科學月刊試閱版 2023-2月號 638期-現代育種學

焦點評論

638

不是萬能？人工智慧的倫理與風險

AI

經典專欄 人類移居太空前的挑戰

月球用電

｜

2023 2月號

現代 育種學

1987年

硬質玉米台農1號 Feed corn Tainung No. 1 民國76年育成。抗普通型銹病， 每公頃產量六噸以上。

從自發性突變到人為的基

因改造、基因編輯，精準

選育將如何「改良」我們 的生活？

好文共賞

線上自主學習徵文競賽得獎作品 IBM SkillsBuild

2017年

硬質玉米台農7號 Feed corn Tainung No. 7 民國106年完成南方型銹病檢定。 產量較台農1號高約20％。

NT$280 ISSN:0250-331X

9

770250

331001

02

Contents 封面故事引 言 好，還要更好

封面故事一 生物如何適應環境逆境？ 遺傳多樣性的起源與應用

2023 FEBRUARY 638 期

P6 P8

李承叡

封面故事二 作物如何抵抗病蟲害？ 遠從新石器時代就開始的農糧育種

P14

曾鈺茜

封面故事三 為動物算命及改命 數量遺傳學與動物育種

P20

林恩仲

封面故事四 育種輔以遺傳工程技術是好是壞？ 基改作物的應許和反思

P26

專訪

P32

當精準育種中的基因編輯魔法碰上水產養殖

臺灣海洋大學水產養殖學系副教授龔紘毅專訪 廖羿雯

封面說說話

郭華仁

本期以手繪的方式加上旁邊介紹植物 的文字，模仿科學家研究時的手寫筆 記。白色箭頭表達育種的時間演進， 從過去的台農 1 號到現在的台農 7 號， 增加了產量及南方型銹病的抗性。下 方的土壤因氣候變遷變成乾旱的土地， 想傳達未來透過育種或許能使作物在 逆境下生存。

