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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

#473 2021.5月號 每 月 15 號 出 刊

科技部再度組改, 對臺灣科技政策真的會更好嗎? 今(2021)年3月,科技部長吳 政忠於立法院備詢時,確定科技部 即將再度組改為「國家科學與技 術委員會」,強化跨部會協調的能 力,增進全國科技發展程度。回顧 中央研究院、科技部、行政院科技 會報組建由來,本期《科技報導》 第11頁重磅快評中,作者嘗試解析 「設計組織、領袖心胸」的重要性 與關鍵處。過往國科會綜理全國科 技發展,自身有經費需求卻又需分 配科技預算,因而常遭議「球員兼 (123RF)

裁判」,該如何解套?

量子革命來了! 未來科技生活即將翻天覆地

從電力管理到抗輻射設計, 一窺探索木星登陸火星的關鍵技術! 11 重磅快評 我國的科技政策遭遇什麼困難?

23 書適圈 人臉最能展現情感的,其實不是眼睛? -《顏值》

39

5

月號

06 焦點話題

19 共同刊載

科學月刊

讀懷念科月人林孝信後有感

︻量子資訊︼上市!

歐拉與萊雅的護髮專利戰爭: 同方法加效果就有專利性?為什麼?

15 懷念科月人

當期介紹請見

02 科技智財


2

二○二一年五月十五日

科技報導

科技智財

歐拉與萊雅的護髮專利戰爭: 同方法加效果就有專利性?為什麼? 許文馨

恆融智慧財產事務所專利師

創刊於公元1982年1月 中華郵政北台字第1461號 執照登記為雜誌交寄 行政院新聞局登記局版台誌字第3034號 訂 閱:全年12期1000元 劃 撥:0018482-3 科學月刊社 主 辦:台北市科學出版事業基金會 出版者:科技報導雜誌社 發行人:張之傑

改變原生髮色以營造個人風格, 是現代人不可或缺的造型手段之

然而,由於漂髮涉及以試劑分解

一。漂髮與染髮的技術本身涉及許

頭髮本身的深色色素,而染髮可能

多專利技術,本文將討論歐拉與萊

涉及以還原劑破壞頭髮中的雙硫鍵

雅最新的專利爭議的訴訟結果。

(disulfide bonds)使染髮劑進入頭 髮的結構,兩者都會對髮質造成損

執行總監:趙軒翎 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 

「先漂後染」讓髮色變淡 一般來說,亞洲人的原生髮色為

江建勳 李武炎 李志昌  李精益 阮明淑 周鑑恆 

黑色或深棕色。因此,若想要改變

林秀玉 林宮玄 邱韻如 

髮色為淺色髮,或是呈現非常見原

金升光 金必耀 門立中  紀延平 范賢娟 倪簡白 

結構內以改變髮色。

生髮色的霧感灰、泡泡糖粉紅、薰

害。因此,在選用漂髮與染髮產品 時,是否附帶護髮功效,也成為消 費者考量的條件之一。

歐拉的護髮專利

高啟明 高憲章 張大釗 

衣草粉紫,甚至是近年流行的乾燥

針對以上對於漂髮、染髮甚至

張敏娟 陳妙嫻 陳彥榮 

玫瑰髮色,則通常需要先「漂髮」

是造型所衍生的髮質受損等議題,

曾耀寰 程一駿 程樹德 

以漂髮劑使原生髮色褪色,再「染

2014年創立的美國護髮品牌「歐

黃正球 黃相輔 楊正澤 

髮」使染髮劑進入、附著於頭髮的

拉」(OLAPLEX)從加州的一間

陳鎮東 單維彰 景鴻鑫 

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  特約編輯:陳亭瑋 美術編輯:黃琳琇 業務經理:李金穗 業務助理:廖本翔 社 址:臺北市羅斯福路三段77號7樓 電 話:(02)2363-4910 傳 真:(02)2363-5999 E - mail:scimonth@gmail.com 印 刷:赫偉有限公司

《本刊長期徵稿,請見32版稿約》

改變髮色是現代人常見的風格造型手段。(123RF)


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科技智財

倉庫起家並拓展事業版圖到全球

損之頭髮,有助於修復受損的雙硫

Review, PGR)程序中,對此專利

各地,以「結構還原」為其核心技

鍵。

之有效性做出的決定。即該專利中

術,通過由專利保護的獨特配方及

954案的申請專利範圍共有30項,

漂髮請求項不具可專利性;但護髮

方法,還原因漂髮、染髮、造型等

於此訴訟案件中代表性的部分分別

請求項並非不具可專利性。換句話

程序而造成頭髮重要成分──角蛋

為請求項1「漂髮請求項」及請求

說,對差異僅在「是否產生減少頭

白(keratin)之雙硫鍵斷裂,進而

項24「護髮請求項」,兩者皆請求

髮斷裂」的兩組請求項,法院給出

修護與保養經過處理的頭髮。

一種漂髮方法,但護髮請求項除了

完全相反的專利有效性結果。

歐拉目前於全球擁有超過100件

涵蓋漂髮請求項的內容外,還新增

法官是怎麼下判斷的呢?

專利,且其中一些專利已在全球各

「漂髮後減少頭髮斷裂之功效」的

首先,在判決中,法官依據兩件

國衍生備受矚目的訴訟案件。事實

限制條件。詳細的請求內容如下:

上,歐拉與個人護理品牌巨頭「萊 雅集團」(L’ Oréal)從2017年起, 就針對頭髮中之角蛋白處理的相關 專利技術,在各國發展一系列的專 利訴訟。 截至2021年初,基於其專利權 與營業秘密的保護,歐拉已在英國 最高法院獲得有利的判決結果,而 美國達拉瓦州地方法院亦判定萊雅

專利權人為花王集團與相關企業) 請求項1:一種用於漂髮的方 法,包含: (a)將漂髮粉及顯色劑混合以 形成漂髮配方; (b)將包含活性劑的活性劑 配方與漂髮配方混合 以形成混合物,其中活

須賠償歐拉高達五千萬美元的賠償

性劑為馬來酸(maleic

金。本文中,將進一步向讀者介紹

acid);以及

歐拉相關的最新上訴判決。

(c)將混合物施用於頭髮上; 其中混合物中的活性劑

最新護髮專利上訴判決 在2021年1月28日,美國聯邦巡 迴上訴法院針對萊雅與歐拉的其中 一個案件(Case No. : 19-2410)做 出判決。此訴訟案牽涉歐拉的美國 專利US 9,668,954 B2(以下簡稱為 「954案」)。954案關於「角蛋白

過去的案例(Pratt案與Tanabe案,

濃度範圍為重量之百分 之0.1至50。 請求項24:如請求項1所述的 方法,其中在步驟(c)之後, 相較於以不包含活性劑的漂髮 配方進行漂髮的頭髮,頭髮的 斷裂減少至少5%。

的組合,因此認為漂髮請求項不具 可專利性。在此不多花篇幅詳述相 關技術比對與理由,重點在於,法 官認為相較於漂髮請求項,僅新 增了「頭髮的斷裂減少」──看似 僅為「效果」特徵──的護髮請求 項,具備專利性。 而萊雅在上訴中主張,「頭髮的 斷裂減少」應該被解釋成一種預期 的結果(intended result),這個結 果不會改變漂髮請求項所界定之方 法的任何步驟或操作方式。因此, 護髮請求項與漂髮請求項所界定的 方法,基本完全相同。在此前提 下,何以漂髮請求項不具專利性, 而護髮請求項卻具有專利性呢? 法官在判決中指出,先前判例 中出現「預期的結果」之限制條件 者,其限制條件只採用一般性、廣 泛性的用語進行描述,因此這類限

處理配方及方法」,根據專利公告 的說明書內容,這個技術能夠重建

在最新判決中,法院肯認先前由

制條件被判定對於請求項所界定的

頭髮、皮膚或指甲中角蛋白的雙硫

「專利審理暨訴願委員會」(Patent

方法本身不產生任何影響。然而,

鍵。954案特別強調,以含有「活性

Trial and Appeal Board, PTAB)在

在本案中,「護髮請求項」確實對

劑」的配方處理因染髮或燙髮而受

「專利授予後複審」(Post-Grant

於所謂的護髮效果提供了「具體」


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科技智財

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的界定內容:「頭髮的斷裂減少

驟完全相同,卻是有修復斷裂功效

種類等進行判斷,功效的判定必然

『至少5%』」,因此,這樣的界定

的漂髮方法才具有可專利性。

更為複雜且包含眾多不確定性。

方式與先前判例的情形有所不同。

更重要的是,基於以上專利權有

很明顯的是,這樣的判決結果對

除此之外,法官更指出,既然護髮

效性的結論,從「專利侵權」的角

於專利權人與該領域中實施漂髮方

請求項特別針對頭髮斷裂減少的程

度來看,同樣兩個漂髮方法,假使

法的人員來說,在專利侵權的判斷

度作了限定,假使在判斷請求項範

能夠證明漂髮後並無發生「頭髮的

上想必也將遭遇不小的難題。

圍時不將這個限定納入考量,則護

斷裂減少至少5%」的情形,則此漂

髮請求項的範圍會和漂髮請求項的 範圍一模一樣。

髮方法的實施「不會」侵害歐拉的

結語

954案專利權;假使經證明,漂髮後

兩間居於護髮市場領導地位的

確實有「頭髮的斷裂減少至少5%」

公司歐拉與萊雅之間的專利戰爭,

的情形,則此漂髮方法的實施落入

最近的判決衍生了具有爭議性的結

顯然雖然此案件尚有向美國最高

歐拉的954案專利權範圍而有侵權疑

果。而在此之後,歐拉將如何主張

法院提起行政救濟的機會,這件判

慮。因此,在判斷侵權與否時,需

與行使954案專利權、萊雅將如何依

決結果已衍生一個不無爭議性的議

要「產生的功效」來回推方法是否

據判決結果作出因應的對策,都值

題:使用相同活性成分(例如馬來

落於954案專利權的範圍內,而相較

得持續關注與期待。

酸)的兩個漂髮方法,即便方法步

於單純針對方法中之步驟、活性劑

衍生之爭議與困難


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科技報導

焦點話題

從電力管理到抗輻射設計, 一窺探索木星登陸火星的關鍵技術! Charles Lee

ADI亞太應用工程總監

為尋找火星中的古代微生物蹤

務,目的是收集火星的岩石和土壤

機器探測車運作在惡劣的太空環境

跡,以證實火星是否曾是個有水、

樣本,並將其帶回地球研究,以更

下,完成指定的探索、收集任務。

有生物的星球,美國國家航空暨

加了解火星的氣候和地質。要完成

毅力號外型有如一台六輪的小型

太空總署(NASA)於去(2020)

