科學月刊試閱版 2021-12月號 624期-諾貝爾獎特別報導

624 2021 12 月號

E BEL PRIZ

＆

勞動經濟學

E

NO

因果關係

BEL PRIZ

物理學獎

2021

經濟學獎 NO

發現溫度和 觸覺的受體

諾貝爾獎 特別報導

生理醫學獎

化 學 獎

複雜系統

＆

開發不對稱 有機催化

和 平 獎

文 學 獎

氣候變遷

經典專欄

科學×出神

海洋公民科學家

成刑事案件偵破關鍵

原來是大腦在作祟

數據松活動

螢光反應

聽音樂出神？

第一屆海洋公民科學家

NT$249 ISSN:0250-331X

9

770250

331001

12

108課綱上路， 你需要《科學月刊》 這個酷東西！

榮獲文化部金鼎獎、文化部中小學生讀物選介

由國內專家學者執筆，結合生活時事與科學教育，科學素養好夥伴

新課綱強調系統性思考與科學素養，而《科學月刊》有， 封面故事

一系列生活化的科普文章，你會發現科學其實無所不在

專欄文章

國內專家學者執筆，呈現豐富背景知識與嚴謹實驗方法

News focus 給你國內外最新科學研究資訊 精選文章

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和你一起培養規劃、執行計畫與解決問題的邏輯思考能力， 以及不斷探究反思求真的科技資訊與媒體素養。

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Contents 封

624

面 故

事 引

2021 DECEMBER

言

-06-

2021

諾貝爾獎特別報導 -08-

生 理 醫 學 獎

物

-12-

理

學

獎

史上最「有感」的諾貝爾獎？ 解開溫度與觸覺的身體感覺之謎

建立地球氣候模型 可靠預測全球暖化

陳志成

陳正達

-18-

-22-

物

理

學

獎

化

學

獎

盤根錯節的疆域 崇山峻嶺與深淵幽谷交織的複雜系統

建構分子的巧妙工具 不對稱有機催化

陳宣毅

陳榮傑、邱奎維

-28-

-32-

經

濟

學

獎

經

濟

學

獎

因果關係的實證研究

自然實驗分析勞動市場

楊子霆

田維華

經濟學的因果推論革命

勞動經濟學

SCIENCE MONTHLY Vol. 52 No. 12

1

Contents-2

填問卷．拿新書

News Focus

只 要 於 2021 年 12 月 31 日 前，

4 如何避免拖延症？試試別設定截止時間吧／

完整填寫讀者問卷調查，就有

對流層往上跑！氣候變遷導致對流頂層逐漸升高

機會獲得積木文化的新書《香

5 天生的建築師，一窺蜘蛛織網時的腿部運動／

氣採集者》。

經歷自然災害後，夫妻感情會暫時變好？

問卷內容請至 reurl.cc/828Vab 或 掃描 QR code，並詳實填寫，否

顯影 1

36 臺灣標蛇／游崇瑋 專 欄

38 格物致知：牛頓如何想出第一運動定律？／姚 珩

則將喪失抽獎資格。 獲 獎 名 單 將 於 2022 年 1 月 5 日 之前公布於《科學月刊》網站 （www.scimonth.com.tw）。

44 生生不息：奪命死神或親密好友？細菌與人的相處之道／楊倍昌 48 潛移默化：太陽餅可以沒太陽，但螢光貼紙居然也不是螢光？／陳瑋駿 52 物換星移：飛向太空的星際飛鏢 雙小行星重新定向試驗 DART ／林彥興、黃子權 顯影 2

56 三白草科／植業病 精選文章

58 「夢幻藍招潮」的身分與「擁劍」之謎／施習德

reurl.cc/828Vab

62 音樂改變了意識狀態？「出神」的腦科學研究／蔡振家 海海人生

66 公民科學助攻 一同守護海洋環境與生態／採訪撰稿｜謝宜蓉 70 「海有問題 我來分析」 第一屆海洋公民科學家數據松活動／採訪撰稿｜馬琬淳、陳毅龍、林承勳

青年尬科學

74 我有一個大膽的想法！探究噁心又獵奇的科學知識／陳琝樺 76 奇怪的動物知識增加了／陳采言

《科學月刊》勘誤

1. 《科學月刊》623 期第 1 頁封面故事 2 的 作者更正為「謝宜蓉」。

書 摘

78 《香氣採集者》

2. 第 4 頁的「鴨子們成對游泳……」更正為 「鴨子們成隊游泳……」。 以上錯誤謹向各位讀者致歉 科學月刊編輯部 敬上

2

科學月刊 2021.12

臺北市科學出版事業基金會

走進編輯室

董事長：劉源俊 董 事：于宏燦 朱慶琪 邱韻如 林翰佐 胡維平 高甫仁 曾耀寰 蔡孟利 顧 問：王文竹 周成功 林基興 郝玲妮 高涌泉 羅時成 秘 書：李金穗

諾貝爾獎政治不正確？ 政治正確（political correctness）的風潮席捲全球。政治正確原先用於描述為了符 合官方立場與主流價值的作法，常見於非民主國家。到了現代，政治正確成了避

出版者：科學月刊社

免歧視的詞彙。20 世紀美國的黑人民權運動、同性戀權利運動、女性主義思潮等，

理事會

強調社會的多元價值，並鼓勵、催生各種思想，打破傳統僵固的思維，對抗刻板印

理事長：蔡孟利 理 事：曲建仲 于宏燦 朱慶琪 林翰佐

象與歧視等。不過，近年政治正確卻逐漸矯枉過正，甚至已到了荒謬的地步。

邱韻如 紀延平 曾耀寰 蔡政修 執行總監：趙軒翎

典型的例子是美國好萊塢（Hollywood）電影產業。為了展現多元價值，女性角色、 有色人種、多元性向等元素，開始不斷衝撞過去以「白人」、「異性戀」、「男性」

編輯部 總編輯：林翰佐 副總編輯：趙軒翎 編輯委員：王文竹 王伯昌 曲建仲 江建勳 李志昌 李精益 阮明淑 周鑑恆 林秀玉 林宮玄 邱韻如 金升光 金必耀 門立中 紀延平 范賢娟 倪簡白 高啟明 高憲章 張大釗

為主的電影內容。這樣的改變展現了現代社會的不同面向，同時讓人們學習與包 容不同族群的存在與文化。但常看電影的觀眾不難發現，近期的好萊塢電影已太 過刻意在劇情中添加這些元素。如果原先的劇本就以女性、黑人，或同性戀等為 主體也罷。可弔詭的是，有些經典文學、童話等，卻硬被套入這些元素，破壞了 原作的精神與主體性。

張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮 陳鎮東 單維彰 景鴻鑫 曾耀寰 程一駿 程樹德 黃正球 黃相輔 楊正澤 葉李華 廖英凱 管永恕 劉宗平 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 編輯顧問：王明蘅 古宏海 朱麗麗 吳明進 吳家誠 周延鑫 周榮泉 洪萬生

回到今（2021）年的諾貝爾獎，由於本屆只有一名女性獲獎（和平獎），法新社向 瑞典皇家科學院秘書長韓森（Göran Hansson）詢問諾貝爾獎是否會增設女性保障 名額。對此，韓森表示：「很遺憾只有少數女性獲得獎項，這反映了社會的不公 現象，從以前到現在皆是如此，我們仍需持續做出努力。而為了符合諾貝爾獎的 精神，我們並不會增設女性或任何種族的保障名額。」

