科學月刊2016年12月號 564期 諾貝爾獎專欄

非關

科學

科學嗡嗡

木管低沉共鳴，森林萬籟之聲 文詠萱 沒有音樂不能活，本刊編輯。

迪吉里杜管（ Didgeridoo ）是一種澳洲

有 些 迪 吉 里 杜 管 吹 奏 者 表 示， 在 學 習

睡 的 現 象， 晚 上 打 呼 的 現 象 也被研究

原 住 民 傳 統 樂 器， 根 據 考 古 學 家 在 洞

吹 奏 迪 吉 里 杜 管 後， 除 了 白 天 精 神 變

者 的 同 床 伴 侶 證 實 有 效 改 善。研究人

穴 中 的 儀 式 壁 畫 發現， 此 樂 器 歷 史 可

好， 晚 上 打 呼 的 現 象 也 有 所 改 善。

員 進 一 步 研 究 發 現， 由 於 迪 吉里杜管

以追溯到幾千年前，以目前文獻記載，

2006 年瑞士蘇黎世大學醫學研究團隊

利用「循環換氣」的特殊吹奏方式（同

為 最 古 老 的 樂 器 之一。 傳 統 迪 吉 里 杜

想 知 道 吹 奏 樂 器 與 呼 吸 改 善 的 關 係，

時 以 鼻 吸 氣、 以 口 吐 氣， 使 聲 音 不 會

管 為 尤 加 利 樹 枝 製作的木製管子， 當

徵 求 幾 位 中 度 睡 眠 呼 吸 中 止 受 試 者，

中 斷 ）， 能 夠 鍛 鍊 吹 奏 者 的 口 咽 部 肌

地人會將樹枝掏成中空（傳統作法是讓

請 老 師 教 導 他 們 吹 奏 迪 吉 里 杜 管， 並

肉，進而改善睡眠呼吸中止的症狀。

木頭被白蟻自然蛀空），外面加上雕刻

連續吹奏

與 彩 繪。 長 度 多 在

1~3 公 尺 左 右， 因

共 鳴 腔 較 大， 音 高 較 一 般 管 樂 器 低。 現 今 除 了 木 製 管 子， 還 出 現 塑 膠、 水 管等材質。 演 奏 者 利 用 鼻 子 呼 吸、嘴巴吐氣的方 式 呼 吸， 呼 出 來 的 氣 震 動 嘴 唇， 吹 入 樂 器 讓 樂 器 產 生 共 鳴，吹出來的聲音 主 要 模 仿 大 自 然 中 的 聲 響， 如 風 聲、 鳥 鳴、 動 物 跳 躍 聲 等。 對 於 澳 洲 原 住 民 而 言， 傳 統 上 迪吉里杜管是一項神 聖 的 樂 器， 只 有 行割禮的男性才能吹 奏，女性可在一旁跳舞，但禁止吹奏， 甚 至 禁 止 碰 觸 迪 吉 里 杜 管，且吹奏迪 吉 里 杜 管 的 男 性 需 由 長 老 挑 選，並舉 行 過 嚴 格 儀 式 後 才 能 學 習 吹 奏，被選 中的男性需至大自然中專注聆聽萬物 聲 音， 再 以 尊 敬 的態度利用迪吉里杜 管模仿自然聲音。

884 SCIENCE MONTHLY 2016.12

續

4 個 月、 每 周 6 天、 每 天 持

25 分 鐘。 最 後 與 對 照 組 比 對 後 發

現，吹 奏 迪 吉 里 杜 管 確 實 改 善 日 間 嗜

街頭藝人吹奏水管製成的迪吉里杜管。 （ flickr-Edward Dalmulder, goo.gl/OE7mwX ）

非關

澳洲原住民吹奏迪吉里杜管。（ shutterstock）

科學

現代非澳洲原住民族迪吉里杜管製造商會保持天然木紋，或是刻意留白，再請澳洲原住 民藝術家添加裝飾。（flickr-Bernard Spragg. NZ, goo.gl/SW7KLq）

