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科學月刊姊妹刊物

scimonth. com.tw

全方位視野 科技人關懷

1

創刊於1982年

科技報導 S c i Te c h

Reports

#479 2021.11月號 每 月 15 號 出 刊

COVID-19口服藥能否終結疫情? 莫納皮拉韋的臨床數據解析 自去(2020)年年初開始,我們已

經默默與病毒共存了近兩年,從一開 始的害怕、恐懼,到現在各國都在陸 續施打疫苗,藥品的研究也取得新進

展。近期美國默沙東藥廠(MSD) 公布了旗下COVID-19口服藥物「莫

納皮拉韋」(molnupiravir)的三期 試驗中期數據,它會是疫情的解方嗎 (4版)?在人工智慧發展迅速的21 世紀,AI能否作為專利申請的發明人

呢?就讓我們從各國矚目的「DABUS 案」一同反思(11版)。

(123RF)

21 資訊生活

首款 COVID-19 口服用藥出現? 來自科學的雷神之錘-莫納皮拉韋

盲人摸象看軟體, 程式碼是財產,還是……?

11 科技智財

25 科技人文

《變人》劇情起點: 人工智慧可以作為專利申請的發明人嗎? DABUS 案在各國與臺灣的最新進展

誤解核能與輻射,則傷害健康 與環境

15 科技人文

「重視當下」或「延遲享樂」? 為什麼我們會做出莽撞的決斷 -《樂觀者的遠見》

生活中的 AI 應用: 淺談人臉偵測原理及衍伸的倫理議題

29 書適圈

科學月刊 月號 ︻臺灣科普的下一步?︼上市! 當期介紹請見 版

04 焦點話題

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二○二一年十一月十五日

科技智財

科技報導


SciTech Reports

二○二一 年十一月十五日

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4

二○二一年十一月十五日

科技報導

焦點話題

首款COVID-19口服用藥出現? 來自科學的雷神之錘-莫納皮拉韋 蔣維倫

泛科學PanSci專欄作家、故事專欄作家、udn鳴人堂專欄作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。喜歡虎

斑、橘子、白底虎斑和三花貓。

創刊於公元1982年1月

「莫納皮拉韋」(molnupiravir)是一款名稱來自雷神之錘(Mjölnir)

中華郵政北台字第1461號

的藥物,能降低2019冠狀病毒疾病(COVID-19)五成的重症或死亡風

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

險,可望成為第一款對抗疫情的口服用藥。

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

在今(2021)年10月前,治 療COVID-19的藥物,幾乎都是

執行總監:趙軒翎

靜脈給藥的劑型,如瑞德西韋

總編輯:林翰佐

(remdesivir)、單株抗體等,治

副總編輯:趙軒翎

一天吃2次, 新冠病毒遠離我? 由於COVID-19不可能消失,未 來一定還會陸續有人感染,甚至爆

編輯委員:王文竹 王伯昌 曲建仲

療上並不便利。而到了10月初,

發小規模的流行。倘若治療手段僅

江建勳 李志昌 李精益

美國默沙東藥廠(Merck Sharp &

阮明淑 周鑑恆 林秀玉

有靜脈注射,將對患者和醫護造成

Dohme, MSD)發布新聞稿,說明

沉重負擔。若輕症患者要接受治

林宮玄 邱韻如 金升光 金必耀 門立中 紀延平

其開發的口服用藥——莫納皮拉韋

范賢娟 倪簡白 高啟明

三期試驗的中期數據成功,而臺灣

高憲章 張大釗 張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮 陳鎮東 單維彰 景鴻鑫 曾耀寰

政府也表達採購意願。莫納皮拉韋 是什麼藥?真的有這麼神奇嗎?

程一駿 程樹德 黃正球

蔡兆陽 蔡孟利 蔡振家 鄭宇君 鄭運鴻 韓德生 嚴如玉 嚴宏洋 蘇逸平

廣告索引 貝克曼........................ 2

編 輯:羅億庭

錫昌.......................... 3

特約編輯:陳亭瑋

雙鷹.......................... 5

美術編輯:黃琳琇 業務經理:李金穗 業務專員:廖本翔

治療,不僅對患者來說相當不便, 也十分損耗醫療人力。因此開發一 款能讓病人「自行口服」的藥物, 將有助於緩解醫療量能、提高病人

黃相輔 楊正澤 葉李華 廖英凱 管永恕 劉宗平

療,也得住院多日,並由醫護注射

尚偉....................... 9,20 暢鴻生技.................. 12,24

服從度。

莫納皮拉韋的 臨床二a期試驗結果 默沙東在疫情初期,也就是去 (2020)年6月即啟動莫納皮拉韋

整合行銷專員:林承勳

日龍......................... 17

社 址:臺北市羅斯福路三段77號7樓

益弘......................... 18

的臨床二a期試驗,想了解藥物能

電 話:(02)2363-4910

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否降低上呼吸道(鼻咽)中新型

傳 真:(02)2363-5999

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印 刷:赫偉有限公司

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冠狀病毒(SARS-CoV-2)的病毒 量,以評估藥物降低傳播力、減輕 病症的潛力。


SciTech Reports

該次試驗招募了約200名 COVID-19確診,且在7天內出現症 狀的受試者。這些受試者被分成4 組,分別為「服用藥物200毫克」、 「服用藥物400毫克」、「服用藥物 800毫克」、「服用安慰劑」,每12 小時服藥一次,療程共持續5天。 其中,測試藥物成效的方法有兩 種,分別是: • 鼻咽檢體內,已無法培養出 可 感 染 Ve r o E 6 ( 亦 稱 Ve r o C1008)〔註〕細胞的病毒 • RT-PCR檢驗轉陰 如表一所示,試驗結果相當正 面。在療程第3天,服用安慰劑組仍 有16.7%的患者,上呼吸道有具傳

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焦點話題

不同劑量莫納皮拉韋和安慰劑,對COVID-19患者清除

表一

活病毒速度的影響

莫納皮拉韋劑量/

體內帶有傳染力病毒的百分比(有傳染力人數/該組人數) 第1天

第3天

第5天

安慰劑

47.2%(25/53)

16.7%(9/54)

11.1%(6/54)

服用200毫克

50%(11/22)

p > 0.99

p = 0.67

服用400毫克

41.9%(18/43)

服用800毫克

38.5%(20/52)

時間

18.2%(4/22)

4.5%(1/22)

11.6%(5/43)

0%(0/42)

1.9%(1/53)

0%(0/53)

p = 0.57

p = 0.016

p = 0.03

p = 0.03

在療程第3天,服用安慰劑組仍有16.7%的患者,上呼吸道有具傳染力的活病

毒,而服用藥物800毫克組已僅剩1.9%的患者可培養出活病毒。而到了療程結束 的第5天,所有服用藥物400和800毫克的受試者,其鼻咽處皆已無具感染力的活 病毒;安慰劑組則仍有約11%患者,具有COVID-19傳染力。

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染力的活病毒,而服用藥物800毫克

莫納皮拉韋的

組已僅剩1.9%的患者可培養出活病

臨床三期試驗結果

毒。而到了療程結束的第5天,藥物 表現更佳:所有服用藥物400和800 毫克的受試者,其鼻咽處皆已無具 感染力的活病毒;安慰劑組則仍有 約11%患者,具有COVID-19傳染 力。且試驗中並未出現嚴重的不良 反應,足以支持研究團隊繼續進行 三期臨床試驗。 此試驗結果帶給科學家信心, 證明莫納皮拉韋可加快清除受感染 患者上呼吸道的活病毒,降低患者 的傳染力、縮短隔離時間、減輕

莫納皮拉韋的三期試驗在今年 夏天展開,重點在於驗證藥物預 防疾病惡化重症、阻止死亡的能 力。藥廠原先預計招募1550名患 者,然而在分析了775人的期中數 據後,卻因為藥效太好而和美國食

用外,更提高了他們遵守醫囑的意 願,也舒緩了醫療院所的負擔。 臨床試驗二a期證明了莫納皮拉

須至少罹患一項「可能惡化成 重症」的慢性病,如:肥胖、 糖尿病、心臟病等 可以發現藥廠希望該藥物能阻止 「疾病惡化成重症,甚至死亡」的 過程,並非試圖拯救已經發展成重 症、瀕臨死亡,或是年輕力壯、不 易患重症的患者。本次研究將受試

Administration, FDA)商討決議暫

者分成4組,分別為「服用藥物200

停招募新受試者,立刻向政府申

毫克」、「服用藥物400毫克」、

請緊急使用許可(Emergency Use

「服用藥物800毫克」和「服用安慰

Authorization, EUA)。那麼,實驗

劑」,每12小時服藥一次,療程共5

內容是什麼?藥效究竟有多棒呢? 首先,我們可以從受試者條件, 觀察口服藥物莫納皮拉韋的目標。 試驗聲明受試者的條件必須都符合 下述條件:

韋可協助病人清除病毒、降低傳染

✔COVID-19確診

力,而接下來的三期試驗將是重頭

✔病情在輕∼中度

戲,藥物能否進一步證明自己能避

✔在試驗前5天內出現COVID-19

免重症、阻止死亡呢?

✔高齡(年齡大於60歲),或必

品藥物管理局(U.S. Food and Drug

疫情對經濟的衝擊。而口服劑型 的優勢,除了可讓患者居家自行服

科技報導

焦點話題

症狀

天。整個研究過程將觀察受試者從 服藥後∼第29天期間,各組重症住 院或死亡的比例以判定療效。此為 多國試驗,臺灣亦為參與國之一。 據新聞稿所述,期中分析數據 相當正面:莫納皮拉韋降低約50% 的重症或死亡風險,且療效不受變 異株的影響。科學家發現,在試 驗的第29天,安慰劑組約14.1%惡 化成重症或死亡(377名受試者, 53人重症或死亡,其中8人因病亡 故),而藥物組僅7.3%惡化成重 症,且無人死亡(385名受試者,28 人重症)!在藥物的幫助之下,重 症或死亡比例從14.1%降至7.3%, 降幅約五成;簡言之,藥物減少了 約50%的重症或死亡風險。而將四 成受試者體內的病毒基因定序後發 現,莫納皮拉韋的效果對Gamma、 Delta、Mu變異株都相似,意即莫 納皮拉韋對現行的變異株具有相同

(Hand photo created by jcomp)

的療效。


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而在不良反應上,藥物組和安慰 劑組的發生率接近,分別為35%和

二○二一 年十一月十五日

焦點話題 圖一

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單股正鏈 RNA 病毒的基因複製流程

40%,展現出它的安全性。各種正 向的數據振奮了藥廠,且特別令人 欣喜的是,三期試驗的受試者為高 齡,或有慢性病的脆弱族群,莫納 皮拉韋挑選了最脆弱的人、直球對 決,並且勝利。不過莫納皮拉韋為 什麼能消滅SARS-CoV-2呢?

莫納皮拉韋的藥理機制 要消滅冠狀病毒,就要先了解 它的生活史。冠狀病毒屬單股正鏈 RNA病毒(+ssRNA viruses, positivesense single-stranded RNA virus), 病毒顆粒內包裹著一條單股正鏈 RNA;因為該RNA承載著病毒全基

當病毒進入細胞後,會釋出 +gRNA,其後被 RdRp 作為模版複製成兩款「反鏈

因組,故也稱為+gRNA(positive-

RNA」,分別是 -gRNA、-sgRNA。而 -gRNA 可再對應複製出成千上萬 +gRNA,做為

strand genomic RNA)。

病毒基因組,包裹在子代病毒裡;-sgRNA 則可對應複製出 +sgRNA,再轉錄成病毒 結構蛋白,做為子代病毒的零組件。(作者提供)

如圖一所示,當病毒經歷重重阻 礙進入細胞後,會釋出+gRNA,其 後被RNA複製酶(RNA-dependent

驟的RNA做為模版,持續地複製下

除RNA鏈最後的那個可疑核苷酸,

RNA polymerase, RdRp)作為模

去。因此若我們能干擾RNA複製,

再安裝新的核苷酸上去,故此類藥

版,複製成兩款「反鏈RNA」,分

不論是強制中止或強迫出錯,就可

物對冠狀病毒無效。

別是–gRNA(negative-strand genomic

使病毒無法培育子代,進而消滅病

RNA)和–sgRNA(negative-strand

毒、治療疾病。

而之前首個被許可對抗SARSCoV-2的瑞德西韋,也是「假的」

subgenomic RNA)。而–gRNA可

科學家通常會使用「假的」核苷

核苷酸。但它並非直接、立刻中止

再對應複製出成千上萬+gRNA,

酸去強行中止RNA複製。例如雷巴

複製,而是在RNA鏈嵌入瑞德西

做為病毒基因組,包裹在子代病

威林(ribavirin)等結構類似核苷酸

韋,再添加3個正常的核苷酸後,

毒裡;–sgRNA則可對應複製出

的化合物,能偽裝成正常核苷酸,

才會卡住酵素、停止病毒的RNA

+sgRNA,再轉錄成病毒結構蛋

嵌入RNA鏈中,強行停止RNA複

複製。因此即使移除最後一個核苷

白,做為子代病毒的零組件。

製。然而此類直接強行中止複製的

酸,也無法排除瑞德西韋,恢復原

聽起來有點複雜嗎?圖一右側即

藥物,通常對冠狀病毒無效,因為

先的複製動作。

是簡化版:在單股正鏈RNA病毒的

該病毒家族具備除錯用的酵素,當

莫納皮拉韋雖然也是「假的」

繁殖過程裡,RdRp會以前一個步

複製意外中止時,這類酵素便會移

核苷酸,但卻採取了完全不同的策


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二○二一年十一月十五日

略——它不中止RNA複製,而是誘

科技報導

焦點話題 Ⅰ

使RdRp看錯,做出一堆無效、錯誤 百出的RNA,導致冠狀病毒永遠生 不出有用的小孩!