洪裕宏 胡進錕 孫維新 張 復 張勝祺 陳文屏 陳章波 陳國成 曾惠中 楊玉齡 劉仲康 駱尚廉

所幸，矯枉過正的政治正確風潮尚未影響諾貝爾獎的公正性。韓森表示，諾貝爾

魏耀揮 蘇益仁 蘇振隆

獎主要表彰在該領域中做出重要貢獻的人物，而非針對特定性別與種族。雖然百

主 編：謝育哲 編 輯：羅億庭

年來諾貝爾獎大部分的得獎人都是白人男性，畢竟科學領域的研究者中仍以這群

美術編輯：黃琳琇

人為多數，但時代不斷進步與改變，女性及其他膚色人種已越來越多人投入到各

業務部

個領域，也期待未來有更多其他族群獲得諾貝爾獎。此次諾貝爾獎也讓人們反思

經 理：李金穗 業務專員：廖本翔

這些看似「公平」制度，是否只是保障了更不公平的「特權」呢？

整合行銷專員：林承勳

主編 謝育哲

創刊於 1970 年

科學月刊社

製版印刷：赫偉有限公司

本期為第五十二卷第十二期 第 624 期 發行於 2021 年 12 月

地址：106013 臺北市大安區羅斯福路三段 77 號 7 樓

總經銷 : 聯華書報社

中華郵政北台字第 0677 號執照登記為雜誌類交寄

電話：(02)2363-4910 傳真：(02)2363-5999

行政院新聞局版台誌第 0934 號

網址：www.scimonth.com.tw 電郵：scimonth@gmail.com

圖文版權有任何疑慮請洽編輯部，廣告刊登及雜誌訂閱請洽業務部。本刊所刊登文章內容皆為版權所有，非經本刊同意不得作任何形式的轉載或複製。

SCIENCE MONTHLY Vol. 52 No. 12

3

NEWS FOCUS

如何避免拖延症？試試別設定截止時間吧 回 想 一 下 日 常 生 活 中， 你 是 屬 於

員告知參與者們，為了幫助慈善團

令人感到驚訝；但未訂定截止時間

高 效 率、 快 速 解 決 事 情 的 人 嗎？

體的募款活動，希望參與者能協助

的這組，卻得到讓他們出乎意料的

抑或是把事情常常拖到最後死線

進行慈善捐款的線上調查。而這項

結果。較長的截止時間，會消除事

（deadline），在火燒屁股的狀況緊

線上調查的問卷回覆截止時間，分

件的緊迫性，令人們產生「這件事

急完成呢？「拖延症」是許多人心中

別是一週、一個月，以及未訂定截

可以晚一點再做吧！」等想法，最

的痛，有沒有什麼方法可以解決這個

止時間 3 種。研究結果發現，沒有

後就有可能會遺忘。而對於未訂定

問題，讓自己擺脫這種窘境？

被告知截止時間，以及被告知需要

截止時間的組別，團隊則推測參與

來自紐西蘭奧塔哥大學（University

在一週內回覆的這些參與者，收到

者們還是在心中為自己拉了一條時

of Otago）經濟系的研究團隊發現，

的回覆最多；而被告知一個月內回

間基準，以避免自己忘了這件事。

如果想要請別人幫忙某件事時，最

覆的參與者，似乎都在漫長的拖延

好別設定最後期限——如果真的需

中忘了這件事。

要一條死線的話，就把截止時間訂

研究團隊表示，訂定較短的截止時

早一點吧！在這項研究中，團隊人

間就能得到更多回覆，這件事並不

Stephen Knowles et al., Procrastination and the nonmonotonic effect of deadlines on task completion, Economic Inquiry, 2021.

對流層往上跑！ 氣候變遷導致對流頂層逐漸升高 全球暖化使得世界各地氣候出現變化，同時造成了極地的冰川消退及海平面上升。除了這些大 眾熟知的現象外，地球的大氣其實也隨著暖化而出現改變。 加拿大多倫多大學（University of Toronto）的研究團隊，利用探空氣球觀測北半球自 1980 ∼

2020 年的數據顯示，對流層與平流層的邊界──對流層頂（tropopause）正不斷往上升。研究 （Photo by Clyde RS on Unsplash）

人員表示，各地區的對流層頂高度不同，例如赤道地區的對流層頂高度平均為 17 公里，極地區

4

科學月刊 2021.12

域則為 9 公里。通常空氣會隨著不同季節氣溫的升降而膨脹或收縮，造成對流層頂的高度跟著 上升或下降。但由於全球的氣溫不斷攀升，對流層頂的高度也隨之上升。 根據數據資料，對流層頂以每 10 年 50 ∼ 60 公尺的速度上升，1980 ∼ 2020 年間平均上升了

200 公尺。研究人員表示，雖然這項變化並不會對天氣造成重大影響，卻顯示了全球暖化對環 境影響甚鉅，人們勢必得正視全球暖化的議題。 Lingyun Meng et al., Continuous rise of the tropopause in the Northern Hemisphere over 1980–2020, Science Advances, Vol. 7, 2021.

NEWS FOCUS

就算沒看過蜘蛛，也應該看過蜘蛛網

這 6 隻蜘蛛的腿部動作。

吧？蜘蛛網複雜又優雅的幾何結構，

團隊發現，這幾隻蜘蛛在織網時的

吸引著許多科學家想了解這背後的精

腿部動作非常相似，顯示他們在建

妙之處，也對於能夠織出這些幾何結

構這項複雜大工程時，採用的建築

構，但大腦卻相對來說較小的蜘蛛感

規則相同，而這些規則，很可能早

到好奇。近期，一項刊登於《當代生

已被編碼在牠們的大腦中。未來，

物學》（Current Biology）的研究，

研究團隊將嘗試使用一些精神藥物

利用紅外線夜視攝影機，在晚上觀

（mind-altering drugs），以確認蜘

察了共 6 隻能夠織出複雜大網的金

蛛腦中的哪些迴路與蜘蛛網的建構

蛛科蜘蛛（Uloborus diversus），更

有關。

以特別設計的動作捕捉軟體，追蹤

（Photo by Aaron Burden on Unsplash）

天生的建築師， 一窺蜘蛛織網時的腿部運動

Abel Corver et al., Distinct movement patterns generate stages of spider web building, Current Biology, 2021.

經歷自然災害後，夫妻感情會暫時變好？ 當發生自然災害後，人與人之間是否患難見真情？近日，來自美國德州大學奧斯汀 分校（University of Texas at Austin）的團隊，研究在 2017 年哈維颶風（Hurricane

Harvey）侵襲德州前後，當地多組夫妻伴侶的關係變化。 過去的研究指出，經歷災難後夫妻的關係會變得更緊張。但由於這些研究並未考量災 害前後的數據，因此難以客觀衡量這些伴侶的心境變化。本次的研究中，研究團隊已 在哈維颶風侵襲前，針對德州 231 對新婚夫妻進行對彼此的滿意度調查，對於日常 造成的壓力進行評估，團隊後續藉此調查災害後這些伴侶對於婚姻滿意度的變化。 結果發現，這些伴侶在經歷災害後，不論財產損失多寡，他們對於婚姻的滿意度都提 （123RF）

Hannah C. Williamson, Thomas N. Bradbury and Benjamin R. Karney, Experiencing a Natural Disaster Temporarily Boosts Relationship Satisfaction in Newlywed Couples, Psychological Science, 2021.