科學出走

哥倫比亞離和平還有多遠？

陳其暐 正努力在科學傳播領域裡掙出一道縫隙，本刊主編。

2016 諾貝爾和平獎，頒發給哥倫比亞

參與對抗哥倫比亞革命軍（ FARC ）的軍

殺害了無數平民後，也不再獲得人民擁

總 統 桑 托 斯（ Juan

事行動， 2010 年成為哥倫比亞總統。

護。在 2002 年鼎盛時期，革命軍一度

Manuel Santos ），

以表彰他致力於終結哥倫比亞長達半世 紀的內戰。哥倫比亞位於南美洲北部，

1810 年宣布脫離西班牙統治而獨立，

哥國最大的反抗軍組織即為哥倫比亞革 命軍（第二大為全國解放軍（ ELN ））， 在 1964 年成立，原本隸屬於哥倫比亞

擁有超過 2 萬名武裝戰鬥人員。但在前 總 統 烏 里 韋（ Álvaro

Uribe ）的 強 勢 圍

剿下，勢力已大不如前，並在桑托斯上 任後，雙方經過長達 4 年的談判，終於

主要出口石油與咖啡。哥國長年受反抗

共產黨，因為社會不公義而挺身對抗政

軍組織襲擾，猖獗的毒品貿易（如古柯

府。但在冷戰後，為了獲得足夠資源，

鹼）也危害社會甚深。但近年來在桑托

革 命 軍 開 始 涉 足 毒 品 交 易、 綁 架 政 治

斯的帶領下，已逐漸有了不同的面貌。

而，這 52 年來的戰爭，已導致超過 22

人物，哥倫比亞共產黨因此解除其隸屬

萬人喪生， 500 萬人流離失所，也有數

桑托斯出身自政治家族，曾赴美國、倫

關係，其後哥倫比亞革命軍成為一獨立

以千計的人民被革命軍所綁架，數十年

敦取得經濟學位， 1991 年開始在哥國

組織。走向極端恐怖攻擊、屠村、暗殺

不得返家。因此，許多人至今仍無法完

擔任公職，於 2006 年上任國防部長，

等手段的革命軍不但漸失國際支持，在

全從傷痛中恢復。

在今（ 2016 ）年 8 月於古巴哈瓦那達成 和平協議，雙方停止一切軍事交火。然

Vol.47 No. 12

885

非關

科學

位於首都波哥大的玻利瓦爾廣場，左為司法宮，右為 主教座堂。（shutterstock）

為使革命軍同意和平協議，放下武器，

府與哥倫比亞革命軍（ FARC ）不得不再

重新回到社會生活，在協議中除保障他

次對和平協議進行談判。

們 未 來 的 參 政 機 會， 只 要 革 命 軍 成 員

部份人民之所以投下反對票，是因為他

承認相關罪行，就會給予減刑，甚至可

們不相信這些反抗軍會信守承諾；有些

用社會服務取代入獄。在爭取民眾支持

人 則 認 為， 革 命 軍 中 許 多 領 袖 犯 下 大

並確保和平協議真正具有法律效力之

罪，卻只受到如「限制人身自由」等微

10 月 2 號（ 恰 好

不足道的懲罰，讓他們無法接受。前總

在諾貝爾和平獎公布數日前）舉行全民

統烏里韋也表示，和平協議中各種減刑

公 投， 卻 不 料 遭 國 民 否 決， 反 對 票 以

與保障革命軍國會席次的做法，難以讓

50.2% 對 49.8% 的 些 微 差 距 勝 出， 悍

眾多受難者認同。

然拒絕通過此版本的和平協議，使得政

經過近 2 個月的協調修改後，哥國政府

下， 哥 倫 比 亞 決 定 在

科學出走

羚羊峽谷

李依庭 喜愛各種冷門知識，對不完美情有獨鍾，本刊編輯。

全世界關心的 2016 美國總統大選在一片

連於上流派對。絢爛奪目一詞似乎已變

驚滔駭浪中落幕，儘管這次再度發生了因

成美國的化身，然而在偌大的領土中，

選舉制度而產生美國總統選舉史上第五

是否真如電影一般，腳下的每一寸土地

次贏了普選得票，卻輸了總統大位的情

都輝映著令人憧憬嚮往的美國夢？

形。不過，若撇開政治議題，對這個國 家的認識，總是寄情於各個不同時空背 景下的美國電影中，在「爵士時代」中 過著紙醉金迷生活的《大亨小傳》（The

地面上裂縫，羚羊谷入口。（ shutterstock ）

886 SCIENCE MONTHLY 2016.12

Great Gatsby）、描述 1950 年代所懷抱 紐約夢的《愛在他鄉》（Brooklyn），還 是充滿黑色諷刺的《藍色茉莉》（Blue Jasmine），落魄貴婦茉莉自欺欺人的流

其實，除了廣為人知的繁華沿岸城市外， 美國中部大多因天然景觀而成立了許多 國家公園，其中位處亞利桑那州（State of

Arizona）的羚羊峽谷（Antelope Canyon） 則規劃為納瓦荷族保護區，進出須由納 瓦荷族原住民導覽引領，其中下羚羊谷 （Lower

Antelope Canyon）更 因 氣 候 因

素一年之中有 9 個月不開放參觀，也因

非關

科學

即將與革命軍簽署新版本的和平協議，

特別在面對複雜難解的重大議題時，採

時任國防部長的桑托斯。

但此協議能否為大眾所接受，仍然尚無

用看似簡單的二選一，結果往往可能令

（Center for American Progress, https://goo.gl/jNn6Os）

法得知。即便和平協議成功通過，也不

我們更為迷惑。

代表古柯鹼會就此從哥倫比亞消失，桑 托斯在竭力避免內戰再度爆發的同時，

哥倫比亞馬尼薩萊斯的咖啡產區。（shutterstock）

未來還有需多棘手的挑戰等待著。 今年，許多民主國家透過公民投票決定 國家的重要走向，但公民投票是否是邁 向美好未來的保證？從英國脫歐、哥國 退回和平協議、以及最近的美國總統大 選來看，在行使重要的民主價值與權利 時，仍可能將國家帶向更未知的境地。

此世界各地的旅客都搶著在開放之際，

機，可能因前方一陣雷陣雨或下雨，就

一睹風采。

形成爆洪，沖擊羚羊峽谷中。在 1997 年

羚羊峽谷是因在極度乾燥堅硬的岩塊地 表上，產生了裂縫，上游降雨順地勢沖 刷，湍急的水流挾帶著一路俯衝而下的 砂石無堅不摧，走到峽谷底部的走廊所 觸摸到細微柔軟砂岩是經年累月不斷的

也因此造成了 12 名遊客被爆洪沖走，最 後僅 1 人生還的悲劇。因此，現今峽谷

1

2

3

內已增設鐵梯、安全網與繩索，防止本

1. 羚羊谷中波浪石壁。

意是開心遊樂卻無法平安回家的憾事再

2. 光線較暗時，所看到的是較接近砂石的原貌。

次歷史重演。

3. 另一個角度的羚羊谷。

暴洪、風垂直侵蝕力所刻劃，形成從光 禿地表一縷縫隙進入，洞裡卻別有洞天 的極特殊的景致。 也因為透過大自然自身的雕琢，峽谷中谷 壁表面並不平整，太陽光線從縫隙中經砂 岩反彈在不同角度上，夾雜著些許小石礫 的亮點，讓原本單純的土黃岩礫頓時有如 手機中的鮮豔效果，手中拿著相機所按下 的每聲快門都能拍攝出裡頭不同的風貌， 更是讓不少攝影玩家醉心於此。 大自然給予美景欣賞，當然也蘊藏著危

Vol.47 No. 12

887

NEWS FOCUS

找到水星新峽谷 證明水星正在縮小？ 美國航太總署（NASA）利用信使號（MErcury

里長，和周圍地面有 3 公里的高低差，

科學家沃特斯（Thomas

R. Watters）表

Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging， 簡 稱 MESSENGER ） 在 2011~2015 年於水星蒐集的資料研究後

延伸到附近的倫伯朗盆地（Rembrandt basin）。NASA 地球與行星研究中心的

示，這次發現的新峽谷，可能是人類首 次發現水星擁有劇烈地質活動的證據。 信使號是在 2004 年發射的探測衛星，

發現，在水星南半球表面發現新的大峽

於 2011 年進入水星軌道，主要任務是

谷，推論此峽谷是因行星整體收縮，導

蒐集星表面化學成分、地理環境、磁場、

致表面矽酸鹽殼蜷曲的關係，與地球板

自轉軸等資料，已於 2015 年撞擊水星

塊作用不同。

表面結束任務。

科學家目前推論，水星的岩石圈只有一 塊板塊，當水星內部冷卻時，造成星球 收縮，導致地殼捲曲、地形形成。這次 發 現 的 峽 谷 約 400 公 里 寬、1000 多 公

（NASA）

NASA, ‘Great Valley’ Found on Mercury, 2016/11/16.

美國加州大學（University

遙遠宇宙發現大量矮星系

of California）

天文學家首次發現大量遙遠矮星系 （Dwarf

galaxy） ，這 將 協 助科 學家揭示

數十億年宇宙恆星生成週期的重要細節。 矮星系是宇宙中最小的星系，科學家相 信它在宇宙早期從黑暗變為明亮的過程 中佔有很重要的地位，由於矮星系小且 暗，並不容易觀測到，科學家對其了解 有限。研究團隊利用哈柏望遠鏡上的廣 角相機（WFC3）觀測，這些大量的矮星 系出現在宇宙生成至今 20~60 億年，意 味著大爆炸後 1.5~10 億年的「再電離時 代（reionization

era）」 對 這 些 矮 星 系

的形成有很大的影響，研究團隊表示這 將會是未來宇宙生成觀測重點之一。

（NASA）

888 SCIENCE MONTHLY 2016.12

Anahita Alavi et al., The evolution of the faint end of the UV luminosity function during the peak epoch of star formation, The Astrophysical Journal, Vol. 832, 2016/11/20.

