題，花蓮農改場興起
病將難以化學藥劑有效防治。花蓮農
集村推動有機農業的想法，透過專業
改場以土壤稀釋平板法、拮抗能力
技術指導與用心陪伴凝聚共識，並在
測試等多種方法，自宜花地區800多
圖四：附掛式旱田除草機工作輕鬆且效率提高。（作者提供）
2002年於富里鄉羅山村設立全臺第一
處的土樣中，共同篩選獲得具防治軟
個有機村，以集村方式落實有機發展
腐病潛力的拮抗菌株甲基營養型芽孢
經營，同時將有機概念從生產面擴及
桿菌（Bacillus methylotrophicus HL_
至生態、生活面，順勢將一級產業發
B01），經溫室防治試驗顯示，其可
展至二、三級，甚至六級產業，為農
有效降低結球白菜軟腐病之罹病度
民帶來更好的收益。
達32.0％。此外，田間測試的結果發
羅山有機村這個成功案例，大幅提
現其可防治青蔥及海芋軟腐病（圖
振花蓮農改場與農民的信心。以團隊
三），同時亦可抗青枯病等其他病
努力深耕的花蓮農改場，自北向南陸
害。透過微生物來防治作物的病蟲
續輔導宜蘭三星行健有機村、壽豐東
害，同時解決了農友問題並更加友善
華有機專區、大豐大富有機生態村，
大地環境。
及以羅山村為軸心、拓展鄰近4個村 里共同發展建立的富里鄉富麗樂活聚 落。經過上述策略推動，將數個發展
提升除草效率 優化作物生長
成熟的有機村南北串連成有機樂活廊
由於有機栽培不得施用除草劑，農
道（圖五），同時善用當地優勢，策
友只能採取其它雜草管理技術，包括
略性地開創東部獨特的有機生態休閒
覆蓋資材、高溫防除、減少農田雜草
產業，跳脫「一級生產」的概念轉為
種子庫、生物防治、機械除草和人工
向「二級加工」和「三級樂活休閒」，
除草，除草效率不彰使農友為此煩惱
成為六級化產業發展，增加農村產
不已。 有鑑於此，花蓮農改場積極開發 附掛式旱田除草機（圖四），讓操作
圖五：策略推動有機農業，由有機村（點）串成有機廊道 （線），再拓展至宜花全面。（作者提供）
值，落實包含生產、生活、生態理念 的有機「三生一體」，並期望將臺灣 東部拓展成落實有機的「面」，讓有
者可乘坐於機械上作業，且除草效
機的種子在宜花地區遍地開花。
率是一般中耕除草機的4倍，更是人
不過，在上述有機農業推動時，
工除草的10倍以上，讓有機農友更輕
花蓮農改場也看見許多農民的一個關
鬆解決旱田中的雜草問題。另外，有
卡，就是「筆比鋤頭重」、「拿鋤頭
機秧苗的生產在過去一直是無法突破
比拿筆容易」的感嘆，因而了解申請
的瓶頸，為讓水稻栽培全程有機化， 花蓮農改場特別開發連續式稻種溫湯
有機驗證，對農友來說是件不容易的
消毒機、育苗土蒸氣消毒機，並搭配
事。為此，花蓮農改場特別設置由專
育苗土消毒技術，以蒸汽及微生物資
人擔任的有機驗證輔導窗口，輔導並
材取代化學藥劑處理，除可消除如徒
協助農友取得有機驗證，這樣的服務
長病、立枯病等透過種子傳播（seed
措施，讓農友不再感到有機驗證申請
transmission）與土壤傳播（soil-borne）
的複雜與無助，也成功讓宜花地區有
的病害，還能打破稻種休眠、提高生
機栽培面積逐步擴增。
長勢，成本更是低於藥劑消毒處理。
有機農業的下一步： 點串成線，再拓展為面：
生態服務型農業與里山倡議
策略性推廣有機農業 圖六：田區綠籬的設置可提高生物物種豐度、抑制害蟲。
有機農業發展初期，花蓮農改場專
（作者提供）
有機並不止於農業生產，更應該照 顧自然生態、落實於平日生活，花蓮
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農改場在推動有機農業將近20年後，也思 考著有機農業的下一步。經過一番思索討 論後認為「想讓更多人看見有機農業的與 眾不同，生物多樣性是關鍵」，於是便在 2013年跨入生態服務型農業，與里山倡議 新的里程。
運用天敵昆蟲與植披塑造， 提升物種豐富度 為讓民眾了解有機農田比慣行農田有更
圖七：橙瓢蟲及長腳蛛。（作者提供）
多樣的生物物種，花蓮區農改場率先進行 大規模有機水田和慣行水田的生態物種調 查，發現稻苞蟲羽角姬小蜂、凹頭小蜂、 橙瓢蟲、日本長腳蛛、螳水蠅等寄生性和 捕食性的天敵在水稻田中扮演清除害蟲的 角色（圖六），而營造天敵喜愛的環境亦 為農業操作中相當重要的一環。經數年調 查，終於找出水稻田生物多樣性指標物種 ──橙瓢蟲及長腳蛛（圖七），讓人們可 以透過目測或簡單的掃網（圖八），來檢 視田區生態情形，同時與林務局、慈心基 金會合作，將橙瓢蟲及長腳蛛納入慈心綠
圖八：農民以簡易的掃網方式，即可檢測了解田間的生物多樣性情況。（作者提供）
色保育標章。
育繁殖臺灣早期田埂常見的原生野花，如
種植綠籬及原生種野花可說是維持田間生
仙草（田草）、馬蘭（田邊菊）、魚腥草
物多樣性的一個快速捷徑，營造有益昆蟲
等。
棲所，降低農業資材投入，與美化農村景
調查水田生態物種觀察發現，田埂維持 草生栽培的慣行田區，其生物多樣性高於 田埂水泥化的有機田區，且田埂上若長有
將這些植物開發成原生野花植生毯種植
菊科植物，田區的害蟲數量會明顯減少；
於田埂上，不但能抑制田埂雜草生長、減
另外，農田種植綠籬如馬利筋，其上經
緩雨水沖刷，還具有水土保持及調節微氣
常可見瓢蟲、草蛉、食蚜蠅等天敵昆蟲棲
候功能。當綠籬作物與原生野花植生毯開
息，對於抑制田間害蟲數量均有所助益。
花時，提供蜜源、誘蝶，並可作為昆蟲棲
因此，花蓮農改場開始營造有益昆蟲棲
地，吸引瓢蟲、蜘蛛等益蟲，提高田間生
地，輔導農民於田間種植綠籬作物，並復
物物種豐富度的同時也抑制害蟲。因此，