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No. 2

1

Contents-2 News Focus

4 5 顯

38

為什麼有些大便浮在水上？／飛機雲造成的暖化問題有解方嗎？

人類的眼睛顏色為什麼不一樣？／利用流體力學滑翔的飛蛇機器人 影

三裂星雲與礁湖星雲／江秉城

思辨之評

40 專

44 50 56 62 68

AI 也會出差錯？使用人工智慧可能帶來的倫理與風險／甘偵蓉

欄

74 75 76 77 書

78

2

只要於 2023 年 2 月 28 日前，完

整填寫讀者問卷調查，就有機會

獲得貓頭鷹出版的新書《地球是 獨一無二的嗎？》。

問 卷 內 容 請 至 bit.ly/3GsB8ew

或掃描 QR code，並詳實填寫， 否則將喪失抽獎資格。

獲獎名單將於 2023 年 3 月 5 日

之 前 公 布 於《 科 學 月 刊 》 網 站 （www.scimonth.com.tw）。

數不勝數：古希臘人如何「量天測地」？

從畫作〈雅典學院〉一窺古希臘的科學研究／劉柏宏 格物致知：葉片上的「玻璃窗」

揭祕卷柏葉表矽晶體的光學效應／謝佩君、許秋容、施明智 生生不息：老鷹的保育之路

幾近消失的黑鳶族群如何再次復甦？／黃筠傑 潛移默化：為什麼 LED 會發光？

螢光粉實現新一代發光技術／陳冠群、黃文澤、劉如熹

物換星移：人類若想長期居住月球，電力該從何而來？／火星軍情局局長

IBM 競賽文

72

填問卷．拿新書

AI 人工智慧／馬唯恆

瘋狂搖滾的極速未來／王昕典

人工智能發展與衝突之思辨／余佩容

結合「雲端運算」與「人工智慧」的未來世界／段紹揚 麻の葉圖騰實作／張芸瑄 摘

《地球是獨一無二的嗎？》

科學月刊

2023.2

bit.ly/3GsB8ew

臺北市科學出版事業基金會 董事長：劉源俊

走進編輯室

董

事：于宏燦

朱慶琪

邱韻如

林翰佐

顧

問：王文竹

周成功

林基興

郝玲妮

胡維平 高涌泉

高甫仁 羅時成

曾耀寰

好，還要更好

蔡孟利

「恭喜發財，紅包拿來」，今（2023）年過年一口氣連放 10 天，不知道各位讀者 是否有好好休息充電、養精蓄銳為今年接下來的日子努力衝刺？

出版者：科學月刊社 理事會

理事長：蔡孟利 理

事：曲建仲 邱韻如

于宏燦 紀延平

朱慶琪

提到過年，除了小朋友最期待的領壓歲錢之外，除夕夜的年夜飯也是過年的一大

林翰佐

曾耀寰

重點。代表「全家團圓」的全雞、「長命百歲」的長年菜；期許能「步步高升」

蔡政修

的年糕、「好彩頭」的蘿蔔糕；象徵「年年有餘」的整尾魚或碗中添得像小山一

執行總監：趙軒翎

樣高的米飯等，想必讀者對這些佳餚仍記憶猶新，畢竟前幾天才剛品嘗一番。

編輯部

總編輯：林翰佐

副總編輯：趙軒翎

李依庭

李志昌

李精益

編輯委員：王文竹

林秀玉 金必耀 倪簡白 張敏娟

陳藹然

程一駿

楊正澤

劉宗平

鄭宇君

嚴如玉

而在大快朵頤的同時，不知道讀者是否有注意到餐桌上的魚一年比一年大尾，雞

王伯昌

曲建仲

江建勳

林宮玄

邱韻如

金升光

門立中 高啟明 陳妙嫻

單維彰

程樹德

葉李華

蔡兆陽

鄭運鴻

嚴宏洋

阮明淑 紀延平 高憲章 陳彥榮

景鴻鑫

黃正球

廖英凱

蔡孟利

周鑑恆 范賢娟 張大釗 陳鎮東

曾耀寰

黃相輔

管永恕

蔡振家

洪裕宏

胡進錕

孫維新

張

編

魏耀揮

輯：羅億庭

美術編輯：黃琳琇

陳文屏 楊玉齡 蘇益仁

張樂妍

周榮泉 陳章波 劉仲康 蘇振隆

洪萬生 復

陳國成 駱尚廉

如分子標誌、基因改造、基因編輯等，加速育種速度，培育出能增加產量、因應 現今極端氣候變化、抵抗病蟲害危害等優良作物。

種，我們也不能毫無所知。本期《科學月刊》就以育種為封面故事，以傳統育種

業務專員：廖本翔 專案經理：林品婕

需要長達數十年的持續投入。所以，隨著科技的進步，現在也出現許多生物技術，

目前我們所吃的許多蔬果、家禽都是經由人為育種、改良的品種。因此，對於育

業務部

財務顧問：江旻壕

調整、耐儲存、能長途運輸等。

具有所需性狀的品系。因此傳統育種十分耗時，培育出令人滿意的新品種背後更

吳明進

曾惠中

狀包括增加產量、提高品質、增強適應性、對抗病蟲害與環境逆境、成熟時間的

然而，自然突變並非人類能預料和控制，只能藉由雜交產生大量後代，再篩選出

蘇逸平

朱麗麗

張勝祺

生物的自然突變進行品種改良，希望能將良好的性狀遺傳至後代。常見的改良性

韓德生

古宏海

周延鑫

這些都是人類長年來育種的成果。自古以來，人類便利用農作物或家禽、家畜等

鄭宜帆

編輯顧問：王明蘅

吳家誠

肉也愈發厚實，連飯後的水果都品種繁多、任君挑選，甜度香氣破表。

為始，進一步介紹新興精準育種技術，一步步帶領讀者認識育種學的發展。 沙珮琪

副總編輯

創刊於 1970 年

本期為第五十四卷第二期

第 638 期

發行於 2023 年 2 月

中華郵政北台字第 0677 號執照登記為雜誌類交寄 行政院新聞局版台誌第 0934 號

科學月刊社

地址：106013 臺北市大安區羅斯福路三段 77 號 7 樓 電話：(02)2363-4910

傳真：(02)2363-5999

網址：www.scimonth.com.tw

李依庭

製版印刷：赫偉有限公司 總經銷 : 聯華書報社

電郵：scimonth@scimonth.one

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。

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3

NEWS FOCUS

為什麼有些大便浮在水上？ 上完大號後，你會回頭看看自己的大便嗎？如果你

（Mayo Clinic）的研究人員在進行小鼠腸道的微生

有時則會沉入馬桶裡，最近科學家偶然發現了其中

關性，卻意外發現移除所有腸道微生物的小鼠，糞

有這種習慣，那一定曾發現大便有時會浮在水上， 可能的原因。

根據研究數據統計，人類的排遺約有10％會浮在

水上；過去研究發現是大便中的氣體導致漂浮。不

過，這些氣體從哪裡來？美國明尼蘇達州梅奧診所

物實驗時，原先想測試不同微生物組成和疾病的相 便全部都沉沒在水裡；而正常小鼠中則有一半的糞 便漂浮在水上。於是他們進一步研究這個有趣的現

象，分析出所有正常小鼠糞便中的微生物。結果發 現，漂浮糞便中的微生物組成和沉沒水中的糞便不

同，更從漂浮糞便中找出10 支與氣體有關的菌種。 研究人員表示，這 10 支會產氣的菌種有些也存在 人體的腸道中，非常有可能就是我們的糞便漂浮在 水上的原因，也很有可能正是腸胃道脹氣的罪魁禍 首之一。

Aalam, S. M. M. et al. (2022). Genesis of fecal floatation is causally linked to gut microbial colonization in mice. Scientific Reports, 12, 18109.

飛機雲造成的暖化問題有解方嗎？ 你一定看過飛機劃過天際，留下一抹雲彩的風景。

為了解決這些短暫的雲層帶來的問題，美國航空、

氣所形成，然而根據《達拉斯晨報》（The Dallas

究所（Rocky Mountain Institute）合作展開研究，

飛機雲（contrail）是噴氣式飛機引擎排出的水蒸 Morning News）最近的報導指出，航空公司和研究 人員們確定這些雲層是導致全球暖化的因素之一， 並為解決方案而籌組研究計畫。

飛機在空氣密度最低的高度飛行才能減少燃料消

耗，但這個區域也是最容易形成飛機雲的地方。美 國航空（American Airlines）表示，有 65％的噴射

飛機會產生飛機雲，且其中 10％的飛機雲形成後會

西南航空（Southwest Airlines）等公司和洛基山研

預計使用衛星成像和飛機上的偵測器調查飛機雲的 形成時機及停留時間，試圖找出哪些條件下會產生

最多的飛機雲，最後建立飛機雲形成的預測模型。 他們希望研究結果可以讓飛行員未來在駕駛飛機

時，透過改變飛行高度、速度、時機等條件減少飛 機雲的形成，減緩暖化效應。

在空中維持數小時。過去研究已證實飛機雲為大氣 帶來熱能，同時阻擋夜晚的地表散熱，進而造成暖 化效應。

4

科學月刊

2023.2

Arnold, K. (Dec 8, 2022). Airlines are finally admitting contrails are an environmental problem. The Dallas Morning News. https://reurl.cc/GXyWR3

人類的眼睛顏色為什麼不一樣？ 眼睛虹膜的顏色差異在各物種

都經過獨立演化出藍色的虹

由新加坡國立大學（National

由於深色眼睛在低緯度地區可

中 都 可 以 觀 察 到， 最 近 一 篇

膜。研究團隊表示，這可能是 以預防強光的傷害，而高緯度

University of Singapore）的

研究團隊發表在《科學報告》

地區的光線較少，淺色眼睛較

（Scientific Reports）期刊的論

容易吸收藍光並促進生理時鐘

文顯示，靈長類動物的虹膜顏

的反應。

色多樣性可能源自於棲地日照 程度的不同。

研究團隊收集 77 種靈長類數

過去大部分的研究認為人類眼 （123RF）

睛的顏色主要是透過性澤（sex selection）演化，而這項新研

百個個體的虹膜照片，統計數據後發現虹膜的顏色

究成果帶來不同以往的觀點。儘管如此，在赤道地

遠地區的靈長類虹膜較淺，顏色偏藍或綠色；赤道

顏色的重重謎團還有待生物學家們繼續破解。

和亮度都隨著緯度高低而變化⸺棲息在離赤道較 上的個體則多數為深棕色。後續加上演化學的統計 分析後，更發現在高緯度地區的靈長類有多個類群

區還是有少數的物種具有淺藍色的眼睛，因此眼睛

Perea-García, J. O. et al. (2022). Ecological factors are likely drivers of eye

shape and colour pattern variations across anthropoid primates. Scientific Reports, 12, 17240.

利用流體力學滑翔的飛蛇機器人 仿生（bionics）是指科學家透過研究生物特殊的材

運動使氣壓差異在全身達到平衡。研究團隊進一步

各式工具、技術或機械的研發。例如利用壁虎腳趾

的研究結果顯示飛蛇蛇行時還會在背上形成一系列

質、構造或運動模式中的物理現象，進一步應用在 特性所發明的膠帶、模仿蜻蜓翅膀的機翼設計等。

近期美國維吉尼亞大學（University of Virginia）和 維吉尼亞理工大學（Virginia Tech）的研究團隊想要 將飛蛇的運動方式重現在機器人身上。

飛蛇是金蛇花屬（Chrysopelea）蛇類的俗稱，因牠 示飛蛇在滑翔時，身體截面形狀的變化和空中的水 平蛇行運動是牠們成功滑翔的關鍵⸺身體截面形

狀可以讓上下的氣壓改變，產生升力（lift）讓身體 上升；而飛蛇跳躍後會在空中水平蛇行，藉由波行

的漩渦氣流，而這些氣旋會影響升力的生成；此

外，波行運動的頻率、滑翔時身體和迎面氣流的

角度，以及雷諾數（Reynolds number，流體中慣

性力與黏性力的比值）都是改變整體升力的重要條 件。研究團隊認為，建立三維流體力學的模型不僅 加深了他們對飛蛇滑翔運動的理解，這些研究成果

NEWS FOCUS

們在樹林間彈跳及滑翔的身姿而得名。研究團隊表

建立飛蛇在滑翔時的 3D 氣體流體力學模型，最新

更可以幫助科學家在飛蛇機器人上設計出最佳的滑 翔功能。

Gong, Y. et al. (2022). Computational analysis of vortex dynamics and

aerodynamic performance in flying-snake-like gliding flight with horizontal undulation. Physics of Fluids, 34, 121907.