NEWS FOCUS

天氣會影響人們 情緒？ 為什麼下雨天時心情會莫名煩躁？你可 能認為是因為衣服、鞋子濕透而感到不 舒服，但其實，可能是因為沒照射到太 陽光所惹的禍。 自古以來我們已深知太陽光對於人體的 重要性，而這項全新發現是由楊百翰大 學（Brigham

Young University）研究團

隊透過更精準的天氣數據與心理情緒檢 測數據進行結合，發現了不論是毒辣炎

（pixabay）

熱的高溫、寒風刺骨的低溫、一團糟的 空氣污染，都不會對情緒造成影響。然 而，缺乏陽光的滋潤，卻有可能讓人愁

科學家也發現，在冬天時受試者的情緒 波動會更加明顯，因為白晝縮短、太陽

雲慘澹。在此研究中發現若能夠吸收足

光更顯稀少。所以，在埋首工作或課業

Mark E. Beecher et al. , Sunshine on my shoulders:

夠的太陽，受試者情緒會保持較穩定，

之餘，悄然放下手邊的工作或書本，到

Weather, pollution, and emotional distress. Journal

較不會有憂愁情緒產生。

室外走走、曬曬太陽，轉換一下心情吧！

of Affective Disorders, 2016.

影響眼部退化的關鍵 視網膜病變產生的老年性黃斑病變

Madison）研究團隊發現此蛋白與調節

（Age-related

Macular Degeneration）

視網膜老化有關。在視網膜異常的小鼠

是現代人最擔心的眼部老化問題之一， 也影響了美國超過 1100 萬人，主要因

模型中，研究團隊透過基因作圖（gene mapping）發現了此蛋白的突變，說明了

視網膜中央部位的退化，影響在視覺上

這項突變是這些症狀背後的原因。

出 現 物 體 變 形、 變 大 或 變 小， 視 線 模 糊，甚至在閱讀或辨認人困難，最終造 成視力喪失。

除此之外，進一步研究發現跨膜 135 也 會透過調節粒線體來決定細胞對環境壓 力的敏感性與視網膜老化的速度，若此

135（Transmembrane 135）， 此

蛋白的突變會大大加速視網膜的老化，

蛋白先前已知與線蟲中的脂肪儲存與長

也代表著此蛋白對於防止視網膜老化扮

壽相關，而最新研究則是由威斯康辛大

演著舉足輕重的角色，未來也會朝向此

學麥迪遜分校（University of Wisconsin-

蛋白質進行相關研究治療。

跨膜

（shutterstock）

Wei-Hua Lee et al., Mouse Tmem135 mutation reveals a mechanism involving mitochondrial dynamics that leads to age-dependent retinal pathologies, eLife, 2016.

Vol.47 No. 12

889

專欄文章

烏賊會算術─ 烏賊的數感與風險評估 楊璨伊╱國立清華大學系統神經科學研究所碩士，

焦傳金╱國立清華大學生命科學系暨系統神經科學

現為國立清華大學系統神經科學研究所視覺行為科

研究所教授，專長領域為視覺神經科學，長期研究烏

學實驗室研究助理。

賊的視覺行為。

烏賊不但能夠分辨數量（數感）， 而且還會依據食慾狀態改變攝食選擇（風險評估）。

烏賊俗稱花枝，屬於頭足類生物，另外像是鸚鵡 螺、章魚、魷魚等，也都同屬於頭足類生物。這 個生物類群是無脊椎動物中腦神經系統最發達 的，除了有高達數億顆的神經細胞，還有複雜的 功能分區與網路連結。牠們最為人所熟知的就是 快速多變的偽裝能力以及相當聰明的認知能力， 在過去的研究中，章魚就被證實具有解決問題與 觀察學習的能力，甚至還能透過不同視覺訊息來 學習辨識不同實驗人員。在烏賊的研究上，也有 實驗顯示牠們能透過視覺與空間的線索成功走出 迷宮，最近的實驗更證實烏賊擁有情節式記憶， 能整合「何時、何地、何事」等不同的訊息。雖 然過去的這些實驗已證實烏賊具有高階認知功 圖一：實驗室中飼養的虎斑烏賊（Speia pharaonis）。（楊璨伊攝）