觀。另外，為減少南瓜受病毒病危害，近 年研究發現將覆蓋綠肥植物白花三葉草， 種植於南瓜園的畦溝，確實減少蟲媒病毒 病害，也兼具生態防治的功效。
投入國際組織，整合傳統智識
國立成功大學生物科技與產業科學系
六、應備文件：
誠徵教師公告
可以僅以郵寄方式寄至本系）。
一、徵聘職級：於分子標的應用及藥物研發等相關領域之助理教授以
為推廣生態農業與里山倡議，並與國際
請將下列文件同時以紙本及PDF檔email至fang@mail.ncku.edu.tw（推薦函 1. 履歷表。
5. 教學計畫。
2. 博士學位畢業證書或教育部
6. 其他有助審查資料。
頒授教師證書之影本。
7. 請至本系網站 http://dbbs.ncku.edu.tw
上專任教師。
3. 論文／著作目錄。
下載並填寫徵聘教師申請表、著作外
二、徵聘名額：1名。
4. 推薦函三封。
審資料表及論文資料表。
三、起聘日期：民國108年8月1日或109年2月1日起聘。
七、收件截止日期：2019年1月15日止（請註明「應徵生物醫學科技」），
四、應具資格條件：
逾期或資料不齊者恕不受理。本系收件後，如條件合適者，將另函通知面
1. 具國內、外大學博士學位。
試，不合適者恕不退件。
2. 至起聘日止滿2年以上之博士後研究經驗。
八、聯絡方式：
3. 具參與產學轉譯或產學合作計畫經驗者尤佳。
70101台南市東區大學路1號
4. 可以配合及參與本系生物醫學科技產業學群之相關基礎及產學轉譯
國立成功大學生物科技與產業科學系教師遴選委員會
研究工作者。
TEL：(06)275-7575分機58203
五、研究專長領域：分子標的應用及藥物研發或新興生物醫材應用等
http://dbbs.ncku.edu.tw
相關專長領域。
E-mail：fang@mail.ncku.edu.tw
FAX：(06)276-6490
科技產業
中華民國一○七年十二月十五日
SciTech Reports
21
接軌，2015年花蓮農改場更偕同林務局、
「臺灣無蟄蜂田野調查及溫室授粉先期工
業，實現農漁村與自然和諧共存的永續農
農村發展基金會、國立東華大學及中華民
作（Taiwan stingless bee field investigation
村願景而努力。
國自然生態保育協會，合辦臺灣第一場結
and greenhouse pollination preliminary
合生態服務型農業與里山倡議的國際研討
work）」，已刊登於107年3月由IPSI出版
會，邀請來自德國、紐西蘭、馬來西亞及
的2017里山發展機制彙編，讓世界看到臺
日本共5位專家講者，共同見證臺灣農業
灣在生態農業上所做的努力，同時辦理生
新發展。
態農業國際工作坊，來吸取外界的知能、
2016年，花蓮農改場正式成為「國際里
提升自我的能力。今（2018）年，花蓮農
山倡議夥伴關係網絡（The International
改場聽見宜蘭在地民眾的需求，再度與其
Partnership for the Satoyama Initiative,
他單位共同合作搭建宜蘭縣頭城鎮更新里
IPSI）」的一員，也是臺灣第一個加入的
「里山倡議」多元權益關係人參與平臺，
政府部門會員。同年，亦與東華大學、新
利用里山倡議的方法協同經營，期許里山
社部落、復興部落、花蓮縣豐濱鄉新社社
倡議串起頭城鎮更新里休閒農業與觀光漁
結語 從20幾年前種下有機農業這顆種子開 始，花蓮農改場讓有機在宜花一路發芽、 生根、長葉、成長、茁壯，進而朝向生態 農業、里山倡議。未來，花蓮農改場將持 續努力，以臺灣宜花地區為有機農業、生 態農業的出發點，實踐農業之生產、生活 與生態三生功能之永續性發展。
區發展協會、水保局花蓮分局、林務局花 蓮林區管理處等單位組成「花蓮縣豐濱鄉 新社村『森－川－里－海』生態農業倡議 核心推動成員工作小組（圖九）」，更邀 集所有關心新社、復興部落的單位與專 家學者，共組「多元權益關係人參與平 台」，討論平台的運作目標、策略、成 員、分工合作架構，並利用國際里山倡議 的「願景－方法－行動」三摺法架構，以 確保多樣化的生態系統服務和價值、整合 傳統知識和現代科技、謀求新型態的協同 經營體系，期許在新社及Dipit部落族人 的步調下自主運作多元權益關係人參與平 台，成為其他部落學習之典範。 未來，花蓮農改場持續努力，而改變 也持續在發生，2017年以「臺灣東部水稻 田農業生物多樣性指標物種研發與推動」 案例，獲選編入里山倡議主題案例彙編， 並向里山發展機制（SDM）＿計畫提案
圖九：花蓮農改場與農委會所屬單位，攜手新社及 Dipit 部落共組花蓮縣豐濱鄉新社村「森 - 川 - 里 - 海」 生態農業倡議多元權益關係人參與平臺，核心工作小組成員定期實地踏查，為居民解決迫切需改善的問 題。（作者提供）
國立臺灣大學植物病理與微生物學系誠徵教師 一、國立臺灣大學植物病理與微生物學系誠徵助理教授級以上專任教師乙名： （1）起聘日期：2019年8月1日。 （2）教學研究領域：植物病原細菌、植物與微生物交互作用、農業微生物之開發與應用、或整合性病害防治（IPM）。 二、申請者必須具備博士學位，具博士後相關教學及研究經驗者優先考慮。 三、應徵時，請提供求職信（cover letter），註明申請職級、送審代表作及推薦人（二名）之姓名，並檢附下列申請資料紙本，各5份： （1）履歷表。
（6）送審代表作（應為2014年8月1日以後發表於SCI期刊之刊印論文，且為第一作者或通
（2）博士學位證書之影本或博士學位證明文件之影本。
訊作者；助理教授級以博士論文為代表作時，須檢附大學及研究所成績單）。代表作
（3）歷年著作目錄。