任務的最大挑戰,就是解決棘手的

家用機器車加上一支大型手臂,是

年7月30號再度發射了「毅力號」

電子工程問題,包括具有硬化技術

截至目前史上最先進的探測車,配

(Perseverance)火星探測車,已於

(hardened technology)的抗輻射設

備著各種科學儀器,用來獲取有關

2021年2月18號抵達火星。此次任

計(radiation hardened, RH),讓

火星地質、大氣、周圍環境和潛在 生物足跡的資訊。 總部設在美國麻薩諸塞州的亞德 諾半導體(Analog Devices, ADI), 為毅力號火星登陸計畫的重要夥 伴,從1980年代初,便與NASA 噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)合作開發各種能 夠在所有惡劣太空環境下生存的產 品與零組件,包含面對極端重力現 象及抵抗各種輻射。此次的毅力號 火星計畫,使用了包括從電源管理 到數據轉換器,以及在兩者之間溝 通與轉換所需的所有重要零組件, 其中來自ADI的關鍵零組件便高達 63個。

動力來源, 可靠的電力管理系統 對一台機器探測車來說,電力是 毅力號火星探測車的主要任務,包括收集火星岩石與土壤。(123RF)

所有動力的來源,需要提供儀器、


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焦點話題

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通信設施和所有科學活動使用。品

壓轉換器免受輻射破壞、提供高效

年代初持續挑戰極限而發展出來的

質穩定且可靠的電力和電池壽命,

的轉換率、減少功率耗損。功率損

技術,主要用以保護零組件免於輻

無疑對完成為期11年探索任務至為

耗會產生熱量,而過多的熱量則會

射的衝擊。太陽系充滿了輻射,因

重要。毅力號配備的是高壓電池系

損害零組件,在稀薄不易散熱的火

此,如何面對及克服電子設備上的

統,直接從電池中央系統輸出高

星大氣中,避免產生多餘的熱量將

輻射效應,是太空科學的主要關注

電壓,對火星探測車的電子系統而

至關重要。

點。輻射環境會損壞電子設備,其 影響範圍,小從降低電子功能,大

言,需要有效的調節降壓,以符合 電子系統使用,避免大量的能源浪 費、沒有效率,使得電池需要頻繁 充電。 ADI負責為此電源管理,提供了 關鍵的解決方案。其中,高壓降壓

抗輻射硬化技術, 挑戰最險峻的太空 在太空中,無論各種所需的功能 或任務為何,所有的零組件都會面

至導致完全失去功能。而本文的主 角毅力號探測車,更需要在嚴峻的 環境下,接受一個空前的挑戰── 收集岩芯樣品並且進行實驗。 另外一個實際應用的案例,則

臨到嚴酷的環境挑戰,包括巨大的

是由ADI研發,安裝於NASA / JPL

轉換為較低電壓,以作為探測車零

重力與振動、大級距的溫度波動以

的「朱諾號」(Juno)太空探測器

組件的工作電力。而ADI的硬化抗

及大量的輻射。

的溫度感測器(radiation-hardened

轉換器將電池中央系統的高壓電源

輻射控制器在此的作用,是保護電

抗輻射硬化技術,為ADI從1980

temperature sensor)AD590S。朱諾


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焦點話題

號於2011年8月5日發射升空,在太

本也可能因為一面面對太陽,而另

始部署太空任務,以創造新的商業

空旅行了近五年,於2016年7月4日

一面沒有被太陽照射,而具有極大

機會,這個轉變,推動了太空產品

進入木星周圍的軌道。在太陽系的

的內部溫度差異。這些溫度波動

的新發展,也大大的影響、並提振

所有嚴苛環境中,木星的環境惡劣

會對探測器內的IC電子零組件產

了人們對太空飛行商品的尺寸和性

是出了名的,其輻射量遠大於太陽

生衝擊。AD590S抗輻射溫度感測

能的不同要求。

系的其他地方,而這也使朱諾號使

器已經通過質量測試,實證可在這

超出地球磁場保護範圍後,所有

用的技術具有相當之前瞻性,因其

樣的太空環境中提供數據資訊,並

的零組件都會遭遇到來自太陽系中

電子產品更需要高強度的硬化處理

且提供調整及補償探測器上的溫

輻射的不良影響,讓機具產生隨機

度變化。而AD590S後續也再次被

性錯誤、重置,甚至損壞組件。而

NASA / JPL使用在「毅力號」的火

克服這些輻射挑戰,將是任務能否

以抵抗輻射傷害。 AD590S是一款具備傑出抗輻射 效果的溫度感測器。除前述的輻

星飛行任務中。

順利進行的關鍵。 輻射造成的影響包括:

射之外,AD590S面臨的挑戰還包 括,當探測器離開其運行的行星陰

電子零件於太空面臨的

單事件效應(Single-event effects,

影,進入太陽的直射光線時,溫度

嚴酷挑戰

SEE):單個離子或粒子撞擊設

因此有劇烈的改變,而即使已完整

近期的產業發展使得太空業務越

位於陽光照射的區域,探測器機器

加蓬勃,越來越多的私人公司也開

備的特定區域而導致出現的各種 奇怪現象和錯誤。


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焦點話題

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總游離劑量(Total ionizing dose,

的總輻射劑量要求低於傳統高軌道

不僅符合嚴格的質量標準、通過太

TID):長期電離輻射的累積造成

衛星。

空嚴酷環境的挑戰,並且在許多情

對產品壽命的影響,將影響元件

而關於封裝方式,一般商業性IC

況下超出了原有預期,比任務當初

的性能。

零組件大都使用非氣密性的封裝方

要求規定的工作壽命更長。毅力號

位移損傷(Displacement damage,

式(non-hermetic package),而太

任務的成果,便是跨領域太空技術

DD):中子等大顆粒物體會破壞

空用商品,由於性能要求嚴格,大

合作的最佳印證。

矽晶的晶體結構,因而造成物理

都需用氣密式(hermetic package)

損壞。

的封裝方式,因此塑料封裝模組

面臨前述太空的挑戰,一般商業

(plastic encapsulated modules,

功能的積體電路(Integrated Circuit,

PEM)可望成為解決方案。

IC)要轉換為合格的太空規格應 用,除了需要考慮到輻射耐受性的

結語

要求外,還有IC封裝方式。抗輻射

開發能在太空應用、對抗各種極

方面需要解決總電離劑量以及單事

端環境的零組件,需要各方專業通

件效應的影響。幸運的是,低軌衛

力合作,ADI企業與NASA / JPL的

星(LEO-low Earth orbit satellites)

合作便是最佳的實例。研發的產品

延伸閱讀

Mars perseverance and hardened technology in extreme environments, Analog Device. https:// www.analog.com/en/signals/articles/marsperseverance-hardened-technology.html#


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科技報導


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重磅快評

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我國的科技政策遭遇什麼困難? 林基興

行政院科技顧問組前研究員

今(2021)年3月,科技部長吳

念上,中研院似乎模仿德國科學院

員會」,1967年該會改為「行政院

政忠於立法院接受備詢時確定,科

(成立於1652年),而非美國國

國家科學委員會」,由吳大猷擔任

技部確定組改,並將改名為「國家

家科學院(成立於1863年);前

主任委員(1984年起為中研院院

科學與技術委員會」。(與過去的

者內建專職研究員與設備,而後者

長)。國科會的委員包括科技政務

「國家科學委員會」同樣可簡稱

否。此種設計影響國家科技發展,

委員、部會署首長、中研院院長、

「國科會」)。《科學月刊》於2020

例如,德國自認其大學水準不及美

學者專家。因此,主委似乎權力

年12月刊登〈科技部回復成國科會

國的主因之一是,美國「藏富於

「最大」(主席呢?)。

臺灣科學發展會更好嗎?〉,反映三

民」,一流科學家在各校各地「自

第三,我國科技顧問組源頭。

位前任首長的觀點。

由地」栽培與傳承高徒,下一代

1976年,美國白宮設立「科技

「站在巨人肩上」,更見成就;美

政策室」(Office of Science and

國科學院則是個「空殼子」,科學

Technology Policy, OSTP),主任

家有事才進去。相反地,德國一流

為總統的科學顧問,也是「總統科

科學家未必到大學教書與研究。

技顧問委員會」的共同主席;另一

筆者曾經長期關注相關事宜, 在此嘗試解析「設計組織、領袖心 胸」的重要性與關鍵處。 首先,影響我國科技發展的現行

其次,國科會的源頭。1950

主席與其他委員均來自民間。而科

年,美國國會創立獨立機構「國

技政策室主任並需參與「國家委員

家科學基金會」(National Science

會」,該會由總統主持而委員為內

Foundation, NSF),支持除醫學領

閣科技相關部長。1979年,美國與

域外的科學和工程學基礎研究和教

臺灣斷交而與中國建交,台海緊

育(醫學由創立於1887年的國家衛

張。美國國家科學院前院長賽馳

生研究院負責)。美國國家科學基

(Frederick Seitz)與德儀公司董

1928年,我國創建中央研究院。

金會並非是政府機關的部會署之

事長哈格提(Patrick Haggerty),

因創辦中研院的主要成員是中國科

一,其首長為主任,並非閣員也無

聯手找科技專家來幫助臺灣,孫運

學社社員,中研院成立後接收中國

法干涉國家科技預算。而1959年,

璿院長與李國鼎政委成立「行政院

科學社在國際上作為中國科學界官

我國行政院師法美國國家科學基金

科技顧問組」,聘請這些世界級專

方(國家科學院)代表的地位。概

會,成立了「國家長期發展科學委

家,由李當召集人。2012年,此單

主要官方組織領袖,包括行政院科 技會報的科技政委、科技部部長、 以及中央研究院院長。要瞭解今日 狀況,需先看其歷史沿革。

卻顧所來徑


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位易名「行政院科技會報」,加上

其實可總結為一任務「全國整體科

而另外,其實行政院各部會署,

幕僚「行政院科技會報辦公室」。

技發展」,那與國科會的第一任務

也有科技發展的相關任務,例如,

亦有重疊。

農委會需要發展農業科技,其「農

制度與首長

關於國科會的第三任務「發展科

好的制度有利於運作與績效,但

學園區」,當年政府猶豫園區分給

還需「好的人(首長 / 執行者)」。

經濟部管呢?或給國科會?因園區

根據科技部網頁,前身國科會 為發展科技的專責機構,肩負三任 務:「全國整體科技發展、支援學 術研究、發展科學園區」。

內就是廠商。有些人認為經濟部偏 官僚,不若國科會科技水準高,於 是科學園區劃歸國科會管理。 當年做出此分配時,我國科技

業改良場」就負責稻米與蔬果等。 農委會可自行培育人才,包括與教 授合作。至於國科會似乎不易插 手,因農委會最清楚自身任務, 切身感最重,又需面對立委民代質 詢。亦即,各部會努力自己需要的 科技研發,即使能交給科技部,也 通常如「隔靴搔癢」效率不彰。