越複製、錯誤越多 莫納皮拉韋是一種誘變劑,試圖 讓病毒以超乎常理的速度發生錯誤 突變,例如引爆大量致死性、災難 性的突變發生,最終無法產出有效 後代。 正常的情況下,組成RNA的4 種 鹼 基 —— 鳥 嘌 呤 ( G ) 、 胞 嘧 啶(C)、腺嘌呤(A)、尿嘧啶 (U)——會兩兩配對:G配對C, U配對A。在沒有干擾時,RdRp會 類似影印機,用正鏈RNA印出反鏈 RNA、然後再列印出正鏈RNA,此 過程經過無數次重複後,就能生出 無止盡的病毒後代。而在過程中, 上述4種鹼基會兩兩配對,確保每 一代的基因都能完美複製,以避免 病毒生存必須的基因受到致命突變 的破壞。 但當人類吃了莫納皮拉韋後,就 不一樣了。 因為分子結構相近,莫納皮拉 韋在RdRp眼裡,長的非常像C、U (圖二),這種模稜兩可、差不多 先生的特性,使得RdRp在每次複製 時都會出現錯誤,且這個錯誤還會 累積到下一次。一但病毒複製越多 次、錯誤越多,災難性的突變將爆 炸式成長,最終惡化成病毒的致死 突變。

圖二:Ⅰ為莫納皮拉韋的化學結構;Ⅱ表示莫納皮拉韋能夠偽裝成 C 或 U,和 G 或 A 鹼 基配對。

圖三

莫納皮拉韋誘發病毒突變示意 M :莫納皮拉韋

A

U

C

G :正常的 RNA 鹼基


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焦點話題

二○二一 年十一月十五日

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接下來以圖三進一步說明。

由圖三的第二次複製裡可看出,

卻會出現G→M→A、A→M→G、

我們可以先將病毒基因簡化為只

莫納皮拉韋依舊被當成C或U,因此

U→A→M→G等各式各樣的突變,

有12個鹼基,RNA序列依序為

新合成的RNA鏈與對應的新鹼基,

且突變會累積在每次的複製產物

GGGCCCAAAUUU。並且此病毒

可能是G,也可能是A!原先理應代

裡,越複製、錯誤越多,最終導致

只生產一代,換言之,RNA複製的

代相傳的基因,卻因藥物介入而不

病毒死亡。

過程會發生兩次(正鏈RNA→反鏈

再嚴謹遵守本來的複製規則。從圖

RNA→ 正鏈RNA)。來看看莫納皮

三下圖可看出,即便只有12個鹼基

拉韋存在時,會發生什麼事。

並生產一代,就可能出現3處鹼基

當莫納皮拉韋進入細胞後,會被

的突變,且第二代的+gRNA裡也含

RdRp視為C或U鹼基,意即理論上

有莫納皮拉韋,能夠在接續的子代

應出現C或U的地方,將可能被莫

裡,持續誘發更多突變。

莫納皮拉韋的優勢 莫納皮拉韋的目標是病毒的 RdRp,而此酵素在冠狀病毒家族 裡,具有高度的序列保守性,如 SARS-CoV-2和2002年在香港爆發

納皮拉韋取代。從圖三可看出,第

原始鹼基兩兩配對的嚴格機

的SARS-CoV,兩者的RdRp基因有

一次複製後的–gRNA,裡面有多

制,因為莫納皮拉韋模稜兩可的

99.1%相似性,胺基酸則有96%的

個鹼基是莫納皮拉韋;而後有問題

特性,造成突變。原本正確的

相似性 。換句話說,即使未來有更

的–gRNA,再被RdRp做為模版,準

配對是G→C→G、A→U→A、

可怕的新冠狀病毒爆發,由於RdRp

備製作子代病毒的+gRNA。

U→A→U等;但在加入藥物後,

在該家族裡都長得很像,因此可以


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焦點話題

預期莫納皮拉韋也能發揮療效,阻

算下來約台幣2萬元。如此高的金

7%的受試者會惡化成重症。這顯示

止未來的新冠狀病毒疫情。

額,不太可能「人人有藥吃」,也

了藥物並非仙丹,仍無法遏止部分

很難推動自費購買。

患者邁向更糟的病程。

而莫納皮拉韋的另一優勢,是它

總結而言,莫納皮拉韋做為第一

對於變異株的療效。在世界各國普 遍施打疫苗後,幾乎人人都有辨識 病毒棘蛋白的抗體,而在「人擇」 壓力下,能穿透疫苗防禦的變異

只對輕~中度病症有效 由於莫納皮拉韋只能抑制病毒複 製,對於COVID-19重症,如因免疫

株,將多數源自於棘蛋白的變異。

系統故障引起的過度發炎、血栓等

但這些變異株,其核心的RdRp因為

致命症狀患者,並無改善的療效。

未受「疫苗人擇」的壓力,可預期

故可推測此藥物對挽救COVID-19重

仍和最原始的祖先相似,因此可合

症患者的生命,恐無效。

理推估,短期內莫納皮拉韋面對各 種,甚至未來的病毒變異株也將有 療效。

款對抗COVID-19的口服藥物,有其 歷史地位和重要性,有望減輕醫護 壓力和紓緩經濟衝擊,但切勿因此 而拒打疫苗,因小失大。

保持冷靜,繼續前進。 Keep Calm and Carry On.

只在感染初期有效 因為莫納皮拉韋的藥理機制是 干擾病毒複製,所以須在複製最高

一藥平定天下? 有了COVID-19口服藥後,就不 用打疫苗了嗎? 這樣的觀念大錯特錯。 莫納皮拉韋的主要功用是「治

峰的階段投藥,才有療效。換言 之,它和克流感一樣,須在剛有症 狀的數天內服藥。若無法及時診斷 COVID-19,或無症狀患者,在實際 治療現場,還是很難有效的投藥。

療」,而疫苗是「預防」,彼此之 間並無相互取代性。疫苗就像汽車

潛在的副作用

〔註〕Vero

E6 細胞為非洲綠猴(Chlorocebus sabaeus) 腎 臟 細 胞 的 衍 生 細 胞 株, 能 用 於 嚴 重 急 性 呼 吸 道 症 候 群 冠 狀 病 毒(SARS-CoV virus)、狂犬病毒(Rabies virus)、日本腦炎 病 毒(Japanese encephalitis virus) 等 分 子 與

細胞生物學研究。

的安全帶,而莫納皮拉韋則是像

儘管三期試驗未看到嚴重的副

醫院裡的葉克膜(extra-corporeal

作用,但科學家已發現,在人類細

延伸閱讀

membrane oxygenation, ECMO)就

胞粒線體中的RNA聚合酶(DNA-

算醫院裡擺了好幾臺葉克膜,開車

dependent RNA polymerase)也會誤

還是要繫安全帶,否則一出車禍就

用莫納皮拉韋;同時也已發現該藥

重傷,再多葉克膜也救不了。

對哺乳類細胞有誘發突變的效果。

1. Merck and Ridgeback’s Investigational Oral Antiviral Molnupiravir Reduced the Risk of Hospitalization or Death by Approximately 50 Percent Compared to Placebo for Patients with Mild or Moderate COVID-19 in Positive Interim Analysis of Phase 3 Study. Merck. 2021/10/01. 2. F l o r i a n Ka b i n ge r et a l . , M e c h a n i s m of molnupiravir-induced SARS-CoV-2 mutagenesis, Nature Structural & Molecular Biology, Vol.28: 740–746, 2021. 3. Calvin J. Gordon et al., Molnupiravir promotes SARS-CoV-2 mutagenesis via the RNA template, Journal of Biological Chemistry, Vol. 297(1): 100770, 2021.

此外,莫納皮拉韋還有著根本的

因此莫納皮拉韋的副作用,將是未

劣勢:

來必須持續追蹤研究的方向。

價格

仍有相當風險會惡化成重症

依外電報導,美國向默沙東採購

從新聞稿中可得知,儘管莫納皮

的價格為「一次療程712美元」,換

拉韋有療效,但在藥物組裡仍有約


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《變人》劇情起點: 人工智慧可以作為專利申請的發明人嗎? DABUS案在各國與臺灣的最新進展 許文馨

恆融智慧財產事務所專利師

2018年,人工發明家計畫

題,及美國專利局對DABUS案的決

於南非獲准專利,並在澳洲獲得有

(Artificial Inventor Project)團隊以

定提出報導及見解。時隔一年多,

利的法院判決。在歐盟、美國、英

泰勒(Stephen L. Thaler)作為申

臺灣智慧財產及商業法院於2021年

國、加拿大、中國、德國、臺灣等

請人,以其開發的AI「DABUS」

8月30日,就DABUS在臺灣提出的

地,DABUS相關申請案皆未獲得有

完成發明的「食品容器」(Food

相關專利申請案衍生的行政訴訟案

利的專利申請及行政訴訟結果。另

Container)與「吸引增強注意

作出宣判,且結論如同歐盟、英國

外,印度、以色列、日本、南韓尚

力的裝置和方法」(Devices and

法院所做出的判決,否准了以AI作

未對DABUS相關申請案作出決定。

Methods for Attracting Enhanced

為發明人提出的專利申請。另外,

A t t e n t i o n ), 向 歐 洲 專 利 局 提 出

美國聯邦地方法院法官亦於2021年9

專利申請。自此,「人工智慧

月2日的備忘意見書(Memorandum

(artificial intelligence, AI)究竟是否 為專利申請案的適格發明人?」,

Opinion)中,支持美國專利局認為 專利發明人必須為自然人的觀點。

已成為因應科技發展趨勢、智慧財

在本文中,筆者將回顧至今

產及法學界不得不面對的爭議性議

DABUS案在各國的專利申請及訴訟

題之一。

進程、對臺灣上述行政訴訟判決做

《科學月刊》第462期及463期 中,政治大學科技管理與智慧財產

簡要介紹,同時對此議題背後更為 重要的實務問題進行提引。

局(Companies and Intellectual Property Commission)在2021年7月 28日對DABUS案授予專利,成為世 界首個認可人工智慧系統作為專利 發明人的國家。DABUS在南非的申 請案,是以專利合作條約(patent atent cooperaton treaty, PCT)申請案 進入南非國家審查階段。有部分看 法認為,由於南非公司及智慧財產 局對於專利申請案本就不會進行實

研究所宋皇志教授以「人工智慧所 完成的發明能申請專利嗎?」與

首先,南非公司及智慧財產

DABUS案各國進程

體審查,且對於PCT進入國家階段

「由人工智慧所完成的發明,是否

截至2021年9月為止,以泰勒作為

的申請案亦不會再進行形式審查,

能在美國被『法院認證』?」二文

申請人,以名為DABUS的人工智慧

在專利申請過程中,DABUS案自然

針對AI是否可作為專利發明人的議

系統作為發明人的專利申請案,僅

不會受到由以人工智慧系統作為發


12 二○二一年十一月十五日

科技報導

科技智財

明人而衍生的相關問題,而能夠順

利局的上訴審議委員會,亦採取相

利時,有權要求將專利轉讓給該

利獲准專利。然而,雖然DABUS在

同的見解。

人」(be entitled to have the patent

南非的專利有效性仍有可能受到第

然而,澳洲聯邦法院在2021年

assigned to the person);《專利法》

三方(third party)的挑戰,其在南

7月30日,推翻了澳洲專利局的決

第15條(1)(c)規定:「申請人

非取得專利的事實,也反映利用AI

定。在判決中特別值得注意的論

從發明人或(b)款之人處衍生而得

促進科技創新與發展的時代趨勢。

點包括:法院認為澳洲專利法中

(derivation)發明之權利」,其中

另一方面,DABUS案同樣以PCT

所謂「發明人」(inventor)僅為

所謂「衍生而得」的概念相當寬廣

申請案進入澳洲國家審查階段。與

一個代名詞(agent noun)而可以

且並不限於轉讓(assignments),

南非國家審查階段不同的是,在國

代表進行發明工作的人(person)