需符合申請專長領域。若代表作係與其他人共同發表，需檢附「國立臺灣大學教師資
（4）擬開授課程名稱及授課內容綱要。
格審查代表作合著人證明」（http://www.personnel.ntu.edu.tw/table1/12071.doc）。
（5）未來研究計畫書。
（7）2012年8月1日以後發表之參考著作抽印本（或影本）至多10篇。
四、推薦函二封須於2019年1月31日前，由推薦人直接以紙本或電子郵件寄達；申請助理教授者應包含博士論文指導教授推薦函一封。 五、申請資料須於2019年1月31日前寄達下列地址，並以電子郵件（wcshen@ntu.edu.tw）確認： 臺灣臺北市（10617）羅斯福路四段1號 國立臺灣大學植物病理與微生物學系 沈偉強系主任收 其他詳見本系網址：http://www.ppm.ntu.edu.tw/。
科學文摘
中華民國一○七年十二月十五日
科技報導
火星之水
22
（與《科學月刊》586期共同刊載）
劉玲根 1971年獲美國羅徹斯特大學博士。1974~1996年任教澳洲國立大學，1994~2007年任職中央研究院。1974年合成 鈣鈦礦結晶形鎂鐵矽酸鹽，或稱劉氏石，約半個地球是由此類礦物所組成。
近年人類對火星上水的問題，從來就沒
明火星是有水的。其實，上世紀科學家也
有失過焦。今（2018）年7 月，歐洲太空
早就從地球上仔細觀察過火星表面的地貌
在固體微星物質依附會聚的初始，微星
總署（ESA）發布新聞表示，依據火星快
和地形，並推論出火星過去應該是有水
物質相互撞擊的引力應該不是很大，只是
車號（Mars Express）於2012 年5 月至2015
的，而且還極有可能存在過大量的水或海
相互依聚在一起而已，等到依聚體愈長愈
年12月間所收集的雷達數據，並經科學家
洋。至於火星到底有多少水？為了解答此
近3年的分析研究，在火星南極冰蓋（應
問題，許多科學家都集中研究推估火星固
是固態CO 2）下約1500公尺的深處，識別
化後釋放出來的水到底能形成一個多深
出一片20公里寬的異常明亮的反射體。在
的海洋。1984年，斯奎爾斯（Steven W.
排除其他可能性後，最終論定此明亮反射
Squyres）推估釋放出來的水只能形成一個
體應該是冰蓋之下的一個介面，而介面下
10~100公尺深的海洋，而卡爾（Michael
極可能是一個地下湖。雷達數據無法給出 湖水的厚度及其它細節，但能在零下幾十 度的環境中仍不結冰，代表其鹽分含量極 高，應該接近「鹵水」。巧合的是，今年
H. Carr）在1986年則推估火星海洋應有 500~1000公尺深。但這也還只回答到問題 的一部份，火星內部是否還有水？又有多 少？而火星的水又由何而來？
6月，美國太空總署（NASA）也宣佈， 火星探測器「好奇號（Curiosity）」發現
的，所以這樣的假設應是十分合理的。
大後，相互撞擊的引力也就愈來愈大。根 據含水礦物的撞擊高壓實驗結果，在撞擊 壓力超過200 仟巴（kbar）時， 就會釋放 出水（H2O）；超過600仟巴時，會釋放出 所有的水。綜合各科學家的推論，筆者假 設原始固體微星物質中含有0.33％重量比 的水（這是最保守的數量），如此就能計 算出金星、地球和火星在成長早期可能已 埋藏相當於今天地球表面海洋的水量（大 24
約1.4×10 克），如圖一中的M1。再加上 內行星半徑成長到超過約2600 公里後因撞
火星上真有水嗎？
擊出現的岩漿海（magma ocean）融入的
埋藏在遠古沉積物中的複雜有機物質。大
科學家對此類問題的討論基本上也只能
分子有機物質的發現也一樣提示著火星有
由一些觀察和假設來探討，而在30 年前，
水，更進一步暗示火星上的水已衍生出有
1988 年筆者所發表的論文中，假設太陽
火星是內行星中距太陽最遠，也是最冷
機物質或生命的可能性。其實，早在2008
系的內行星（terrestrial planets）是由類似
的內行星，其總質量相對於金星和地球也
和2015年NASA 就曾發表在火星表面找到
原始固體微星（planetesimal）物質所依附
小上許多，所以火星成長後外圍的岩漿海
水，不過，嚴格地說，這些火星水報導的
會聚（accreted）成長而來的。微星物質
應該早已完全固化。若火星表面寒冷，在
真實性還有待未來的驗證。
中應該會含有少量的含水礦物（hydrous
固化時或固化後，岩漿海或含水礦物中的
現今人類發射各式探測器至火星上偵
minerals），因為含水礦物在地球表面所發
水應釋放出進入大氣或直接以液態水滲出
測、採樣，就已發佈的新聞而言，在在證
現的石隕石（stony meteorites）中是存在
（degassing）表面。大氣中的水分子既會
水，火星內部的水可能比地球表面的海洋 還要多上幾倍。
衛生福利部國家中醫藥研究所徵聘研究人員公告 職稱
助理研究員
＊比照教育人員 任用條例聘任。
所需資格及專長條件 中藥材發展組(1-2名) 一、學歷：具教育部立案或認可之國內外藥學、中醫藥、農學、生命科學等相關領域之博士學位，並有專門著作。 二、專長：具有中藥材或藥用植物鑑定專長，且對中醫藥相關研究，中醫藥知識推廣和中醫藥標本館行銷管理有興 趣者為優先。 中醫藥臨床研究組(1-2名) 一、學經歷及專長（具以下第一組條件或第二組條件任一，每組條件內之細項需全部具備）： （一）第一組條件： 1. 教育部立案或認可之國內外大學或獨立學院醫學系、牙醫學系或中醫學系畢業。 2. 具專科醫師、牙醫師或中醫師執照。 3. 擔任臨床工作9年以上，其中至少曾任醫學中心主治醫師4年，成績優良，並有專門著作。 4. 對中醫臨床研究有經驗者優先。 （二）第二組條件： 1. 具教育部立案或認可之國內外公共衛生、醫務管理、流行病學或醫護相關系所之博士學位。 2. 曾在國內外學術機構從事有關之博士後研究工作，並有專門著作。 3. 具衛生政策、健康經濟等相關領域專長。 4. 有大數據（Big Data）分析、執行大型調查研究之實務經驗、中醫藥或藥物等領域研究經驗者優先。 二、對於研究計畫有獨力進行能力，且具管考協調能力，並有跨單位合作經驗者優先考量。