升了，其中原先對婚姻最不滿意的伴侶，災害過後的滿意度提高幅度最大。研究人員 表示，這或許是自然災害會讓人們開始以其他的角度審視關係的緣故。當人們遭遇災 變並從日常生活的壓力中抽離時，便會意識到伴侶陪伴的重要性。 不過，研究人員也發現，滿意度提升的現象只是暫時的，當災後生活重新步入正軌後， 彼此的關係又會回復到災前的狀況。

SCIENCE MONTHLY Vol. 52 No. 12

5

2 0 封

諾 6

科學月刊 2021.12

貝

面

爾

獎

2 1 故

特

事

別

報

導

諾貝爾獎，表彰「在各領域做出重要發現或發明的人」！

SCIENCE MONTHLY Vol. 52 No. 12

7

封面

諾

貝

爾

獎

故事一

諾貝爾

生理醫學獎

特

別

報

導

-2021-

史上最「有感」的諾貝爾獎？

解開溫度與觸覺的

陳志成 英國倫敦大學學院神經生物學博士，專長為 痠痛分子生物學，現為中研院生醫所研究員。

得 獎 者

8

科學月刊 2021.12

得 阿登．帕塔普蒂安 Ardem Patapoutian 1967 ～

國籍∣美國

大衛．朱里雅斯

獎

國籍∣美國

者

David Julius 1955 ～

現任∣斯克里普斯研究中心神經科學教授

現任∣加州大學舊金山分校生理學教授

（Scripps Research）

（University of California San Francisco, photo by Noah Berger）

研究領域∣生理學、神經科學

研究領域∣生理學

Ta k e H o m e M e s s a g e 1980 ～ 1990 年代，科學家發現有一群痛覺神經對「辣椒素」特別敏感，令我們能產生熱、痛等感覺。而這 個被稱為「辣椒素受體」的分子，開啟了痛覺分子生物學研究的序幕。美國生理學家朱里雅斯透過功能性分

子選殖方法，成功找出感受熱的辣椒素受體真實身分——TRPV1 離子通道；美籍亞美尼亞裔神經科學家帕塔 普蒂安，則發現了機械力離子通道 Piezo 1 及 Piezo2。

今（2021） 年 的 諾 貝 爾 生 理 醫 學 獎 可 說 是 史 上 最

1990 年初期，以英國為首的幾個研究群，分別以不同

「有感」的獎了！由美國生理學家朱里雅斯（David

角度切入，試圖用分子選殖的方法找尋辣椒素受體。

Julius）發現辣椒素受體（capsaicin receptor），為

主要代表研究學者為英國倫敦大學學院（University

TRPV1（transient receptor potential vanilloid 1）

College London, UCL）的伍德（John Wood），他

離子通道〔註〕 開 啟 了後續一系列的研究，解開人體

嘗試以差異性分子選殖方法（difference cloning），

各種體感覺如何運作的分子機制之謎。體感覺包含溫

找出痛覺神經所有的受體分子。而伍德也是痛覺分子

度，例如冷、熱，以及觸覺、本體感覺、痠、痛、癢

生物學的開山祖師，在他主導的研究中，發現許多

等，而本次諾貝爾生理學與醫學獎的另外一半獎項，

參與痛覺的重要離子通道，例如 ASIC1b、P2X3、

則頒發給發現機械力離子通道 Piezo1、Piezo2，解

Nav1.8，但他卻沒找到辣椒素受體。

開了機械力如何被體感覺神經，以及生物體內各種細 胞「感覺」的美籍亞美尼亞裔生物學與神經科學家帕

而在美國舊金山大學（University of San Francisco,

塔普蒂安（Ardem Patapoutian）。

USF）進行研究的朱里雅斯，則是以功能性分子選 殖（functional cloning）的方法，針對辣椒素受體

註

TRPV1 為一種離子通道蛋白，能傳遞熱覺、痛

覺等訊號。

分子可通透鈣離子（Ca2+）的特性，利用鈣離子影 像技術，率先找出辣椒素受體分子的真實身份——

TRPV1，一個已經被發現，但卻尚未知其功能的離 子通道。

痛覺研究的第一步，尋找「辣椒素受體」分子 神經科學家對「體感覺受體」的研究，一直具有高

成功找出辣椒素受體的「功能性分子選殖方法」

度興趣，特別是那些能對痛及傷害性刺激有反應的

朱 里 雅 斯 研 究 生 涯 早 期， 在 美 國 哥 倫 比 亞 大 學

受體。在 1980 ～ 1990 年代，對於痛覺神經生理的

（Columbia University in the City of New York）

研究有些初步進展，科學家發現體感覺神經中，有一

做研究，師承美國神經科學大師艾克謝爾（Richard

群痛覺神經（nociceptor）對熱、酸、機械力這 3 種

Axel）與英國生物學家傑瑟（Tom Jessell）探索血

刺激都有反應。而這群多樣性痛覺神經（polymodal

清素（serotonin）受體，並成功以細胞電生理的方

nociceptors） 還 有 另 外 一 個 特 性， 就 是 都 對「 辣

法，做為功能性分子選殖的基礎，發現許多血清素受

椒 素 」（capsaicin） 特 別 敏 感。 因 此，「 辣 椒 素

體分子。1990 年後，朱里雅斯在舊金山大學任教，

受體」被認為是痛覺受體的代名詞，為了找尋辣椒

以相同的研究方法再發現血清素的 5 － HT3 受體，

素 受 體 分 子， 開 啟 了 痛 覺 分 子 生 物 學（molecular

與三磷酸腺苷（ATP）的 P2X 離子通道。他進入痛

nociception）研究的序幕。

覺領域較晚，而之所以會研究辣椒素受體，或許是因

SCIENCE MONTHLY Vol. 52 No. 12

9

封面

諾

貝

爾

獎

故事三

諾貝爾

物理學獎

特

別

報

導

-2021-

盤

根

錯

節

的

疆

域

崇山峻嶺與深淵幽谷交織的

陳宣毅 中央大學物理系教授，中央研究院物理 研究所合聘研究員，研究領域為統計物 理、軟凝態、生物物理。

得 獎 者

得 喬治 ‧ 帕瑞希

獎

國籍∣義大利

者

Giorgio Parisi 1948 ～

現任∣羅馬大學理論物理學教授 研究領域∣物理學

（Sapienza Università di Roma ）

18

科學月刊 2021.12

Ta k e H o m e M e s s a g e 義大利物理學家帕瑞希，多年來利用場論的方法及電腦模擬，研究複雜系統的統計物理。他的研究對於許多

複雜系統如自旋玻璃、最佳化問題、生物演化、神經網路等議題有重大貢獻，甚至也影響了計算科學、生命 科學、人工智慧等領域。

帕瑞希（Giorgio Parisi）生於 1948 年，並於 1970

為仇人，最後甲發現他要不是得選邊站，就得要同時

年在羅馬大學（ Sapienza University of Rome ）

疏遠乙丙（圖一），這就是一個很經典的挫折狀況。

取得物理博士學位。他的研究早期以高能物理理論

帕瑞希與合作者在合撰的書裡，提到了一個有趣的模

（high energy physics theory） 為 主， 後 來 逐 漸

型來說明「挫折」造成的影響：如果一個 1 萬人的群

轉 向 利 用 場 論（field theory） 的 方 法 與 電 腦 模 擬

體裡，成員之間互相交好與交惡的機率各半，仔細分

研究複雜系統的統計物理。自 1970 年代末期起，

析後會發現，若要將這 1 萬人分成兩隊、每隊 5000

帕瑞希的一系列研究讓人們理解到自旋玻璃（spin

人，並盡量讓互相交好的人們分在同一隊，則在利用

glass）、最佳化問題（optimization problem）、生

電腦模擬的最佳分隊方法下，每個人的隊友裡平均還

物演化、神經網路等許多系統背後有著共通的理論

是有 2462 人與自己交惡，這只比隨機分隊（平均每

結構。這個突破對計算科學、生命科學，以及人工

個人會有 2500 個交惡的隊友）好一點點。

智慧等領域的發展有深遠的影響。因此帕瑞希獲頒 今（2021）年諾貝爾物理學獎的二分之一。

事實上，許多複雜系統都具有這樣的特性，使得尋求 最佳解決方案變成具高度挑戰的問題。而帕瑞希引領

充滿挫折的複雜系統

的研究，讓我們對於這類型複雜系統的特性有了全新

在社會實務中，時常有立意良善的想法，卻因為不同

的理解。

團體有不同觀點，最後不管如何折衷協調，解決方案 仍無法讓每個人滿意。這種相互衝突的社會網路，可

複雜系統的開端：自旋玻璃

以很生動的用「挫折」（frustration）一詞來描述。

這個複雜系統革命的開頭，是看似毫不相干的含雜質

舉例來說，甲分別與乙、丙是好友，但乙與丙因故成

系統磁性問題。在 1950 ～ 1960 年代間，一系列的 物理實驗發現，帶有磁性雜質的固體在低溫中，磁偶 極（magnetic dipole）強度隨著外加磁場的改變率， 會出現不尋常的行為：該固體並不會變成磁鐵，而是

?