中研院號稱我國學術研究最高機

落後,官員科技水準不足,大約只

關,具三任務「人文及科學研究、

有教授比較「知識豐富、與國際接

指導聯絡及獎勵學術研究、培養高

軌」。但其實國科會「只是空殼

級學術研究人才。」其實總結就是

子」,其主管主要來自於「借調大

分配呢?國科會肩負全國整體科技

一任務「學術研究」,與國科會的

學教授」,因此,短暫幾年借調後

發展,則將「淪為球員兼裁判」,

第二任務有些重疊。

歸建,又得借調新人,因此無論政

因自己也爭預算。多年來國科會審

而行政院科技會報的任務為「負

策執行成效是優是缺,都不一定能

查各單位科技預算,分配大家的經

責研擬政府整體科技施政目標、全

連續。另外,教授專精某(狹窄)

費「難免私心」,遭受其他部會署

球科技情報研析、科技前瞻藍圖規

科技領域,通常不熟國家科技政

批評,經濟部等尤其不滿。

劃、科技政策規劃協調、科技系統

策,也對此不見得有興趣,甚至不

創新規劃、重點領域策略布局。」

知傳承。

科技發展牽涉到的單位錯綜複雜,難以由一個部會綜理全國科技發展。(123RF)

另外,在國家科技經費分配上, 很自然會出現「搶錢」各部會署均 要求更多預算,誰能「客觀公平」

因此,國科會怎麼綜理全國科技 發展呢?不可能的任務。


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重磅快評

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直到科技顧問組接管科技預算事

因此,當時的科技顧問組方便「綜

衝突不同主事者之下時見磨擦。連

宜後,情況有改善。但科技顧問組

理全國科技」,也遭遇過國科會

戰擔任行政院長時,科技顧問組召

也是空殼子,用人同樣來自借調各

主委陳履安(任職1984∼1988)

集人是郭南宏,國科會主委是夏漢

部會與公家研究單位人員,期滿兩

的「抗爭」。吳大猷當中央研究院

民,兩人不合,浮上檯面。在李遠

三年歸建。科技顧問組需借重產官

院長(1983∼1993)時,總統有意

哲建議下兩人互換職位,結果似乎

學研專家,來處理各式國家難題,

模仿美國任命「總統科學顧問」,

改善不多。後來李遠哲建議行政院

包括「國病」B型肝炎、鎘汙染國

吳大猷即表示他本人當為「適當人

院長自己兼任科技顧問組召集人,

土。當初設計「科技聘」而非(傳

選」。但後來由賽馳榮任我國首席

原召集人改為副召集人。如此,科

統)「公務人員」,用意在進用優

科技顧問時,告訴筆者,他知道吳

技顧問組成為「真正」的全國整體

質科技人才;像是後來的「肝炎大

大猷內心對此有意見,雖然他們兩

科技發展肩負者。附帶地名義上解

師」陳定信即曾任科技顧問組研究

人是物理學界好友。

決了國科會球員兼裁判的困擾。

員。只是後來立委不解而指責其 「黑單位」,執意消除顧問組轉為 正式單位,則用人靈活度盡失矣。

2012年,行政院執行組織改造,

既生瑜,何生亮?

行政院科技顧問組改名「行政院科

國科會掌管全國科技多年,「穩

技會報」,由行政院院長擔任召集

歷經經濟部與財政部的李國鼎

坐江山」,突然來了科技顧問組

人,設副召集人二人,分由科技政

政委,當年深受孫運璿院長信任,

「奪權」,實在傷腦筋,兩單位的

委與中央科技主管機關首長,當時


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科技報導

重磅快評

的國科會主委兼任。會報委員包括

為「大科技部」思維,將科技事務

管基礎學術研究,其他的交給各部

中研院院長、科技相關部會署首

由一獨立部會包辦,但科技發展也

會或民間。白宮(總統府)設立

長、學者專家。

需要部會支持,因此主張獨立成部

協調各部會的「科技政策室」主

上述設計不妥之處,在於又將滋

並無優勢。陳良基認為「在科技部

任兼總統科學顧問;又設立民間

生國科會球員兼裁判的疑慮。為何

的架構下,科技部長並不適合審查

專家組成的「總統科技顧問委員

袞袞諸公不知其害?

其他部會的經費運用方式」,以上

會」,官民密切合作。美國並無全

兩者均為實務洞見。就如張善政對

國科技統一審查,而由「科技政策

將創建「數位發展部」的看法:每

室與行政管理和預算局」(Office

個部會都與數位相關,「不可能將

of Management and Budget)密切

數位業務獨立成部,例如智慧交通

查核科技預算,優點是各部會自主

與智慧醫療等專業業務,應讓既有

與自重(臺灣是大家預算灌水因知

交通部及衛福部主責」,而由跨部

可能遭刪減),缺點是研發可能有

會的政委督導。

重複(但也可能是優點,因難知哪

組改時,幕後有些爭執。當時科 技顧問組可能維持獨立,也可能併 入國科會(企劃組)。好險,不是 變成後者。其中幕後運作主力似乎 是部份立委與國科會官員,其實, 這在科技顧問組成立之初,已有立 委陸續關切國科會被「削權」聲

一科技傑出或哪一部會採納)。並

音,一些記者也「鼓譟」,另一跡 象是,2014年「立委呂學樟與丁守

如何解套?

中『科技立國』倡議下,國科會升

李國鼎先生曾在一些攬才場合提

格為成立科技部」。多好聽的「升

到:「如果你們這些一流的人都不

格為部」!

到政府裡來,來的都是二、三流的

《科學月刊》專文〈科技部回

人,未來國家是由二、三流的人制

復成國科會,臺灣科學發展會更好

訂政策,領導一流的人,到時你們

嗎?〉採訪兩位主委與一位部長,

就知道痛苦了!」善哉斯言,筆者

「陳建仁認為……科技部也因成為

心有戚戚焉。

一獨立部會,削弱了跨部會協調的

因為首長不合,底下官員難免彼

能力……張善政與陳良基也認為獨

此角力,這就更傷合作與國力。因

立成部後,並不適合干涉或管理其

此,誰當決策者與誰做執行者,一

他部會的科技研究,這可能使科技

定要在制度面上釐清。而擔任相關

部反而降低了對全國科技發展的掌

職位的科學家則應有胸襟「以國為

握程度。」這個講法均疏忽了國科

重」與分工合作,而非「抓權」。

會球員兼裁判造成的困擾;類似

外國月亮不一定更圓,但「三

地,三人「均支持應回復國科會形

人行必有我師焉」、「為何人家強

式的跨部會委員會編制,且由國科

盛?」。美國的設計值得參考:例

會主委兼任科技政委」。如此將產

如,美國曾有人提倡創建「科技

生球員兼裁判的問題,是非常嚴重

部」,但旋即被有識之士否決。

的錯誤。

在美國,國家科學院是個空殼子而

張善政認為將國科會改為科技部

「藏富於民」。國家科學基金會只

且在這方面與時俱進,例如擔心總 統不會善用科技專家,就由國會立 法創建「科技政策室」;又如從今 年起,總統科學顧問也是內閣成員 之一,方便「隨時把握機會借力使 力」。 回顧臺灣,為何今天國科會仍需 管理那麼大範圍的科技研究內容? 總統府哪需「學術研究最高機關」 (中研院哪需操舞此令劍去爭取預 算)而與大學競爭預算?當前的運 作是,未來科技會報政委將兼任國 科會主委,居然相關主事者不婉 謝?實在不可思議。 我國怎麼仍無法學到別人的優點 呢?立委不解行政,則科技首長應 予澄清。


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懷念科月人

二○二一 年五月十五日

15

讀懷念科月人林孝信後有感 賴昭正

芝大化學博土,合創《科學月刊》,曾任芝大同學會副會長、芝大保釣行動委員、全美保釣示威遊行中西部

領隊、清大化學系主任。

鐘鼎山林各天性,濁醪粗飯任吾年 ──杜甫

2020年,是《科學月刊》創刊整 整半個世紀!很可惜當年的創辦人 林孝信(1944∼2015)英年早逝, 未能親眼看到他這一對臺灣科普界 所造成的深廣影響!為了紀念他的 貢獻,《科學月刊》於2016年元月 15日,特別在其姐妹刊《科技報 導》上,開闢了懷念他的一個專 輯。應《科學月刊》之邀,我寫了 一篇600字的短文,稱他為《科學月 刊》之父──我雖然皮厚到處自稱 「合創」,但《科學月刊》沒有林 孝信是不會誕生的!報章雜誌當然

多年前,在科月辦公室參與討論的林孝信。

少不了許多追憶與崇拜的文章。它 們大體上都是對的:林孝信確實是 位「不平凡」的人,但似乎也「神

芝加哥保釣遊行

的「興趣」開始慢慢轉向保釣運

化」了他!我覺得其中兩點描述

《科學月刊》進入正常運作後

動,而《科學月刊》的定期通訊簡

──被吊銷護照以及放棄博士學位

不久,就發生了釣魚台事件(1970

報也開始慢慢轉變成保釣運動的宣

──有待商榷,基於對真相渴望之

年9月)。因為不須再到處奔波找

傳工具!他及我被選為芝加哥大學

科月精神,謹在此提供參考。

志同道合的留學生及募款,林孝信

保釣行動委員會的五位委員。為響


16 二○二一年五月十五日

科技報導

懷念科月人

應全美國保釣示威活動,我們決定

關保護釣魚台的口號。就我所知,

辦人打開抽屜低頭看了一下,沒說

於1971年元月30日(星期六)由我

至少有兩家芝加哥報紙報導此次遊

什麼就幫我蓋了章。我相信因為及

領隊到芝加哥日本領事館抗議。在

行,其中一家還訪問了我〔註一〕。

時退出,沒那麼黑,所以還能回臺 灣(聽說是沈君山保的)。所以林

遊行前,內人曾接到(中華民國) 芝加哥領事館電話要我取消;但箭 在弦上怎麼可能呢?這是反抗日本 單方面宣稱擁有釣魚臺列嶼主權所 發起的示威遊行,不是反抗國民政 府,我不懂為什麼他們要反對?