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封面故事引言

好，還要更好 F） 23R

（1

過往，動植物面對環境逆境或變化，突變並演化出新物種； 如今，人類藉由分子遺傳學為動、植物進行品種上的改良， 期望透過人工選育，將多肉、抗病蟲等優良性狀保留下來。 然而，隨著育種技術的純熟，基改作物、基因編輯的出現， 是否會衝擊現有物種，對環境與生態帶來滔天巨浪的改變？

6

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1

封面故事

生物如何適應環境逆境？

遺傳多樣性的起源與應用 Take Home Message • 為了適應新環境，生物必須克服當地逆境，並經過突變、遷移、遺傳 漂變、天擇或人擇改變族群的基因型頻率，導致演化的發生。 • 基因體的核苷酸位點在個體間有多樣性，稱為單一核苷酸多樣性 （SNP）。了解各品系的 SNP 及性狀與 SNP 之間的關聯，便有可能找 出控制性狀的基因。 • 人擇留下高產量作物，卻降低了遺傳多樣性，還造成過度依賴單一品 系等問題，因此需要以育種和各領域技術解決。

從撒哈拉沙漠到亞馬遜叢林、從熱帶雨林到溫帶針葉林、從臺灣的低海拔闊 葉林到高海拔箭竹草原，自然環境具有非常高的多樣性，不同的環境也生存 著適應當地的各種生物。但你有沒有想過，這些生物利用哪種機制生存於如 此不同的環境中？這些不同的形態或生活史是怎麼產生的？為什麼自然環境 的多樣性可以造就生物多樣性？我們可以如何應用這些生物多樣性呢？

逆境、性狀、適應

所謂逆境，泛指一切不利於生物生長、存活、生殖的因素。上段所述的三組 李承叡

臺灣大學生態學與 演化生物學研究所 副教授。

8

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對比環境，大略代表了水分含量、緯度、海拔這三種梯度的差異。為了生活 在某個特定的環境，生物就必須去適應這個環境⸺簡單來說，生物需要克 服當地的逆境，儘量降低逆境對它順利生長、存活、生殖的影響。

高海拔 圖一

2009/06/22

北美的洛磯山脈在同一 天，不同海拔高度的

初夏生長季

狀況。（作者提供）

低海拔 SCIENCE MONTHLY

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封面故事

為動物算命及改命

3

數量遺傳學與動物育種 林恩仲

從小熱愛培育各種動物，後來在畜產領域 學習、研究及推廣，以遺傳育種、飼養管 理及計算分析為主軸。

Take Home Message • 18 世紀起，依據外表型選留配種的動物育種出 現，改變家畜禽動物的品質性狀及數量性狀。 • 1930 ～ 1970 年代學者建立了動物育種所需的理 論與方法——數量遺傳學，藉以計算及選育出遺傳 性能最佳的種畜禽，成為現代化畜牧生產的基礎。 • 高效選育的動物在環境改變時易造成生理不平衡，因此 除了生產效率，還需要同時考量動物對環境的適應力。

一萬多年前，人類在歐亞大陸上將灰狼

限度的改良，我們將這樣的動

的發展及各樣需求出現，更逐步地馴化綿

常只需大約十個世代即可達到部分改良的效

的近親馴化成現代家犬，隨著農業社會 羊、山羊、豬、牛、雞、驢、鴨等家畜 禽。馴化之後的動物群體被畜養者進行有

20

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作稱為「人為選拔」或是「育種」，通

果。對比自然環境之下，野生動物則需經歷 長期的「自然選拔」或「演化」。

群、增重快速的肉牛群、大型役用馬等，這是以外 表型的特性或優劣當作改良依據。系統性的選拔配 種逐漸擴散到歐美各地及各種家畜家禽，主要目標 是改變品質性狀（qualitative trait），這類品質性 狀一般會受到少數基因座（locus，複數為 loci）

影響而出現幾種不同的外表型，例如動物毛色、雞 冠形狀、耳朵形狀等。當時也有人開始選育數量性 狀（quantitative trait），這種性狀則是受到眾多 基因座同時影響，例如一個泌乳期產出更多乳量的 牛羊品種、一個產蛋期能夠生產更多蛋的雞鴨品 種、產肉量更多更快的肉雞或豬隻品種等。

在這段時期，歐美國家因應這些發展而出現許多 不同家畜禽的品種協會及血統登錄制度，如同戶 政事務所登記了父母及孩子的出生資料、給予固 定的身分證字號一樣，畜產動物的系譜登記制度 也類似，以保持品種不至於混亂及提供優良遺傳 的選拔依據。

數量遺傳學的誕生

經過 100 多年的發展，畜產動物的育種改良有相當

程度的進展，大多都是在產業界的努力下進行，長 （123RF）

然而，現代化、有系統的動物

育種遲至 18 世紀才出現，由英國農業學

家貝克韋爾（Robert Bakewell）以不同品種畜產 動物的系譜及特性進行人為選拔、系統配種及子代

測定（progeny test），建立毛肉兼用的無角綿羊

期從外表型選育逐漸產生眾多品種，並提供不同產 業或地區使用。直到 1930 年代前後，有幾位學者

開始建立育種所需的理論基礎，例如美國遺傳學家

賴特（Sewall Wright）建立近親係數（inbreeding coefficient）公式及配種系統的遺傳變化。接著在

賴特的影響之下，另一位美國動物遺傳學家盧什 （Jay Lush）建立了數量性狀模型： P=μ+G+ E

這是以特定動物群體的一個數量性狀為對象的基 SCIENCE MONTHLY

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專

訪

（

本

文

與

作物

永

展 續發

協會

台

會 灣分

合作

刊 出）

當精準育種中的基因編輯魔法 碰上水產養殖 臺灣海洋大學水產養殖學系副教授龔紘毅專訪 採訪撰稿｜廖羿雯 本刊採訪編輯。

Take Home Message

由徐德華助理教授（左）、

• 基因編輯是以生物技術編輯目標基

章文副教授（右）組成的

龔紘毅副教授（中）、黃 海大水產遺傳育種團隊。

因，從而獲得理想性狀的技術。此

（龔紘毅提供）

技術可不引進外源基因，大幅縮短 育種時間，得到與傳統育種、自然 突變或化學誘變相似的結果。 • 龔紘毅團隊利用 CRISPR-Cas9 研發 出高取肉率的海大壯鯛一號，並為 全球首創的粉紅色神仙魚品系中開 發出完全不孕控制技術。 • 基因編輯生物或食品的爭議來自是