變得類似流動緩慢，無法達到熱平衡的玻璃態，這個 狀態便被稱做自旋玻璃。 圖一：挫折示意圖。 這個三角形中，左下

探討自旋玻璃的物理理論，需要同時處理兩種隨機現

與右下代表喜惡相反

象。其中由熱引發的運動是隨機且隨時間變化的；而

（以箭頭方向表示） 的乙與丙，頂端的甲

雜質的分布雖然也是隨機，卻不隨時間變化，也就是

無法同時與乙和丙作

固體內的雜質在實驗過程中不會移動。1970 年代中

相同選擇。

期，美國物理學家，同時也是 1977 年諾貝爾物理學

SCIENCE MONTHLY Vol. 52 No. 12

19

封面

諾

貝

爾

獎

故事五

諾貝爾

經濟學獎

特

別

報

導

-2021-

因 果 關 係 的 實 證 研 究

經濟學的

楊子霆 加拿大英屬哥倫比亞大學經濟學博士，中央研究院經濟研究所 副研究員，兼任政大應用經濟學程與臺大經濟學系副教授。

得 獎

得 約書亞 ‧ 安格里斯特 Joshua Angrist 1960 ～

者

國籍∣美國

科學月刊 2021.12

獎

國籍∣美國

者

Guido W. Imbens 1963 ～

現任∣麻省理工學院經濟學教授

現任∣史丹佛大學經濟學教授

（Photo: Lillie Paquette ）

（Andrew Brodhead / Stanford News Service）

研究領域∣計量經濟學、勞動經濟學

28

吉多 ‧ 因本斯

研究領域∣計量經濟學

Ta k e H o m e M e s s a g e 確認因果關係，是科學研究中相當重要的工作之一。而社會科學不同於自然科學能在實驗室驗證理論預測，

因此學者們大多只能藉由觀察性資料進行實證研究。經濟學家安格里斯特與因本斯等人，提倡各種「因果推 論」方法，讓研究者可以在合理的假設下使用觀察性資料，並認定因果關係。本屆諾貝爾經濟學獎得主的選

擇，是對於過去 30 年經濟學實證研究改革運動的肯定，因為能確認因果關係的實證研究，才有辦法驗證甚至 是修改既有理論，幫助經濟模型的論述更接近真相。

幾乎所有科學理論都在闡述因果關係，也就是說明為

對於社會科學而言，因為研究對象是具有自由意志

何「X 會導致 Y」，X 是原因或稱處置（treatment），

的「人」，因此大多數的議題，研究者很難直接操控

Y 則是結果。經濟學也不例外，像是需求法則（The

「人」進行實驗，只能退而求其次，使用相對「骯髒」

Law of Demand）中，預測商品價格（X）上漲造

的觀察性資料（observational data），比較那些做

成人們對商品的需求（Y）下降；人力資本理論推測，

出不同選擇的兩群人，分析他們在結果上的差異。由

受教育年數（X）越多，未來工作的薪資（Y）越高。

於其他干擾因素太多，這類資料若無好的實證方法引

一套理論是否有用，除了邏輯一致外，所提出的「因

導，往往只能得到變數的相關性。

果關係」也要能通過現實資料的檢驗。

因果關係與不存在的「反事實」世界

工具變數與自然實驗 今（2021） 年 諾 貝 爾 經 濟 學 獎 的 3 位 得 主 中， 安

判定因果關係最重要的步驟，是在比較「事實」與

格 里 斯 特（ Joshua Angrist ） 與 因 本 斯（Guido

「反事實」的狀況下，人們所關心的結果有什麼差異，

Imbens）在 1990 年代起發展與提倡各種「因果推

例如要了解取得碩士學位對薪資的影響，就必須比較

論」（causal inference）方法，讓研究者在一些合

同一個（群）人在同一時間，選擇唸與不唸研究所的

理的假設下，也能使用觀察性資料，認定因果關係。

兩個平行世界裡，未來工作的薪資是否不同。因為是

這些方法通常是利用政策變革、法律規定，或風俗

比較同樣的人，除了學歷外，其他的條件都相同，若

習慣作為分配處置的「工具」，讓一組人得到處置，

是他們的薪資出現差異，則可歸因於有無碩士學位。

另一批人沒被影響，「自然」地創造出類似實驗的 狀態，從而估計處置的效果。

然而，人生無法重來，目前科技還沒有穿越時空的本 事，可以讓人返回過去做另一個決定，來看看後果有

以 下 用 安 格 里 斯 特 與 已 故 經 濟 學 者 克 魯 格（Alan

無不同，因此「反事實」的結果難以在現實世界中被

Krueger） 在 1991 年 於《 經 濟 學 季 刊 》（The

觀察到。我們唯一能做的，就是盡量排除其他因素的

Quarterly Journal of Economics）中，發表關於教

影響，確認某個原因（處置）造成的效果。

育對未來收入影響的經典研究，說明「工具變數」與 「自然實驗」的概念。

社會科學的因果推論 不像自然科學的研究者能在實驗室「乾淨」的環境裡，

多念書可以提高未來收入嗎？

進行隨機試驗（randomized controlled trial），控

教育是累積人力資本的主要方式，接受更多教育能

制各種干擾因素的變化，並推論變數間的因果關係。

否提高未來收入，也一直是經濟學家與政策制定者

SCIENCE MONTHLY Vol. 52 No. 12

29

顯 影

臺灣標蛇

Achalinus formosanus

稍大一些的臺灣標蛇，已帶有些許黃色。

圖．文 游崇瑋

36

「金蛇劍法」、「金蛇纏絲手」等膾炙

鈍頭蛇（Pareas iwasakii ）的案例相似，又是一個證明

人口的武俠絕技，想必金庸小說的迷

臺灣與南琉球之間有神祕連結的例子。

弟、迷妹們都曾經耍過一兩手，或至

事實上，臺灣標蛇的數量並非如同早期圖鑑所描述的

少在電玩裡面練過吧！

那麼稀少，其實牠們是中、高海拔數量最多的蛇類物

那 麼 到 底 野 外 有 沒 有 真 正 的 金 蛇 呢？ 我 拍 過 金 絲

種。另外，牠們從剛出生到剛成熟，顏色基本上都是

蛇（Amphiesma

miyajimae ）、 黃 化 赤 尾 青 竹 絲 （Trimeresurus stejnegeri ）、人稱「金波布」的黃綠 龜殼花（Protobothrops flavoviridis ）等，這些蛇都非

黑色帶有金屬光澤；直到可能「步入中年」時，體長

常美麗且十足有特色，但平心而論，若硬要說牠們是

後幾乎整條蛇都變為帶有金屬光澤的「金色」。這樣

金色的，還是有一點牽強。

的通體美麗金色居然還是一步一步如同寶可夢般「進

有一天，當我正在查閱文獻的時候，忽然想到了一種

化」而來，實在是一條非常溫馴又奇妙的低調金蛇。

非常低調，但確實夠資格被稱作「金蛇」的物種，那

最後不免還是要老生常談一下，臺灣標蛇多數是夜行

就是由動物學家布倫格（George Albert Boulenger）

性，其實牠們被路殺的機會並不太高，這或許是晚上

於 1908 年發表的臺灣標蛇。後於 1989 年由本兩棲

跑中、高海拔山路的人相對少的關係。但由於大多數

爬蟲類學者太田英利（Hidetoshi Ota）和當山昌直

的臺灣標蛇個體都是黑色，若牠們在晚上山區的柏油

（Masanao Toyama）定義產於石垣島和西表島的物

爬行真的很難辨識呢。所以還是希望大家開車或騎車

種，為臺灣標蛇的八重山亞種（Achalinus formosanus

行經山區道路的時候，養成放慢速度的習慣，就更有

chigirai ），也和泰雅鈍頭蛇（Pareas atayal ）與八重山

機會禮讓野生動物過馬路囉！

科學月刊 2021.12

已經不會明顯增加，但身上的顏色會逐漸轉黃。剛 開始變黃的只有腹部，後來背面也逐漸開始變黃，最

顯 影

年幼的臺灣標蛇是黑色帶有金屬光澤。

這大概是臺灣標蛇所能達到最金的狀態了。

慢慢的越來越黃……。

這種狀態已經離金色不遠。

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專欄文章

牛頓如何想出 第一運動定律？ Take Home Message

（123RF）

牛頓的第一運動定律在今日對人們來說習以為常，但其實該定律並非由牛頓最先 姚 珩 美國加州大學爾灣分校物理博 士， 專 長 物 理 史 哲 與 粒 子 物 理，任教臺師大物理系 30 年