保釣運動逐漸變質 示威遊行後,保釣運動便慢慢 變質,成為反臺灣國民政府的運 動!《科學月刊》的定期通訊簡 報也跟著慢慢轉變成批評臺灣的

孝信被吊銷護照,應該是「保釣變 質」,而不是「保釣不降溫」 〔註 三〕。因此認為林孝信是因為不肯答

應「保釣降溫」而被吊銷護照,我 覺得對國民政府有點不公平。

當天芝加哥溫度低至華氏零度左

宣傳品──相信林孝信是因為這樣

右,原來估計可能不到150人,實

而被臺灣吊銷護照 〔註二〕。因此科

際由美國中西部各大學到場的竟高

月聯絡網並非如有些人描述的「凝

林孝信的論文指導教授羅特漢

達300多人,導致臂章不敷使用。

聚各方,要大家不要再吵,好好做

9點半在芝加哥格蘭特公園(Grand

(Clemens Roothaan)可能根本連

事」。

他是何人都不知道,而林孝信可

博士資格與學位

Park)音樂台前報到、集合,由我

事實上我看情況越來越不對(我

能連老闆是做什麼的也同樣不清楚

領隊,於上午10點鐘直奔日本領事

要回臺灣做事的),終於在1971年

(林真正的興趣在物理及數學,不

館遞交抗議書。沿途同學們散發傳

6月9日以書信提出辭掉保釣行動委

是電腦科學或化學),因此他不太

單,並向詢問的路人解說。經過一

員之職,完全退出其活動,開始專

可能是因被吊銷護照被迫放棄博士

小時半後,到達日本領事館,我立

注我的博士論文。其他芝大科月發

候選人資格。林孝信和我都是1968

即與警察進入該樓,在二樓找到日

起人也都慢慢遠離「科月」,因此

年通過博士資格考試的;要拿到博

本領事館,但因為領事館星期六

除了林孝信外,好像沒有他人被吊

士學位,除了還需要通過兩個外國

不上班(主辦單位判斷錯誤),導

銷護照;被列入黑名單,在申請護

致遊行的同學失望。但大家並不灰

照延期時受到「特別青睞」的則

心,仍圍著樓前的人行道,高喊有

時有所聞。記得我去申請時,主

語言考試外,當然還需要有論文的 指導教授。 我於1967年9月1號正式進入 芝加哥大學物理研究所之分子構 造及光譜實驗室(Laboratory of Molecular Structure and Spectra, LMSS)。那時該研究室聲勢浩 大:包括1966年諾貝爾化學獎得 主馬利肯(Robert S.Mulliken), 大牌名教授法諾(Ugo Fano)、科 洛斯(Wlodzimierz Kolos)、羅特 漢,以及我的論文指導教授、剛 出道的、化學研究所新聘的漢澤

1971 年 1 月 31 日《芝加哥今日》(Chicago Today)針對保釣遊行的報導。(作者提供)

(Juergen Hinze),8位研究員,14


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懷念科月人

二○二一 年五月十五日

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起,所以他在1971年6月時應該還 沒有被吊銷護照!因此我很懷疑林 孝信是因被吊銷護照而「被迫放棄 美國芝加哥大學物理學博士候選人 資格,使即將在芝加哥大學拿到的 物理學博士功虧一簣」。事實上, 博士候選人「資格」應該是1968 年通過資格考試後,就取得的終身 榮譽,與有沒有護照無關,「被迫 放棄」應該不(太)可能 〔註六〕! 而他整天忙著「釣魚」(與早期的 《科學月刊》),幾乎從未進過實 驗室,相信才是他1971年6月被取 消研究獎助金的原因!我敢肯定的 說,當時參與科月的芝大理學院同 學,絕對不會有人認為林孝信「即 將拿到物理學博士」學位!

鐘鼎山林,各有天性 像林孝信這樣聰明的人,心裡應 該早就有數:他終將會為其全職的 「課外活動」付出慘痛的代價!不 像我選擇了「濁醪粗飯任吾年」; 林孝信的選擇最終犧牲了博士學 林孝信 1970 年 12 月參加賴昭正婚禮之留影。(作者提供)

位,有家鄉歸不得。我敬佩他!我 死後如果妻女能為我掉幾顆眼淚, 就感激不盡;而他的去世,有《科

位物理系及化學系領研究獎助金的

為「物理系博士候選人,到1971年

學月刊》及許多人(包括我)懷念

的博士候選人,行政人員。記錄上

6月」,後者為「化學系博士候選

他!但這並不表示我們就可以歪曲

顯示,林孝信遲我一個月進去 〔註

人,到1972年9月(即我畢業的年

事實「神化」他,這只是「鐘鼎山

四〕 !但在最後的1971∼1972年技

月)」。

林,各有天性,不可強也」的結果 而已〔註七〕!

術報告 〔註五〕裡,只剩下羅特漢、

所以林孝信的研究獎助金顯然只

漢澤、11位物理系及化學系的博士

到1971年6月,在沒有獎助金的情

如果讀者認為我為國民黨「辯

候選人或畢業生而已!林孝信和我

況下,還會繼續讀嗎?反臺灣國民

護」,就把我歸類為親國民黨的,

均被列在「研究助理」欄內:前者

政府是在保釣示威活動後才慢慢興

那就大錯特錯了,因為我對當時


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科技報導

懷念科月人

的國民黨也是沒有什麼好感的!在保釣運動前後,攻擊芝 加哥大學同學會的匿名信就滿天飛了!從信中的語句及 攻擊的對象看來,大部分同學都認為那是在校的國民黨 「特務」幹的!「天真」的我開始時還熱心的回答,沒想 到回話事實上是提供了材料,讓他們更能加油添醋的大做 文章;最後我終於理解到了這是「秀才遇上兵,有理說不

記得小時候父親一再提醒我不要參加任何政治 活動,看來他老人家還是對的:保釣示威遊行後, 芝加哥同學會開始正式四分五裂:親國民黨的、親 中共的、親台獨的(很含蓄)、中立的(到處不討 好)。這可悲的結果實在不是當初我所預料到的! 早知如此,何必當初?

清」,只能停筆! 1971年八月,芝加哥警察局以搜毒為由,突撿了當時會 長范翔的公寓,帶走了一大堆文件及莫須有的「毒品」, 四位室友糊里糊塗地被關了一天(最後好像是透過各種 「關係」不了了之)。范翔是四位室友中唯一由臺灣出來 的留學生,遊行許可證是他出面申請的,因此是這一關係 或是有人告密才被突擊就不得而知了。據其室友、前任會

謹在此謝謝芝加哥同學吳力弓、洪秀雄、魏弘 毅、鄒寧遠、李南雄等人分享他們那個時期的 個人經驗。

長吳力弓(早期移民到巴西來的臺灣同學,我當時任副會 長)言,FBI曾找他去談,希望兩邊不要爭吵,因此我們 認為有人告密的可能性很大。

〔註一〕我手中的保釣運動資料,已經存檔到國立清華大學圖書館的 「釣運文獻館」內。 〔註二〕我不是在為國民政府辯護,也不贊成政府干涉言論自由,但 這事也發生在先進的民主國家:美國 1981 年最高法院裁定,護照持有 人在國外的活動正在或可能嚴重損害國家安全或美國的外交政策時, 國務卿有權吊銷其護照。又如 1954 年諾貝爾化學獎與 1962 年和平獎 得主鮑林(Linus

Pauling)在二次世界大戰後,變成口無遮攔的和平

主義運動者及核彈的反對者;1952 年元月,受邀到英國演講申請護照 時,竟因「新聞部認為您提出的旅行將不符合美國的最大利益」而被 拒絕。(艾薩克森 Walter Isaacson2021 年 3 月出版的暢銷書《解密者》

The Code Breaker: Jennifer Doudna, Gene Editing, and the Future of the Human Race 書名暫譯,謂他在紐約機場當場被沒收護照,應有誤) 〔註三〕現在臺灣的保釣運動似乎比以前更高溫,林孝信回台後也積 極加入!不管哪一黨當政,都沒聽說有人被吊銷護照。 〔註四〕羅特漢是馬利肯的學生,因提出羅特漢方程(Hartree-Fock-

Roothann)方法計算分子軌域而成名。漢澤是羅特漢的博士後研究員。 羅特漢的興趣早就全心轉到電腦科學上面,因此 LMSS 研究室事實上 後來是我的論文指導教授漢澤在負責的。 〔註五〕以前是每年厚厚的一本;從這裡我們可以清楚地看出 LMSS 已將樹倒猢猻散了!到了 1973 年,馬利肯 1952 年建立的 LMSS 終於 消失了。 〔註六〕我唯一的師兄、漢澤的首徒就是通過資格考試後一年左右離開 芝加哥大學,到 IBM 加州研究室上班。大約 10 年後(顯然還保有博士 候選人資格),才因為理學院「創意語言考試的監理安排」,回來交了 論文,取得博士學位的,所以博士候選人資格是不會被取消的! 〔註七〕神化「偉人」的結果就是全世界現在到處都在砸「偉人」的銅 像、去「偉人」的名號(街名、校名等等)。


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共同刊載

量子革命來了! 未來科技生活即將翻天覆地

二○二一 年五月十五日

(《科學月刊》617期共同刊載)

古煥宇

畢業於成功大學物理系,研究專長為量子資訊、量子操縱性、量子時間關聯性,以及量子物理基礎。

陳岳男

成功大學前沿量子科技研究中心主任,2001在交通大學取得博士學位,2006年開始於成大物理系任教。

[Take Home Message]

19

網路也讓居家辦公及線上會議成為

激輻射」(stimulated emission)

生活的常態。

的概念後,1958年由美國物理學

20 世紀開始的第一次量子革命,

隨著科技的進步,大眾對於半

家湯斯(Charles Townes)及蕭洛

科學家利用一部分的量子物理

導體、雷射、光纖網路感到習以為

(Arthur Schawlow)建立了雷射

原理,催生了電晶體與雷射等科

常,但其實這些科技的基礎,都建

原理,也就是將光打到特定介質底

構在量子力學的原理之上。由量子

下後,光子便會出現群聚的共同反

力學帶動的量子革命掀起了巨大的

應,產生出擁有相同頻率、振幅、

波瀾,成就了我們所看到的現代社

方向的光。雷射的應用除了最平易

會。

近人的雷射筆之外,更是廣泛運用

技。21 世紀則進入了第二次量 子革命,藉由包含量子的疊加、 糾纏、不確定性等特性,科學家 不斷提出各種理論、演算法、模 型等,嘗試打造出運算能力超越

在生活(醫療、顯示器)、工業

古典電腦的量子電腦,以及實現 量子通訊等技術。目前已有多間 科技公司、政府單位、新創公司 等紛紛投入量子資訊領域,或許 不久後的將來,各類新穎的量子 科技將進入我們的生活中。