900 SCIENCE MONTHLY 2016.12

能，然而是否具有數感卻從未被研究過。

生 物 |

Biology

其他動物的數感

行為以適應變化多端的世界。舉例來說，許多動物在遇到

在過去數十年間，數感這方面的研究已證實從靈長類、哺

危險時都會去尋求庇護，在蜥蜴的相關研究也提到，當遇

乳類、鳥類、兩棲類、魚類，甚至是無脊椎動物中的昆

到不同程度的風險，牠們的反應時間也會跟著改變。此

蟲都具有數感。舉例來說，靈長類中的猴子能學習數量

外，其他研究也證實，當動物需要進行風險評估的攝食決

1 到 9 並正確回答相關問題；哺乳類中的成犬，在看著

策時，牠們會依據其自身的飢餓與飽食程度來進行選擇。

情況下，花更多的時間，代表成犬知道前者較不合理；生

其實在人類社會也有類似的現象，隨著身體狀況或飽食

活在海中的哺乳類海豚，在經過訓練後能分辨不同數量，

程度的改變，去面對與承擔風險的意願也會隨之改變。

能力上限至 4，像是 1 對 2（1 vs 2）、2 對 3、3 對 4 等；

舉例來說，在人類的相關研究中發現，當人在飽食的狀

的食蚊魚，能分辨不同數量至 4。無脊椎動物中的蜜蜂經

高，所下的賭注較多。在動物研究方面，相關的神經細

「1+1=1」、「1+1=3」時，會比看著「1+1=2」的

鳥類中的鸚鵡，可以分辨與量化 6 種不同的物體並具有 0

態下去賭博，願意承擔的風險較低，所下的賭注較少；

過學習可以分辨 1~4 不同形式的地標，雄性黃粉蟲成蟲

胞已在猴子實驗中發現。在魚的研究中，經過學習後的

動物較少數感這方面的研究，到目前為止更沒有人利用頭

無脊椎動物也有相關研究證實，蝗蟲對於食物價值的判

足類做相關研究。

斷會受到學習時的飽食狀態影響，因此食物選擇也會與

的概念；兩棲類中的蠑螈，能分辨不同數量到 3；魚類中

然而，當人在飢餓的狀態下去賭博，願意承擔的風險較

能分辨不同雌性成蟲氣味到 4。相較於脊椎動物，無脊椎

魚也會依據自身的飽食狀態來進行不同的選擇。甚至是

自身的飢餓與飽食程度有關。儘管先前有許多這方面的 在不同動物之間，擁有數感能力的原因可能都不盡相同。

相關研究，但目前還沒有人在頭足類的研究中探討過風

舉例來說，當動物在進行生殖選擇時，牠們會利用數感去

險評估與飽食狀態的交互關係。

尋找擁有比較多交配機會的場域；而動物在覓食與遷移 時，也會利用數感去記住曾經走過的地方或循著數感回到

烏賊的攝食行為

原本的巢穴；當動物在面臨天敵的威脅時，也常利用數感

烏賊的攝食行為主要依賴視覺，當牠們發現蝦子或魚在周

去選擇加入較多同類的群體來抵禦天敵。此外，在無脊椎

圍時，會先轉向面對獵物，然後迅速游到適當距離，並伸

動物中的蟬，研究中發現可以去計算樹木的季節週期並精

出特化的 2 隻攻擊腕將獵物捕捉。在大自然中，烏賊會不

準的在 17 年後孵化。

斷的尋找食物（例如：蝦子、螃蟹和魚），然而獵物往往 分布廣泛且不易發現，所以有效的攝食決策對於烏賊的生

動物的數感應用

存至關重要。利用烏賊天生的攝食行為，我們設計了一系

在動物的攝食行為中，利用數感去分辨獵物數量的多寡並

列的實驗來研究烏賊是否有數感及攝食選擇的風險評估。

做出決策，對於生存相當重要，然而選擇較多的獵物卻不

在第一部分的實驗中，我們想知道牠們在食物數量選擇上

一定是最佳的選擇。最佳攝食理論曾提到，當動物在進行

是否有偏好？若有，牠們是否能分辨不同數量的蝦子？在

攝食行為時，會盡量用最少的力氣或能量去獲得最多的食

第二部分的實驗中，則想知道若是食物的品質與數量有衝

物，換句話說，最佳的攝食行為就是用最低的成本換取最

突時（例如：1 隻活蝦 vs 2 隻死蝦），烏賊會偏好選擇品質佳

高的報酬。舉例來說，太陽魚在覓食時，會依據最佳的時 間分配來尋找不同大小的獵物。生存在這不斷變化並充滿 不確定性的大自然中，動物需要一定的能力來調整自己的

還是數量多的那一邊？在第三部分實驗中，我們想進一步知

道若是食物大小與數量有衝突時（例如：1 隻大蝦 vs 2 隻

小蝦），烏賊會偏好選擇體型大還是數量多的那一邊？

Vol.47 No. 12

901

專欄文章

危險的海岸波浪─瘋狗浪 臺灣四面環海沿岸地形變化多端，海岸生態資源豐富，吸引人們前往岸邊活動。近年 來海岸休閒觀光活動漸漸興起，海岸活動人口激增，使得海岸活動安全成為一個重

蔡政翰╱國立臺灣海洋 大學海洋環境資訊系教 授，研究興趣有波浪、潮 汐、潮 流、海洋 能、海洋 災害與海洋垃圾。

要的課題了。我們經常可在新聞媒體看到如下的報導，例如：2000 年 12 月 14 日

早上 9 時 41 分，2 名釣客在基隆八斗子漁港西防波堤內側平台遭翻越的大浪襲擊落

入港內，造成 2 死的悲劇；2013 年 11 月 9 日下午 3 時許在新北市貢寮區的鼻頭

龍洞地質公園，樹林社區大學共 16 學員突遭一陣大浪襲擊，造成 8 死 8 傷的重大

慘劇；2014 年 7 月 8 日下午 4 點 55 分在新北市野柳風景區內，有 5 人在地質公 園遭到 3 波 6 公尺大浪襲擊受傷。這些類似的事件我們都視為「瘋狗浪事件」，所

謂瘋狗浪事件是指在岸邊活動的人們，遭受出奇不意的大浪襲擊落海，由於浪的行 為模式像瘋狗一般襲擊人們，所以被俗稱為「瘋狗浪」，也就是近岸突起的危險波浪。 這顯示我們在海岸邊活動，必須很小心避免遭難。因此我們需要了解甚麼是瘋狗浪、 其好發的時期與地點，還有如何避免被瘋狗浪襲擊。

蔡 仁智╱崇右 技術學院 副 教 授 兼 教 務 長，研 究 興 趣 有大 數 據 分析、資 料探勘與環境保護。

瘋狗浪的發生時機

26 ﾟN

根據我們蒐集的資料，從 2000

25 ﾟN

年 至 2016 年 6 月 間 臺 灣 地 區

的海岸瘋狗浪事件共有 301 件，

24 ﾟN

圖一為各縣市發生瘋狗浪事件。

23 ﾟN

合計 475 人落海，平均每年發

生約有 19 件、30 人受到傷害。

圖上顯示臺灣四周海岸都有發生 過，但以東北海岸最多。在所有

董 東璟╱國立成功大學 水利及 海洋工程學系副 教 授，研 究 興 趣 有 災害 性波浪、海平面上升、海 洋垃圾以及海氣象監測 與分析。

案例中，有 207 事件發生在東

北海岸地區，占全部事件約 7 成

22 ﾟN 21 ﾟN 119 ﾟE

120 ﾟE 121 ﾟE 122 ﾟE 123 ﾟE

124 ﾟE

左右，該地區所轄的縣市為新北 市、 基 隆 市 與 宜 蘭 縣。 若 考 慮

>25 件

12 ~ 25 件

瘋狗浪事件發生的時期，圖二為

2~ 5 件

1件

6 ~ 11件

發生月份分布圖，我們可看出瘋 狗浪事件的發生時間大都集中在

9~12 月份，該時期也是東北季風 906 SCIENCE MONTHLY 2016.12

圖一： 臺灣海岸發生瘋狗浪事件分布位置圖 （資料 時間：2000 年 ~ 2016 年 6 月）。

瘋狗浪發生次數

天 地 |

Earth Science

5月

6月

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

1月

2月

3月

4月

7月

8月

9月

10 月

11 月

12 月

圖二：2000 ~ 2016 年間臺灣地區各月份發生瘋狗浪事件的分布統計（紅色為發生在颱風警報期間案例）。

盛行的時期，而東北海岸就正對著東北季風帶來的浪。若以

達發佈颱風警報標準時，颱風所產生的湧浪傳至海岸邊會

3~5 月為春季、6~8 月為夏季、9~11 月為秋季、12~2 月

造成瘋狗浪事件，且這種情形在颱風影響所造成的案例中

為冬季來劃分，秋季為發生瘋狗浪事件最多的季節佔 42%，

冬季 26% 次之，而發生在有颱風警報期間者所佔比率不高。

然而，在颱風季節、沒有發布颱風警報時，也會發生瘋狗 浪事件。當西北太平洋海面上有颱風，但其距離臺灣仍很

所佔的比率相當高（比率達 88%，59 件中有 52 件）。 馬祖 1 件

15 件 （2）

20 件

遙遠未達中央氣象局發布颱風警報標準之情形時，當地天

（2）

氣良好，但颱風產生的湧浪（離開吹風區的浪，因其一個波

1件

到下一波的時間週期較長又稱為長浪）傳抵臺灣後，在近

11 件 （1）

岸會產生瘋狗浪襲擊岸邊人員而發生意外。若以西北太平 洋上颱風中心與臺灣距離小於 2000 公里的條件進行分析， 符合條件的瘋狗浪案例共有 59 件（佔 301 件的 20%）， 其事件發生位置如圖三，這些案例主要發生在臺灣東、北 部海岸區域。此 59 件案例中，僅有 7 件發生於中央氣象