寫下，而是科學界經過多年的醞釀與轉變才逐漸形成。從古希臘時期的「自然運 動」，中世紀的「衝力」，伽利略的「圓慣性」，到笛卡兒的「固有力」，才使 牛頓創造出外力概念與第一定律。

與福建閩南師大 3 年。

牛頓在 1687 年的巨著《自然哲學的數學原理》（Philosophiæ Naturalis Principia

Mathematica，以下簡稱為《原理》）一書出版之前，並未寫下過 3 個運動定律，其 中第一定律更是經過 1000 多年來許多科學家的醞釀調適，才出現的創見，與其說 它是實驗觀測的歸納，倒不如說它是西方哲學思維的躍遷或許更恰當 一些。定律中的「外力」一詞更是在牛頓之前從未使用過 的概念。他是如何發現第一定律？又是為了什麼 原因把它當作全書的第一個公理？

（123RF）

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科學月刊 2021.12

格物致知

思維背景

諾斯的想法，認為運動物體是從推動者那裡獲得「衝力」

自然哲學的運動觀

（impetus），並將該力儲存在物體內部，讓物體繼續維

起源於古希臘時代的自然哲學，主要內容是探討自然界

持運動下去。他說：「當被拋物離開投擲者，它會受到投

裡物體的性質、數量、位置的變化現象，其中位置的變

擲者所賦予的衝力推動，只要衝力大於阻力，它便會持續

化稱作運動。亞里斯多德（Aristotle）認為運動物體都

運動下去。」

有其目的地，輕物會往上升，重物會向下掉，因為輕物 的最終目標在天際，重物的最終目標在世界的中心——地

他破除了亞里斯多德所堅持運動物體必有其目的地的觀

心。這種物體順著其本性朝向其目的地的運動，稱為自然

點，並認為衝力與物體的速度和所含的物質多寡有關，非

運動，而不按照自然運動方式的則稱為受迫運動。例如若

常接近於今天所說的動量（momentum），可說是日後

要讓物體向上運動，則必須用手向上拋擲；要讓靜止在平

所言物體「慣性」（inertia）的最初來源。衝力說代表著

面上的車子運動，則必須不斷接觸施加作用。在當時已使

作用不必靠物體的接觸來傳遞，而是可由一種抽象的「形

用推、拉、擠壓這類與「作用」（action）相關的名詞，

式概念」來描述，這個專門術語也一直沿用到牛頓時期。

但並沒有「力」（force）概念一詞。

伽利略不受外界阻礙的持續運動——圓慣性 伽利略（Galileo Galilei）承襲了中世紀的衝力理論，主

斯多德認為：投擲者投出石塊同時，他也推動了附近的

張物體靠著衝力就得以持續運動下去，他在 1632 年所著

空氣介質，藉著空氣擠壓石塊，使石塊能持續運動下去。

《兩個新世界的對話》（Dialogo sopra i due massimi

此論述保持著物體的作用必須靠接觸來傳遞的一致性。

systemi del mondo, tolemaico e copernicano）的第二天 對話裡寫著：

不必靠接觸而能繼續運動的原因——衝力 到了中世紀初，當時的學者開始質疑：若石塊繫著一條細

薩爾維阿蒂：假如有一個像鏡子一樣光滑的斜

繩，水平投出，由於空氣較易推動細繩，因此細繩將被

面，……在這傾斜面上放一個球，……球放開

推到石塊前方，而非後方，這與事實不符。為了消除因為

之後的情形會是怎樣？

引入空氣介質解釋所造成的矛盾，6 世紀的拜占庭學者斐

辛普利邱：……我肯定它會自發地沿斜面滾下

勞 波 諾 斯（John Philoponus）

來。

認 為， 當 物 體 脫 離 了 推 動 者 之

薩爾維阿蒂：這個球會滾多久和多快呢？記住

後，還能持續運動，是因為推動

我說過……在完全沒有外部的和偶然的阻礙。

者給予了物體一個動力（motive

辛普利邱：……只要斜面延伸下去，球將無限

force），而這個動力維持了物體

地繼續運動。……若平面不上升，也不下降，

的運動。

平面多長，球體就運動多遠。 薩爾維阿蒂：如果這樣一個平面是無限的，那

到 了 14 世 紀， 法 國 哲 學 家 布 里

麼在這個平面上的運動同樣是無限的，也就是

丹（Jean Buridan） 繼 承 斐 勞 波

說，永恆的了，是不是？

Physics

然而，為何脫離了投擲者的石塊還能繼續運動呢？亞里

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專欄文章

飛向太空的星際飛鏢 雙小行星重新定向試驗 DART

Take Home Message

曾經令恐龍滅絕的小行星，是地球可能面臨來自太空的威脅之一。為了保護

地球免受小行星的撞擊，NASA 的 DART 探測器，將衝撞小行星並觀察後續變 化。DART 探測器搭載一架口徑 20.8 公分的相機，且使用離子推進器作為動

力，再搭配名為 SMART Nav 的自動導航軟體執行任務。在 DART 撞擊小行星

之後，後續再藉由歐洲太空總署的「希拉」探測器，以更先進的儀器測量小

圖一：DART 任務概念圖。 （NASA/Johns Hopkins APL/ Steve Gribben）

行星被 DART 撞擊後的的反應，讓我們能進一步理解這些地球的危險鄰居。

林彥興

EASY 天文地科團隊總編輯。

努力在陰溝中仰望繁星。

自 45 億年前地球誕生以來，數不清的隕石從天空墜落，有些帶來繁榮 的契機，有些則招致毀滅。6600 萬年前，稱霸陸地一億多年的恐龍就因 為一顆和臺北盆地差不多大的小行星而滅絕。美國科幻作家尼文（Larry