電晶體與雷射的出現: 第一次量子革命 20世紀的科學家們不斷利用量 子現象推動整個世界的進步。舉 例來說,觀察半導體材料中電子

去(2020)年,2019冠狀病毒疾

和電洞的行為,使得貝爾實驗室

病(COVID-19)疫情肆虐全球,各

(Bell Labs)的三名科學家蕭克

地封城的結果導致消費性電子產品

利 ( Wi l l i a m S h o c k l e y ) 、 巴 丁

的需求日益增加,而臺灣的護國群

(John Bardeen)、布拉頓(Walter

山,包含台積電、聯電、世界先進

Brattain),於1947年發明了第一個

等電子產品製造公司屢屢創下了市

電晶體,從而奠定了積體電路的基

值新高。為了防疫所需,公共場所

本要件,並且成為現今科技業的基

如政府機關、機場、醫院等出入口

石,進而帶動晶圓代工產業。

(切割、檢測)、科學研究等。 第一次量子革命只利用一部分的 量子物理原理,就為我們帶來了現 代方便的生活。而科學家們仍不斷 思考與追尋,我們是否可以做的比 現在更多?我們能在一般的生活當 中操縱量子的特性嗎?有沒有辦法 真正基於量子力學的奇異特性,例 如線性疊加與量子糾纏等開發量子 元件?以上這些問題,將在第二次 量子革命實現。

量子拿出真本事: 第二次量子革命

加裝紅外線感測器,使得測量體溫

而另一個利用量子現象的例子是

的過程變得方便且安全。此外,在

雷射的發展。自20世紀初愛因斯坦

隨著人類控制與操縱單個量子

各國邊境封鎖政策之下,跨國光纖

(Albert Einstein)首次提出了「受

系統的技術進展,並結合正在進


20 二○二一年五月十五日

科技報導

共同刊載

行中的量子資訊理論,將各種量

古典電腦,也沒有實際的問題可以

破性,直接證明了量子資源在解決

子特徵,包含疊加、糾纏、不確

用量子演算來解決。

實際問題時比古典電腦有更多的優 勢,因此量子資訊也開始引起了業

定性、非局域性等,視為一種代替

幸運的是,以上兩個問題很快就

古典位元(0和1)的「量子位元」

被回答了。美國數學家修爾(Peter

(qubit),從根本上顛覆了人類對

Shor)於1994年提出了「求解整數

於訊息處理的理解。單一的量子位

質因數分解的量子演算法」,和古

各種量子電腦系統

元除了能表達古典位元的0和1,還

典質因數演算法比較起來,在給定

能同時表達0和1的線性疊加。由於

相繼被提出

整數N時,量子演算法花費的時間

量子位元可以同時表達0和1的各種

正比於logN,運算速度遠遠勝過古

可能性,在某些問題當中便可以大 幅減少執行計算的速度。此外,若 是考慮兩個量子位元,除了能表達 00、01、10、11等四種情況,還可 以利用量子糾纏的特性,將資訊編 譯到彼此有關聯性的量子位元中, 實現量子加密通訊。 利用量子位元來當成計算的基本 單位,最早是由美國物理學家費曼 (Richard Feynman)於1982年的一

典演算法。而修爾演算法在資訊上

界與軍方的注意。

除了量子演算法的突破之外, 1990年代起,如何利用量子元件實 現量子電腦成為了科學家的一大課

也意味著,目前最普遍使用的古典

題。舉例來說,美國物理學家狄文

加密演算法將會被破解。

森佐(David Divincenzo)於1997年

另一個重大突破,則是美國電

發表了量子電腦的最低要求;而第

腦科學家格羅弗(Lov Grover)在

一個量子錯誤修正的方案也被修爾

1996年提出的量子搜尋數據庫演算

於1995年度提出。同年,西班牙物

法,與修爾演算法一樣具有量子

理學家西拉克(Ignacio Cirac)和奧

優勢(quantum advantage)。由於

地利物理學家佐勒(Peter Zoller)

修爾及格羅弗的演算法具重大突

首次提出利用離子阱(ion trap)

場演講中所提到。費曼表示,這個 世界並不是由古典物理所刻畫的, 若想要真正的對大自然進行模擬, 就必須遵循量子力學的原則。 量子電腦的基本概念在1980年代 開始初步成型,例如1980年由美國 物理學家貝尼奧夫(Paul Benioff) 首次提出利用量子系統來模擬古典 的涂靈機(Turing Machine);1985 年由英國物理學家多伊奇(David Deutsch)則提出多伊奇-涂靈機 (Deutsch-Turing machine),並點 出了量子電路圖的概念。儘管量子 電腦的基礎於1980年代逐漸地被建 構出來,這種量子的計算方式卻沒 有受到科學界的關注。最主要的原 因是因為這些工作並沒有明顯優於

20 世紀起,科學家利用部分量子物理的原理,發明了電晶體與雷射等科技,並促成了第 一次量子革命。(123RF)


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共同刊載

21

作為量子位元,用以實現量子計算

子位元的量子光學電腦──九章,

限。目前臺灣的研究人員可透過臺

的理論;此外,當年由諾貝爾獎得

也僅只能在某些價值不大的問題上

灣大學-IBM量子電腦中心,使用

主的美國物理學家瓦恩蘭(David

實現量子優勢,並沒有解決量子光

到65個量子位元的量子電腦。此

Wineland)領導的團隊,則實現了

學電腦的可擴展性和通用性問題

外,英特爾(Intel)也於同年宣布

基本的量子邏輯閘(quantum logic

〔註一〕。

了將開發具有49個超導量子位元的

gate)。

另外,近年來由於超導量子電路

量子電腦。

除了離子阱之外,藉由半導體奈

(superconducting circuit)具有高

2019年,Google則是發表了利

米結構所產生的量子點(quantum

度可擴展性及通用性,利用其作為

用54個量子位元所打造的量子電腦

dot),或是由核自旋(nuclear

量子電腦的架構是最可能實現量子

「Sycamore」。它可以在200秒內

spin)當成量子位元的量子電腦,

資訊的一種方式,因此許多的商業

處理特定的運算問題,而此問題超

於1997年由狄文森佐和美國物理學

公司紛紛投入了以超導電路為主的

級電腦則必須花費10000年才能解

家凱恩(Bruce Kane)所提出。另

量子競賽。其中比較有名的包含由

決,因此Google已經具體展現了量

一個實現量子位元的途徑,則是利

IBM於2017年提供了一套開源的量

子優勢。

用光的量子特性,但是其可擴展性

子電腦控制套件「Qiskit」,讓大眾

目前量子演算法可應用於模擬化

卻一直是很大的問題。即便是去年

能在雲端量子電腦(IBM Quantum

學分子、材料特性,或處理最大分

由中國科技大學打造,擁有76個量

Experience)上執行量子運算的權

割問題等,甚至能進一步應用於金


22 二○二一年五月十五日

融界之中。

科技報導

共同刊載 便是奠基於此兩個工作。

核心的XANADU、D-wave、IonQ

不同於尚處在萌芽階段的量子

等,另外也有許多軟體新創公司,

電腦,目前量子加密通訊技術雖然

提供簡單的方法來控制量子電腦,

除了量子計算之外,量子資訊

還未完備,卻是最接近商業化的技

例如Oxford Quantum Circuits、

的另一大分支,便是利用量子疊

術。日本東芝(Toshiba)已經將量

Cambridge Quantum Computing、

加、糾纏、測不準原理(uncertainty

子加密通訊技術應用於銀行端;另

Horizon Quantum Computing等。而

principle)進行量子通訊。1984

外,中國在2016年發射的量子衛星

臺灣則是於去年由鴻海科技集團成

年,美國物理學家貝奈特(Charles

──墨子號,更是將通訊距離拉長

立量子計算研究所,正式投入這場

Bennett)首次提出利用單一量子

至1200公里遠。而臺灣則是由清華

量子競賽。

位元及不同基底的量測實行量子

大學物理系教授褚志崧的努力下,

加密通訊;英國物理學家埃克特

在工研院、清華大學、陽明交通大

(Artur Ekert)則於1991年利用量

學之間建立了量子加密通訊技術。

量子通訊即將成真?

第二次量子革命前景無量 總而言之,第二次量子革命正

子力學中最奇異的特性,也就是量

除了上述所提及的大公司及政

方興未艾,量子科技的進步也慢慢

子糾纏及量子非局域性(quantum

府主導的量子資訊研究外,許多

從學術單位的主導,轉移到私人企

nonlocality)〔註二〕實現量子加密通

新創公司也紛紛投入量子資訊的

業。而臺灣目前在半導體產業所佔

訊。隨後大量的量子加密通訊協定

產業裡。例如以製作量子硬體為

有的優勢,是否能延續到未來的量 子科技產業,的確是不小的挑戰, 值得臺灣全體產官學單位嚴肅看 待,並審慎評估未來的發展方向。

〔註一〕量子電腦的可擴展性,指的是為了實 現量子錯誤修正,必須擁有至少比編碼量子位 元多出一到兩個數量級的量子位元;通用性問 題則代表一台好的量子電腦不能只是為了解決 單一個問題。 〔註二〕量子的非局域性是指一個粒子同時存 在於很大的範圍,或兩個粒子距離很遠也能瞬 間相互影響。

由 D-wave 打造的量子電腦晶片。(D-Wave Systems, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons) 延伸閱讀

由 D-wave 製造的量子電腦處理器。(Steve Jurvetson, CC BY-SA 2.0, Wikimedia Commons)

1. Jonathan P. Dowling and Gerard J. Milburn, Quantum technology: the second quantum revolution, Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 361(1809): 1655-1674, 2003. 2. Richard P. Feynman, Simulating physics with computers, International Journal of Theoretical Physics, Vol. 21: 467-488, 1982. 3. John Preskill, Quantum Computing in the NISQ era and beyond, Quantum, Vol.2: 79, 2018.