107.10.9 應檢附之文件及著作
一、詳細履歷表。 二、個人學歷、工作證明：畢業證書影本（具國 外學、經歷者，需附中譯本並經我國駐外 單位驗證文件）。 三、推薦函3封。 四、著作目錄及代表作3篇(應徵助理研究員者請 附博士論文一份)。 五、依組務發展方向（請上網查詢），擬定未來 研究計畫書。 六、研究所需儀器、設備及其他需求。 七、證件不齊,視同資格不符，不再通知補件。
應徵截止日期107年 12 月 31 日
備註
一、有意應徵者，請檢附上述「應檢附之文件及著作」第一、二、三項之證明文件，於應徵截止日前郵寄至「衛生福利部國家中醫藥研究所人事室收」（台北市112北投區 立農街二段一五五之一號），並請於應徵信封上註明「應徵研究人員」與應徵之「組別」，文件請勿裝訂；上述「應檢附之文件及著作」第四、五、六項請掃描成PDF檔 案，於應徵截止日期前至本所網站http://www.nricm.edu.tw/files/14-1000-5424,r13-1.php徵人啟事／徵聘研究人員公告／下載「徵聘研究人員資料表」word電子檔詳填資 料後e-mail至daisy.wu@nricm.edu.tw 二、請在投遞信封上註明應徵「中藥材發展組」或「中醫藥臨床研究組」助理研究員。 三、聯絡電話：02-28201999-3331（吳小姐） 四、初審合格者需公開作專題演講，初審未合格及未獲錄取者，恕不另行通知，所送資料需加附回郵信封，始予以退回。 五、歡迎領有身心障礙手冊者應徵。本所網址：http://www.nricm.edu.tw/bin/home.php
科學文摘
中華民國一○七年十二月十五日
SciTech Reports
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圖一：假設金星、地球和火星會聚成長的過程。R1 的半徑相當於表面撞擊力達到 600 仟巴的時候，R1 內的質量為 M1，M1 內應已埋藏了大約 1.4 x 10 克的水。內 24
行星成長超過 R1 時，行星表面和撞擊上來微星所含的水會全部釋放出來並逃逸到外太空去，而且是一去不返的。等行星半徑長大到 R2，而 M1 加上 M2 的總質量已 大於 8.06 x 10 克時，撞擊出的水就會被成長的行星抓獲成為它的原始大氣。火星的半徑要比水的 R2 小，所以火星的質量或引力無法抓獲氣體水分子成為它大氣 26
的一員。同樣的道理，地球半徑要比氦、氫的 R2 小，所以氦和氫就無法成為地球的大氣了。不同氣體的 R1、R2、M1 和 M2 數值大小是不相同的，（M1+M2）的大小 與氣體分子量大致成反比，而 M3 的大小就要由行星的總質量來決定了。內行星會聚成長到半徑大於約 2600 公里後因撞擊會生成岩漿海，此時撞擊釋放出來的水 會全部融入岩漿海中。（作者提供）
逃逸到外太空去，也會凝結成水而積存成
力能抓獲氣態水分子成為它大氣的一員
這正好證明火星的水是與生俱來的（即來
海洋，就看孰快孰慢。火星半徑只有地球
（圖一）。如此日久天長，無論火星表面
自原始固體微星），火星上的水不可能是
半徑的0.53，並不需要太多的水，就能生
是有海洋還是冰，都不可能持久的，最終
在火星成長固化後，再由髒雪球等外物撞
成相當深的海洋。在筆者1988年的論文中
所有的水都會很快消失殆盡。
擊火星而來，因為髒雪球中的冰在撞擊火
23
推估火星固化後能釋放出大約4.5×10 克 的水，若沒有揮發丟失的話，能在火星表面 形成一個平均3000公尺深的海洋。依據火星 內部溫度分佈的模型，論文中也推論滲出 的液態水至今可能還存在火星的表層中。 而筆者在2014年的論文中，則推算出行 26
星後一定全會氣化成水分子，而火星的引
地球上的水從何而來 近年來，有些天文物理學者主張，地 球的海洋是在地球成長固化後，由外太空 的髒雪球（dirty snowball）撞擊地球而形 成。此主張很難交代清楚為何金星是滴水
星的總質量至少要大於8.06×10 克才有可
不存的？又火星是否也有水？而水又去了
能抓獲氣態水分子，而火星因不具有像金
那裡？髒雪球不應該只會撞擊地球，當
26
然，不可諱言，地球上有一小部分的水也
克，所以火星從來就沒有夠大的質量或引
極有可能是來自髒雪球。而火星上有水，
星和地球的R2和M3，質量只有6.419×10
力又抓不住它們，氣態水分子只能逃逸至 外太空去。而且，如果火星的水是與生俱 來的，那我們實在沒有太多理由相信地球 上的水主要是由髒雪球撞擊地球而來。 延伸閱讀
1. Liu, L., Water in terrestrial planets and the Moon, Icarus, Vol. 74: 98-107, 1988. 2. Liu, L., Critical masses for terrestrial planet atmospheric gas species and water in/on Mars ,Terr. Atmos. Ocean Sci., Vol.25: 703-707, 2014.