Niven）曾經說過：「恐龍之所以會滅絕，就是因為他們沒能探索太空。」 黃子權 一個從小不知道怎麼回事超愛

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科學月刊 2021.12

在這個各國紛紛望向星空的時代，人類是否能夠避免重蹈覆轍，躲過天降

石頭的傢伙，生活在岩礦堆裡

的災難呢？美國國家航空暨太空總署（NASA）領導的新計畫── DART

的大學生。

探測器（圖一）便是人們在這方面邁出的第一步。

物換星移

千萬里外的撞擊實驗

多優勢，一是該系統相當接近地球，因此雖然他們的直

《孫子兵法》有云：「知彼知己者，百戰不殆。」想要保

徑分別只有 780 公尺與 160 公尺，科學家仍然可以利用

衛地球免受小行星的攻擊，第一步就是要了解它們。過

地面的光學及無線電天文台對其進行觀測；二是地球位

去 30 多年來，天文學家在世界各地興建了多座專門用於

在該系統的軌道平面上，可以藉由觀測它們兩個的掩星

尋找小行星的天文台，例如卡特琳娜巡天計畫（Catalina

〔註〕 現象，從而精準地得知撞擊後迪莫佛斯運轉週期的

Sky Survey）、泛星計畫（Panoramic Survey Telescope

改變（圖二）。

and Rapid Response System）等〔註〕。藉由分析這些 天文台的觀測資料，天文學家可以計算出小行星未來的軌

註

道，判斷哪些小行星屬於可能與地球碰撞的危險天體，並

細節，天文學家可以反推出星體的形狀、軌道參數等重 要資訊。

註

參見《科學月刊》600 期〈夜空中的守望者─望遠 鏡如何保衛地球？〉。

簡單的設計，不簡單的任務

Astronomy

持續監視這些危險鄰居的動向。

掩星指的是一個星體通過另一個星體前方時，使系 統的亮度發生改變的現象。利用掩星過程中亮度變化的

由於 DART 的任務目標相當單純，因此比起卡西尼、 但問題是，假如我們真的發現一顆「可能在不久後的將來

航海家等大型探測器，DART 的設計與酬載相對精簡很

與地球相撞的小行星」，該怎麼辦呢？數十年來，科學家

多，其主要的科學酬載就是一架口徑 20.8 公分，名為

們曾提出過各式各樣的方法，試圖主動改變小行星的軌

DRACO 的相機。不過精簡歸精簡，DART 的設計仍有

道，讓它不要撞上地球，比如用雷射照、用核彈炸、用火

許多令人期待的亮點。

箭推等。但這些構想多半仍十分粗略而不成熟，且沒有人 確切知道它們到底有沒有用。而本期的主角 DART 計畫

首 先，DART 的 動 力 來 自 NASA 新 一 代 的 離 子 推 進 器

要做的，就是首次實際驗證以撞擊來改變小行星的軌道。

「NEXT-C」（圖三）。與藉由化學反應釋放能量加熱氣

體產生推力的化學火箭引擎不同，NEXT-C 是藉由產生

DART 是「雙小行星重新定向試驗」（Double Asteroid

高電壓將離子加速後向後噴出，從而產生推力，其推進效

Redirection Test）的簡稱，而在英文中同時也是飛鏢的

率（比衝）往往比化學火箭引擎高出十倍以上。即如果想

意思，屬於更大的「小行星撞擊轉向評估」（Asteroid

讓太空船加速到一樣的速度，使用離子推進器所需要的燃

Impact Deflection Assessment, AIDA） 計 畫 的 一 環。

料只需要化學火箭的十分之一〔註〕，因此被廣泛用於各

任務的內容相當簡潔明瞭：用一個人造探測器衝撞一個小

式深空探測器上，例如 NASA 的「曙光號」（Dawn）、

行星，並且觀察後續變化。

日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的「隼鳥一／二號」

DART 預 計 撞 擊 的 目 標 為 小 行 星 65803「 迪 迪 莫 斯 」 （Didymos）的伴星「迪莫佛斯」（Dimorphos），又 名「迪迪莫斯 B」（Didymos B）。這個雙小行星系統是 地球附近的潛在危險天體之一。以迪莫佛斯作為靶子有許

註

受限於篇幅，此處敘述相當粗略。更精確的描述讀 者可詳見「比衝」（specific impulse）與「火箭方程式」

（Tsiolkovsky rocket equation）相關的概念。

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顯 影

ruracea e

u Sa

三白草科

三白草頂端 2 ～ 3 片的葉子在花序抽出時通常會呈現白色。

圖．文

三白草科（Saururaceae）的植物為多年生草

瓣的「不完全花」；果為蒴果（capsule）或

植業病 @ plantsholic

本，植株通常低於 60 公分，以根莖蔓延於地

半肉質的漿果。

面生長。它們主要生長在潮濕陰暗的環境，

三白草科和胡椒科的親緣關係很相近，兩者

（Facebook 粉絲專頁）

例如水溝、水田、溪流、沼澤等。本科植物 的葉為單葉互生，葉基部通常為心形，花序 成穗狀，頂生或與葉對生；花序基部通常有

掃描 QR code， 追蹤植業病吧！

數枚白色的總苞片（involucre），常被誤認為 花瓣，但其實本科的物種都是缺乏花萼和花

都屬於胡椒目（Piperales），且大部分物種具 有幾個共同的特徵，例如：都是細長的穗狀 花序，花排列緊密且不明顯；葉基都成鞘狀； 沒有花萼和花瓣；兩性花。三白草科在全世 界共有 4 屬 6 個物種，主要為（1）假銀蓮花 屬（Anemopsis ） 的 Anemopsis

californica ，

僅產於美國西岸至南部，花序較短；（2）裸 蒴屬（Gymnotheca ），主要產於中國，包含 裸蒴（Gymnotheca （Gymnotheca

chinensis ）和白苞裸蒴

involucrat a），本屬的花序較

長但先端不下垂；（3）蕺菜屬（Houttuynia ） 三白草花序先端長而下垂， 形似蜥蜴的尾巴。

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科學月刊 2021.12

的魚腥草（Houttuynia

cordata ），分布於亞

洲，花序較短；（4）三白草屬（Saururus ），

顯 影

包含廣泛分布於亞洲的三白草（Saururus chinensis ），以及 僅分布在美國東岸至南部的蜥尾草（Saururus

cernuus ），

本屬的花序較長且先端通常下垂，形似蜥蜴的尾巴，所 以美國將蜥尾草稱為「lizard's-tail」，而三白草科就是 「lizard's-tail family」！ 臺灣共有兩種原生的三白草科植物，分別是三白草和魚腥 草。大家或許對三白草比較陌生，它主要分布在北部低海 拔地區，葉為卵形，基部有 5 ～ 7 條出脈，花的心皮為 3 ～

4 枚且離生；雄蕊 6 ～ 8 枚，與子房離生；植株頂端具 2 ～ 3 片葉子。在花序抽出時通常會呈現白色，故被命名為三 白草，其花序下方不具有白色的總苞片。花序剛抽出時為 下垂狀，但隨著花謝果成，花序會逐漸轉為直立狀。 再來是大家比較熟悉的魚腥草，又叫作蕺菜、折耳根，它

魚腥草葉心形，輕揉葉子具有魚腥味。

分布於全臺低海拔地區，葉為心形，葉柄基部鞘狀；托葉 膜質，與葉柄基部合生；花的心皮 3 ～ 4 枚合生；雄蕊 3 枚， 花絲下半部與子房貼合；花序下方有 4 枚白色總苞片，下 次各位再看到它就知道那不是花瓣了哦！ 魚腥草最廣為人知的大概就是它那股難聞的味道，只要輕 揉葉子，手上便會留有滿滿的臭味，但植株在煮過後腥臭 味就消失了，還可以成為良好的食材。它的根、莖、葉都 可以食用，例如汆燙、涼拌、煎蛋都是坊間可見的烹調方 法。魚腥草也可以入藥，性質偏涼寒，有清熱解毒和消炎 的效果，可以用新鮮或是曬乾後的魚腥草煮成茶來飲用。 此外，魚腥草甚至還成為臺灣研發的抗新冠肺炎中藥—— 清冠一號的其中一種成分！下次遇見臭臭的它，是不是也

魚腥草的穗狀花序，每朵花具 3 ～ 4 枚心皮和 3 枚雄蕊。

想要採一點回家試吃看看呢？

三白草結果時的下垂花序會逐漸轉為直立狀。

魚腥草花序下方有 4 枚白色總苞片。

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精選 文章

「夢幻藍招潮」的身分與 「擁劍」之謎 施習德

中興大學生命科學系教授，

主持無脊椎動物研究室，主題為招潮 蟹、淡水蝦蟹、陸蟹的自然史。

Take Home Message 背甲漂亮又鮮豔的「藍色招潮」，是英國博物 學家亞當斯在 1847 年記錄於航海日誌中的一種 招潮蟹。牠的生態習性包括個體會群聚在許多 黑泥的河岸區、炎熱白天低潮時會出來覓食；