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書適圈

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人臉最能展現情感的,其實不是眼睛? -《顏值》

借句利希滕貝格的話來說,臉

印象。同樣厚度的雙唇在前一種組

是「全天下最有趣的表面」。臉的

合創造溫和的印象,在另一種組合

魔法就在於我們始終想從中看出意

卻會帶來容易激動與自命不凡的印

義。利希滕貝格說過,「人臉就

象。

像一塊石板,上面所有線條都分 配有先驗的意義;稍微擠個臉看起 來就像譏笑,來條紋路看起來就像 不誠實。」這種魔法讓印象的研究 既迷人又困難。人臉雖然都大同小 異,但其中仍變化萬千。格羅斯在 他那本18世紀的漫畫指南中說過, 「乍看之下,有鑑於構成人臉的部 位數量之少,兼之其普遍相似,似 乎幾乎不可能提供足夠數量的性格 區分,分別此人與彼人;但憑藉放 大一部位,縮小另一部位,增加或 減少兩部位的距離,或是改變其比 例,則變化非常驚人,組合的力量 彷彿無限。」 組合的力量不只讓臉各自不同, 還能創造不同印象。這是托普費爾 的真知灼見。只消用鉛筆畫個幾 筆,他便能輕鬆將我們對人的印象

臉部特徵有無限種組合,而我們 的心智能為每一種組合賦予意義。 心理學家的任務就是確認是否有通

圖 4.1:派對上你會更想接近誰?打野場 籃球時,你會選誰跟你一隊?

則,能簡化這些變化萬千的組合。 證明我們的印象有共識還不夠,我 們得找出是哪些部位的組合帶來這 些共識。假如我們通曉創造組合的 規則,我們就更有機會瞭解你我的 印象從何而來。接下來四章,我們 要當起實驗心理學家,鑽進心理學 家的百寶箱。我們的目標是讓不可 見的心智內容變得可見,為此我們 將驗證我們的直覺,設計簡單實 驗,探索臉的幻象,想出新方法來 解構我們的印象。 先來把問題明確化—找出能創造 我們印象的臉部特徵組合。看看圖 4.1 的臉。

中,隊長必須從他或她不見得認識 的其他球員裡選四個人。選到好球 員很重要,因為贏球隊伍可以一直 留在場上,直到輸球為止。如果是 你當隊長,你會選誰?假設兩人身 高相同,多數人會選左邊那個人。 這些印象有可能錯得離譜—現役 最強的 NBA 三分射手史蒂芬 科瑞 (Stephen Curry)可是人稱「娃娃 臉殺手」—但這是題外話了。 臉上有些什麼觸發了這些印象。 我們覺得右邊的傢伙比較討喜,左 邊的傢伙比較強勢,但我們要如何 去捕捉到是什麼讓我們這麼想?每

從「口吃的笨傢伙」轉變成「沒

我沒必要叫你特地形成印象,

一張臉之間有許多不同點:臉型、

那麼笨,口吃沒那麼嚴重……有

因為你已經有了。這些印象有其

眼睛、眉型、鼻子、嘴唇厚度、膚

一定的專注思考能力」。這些正是

影響。如果在派對上,多數人會

色、不同部位之間的距離,諸如此

西科德早期的發現:同樣的臉部部

接近右邊這個人,那麼,在城裡

類。我們如何把自己複雜的印象濃

位以不同方式組合,就能創造不同

附近湊隊的籃球賽呢?在這類比賽

縮為對臉孔的明確描述?


24 二○二一年五月十五日

仰賴你我的直覺是條可行的路。 當我們想到臉,腦中第一個想到的

科技報導

書適圈 辨認。要是你不相信,就看圖4.3。

看一張臉時少至四十毫秒就能形成

臉有沒有變得更好認?

印象,短到看整張臉都快不夠了,

特徵是什麼?當然是眼睛。對於辨

遑論注意到不同臉部特徵之間的微

識情感狀態來說,是眼睛比較重要

圖 4.3:

小差異。對於是什麼驅動我們的印

還是眉毛呢?早在17 世紀,勒布朗

你認得出這張臉嗎?

象,我們沒有多少意識。

比起消去眉毛(見圖

就已經知道正確答案了:「眉毛是

4.2), 消 去 眼 睛 的

臉上最能清楚展現情感的部位,只

臉比較好認。

是許多人以為是眼睛。」他根據法 國哲學家笛卡兒(René Descartes) 的說法,認為靈魂是透過大腦內的 松果體來表現。當眉毛往腦的方向 上揚,表現的就是「最溫和蘊藉的 情感」,眉毛往心臟方向下彎則是 表現「最狂野殘酷的情感」。這個 推論是錯的,但觀察多少正確。現 代研究泰半指出,眉毛在表現情緒 上比眼睛更重要。當我們表達情緒 時,我們的眉毛會以特定方式移 動,有助於他人解讀我們的情緒狀 態。恐懼是最容易從眼睛察覺到的 情緒之一。人感到恐懼時會睜大雙

認為是直覺不靈光,似乎是我 們解釋自己的判斷與行為時共有的 特色。1977 年,理查.尼斯貝特

比起把眉毛消掉,把眼睛消掉

(Richard Nisbett)與提摩西.威

比較容易認得出這人是理查.尼克

爾森(Timothy Wilson)發表一篇

森(Richard Nixon)。假如你覺得

知名但在當時頗具爭議的論文〈透

這是因為尼克森的眉毛太過好認的

露得比我們所知更多〉(“Telling

關係,研究人員還試過許多其他名

more than we can know”)。在這

人的臉,例如眉毛不怎麼特別的薇

篇論文中, 兩人的主要論點是,我

諾娜.瑞德(Winona Ryder)。當

們無法觸及內在產生判斷的認知過

然,眼睛很重要,但沒有我們以為

程。當然, 我們注意到這些判斷的

得重要。我們對於「臉部哪個特徵

成果,但我們並不曉得它們從何而

重要」的直覺,就算發揮得好時也

來。尼斯貝特與威爾森提供許多例

稱不上充分,發揮不好時還會造成

子,證明人們能為自己的行為提供

誤會。

解釋,但這些解釋與其行為成因卻

就算細問受試者,在他們形成

沒有任何明確的關係。他們做了許

印象當下,哪一項臉部特徵比較

多研究,其中一項要求受試者記住

重要,對我們幫助也不大。你已

類似「海洋─月亮」這樣的字詞組

經在第二章讀過山謬斯的研究,

合。接著, 他們讓受試者看到類似

她微調臉部特徵,測試這些調整如

「去汙劑」的字詞,請他們回答心

何改變印象。她也請受試者列舉形

裡想到的第一個詞。果不其然,記

成這些印象的理由,結果受試者鮮

完「海洋─月亮」之後,許多受試

少提到那些實際被調整過且影響其

者對「去汙劑」的回應是「汰漬」

印象的特徵。山謬斯總結,「從作

(Tide)。可一旦問他們為何會有

答紙上經常出現的刪除與留白,以

這種特定回應時, 受試者幾乎都沒

給你一點提示。這是美國某任知

及對於面部特徵矛盾而模糊的陳述

提到之前聽到的字詞組合,他們反

名的總統,猜到沒?視覺科學家巴

來看,顯然學生在說明他們的判斷

而提供種種奇怪的理由,例如「汰

萬.辛尼亞(Pawan Sinha)與同事

時遭遇困難。我們有理由相信大多

漬是最有名的去汙劑」或「我媽都

已經證明,比起從大家熟知的從臉

數人常常提到眼睛,其實是基於理

用汰漬」。

上消去眼睛,消去眉毛會讓人更難

智思維。」這毫不意外,畢竟我們

眼,眼白(即鞏膜)因此會露出更 多。 那麼認臉呢?請看圖4.2。你認得 這張臉嗎?

圖 4.2: 你認得出這張臉嗎?

透過某些極端案例,我們更能清


SciTech Reports

書適圈

二○二一 年五月十五日

25

楚看到行為與解釋之間的脫鉤。神

什麼讓一張臉看起來值得信任? 標

經科學家麥可.加贊尼加(Michael

準的實驗方式是從特定的假設開

Gazzaniga)對裂腦(split-brain)

始。為了舉例,我們就假設「正

病人的研究相當迷人。這些病人的

向的心情讓臉顯得值得信任」。

胼胝體(corpus callosum,將左右

因此,我們預料微笑的臉在人們心 中會比面無表情來得值得信任。我

腦連接起來的神經軸突)斷開了,

圖 4.4:訓練有素的魔術師掉包受試者剛

以致左右腦彼此無法溝通,因此

選出的比較有吸引力的臉。受試者會注意

們拿人們微笑或面無表情的照片給

到不同嗎?

受試者看。理想情況下,照片要在

病人有可能做出了動作,卻不瞭

標準化的環境下拍攝,而微笑是兩

解自己為什麼這麼做。實驗人員拿 「大笑」這個詞在一位病人的左視 野前方晃動(資訊在右腦處理), 病人開始大笑。儘管病人沒意識到 自己行為的動機,但當實驗人員問 他為什麼笑時,他還是馬上回答: 「你們這些傢伙每個月都出現來給 我們做測驗,真是生財有道啊。」 看來我們的大腦(在這個案例中是 左腦)會被迫產生對我們行為的解 釋,即便這些解釋完全脫離現實。 我們大家都有點像裂腦病患。當完 全正常的人要選擇臉的時候, 也 會出現類似的效應。看看圖4.4的 實驗步驟。實驗者讓受試者看兩張