7件

3件

（1）

1件

（1）

局有發布颱風警報期間，其餘 52 件事件係發生在中央氣象

局無發佈颱風警報時。上述 59 案例發生時，颱風中心與

臺灣距離平均約 800 公里，最遠的案例發生在颱風距離 臺灣約 1250 公里時。由此可知，在颱風距離臺灣遙遠未

圖三：各縣市受颱風影響發生之瘋狗浪事件數目（括弧內數字為發 生在中央氣象局颱風警報期間數目）。

Vol.47 No. 12

907

2016

諾貝爾獎 特別報導 具有卓越貢獻的人們， 如何專心致志， 一步步邁向目標， 最終獲得來自瑞典的榮耀？

910 SCIENCE MONTHLY 2016.12

2016

NOBEL PRIZE

瑞典斯德哥爾摩市政廳（Stockholm City Hall），每年 12 月都會在此舉行盛大的諾貝爾獎晚宴。

Vol.47 No. 12

911

（University of Groningen）

費林加（Bernard L. Feringa, 1951 ～） 國籍｜荷蘭 現任｜格羅寧根大學教授 研究領域｜有機化學、材料科學、奈米技術、光化學

沙瓦吉（Jean-Pierre Sauvage, 1944 ～） 國籍｜法國 現任｜斯特拉斯堡大學教授 研究領域｜配位化學、超分子化學

924 SCIENCE MONTHLY 2016.12

（Catherine Schröder/Unistra）

諾貝爾化學獎

分子轉輪 與 分子馬達 小至原子、分子的層級時，巨觀世界

讀者進入分子機械的世界，並說明分

裡 的 機 械 力 學 概 念 已 不 再 適 用。 因

子馬達是如何誕生的。

此，科學家轉而思考：能否直接運用 分子來建構分子大小層級的器械呢？

分子開關與分子馬達

這個目標很明顯地須仰賴化學家在分

分子機械系統可以分為兩大類：分子

學系，現就讀國立臺灣大學化學研究所碩士班，

子結構設計、合成與性質操控方面的

師從楊吉水教授，夢想成為羽球最強的化學家。

精進方能達成。

開關（molecular switches）和分子馬

作者 邱俊瑋／畢業於國立臺中一中、國立臺灣大學化

達（molecular motors）。一個分子 開關（圖一）是指具有兩種或以上的

2016 年諾貝爾化學獎頒給了三位有

作者 楊吉水／美國西北大學博士，美國麻省理工博士 後研究，現為臺大化學系教授，曾任國立臺灣大 學化學系系主任與科技部化學推動中心主任。

現代人的生活器具強調輕量化、多功 能，器具的體積越小越好，功能則是 越多越好。以手機為例，行動電話剛 問世時，有著厚重機身及外殼，功能

狀態與性質的分子，分子在這些狀態

機 化 學 家， 分 別 是 法 國 籍 的 沙 瓦 吉

之間的轉換如同一項器械在開與關兩

（Jean-Pierre Sauvage） 、蘇格蘭籍的

種狀態間切換一般。狀態切換所需的

Feringa），以表彰他們在分子機械

指示劑可以視為一種由化學能（酸和

斯托達特（Sir James F. Stoddart），

外加能量型式可以很多元，包括常見

（molecular machines）領域的成就

鹼）調控的分子開關，它在不同的酸

子結構可以不必經由化學鍵結支撐，

瓦吉和斯托達特的輪烷類分子開關系

以 及 荷 蘭 籍 的 費 林 加（Bernard L.