較年輕的雄蟹，很

而「擁劍」則是中國古書中常被提及的招潮蟹。

少出現藍背甲的特 徵，因此這張照片

經過學者多年的考證與研究，最終確定這兩個

彌足珍貴。（Bernard DUPONT 提供，攝於馬

名字指的其實都是「擬屠氏管招潮」！

來西亞古晉）

「招潮蟹」是全球熱帶與亞熱帶海濱常見的蟹類，其巨大的螯 足、鮮豔的體色、逗趣的舞步、龐大的族群，都吸引著古今中外 許多博物學家們的關注。目前已確認的招潮蟹共有 107 種之多， 然而分類學上仍有許多老名字有待釐清與處理，以符合命名法規 的原則，並維持分類系統的穩定。

呈現夢幻藍的招潮蟹，曾經在 1847 年沙勞越的文獻中發表，過了

170 年才證實其身分為擬屠氏管招潮，圖為較常呈現藍背甲的雌蟹。 （Bernard DUPONT 提供，攝於馬來西亞古晉）

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精選 文章

一般呈現藍背甲的雄蟹， 大螯仍多是帶黃色的。（施 習德提供，攝於泰國普吉島）

少數藍背甲的雄蟹，由於 大 螯 缺 乏 黃 色 色 調， 很 難跟黃褐色的成體聯想在 一起，增加了辨識上的難 度。（Bernard DUPONT 提供， 攝於馬來西亞古晉）

擬屠氏管招潮的稚蟹，經 常呈現出夢幻藍的體色， 類似弧邊管招潮的稚蟹， 可利用眼柄顏色加以區 分。（施習德提供，攝於馬來 西亞古晉）

本文介紹兩個招潮蟹名稱「藍色招潮」和「擁劍」，其中 「藍色招潮」的原文描述地點在婆羅洲（Borneo），「擁 劍」則是中國古書常提及的招潮蟹。這兩個看來毫不相干 且距離遙遠的招潮蟹名字，在詳加考證後，其實是同樣的 種類——擬屠氏管招潮（Tubuca paradussumieri）！這 是德國甲殼類學家博特（Richard Bott）於 1973 年描述 的物種，模式產地在孟加拉地區（Bengalen），目前則 廣布於西太平洋和東印度洋。

鮮豔又夢幻的「藍色招潮」

1847 年，英國博物學家亞當斯（Arthur Adams）在英 國軍艦沙馬朗（Samarang）號的航海日誌中，曾介紹一

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海海人生

公民科學助攻

一同守護 海洋環境與生態

（ 海 保

現任海洋保育署署長

署 提 供 ）

黃向文

採訪撰稿｜謝宜蓉

2014 年一頭栽入太平洋擔任海上解說員，從

此開啟生態視野，偶爾喜歡下水，立志看遍世 界上所有種類的鯨豚。

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（Water vector created by pikisuperstar）

（123RF）

海洋保育署 廣告企劃

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海海人生

Take Home Message

在臺灣，公民科學早已在陸地上深根多年且蓬勃發展，而海洋環境的公民科學則處於萌芽階段。為

了鼓勵更多公民科學家加入守護海洋的行列，海保署於今年舉辦「海洋公民科學家數據松」，希望 透過公民的力量，將過往科學家收集的資料進行分析與知識轉譯，讓大眾一同解決各面向的海洋保 育工作。此外，藉由海保署建立的海洋資料庫，為海洋的永續發展盡心力。

一早踏入會場，就看見簡報上斗大的「海有問題，我

來分析」8 個字。這是第一屆海洋公民科學家數據松的 成果發表會，由來自不同領域的民眾組隊參與，以臺

灣各地組織長年累積的數據作為起頭，展開針對不同 專業的課程及工作坊內容。

「數據松」一詞的由來

「黑客松」（hackathon）一詞源自於黑客（hack）＋

馬拉松（marathon）。今（2021）年由海洋委員會海

洋保育署（以下簡稱為海保署）所發起的活動主題訂

積的海洋公民科學數據，並應用在不同的對象上。

成果發表中榮獲第二名的組別「前進龜山島：海豚生

態教室大解密」，團隊設計者希望這份海報能夠被龜 山島周圍的賞鯨業者所使用。海報採取視覺化的方式，

呈現出一趟賞鯨旅程中，有可能遇見的鯨豚種類及其

外形上的特徵，提供給龜山島周圍的賞鯨遊客閱覽並 實際應用。

定為「海洋公民科學家數據松」，希望透過短短一個多

而獲得第三名的組別海報主題為「海龜你今天過得好

灣各地海洋公民科學家所收集及長期累積下來不同類

了能讓讀者認識不同種類的海龜外型特徵之外，也期

月馬拉松式緊密的工作坊及線上課程，讓參與者將臺 型的數據，透過公開資料及圖表呈現的方式，創造出 引人注目的海報，解決不同面向的海洋保育難題。

活動內容包含了線上增能課程、組隊報名、數據松工

嗎？」。海報設計則針對了對海龜有興趣的民眾，除 望透過一般大眾對於明星物種的重視，喚起海洋保育 的意識，並透過分析擱淺資料及數據，探討各地海龜 死亡背後的主因。

作坊，以及決選成果發表。參與活動不但能夠理解目

由不同面向所推動的海洋事務

基礎數據透過跨領域的資料科學應用，也能夠在工作

可發現海保署早在成立之初，便企圖在不同海洋領域

前在臺灣各地的海洋公民科學數據內容，學習如何將 坊透過專業講師帶領，將海洋公民科學數據製作成精 美並容易理解的海報，提供一般大眾閱讀及使用。

由陸地走向海洋的臺灣公民科學

臺灣陸域的公民科學計畫早已遍地開花，而海洋相關

若仔細了解海保署成立至今所推動的各項海洋事務， 推動公民科學的概念。其中包含以休閒活動角度切入 的珊瑚礁健檢員、海龜普查員、釣訊情報員、巡鯨觀

察家等，以不同面向增加民眾對於海洋相關情報的搜 集，藉此推動 iOcean 海洋保育網的知名度。

的公民科學則逐漸嶄露頭角。去（2020）年由各地的

在推動海洋公民科學相關資料庫的過程中，針對不同

打開了一般民眾對於海洋公民科學的視野。而海保署

料大部分屬於自願性質，由於不同項目所觸及的對象

海洋公民科學家舉辦的「海洋狗仔隊大集合」嘉年華，

透過本次辦理的海洋公民科學家數據松，也期望能由

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初步認識海洋公民科學，進階到了解各地長年來所累

科學月刊 2021.12

項目會遇到不同的困難嗎？黃向文署長表示，這些資 不同，例如垂釣的資料收集中以臺中港為大宗，鯨豚

海洋保育署 廣告企劃

的資料則是因為賞鯨活動的關係，而集中在東部區域

朝向永續發展的海洋資料庫

動之初，因數據較少而容易分布不均勻，這未必與事

民科學家項目後，會發現在不同選項後方的括號都註

及每年 4 ～ 10 月的賞鯨季節。海洋公民科學資料庫推

實真相相符，因此活動過程中若使用到這些數據，解 讀時必須更加仔細的考量時空分布的狀況。

今年舉辦第一屆海洋公民科學數據松，在推廣海洋公 民科學上向前邁進了一大步，也仍有許多地方能夠持 續改善。例如有些數據的使用者對於資料的本質並不 是相當清楚，也不了解數據收集的過程造成資料傳遞