自從尼斯貝特與威爾森開創性的

張照片唯一的差別。接下來,我們

論文發表之後,心理學家便對自陳

隨機分配受試者,請他們看微笑或

報告(self-report)抱持懷疑態度。

是沒有表情的臉,並幫值得信任程

我們轉而設計實驗,以找出真正影

度打分數。等到從數量充分的受試

響行為的關鍵。辛尼亞和同事便這

者身上蒐集到資料後,我們就會拿

麼做,想看看眼睛或眉毛到底哪個

不同的評分進行適當的統計測試,

對認臉比較重要。他們設計一項簡

看看微笑的臉得到的值得信任分數

單的實驗,調整的只有眼睛與眉毛

是否比面無表情更高。不同於眼眉

是出現還是消失。即便這麼簡單的

重要性的實驗,我們的這個假設有

實驗,你還是得注重細節。假如給

很大機率能得到證實。但我們真的

受試者看名人臉的順序都與圖4.2和

能得出是什麼讓臉看起來值得信任

圖4.3一樣——先看沒有眉毛的臉,

嗎?沒錯,我們辨識出一項能改變

再看沒有眼睛的臉——實驗就會有

我們「值得信任」印象的因素,但

偏誤。因為你對第一張臉不見得有

對於解讀這些印象來說,這是最重

把握,但還是會得到一些資訊。這

要或是唯一的因素嗎?不大可能。

照片,問受試者哪一張臉比較有吸

些資訊能幫助你辨識第二張照片。

我們把問題變得稍微複雜些。除了

引力。實驗者是位訓練有素的魔術

為了控制這種情況以及許多其他變

微笑以外,我們多調整了眉毛的形

師,兩手袖子裡都藏了另一張照片

數(例如識別完整的照片), 研究

狀。為簡化起見,我們調整時只讓

的複本。一旦受試者指了其中一張

人員也安排了一些名人照是只消去

眉毛出現兩種形狀:像 \ / 或是像

臉,他就會把照片掉包成受試者剛

眉毛的,有的則只消去眼睛。假如

/ \。身為優秀實驗心理學家,我們

剛否決的那張臉。我們直覺認為受

你有個簡單而明確的假設,這種研

創造了嘴型與眉型的各種組合,最

試者應該馬上就能看出這種彆腳把

究方法會非常合適。

後得到四種。心理學家稱這種作法

戲。事實上,許多次實驗中的受試

不過,要是你的問題是個開放式

為二乘二析因設計(2 by 2 factorial

者不僅沒注意到換了張臉,還樂得

問題——例如試圖辨別出是哪種臉

design)。每一種特定組合稱為實

生出解釋,說他們「偏好」的這張

部特徵組合推動了我們的印象,情

驗小室(experimental cell), 在多

臉「臉型就是比較好看,下巴也

況馬上變得複雜起來。咱們就先從

數實驗中,每間小室都會以亂數方

是」。

一個簡單但開放的問題開始吧:是

式分配到人數相同的受試者。我們


26 二○二一年五月十五日

科技報導

書適圈 (圖4.6)。

的實驗設計依舊超簡單。還記得第 02章所提到,最早操縱火柴人臉部

你很容易就能看出最「狡詐」

特徵的研究嗎?主持研究的布朗胥

型的人是誰。驚悚片裡的陰險角色

維克與萊特創造了一百八十九種不

就是長這種臉。這種印象由對立的

重複的特徵組合。我們只有四種。

特徵組合—「快樂」嘴和「生氣」

憑藉這種簡單的設計,我們不僅能

眉—創造出來,彷彿臉同時表現兩

衡量微笑,還能衡量眉型對「值得

圖 4.5:調整火柴人臉,讓它們有不同的

信任」印象的影響。更有甚者, 我

印象造成驚人的效果。你能挑出「狡詐」

或反常,我們馬上就為這張臉賦

的臉嗎?

予有意義的特性,例如「不值得信

們可以衡量兩者加乘的影響。

眉型與嘴型。有些眉毛與嘴巴的組合會對

種情緒。但我們不覺得這張臉奇怪

任」。

讓我們從火柴人臉開始,因為比 較簡單,而且已有研究者拿這種臉

眉的微笑臉就很難有同樣感受。在

做過實驗了。來看看圖4.5簡化成四

一項針對火柴人臉情緒意涵的早期

種臉部特徵組合的四張臉。

研究中,研究人員認為最適合這

臉上不帶微笑時,不同眉毛會

張臉的標籤是「狡詐」,感覺與值

讓兩張臉看起來不一樣。左上角的

得信任不太相搭。我們一開始「發

臉看起來難過,右上角的臉看起來

現」微笑會增加臉的值得信任程

生氣。這並非認知錯覺,因為當我

度, 但請注意這個「結果」如何修

們表達這些情緒時,眉毛與嘴確實

正我們原先的發現。值得信任程度

是這樣動的。一旦我們加進笑臉,

端視你在笑臉上看到什麼臉部特徵

「難過」眉的臉馬上變得快樂、真

組合。來看看我們的眉型與微笑組

摯又值得信任;但我們對「生氣」

合在比較寫實的臉上會有什麼表現

圖 4.6:調整出不同眉型與嘴型的臉。有 些眉毛與嘴巴的組合會對印象造成驚人的 效果你能挑出「狡詐」的臉嗎?

書 名|《顏值:從第一印象到刻板印象,臉孔社交價值的科學解密》 作 者|亞歷山大・托多洛夫(Alexander Todorov) 譯 者|馮奕達 出版社|鷹出版 出版日|2021 年 5 月 5 日

我們眼見他人臉孔的那一瞬間,腦中便生成了對此人的想法,而這轉瞬之間的判斷,便預示了所有之後的 重要決定。例如貌似能幹的政治人物,勝選的機會更大。我們難以抗拒以面相判斷人的性格,如此判斷卻 又經常失準。在絕大多數的情境中,你我若是忽略對方的容貌,做出的推測通常會更加準確。那麼,第一 印象為何會廣泛被人所信?它存在的目的又是甚麼?亞歷山大•托多洛夫是當今此一領域首屈一指的研究 者,他在闡述現代科學對於第一印象的研究故事之際,也回答了這些疑問。


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二○二一 年五月十五日

動態時報

27

冠狀病毒變變變: 棘蛋白變異會影響抗體與疫苗效力嗎? 編譯|劉姿婷

COVID-19疫情席捲全球,截至

次單位,S1包含與宿主細胞受體

2021年5月初,已感染全球超過1.5

ACE2結合的受體結合區(receptor

哈佛大學醫學院微生物學助理教

億的人,迄今造成超過3百萬人死

binding domain, RBD),S2負責調

授亞伯拉罕(Jonathan Abraham)

亡。免疫系統是生物體面對病原菌

控病毒和宿主細胞膜的融合。免疫

在新聞稿中表示:「此研究顯示,

入侵的防禦機制,而免疫力低下

系統製造的中和抗體(neutralizing

關鍵的棘蛋白的結構變化,的確使

者,其免疫系統將無法完全消滅病

antibody)能識別棘蛋白的RBD和

病毒能夠避開抗體的中和反應。需

毒。哈佛醫學院的一項最新研究指

S1 N端上的非重疊區域,並且中

要顧慮的是,棘蛋白變化隨著時間

出,長時間感染免疫功能受損的患

和病毒使之失去活性。棘蛋白的突

累積,針對棘蛋白研發的單株抗體

者,將可能使病毒有機會演化,產

變,將影響抗體辨識病毒以及病毒

和疫苗的長期有效性會受影響。」

生更能夠逃避免疫系統的變異。

進入宿主細胞的能力,也與藥物和

此研究於今(2021)年3月發表在

疫苗的效力有關。

測到的病毒突變。

雖然目前全球主要傳播的突變病 毒(如D614G突變),尚未出現本

期刊《細胞》(Cell),樣本源自一

研究結果指出,該名患者分離出

案例中源自免疫低下患者身上病毒

名曾受《新英格蘭醫學期刊》(The

的病毒的棘蛋白上共有8處集中於

所發現的突變,但這些突變仍可能

New England Journal of Medicine,

RBD的突變。突變使得病毒能躲避

未來有機會在人群傳播。亞伯拉罕

NEJM)報導的案例。該名病患有

COVID-19倖存者體內產生的血清抗

表示,此篇研究支持,應透過防疫

自體免疫疾病,接受了免疫抑制劑

體,以及實驗室製造用於臨床治療

措施和疫苗接種遏制病毒的傳播,

治療,後來感染COVID-19並發展成

的抗體。但並非8處突變都有相同

以減少病毒突變的增長和傳播。其

慢性感染(感染時間超過5週)。團

的效果,其中兩處突變,明顯讓病

次,則需要著手針對冠狀病毒較少

隊為了解冠狀病毒如何在免疫壓力

毒對抗體有較高的抗性。不過,在

產生變異的部分,研發下一代疫苗

下生存,適應免疫系統的攻擊,將

抗體親和力成熟(antibody affinity

和療法。

該名個案身上分離出的突變病毒株

maturation)的實驗中,研究人員

與抗體做反應,並探討病毒蛋白和

結合痊癒者隨著時間推進產生的

宿主免疫系統的交互作用。

多種抗體蛋白質,組成超級抗體,

延伸閱讀

目前COVID-19疫苗與抗病毒藥

對於辨識與結合效果更好更緊密。

物的研發設計標的,主要針對病毒

該免疫低下患者感染中晚期發生的

表面的棘蛋白(spike protein)。棘

一處突變,可抵抗這種超級抗體,

蛋白是病毒表面高度糖基化蛋白,

但超級抗體確實能中和(antibody

每個棘蛋白具有S1與S2兩個功能

neutralization)在其他於不同時間檢

1. Sarah A. Clark, et al., SARS-CoV-2 evolution in an immunocompromised host reveals shared neutralization escape mechanisms, Cell, 2021. 2. How a mutated coronavirus evades immune system defenses, The Harvard Gazette, 2021/3/16.


28 二○二一年五月十五日

科技報導

動態時報

幽靈漏洞陰魂不散, 駭客新招全球硬體皆無法倖免? 編譯|陳亭瑋

維吉尼亞大學(University of

維吉尼亞大學工程學院的電腦工

器,因此面對文卡特新發現的駭客

Virginia)工程學院的電腦工程團隊

程團隊由助理教授文卡特(Ashis

招數即毫無用處。團隊發現兩個變

發現了一個攻擊方法可以穿過所有

Venkat)率領,在此的新發現被稱為

體都可以由Intel與AMD的處理器中

針對幽靈漏洞(Spectre)的防禦手

「微操作快取」(micro-op cache)

竊取資料。

段,由於此一漏洞存在於多數的電

該團隊在今(2021)年4月向國際晶

為了避免漏洞而禁用微操作快

腦相關設備,也代表了全球都無法

片製造商通報此發現,而將於6月全

取與推測性執行顯然都不可行,因

免於相關風險。

球計算架構會上報告。微操作快取

為這都會讓現行處理器中的關鍵性

在計算時儲存簡單命令串以加塊運

能創新失效,讓電腦效能退化。對

在2018年,業界與學術研究人 員發現了潛在的「幽靈漏洞」,使 得全球電腦與其他設備容易受到攻 擊。現在多數的電腦處理器,皆有 個被稱為推測性執行(Speculative

算速度,使得處理器可以快速早期 存取推測執行。微操作快取自2011 年就被內置在英特爾(Intel)的電 腦上。

於此漏洞,英特爾在5月3日發表聲 明,建議軟體開發人員使用常數時 間(constant-time programming)的 方式進行編碼,則不需要擔心此類

Execution)的技術,主要用以提

團隊發現,當處理器從微操作快

攻擊。但具體來說應該如何作出更

高速度。該漏洞就是利用推測性執

取取得命令時,駭客就可以藉此竊

完整的解決方案,尚待電腦科學家

行的特性,進行攻擊。處理器在推

取資訊。

進一步通力合作。

測性執行的情況下,會推測指令最

「想像一個機場安全的場景,

終的執行路徑,並藉此推測將指令

大門警衛沒有檢查你的登機證就讓

由記憶體中取出,以加快運作與讀

你入內,因為這樣比較快而有效率

取速度。利用幽靈漏洞進行的攻擊

,而且登機證會在後面的關卡被檢

會將處理器引到錯誤的路徑執行指

查。」文卡特在新聞稿中作出說明

令。而即使後來處理器恢復正常並

「電腦處理器也做了類似的事情,

正確完成任務,駭客仍有機會在這

它會先將指令排入,最終如果推測

段過程中讀取到機密數據。

性執行的預測並不正確,所有指令

自從幽靈漏洞發現以來,業界與

會從排程中移除。但駭客就有機會

學術界最有才華的科學家致力於軟

趁著指令還在排程裡的時候獲取機

體與硬體的防禦,認為可以補強推

密訊息,如密碼之類的。」

測性執行漏洞,而不至於減慢計算 速度太多,但他們恐怕要失望了。

而由於目前所有的幽靈漏動防禦 措施都在執行階段的後期保護處理

新聞來源

1. Their Work Will be Presented at Prestigious International Computing Conference in June, University of Virginia, 2021/5/5. 2. Computer scientists discover new vulnerability affecting computers globally, Science Daily, 2021/4/30.