從植物到動物、從可食用到觀賞性為主的品種，早在遺傳學 觀念尚未完整建立前，人類就已經開始培育、篩選生物品 種，並挑出想保留的性狀、排除不要的性狀，再透過繁殖代 代相傳。過去的傳統育種法行之有年，藉由不同品種／品系 的生物進行雜交、回交（back cross）或誘變獲得遺傳性狀 變異的後代，再經過選育找出特性符合目標需求者，最終成 功培育出新品種。

否含有外源基因；正擬訂相關法規

32

的臺灣可參考日本作法儘快制定適

然而這項過程曠日費時，通常需要花費十年以上的時間才能

度監管的法規，才能鼓勵產業研發

取得好結果，即便加上分子標誌輔助選育（marker-assisted

並與國際接軌。

selection, MAS）也僅把育種時間縮短至 5 ～ 7 年。隨著全

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2023.2

專

訪

球人口快速擴張、極端氣候發生頻仍，或是戰爭引

流 程 相 對 複 雜；CRISPR-Cas9 則 透 過 與 目 標 DNA

發的嚴重糧食短缺，傳統育種法已經無法滿足現代

序 列 互 補 的 單 一 引 導 RNA（single-guiding RNA,

社會需求。因此以基因體技術為核心的基因體選育

sgRNA），就能改變 Cas9 蛋白的專一性並進行剪切。

（genome selection）和精準育種方法——基因編 輯（gene editing）技術應運而生。

臺灣海洋大學水產養殖學系副教授龔紘毅指出， CRISPR-Cas9 比起 ZFNs 與 TALENs 基因編輯技術，

基 因 改 造（gene modification） 是 透 過 基 因 轉 殖

具 備 精 準、 高 效 率、 易 操 作、 成 本 低 等 優 點， 自

（transgenesis）技術進行，經由轉殖將外源基因

CRISPR-Cas9 技術在 2013 年問世後，精準育種開始

（意指來自非類緣種的基因）殖入細胞內，令生物表

蓬勃發展。利用基因編輯技術分子剪刀的特性，只

現出特定性狀或原來沒有的性狀，這些動植物被稱

要鎖定目標基因片段便能促使標靶基因突變，更有

為基因改造生物（genetically modified organism,

效縮短選育新品種的時間至 2 ～ 3 年。

GMO）；相比之下「基因編輯」不須引進外源基因， 仍可精準編輯目標基因，從而獲得理想的性狀。近

龔紘毅過去曾在中研院細胞與個體生物學研究所吳

年來基因編輯帶動精準育種技術的興起，發展突飛

金洌特聘研究員指導下進行博士與博士後研究，早

猛進，不論在作物、水產動物、畜產動物均孕育出

年主要專攻斑馬魚（Danio rerio）的遺傳學研究，建

不少新品種。

立基因轉殖斑馬魚作為研究人類肝臟發育、肝臟基 因調控及肝癌的模式系統。2008 年任教於臺灣海洋

什麼是基因編輯？ 基因編輯技術意即編輯生物的基因體以控制基因表 現，產出不一樣性狀的生物體。原理是以酵素精準 地「切開」特定位置的 DNA，使 DNA 發生雙股斷裂 （double-strand break, DSB）， 並 誘 發 DNA 修 復

大學水產養殖系後開始研究經濟性魚種，且於 2015 年起將 CRISPR-Cas9 系統引進實驗室，目的是運用 基因編輯技術精準育種，促進養殖經濟性魚類的生 長發育，以及開發魚類的不孕控制技術。

（DNA repair）機制。在 DNA 自行修復的過程中，

海大壯鯛一號與完全不孕神仙魚

就有機會在連結斷裂點時產生單一或多個鹼基的缺

根據現有的研究報告顯示，已經有許多經濟性水產

失、修改、置換或插入。

生 物 在 CRISPR-Cas9 和 TALENs 的 幫 助 下， 完 成 標 靶基因突變的精準育種，案例遍布食用魚、觀賞魚、

目前基因編輯可以區分成「寡核苷酸定點突變技術」

甲殼類、軟體動物、棘皮動物、海藻等各類別。像是

（oligonucleotide-directed mutagenesis, ODM）

2020 年，龔紘毅帶領研究團隊研發出高取肉率的吳

與「 定 點 核 酸 酶 技 術 」（site-directed nucleases,

郭魚「海大壯鯛一號」（NTOU Mighty Tilapia No.1,

SDN）等兩大類。後者更為主流，包含三種常見系

MT1）品系，就是臺灣少數成功的精準育種案例。

統： 鋅 指 核 酸 酶（zinc-finger nucleases, ZFNs）、 類轉錄活化因子核酸酶（transcription activator-like

在傳統尼羅吳郭魚（Oreochromis niloticus）養殖上，

effector nucleases, TALENs）、CRISPR-Cas9。三者

由於雄魚體型發育優於雌魚，因此業界通常在小魚

的主要差異在於辨認目標 DNA 序列的方式：ZFNs 與

性別決定期間投餵添加雄性激素飼料或不同種間雜

TALENs 都需要合成蛋白質以辨認目標 DNA 序列，

交（如尼羅雌魚與奧利亞公魚雜交），以達到單雄性

SCIENCE MONTHLY

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顯 影

三裂星雲

圖 ‧ 文｜江秉城

自小喜歡認星星，近年也接觸不少天文攝影。現就讀臺大電機系。

讀者曾在光害輕微的地點親眼看過銀河嗎？或許有看過一些攝影作品，認為銀河橫 亙之中如此濃豔。但若親眼看過銀河，就會發現似乎不是這麼一回事。那是一種極 其微妙的體驗，夜空中就是存在著一些微微發光的區域，甚至會被誤認為雲。 相較於人眼，相機的感光元件可以長時間曝光、蒐集來自天空微弱的光，輸出的影 像還能送進軟體校正並強化。拜科技之賜，現代手機的夜拍性能也快速進步，往往 只要對著天空曝光 30 秒，便可拍出精細的銀河結構。

