2013-3-28：超越老師的學問（清華大學材料科學工程學系陳柏宇教授）

在過去的活動公告中，我們剛好每隔兩年會提到「仿生學」的相關議題，但每次的討論主題都截然不同：2007年討論的是膠體粒子的自我組裝，2009年的是足式機器人，2011年的則是生態系統模型。這些主題之所以截然不同，涉及從數理、生物到工程等等領域，正好反映了「仿生學」的多元與跨領域特性。

另一方面，「仿生學」這幾年來也越來越受到重視。從官方的國科會為生物科學次領域新增了「仿生學」的分類，就可以看出來這個趨勢。國科會在所提出來的增設理由中說：

自然界的生物體在長久演化過程中，發展出各式適合的材料、生理結構、能量代謝或行為模式等，藉以適應生存環境，而人類為了解各種生物體如何適應自然環境，並進一步從中學習生物的特殊技能，也因此開啟了仿生學之研究…（中略）…生物在大自然中生存需要適應各種環境。在適者生存的壓力下，各展所長，經百萬年的演化淬煉至今，發展具獨特構造的器官及各種特殊之功能。現今在醫學、農學和工程的應用上有許多需求，但仍缺乏有效的解決方法。向大自然學習，一方面可以瞭解自然的奧秘，另一方面可以啟發靈感，激發出不限於窠臼的嶄新策略。

用通俗的說法來說，就是「以自然為師」、「天然的最好」啦！

可是，等一下，為什麼「天然的最好」？有哪一條定理證明了「長久演化過程」、「百萬年的演化淬煉」保證可以得到最佳或最適解？

著名的演化生物學家Jerry Coyne（1949-）在他的科普著作Why evolution is true中說

Perfect design would truly be the sign of a skilled and intelligent designer. Imperfect design is the mark of evolution; in fact it's precisely what we expect from evolution.

他接著列舉了許多歷經「演化淬煉」之後，生物所發展出來的糟糕構造，像是生理學裡面著名的返喉神經（recurrent laryngeal nerve）；不但不是最佳的構造，還可能是個容易受傷、適應不良（maladaptive）的範例。

也就是說，仿生學的「以自然為師」可不能止於「天然的最好」，而是要能看出老師的優點與侷限，從老師所犯的錯誤中汲取教訓，並且更進一步地超越老師。只是，對學生來說，這不是件容易的事情，更不要說面對的是具備多元與跨領域特性的學問了。

如此艱難的挑戰，能有先行的典範當參考是最好的。明天，三月二十八日（週四）中午十二點十分，在理學大樓一樓A101教室，仿生學先行典範之一的清華大學材料科學工程學系陳柏宇教授將要從仿生材料切入，和大家談跨領域學習、研究與合作。