因此發明的權利可以由擁有並操作

家審查階段,澳洲專利局就根據

或物(thing),因此,人工智慧

DABUS的泰勒,亦可以從DABUS

《澳洲1991年專利條例》(Patents

系統可作為發明人;再者,泰勒

這個發明人處衍生而得。

regulations 1991)及《專利法》的

是DABUS的擁有者、程式編碼者

相對於歐盟、美國、英國等不

規定,要求申請人提供身為「自然

(programmer)、操作者,因此

認可人工智慧系統做為發明人的觀

人」的發明人姓名,而因為申請人

可解釋其符合《專利法》第15條

點,澳洲法院之所以做出相反的結

堅持以DABUS作為發明人,澳洲專

(規定「誰可以獲得專利」)(1)

論,可能是由於澳洲專利法的文字

利申請案未通過審查。而後澳洲專

( b )的 規 定 :「 在 授 予 發 明 專

界定與其他國家相異,因此在解釋


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科技智財

二○二一 年十一月十五日

條文意涵上較為彈性。然而,針對

AI並非人類,不能作為發明人。

DABUS案

這個判決結果,澳洲專利局已提出

除此之外,布林克瑪還指出,美國

在臺灣的行政訴訟判決

上訴,因此DABUS案最終在澳洲是

國會在2011年於《美國發明法案》

否能以AI作為發明人取得專利,仍

(Leahy–Smith America Invents Act,

然是未知數。

AIA)中已將發明人界定為自然人,

就否准以AI作為專利申請人的

而在當時人工智慧已經存在。上述

國家而言,美國維吉尼亞東區聯邦

事實顯然佐證了法條中所指的發明

地方法院近期在備忘意見書中,仍

人排除了非自然人AI。布林克瑪表

然支持美國專利局於2020年4月提

示,「隨著科技演化,未來AI細緻

出的觀點,即:美國《專利法》中

複雜的程度可能足以滿足公認的發

的「發明人」必須為自然人。在

明人資格(inventorship)。但是,

此次備忘意見書中,法官布林克瑪

這樣的時刻尚未到來,而一旦時機

(Leonie Brinkema)指出,依據目

來臨,將由國會決定如何擴大專利

前的規定,AI還未能成為專利發明

法的適用範圍。」換句話說,法官

人:從《專利法》的內容來看,其

認為將AI涵蓋為適格的發明人的議

中所指的發明人顯然是人類;由於

題,後續應通過國會修法決定。

13

而在臺灣的部分,泰勒於2019年 11月5日以「吸引增強注意力的裝置 和方法」的發明向臺灣經濟部智慧 財產局(智財局)申請發明專利, 其中同樣以DABUS人工智慧系統 作為發明人。隨後,智財局要求申 請人以「自然人」為發明人進行補 正,但申請人仍堅持以DABUS作為 發明人,使得最終專利申請案受到 不予受理的處分。申請人提起訴願 遭到駁回後,旋即向智慧財產及商 業法院提起行政訴訟。 在行政訴訟中,原告(專利申 請人,泰勒)的主張包括:臺灣 《著作權法》規定非自然人的「法 人」可作為著作人並享有相關權 利,本於相同事務應為相同解釋之 理,《專利法》亦無限制實際從事 創作的人工智慧系統列為發明人; 另外,臺灣《專利法》並不如英美 法系國家限縮發明人的文字使用, 於程序上有極大空間可突破,因此 不應自我設限、以程序理由駁回此 專利申請案。被告(智財局)則抗 辯:著作權與專利權之間的法律規 定無直接適用之情事;且雖《專利 法》未明文規定發明人需為自然 人,參酌《專利法》與《民法》, 以及《專利法》修法說明、實務爭 訟見解及《專利法》逐條釋義等內 容,發明人必為自然人。 智慧財產及商業法院於判決中

(Photo by Possessed Photography on Unsplash)

認為依據現行法規及相關解釋,


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發明人應為自然人;人工智慧系

作為輔助工具,然而有鑑於AI技術

(這一直都比較像是哲學戰爭,

統DABUS不是前述法規或解釋定

的不斷演進與提升,其對於發明與

要讓人類相信我創造的神經結構是

義之「人」,在臺灣法律上被視為

創作的貢獻度已今非昔比。如此一

具有認知、創造力、感覺、意識的

「物」,屬於權利客體,不能成為

來,衍生的議題包括:人工智慧生

令人信服之認知模型;而近期確立

權利主體,無享受權利能力與資

成的發明是否需要專利保護或者類

DABUS完成了值得准予專利的發

格,因此智財局所為不受理處分並

似的激勵制度?若否,其生成的發

明,是這個系統能夠如同有意識的

無違法。有趣的是,在審理過程

明是否應歸入公有領域?如果人工

人類腦部『走路及談話』的進一步

中,審判長先詢問「原告對『人』

智慧生成的發明被排除在專利保護

證據。)

的定義是什麼?」原告回答「法律

之外,那麼針對這類發明有哪些替

如今所討論的「AI是否能夠作

上規範的人是自然人或法人」;審

代性保護機制?有關這些議題,各

為專利發明人」在法規制度層面的

判長接著利用委任訴訟的議題,使

國如美國、臺灣都已著手廣納各界

議題,可能僅是現今人工智慧技術

原告承認「DABUS在法律定義上非

意見,期望能使專利制度更貼切適

發展潮流下的冰山一角,而隨著此

法人及自然人,原告自無法受其委

用於人工智慧發展的情況與趨勢。

技術領域的快速演進,勢必將對各

任」。據此,判決此件專利申請欠 缺自然人為發明人,智財局所做的 不受理處分並無違法。 從此次行政判決中可看出,智慧 財產及商業法院目前僅就法規面判 斷以AI作為發明人是否符合專利 申請的程序要求,並未針對其背後 更重要的議題「人工智慧(AI) 所完成的技術是否應受專利保護」 及更深層的基本命題「AI須發展 至何種程度才能成為適格的自然 人」做探究。

界帶來更多衝擊與影響。未卜先知

找出專利制度與 促進AI發展的平衡 就目前的發展來看,以人工智慧 系統做為專利發明人提出的專利申 請案,在大多數國家都遇到困難與 阻礙。然而,如同泰勒在澳洲聯邦 法院作出對其有利判決結果後所表 示的,他對南非與澳洲獲得的結果 感到振奮,但對他來說,這從不是 一場法律上的戰爭。他曾經表示: It’s been more of a philosophical battle, convincing humanity that

人工智慧所完成的技術

my creative neural architectures

是否應受專利保護?

are compelling models of

雖然目前各國判決皆著重於依 據現有法律制度與規範,對人工智

cognition, creativity, sentience, and consciousness.

慧究竟是否為專利申請案的適格發

The recently established fact that

明人進行分析與判斷,但在法律制

DABUS has created patent-worthy

度背後衍生出的議題,顯然更需審

inventions is further evidence that the

慎思考並研擬相關對策。事實上,

system ”walks and talks” just like a

一般而言AI在發明、創作過程中是

conscious human brain.

的美國好萊塢早在1999年,即在改 編自艾希莫夫(Isaac Asimov)科 幻小說《正子人》(The Positronic Man),由羅賓威廉斯(Robin McLaurin Williams)主演的電影 《變人》(Bicentennial Man)中, 探討能夠發明人工臟器的機器人安 德魯(Andrew)是否為人類?只是 遲至19年後才由泰勒藉由專利制度 的規範,將此議題正式帶入各國專 利局及法院進行法律論戰。因此, 如何在專利制度與促進人工智慧發 展取得平衡,將是迫切值得討論與 發想的議題。


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生活中的AI應用: 淺談人臉偵測原理及衍伸的倫理議題 吳昆儒

國立陽明交通大學 人工智慧普適研究中心 計畫資深工程師

曾煜棋

國立陽明交通大學 資訊工程學系 講座教授

在科技爆發的時代,人工智慧

識別」(recognition),用來辨識

的左半部則為哈爾特徵,用來分析

(Artificial Intelligence, AI)技術

人臉的身分為何,此技術需要事先

畫面中的輪廓是否與已有的輪廓特

越來越常出現在我們生活。AI技

建立資料庫蒐集每個人員的臉部特

徵方格相近。以圖一(b)的上方為

術表示能夠讓機器具有類似人類

徵,因此常引來隱私權的爭議。本

例,就是將特定影像區域的內容與

的智慧,可用來提升人們的生活品

文將探討人臉偵測的原理,並說明

哈爾特徵進行分析,計算兩者的相

質、工作效率等。以日常生活中常

可能遇到的潛在問題。

似度。當影像內容與哈爾特徵完全 相同時,所得到的相似率為1。然

見的攝影機為例,這些攝影機可以 組成一套監控系統,守護我們的安

傳統人臉偵測的原理

而,實際影像不可能會與哈爾特徵 完全相同,如圖一(b)的下方。此

全。受惠於消費電子產品的發展與

傳統的人臉偵測做法,需要分

低廉的價格,一般民眾也能在自己

析圖片上每一個像素點(pixel)的

相似率可以協助我們評估畫面上的

的家裡安裝攝影機,目的通常是為

RGB色彩值,這種作法會花費大量

物件是否符合指定特徵。

了居家監護,觀測是否有人進出畫

的運算資源與時間。根據相關的研

藉由收集相關的特徵資料,能

面、隨時注意家中寶寶的狀態,或

究論文,研發出分析方法的團隊使

夠建立一個資料庫來描述人臉的特

者觀看寵物的最新動向。市面上的

用哈爾小波轉換(Haar wavelet)

徵,進一步讓電腦判斷是否有人臉

攝影機產品大多具有人物偵測,甚

的概念來設計一個分析影像特徵

出現在畫面上。以鼻子為例,鼻翼

至是人臉或口鼻偵測等相關功能。

的方法,稱為哈爾特徵(Haar-like

四周的輪廓就是一個很明顯的臉部

這些功能可以自動判斷畫面中的資

feature),藉由蒐集人體的身形輪

特徵。

訊,讓我們得知人物出現的時機,

廓特徵,可以在圖片上偵測是否有

不需要長時間觀看畫面去追尋特定

人物出現。

然而,當電腦進行分析時,就 需要計算指定圖片區域的像素點數

的人物。而當我們談到人物偵測

圖一(a)即為舉例說明邊緣線

值,這個計算量往往相當龐大。以

時,最廣為人知的方法就是「人臉

條的哈爾特徵。後來團隊擴充此方

圖一的為例,當我們計算4×4的

偵測」(detection),藉由分析人

法,發展為成臉部偵測的系統。因

圖片區域時,裡面一共有16個像

臉的器官部位特徵,如:眼睛、鼻

為人臉輪廓具有一定的規律性,特

素點,若要計算該區域的數值總和

子、嘴巴等,可以得知畫面中是否

別是在眼睛、鼻子、嘴巴區域,此

時,直覺的做法是將這16個點加在

有人臉。另一個進階應用為「人臉

處的輪廓特徵最為明顯。圖一(a)

一起。此方法雖然簡單,但圖片尺


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圖一:哈爾特徵的樣式與計算範例。(作者提供)

寸變大、需要分析的特徵變多時, 會消耗大量的運算資源與時間。因 此,研究人員進一步提出一系列的 方法來縮短整體流程,首先是積分 圖(integral image),此方法會在 起始階段掃描整張圖片並計算每個 像素點的累加值。回到先前的例子 後,計算圖片區域的數值總和時, 只需要計算4個像素點的資訊。以 圖二為例,當我們想要計算灰色區

圖二:積分圖例子。(作者提供)

域的數字總和時,直覺做法為將6 個像素點的數值累加起來。而積分 圖的做法是先建立一個像素點的累

串接(cascade)技術,判斷畫面上

灰階加速運算,

加值,然後再選取鄰近四個像素點

是否有特定的臉部器官,若有符合

卻產生公平性爭議

的數值進行運算,如圖二積分圖中

條件(如:發現鼻子)才會進行後

值得注意的是,這些人臉偵測

被粗框框起來的數值。此作法可以

續的分析。此流程的執行速度能夠

的系統都會把彩色圖片轉換成灰階

大幅度降低運算成本,不論計算的

在一秒鐘處理15張圖片(frame per

(grayscale)樣式,研究人員也有

範圍有多大,只需要4個數值的運

second, FPS),可用於即時的物件

特別說明這一點,這套快速的偵測

算即可得到區域的總和。

偵測。這個技術被廣泛用在現有的

系統僅適用於灰階的圖片。在人類

人臉偵測系統,網路上也有許多教

眼中,我們能夠看到各式各樣的色

學供有興趣的人去研究使用。

彩。對電腦來說,也常使用RGB

後續的研究還有結合自適應增強 (adaptive boosting, AdaBoost)與


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色彩空間來定義顏色,一張彩色的

科技人文 期望能夠快速地獲得結果。

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膚、深色皮膚。圖三的人臉圖片參 考所統計的皮膚色碼,然後使用臉