的光能、電能和化學能。例如：酸鹼

與貢獻。沙瓦吉的貢獻主要在於鏈烷

鹼值中會有不同的鍵結情形與電子分

類（catenanes）的合成，展示了分

佈狀態，進而表現出不同的顏色。沙

如同日常生活裡的扣環；斯托達特設

統中，有兩個或以上的位置可供扣環

計的輪烷類（rotaxanes）化合物結

單元停留（類似車站的概念），能量

合了沙瓦吉非鍵結作用力的概念，形

的輸入可使扣環在不同停留站間「移

同套掛在桿子上的扣環，藉由調控扣

動」和轉換。至於分子馬達系統，如

照、上網等功能也一應俱全，忠實體

環在桿子上的位置來模仿電梯的上下

同巨觀世界由電力或汽油燃燒驅動的

現科技產品發展的趨勢，也反映了人

移動或生物體肌肉的伸縮運動；而費

馬達一般，分子內的轉輪會藉由能量

們對於生活的期望。然而，隨著 3C

林加設計的分子轉輪則是自成一派，

輸入而進行特定方向的旋轉。自然界

產品越做越小，積體電路製程要求則

在紫外光照射下，轉輪分子可周而復

越精密，這樣的發展方向終究會遭遇

始地進行單方向的旋轉，成為原型分

藉由質子的化學位能差來促使酶中轉

到物理上的極限，也就是當物體尺度

子機械如分子汽車的馬達。以下帶領

中的 ATP 合成酶便是一種分子馬達，

輪旋轉而合成 ATP。費林加的光能操

僅限於撥打電話；但隨著時間演進， 現在的智慧型手機不僅短小輕薄，拍

Vol.47 No. 12

925

訪談

謹慎、努力朝向自己目標前進─

側寫化學獎得主斯托達特 作者 李依庭／喜愛各種冷門知識，對不完美情有獨鍾，本刊編輯。

除了研究，還是研究

雖然內容是一般的研究進度報告，特

笑臉迎人、留著白鬍子的斯托達特是

別的是在此會議中，並不是由老師主

一個努力不懈的人，工作時間也很長，

導其會議，而是藉由學生相互討論激

早上 7 點準時到辦公室準備一天的工

盪出更多想法或解決問題。若真有學

世界各地參與研討會或學術研究，若搭

跳出來進行解答或引導，這樣的方法

乘凌晨或早上的班機回來，中午一定

無形當中也訓練了學生的思考能力。

作，工作時間 12 個小時，也時常飛奔

生之間無法解決的實驗問題，他才會

可以看到他進實驗室的身影，對於研 究沒有絲毫的怠惰之性。「除了工作，

每每經過斯托達特的辦公室前，總是

我沒看過他的日常生活有任何娛樂或

可以看到他不斷地在書寫，不論是寫

嗜好。就連週末也會進實驗室埋首於

論文或是修改學生的報告，他的上衣

工作之中，」邱勝賢說道，「一旦工

口袋上永遠都會有紅、藍、黑三支筆，

斯托達特（J. Fraser Stoddart, 1942 ～）

作模式開啟，非研究相關的事情可能

書寫時應當使用何種顏色都有他的邏

國籍｜英國

就無法吸引到他，所以若是有非科學

輯與規矩，「老師對於實驗室會議是

相關的聊天或吐苦水，可能就要早上 7

十分重視的，我們的報告都有排時間

（Photo courtesy of

Northwestern University）

現任｜美國西北大學化學系教授 研究領域｜超分子化學、機械互鎖分子構築

2016 年諾貝爾化學獎頒給了「分子機

點前在他的辦公室前等待。」邱勝賢

表，若你是下個星期講的，這周四以

打趣地說。

前就必須把報告紙本列印交出，他會 幫你修改投影片，哪裡文字寫不好的、

器」新領域的建立，由 3 位科學先驅者

除了努力，斯托達特也是一個嚴謹的

格式錯的，他都會幫你修改，修改完

共同獲得此項殊榮，而其中一位英國科

科學家，做任何事情都一絲不苟，一

成才能上臺報告。」邱勝賢說。雖然

學家斯托達特（J. Fraser Stoddart）

天花許多時間與心力在學術研究，對

這樣的方法對他而言相當辛苦並且會

是現任教於臺灣大學化學系的邱勝賢

於實驗室的學生也是竭盡全力的教導，

佔據他許多的工作時間，但是斯托達

教授在加州大學洛杉磯分校（University

雖然事務十分繁忙，對於學生的學習卻

特希望他的學生都能夠進步，達到他

of California at Los Angeles, UCLA）

期望的水平。

藉由邱勝賢教授口中的斯托達特，勾

絕不馬虎，每周為學生留下了 2 次的

研究相關論文的整理報告，另一次則

除了一般報告之外，面對要發表的論

勒出他對於研究的認真與成功。

稱作是群體治療（group therapy），

文更是嚴格把關，學生將論文放在他

攻讀博士時的指導教授，因此，希望

932 SCIENCE MONTHLY 2016.12

實驗室會議的時間，一次是對於自身

桌上後他便開始一字一句細心閱讀，

待。邱勝賢也認為因為當初是這樣被

並從頭到尾一字一句地用他的鋼筆在

老師要求，從老師身上學習到了對許

紙上重新書寫出一份完整的手寫稿，讓

多事情嚴謹的態度，無形當中這些影

你重新打字，並以此稿為準，再來來

響都內化到他的習慣之中。

回回修改多次。「他想告訴我們一個 觀念，一定要尊重論文的評審，如果

努力、專注目標

你的論文裡面有任何顯而易見的錯誤，

斯 托 達 特 的 太 太 諾 爾 瑪（Norma

就會被人認為你做事不夠謹慎，那你的 實驗成果在可信度上也將大打折扣。」

Stoddart）也是一位化學博士，除了 扮演一個稱職的賢內助、幫他打點日 常生活上大大小小的事外，同時也是

圖二：邱勝賢回臺後，斯托達特寄來共同參 與並發表的論文。（李依庭攝）

也因為要做的事情很多，所以斯托達

他工作上的秘書，在學生之間是出名

特將他全部的心力都放在做正確的事

的好脾氣，因此也常常扮演著學生與

若想成功，唯有非常的努力並且對自

情上。不輕易動怒的他，只會在學生

他之間的橋樑，也是讓斯托達特能無

己的目標很專注，「已經如此成功的

犯下了愚蠢錯誤時責罵。「我們實驗

後顧之憂全力衝刺研究的幕後功臣，

室有個習慣，多電子芳香環要畫成紅

可惜的是她無法與斯托達特一起品嘗

色，缺電子芳香環則是藍色，這些基

獲獎的果實，已於 2004 年逝世。

他還一天工作 12 小時，這也是他用

本原則若你弄錯了，你可能就會挨罵， 因為那是基本中的基本。」雖然嚴謹，

對於提攜後輩，斯托達特也是不遺餘

但也是他對學生的期許。

力的，雖然已經離開美國多年，但是 邱勝賢卻一直跟老師保持著聯繫，不

即使畢業多年，每次在研討會遇到老

論是研討會、師母追悼會或是每 5~10

身教告訴我，若要成功，就是必須不 斷地認真努力，他現在已經 74 歲了，

卻還是在自己的專業領域上打拼，一

般來說 65 歲就可以退休了，然而他

還是努力的發表論文、到處演講，希 望能在科學上有更多的貢獻。」

師，上台報告前的空檔，老師都還會

年老師生日時舉辦的學術聚會，「這

結語

問說：「準備充足了嗎？別忘了你代

也是變相的定期檢查功課，看你最近

與邱勝賢的對談過程中，看得出斯托

表臺灣！」可以想見斯托達特對於任

研究了什麼，發表了什麼論文。」邱

達特除了在研究中時時保持熱情，努

何 報 告、 論 文 都 用 認 真 的 態 度 在 看

勝賢笑著說。他也經常鼓勵他的學生

力的一步一步往自己的目標邁進外，

將來往學術界、

在身邊的學生們也能感受到他如此用

教職方向發展，

心地追求科學上的真理與教導有方，因

也希望他的學生

而獲益良多。斯托達特用身教告訴我們

都能夠在自己的

成就還是操之在己，自己必須努力地

工作崗位有好的

去打拼，努力追求真理。因為，回歸

表現。對他而言

科學的本質，就是求「真」，若立志成

是另一種成就、

為一個科學家，應為此而努力。在努

也是驕傲。

力的過程中，當你所建構出來的想法 變成真實時，要能感受到無窮的樂趣，

圖一：斯托達特與邱勝賢於研討會中合影。（邱勝賢提供）

邱勝賢認為從斯

就像斯托達特一樣，因為，有這樣的

托達特身上看到

熱情才能終生對研究工作樂此不疲。

Vol.47 No. 12

933

成。 在 眾 多 原 因 之 中， 農 藥 一 直 被

精選

認為是主因之一。由於蜜蜂天然棲 地被砍伐，蜜蜂增加到農業用地的

文章

採集，而現代農藥逐漸依賴於化學 物 質 做 農 地 雜 草、 菌 類、 節 肢 動 物

殺蟲劑如何毒害蜜蜂 幼蟲進而影響生存？

害蟲之防治，進而使前來採集的蜜 蜂暴露於這些化學物質之下。而系 統性殺蟲劑的大量使用被認為是造 成 蜜 蜂 消 失 的 直 接 原 因， 如益達胺 （imidacloprid）這類新型的類尼古