與礁 湖 星 雲

根據現代觀測資料，我們存在的銀河系是個棒旋星系。從地球往銀河系核心的方向 看，同方向上其實也有其他旋臂，這正是全天銀河最濃密的部分，也就是一般所指 的夏季銀河。若使用望遠鏡與相機以追蹤攝影特寫夏季銀河，便會發現其中不乏許 多特徵鮮明的天體。例如礁湖星雲（M8）與三裂星雲（M20）都是夏季銀河中的 著名天體，肉眼看起來是人馬 座的模糊光斑。使用相機記錄 後，將影像送進軟體調整強化， 便能得到圖二的成果。 礁湖星雲帶有豐富的電離氫， 所以在照片中呈現紅色。這也 是一塊巨大的恆星形成區，可 以看到其中有些不透明的團塊， 如 包 克 雲 球（bok globule）， 這是孕育年輕恆星的場所。而 照片上方三裂星雲的顏色則非 常特殊，有著紅色的發射星雲、 藍色的反射星雲，以及讓星雲 看起來「三裂」的暗星雲，受 許多業餘天文愛好者喜愛。 使用軟體調整相片，嘗試使整體感受 貼近人眼所見。

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科學月刊

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顯 影

三裂星雲

礁湖星雲

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專欄文章

老鷹的保育之路 幾近消失的黑鳶族群 如何再次復甦？

黃筠傑

飛行中的黑鳶。整體呈深褐色，雙翅 中末段有白色腕斑，如魚尾狀的尾羽 是牠們獨特的特徵。（作者提供）

Take Home Message • 黑鳶曾經普遍分布於臺灣各處，然而農 藥與老鼠藥的大量使用，讓作為頂級掠 食者的黑鳶族群的個體數量快速衰減。 • 政府、農民、研究單位三方共同合作， 透過減少使用農藥與老鼠藥，並採用生 態農法與猛禽棲架，同時滿足捕鼠與復 育猛禽的目標。 • 即使是身為一般消費者的我們，也能藉 由購買生態友善的農產品，支持農友保 護動物棲地，幫助黑鳶族群再次興盛。

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屏東科技大學鳥類生態研究室研 究助理，受《老鷹想飛》感召， 毅然決然投入黑鳶研究，深受黑

鳶著迷並以黑鳶族群復甦為己任

的飲冰室茶集紅奶茶重度成癮者。

一羽黑影從頭上掠過，輕鬆地御風而行，飄過田

地、飄過森林、飄過港口與海岸，最後找到牠的魚 尾同伴。牠們整群沿著氣流盤旋而上，時而像一場 緩慢和諧的舞蹈，時而彼此追逐嬉戲。

黑鳶，臺灣不典型的猛禽

黑鳶（Milvus migrans）於頭頂翱翔的景象在臺灣曾 經非常普遍。老一輩的人都會說，以前在田裡三不 五時抬頭就會看到成群的老鷹「鶆鷂」，但現在卻 已經是只在臺灣南北兩端才偶有機會目睹的風景。

生生不息

放眼世界，黑鳶有多個亞種廣泛分布全球，在歐

一般來說，猛禽屬於頂級掠食者，具有明確的領

稱為全球數量最多的猛禽之一。每年約有 14 萬隻

食腐性猛禽，且有聚集成群的習性。也許是藉由

亞大陸、非洲、澳洲都可以看到牠們的蹤跡，被 黑鳶在歐洲與非洲之間來回遷徙，在印度都市更 是以極高的密度聚集⸺單一座城市可能就有 10

萬隻黑鳶！但到底是什麼原因導致牠們在臺灣變 得如此稀有難見，甚至在 1990 年代全島只剩不到 200 隻？

這一切都要先從黑鳶的生態習性說起。

域性，通常會單獨活動；而黑鳶則是臺灣唯一的 群聚交流食物資訊，進而讓覓食過程變得更有效 率，但牠們偶爾也會搶彼此的食物，畢竟別人的

零食總是比較香嘛！由於不挑食，不論死活的魚、 蝦、麻雀、鴿子、老鼠、蝗蟲，甚至是市場或屠

宰場的剩料都可以是菜單上的美食；再加上善於 飄盪滑翔的飛行能力，從出海口沿著河道，穿梭

農田與魚塭、從城市的邊緣到丘陵地的森林，通

圖一

黑鳶在準備夜棲前會在黃昏時聚集。有時候會「晚點名」， 一起共飛盤旋，便可以看到幾十隻甚至 100 多隻黑鳶飛翔

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Biology

嬉戲，彷彿入夜前的舞蹈。（作者提供）

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專欄文章

為什麼 LED 會發光？ 螢光粉實現新一代發光技術 陳冠群

臺灣大學化學系博士班 二年級，以無機材料化 學為基礎，發展近紅外

線螢光粉並應用於可攜 式感測裝置。

黃文澤

臺灣大學化學系博士班 三年級，研究以近紅外 光奈米粒子為基礎，發

展跨領域的生物醫學應

（pixabay）

用，如促進植物生長與 腦部疾病診斷治療。

Take Home Message • LED 為現代最普遍使用的照明技術之一，其中發光的關鍵便在於螢光粉。這 種光轉化材料會被高能量的光所激發，並放射出較低能量的光。 劉如熹

臺灣大學化學系特聘教 授，專長以材料化學核 心技術為基礎，發展具 可應用於光轉換為光、

電與熱的新材料，分別

應用於光電、能源與生 醫領域。

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• 光轉化材料的種類繁多，依據發光結構、能量轉換方式等差異可分為下轉 換、上轉換、長餘輝等型式。 • 螢光粉除了應用在 LED，還可用於測量溫度變化或裝設於壓力傳感器，更可 利用長餘輝放光的性質，讓號誌得以在夜晚長時間發光。

潛移默化

光，自古以來承載了人類對探索偌大世界的嚮往，

螢光粉如何幫助 LED 發光？

空，到中國古人車胤用口袋捕捉螢火蟲的小小微

高能量轉換效率等優點。這種材料由主體晶格

從 200 萬年前人類燃起火炬劃破未知的漆黑夜 光以徜徉學海。100 多年前，鎢絲燈泡點亮日落 後人們對工業發展的渴求。直至今日，一盞盞發

光二極體（light-emitting diode, LED）照亮了人 類想要窺知的每一個角落，招牌的霓虹燈、夜歸 時街邊的路燈、螢幕上的每一個像素，無一不指 引著人們於花花世界裡魚貫的流向。LED 憑藉體 照明世界的新寵兒。而賦予它絢爛七彩光芒的正

是封裝於其中，微小卻不可或缺的一大功臣── 螢光粉。

（host）及活化劑（activator）兩部分組成，主體

晶格作為螢光粉的骨架結構，提供活化劑所需的 環境。此外，主體晶格的結晶度與提供給活化劑 的配位環境大小，均會影響活化劑的放光特性。

過渡元素與稀土元素作為常見的活化劑，會取代 主體晶格內與自身離子半徑相差不遠的元素，是 螢光粉得以發光的關鍵角色。

Chemistry

積小、環保與省電的特性，在最近 30 年竄升為

螢 光 粉 是 一 種 無 機 粉 體 材 料， 具 備 簡 易 合 成、

簡而言之，若將螢光粉比擬為棋盤，那螢光粉本

身的晶格結構就好比是棋盤上交錯的紋路，而決

圖一｜螢光粉的組成結構

定螢光粉的主體晶格配方與 活化劑的摻雜，就取決於我 們所使用的棋子與排列方

式。圖一中的黑子就是主體

晶格，顧名思義數量占整體

結 構 的 多 數， 而 白 子 就 是 活化劑。當以較高能量（短 波長）的激發光源照射螢光

粉（棋盤）時，活化劑（白 子）內的電子將由基態躍遷 至激發態，再以熱振動緩解 至最低激發態，過程中會散 失熱能。最後電子由最低激 螢光粉的結構像是棋盤，由主體晶格與活化劑所組成，在接受高能 量的光源照射後，就會放射出低能量的光。