國立清華大學化學系 甄聘專任教師
國立清華大學化學系將於108或109學年度＜2019或2020年8月1日起聘＞甄聘2-3位專任助理教授或 副教授，有機化學、分析化學或無機化學領域優先考量。申請人須具備化學或相關領域博士學位，具 博士後研究或教研工作經驗尤佳。有意者請將履歷表、3-5篇代表論著（PDF檔案）、論著目錄、研究 計劃與教學計劃各一份以及介紹信三封（需包含博士班指導教授推薦函），以電子郵件寄給清華大學 化學系陳盈潔小姐（Email：chen@mx.nthu.edu.tw, 網址：www.chem.nthu.edu.tw）。所有申請資料 請於2019年1月25日、3月12日或10月5日前寄達。申請人面試將持續進行至員額聘滿為止。
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科技報導
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產官學研
中華民國一○七年十二月十五日
SciTech Reports
近期研討會資訊 【iThome 區塊鏈技術大會】
【第 42 屆高分子學術研討會】 時間：2019 年 1 月 18~19 日 ■ 地點：臺南市／南臺科技大學
■
時間：2019 年 1 月 16 日 ■ 地點：臺北市／臺北文創大樓
■
區塊鏈被譽為未來 10 年的下一代 IT 技術，臺灣在全球區塊鏈技術社群
本次會議內容涵蓋高分子化學∕生醫高分子與薄膜、高分子物理∕光
中，也有一席之地，以太坊創辦人不只來臺培育在地開發團隊，連以太
電高分子、高分子加工∕纖維與紡織以及高分子摻合與複合材料等 4
坊 2.0 藍圖都先在臺披露，而新一代智慧合約區塊鏈 EOS 的開發主力也
大領域，除邀集國內學者專家與產業先進共同學術成果發表及研討，
多在臺灣。臺北市與 IOTA 基金會聯手推動智慧城市 DLT 應用的消息，
並舉辦智慧紡織科技國際論壇，分享交流產學合作經驗。此外，更邀
也傳遍全球區塊鏈社群。iThome 向來以產業 IT 知識交流平臺自居，欲
請日、韓及東南亞等極具學術地位之頂尖學者及年輕優秀科學家與會
回歸區塊鏈技術和產業應用的本質，將於明（2019）年舉辦「臺灣區塊
進行演講，內容精采可期。此次研討會為國際間高分子領域之盛大會
鏈技術大會」，探討區塊鏈技術的發展，又如何驅動創新、企業轉型，
議，盼能推動教育、產業與研究發展，進而引領亞洲高分子學界與產
甚至產業變革的關鍵。
業之創新發展。
【2019 動物行為與生態學研討會】 時間：2019 年 1 月 21 日 ~22 日 ■ 地點：臺北市／臺灣大學 ■
「動物行為與生態學研討會」自 1990 年創辦以來，是國內同類型會議 中，規模最大、參與人數最多、歷史也最悠久的研討會，如今已邁向第 30 屆。本次研討會將延續過去 30 年來的優良傳承，邀請學界專家與學 子針對動物行為、族群與群聚生態、保育生態以及古生物學等 6 大主題 作發表。此外，本次研討會將舉辦回顧展，逾報名時提供過去參加「動 物行為與生態學研討會」的照片，並在活動當天展示，主辦單位會將折 扣 50 元的報名費，歡迎大家踴躍參與。
【第五屆國際先進科技論壇】 ■ ■
時間：2019 年 3 月 8 日 地點：臺北市／臺灣大學
第五屆國際先進科技論壇（International Forum on Advanced Technologies, IFAT）將於臺北盛大舉行！此次與臺灣科技大學、日本德島大學（国立 大学法人德島大学）以及九州工業大學合作，集結許多學術人員、科 學家、研究員與實業家，並讓各方分享其對於奈米、電漿、光學與影 像感測、工業設計與管理等先進科技技術之經驗與研究，盼能透過討 論與互動，將該論壇打造成促進工業應用與未來合作的平台。
【2019 智慧企業資訊應用發展國際研討會】 時間：2019 年 3 月 4 日 ■ 地點：臺北市／政治大學 ■
本研討會將呈現與討論各產業領域智慧企業的創新理念、方法、科技、 系統、研究結果和成果、智慧科技和智慧系統在智慧企業領域的研究和 設計與開發專案。本研討會將提供一個絕佳的機會，為學者、學生、管 理人員和從業人員與來自世界各地的知名專家會面，討論智慧企業創新 的想法和方法，智慧科技和智慧系統的進步、研究成果、最佳做法和案 例研究，以及與基於智慧科技的企業應用相關的許多其他主題。
【2019 永續生活與商業國際研討會】 時間：2019 年 3 月 19~21 日 ■ 地點：臺中市／修平科技大學 ■