圖片可以用RGB三個通道來描述內

然而,這種做法會遇到一些潛

容。以一個像素點來說,它的顏色

在的問題,膚色淺的人種在此系統

一共有255×255×255(約1658萬)

中會有較好的辨識效果,膚色深的

這3張圖片都屬於人臉,唯一的

種組合。如果採用灰階的色彩空

人種會不易被辨識,由於人權意識

差別只是膚色不同,理論上應該都

間,一個像素點只有255種組合。當

的興起,AI技術的公平性也常受到

能夠被偵測到。當這3張圖片轉換

電腦在分析圖片的時候,使用灰階

檢視。回顧先前提到的資料處理流

成灰階照片後,我們觀察鼻子附

圖片可以降低大量的運算資源並縮

程,他們會先將彩色照片轉換為灰

近的輪廓,可以發現深色皮膚的

減時間。此外,灰階的程式碼複雜

階照片,然後再分析灰階照片上的

鼻子輪廓較不明顯。這些照片套用

度也較低,如果一開始使用彩色空

輪廓特徵,檢查是否有特定輪廓的

先前提到的哈爾特徵計算方式,即

間進行輪廓分析,需要考量各種資

資訊。以圖三為例,有3種不同膚色

黑色區域與白色區域的數值相減,

訊,如:亮度、色差……等,將這

的人臉示意圖,當轉換成灰階照片

淺色皮膚的照片會得到較高的相似

些資訊納入分析之後,整體執行效

後,可以發現膚色深的輪廓較不明

率,而深色皮膚會得到較低的相似

率往往比灰階圖片還要慢。基於效

顯。根據後續的研究資料顯示,研

率。從上面的例子可以得知,膚色

率的需求,大多辨識系統的流程都

究人員將蒐集的皮膚顏色資料集大

淺的人種在此模型中會有較好的辨

會先將彩色照片轉換為灰階照片,

致分為3種類型:淡色皮膚、棕黃皮

識效果,而膚色深的人種會不易被

部偵測來觀察各自的辨識效果。


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圖三:不同膚色的臉部偵測流程。(作者提供)

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辨識。其背後原因和跟運算流程有 關,因為將彩色圖片轉成灰階圖片 可以大幅縮減運算時間,但對於不 同膚色的人種會有不同的偵測結 果。對當初的開發者來說,他們僅 是想要提出一套快速的偵測方法, 但此方法間接產生公平性的議題, 這個影響也是始料未及。

物件偵測技術YOLO的 發展與爭議 (123RF)

除了人臉偵測的技術以外,物件 偵測(object detection)技術在電 腦視覺(computer vision, CV)研

twitter發表了一段令人震撼的宣言:

後研究員。藉由YOLOv4的研究成

機的畫面通常包含許多資訊,如:

I s topped doing CV res earch

果,也成功讓全世界看到臺灣的軟

寵物、車輛等,物件偵測可以自動

because I saw the impact my work

體實力。根據中研院的新聞稿,

分析畫面中的物件種類。以YOLO

was having. I loved the work

YOLOv4在臺灣已經應用於智慧交

(You Only Look Once)為例,此

but the military applications and

通與COVID-19的防疫應用,未來期

方法直接將整張原始(彩色)圖片

privacy concerns eventually became

望有更多人能以此技術創造更多有

輸入至卷積神經網路(convolutional

impossible to ignore.

趣的生活應用。

究領域也受到許多注目,因為攝影

neural networks, CNN)進行分析,

雷德蒙表示雖然個人很熱愛電腦

並且依靠圖像處理器(graphics

視覺的研究,但發現到其研究成果

processing unit, GPU)的運算能力,

在很多領域產生影響,特別是軍事

一秒鐘可以處理45張圖片,表示已

應用與個人隱私的問題,這些倫理

能夠進行即時物件偵測。YOLO發

議題是無法忽略的,因此選擇離開

延伸閱讀

表之後受到許多人的關注,累積至

電腦視覺的研究,讓其他人繼續接

2021年10月的論文引用數已高達1

手相關研究。

1. Paul Viola & Michael Jones, Rapid object detection using a boosted cascade of simple features, Proceedings of the 2001 IEEE computer society conference on computer vision and pattern recognition, 2001. 2. Joseph Redmon et al., You only look once: Unified, real-time object detection. Proceedings of the IEEE conference on computer vision and pattern recognition, 2016. 3. 中央研究院,〈人工智慧》全球搶用的物件

萬9千多次。YOLO的作者後來發表

YOLO官網後來仍發布新版的

YOLOv2與YOLOv3的研究,提供

YOLOv4的資訊,作者就不再出

更快速、更精準、可識別更多物件

現雷德蒙的名字,取而代之是原

的能力,並且開放原始碼讓有興趣

本的程式碼維護者,也是俄羅

的研究團隊可以研究他們技術。

斯開發者博奇科夫斯基(Alexey

然而,YOLO的作者雷德蒙

Bochkovskiy ),以及中央研究院

(Joseph Redmon)在2020年於個人

的廖弘源特聘研究員、王建堯博士

偵測演算法上線 最神速精準一眼揪出你有沒 有超速!〉,2020年7月2日,https://www. sinica.edu.tw/ch/news/6576。


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生醫先鋒

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資訊生活

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盲人摸象看軟體, 程式碼是財產,還是……? 洪朝貴

朝陽科技大學資訊管理系副教授。

過去這幾十年間,手機軟體逐

你也可以接受嗎?廠商如果真的這

是可以重複販售的財產,而是單一

漸吃掉了計算機、鬧鐘、指南針、

樣限制你的自由,那麼這個錢包到

次的工作產出。就像是老師上課的

數位相機、GPS導航、電子字典等

底算是誰的財產呢?

錄影一樣,這種產出並不是他的財

程式碼正在吃掉全世

把軟體視為財產其實是大型軟體

產,最多只是可以向學生、僱主爭

界,而如果我們的社會只停留在將

公司的專利。軟體的複製成本幾近

取一次性額外工作獎金的工作成果

軟體視為財產與工具,將忽略掉許

於零,對大型軟體公司來說,販售

而已。

多重點。

軟體就像是印鈔票一樣。但是這個

物品,軟體

軟體像財產嗎?

權力如果釋放給一般大眾,那麼這

軟體是知識,

種鈔票就會失去它的價值。對一般

可以在網路上自由分享

程式碼視為「財產」,

人而言,我們不僅無權印鈔,甚至

善於搜尋網路資源的人士,很容

恰當嗎?現在的軟體有許多特性,

無權像自由處置車、房、家具等一

易把軟體視為「知識」。就像許多

讓它與我們日常的財產有很大的差

般正常財產一樣,自由處置我們所

食譜或冷知識一樣,都因為資訊複

別。二手電腦可以上網販售,但是

「擁有」的軟體「財產」。把軟體

製零成本,所以很容易在網路上搜

Microsoft Office可以嗎?買回家的

視為財產的視角,完全無法解釋為

尋得到、可以無償取得。把任何熱

畫紙蠟筆可以隨時使用,紙筆工廠

何我們失去了自由處置財產的基本

門軟體的名字加上open source去搜

不會檢查你的網路連線;但是逐步

權利,甚至會限制乃至扭曲思考,

尋,經常可以找到自由軟體版的同

走向訂閱制的Adobe繪圖軟體可以

讓我們看不見許多比軟體價格更重

樣功能替代品。

嗎?Line說是為了保護你的帳戶安

要的事。曾經,臺灣許多所大學的

自由軟體跟網路上找到的食譜

全,所以一定要綁定一支固定的手

校長們聯合發表聲明,目的僅僅是

一樣,諸多版本的品質高低可能有

機;但是賣你錢包的廠商如果也要

集體抗議微軟Office定價過高,令

著很大的落差。但是就如同食譜等

求你每次把錢包從一條褲子移到另

人嘆息。

網路資訊,只要網站有留言討論的

把軟體

一條褲子時,都必須把舊的那條褲

即使是對於位居大公司的程式

空間,那些原本只是來吸收知識的

子擺在手邊,否則禁止移轉,這樣

設計師而言,所完成的軟體也並不

閱讀者,也很可能在分享知識的氛


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資訊生活

圍下,把他處的知識帶來分享給站

而入獄。直到今年他們才洗刷冤

合法購買DVD影音光碟的用戶,

長、原創者、其他閱讀者。從這個

屈,是因為地平線程式碼裡有錯

會因為他的電腦採用Linux作業系

視角比較論述自由軟體與專屬軟體

誤(bug)而毀了他們的現實人

統而無法播放。因為解碼授權機

孰優孰劣,有一部分會與探討維基

生。這兩年的2019冠狀病毒疾病

構DVD CCA(DVD Copy Control

百科或開放街圖優缺點的論述類

(COVID-19)疫情促使學校改採遠

Association)不會同意Linux社群購

似。也才得以解釋一些問題,例如

距教學,在美國更有許多學校採用

得授權後公開其程式碼,因此募款

參與貢獻的程式設計師、撰文者、

極具爭議的遠距監考軟體。這類軟

也無法解決此一問題。有網友自行

地圖繪製者為什麼要無償分享?

體禁止電腦的擁有者開啟瀏覽器的

開發Linux的DVD播放軟體DeCSS,

採取財產視角看軟體、用金錢

其他分頁、禁止開啟其他應用軟體

並且自由分享,開發者卻遭到授權

動機解釋人類一切行為,無法理解

等,行為跟違背電腦主人意志、劫

機構DVD CCA以訴訟威脅,並要

甚至會進一步強烈否定好玩、成就

持電腦控制權、刺探隱私的各類惡

求網站下架DeCSS。霍蘭(Rene

感、解決自身問題、提高網路社會

意軟體一樣。這引發師生抗議軟體

Hollan)採用隱寫術寫文章,把程

地位等金錢以外的動機。在某些論

公司侵犯隱私與自主權。

式碼編碼藏在文章的空格裡,讀懂

戰當中,甚至可以看見主張「軟體

無奈地,大多數時候,我們的生

那一篇文章的人就可以還原DeCSS

程式碼是財產;金錢是創作唯一

活被那些我們無權質疑、甚至無權

程式碼。這迫使DVD CCA必須對那

動機」論述者所展現出來的反應,

研讀與理解的法律所宰制著。對於

邊文章進行言論管制,或者停止封

頗為類似獨裁國家民眾遇到多元視

冤獄的局長們,以及因為膚色太深

鎖DeCSS。

角論述挑戰時,堅持以黨的價值觀

而無法考試的學生們而言,這種被

另一個例子,加州大學柏克

為唯一權威的態度。

黑箱法律所冤枉的感受特別深刻。

萊分校(University of California,

另一方面,開放原始碼的各種密碼

Berkeley)的數學博士伯恩斯坦

貨幣,因為遊戲規則透明化及去中

(Daniel Bernstein)發表一篇加密

心化而吸引了許多投資者的信任,

演算法的論文,卻遭美國政府以

現在更逐漸與主流金融市場整合。

國安理由要求下架,由捍衛資訊

密碼貨幣的交易手續費與挖礦機

人權的非營利組織電子先鋒基金

制,還有以太坊與艾達幣等智慧合

會(Electronic Frontier Foundation,

約、非同質化代幣(non-fungible

EFF)協助他進行訴訟。帕特爾

軟體是法律,限制使用規則 程式碼

軟體是法律,這件事

創用CC發明人雷席格(Lawrence Lessig)在20多年前寫書的時候就 曾加以說明。他以《第二人生》 (Second Life)等遊戲作為例子, 說明在虛擬世界裡,程式碼像是物 理法則(architecture)或是人類法 律(law)一樣,限制或至少左右了

token, NFT)之類的金錢往來規 則,更把「軟體是法律」這句話, 從譬喻變成直白描述的事實。

局大規模導入日本富士通(Fujitsu)