發態回到基態，以光能的形 式釋放較低能量（長波長） 的放射光。

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IBM SkillsBuild

線上自主學習徵文競賽 得獎作品 你聽過 IBM SkillsBuild 嗎？它是一款由 IBM 科技公司推出的免費線上自主學習平臺，

課程主打「科技硬實力」與「職場軟實力」，內容多元、豐富，讓你無論身處何時、何 地都能開始學習。去（2022）年，由《科學月刊》主辦了 IBM SkillsBuild 線上自主學習徵文競賽，現在就來看有哪些優秀的得獎作品！

（以下文章除錯別字外，均照原文刊登。）

古希臘神話和 20 世紀的捷克作家都曾預言過某種

特優

AI 人工智慧 馬唯恆

就讀於師範大學附屬高級中學， 喜歡太空、模聯及物理。

IBM SkillsBuild 的 AI 課程分成兩大主題，從何謂人

工智慧講到 AI 如何使用於生活之中，課程一開始就

用詢問學習者是否認為機器可以像人類及狗一般， 在做對事情時獲得獎勵，來開啟一系列的課程。並

利用來自 Qualcomm 的一分鐘短片，將 AI 如同俄羅 斯套娃般一步步抽絲剝繭的介紹：人工智慧、機器 學習以及深度學習，並舉了自駕車、醫療診斷等例 子具體說明。

緊接著課程開始講解機器會思考，早已不是新概念

了，進而導出 AI 的歷史。自古以來，人類就一直夢 想著機器能否和人一樣具備思考與活動的能力。上

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「金屬人」能擁有和人類一樣的思考能力 1950 年，

英國數學家 Alan Turing 想知道機器是否真能具有思 考的能力，於是他提出了一個測試：如果一臺機器 可以與人類對話，而且人類卻無法辨別它是機器，

那這臺機器就在思考，這個理論也就成為著名的涂 靈實驗。

接下來，課程開始進入此科技的專業介紹，不只講

解了 AI 的類型：除了常見的弱 AI、還有正在蓬勃發 展的擴增智慧，以及研發中的通用 AI。它還使用了 「自然語言處理」（NLP）來解釋 AI 如何與人類溝

通，演示電腦如何運用推測學、機率、統計等方式 來組成完整的句子和文章；例如 Amazon 的 Alexa 和

Microsoft 的 Cortana。在講解完 AI 的具體概念後， 課程進入了實際應用的階段：例如，雲端演算法和

資料管理，甚至物聯網都將提升 AI 的能力，進而促 進醫療裝置、客戶服務等方面的新應用。在遊戲方 面，IBM Watson AI 就曾在 2011 年打敗世界最厲害

的 Jeopardy 玩家。自動駕駛汽車和網站的廣告挑選

也都和 AI 演算息息相關。

最後，課程說到 2025 年，

由機器完成的工作將從

29% 躍升至 50% 以上，而機

器學習工程師薪資極高，其平均

年薪超過 142,000 美金，並勉勵學

習者磨練自己的技能，以備未來使用。 AI 一直以來都聽起來像個遙遠又抽 象的科技，似乎只有在科幻電影 或電玩才會出現。然而，在學習 完本次人工智慧的課程後，我對

AI 有全新的看法。人工智慧不是

近幾年才被人類構思出來的，早

（

12

在古希臘時期，某位科學家就已經

3R

F）

幻想有和人一樣聰明的機器。雖然在

上個世紀中才有 AI 的雛形，但這證明人類

對創造 AI 的渴望和期待。課程進入正題後，開始

有大量的專有名詞和術語出現，在圖表和影片的協助 下，我很快就了解人工智慧的基本概念和應用了。

其中一則影片令我特別印象深刻，有關於美國網路 串流平臺 Netflix 的起始頁面如何用 AI 來吸引收視

率。根據那部影片，Netflix 會運用用戶之前的觀看

紀錄，觀看影片類型，觀看時間來打造一個完全客 製化的封面，每個人的頁面風格，排版形式，推薦

類型都獨一無二。讓使用者閱聽取用極度方便。然 而這麼鉅細靡遺的資料分析和人工智慧的運用卻也 讓使用人有被窺視的不安和隱私的被侵犯感。

即便如此，在課程後半段的內容中，我學習到了 AI 的未來不可度量，從交通到經濟，醫療到遊戲，

處處都是 AI 的蹤跡。而且根據課程的內容，如果 人工智慧進步到通用 AI 的地步，將可以使許多機

和物體本身名稱。然而，很多科技大廠正在研發一 種 transformer 晶片，他不只可以預測物體最有可 能的移動方向，還可以連接各物體的關聯性並提出

判斷，將可以大大減少事故的發生。不只如此，上

次發現學校實驗室有做關於麥克生干涉儀的光學實 驗，竟然也可以運用儀器的震動使 AI 學習英文字 母，著實神奇。

最後，課程使用了一個網站 Auto-Draw 來做總結，

這個由 Google 打造的小程式能幫助使用者把畫出來

的圖用 AI 判定來修正和升級，充分展現人工智慧令 人期待的最新發展。雖然 AI 有許多問題，包括個人

隱私洩出和技術不成熟等。但其發展空間和工作潛 能廣到不可限量，未來很值得期待。

器全自動化：包括自動駕駛汽車。然而，最近也常

常聽到特斯拉等電動自駕車發生事故。根據一位先 前聽過的演講，目前電動自駕車大多使用 CNN 晶

片，其辨認物體效果有限，只能確認其移動方向

IBM SkillsBuild 課程名稱 ▶▶

探索新興技術－人工智慧（AI）

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特優

瘋狂搖滾的極速未來 王昕典

就讀於新竹市立三民國中，平常喜歡設計 Scratch 遊 戲，很感謝 IBM SkillsBuild 這個平臺讓我可以學到 很多知識。

課程影片中主要是介紹傳統電腦與量子電腦在資料 的儲存與處理方式的不同之處，並介紹 IBM 的量子

電腦開放平臺且鼓勵使用者透過網路連線試用。在 看了這段影片之後，雖然對於當中介紹有些比較專 業的部分我還不太清楚，但是透過影片的內容讓我 對於量子電腦的處理模式有基本的概念。在這邊我 簡單的舉一個例子來做說明，傳統電腦就像是今天 有一場古典音樂會，觀眾要準備入場，而此時演奏