SciTech Reports

二○二一 年五月十五日

動態時報

29

3D生物列印技術,客製化鼻軟骨組織 編譯|陳亭瑋

加拿大亞伯達大學(University of

skin cancer),其中約有百分之四十

Alberta)研究團隊研發新技術,以

會在鼻部出現病變,需要以手術移

「這對病患有利,他們上手術台

3D生物列印製造鼻軟骨組織,供手

除,導致臉部有所缺損。傳統上,

大約三十分鐘就可以取得鼻子上的

術使用。未來因皮膚癌造成鼻軟骨

會使用病患其他部位的軟骨取代鼻

樣本,由此就可以為他們專門建造

缺損,將可藉此技術更安全地復原

軟骨。

不同形狀的軟骨。」阿德西達說,

術後外觀。

常見的做法會由肋骨取得軟骨,

疤痕。

「我們甚至可以存下這些細胞,以 供未來的手術使用。」

研究團隊在此使用「FRESH」

再調整為整形手術所需的形狀與大

(Freeform Reversible Embedding of

小,但此一步驟十分複雜。而經過

團隊後續的研究將在模式動物身

Suspended Hydrogels)生物列印技

一段時間適應新環境,來自肋骨的

上測試,以了解實驗室培養的軟骨

術,以產生客製化、均勻的鼻部軟

軟骨有可能會逐漸彎曲,這對於臉

是否在移植後仍維持其特性,並希

骨組織。特別設計的水凝膠──一

部來說會是個問題。另一個問題

望能在兩三年內,將相關研究擴及

種接近果凍的材料──與採自患者

是,取得軟骨的手術可能會破壞到

到臨床試驗。

身上的細胞混合,再列印為需要的

肋骨,肋骨做為保護肺的結構,在

立體形狀,此材料在實驗室中經過

解剖學上非常重要。而萬一手術出

幾週的培養,即可長成真正具有功

狀況會導致病患肺部塌縮,有很高

能的軟骨組織。

的死亡風險。

「在個體身上,長出軟骨需要

由自己的軟骨組織製造的取代材

一輩子的時間,而這個方法只需要

料可以解決這個問題,但是是市售

幾週。所以你會預期還有一些問題

材料通常有固定的形狀與大小,而

需要克服,尤其是在植入身體之

且許多材料最後長出的軟骨組織分

後。但功能上它已經足以完成軟骨

布並不均勻。阿德西達團隊以3D生

的工作。」本文的通訊作者,亞伯

物列印技術FRESH解決這個問題,

達大學醫學與牙醫學院(Faculty of

除了可以需求自行設計大小與形

Medicine & Dentistry)教授阿德西

狀,也可以使軟骨基質均勻分布,

達(Adetola Adesida)在新聞稿中

經過生物工程處理的鼻軟骨組織也

表示。

展現了天然人鼻的屬性。

此計畫完成的3D生物列印軟骨組

此研究同時具備精準醫療與再生

織,希望未來能協助臨床皮膚癌患

醫學的特性,在實驗室中特別為患

者。每年北美大約有300萬人確診

者培養的列印軟骨可以避免肺部塌

非黑色素瘤皮膚癌(non-melanoma

縮、感染以及患者肋骨部位嚴重的

新聞來源

1. 3D 'bioprinting' used to create nose cartilage, Science News, 2021/5/4. 2. Xiaoyi Lan et al., Bioprinting of human nasoseptal chondrocytes ‐ laden collagen hydrogel for cartilage tissue engineering, The FASEB Journal, 2021.


30 二○二一年五月十五日

科學月刊

科技報導


SciTech Reports

二○二一 年五月十五日

編輯室報告

你,應該有更好的曝光! 《科技報導》徵求報導題材 從追根究底的基礎科學研究,再

工作中抽出時間,或是沒有適合的

將研究中的精華,跨領域結合不同

人選可以把團隊的故事寫得能夠吸

知識,成為新的科技產品。這一路

引人閱讀,又或是沒有好的發表空

每個環節所要投入的心血,常常只

間?

有身在其中的人才能明瞭。即便登

《科技報導》自1982年創刊以

上了知名期刊,或有機會透過新聞

來,以「全方位視野 科技人關懷」

稿、記者會來發表,最終卻不一定

為目標,經營超過38年。我們不

能達到預期的效果。

間斷地報導著科學、科技產官學研

想要好好把你們團隊的研究記錄

領域的重要事件,希望能為關注科

下來,但苦於沒有辦法在研究、研

學研究、科技發展的讀者,整理出

發、教學、行政、撰寫論文等日常

近期可留意、追蹤的研究、政策與

國立臺灣大學植物病理與微生物學系誠徵教師 一、國立臺灣大學植物病理與微生物學系誠徵助理教授

授級以博士論文為代表作時,須檢附大學及研究

級以上專任教師乙名:

所成績單)。代表作需符合申請專長領域。若代

(1)起聘日期:2022年2月1日。

表作係與其他人共同發表,需檢附「國立臺灣大

(2)教學研究領域:植物病原細菌學或植物病毒學。

學教師資格審查代表作合著人證明」(http://ww-

二、申請者必須具備博士學位,具博士後相關教學及研 究經驗者優先考慮。

w.personnel.ntu.edu.tw/table1/12071.doc)。 (7)2015年2月1日以後發表之參考著作至多10篇。

三、應徵時,請提供求職信(cover letter),註明申請職

四、推薦函二封須於2021年6月18日前,由推薦人直接

級、送審代表作及推薦人(二名)之姓名、所屬單

以紙本或電子郵件寄達;申請助理教授者應包含博

位 及電 郵網址, 並檢 附下列 申請 資料 紙本, 各5

士論文指導教授推薦函一封。

份,並附電子檔: (1)履歷表。 (2)博士學位證書之影本或博士學位證明文件之影本。 (3)歷年著作目錄。 (4)擬開授課程名稱及授課內容綱要。

五、申請資料須於2021年6月18日前寄達下列地址, 並以電子郵件(thhung@ntu.edu.tw)確認: 臺灣臺北市(10617)羅斯福路四段1號 國立臺灣大學植物病理與微生物學系 洪挺軒系主任收

(5)未來研究計畫書。 (6)送審代表作(應為2017年2月1日以後發表於SCI期 刊之刊印論文,且為第一作者或通訊作者;助理教

其他詳見本系網址:http://www.ppm.ntu.edu.tw/。

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32 二○二一年五月十五日

科技報導

編輯室報告

時事議題。我們也致力於成為一個

繫,進行第一次的電話訪談藉此更

開放讓讀者投書,以科學觀點評析

了解你的團隊與相關成果,並且邀

科技政策、公眾議題的理性討論平

約後續的採訪時間。每一期我們會

台,讓讀者能夠從不同面向、觀

在時間和人力許可範圍內,安排報

點,以更綜觀、更深入了解一個議

名的團隊受訪,由我們撰稿、編輯

題。

並刊登。

廣告索引 錫昌.......................... 3 雙鷹.......................... 5 矽新.......................... 8 日龍.......................... 9

我們期許《科技報導》能夠為科

我們相信,臺灣還有許多研究、

學研究者、科技產業人員發聲,透

研發成果還沒有被看見,而你或你

過我們的報導讓重要的臺灣研究多

的團隊也可能是其中之一。如果願

一個被大眾看見的機會。如果你的

意接受採訪,請花一點時間填寫表

團隊、公司的成果有意願被採訪,

單,若有疑問或需要進一步討論請

歡迎掃描以下QR code填寫表單,

來信或來電詢問。

將團隊的研究特色、重要成果告訴

也歡迎正在閱讀《科技報導》的

我們,並留下聯絡方式供《科技報

你,透過付費訂閱或捐款贊助的方

導》團隊後續聯繫。若你的團隊有

式支持這份刊物的營運,需要相關

非常豐富的成果,請優先填寫較近

資訊請來信 scimonth@gmail.com,

期的成果為主,並附上重要的研究

或來電 02-23634910。

尚偉......................... 13 牟博科技..................... 18 益弘......................... 21 人事廣告..................... 31

論文、網站或相關參考資料,讓我 們可以迅速了解你。 在收到你的資料後,《科技報

歡迎掃描QR code 填寫表單!

導》團隊會與你所填寫的聯絡人聯

《科技報導》稿約 本刊為科技新聞刊物,除了提供當月重要的學界、政策、產業訊息外,並有學者專家針對科技(含醫療) 政策、教育、產業相關的時事發表評論或提供專業意見。竭誠歡迎關心臺灣科技發展的您,就上述方向踴 躍投稿。寫作時請依照稿約: 一、避免學術專業論文寫作格式。 二、字數盡量在2000至3500字內,可附相

關圖或表至多5張。

三、請遵守著作權法,如有著作權爭議(包括圖片),由作者自行負責。一經投稿, 即視同授權刊載。 四、稿件刊出後將致贈當期刊物一本及薄酬(稿酬將於刊出當月月底寄發,由第一作者代表簽收)。 稿件請寄至scimonth@gmail.com,註明真實姓名、聯絡方式、服務機關或就讀學校,並請於信件主旨中

標示「科技報導投稿」。

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科技報導5月號 473期  

想進一步了解科技報導嗎? 出發前往官網www.scimonth.com.tw!

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