官判決程式碼是言論,伯恩斯坦的 言論自由應該受到《美國憲法第一 修正案》(First Amendment to the

使用者能做的事。 大約在此論述的同時期,英國郵

(Marilyn Hall Patel)執行審判的法

軟體是言論, 也應具備言論自由

United States Constitution)保護。 另一個比較輕鬆的例子,則是

開發的「地平線」(horizon)電

程式碼也是言論,具有表達意見

perl程式語言的寫詩比賽,每件參

子會計系統,此後有700多位郵局

的屬性,撰寫程式的權利,應被視

賽的作品唸起來是一首英文詩,執

局長遭控詐欺,其中有39位因此

為言論自由受到保護。舉例來說,

行起來卻是一個程式。


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資訊生活

二○二一 年十一月十五日

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軟體是數學定理,

強國的app就有個最鮮明、赤裸裸

果從App Store下架。值得一提的

被發現而不是發明

的例子。高壓洗腦是最強有力的方

是:跳回先前的「程式碼是言論」

程式碼也是數學定理,有一些

法,但並不是透過程式碼進行認知

觀點,《逆統戰》與《電話故事》

人認為這兩者都是被發現的而不是

戰的唯一方式,在《全民打漢奸》

這類挑戰強權的認知戰武器,遭到

被發明的。諸如各種排序演算法及

這個遊戲裡,反送中人士被貼上漢

強權噤聲也是很容易理解的。

平衡樹等資料結構,經常都有不同

奸標籤,成為玩家打殺的對象。這

的人各自獨立發現類似或等價的結

個遊戲在微博中四處散布並沒有標

果。甚至僅僅是邏輯能力較好的年

明註明著作權人,創作者的動機顯

輕程式設計師,也很有機會獨立自

然不是販售財產以便賺錢;這不是

行重新發現其中一些最自然、最有

誰的財產,而是政治作戰文宣的21

效率的方法。筆者在高中的時候,

世紀版。

軟體逐漸成為身體的一部分 最後,程式碼正在逐漸地與我們 的身體結合,擴充甚至融入我們的 神經系統。近期一個案例,是4歲 的瑪雅(Maya)因為障礙無法清楚

為了破解騎士走棋盤問題,而領悟

不過,共產黨並不是透過程式

發聲,只能靠一家小公司在iPad上

出一大類對於剛學會迴圈的程式

碼進行認知戰的唯一組織。《逆統

所推出的app「Speak for Yourself」

戰:致地與海的革命者》是一款由

(SfY)與父母溝通。而溝通輔

臺灣境外戰略溝通工作小組所發表

具(augmentative and alternative

的反共史詩桌遊。籌資固然是目的

communication, AAC)市場上的

之一,但是用智慧財產權保護它是

大咖公司Prentke Romich Company

否有助於終極目標?這是值得創作

(PRC)原本的暴利被SfY所破

團隊思考的問題。

壞,於是以專利法令控告SfY的發

設計師而言較為挑戰問題的解法, 直到大學唸了資工系才知道那個問 題叫做旅行推銷員問題(travelling salesman problem, TSP),而我想出 來的方法叫做遞迴。 事實上程式語言中有一大家族通 稱為函數程式設計語言(functional programming languages),其設計 理念就是把每一個程式碼都視為一 個數學函數,而驗證程式碼的正確 性也就變成了證明數學定理。如 果這個社會用智慧財產權保護高 斯消去法(Gaussian Elimination) 或牛頓-拉福生演算法(NewtonRaphson Algorithm),要求每位使 用者必須付錢給發明人的子孫,那 麼數學在各種工程上的應用將會更 加蓬勃或是肅殺呢?錢應該要付給 牛頓的子孫還是拉福生的子孫呢?

軟體是認知戰的工具 程式碼是認知戰的工具,學習

此外,政治並不是透過程式碼進 行認知戰的唯一戰場。許多廠商把

行者,蘋果也配合其要求將SfY下 架,而瑪雅也因此被噤聲。

證券交易app設計成像遊戲一樣,

另一個案例,桑德勒(Karen

吸引年輕人頻繁交易上癮。投資新

Sandler)是軟體自由保護協會的

手凱恩斯(Alex Kearns)誤以為

律師,也是心律除顫器的使用者。

自已賠大錢而自殺,這引發了美國

她想要知道自己所使用的機器是

證券交易委員會的關注,要限制這

否安全,但她無法從廠商手中取

類的引誘交易限制。遊戲設計師佩

得程式碼。即使白帽駭客巴納比

德西尼(Paolo Pedercini)撰寫許

(Barnaby)早已示範如何駭入胰

多刻意引發爭議的apps,目的是要

島素泵,顯示醫療器材的資安問題

促使大眾討論被主流媒體所忽略的

嚴重。桑德勒更不斷地向廠商強

重要議題。他的作品遊戲《電話故

調:這是要放進我身體裡的東西,

事》(Phone Story)探討衝突礦產

我需要知道它是否安全,但仍舊沒

(conflict mineral)議題下的童工、

有任何一家除顫器的製造商願意提

血汗工廠、計畫報廢等問題,戳到

供程式碼。除顫器的參數設定對孕

許多手機生產商的痛點,因而遭蘋

婦特別危險,如果有程式碼,就可


24 二○二一年十一月十五日

科技報導

資訊生活

以特別針對孕婦改變參數設定。但

那些植入我們身體裡各個器官的裝

們只能搶著摸象尾巴更危險,更令

是在廠商不願意配合情況下,最後

置嗎?

我們──包含大學校長與資訊、電

醫師只能施藥降低她的心跳速度,

將軟體僅僅視為財產,而缺乏其

腦教授們──的想象力貧乏、無法

而提升了其他方面原本不必要的醫

他認知的社會,就像只被允許觸摸

應對新世界的快速變化。我們的社

療風險。

牆上細縫露出來的一條大象尾巴的

會,需要勇氣打破對於軟體的認知

特斯拉(Tesla)、太空探索技

盲人們一樣,因為關注了錯誤的重

高牆、需要更多採用其他觀點的聲

術公司(SpaceX)、Neuralink創辦

點,而失去許多真正了解大象──

音,去討論、理解軟體到底是什

人馬斯克(Elon Musk)的公司,

軟體的機會。軟體

麼、會如何影響我們。

最近成功地讓一隻頭骨底下裝有

掉全世界。如果這麼說太抽象,

Neuralink的猴子用思想去操作遊

請想想過去這幾十年間,手機吃

戲。當逐漸老去的我們,全身上下

掉了計算機、鬧鐘、指南針、數位

從心臟到頭腦都漸漸需要透過軟體

相機、GPS導航、電子字典,為什

與世界互動的時候,我們還堅持

麼?無論是售前到售後,一般使

「軟體是財產」的觀點嗎?我們認

用者從來不是軟體真正的「擁有

為廠商有權隨意處置他們的財產,

者」,卻被說服把軟體視為大公司

透過藍牙或是WiFi讀取,甚至遙控

的財產。這樣的想法比所有的盲人

程式碼正在吃


SciTech Reports

二○二一 年十一月十五日

科技人文

25

誤解核能與輻射,則傷害健康與環境 林基興

中央大學通識助理教授。

為何核電廠常被報導有事故發

據皆有許多錯誤。

平行,因此我國不可能發生如福島

生?因媒體喜歡「小事化大」。舉 例來說,首先今年4月,日本宣布 兩年後要將福島核電廠廢水排放入 海,媒體掀起輿論一片嘩然。其 實,自然界有多種放射性元素,水 3

即含極微量氚(Tritium, H),並非 日廠獨創怪物;放射性氚濃度每公 升只有1500貝克(Bq),遠低於世 界衛生組織飲用水含氚的管制標準 每公升1萬貝克、國際原子能總署每 公升6萬貝克,受到美國政府公開支 持。又如,體重70公斤的人,體內 約有4300貝克的鉀-40( 40K),其 半衰期12.5億年,釋出β粒子的能 量是氚的70倍,而氚的半衰期只是 12.3年。

而我國東部琉球海溝與東海岸並非

反核四的許多理由 多出於誤解 今年3月20日,核四前廠長王伯輝 在《風傳媒》為文〈蔡總統,別再 提「核四拚裝車」的不實說法〉, 提及核四經過嚴格安檢,成員包 括 世 界 核 電 廠 協 會 ( WA N O )、

那種規模的海嘯。 美、英、法、日等先進國家一 直支持核能發電的應用,但為何許 多反核人士只舉(幾年前)要廢核 的德國為案例呢?而日本核災後, 經過檢討並未停核仍持續啟用核 電。全球只剩德國可學廢核,但德

美 國 核 能 管 理 委 員 會 ( N R C )、

國增加燃煤而多排碳,又從法國進

歐盟執委會核安管制組織(EC/

口核電,在環保議題上實為「兩面

ENSREG)。負責安檢的總顧問蔡

人」。

維綱,曾任美國芝加哥最大電力公

此外,核電延役的例子甚多,美

司的核能副總與美國機械工程師學

國則絕大多數(94機組)已准延20

會核能法規委員會主席,曾經致信

年而用60年,最近有兩機組准用80

王伯輝,表示核四廠一號機的測試

年。相對地,我國則棄之如敝屣。

是他的核能生涯30年中,最嚴謹且

反核的開山祖師東海大學生物

其次,今年6月,中國與法國合

許多測試結果高於廠家標準的電

教授林俊義,在20年前提出的口號

資的台山核電廠核燃料棒的包裝破

廠,核四系統符合所有設計要求,

損,稀有氣體濃度稍增。因該廠用

可以保證在正常或異常情況下為公

到美國的關鍵技術,須提報美國,

眾的健康和安全提供全面保護。

「反核就是反獨裁」。再後來,該 黨取得政權,無獨裁可反,反核人 士只得轉而誇張核能風險。

美方聲明無立即危險性,在核安分

至於反核者質疑的地質問題,美

類屬於「0級事故」。國際原子能總

國貝泰公司(Bechtel Corporation)

署、中國、香港、臺灣等地,都沒

曾調查核四廠址附近斷層,確認附

福島與車諾比,

有監測到背景輻射值上升。但消息

近最年輕斷層為枋腳斷層,最後活

遭誇大的核能風險

傳出,媒體即捕風捉影地渲染,例

動年代超過3萬7千年;中華民國地

核能的和平用途已70年,美式

如美國有線電視新聞網(CNN)說

質學會、中央地質調查所、國科會

核電廠的輻射至今沒導致一人死

「迫在眉睫的放射性威脅」。

等研究均顯示,核四廠地質適合。

亡。諾貝爾獎得主與美國能源部前

臺灣政策預定要在2025年開始

其次,大海嘯多半源自與海岸線平

部長朱棣文指出「核電廠是可控制

「非核家園」,但其背後的理由根

行板塊大斷層錯動(例如福島),

的」。美國核子海軍之父李高弗


26 二○二一年十一月十五日

科技報導

科技人文

(Hyman Rickover)在三哩島核電

亡50人,以數字來說嚴重程度更有

質嚴重,嚴重的是人們對其了解不

廠事故後,也到國會作證說明「為

甚之,但社會毫無查覺。

足,未作出適當處置。

何核子海軍從無事故」指出,只要

車諾比事故主因是蘇聯設計錯

此外,全球最古老的核能反應

誤,使用了石墨作為緩和劑。石墨

爐,為位在非洲加彭(Gabon)的

有許多反核討論強調核能風險,

一旦在高溫下點燃,不易撲滅,且

歐克陸(Oklo)天然核反應堆。20

均以日本311與車諾比事故為例。

事故發生後將釋放大量火焰與煙

億年前,反應熱蒸發了水,缺少

但其實,日本311地震受創最嚴重

霧,夾帶放射性物質擴散飛揚。

水作為中子緩和劑後,反應自然停

的部分並非福島,而是火力電廠燃

車諾比反應爐危險,一部分也由

止;接著累積自然水,又繼續核反

料槽爆炸事故:氣仙沼市的大火才

於蘇聯要藉以維護「武器級」鈽

應;週而復始,直到用完適宜濃度

是整個東日本大震災最嚴重的發電

(Plutonium, Pu)燃料濃度的生產

的燃料;當時鈾-235(235U)濃度

廠事故。在此事故中,裝滿液化石

效率,燃料在反應爐中不可超過30

3.5%就如今天反應爐用的。此天然

油氣的儲油槽遭到破壞,隨著海嘯

天,為了能不停機即抽換燃料,車

核反應後的核廢料,20億年來擴散

衝擊延燒進市區並使其陷入火海而

諾比就無美式圍阻體的安全保護。

只幾十公尺,西非熱帶雨林核廢料

照規矩作業就不會出事。

滅市。在世界銀行(World Bank)

並沒有「到處亂跑」。

所預估的日本災後復興成本中,超 過大半都來自於氣仙沼市。喜歡辯

輻射有其風險,

稱臺灣在地震帶而不能用核電者,

但應理解劑量概念

須知天然氣設施的耐災害標準遠低 於核電廠設施,若真有撼動核電廠

輻射有其風險,但看劑量。世界

的超大災害,則我國非核家園規劃

安全規範是每年1毫西弗(mSv)。

「50%天然氣」,將可能使臺灣燒

印度喀拉拉邦(Kerala)的岩石含

成火海。

高放射性物質釷,天然背景輻射 5∼15毫西弗,但該地居民的癌症

此外,福島事故部分來自反應

發生率,並不比其他低劑量地區的

處置不當,福島在反應爐缺水冷卻

車諾比核災發生過後幾個月的空拍照

時,若不須經層層請示與顧慮留存

片,圖中央為車諾比核反應爐。(IAEA

高;另外,伊朗拉姆薩(Ramsar)

Imagebank, CC BY-SA 2.0, Wikimedia

地區的民眾,每年受到背景輻射劑

反應爐而儘快打入海水,事故的嚴

Commons)

重程度可以降低很多。後來,臺灣

量甚至高達260毫西弗,細胞遺傳學

發展全球稱讚的「斷然處置」(包

其次,搶救車諾比的消防隊員遭

研究顯示,這些人與正常背景輻射

括自動灌海水設施),在緊急意外

受高熱與化學燙傷;同時承受很高

民眾無顯著差異。1977年諾貝爾生

時,授權第一線主管即刻處置。龐

的輻射劑量,主要來自附著在他們

醫獎得主雅蘿(Rosalyn Yalow)表

大311天災造成2萬人死亡和失蹤、

身上放射性物質,最嚴重效應來自

示,民眾需要了解「無害、可忽略

多處大火,福島電廠(40年)承受

皮膚上的β射線,如果他們穿了防

的放射性」觀念。

著超過其設計基準的衝擊,卻沒有

護衣就可防範。事實上,當初若他

我們做的每件事均包含風險,若

造成任何人因輻射而亡。而在同一

們注意到,並移除身體曝露部位皮

遇到核電就說「不要跟我講機率,

週,有30位煤礦工人死亡 ;隔年1

膚黏附的放射性物質,傷害大可減

一旦降臨都是百分之百的災難」,

月,日本北部大雪,因鏟雪事故死

低。輻射造成的危害並不比其他物

看似理直氣壯,實則理盲情濫得


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二○二一 年十一月十五日

科技人文

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「機率再小也不能接受」?若當真

美國國家工程院院士柯恩

體檢均無任何人遭輻射傷害。宣稱

這般重視風險,則在家也不安全常

(Bernard Cohen)指出,對於核

「核廢料輻射外洩造成近年蘭嶼癌

有事故致死,外出也無保障,實際

能,依專業能力「電視記者、大報

症為居民死因之首」的證據何在?