丁 殺 蟲 劑（neonicotinoid）。 類尼

古丁殺蟲劑為神經毒殺蟲劑，會結合昆 蟲菸鹼酸乙醯膽鹼接受器（nicotinic

acetylcholine receptor, nAChR）， 當進入昆蟲體內會使神經系統過度興 奮，造成麻痺而死（圖一）。

彭繹栴／臺灣大學昆蟲學系碩士班畢業，大學開始投入蜜蜂相關的研 究，希望能有對生物及環境更友善的世界。

自 1994 年以來，蜜蜂取食向日葵花 蜜造成其不正常的行為日趨明顯，蜜

蜂無法返巢導致蜂群的衰弱及蜂產品

楊恩誠／臺灣大學昆蟲學系教授．主要研究興趣為昆蟲神經生理與行為 學，2007 年開始投入研究非致死劑量的農藥對蜜蜂個體與族群的影響．

的減少，可能是因為經益達胺處理後 的 向 日 葵 種 子（Gaucho® seed）

被 大 量 使 用， 益 達 胺 由 循 環 系 統 擴 散至植物各部位，殺害前來取食植物

蜂群衰竭失調症候群

以估計的損失。歐洲、北美洲等地區

的 昆 蟲。 向 日 葵 種 子 事 件 讓 益 達 胺

農業殺蟲藥劑的初衷是針對害蟲，

出現了成蜂突然大量消失的現象，蜂

對 蜜 蜂 的 影 響 受 到 重 視，益 達 胺 對

然而，這樣的使用卻也會影響到益

箱周圍只發現少數成蜂的屍體，推

蟲——授粉者。在全球農業生產中，

測是蜜蜂外出採集後，因一些因素

於蜜蜂的半數致死量（median lethal

昆蟲授粉佔有很重要的一部分，其中

造 成 無 法 歸 巢， 死 於 野 外， 此 現 象

又以蜜蜂對農業以及全球生態系統影

稱為蜂群衰竭失調症候群（Colony

響最深。在絕大部分需要昆蟲授粉的 作物中，蜜蜂約佔了全部的 80%。

collapse disorder, CCD）。 蜜蜂消失之可能原因

近幾年來，大量昆蟲授粉者的消失已

蜂 群 衰 竭 失 調 症 候 群 事 件， 現 今

經造成全球生態系統以及農業產品難

被認為是多個因素綜合影響所造

938 SCIENCE MONTHLY 2016.12

dosage, LD50）及半致死濃度（median

lethal concentration, LC50） 也 因 此開始被廣為研究。益達胺對蜜蜂有

很 高 的 口 服 毒 性， 觀 察 顯示 對 單 隻 蜜蜂的 LD50 為 3.7~102 ng 之間，

而口服 LC50 為 140-1570 ppb（微 克 / 公 斤，µg/kg）； 接 觸 半 致 死

劑量為 24 ng。至於益達胺對幼蟲的

影響，先前研究指出，當蜂巢中有高

益達胺對蜜蜂幼蟲影響

蜂羽化後學習能力下降，對身體造成

劑量殺蟲劑的殘留，會延遲羽化的日

有鑑於此，臺灣大學昆蟲學系神經生

期，且壽命會比正常蜜蜂短，存活率

物研究室——楊恩誠教授的實驗團隊

也較低；而壽命較短的蜜蜂會有提前

把研究焦點放在亞致死劑量益達胺

影響。當餵食幼蟲亞致死濃度（10、

影響其封蓋、化蛹以及羽化率，卻會

轉變成外勤蜂的現象，減少了內勤蜂

對蜜蜂幼蟲期的影響。國外研究顯

使羽化後工蜂的嗅覺學習能力明顯降

的比例，這對蜂群大小及發育能力造

示，在自然環境中，土壤、花蜜和花

低。因此，從此得知亞致死劑量的益

成很大的影響。因此，益達胺的使用 越來越為全球所關注。

粉內所含的益達胺殘留濃度約在 10

ppb 以下，此為蜜蜂在外採集時可

能接觸到的濃度。推測工蜂採集食物

在一般毒性指示中，常用半數致死量 及半致死濃度為殺蟲劑作為代表，但 事實上，在野外，蜜蜂並不會接觸到 如此高劑量的農藥殘留，因為蜜蜂是

回巢餵食幼蟲，將微量的益達胺餵給 幼蟲，實驗以此模擬在野外中蜜蜂幼 蟲可能遭受的慢性中毒。

100 ppb）的益達胺水溶液雖然不會

達胺對於蜜蜂幼蟲即有影響，縱使幼 蟲可以正常的長大，但是其成蟲之後 的嗅覺學習記憶能力卻受損了，而蜜 蜂幼蟲受到益達胺的影響之濃度可以 小到 10 ppb。

有了益達胺影響蜜蜂的行為證據後，另

回巢中育幼及儲存，若是自然環境中

在 初 步 的 行 為 研 究 中， 顯 示 100

有微量農藥的殘留，除了對成蜂的直

外勤蜂從外取食花蜜、花粉回巢儲

接影響，還會造成蜂巢內毒物的累

存，育幼蜂供應下咽頭腺分泌的水

蜜蜂之腦部

積，由此可知，在研究蜜蜂中毒時，

狀物加上花粉及蜂蜜餵食幼蟲，若

由過去許多研究顯示，若要探究這問

亞致死劑量的益達胺對蜜蜂的影響也

是帶回的蜂糧含有農藥殘留，於蜜

題，需要仔細分析神經突觸密度或

需要列入考慮。

蜂幼蟲時期餵食益達胺，會造成蜜

其他神經結構。學習能力可能與多

社會性昆蟲，會將在外採集的食物帶

ppb 以上的益達胺濃度對幼蟲的封

外一個關鍵的問題：此神經毒的農藥

蓋、化蛹及羽化率皆無顯著影響，但

到底是影響到蜜蜂腦部的哪個部位？

種訊號整合的蕈狀體（mushroom

body）有關，蜜蜂的蕈狀體是昆蟲

腦部神經元和神經纖維聚集處，整合 從複眼和觸角所接收到的外界訊號， 也參與了嗅覺關聯記憶（olfactory

associative memory）的形成、穩

固和喚起，是處理蜜蜂行為很重要的 控制中心。

在蕈狀體裡面，共有 4 個由突觸單

元所組成的杯狀構造（calyce）（圖

二），是訊號輸入及神經傳導的重要

區域，其中明顯突觸單元組成之微脈 圖一 ：神經毒益達胺會結合上昆蟲的菸鹼酸乙醯膽鹼接受器，使得接受器持續打開，神經系 統過度興奮，造成麻痺而死。

毬 （micro-glomerulus, MG） 可

用免疫染色的方式來呈現與定量，被

Vol.47 No. 12

939

專 訪

科技文化的想像力─

文化部長專訪 作者︱

嚴如玉 陽明大學心智哲學研究所助理教授、約翰霍普金斯大學哲學博士。專攻認知神經科學 哲學（特別是意識與自我）、神經科學哲學、與精神醫學哲學。 李依庭 喜愛各種冷門知識，對不完美情有獨鍾，本刊編輯。