此次永續生活與商業國際研討會（Sus-LaB 3）將於臺中修平科技大學 舉辦，經過前 2 屆的會議後，本屆也將持續致力推行與永續生活、 工程應用、商業與經濟管理等相關的有趣活動，力主讓學術人員、工 程師與研究生等人有機會向大眾揭示其研究想法，並分享當中的經 驗與全新概念。會中，臺灣國家空間計畫（National Space Program of Taiwan）發言人、美國永續經濟學專家以及泰國的環境研究員將帶來逾 80 組的跨域報告，歡迎有志者一同加入，共襄盛舉！
【家庭心理健康學術研討會】 ■ ■
時間：2019 年 5 月 3~4 日 地點：臺北市／實踐大學
本次研討會徵稿涵蓋多元主題，包括心理諮商與心理健康、婚姻與親密 關係與家庭資源管理等家庭教育與諮商輔導相關議題；隨著高齡化社會 的發展，老年照顧、代間學習、老人家庭、樂齡學習與高齡服務產業等 高齡相關議題也將成會議重點。另外，本會也期待教保相關專業人士針 對幼兒發展與教育、親職與教養、數位時代的幼兒學習與挑戰做分享， 歡迎各方專業踴躍投稿。
【2019 臺灣地球科學聯合術研討會】 ■ ■
時間：2019 年 5 月 14~17 日 地點：臺北市／臺北世貿南港展覽館
臺灣屬易受颱風侵襲的國家數年來大自然反撲造成人民生命財產的損失 無數，天然災害防治相關議題及防災應用體系之建立備受重視。2019 年適逢八七水災 60 週年、921 地震 20 週年及莫拉克颱風 10 週年，臺 灣地球科學聯合會邀集國內外專家學者，藉「科研跨域環境保育、智慧 防災永續世代」主軸，進行災害學習整合分享、跨國觀測技術合作及科 研跨域決策支援等主題討論，盼能喚起政府與民眾對國土利用、保育防 災與環境變遷議題的重視，以達臺灣寶島永續經營之目的。
25
中華民國一○七年十二月十五日
產官學研
科技報導
26
全新的演算方式 使風力發電效率更佳 【本刊訊】隨著大眾對於能源的需求急 遽增加，來自美國賓州大學（Penn State
風速的阻力，造成第一臺渦輪機後面的機
究人員表示，一般的分析方法需要大量的
臺無法得到足夠的風速。
計算與消耗，而BBO可以將其提供最小化 的運算方式並找出最好的結果，以降低計
Behrend）及伊朗大不利茲大學（University
為建構發電更有效率的發電場，設計師
of Tabriz）的研究團隊近日發表在Journal
必須將所有可能影響渦輪與風速的條件考
of Cleaner Production的研究中，設計出一
量在內，其中包括土地面積、地理條件、
透過整合相關數據，如氣象紀錄和製造
種全新的演算法，可以提升風電發力場的
渦輪機臺數量、當地植被數量、氣象條
商等相關訊息，研究人員能夠使用BBO對
能源轉換，為使用者創造更多再生能源。
件、建造成本及其他的相關條件。研究人
設計進行優化，並找出在不同地點所適合
員表示，即使借助數學演算法，要找到能
的發電廠配置與佈局，幫助各地的設計師
近年來全球各地致力於發展再生能源， 其中常見的是利用太陽能轉換為電能，
平衡所有因素的最佳設計是非常困難的。
算與建造的成本。
與工程師能更有效地利用土地，產生出更 多的能源，以滿足未來消費者對於能源的
其轉換效率最高達25％。相較於太陽能
而近日研究團隊注意到一種新的方
板，風力發電的能源轉換效率則可以達到
法 ， 稱 為「 基 於 生 物 地 理 學 優 化 方 式
45％，這也使得風力發電成為極具潛力的
不環保的石化發電燃料，透過這項新的演
（biogeographical-based optimization）」，
算法使未來的風力發電場能夠有效率地使
再生能源發電選項。而雖然風力發電的效
以下簡稱BBO。BBO最初是於2008年由
用風能，創造出乾淨且高效能的能源。
率不錯，但如果各臺風力渦輪機的配置不
科學家藉由自然界動物行為所建立的一種
當，則可能導致整體發電廠的能源轉換效
演算法，BBO根據動物們根據自身需求，
率降低。一般來說，在建構及配置風力渦
充分利用周遭環境分配棲地。透過這種動
輪機時，工程師並不會都將所有機組設置
物行為模擬並創建演算法，研究人員利用
在風速最高的地區，因為各臺渦輪機間的
BBO找出環境中物體最佳的分佈方式，並
距離也相當重要。通常渦輪機會產生降低
用此方式建造更為有效的風力發電場。研
需求。研究人員表示，為了能夠逐漸取代
新聞來源
Soheil Pouraltafi-kheljan et al., Optimal design of wind farm layout using a biogeographical based optimization algorithm, Journal of Cleaner Production, 2018.