上在家與外出致死的機率,均遠大

的科學記者、所有科學家、能源科

反核人士將蘭嶼核廢料描述成「大

於核電事故的機率。在高速公路

學家、核能科學家」支持度逐漸變

量輻射、如同癌症與愛滋病般危

上,駕駛一個不小心可能導致嚴重

大,因為越是具有專業知識,越有

險」,難怪民眾嚇得半死,因此任

傷亡,例如該稍轉彎而沒轉的話,

能力做出合於專業的判斷。

何地區的民眾均可拿此擋箭牌拒絕

就是大災難。但是高速路上滿是車

核廢料,所以政府找不到接納地。

與人;我國交通事故每年幾十萬 件、死亡幾千人,但有人抗議與禁

對於核廢料的迷思

反核者說不能用核電,因找不到存 放核廢料處,實情是只要政府一說

車嗎?國人反對核電,第一個原因

核廢料可分為高階核廢料如用過

就是「無法保證『絕對』安全」。

核燃料、低階核廢料如操作過程受

但是,每天一開始,早餐絕對安全

污染的濾器與手套等。高階核廢料

嗎?瓦斯爐等廚房設施絕對安全

有96%可重新製成燃料用來發電,

嗎?交通工具絕對安全嗎?路邊懸

其餘可用加速器改變成無輻射的核

掛的廣告招牌絕對安全嗎?空汙絕

種。從降低廢棄物總活度或資源利

對安全嗎?我們要求安全,但知仍

用效率來看,廢棄物再處理而善用

有導致禍害的不確定性,因此,更

是上策,就如法國與日本所為。若

適當的要求應為「夠安全」。國際

堅持當廢棄物掩埋,則做成玻璃固

標準化組織對「安全」的解釋為

態,存放在不銹鋼容器中,往外依

「免於無可接受的危害風險」,以

序為安定劑層、鈦合金保護層、防

「降低相對風險」取代「追求絕對

腐蝕層、結構套層、回填層(遇濕

安全」。

會膨脹)、岩層,放在地下300公尺

此外,在尋找核廢料儲存場的時

在核電風險方面,經由「生命預

岩層中,即無輻射外洩疑慮。2002

候,就受到地方政府反對。在經濟

期損失」(各風險減少壽命),或

年,世界第一座高放射性廢料處置

部依據選址條例,於2012年7月3日

內部與外部成本分析,比較各式發

場在芬蘭奧爾基洛托(Olkiluoto)

核定並公告臺東縣達仁鄉及金門縣

電,科學家已知核電風險遠小於火

誕生,當地居民與芬蘭國會以超過2

烏坵鄉2處,然後請兩縣政府辦理公

要放在哪裡,反核者馬上就號召民 眾前往抗爭;在地質條件上,臺灣 有適合處,但反核者只知阻撓。 2006年,立法院通過《低放射 性廢棄物最終處置設施場址設置 條例》,其內容是當時立委一再 加碼促成的,例如,添加公投門檻 之第11條「經公民投票同意者,得 為候選場址」;巨額補償的第12條 「……回饋金最高不得超過新臺幣 五十億元」。

3壓倒性多數同意興建。

投,惟兩地縣政府均函復表示歉難

反核者撩撥民眾神經的範例是

低階核廢料的一成來自核醫藥與

同意。

2014年,政大金融系C教授為文「神

理工研究等,因此不論我國是否使

2017年,因蘭嶼抗議,其儲存場

仙打鼓也會錯,別遺害百年」,說

用核電均會產生,也就需儲存場。

存放的核廢料要遷出,放哪裡呢?

動用核四的話,省電費但代價國家

蘭嶼放置低階核廢料,全島設有超

當時被選中的4縣市首長皆採強烈

癱瘓滅絕。其實,他的神仙不解核

過50個偵測站,定期採取水土岸

反對的態度,例如澎湖縣強調「我

電,全球使用美式核電已70年,其

沙、農畜海產試樣,一直以來,劑

們不容許這種民眾會有疑慮、會汙

輻射沒殺死一人,曾犯錯而致事故

量率均在環境背景變動範圍內。台

染地方的核廢料來。奉勸台電不用

的美日,並沒因核電而滅絕。

電員工宿舍離貯物僅15公尺,每年

再想澎湖了,我們是不可能的,連

力發電或太陽能,福祉則更大。


28 二○二一年十一月十五日

科技報導

科技人文

談都不用談。」基隆市表示「整個

里, 其冷卻水來自哈德遜河,正是

北市長林洋港籌建翡翠水庫而捱罵

城市都在翻轉進步,怎麼能被拿來

紐約人的飲用水,美國人可曾因而

「太危險了,若水庫被炸就淹死多

儲存核廢料。」金門縣說「沒有天

寢食難安?

少人」,若他屈從反對者,哪來今

良,是看不起金門島和住民嗎?」

院士又說,核電的使用向來備受

日的順暢供水?

爭議。其實,幾乎任何議題均有人

2015年中,臺港日三位校長會

反對,說核能「爭議不斷」,公平

議後,美國工程院院士郭位告訴筆

嗎?就像美國國家科學院(NAS)

者,2014年4月,中研院翁啟惠院長

報告所說,即使抽菸致癌的證據如

請他(唯一具有核工背景的院士)

山,還是有人反對致癌說詞。對於

過目上述院士連署書。他認為內

2014年4月27日,媒體出現〈中

核四,院士建議尋求公投共識後,

容很離譜,礙於人情,勉強修了一

研院院士對核四問題的看法與建

再決定是否續建及運轉。2009年

些,但謝絕連署。2016年,在行政

議〉連署書,但其內容相當誤導,

英國民調核電,約半數英國人答說

院生技策略會議後,翁啟惠告訴筆

例如,院士擔心核四附近人多,又

「我對核能不夠了解,不足以表達

者,他受「具有綠電利益」的旅美

怕污染翡翠水庫。可知在美國,紐

意見」,我國多少人了解核能而足

院士影響,而簽署連署書。

約州印第安點(Indian Point)核電

以表達意見呢?或者,民調可當國

廠,距大紐約1000萬人口不到50公

家能源政策依據嗎?44年前,臺

簡單隔離即無傷的低階核廢料, 卻弄得全國一片叫囂。

院士自曝其短

這是我國院士的「水準」嗎?

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(http://www.imb.sinica.edu.tw/ch/)是一個積極進取且具國際競爭力的研究單 位,擁有優良的研究風氣,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:imaging, Next Generation Sequencing, RNAi, electrophysiology, FACS, biophysics, bioinformatics, transgenic core, and animal facility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110年12月1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:程淮榮所長, 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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書適圈

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「重視當下」或「延遲享樂」? 為什麼我們會做出莽撞的決斷 -《樂觀者的遠見》 你要知道什麼時候該走開,什麼時候該繼續。 ──唐.許利茲(Don Schlitz),〈賭徒〉(The Gambler) 肯尼.羅傑斯(Kenny Rogers)演唱

大眾文化充斥著一種迷思,就是認為未雨綢繆是少

當他把這份研究結果公布之後,備受矚目的評論家

部分擁有天賦的人才能做到的事。在這種觀點之下,人

開始提倡孩童時期的自制力可以用來預測未來人生是

們是否會做出莽撞的決定,都是取決於與生俱來的能

否成功。在《芝麻街》(Sesame Street)當中,藉由等

力,因此文化、社會、經濟、社群,都不需要承擔責任

待這個行為來「傳達」棉花糖測試的概念成為一個主

了。如果你認同這種看法,就很容易覺得絕望。如果一

題;一位勵志演說家在二○○九年發表了一場大受歡

切都是仰賴無法改變的天賦,那我怎麼可能好好地替未

迎的TED演講,標題是「不要吃棉花糖!」,學生們

來規劃呢?

也穿著上面印著同樣標語的T恤。這份研究讓主流媒體

這種誤解可以追溯到一場經典的實驗,測試兒童

寫出許多文章,有很多人都懷疑等待的習慣和未來成

延遲享樂的能力──惡名昭彰的「棉花糖實驗」,於

就的關聯,認為只有少數具有天賦的人才會天生就擁

一九六○年代首度由心理學家沃爾特.米歇爾(Walter

有意志力。然而能夠很快區分出通過測試的孩子和無

Mischel)進行。

法通過測試的孩子,這對父母來說很有吸引力,因為

在這場著名的實驗中,米歇爾在史丹佛大學的賓幼 兒園(Bing Nursery School)找了超過六百個孩子,讓

父母渴望得到立即的答案,想知道自己的孩子未來人 生成就將會如何。

他們選擇要立刻吃下一份自己最喜歡的點心(可能是棉

然而,根據最初的棉花糖測試所做出的後續研究

花糖、餅乾、薄荷糖或是PRETZEL餅乾棒),還是要

卻告訴我們,人們是否能掌控衝動,環境和文化所給

等待最長二十分鐘的時間,等大人回來之後就可以吃兩

予的影響是更加重大的。舉例來說,由羅徹斯特大學

份點心。

(University of Rochester)的科學家們所進行的一項研

數十年後,米歇爾發現那些在幼年時期擁有延遲享 樂能力的孩子們,SAT測驗的成績比較高,也比較容易 取得更高的學位。與那些無法等待的孩子相比,他們比 較不容易出現肥胖或藥物成癮問題。

究計畫顯示,延遲享樂並不是一種與生俱來的能力,而 是某些孩子為了適應環境所做出的選擇。 二○一二年,認知科學家瑟雷斯特.基德(Celeste Kidd)、荷莉.帕梅里(Holly Palmeri)、理查.阿斯


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書適圈

科技報導

林(Richard Aslin)改編了米歇爾的棉花糖實驗。他

試的比率高出很多。在等待第二份點心時,喀麥隆的孩子

們讓一組兒童處於值得信任的環境當中,另一組則

比較不會抱怨,而且看起來幾乎像是在冥想。兩組兒童都

是處於不可信任的環境。在實驗開始前,他們向處

是從三個月大時就開始進行追蹤,而這份二○一七年的研

於「不可信任」組的兒童承諾會給予他們閃亮的貼

究也是第一次有人在非西方文化國家進行棉花糖實驗。

紙和全新的蠟筆,用來畫一件美術作品,但是卻沒

拉姆並不清楚為什麼七○%的喀麥隆兒童都能夠等到

有真的給他們。另一組則是依照約定,拿到了美術

第二份喀麥隆甜甜圈,也就是puff-puff,但是德國中產階

用品。

級家庭的兒童當中卻只有三○%可以等到第二份點心。先

研究結果顯示,處於可以信任的環境當中的孩

前的研究也顯示出類似的結果,美國的兒童只有不到三分

子,為了第二份點心,可以等待更長的時間。那些

之一能夠等到第二份點心。但是拉姆和同事有觀察到,喀

立即吃掉點心的孩子都是因為覺得第二份點心的承

麥隆Nso族的父母養育孩子時,明顯有著不一樣的習慣和

諾不值得信任,或是無法確定。這樣的結果表示,

期望。

也許並不是某些孩子的自制力比其他孩子更好,而

喀麥隆的母親期望孩子尊重媽媽,而且與德國的母親相

是有些孩子會根據現在的環境以及對大人的信任程

比,她們不會常常檢查孩子是否有需求。喀麥隆的母親會

度,選擇不同的策略。是環境造成了差異,而不僅

在新生兒開始哭泣之前就立即哺餵母乳,拉姆認為這是為

僅是孩子的天性,或者是孩子接收到多少關於未來

了讓嬰兒不用表現出負面情緒。喀麥隆的孩子從小生長在

獎勵的資訊。也許在米歇爾的棉花糖實驗中,那些 表現好的孩子們是因為一直處於良好的成長環境, 而不是他們的能力始終如一。 人們在日常生活中做決定時,常常出現這樣的 情況。有一個人現在手頭沒有足夠的錢,買不起那 種能穿好幾年的鞋子,所以他可能會因為現在的狀 況,而去選擇購買比較便宜、只能穿三個月的鞋子 ──即使長期看下來他花了更多的錢,還不如購買 比較貴的鞋。或者他覺得時間緊迫所以沒想那麼 多,然後碰巧經過一家便宜鞋店。就算告訴他購買 貴的鞋能讓他省下多少金錢或資源,也不太可能改 變他的決定,但是只要改變環境,或改變他對環境 的看法,就有可能改變他的決定。 *** 文化的影響程度可能和環境差不多。德國心理學 家貝蒂娜.拉姆(Bettina Lamm)針對將近兩百名 兒童進行了她自己的棉花糖實驗,發現與德國的兒 童相比,喀麥隆自耕農家的四歲兒童通過棉花糖測