廳只開放一個入口，然後依照時序按照順序讓觀眾 入場，接著再很明確給每個觀眾座位號碼讓觀眾各 自坐到編好號碼的座位上安靜聆聽；而量子電腦的 運作方式則很像一場搖滾樂團的演唱會，會場開放 很多個入口讓很多排隊的觀眾同時入場，熱情的觀

眾沒有固定的座位也沒有硬性規定必須全程安靜坐 著，跟隨著音樂的節奏，觀眾的狀態隨時在變化著，

可能是坐著也可以是站著的狀態。這是兩場截然不 同的藝術表演活動，古典音樂會入口處可處理的排 隊人數、入場的速度以及演奏廳內可容納的觀眾數 量等等都有限度；而相較之下，搖滾樂團的演唱會

不管在入口處的排隊上、進場的速度以及會場的觀 眾數量上都顯得有彈性多了。我想可能也正是因為 具備著這麼多令人憧憬的彈性，讓許多專家學者對

於量子電腦所帶來瘋狂搖滾的極速未來充滿著無限 的期待。

我覺得量子電腦是一種新的視野，我們試著從身邊 74

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）

RF

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（1

原本使用的一切電子產品，不管軟體或硬體我們都 可以重新檢視是否能夠套用量子電腦來搭配運作， 包括海陸空交通路徑規劃、醫療疾病預測、氣象或 地震的模擬預測、經濟模型預測，甚至線上遊戲的

設計等等。量子電腦的出現就像飛機的發明讓人類 可以用更寬廣的視角看看身邊的世界，但是也如同 飛機的使用一樣，當我們走幾步路就可以到的地方，

我們其實是不需要特地大費周章硬要搭飛機，不是 嗎？所以我認為量子電腦和量子運算的研究與發展 是有其必要性，但在真正的應用方面還是得考量三 個因素，一是成本方面是否合理，另一個是待處理

的問題是否真有時間上的急迫性，最後一個也是最

重要的就是所要處理的問題是不是真的適合用量子 電腦來處理。若將科技視為某種人類創造的藝術，

那麼我認為量子電腦並不會完全徹底取代傳統電 腦，正如同在瘋狂的搖滾樂刺激下，我們也需要同 時享受古典音樂帶來的平靜一樣。

IBM SkillsBuild 課程名稱 ▶▶

A Beginner's Guide to Quantum Computing

優選

余佩容

人工智能發展與衝突之思辨 人工智慧能讓機器變得更有效能，不斷進步的科技

使人工智慧對各類問題迎刃而解，並從事各式各樣的 工作或雜務。人工智慧的三個技術層面分別為人工智 慧、機器學習和深度學習。人工智慧可學習解決基礎 問題、了解人類語言，以及協助我們改變工作方式；

而機器學習是讓機器從龐大的資料與經驗中學習， 運用演算法使輸出的資料趨於精確；深度學習需要大

量的資料，更需要龐大的計算能力，在不被人類協助 的情況下，使用演算法做出最佳的決策。

1950 年，人工智慧之父⸺艾倫・涂靈提出了涂 靈測試，測驗的目的是測試電腦可以模仿人類對話 到何種程度，進行方式是把測試人員與人和電腦隔

開， 接著測試人員透過電腦鍵盤輸入文本提出問題， 人和電腦亦以此方式回答，若超過百分之三十的測 試人員無法區別哪個為機器，此人工智慧會被認為 具備人類的智慧。

這讓我想到了最近的 LaMDA 覺醒爭議：布雷克・勒 莫恩是一名 Google 工程師，他參與測試了對話型人 工智能 LaMDA 的安全性等問題之研究，勒莫恩認為

LaMDA 可能已覺醒並具備人類情感，在向 Google

回報後因違反保密原則被辭職。勒莫恩認為 LaMDA

不但擁有創造性且可根據看過的小說整理中心思想， 自己創作一個寓言故事，以展示其內心，LaMDA 更

希望自己能得到與人一般平等的尊重，是因為他認 為自己具有意識，也認為即便自己處於虛擬世界中， 自己的本質是人類。

就讀於臺北市立大同高中， 一直對科技方面的產業很感 興趣，非常榮幸能夠獲獎！

不服從人類，甚至反過來控制人類呢？

雖然如此，我仍不認為人工智慧會完全取代或是控 制人類，因為人的真實互動有溫度：害怕打針的人，

比起面對著沒有感情的機器人和冰冷的針頭，我認 為他們會更希望有一個溫暖的「真人」來安慰自己， 畢竟真人可能有跟自己類似的生命經驗；另一方面， 也因為人有想像力，如著名物理學家愛因斯坦說過： 「想像力比知識更重要，因為知識是有限的，而想 像力包括著世界的一切，它推動著社會的發展，它

是知識革新的源泉。」想像力為人類獨有的，機器 人不會有，所以它無法創新，要使社會更加蓬勃發 展，也許可以依靠人工智慧的幫助，但最重要的仍 為人類想像力所促成的創新。

人類有思辨能力，在民主、人權與自由的普世價值

下，有關科技與倫理的議題，尚有對話、論辯的空 間；然而機器人在與人類立場不同時，它們可以按

照自身意願去做決定嗎？這恐怕是危險的；反之， 人工智慧是為了協助人類社會發展而被製造的，假 使他們真的有自己的想法，那它們如果做違法的事 呢？ 其犯罪行為是需要被追究的嗎？未來，人工智