利用帶電分子作為動力 設計全新飛行器 【本刊訊】近期美國麻省理工學院
都是依靠螺旋槳及渦輪引擎產生出的氣流
一般飛行器大小的裝置。而MIT的團隊利
（Massachusetts Institute of Technology,
進行驅動。而這款全新的飛行器則是利用
用數學方程式進行模擬並設計，打造出10
MIT）打造出一款全新型態的飛行器原型
完全不同的方式。其利用一種離子產生裝
架展翼長達5公尺，重量不到2.5公斤的飛
機，其設計捨棄了傳統利用螺旋槳及渦輪
置，是由帶正電的導線周圍產生高壓電
行器。
引擎進行動力輸出。取而代之的，是一種
場。該裝置使用電池所供給的電能，將空
可以利用離子風（ionic wind）進行驅動的
氣中的電子與原子及分子進行碰撞，並再
模式，該設計利用帶電分子或離子在一個
釋放出其他電子。這會在離子產生裝置周
方向上流動，並在另一個方向將飛行器向
遭出現帶正電的空氣分子，這些空氣分子
上抬起。這款全新設計的飛行器幾乎不會
再被吸引到帶負電的導線上。2條導線之
有噪音產生。未來可用於監控環境或拍攝
間的分子移動，產生離子風，並提供飛行
航空照片，並且不會干擾飛機下方的自然
器往前運行的動力。
棲息地。 團隊近日於Nature發表的研究指出，這 是第一款以離子風為驅動方式所設計的飛 行器。在室內10次的試飛過程中，這款重 量相當於一隻吉娃娃的飛行裝置在穩定的 高度中飛行40~45公尺的距離，並持續飛 行將近10秒。 對於過去傳統的飛行器及飛機而言，
研究團隊表示，目前所設計出的飛行器 仍然還在實驗階段，目前其最長飛行時間 只有短短12秒，離未來真正應用在現實世 界還有很長的道路要走。再者，雖然飛行 器在發射後可以保持穩定的飛行路線，但 目前尚無方法利用離子風起飛，仍需利用 其他的彈射裝置才能使飛行器飛起。另外
這種藉助離子間的移動飛行方式非常
研究人員表示，這種以離子推進的飛行器
適合小型的飛行裝置使用。但過去的想法
無法成為客機，但未來或許能應用在小型
認為這種設計無法利用於一般大小的飛行
無人飛行裝置或空拍機上。
器裝置上，因為這將必須使用更大顆的電 池提供電能，而越大顆的電池將會增加更 多的載重，以至於飛行器無法順利飛行升 空。但根據MIT的研究人員表示，藉由適 當的設計及輕巧的電池，是有可能設計出
新聞來源
H. Xu et al., Flight of an aeroplane with solid-state propulsion, Nature, 2018.
中華民國一○七年十二月十五日
產官學研
SciTech Reports
27
形塑地球表面風貌耗時百萬年 相比火星只需一瞬 【本刊訊】透過衛星影像，科學家研究
的關鍵因素。德州大學博士後研究員古基
然而地球其實也曾有過類似的情景──即
火星上石頭的形成過程，發現火星表面有
（Tim Goudge）指出，這些溢水的湖泊在
湖水沖破冰川內冰層障礙時的景象。此
數百個坑洞（crater）在過去都曾注滿了
火星上相當地多，有些甚至跟地球上的裏
外，研究員也發現，除表象上的相似之處
水，而當中約200個古湖泊（paleolakes）
海（Caspian Sea）一樣大，因此這些洪流
外，若將重力也納入考慮，則洪水所釋放
因洪水沖刷，產生排水峽谷（outlet
所造成的峽谷口，很可能是火星表面早期
的位能在火星或地球上也能造成類似形狀
canyons）的地形，這些谷口綿延10~100
風貌的關鍵。
的排水口產生。只是，即便洪水對火星與
公里，並有數公里之寬。然而，究竟這些
研究員利用美國航太總署（NASA）的
地球表面的影響均牽涉相同的機制，然而
峽谷是經過百萬年日積月累下形成，還是
火星探測軌道衛星（Mars Reconnaissance
地球是因板塊緩慢而穩定的移動，才使地
在洪水下快速完工的產物？近日，德州
Orbiter satellite）所拍攝到的照片，針對24
表在數百萬年內發生極大的改變；反之，
大學奧斯汀分校（The University of Texas
個古湖泊排水口與坑洞邊緣進行檢測，試
缺乏板塊構造的火星，則必須透過如洪水
at Austin）於《地質學》（Geology）期
圖找出大洪水期間排水口大小與預期釋放
或小行星撞擊等災難事件，才能大幅改變
刊發布最新研究，發現排水峽谷（outlet
的水量間的關係，發現若排水口是經時間
其地貌。
canyons）在幾週內即形成的證據。
推移逐漸形成的，則水量與排水口尺寸的
地球長時間以來都未能保留大型湖泊的
火星上大部分的水都被塵封在冰冠（ice
關係並不成立。基於這個觀察結果，研究
景緻，而火星上的峽谷排水口卻已存在37
caps）裡，然而數十億年前，這些水在地
員認為這些排水口峽谷的形成，很可能來
億年；過去火星的表面水風貌為何，透過
表自由流動，湍急的河流最終注入隕石坑
自侵蝕性高的單次溢流洪水事件，而這個
該研究或許已能略知一二。
裡，形成一個個的湖泊。研究指出，這些
機制對火星上其他古湖泊盆地的裂口來說
古湖泊在過去因接收過多的水，最終水從
也至關重要。
兩側溢出，導致災難性的洪水發生，這個
火星上的古湖泊因承載過多的水而產生
災難性的地質過程，也許是形成火星地景
巨大洪水，彷彿只是科幻電影般的畫面，
新聞來源
Timothy A. Goudge, Caleb I. Fassett, David Mohrig, Incision of paleolake outlet canyons on Mars from overflow flooding, Geology, 2018.