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書適圈

二○二一 年十一月十五日

31

泥磚蓋的房子,沒有電力,只有簡單的飲食,大多由玉

的困境──長期看下來,儲蓄對他們的財務是有好處

米和豆類組成,父母期望他們在家族農場裡工作,並幫

的,但是這卻需要犧牲他們當下想要或需要做的事情,

忙照顧弟弟妹妹。

以存下這筆錢。

這個研究結果提升了「文化價值觀和習俗可能會大

帝莫西.弗拉奇(Timothy Flacke)花費將近二十年

幅改變人們處理衝動的方式」的可能性。雖然喀麥隆的

的時間來幫助美國的貧窮及中產階級家庭免於經濟困

孩子們平均都比德國或美國的孩子貧窮,但是他們的文

難,他是波士頓非營利組織Commonwealth的執行長。

化可能讓他們有動力期待未來的成果。

我詢問他是否知道如何解決這樣的難題。他說:「人們

不過,科羅拉多大學波德分校(University of Colorado Boulder)的研究人員於二○一八年發表的另

知道儲蓄是聰明的、精打細算的、對自己有好處的,但 就是很難做到。」

一項棉花糖實驗卻顯示,同儕之間的規範會強烈地影響

那些家庭的抱負和行動的不一致是很令人痛苦的。

孩童是否等待第二份點心。告訴一個孩子說他屬於一個

如果一個家庭沒有在儲蓄,若是突然出現一筆在每天或

團體之中,那個團體裡的孩子都穿著同樣顏色的T恤,

每週預算之外的必要支出,他們就會面臨危機。二○

然後再給他看其他孩子等待的照片,這樣似乎會影響到

一五年美國聯邦準備系統針對數千名美國人進行關於儲

那個孩子是否要吃掉第一個棉花糖。

蓄習慣的調查,發現其中有四六%的人若有緊急開支,

相反地,試圖將人們的生理特徵(如性別或種族)

即使是四百美元他們也拿不出來。

與是否有耐心進行連結的實驗,都沒有得到正面的結

處於絕境當中的人通常會注重立即的需求,而且

果。有更加強烈的證據顯示,群體的文化規範會影響人

是有充分理由的。兩位行為學家森迪爾.穆蘭納珊

們對未來的看法,並造成不同地區、不同職業、不同政

(Sendhil Mullainathan)和艾爾達.夏菲爾(Eldar

黨的人預測未來時的差別。

Shafir)仔細研究了全球貧窮人口做決定的方式,認為

從這些研究當中衍生出一種強而有力的概念——因

時間、注意力或者金錢匱乏,會讓人們注重當下,並且

為環境和文化規範的不同,人們可能會改變應對未來時

通常會導致他們用未來的自己做抵押。對於某些目光短

的行動。這種看法意義重大,因為它讓我們有所選擇,

淺的經濟學家來說,很容易認為這種行為是不理性的。

可以創造出正確的環境,讓我們或他人都能替未來做規

然而,對於貧窮的人來說,重視當下的必要性遠遠超過

劃,而不是僅僅仰賴人類的意志力。

任何理性決策。在他們充滿深刻見解的《匱乏經濟學》

長年以來,這種想法都被那些喜歡將棉花糖測試當

(Scarcity)一書中,穆蘭納珊和夏菲爾解釋了為什麼

作一種可預測孩子未來人生是否成功的趨勢指標的人忽

即使發薪日貸款的利率很高,而且通常會害窮人更加貧

視了。米歇爾,也就是第一個提出棉花糖測試的人,在

窮,但他們還是會去尋求它的幫助。他們寫道:

他人生最後幾年的時間都在積極地破除延遲享樂的能力

這就好像在你緊急趕往醫院時,任何有意義的目標

是天生具有的這種迷思。棉花糖測驗的迷思被打破後,

都變得不重要了。在有緊急需求的當下,發薪日貸款對

也指向一個更加重要的結論──我們並不是命中注定要

長期財務狀況的影響一點也不重要。這就是為什麼發

做出衝動的決定,只是我們必須學習那些能讓我們規劃

薪日貸款這麼吸引人──當人們必須滅火時,就會依賴

未來的文化習俗和規範。

它。它最棒的一點是,它確實可以滅火,又快又有效。

當人們為了未來而存錢時,通常都會面臨這種兩難

只是它最糟的地方就是,未來這場大火會再次燒起來,


32 二○二一年十一月十五日

書適圈

可能還會燒得更大──而這並不明顯。 穆蘭納珊和夏菲爾在一項研究當中,讓印度的蔗農 在收成前、缺乏現金時做一次認知測驗,然後又在他們

科技報導

型信貸危機中的女人都無法替未來的自己著想,借越來 越多貸款、在欠債中越陷越深。這也解釋了為什麼越貧 窮的家庭越難提前防範颶風。

收成後、擁有足夠資源時做第二次測驗。他們發現同一 個農夫如果有足夠的錢,控制衝動的能力就會變得更強 大。貧窮時看起來衝動莽撞的人,在富有時也可能變得 聰明並具有策略性。明白了缺乏資源的人通常只有狹隘 的視野、只能看見當下,這讓我了解為什麼許多印度微

書 名|《樂觀者的遠見: 在莽撞決斷的時代,我們如何克服短視、超前思考?》 作 者|比娜.文卡塔拉曼(Bina Venkataraman) 譯 者|蕭美惠 出版社|時報出版 出版日期| 2021 年 9 月 7 日

為什麼每當疫情趨緩時,疫苗接種率就會下降?

為什麼遇到財務困難時,人們會把錢拿去買彩券而不願儲蓄? 為什麼企業主只顧著短期獲利,而不敢放膽投資?

為什麼在這個知識水準遠勝從前的時代,我們卻依然經常做出短視而莽撞的決斷? 立即滿足已成為今日的常規,許多人都忘了如何做出明智的長期決策。無論是有關我們的財務、健 康、社群或這個地球,大家很容易不去思考未來。這種短視已經造成許多嚴重後果:濫用抗生素導 致超級細菌蔓延、蠅營於季度獲利讓公司停滯落後、颶風為防備不足的社區帶來致命災害……。

我們既不利用科學知識去避免危機,更缺乏可以用想像力、同理心與代理機構的方法去防患於未

然。然而比起以往,這個時代大家更需要知道我們如何在生活、商業與社會發展中做出更具遠見的 決策。


SciTech Reports

二○二一 年十一月十五日

動態時報

33

中研院研發抗體雞尾酒療法 對抗新冠病毒變異株的潛力股 整理報導|李依庭

新型冠狀病毒 (SARS-CoV-2) 的迅速傳播,導致目前2019冠狀病

的單株抗體,再運用抗體工程改造

動物實驗,在感染SARS-CoV-2的

成人類嵌合型抗體(chAb)。

動物實驗中,發現中和抗體所組合

毒疾病(COVID-19)仍在世界各

接著團隊進一步透過偽病毒中

的雞尾酒療法——RBD-chAb-15/45

地大流行。儘管疫苗陸續問世,且

和測定(pseudovirus assay)和

或RBD-chAb-25/45雙抗體,可有效

施打、供應也持續進行,但病毒仍

SARS-CoV-2進行溶斑減少中和試驗

預防及治療小鼠及倉鼠對於SARS-

不斷變種、蔓延,持續感染人們。

(plaque reduction neutralization test,

CoV-2的感染。

為了應對嚴峻的疫情,全球已加速

PRNT)後,發現RBD-chAb-1、

吳漢忠表示,這6種嵌合抗體能

在研發新藥或療法來預防和治療感

15、25、28、45、51,這6個chAbs

策略式地用於研發多種抗體的雞尾

染。而其中一項治療策略,就是研

均顯示出對SARS-CoV-2有高度中和

酒療法,目前也將這6種COVID-19

發中和抗體進行預防及治療,減少

作用。吳漢忠進一步補充,他們所

治療性抗體申請國內、外專利。期

人體內的病毒量,以阻止疾病進展

研發的中和抗體對於目前值得關注

望這項研究成果,未來能被廣泛應

並加速患者康復。

的變異株,如英國變異株、南非變

用在對抗SARS-CoV-2突變株的各種

近期,由中央研究院生醫轉譯

異株、巴西變異株、加州變異株、

預防及治療。

研究中心主任吳漢忠的研究團隊,

紐約變異株、印度變異株等常見的

研發出多株有潛力對抗COVID-19

病毒株偽病毒皆有良好的中和力。

的治療性抗體,主要針對宿主

不僅如此,研究團隊更進一步發

受體結合區域(receptor binding

現,利用「雙抗體」可以產生更好

domain, RBD)的中和抗體,對於

的中和力對抗新冠病毒變異株。研

新冠病毒變異株的預防及治療都

究人員表示,透過低溫電子顯微技

深具發展潛力,本研究已刊登在

術(cryogenic electron microscopy,

國際期刊《PLOS病原體》(PLoS

cryo-EM)觀察到雙抗體RBD-

Pathogens)中。

chAb-15/45或RBD-chAb-25/45可

由 於 S A R S - C o V- 2 屬 於 R N A 病

同時與SARS-CoV-2的RBD區域結

毒,容易因為突變而產生許多不同

合。另外,研究團隊也觀察到雙抗

的變異病毒株,而這些變異病毒株

體在RBD上有各自的特定結合區

往往會導致疫苗與中和抗體的保護

域,所以不會造成抗體同時結合至

力下降。因此,研究團隊利用小鼠

RBD而形成立體障礙。

融合瘤技術產生多株抗SARS-CoV-2

研究團隊後續也使用雙抗體進行

新聞來源 中央研究院,〈抗體雞尾酒療法!對抗新冠肺 炎變異病毒株潛力〉,2021年10月22日。


34 二○二一年十一月十五日

科技報導

動態時報

成大與創甡生技攜手開發修護乳 可望減輕泡泡龍病患皮膚負擔 整理報導|李依庭

皮膚損傷後的再生機

是一種罕見的皮膚遺傳性疾病,在

制,以預防不正常疤

臺灣俗稱「泡泡龍」,致病原因為

痕產生。後續研究

基因突變使連結皮膚各層的蛋白質

團隊也獨家研發出

產生異常、無法被製造,進一步導

Extre2Cold技術,

致表皮無法被固定,而在外力作用

從魚皮中萃取高活

下形成水皰。在臺灣,約有400∼

性膠原蛋白,保留

500位泡泡龍患者,其中有約80位為

膠原蛋白的活性,修

重症患者。

復皮膚上的傷口。

罹患此疾病的患者全身表皮,如

12

(hereditary epidermolysis bullosa),

F)

復與再生中心進行,找出

3R

遺傳性表皮分解性水皰症

研究團隊則將此技術於

皮膚、口腔、眼睛、消化道等區域

2019年技術轉移至創甡生物科

非常脆弱。自出生起,只要表皮稍

技股份有限公司,兩團隊共同開發

有外力摩擦就會形成水皰與傷口,

出適合亞熱帶氣候的膠原蛋白保濕

每天都要花上數小時處理傷口,以

修護乳。並經由成大醫院皮膚部主

及皮膚的換藥與護理。除此之外,

任楊朝鈞醫師所做的臨床試驗證

肌膚乾燥與搔癢也是患者的一大困

實,一般人在使用此修護乳兩周

擾,癒合中的傷口又常因止不住癢

後,便能提升肌膚含水量近10%;