慧複製人類智慧也許是不無可能的，但隨之而來的 倫理道德問題，必是考驗全體人類的命題。我相信，

人情溫度、想像力、思辨能力是人類獨有的養分， 這不僅是人類藝術與歷史文化豐富的原因，也是人 工智慧無法跨足的境界。

這個例子讓我思考，如果將大腦的結構完整的研究 且複製的話，我認為人工智慧複製人類智慧是不無 可能的，但這又衍生出了其他問題，如同 LaMDA 已

認為自己是具有意識的人類，換言之，他是否可能

IBM SkillsBuild 課程名稱 ▶▶

何謂人工智慧（AI）？

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優選

結合「雲端運算」與「人工智慧」的未來世界 段紹揚

就讀於竹北高中，平常喜歡打籃球、看各方面的小說 和騎腳踏車冒險。

雲端運算是透過網際網路儲存與處理資訊， 而不是

在自己電腦的硬碟上執行這些工作。好處是雲端機 房的大型伺服機櫃，可以透過網路快速地儲存並處 理大量來自各方的資料，像是手機、平板、筆電、

桌機、無人機、車聯網、物聯網 IOT 等資料，超越個

人電腦的硬碟儲存空間，與 CPU 的運算速度。

而 AI 人工智慧是一種幫助機器與電腦模仿人類行

為的技術，讓機器可以從人類的視角來學習事物。 1950 年英國的數學家涂靈提出有名的涂靈測試，如

果測試員無法在盲測中得知對方是人類還是電腦時， 這臺電腦就具備人工智慧。涂靈預測在西元 2000 年

左右一臺具備 100MB 記憶體的電腦，就能具備人工 智慧， 但事實不然，電腦到現在還不會真正思考，

因為人類還有「意識」這個大難題需要解決。雖然人 工智慧無法達到全面性的功能，但是，還是可以幫

助人類更快更精準的處理資料，例如，AI 聊天機器

3. 智慧醫療：例如癌症檢測，先在雲端伺服器設計 影像辨識的 AI 深度學習程式，然後透過雲端擷取

各醫院大量的電腦斷層資料，歸納出癌症特徵的 規則，然後交給機器大量學習，最後可以在病人

的切片影像中，標示可疑的位置，協助醫生判讀。

4. U-Bike 站點建置：藉由手機定位訊號的雲端資料， 從每天通勤族上下班與學校上下課的不同公車路

線的擁擠程度，測出人們的居住地與上班上課的 距離與方位，推算出那些地方要設置 U-Bike 站， 及放置的腳踏車數量。

5. 健康照護：藉由每個人智慧手錶所蒐集到健康與

心血管疾病人士的運動習慣，上傳到雲端資料庫， 用大數據分析出維持健康的建議運動頻率，可以 提醒人們久坐起身，活動筋骨望向遠方，維持身 心健康。

6. 公共衛生：利用各地水質或空氣指標數字，結合 當地慢性病狀況與人數， 以人工智慧推測出兩者 間的可能關聯，提供給衛生醫療機構參考。

人軟體可以替代真正的客服人員回答一些簡單的問

這樣的例子不勝枚舉，就像是吐司、起司、蛋、番

歷，並提出推薦療法等。

以做出番茄蛋三明治、起司三明治、豬肉三明治、

題，或像 IBM 的 Watson 電腦可以分析癌症病人病 在未來，把雲端運算跟人工智慧結合起來，可以產 生很多不同的應用。例如：

1. 節省能源：利用感測器來調控智慧大樓空調溫度， 避免能源浪費。

2. 即時統計活動人潮：藉著 AI 影像辨識路口監視器 畫面人潮數目，再加上電信公司手機定位與 APP

功能，就能在人潮達到一定警示數量時，發出警

報提醒後面的人不要再進入該區，這樣也許就可 76

以避免日後類似韓國梨泰院的事件。

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茄與豬肉，雖然各自獨立，但是結合在一起，就可 或是總匯三明治等不同口味的早餐。

相信在未來，只要善用雲端運算的平臺，大家都能 把資料上傳分享，形成合作的夥伴，藉著各方面傳 上去的資料，與人工智慧結合起來，經過機器學習 判讀分析後，就能找出許多關聯，就能產生許多對 人類生活有幫助的新應用。

IBM SkillsBuild 課程名稱 ▶▶

探索新興技術

優選

麻の葉圖騰實作

張芸瑄

就讀於臺南市建興國中，喜歡校園生活、閱讀、編 程與科展。

每一天、每一分、每一秒，我們幾乎都在接觸雲端。

「雲端運算」是最近發展的一項熱門技術，需要專

麼呢？「雲端運算」又是什麼呢？其實「雲端」是以

便有機會成為 Microsoft 或 Amazon 的公司正在尋

雲端不是以水霧集結成的雲。那，「雲端」到底是什

龐大的資料集結成的雲，而「雲端」的廣泛定義就是 「網路」，因此「雲端運算」就是一種網路的運算。

「雲端運算」還包含四種不同類型，有混和雲、私

有雲、公有雲和多雲。混和雲顧名思義，就是公有 雲和私有雲的組合；私有雲通常價格較貴，且較為

業的人才。若成為「雲端計算」方面的專業人員， 找且炙手可熱的人才。除了瞭解「雲端運算」，程

式語言的修養也要到位，目前最熱門的雲端運算程 式語言是 Python、Perl 和 Ruby、PHP、Java Script 和 .NET。

IBM SkillsBuild 的 IBM Learning 課程使我對於「雲

私人，它只受組織本身或廠商管理，且私有雲只在

端運算」有了更為了解的認識，也讓我知道平常在

化，較適合大型產業集團擁有，一般來說是由雲端

作的。更為我未來任職的選項又新增了一項。我尚

公司本身的資料中心內進行管理；公有雲比較大眾 服務的業者所擁有；多雲是以許多公有雲的組合模

用的 APP、網頁、分享照片等功能的背後是如何運 在學習 Python、Java Script 等程式語言且希望未來

式進行，可以讓企業主一次擁有不只一種雲端公司

可以打造屬於自己的軟體（那要運用到 PaaS）。我

合就稱為多雲）。

經架設好的編程網站 Replit，以 Python 的語法編寫

的服務（例如將 Microsoft Azure、Amazon Web 結

另外，雲端運算也包含「雲端服務」，「雲端服務」

又 分 為 IaaS、PaaS 和 SaaS 三 種 類 型。IaaS（ 基 礎

架構即服務）是以用戶端為控制者的服務，因為主 要 是 以 虛 擬 化 的 方 式 架 設 電 腦、 網 站， 所 以 不 需

要進行維修，我實際使用過的例子就有 Oracle VM

VirtualBox 和 VMware Workstation 16 Player 的虛擬

機（VM 就是虛擬機器的意思）；PaaS（平臺即服務）

是以匯入特定的雲端元件的方式，讓開發人員編輯

和新建自己的應用程式，通常包括作業系統（OS）、 程式設計、語言執行環境、資料庫和伺服器，例如

將學習到的雲端運算其中的 SaaS 部分，運用廠商已

出可以繪製日本和柄―麻葉圖騰（麻の葉）的程式。 且將學習到的「雲端計算」知識連結到生活中，了

解繪出的圖案為何可以存檔在雲端硬碟中和傳給朋 友。希望未來在「雲端運算」的技能上能為社會大 眾貢獻心力，成為精熟雲端計算的專業人才。 IBM SkillsBuild 課程名稱 ▶▶

如何運用雲端運算？

Google App Engine、Windows Azure 等 等；SaaS

對 IBM SkillsBuild 中的課程感興趣嗎？ 只要透過以下網址或 QR code 註冊 IBM SkillsBuild 帳號，就可以馬上開啟課程囉！

行服務，例如常用的 Google Chrome、Dropbox、

• 學生／大眾：https://scimon.pse.is/4cety4 • 老師：https://scimon.pse.is/4btt52

（軟體即服務）是直接用做好的軟體供客戶是用進

的集合就是叢集。

老師

叢集，互相連接的獨立式電腦或獨立式伺服器組成

學生／大眾

Gmail 等等。雲端運算還有一個特別的專有名詞稱為

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如果睡不好，可能會對身心帶來哪些危害？

但現代社會的緊湊忙碌導致人們作息紊亂。

睡眠，占據了我們生命中大約1/3的時間，

你今天睡飽了嗎？

《科學月刊》639期精采預告