全球資安事件受重視 中山將成立資安碩士班 【本刊訊】近年來全球資安事件頻傳，
也向中央研究院爭取成立「資通安全研究
該系所指出，資安碩士班畢業後不僅
使得全球各地開始高度重視資安相關議
與教學中心（Taiwan Information Security
可至科技公司擔任工程師，還可發揮資安
題，如歐盟所提出的「一般化資料保護
Center, TWISC）」，此中心除了前瞻研究
專業，成為業界資安專才並擔任資訊相
規範（General Data Protection Regulation,
外，也著重實務系統的開發、國際研究的
關部門的資安主管，或至學術研究機構從
GDPR）」，對世界各國的經濟貿易都帶來
合作、與產業界的協同合作等工作，盼能
事研發工作。此外，資安領域也有許多
重大衝擊；而我國於今（2018）年8月3日
凝聚、整合更多推動臺灣資安技術與產業
相關證照，如道德駭客認證（Certificated
也發生一起重大資安事件，台積電因製程
發展的能量。
Ethical Hacker, CEH）及訊息系統安全專業
設備電腦遭病毒入侵，造成產線停擺以及
除了資安教學與研究外，中山大學圖
認證（Certified Information Systems Security
高達數十億元的損失。同時，由於國內資
資處也首創全臺灣大學中唯一的資安組，
Professional, CISSP）等供考取。結合多項優
安人才面臨短缺，政府也積極推動資安基
架構出研究、教學以及營運的「資安鐵三
勢條件，中山大學資訊安全碩士班將提昇
礎建設，顯示資訊安全的提升刻不容緩。
角」，更是健全了中山大學充沛的資安能
該校學術能量，進行資訊安全相關議題的
中山大學資訊工程學系系主任蔣依吾
量。網路安全的攻防與滲透測試技術的扎
前瞻研究，其中由范俊逸教授領導的實驗
教授指出，為配合政府「資安即國安」的
根，是中山大學資安碩士班的一項重點項
室，現正與日本明治大學進行3年期的臺日
重要政策方向，中山資工系明年將增設
目，透過積極主辦白帽 〔 註 一 〕 技術研習
雙邊合作計畫，其成果也相當令人期待。
「資訊安全碩士班」，是為全臺灣第一
活動，以培育資安攻防的菁英人才。中山
個資訊安全研究專門的碩士班，以培育高
資工系許多老師皆有豐富的資安研究及教
他們會試探、入侵電腦系統以確認這些系統的
階資訊安全領域人才，加速資安領域的發
學經驗，而該系於本學年度新聘的徐瑞壕
安全性，並提出提高安全程度的建議。
展並提供產官學所需的資安人員。此外，
教授，在新一代無線通訊網路安全的研究
該校資安碩士班將找來跨校、院、系的教
上，具多年國外研究機構任職經歷，也將
授師資，學研能量多元豐沛，而中山大學
為中山資工系注入更多資安研究能量。
〔註一〕白帽駭客有時也稱作「道德駭客」，
新聞來源 中山大學資訊工程學系，〈向資安威脅宣戰！ 中山首成立 資安碩士班〉，中山新聞，2018年11月26日。
中華民國一○七年十二月十五日
產官學研
興大師生研發新米種 質優易種還可抗白葉枯病
科技報導
28
廣告索引 錫昌. ........................................3 雙鷹. ........................................5 勵眾生活. ....................................7
【本刊訊】中興大學農藝學系於今
含秈型香米、稉型香米、黃金香米）以
立行科技. ...................................10
（2018）年11月14日舉辦水稻新品種發表
及興大營養米系列（包含低升糖米、高鐵
益弘. .................................... 11,17
會，利用分子抗病育種技術，以傳統雜
米、高鋅米）等水稻品種，可直接供應農
牟博科技. ...................................12
交方式將基因導入臺灣市場最受歡迎的
民種苗，或與農民契作、保價收購後進行
「臺稉9號」及全臺水稻栽種面積最廣的
產品加工。此外，該團為今年度也接受科
典奧. .......................................15
「臺南11號」，最終育成保有米質優良、
技部「研發成果萌芽計畫」之經費補助，
人事廣告. ........................... 20,21,22,23
易耕種的特性外，還能抗常見的白葉枯病
目前與業界廠商及契作農民皆有密切合
.......................................28 尚偉.
（bacterial leaf blight of rice）的抗病水稻
作，包含南投新豐水稻育苗中心、鈺統食
品種「興大9號」「興大11號」。
品、臺中及彰化資深農民等，還有數個合
該新平種由興大農藝學系教授王強生 帶領開發。王強生自1993年投 入開發研究水稻突變庫，透過 化學誘變，至今已建立稉稻臺 農67號及秈稻IR64等2個突變 庫，共包含多達4700個水稻純 系。此外，由於突變庫具有廣 大的遺傳變異，因此即便是單 一性狀，也可發現不同程度表 現的獨特品系，如香氣、脆 性、升糖指數、蛋白質、糯 性、顏色、抗病性、抗蟲性 等，可謂相當具發展潛力。 王強生表示，要吃到安全 無毒與符合需求的稻米，需要 從育種開始做起。此次開發的 水稻品種，因具白葉枯病抗 性，除了在耕作時可減少農藥 施用、降低成本外，更可提供 消費者安全的食米，是實施有 機、無毒栽培的首選品種。此 外，王強生亦於發表會上與 國內穀物加工大廠「鈺統食 品」、農委會農糧署認可的原 種田採種戶「新豐水稻育苗中 心」簽訂合作夥伴意向書，未 來將與這些單位合作新品種的 食品加工、開發創新米食品， 並投入秧苗生管以穩定生產米 原料。 興大11號為由中興大學農藝 學系學生群組成之「米強生團 隊」首推的抗病水稻系列新品 種，未來將陸續推出興大脆性 水稻系列、興大香稻系列（包
作案洽談中。
科羅耐. .....................................13 日龍. .......................................14
新聞來源 〈水稻抗白葉枯病新品種 興大9號、興大11號〉，中興大學 新聞網，2018年11月14日。