在「傳愛泡泡龍捐贈儀式」上,

而二度傷害,使他們終其一生不斷

使用4周後,肌膚含水量與彈性會

研究團隊總計捐贈600瓶的修護霜

飽受肌膚受傷之苦。

持續提升,即使停用兩周仍可維持

和300瓶的修護噴霧(價值約200萬

肌膚水嫩彈潤。

元),希望能減緩這些泡泡龍病患

為此,成功大學國際傷口修復 與再生中心與創甡生技共同合作,

除了適用於一般肌膚外,此修

研發出能修復泡泡龍症患者損傷皮

護乳也能塗抹在泡泡龍患者的皮

膚的修復乳,並將這些產品捐贈給

膚上。臨床試驗結果顯示,塗抹後

社團法人臺灣泡泡龍病友協會,希

泡泡龍患者的肌膚含水量有效增加

望能更完整照顧泡泡龍患者容易乾

80%以上;臨床癥狀越嚴重,修護

癢、不適且極度脆弱的皮膚。

乳提升肌膚含水量的效果越好。此

研究最初由成功大學國際傷口修

外,塗抹修護乳的時間越久,肌膚

含水量增加越顯著、減緩皮膚搔癢 的效果越好,也能進一步幫助傷口 癒合與受損肌膚的修護,以減輕病 患日常生活中皮膚的負擔。

身上長期反覆的傷口疼痛並幫助維 持其皮膚完整。

新聞來源 成功大學,〈成大研發強效保濕修護乳解決皮 膚傷口問題〉,2021年10月8日。


SciTech Reports

二○二一 年十一月十五日

動態時報

35

混打COVID-19疫苗到底是好還是壞? 最新科學數據出爐 編譯|李依庭

儘管現階段2019冠狀病毒疾病

vaccine),因為許多人在注射後出

學家革蘭(Mie Agermose Gram)

(COVID-19)疫苗的全球供貨量

現極其罕見且嚴重的副作用。這意

和研究團隊發現,先施打一劑AZ疫

不穩定,但各國仍積極施打疫苗,

味著這些已經接種第一劑AZ疫苗的

苗,再施打一劑輝瑞

就連臺灣也緊鑼密鼓的進行,無不

人,必須在第二次注射更換所施打

能預防COVID-19感染高達88%,

希望能加快疫苗接種速度,儘早達

的疫苗種類。

效果類似於施打兩劑輝瑞

BNT疫苗, BNT疫

苗。但目前此研究結果尚未經過同

到群體免疫。然而,疫苗供應量不

因此,歐洲各研究團隊便開始

穩定等問題,仍然考驗著全世界的

進行觀察,有如一場大規模混打實

公衛專家。為因應此問題,國內許

驗。此觀察含括疫情的不同時期,

法國里昂大學(University of

多專家學者提出仿效國外實行「混

包括Delta變異株威脅歐洲期間內接

Lyon)的免疫學家沃爾澤(Thierry

打疫苗」的策略。近期,德國沙爾

種疫苗的人,最終發現疫苗混打具

Wa l z e r ) 和 研 究 團 隊 , 則 分 析 了

大學(Saarland University)的免疫

有高度保護性。而瑞典在衛生當局

2512名接受AZ疫苗和輝瑞

學家塞斯特(Martina Sester)團隊

限制AZ疫苗的使用後,更有超過

苗混打的醫護人員,以及1萬多名

的研究分析顯示,結合兩種不同的

10萬人第二劑改施打mRNA疫苗,

施打兩劑輝瑞

COVID-19疫苗與施打兩劑mRNA疫 苗的保護力相似,且面對Delta變異 株亦有完整保護力。

如輝瑞

BNT(Pfizer/BioNTech)

或莫德納(Moderna)。 瑞典于 默奧大學(Umeå University)的

儕審查(peer review)。

BNT疫

BNT疫苗的人的相

關數據。結果發現,混打疫苗者的 COVID-19病毒感染率是施打兩劑輝 瑞

BNT者的一半。

雖然先前已有諸多研究表明,

流行病學家諾德斯特倫(Peter

諾德斯特倫表示,雖然從數據

施打兩種不同COVID-19疫苗的人

Nordström)和研究團隊分析了瑞

看來混打疫苗已經通過了有效性測

仍能產生有效的免疫反應,且副作

典國家健康資料庫中的數據,也發

試,但還是有些問題需要確認,例

用並不會比兩劑施打相同疫苗的人

現與未接種疫苗的人相比,混打疫

如混打疫苗的保護力會不會隨著時

還嚴重。但塞斯特本次的研究,

苗者出現有症狀感染的機率降低

間下降?是否需要增加劑量、施打

首度透過數據表明,混打疫苗預防

68%,而接受兩劑AZ疫苗者出現有

第三劑等塞斯特說明,免疫功能低

COVID-19的效果甚至超越施打兩劑

症狀感染的機率則降低50%。諾德

下的人混打後能產生強烈免疫反

mRNA疫苗。

斯特倫表示,這些數字清楚表明,

應,代表比起施打兩劑相同疫苗,

混打疫苗比兩劑AZ疫苗更有效。

混打或許對器官移植受者和免疫系

今(2021)年3月開始,某些國 家開始部分或完全停止使用由英國

丹麥也獲得了一樣的分析結

牛津大學(University of Oxford)和

果。丹麥於今年4月開始停止施打

阿斯特捷利康公司(AstraZeneca)

AZ疫苗,而丹麥國家血清研究院

共同開發的AZ疫苗(Astra/Zeneca

(Statens Serum Institut)的流行病

統較弱的人有更完整的保護,因此 了解混打疫苗的效果至關重要。 新聞來源

Ewen Callaway, Mix-and-match COVID vaccines ace the effectiveness test, Nature, 2021/10/21.


36 二○二一年十一月十五日

科技報導

動態時報

稀有金屬與電池回收技術, 將成為形塑電動車未來的關鍵 編譯|李依庭

電動車的時代已經來臨。今

能源財經 (Bloomberg New Energy

鎳雖然不如鈷昂貴,但也不便

(2021)年上半年,美國汽車龍

Finance, BNEF)預計至2023年,

宜。因此科學家也想減少鎳的使

頭通用汽車公司(General Motors,

鋰離子電池的成本將比現在下降約

用。美國勞倫斯伯克利國家實驗

GM)宣布將以2035年停止銷售汽

20%。然而,隨著汽車電動化,

室(Lawrence Berkeley National

車和柴油車為目標。而總部位於德

鋰產量勢必要增加才能滿足市場需

Laboratory, LBNL)的材料科學家

國的奧迪(Audi)也計畫於2033年

求。BNEF的分析師安波福(Kwasi

塞德(Gerbrand Ceder)表示,若要

停止生產汽車,不僅如此,全球許

Ampofo)也預估在未來10年間,鋰

同時去除電池中的鈷和鎳,需要轉

多汽車公司也宣布類似的目標。

的需求將增長7倍,將可能導致鋰的

換為完全不同的晶體結構,其中一

儘管未來趨勢走向由電動車主

暫時性短缺和價格波動。此外,由

種方法是採用立方晶體,且結構類

導車用市場,但是材料科學家正

於目前鋰礦開採需要大量能源將鋰

似於氯化鈉的無序岩鹽(disordered

面臨兩大挑戰。一是如何減少電

從岩石中提取出來,或從鹽水中萃

rock salts)材料。

池中稀缺、昂貴金屬的使用,因

取出鋰,因此增加鋰礦開採也將帶

為它們的開採會帶來嚴酷的環境和

來更多的環境問題。

在提高電池回收率方面,現階段 除了稀有金屬,開採一般金屬的成

社會成本;另一個則是提高電池回

另外,研究人員也擔心電動車電

本比回收得更低,因此如何吸引業

收率,使廢棄舊電池中的有價金

池中的主要成分鎳和鈷,除了稀少

者使用回收電池再行製造,也是電

屬能有效回收再利用。雖然電池

性外,還有重金屬污染等問題。全

動車發展的關鍵。儘管歐盟委員會

類型和數量會因車輛型號而異,

球2

3的鈷產自剛果民主共和國,

(The European Commission)已提

但根據美國阿岡國家實驗研究室

但當地的開採環境不佳,由於鈷是

出電池回收的口號,表示將從2023

(Argonne National Laboratory)的

有毒的重金屬,若處理不當,可能

年開始逐步實施,且美國總統拜登

數據顯示,一般來說一個汽車鋰離

對童工和工人的健康產生危害。因

(Joe Biden)也預計花費數十億美

子電池(通稱NMC532)可能包含

此,為了解決原材料問題,許多實

元著手培育國內電動車電池製造業

約8公斤的鋰(lithium, Li)、35公

驗室一直在嘗試使用低鈷或無鈷的

回收技術,但在各國回收技術尚未

斤的鎳(nickel, Ni)、20公斤的錳

電池。德克薩斯大學奧斯汀分校

純熟之下,如何降低成本使回收具

(manganese, Mn)、14公斤的鈷

(University of Texas in Austin)的

競爭力仍是一大考驗。

(Cobalt, Co)。

材料科學家曼蒂拉姆(Arumugam

近年來因為開採技術越趨純熟,

Manthiram)表示,完全不使用鈷會

再加上全球鋰產量多,使得鋰離子

降低電池的能量,因為它會改變晶

電池成本急劇下降。倫敦彭博新

體結構及與鋰結合的緊密程度。

新聞來源

Davide Castelvecchi, Electric cars and batteries: how will the world produce enough?, Nature, 2021/8/17.


SciTech Reports

二○二一 年十一月十五日

動態時報

37

高脂飲食將影響免疫細胞 對腸道腫瘤細胞的辨識 編譯|劉姿婷

長期攝取高油脂食物的飲食型

性腸道幹細胞(premalignant ISC)

研究團隊表示:「飲食、微生

態,可能與一些癌症,如大腸直腸

能夠躲避免疫細胞的辨識,並成為

物、免疫辨識的交互作用,可以幫

癌的發生有關。

引發腸道腫瘤的起始點,此篇研究

助我們解釋生活型態因子如何影響

成果發表於《細胞幹細胞》(Cell

腫瘤的起始、進展,或對治療做出

Stell Cell)期刊。

的反應。如果我們可以利用正向方

腸道中的Lgr5+腸道幹細胞 (intestinal stem cells, ISCs),可 感應來自腸道周圍環境的訊號,包

實驗中發現,相較於正常飲食

法,改變免疫辨識分子的表現量,

含飲食營養成份、腸道中的共生微

組,餵食高脂飲食小鼠的Lgr5+腸

腫瘤就更有可能被免疫細胞辨識。

生物,以及免疫細胞,進而透過不

道幹細胞,有關第二型MHC反應,

我們希望此發現可以結合現今的策

同的分化訊號,調控腸道上皮細胞

以及抗微生物的相關基因表現量都

略,例如免疫療法,一同對抗腫

進行分化並快速更新。免疫細胞在

明顯的降低,且在高脂飲食小鼠的

瘤。」

生物體中進行巡邏,負責清除外來

腸道中,螺旋菌(Helicobacter)

雖然腫瘤細胞可能會發展一些策

或異常的細胞。一些特定的免疫細

也明顯減少。由於螺旋菌會活化

略來逃避免疫系統的攻擊,但此研

胞,能夠辨識細胞膜表面上的「標

模式識別受體 (pattern recognition

究的發現更意味著,藉由飲食、藥

籤」來判斷細胞的正常與否,這種

r e c e p t o r, P P R ) 以 及 干 擾 素 γ

物,或改變腸道菌叢來增加第二型

標籤稱為主要組織相容性複合體

(IFNγ)的訊息路徑,而這兩種機

MHC的表現,可能是強化對抗癌症

(major histocompatibility complex,

制又與第二型MHC分子的表現調

的免疫治療的新方法。

M H C ) , 共 分 為 兩 型 —— 第 一 型

控有關,因此研究團隊進一步利用

+

MHC可啟動CD8 T細胞的細胞毒殺

基因剔除小鼠模式證明,螺旋菌藉

+

由PPR與IFN γ 訊息路徑的活化,

作用,第二型MHC則是啟動CD4

T細胞的活化。CD4 + T細胞可協助 +

調控腸道幹細胞的第二型MHC表

CD8 T細胞,並分泌出一些細胞激

現。而在高脂飲食的影響下,腸道

素(cytokine)來對抗腫瘤,因此在

的螺旋菌減少,減弱了這兩種途徑

腫瘤免疫上扮演著重要的角色。

的活化,導致腸道幹細胞第二型

近期,美國冷泉港實驗室(Cold

MHC的表現量下降,因此不利於

Spring Harbor Laboratory)最新的

免疫細胞辨識前惡性腸道幹細胞的

研究發現,餵食高脂飲食的小鼠,

存在,並無法即時啟動後天免疫反

其Lgr5+腸道幹細胞表面的第二型

應將其清除,可能是導致腸道腫瘤

MHC會明顯減少,這可能使前惡

形成的原因。

新聞來源

1. Semir Beyaz et al., Dietary suppression of MHC class II expression in intestinal epithelial cells enhances intestinal tumorigenesis. Cell Stem Cell, S1934-5909(21)00344-1, 2021. 2. How high-fat diets allow cancer cells to go unnoticed. ScienceDaily, 2021/9/28.


38 二○二一年十一月十五日

科學月刊

科技報導


SciTech Reports

動態時報

二○二一 年十一月十五日

39


40 二○二一年十一月十五日

動態時報

科技報導

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