942 SCIENCE MONTHLY 2016.12

專 訪

鄭部長（以下簡稱鄭）：我們在文化 治理組織上有兩個突破。第一個突破

鄭麗君

是文化部長首次參與科技會報，這是 新政府上任前就有的共識。我們期待科

經歷

技發展不只是資通訊與工業的發展，也

1992

臺灣大學哲學系學士

1997

法國巴黎第十大學哲學博士候選人

能走向與文化密不可分的數位經濟。 另一方面，科技發展也不該只是技術

1995

法國巴黎第十大學政治、經濟、社會哲學碩士

2001 ~ 2003

東吳大學政治系兼任講師

考。新政府希望透過文化部長加入科

2004 ~ 2008

行政院青年輔導委員會主任委員

技會報的方式，來實現上述兩個想法。

2008 ~ 2012

財團法人臺灣智庫執行長

2012 ~ 2016

不分區立法委員

2016

行政院文化部部長

發 展 而 已， 臺 灣 的 科 技 產 業 需 要 升 級到應用面，甚至是應用面的文化思

另一個突破是文化會報的成立。文化 會 報 由 院 長 主 持， 應 該 是 史 上 第 一 次。院長的理念是每一個施政的環節 都需要文化，但目前現實上文化部卻 只是一個獨立的部門。因此，院長希

文化是高度抽象的概念，但是政治治理

道來政治治理上的現況與願景。看著她

不能光靠抽象的概念，還需要實務經驗

對科學技術的文化面以及文化治理體制

的累績，這是許多學者從政之後遭遇的

侃侃而談，許多事物似乎都有了新的希

困難。現任文化部鄭部長走過了哲學的

望。然而，臺灣長久以來的歷史斷裂、

學術路，也走過了四任總統的政權更迭，

教育問題的盤根錯節、紛擾不息的政治

在政治體制裡磨了十六年，讓她懂得如

矛盾，讓涵養在地文化的任務艱難無比。

何結合政治實務經驗與抽象卻根本的哲

因此，難免有人會懷疑政府的文化治理

學思想，去推動文化部的政策。在訪談

是否真能翻轉現況？在兩個小時的訪談

鄭部長的過程中，她一會兒像個學術中

過後，我們真心期待部長對科技文化的

人，興奮地分享她思考科學與技術史後

想像力能突破現狀，創造新局！

的心得；一會兒又像個政治人物，娓娓

望能學習法國的文化政策，讓每一個 部會都是文化部，達到「部部都是文 化部」的施政理念。例如，在第一次 的 文 化 會 報 中， 有 民 間 諮 詢 委 員 提 出，如果臺灣要發展出像先進國家的 汽車產業，必須要培養出汽車文化， 也就是讓機械知識、汽車工業史甚至 是自己動手實作維修成為人民生活的 一部份，變成一種生活的文化，藉此 打下產業發展背後的支撐的軟實力與 知識力基礎。

另一個類似的例子是鐵道，許多國家

文化會報的建立

都很重視涵養他們的鐵道文化，透過 會報。透過這兩個跨部會的橫向協調

不斷地成立交通博物館、推廣鐵道工

科學月刊（以下簡稱科）：部長上任

管道， 部長希望藉此為臺灣的文化做

業史等，以相關的文化底蘊來做交通

後，加入了科技會報，也成立了文化

出哪些不同以往的貢獻？

建 設 的 整 體 規 劃。 這 兩 個 例 子 說 明

Vol.47 No. 12

943

專 訪

跨領域的持續努力─

吳重雨講座教授專訪 作者︱

周佳儀 東海大學生命科學系學士班。 楊仁龍 東海大學生命科學系學士班。 陳仁祥 東海大學生命科學系助理教授。

950 SCIENCE MONTHLY 2016.12

專 訪

「太空 ─宇宙的終極前緣……」是許多「星 艦」系列科幻迷熟悉的經典開場，代表

吳重雨

人類對浩瀚宇宙的無盡想像；然而對活 在世上的人們而言，人體「大腦」這個

曾任國立交通大學校長（2007 ~ 2011），目前為國立交通大學終

內在小宇宙所蘊藏的秘密，更是許多科

身講座教授，並擔任交通大學生醫電子轉譯研究中心主持人。

學家極欲探究的「前人未至之境」﹝註 一﹞。歐洲於 2013 年宣布投入「人腦

歷年學術榮譽

科學知識，利用電腦模擬深入探究大腦

2000

IEEE Third Millennium Medal

2008

中國電機工程學會電機工程獎章（該學會最高榮譽）

2016

潘文淵傑出研究獎

計畫」的發展，旨在彙整目前所知神經

功能。美國也於同年投入大量經費啟動 「大腦倡議（Brain Initiative）」計畫， 重心放在技術發展，希望其成果能導引

出醫療、資訊工業、人工智慧及機電工 程等科技產業的未來商機。科技部近年 來也相當重視神經科學領域，開始推動 相關之研究計畫，然而在各國競爭如此 激烈下，臺灣如何找出自己的一條路？

1998

IEEE Fellow 及教育部學術獎

2005

國科會傑出特約研究員獎

2015

教育部國家講座

路系統設計之植入式癲癇控制系統及其 配合之術前用體外圖譜儀，作為偵測腦

臺灣的半導體工業自 1980 年代起蓬勃

部不正常放電、並即時發出電流刺激以

發展，至今儼然是世界最大的晶片製造

抑制癲癎之治療裝置。人工視網膜及閉

國。將成熟的半導體技術應用於生物醫

迴路癲癇控制系統這兩項成果未來可望

學上，是否能讓臺灣在神經科學領域中

造福眾多的患者，讓失明的人可以看見、

嶄露頭角？在人類發展神經科學的這波

讓癲癇的人做回自己的主宰。這類結合

浪潮中，臺灣的科學社群如何有意義地

電子和醫療，造福人群的研究到底從何而

參與發展並做出貢獻，或許我們可以從

來、目前的進展又是如何？此次專訪，吳

交通大學吳重雨教授的研究觀察到一些

校長仔細跟我們說明了這一路的歷程。

契機。吳重雨教授是半導體領域的重量級 學者，他帶領的研究團隊在 2016 年發

表了利用光能發電，第二代植入式 400

像素的人工視網膜系統，即將進入動物

與人體試驗。另一項成果則是應用閉迴

人工視網膜晶片研究 科學月刊（以下簡稱「科」）：校長在 人工視網膜晶片研究上有豐富的成果， 請您先談談這項研究是如何開始的。

吳重雨教授（以下簡稱「吳」）：人的 眼睛之所以可以看到東西，是因為視 網膜內有感光細胞。當外界的光照進 來，感光細胞送出代表光線的訊號 之後，視網膜上還有一些細胞會將這 些影像做一些前處理，再送到視網膜

〔註一〕美國電視劇《星際爭霸戰》（Star Trek）

中的神經節細胞。神經節細胞整合這

在 1966 ~1994 年間的開場旁白，以“Space：the final frontier. ”起始，以“ to boldly go where no man/one has gone before ”結尾。

些光的資訊後，利用視神經傳到視 丘，之後再傳到大腦裡的視覺皮層 中。有些疾病像是色素性視網膜炎 及大家較熟知的老年黃斑病變，都會

Vol.47 No. 12

951