若我們再次進入 iOcean 海洋保育網，並點選海洋公 明 著 不 同 的 單 位， 例 如 河 川 水 質（ 環 保 署 ）、 漁 港

水質（漁業署）等。而在 iOcean 海洋保育網中，自

2010 ～ 2018 年的資料來源，皆為行政院環境保護署及 行政院農業委員會漁業署，2018 年海保署成立後，漁

業中屬於經濟性魚類的權責仍歸屬於漁業署管理，海 洋中的保育類生物權責則屬於海保署。

時的可能誤差。因此，對於提供數據的組織與使用數

雖然如此，海保署成立的海洋保育資料庫，仍希望藉

數據的方式，都是主辦方後續辦理相關活動時，必須

除了透過收集海洋公民科學家的數據，累積臺灣長期

據的對象之間，各個團隊是否能夠彼此相互交流調查 考慮並納入，作為豐富活動的考量。

結合海洋公民科學的在地守護計畫

除了針對一般大眾積極推動海洋公民科學內容外，海

此收集過往的調查內容及未來的公民科學資料數據。 的海洋資料庫外，也期望能夠藉此公開過往政府委託

不同單位所做的各項尚未公開調查資料，這也是海保 署在成立 iOcean 海洋保育網很重要的一項動機。

保署也發起「在地守護計畫」。該計畫主要由在地社

海洋為各種軟骨魚及硬骨魚類、頭足類、海洋哺乳動

的海洋公民科學計畫。

水受到全球暖化、季節、洋流的影響，造成海洋中鹽

區或是區域性的團體，自願發起針對不同地域所設計

公民科學家的精神，來自於專業的科學家並非有足夠

的時間，長期在第一現場研究及調查。若無法現場實 地搜集數據，則必須仰賴來自第一線對該研究感興趣 民眾協助共同累積資料，並依照長期下來的資料趨勢，

物，以及藻類、軟硬珊瑚所共同棲息的生長環境，海

度及溫度更加瞬息萬變。若一一細數，其生態系複雜

程度甚至更甚於陸地，我們期望海洋能夠全面性地成 為更健康的樣貌，仍需要由各單位共同合作才能真正 達到永續的目標。

觀察當地的海洋生物及其生態環境，是否因應不同的 自然或人為條件而有所改變。

除了每年針對不同地區委託專業的科學家執行各種 調查之外，海保署也在今年招聘海洋保育巡查 員，辦理、協調、執行海洋保育的相關工作。

目前任職於臺北與基隆的巡查員表示，雖然初

次接觸當地的海洋保育相關事務時，無法在短期

內看到非常大的進步或對於海洋環境的幫助，但在長 期持續的累積之下，也能發揮自身專長為當地的海洋 保育做出貢獻。

（123RF）

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海海人生

「海有問題 我來分析」 第一屆海洋公民科學家數據松活動 馬琬淳∕輔大法律系學士、臺大新聞所碩士。法 律系畢業才毅然走向新聞的媒體人，喜愛新聞、

影音，夢想是做出像日本有趣又感人的綜藝節目。

陳毅龍∕文化大學法律系、新聞系學士、輔大大

傳所碩士。31 歲才服完兵役的高年級應屆畢業生。 大學雙主修法律、新聞，但最愛的是日文，喜歡 挑戰寫各種類型的稿。

採訪 撰稿

林承勳∕想泡在水裡當隻熱帶河馬。

海洋委員會海洋保育署（簡稱海保署）近年來建置 iOcean 海洋保育網，號召民眾回報海洋生物目擊資訊，藉此建構臺 灣海洋生物資源的大數據。而民間也有許多團體，以公民科 學方式累積多年海洋保育相關數據。海保署希望透過公開資

料，徵求跨領域人才洞見、解讀數據，並繪製出向目標宣導 受眾的海報，提升民眾保育理念。

對此，海保署今（2021）年舉辦第一屆海洋公民科學家數據 松工作坊：「海有問題，我來分析」。本次活動共有 17 支 隊伍參賽，其中包含社會組 8 組、學生組 9 組。當隊伍在收

到「iOcean」數據資料後，於 10 月 16 日進行數據松工作

坊。工作坊上午時段由政治大學傳播學院專任教師李怡志授

課，教導參賽隊員如何將複雜的數據轉化成主題清楚，內容 有條理，兼具美觀與內涵的資訊視覺化呈現。下午時段則是 隊伍的練習時間，將上午所學實際應用，並由講師現場講評 與指導。

海洋公民科學數據松決選則於 10 月 31 日登場，由海保署署

長黃向文開場，接續由參賽隊伍上台，將各自分析的數據資 料以海報與投影片呈現。評審團由資訊、生態、新聞圖表的

專家學者，以及深耕環境議題的公民團體組成，根據各組報 告的內容豐富度與表現評選出前三名獲獎隊伍。

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科學月刊 2021.12

海洋保育署 廣告企劃

數據松決選首獎

只有大約 8％的機率可以存活獲救。

∣組員∣吳俊毅、張安瑜、謝承恩、羅祈鈞

而全臺累積鯨豚最容易擱淺的月分以 4 月最高，每月累積

題為「關於鯨豚擱淺，你知道嗎？」。在特有生物研究保

數最高，相比之下夏秋兩季較少。另外，吳俊毅等人以空

∣組名∣關於鯨豚擱淺，你知道嗎？

本屆獲得第一名的吳俊毅、張安瑜、謝承恩、羅祈鈞，主

育中心（簡稱特生中心）工作的吳俊毅等人表示，海報內

容是希望讓民眾知道鯨豚擱淺的狀況，以及當發現鯨豚擱 淺時可以怎麼協助，增加鯨豚回歸大海的機會。

提到參賽的動機，由於吳俊毅正在建置特生中心的「台灣

生物多樣性網絡」（Taiwan Biodiversity Network, TBN） 資料庫，並推廣開放資料，因此希望藉由數據松活動學習 如何推廣數據資料，或舉辦類似數據松的活動。之所以選

擱淺次數將近 150 次。綜觀來說，1 ～ 5 月發生擱淺的次 間分析，發現臺灣沿海各縣市都有鯨豚擱淺的記錄，其中

新北市發現鯨豚擱淺並通報的次數最多，累計超過 100 次。團隊推測，可能是比較多民眾去巡視新北的海邊，所 以通報的次數較多，並且 iOcean 一開始在推動民眾發現

擱淺鯨豚並通報的活動時，在北部推動得比較密集。值得 注意的是，在新北三芝地區、臺南、高雄沿海等地都有發 生過 10 隻以上的鯨豚集體擱淺事件。

擇鯨豚擱淺作為主題，是因為組員們在初步查看鯨豚擱淺

為了提高擱淺鯨豚的存活率，團隊畫了淺顯易懂的鯨豚救

人想像鯨豚擱淺就會死亡有落差。過去研究指出，當民眾

牠們。首先要致電海巡署專線 118，或是中華鯨豚擱淺處

資料後，發現其實擱淺鯨豚最後有許多會活下來，跟一般 發現鯨豚擱淺時，如果正確處理，可提高擱淺鯨豚回歸大 海的機會。

於是團隊梳理了 1994 ～ 2021 年 iOcean 的鯨豚擱淺資料， 將同時間、地點、物種的擱淺鯨豚資料統一成單

助圖，指引民眾如果在海邊遇到鯨豚擱淺，可以怎樣協助

理組織網 0928-539977（我想救救鯨鯨）前來協助。若民 眾在現場，鯨豚救援有「三要四不」，「要扶正」、「要

保濕」、「要記錄」、「不要風吹日曬」、「不要拉扯鯨豚」、 「不要靠頭尾太近」、「不要喧嘩」。另外，如果民眾想

一事件。為什麼採取「單一事件的次數」，而不 是「隻數」呢？張安瑜表示，過去在臺南發現的

18 隻擱淺小虎鯨資料中，資料庫的原始資料只 有 6 隻為個別記錄，剩下的 12 隻卻沒有，因此 無法得知剩餘的 12 隻最後的生存狀況。

在總共約 1600 多次的擱淺事件中，最終有回到 大海的鯨豚大約有 123 次，但因為是用次數計

算，所以回到大海的鯨豚總隻數可能不只 123 隻。平均每 12 次被人發現的擱淺事件中，有 4

次擱淺鯨豚還有氣息，但卻只有 1 次被發現的 鯨豚可以成功重回大海。也就是一旦鯨豚擱淺，

本屆數據松決選首獎團隊「關於鯨豚擱淺，你知道嗎？」。（林承勳攝影）

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以及各國規範帶來什麼樣的影響？

而人工智慧將對未來的人力資本，

舉凡假新聞判讀、新住民語言學習等。

並能應用於多領域，

人工智慧日益成熟，

當社會科學 遇到人工智慧

《科學月刊》625 期 精采預告