NCHU-BJC

2011-12-1：敵人是最好的朋友（台北教育大學地球環境暨生物資源學系吳書平教授）

2011-11-30T06:00:00.006+08:00

電影《賽德克‧巴萊》是取材自震驚世界的霧社事件，而鋪陳歷史背景，貫穿整個事件，並且主導事件後期發展的則是日本人在1920年的「薩拉矛事件」中嫻熟運用的「以蕃制蕃」策略。原本是傳統文化頭號殺手的外來殖民政權，碰上原住族群間的宿怨，反而成了廝殺時的重要助力。

像這種頭號敵人搖身一變，成為生存競爭時最好的朋友，乍看之下，似乎是只有人類這種長了顆大腦袋的「高等生物」才有本事發展出來的巧妙策略。其實不然，因為在強大的生存競爭壓力下，自然界中也不乏發展出類似策略的生物。

和這些生物相較之下，長了顆大腦袋的人類當然還是略勝一籌。因為人類可以用高度發展的語言進行細膩的溝通與規畫，把這種「聯合次要敵人，打擊主要敵人」的策略玩到出神入化，讓不明就裡的人完全察覺不出來，傻傻地被當成棋子在玩。這一點，只要看看國內外政治圈就不難明白。

然而，這麼一來，反而會讓我們十分佩服那些發展出類似策略的其他生物。它們沒有像人類那麼高度發展的腦袋來進行細膩的運籌帷幄，卻居然能夠發展出類似的策略，仔細想想，還真的是讓人匪夷所思。

明天，十二月一日（週四）中午十二點十分，在理學大樓一樓1A01教室，台北教育大學地球環境暨生物資源學系的吳書平教授將要為大家解開謎團。他將以蝸牛為例，告訴我們這些連骨頭都沒有的小動物，如何將頭號天敵轉變成生存競爭時的最大幫手。

BJC 過去活動

2011-11-30T05:59:00.000+08:00

03/04/2004
微米大霹靂－microbigbang？
廖思善（中興大學物理學系）

03/11/2004
合為一體的普羅米修士與阿特拉斯－生物分子馬達
施明智（中興大學物理學系）

03/16/2004
親炙大師風采：DNA A to Z
王惠鈞（中研院生化所）

03/18/2004
2004勁爆姊弟配－李奧納多與莎朗史東
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04/01/2004
上窮碧落下黃泉
馮豐隆（中興大學森林學系）

04/29/2004
DNA中的廣袤世界
王聖成（中興大學物理學系）

05/06/2004
陳氏密技
陳汕塘（中興大學物理學系）

05/20/2004
人不為己，天誅地滅？
廖思善（中興大學物理學系）

05/27/2004
追根究底
施明智（中興大學物理學系）

06/03/2004
物理學家比水母遜
黃國豪（中興大學物理學系）

07/01/2004
人體能行光合作用嗎？
簡麗鳳（中興大學生科系）

07/08/2004
蟲蟲微機
鄭軒（中興大學昆蟲學系）

07/15/2004
生物時光機器
阮俊人（中興大學物理學系）

07/22/2004
人不為己，天誅地滅
劉靖（中興大學物理學系）

07/29/2004
Darwin, Maxwell與補習班名師
陳汕塘（中興大學物理學系）

08/12/2004
當費爾茲獎得主槓上諾貝爾獎得主
吳明煌（中興大學物理學系）

08/19/2004
嘗鮮未必得去上闔屋
劉育君（中興大學物理學系）

09/02/2004
洩露天機的魚尾紋
買明偉（中興大學物理學系）

09/09/2004
上半身思考的視覺動物
楊恩誠（中興大學昆蟲學系）

09/16/2004
捲入漩渦的凌波仙子
阮俊人（中興大學物理學系）

09/23/2004
方舟的秘密乘客
王孟亮（中興大學獸醫學系）

09/30/2004
名模與塞車
廖思善（中興大學物理學系）

10/07/2004
靈魂出竅的科學
劉育君（中興大學物理學系）

10/13/2004
生物資訊ABC
呂平江（清華大學生科系）

10/21/2004
會走迷宮的光子
簡麗鳳（中興大學生科系）

10/28/2004
醉細胞知多少？
王政嚴（中興大學物理學系）

11/11/2004
生物軟體工程學
鄭天佑（中研院物理所）

11/18/2004
統治地球的不死帝王
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12/02/2004
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12/09/2004
分子的鐵人三項比賽
陳佳慧（中興大學物理學系）

12/16/2004
蛋白質的東坡問題
洪慧芝（中興大學生科系）

12/23/2004
紅血球的腳後跟在哪裡？
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12/30/2004
最大的性器官面面觀
朱彩萍教授（台中教育大學）

01/06/2005
細菌會睡覺嗎？
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03/10/2005
古道照顏色
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03/17/2005
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03/24/2005
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03/31/2005
吃齋念佛的臭皮匠
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04/14/2005
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劉育君（中興大學物理學系）

04/21/2005
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05/05/2005
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05/12/2005
雙引擎F1跑車
邱鈺惠（中興大學生科所）

05/19/2005
生物量子微擾法
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05/26/2005
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06/02/2005
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王敏盈（中興大學生技所）

06/09/2005
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06/16/2005
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06/30/2005
寧拙毋巧

07/07/2005
火雞的愛恨情仇
劉育君（中興大學物理學系）

07/14/2005
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08/04/2005
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08/11/2005
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范梅櫻（中興大學物理學系）

08/18/2005
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09/15/2005
後藤新平的巨人生物學
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09/29/2005
細菌像鰻魚？
賴怡琪（中山醫學大學）

10/06/2005
視視而飛
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10/13/2005
菜市場裡的生物物理
曾宏焙（中興大學物理學系）

10/20/2005
生物學的定律
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10/27/2005
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11/03/2005
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11/10/2005
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11/17/2005
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12/01/2005
屋頂上的飛毛腿
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12/08/2005
世界記錄知多少？
施明智（中興大學物理學系）

12/15/2005
物理學家算老幾？
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12/22/2005
躡手躡腳的生物力學
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12/29/2005
爸爸不給媽媽給
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01/05/2006
天生我毛必有用
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03/02/2006
消失的輪子
許育紘（中興大學物理學系）

03/09/2006
消失的輪子2
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03/16/2006
讓孔子氣得死去活來的科學研究
莊惠琪（中興大學物理學系）

03/30/2006
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03/30/2006
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04/27/2006
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05/04/2006
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05/18/2006
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05/25/2006
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陳彥龍（中研院物理所）

06/01/2006
花粉、孢子和パチンコ
曾飛煥（中興大學物理學系）

07/27/2006
台灣獼猴知多少？
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09/28/2006
共生海洋
黃興倬（中研院生物多樣性研究中心）

10/05/2006
早稻田的耕耘筆記
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10/12/2006
魚類的多媒體世界
嚴宏洋（中研院細胞與個體生物所）

10/19/2006
變天的生物物理
謝正義（台大生物環境系統工程學系）

11/02/2006
厭水思源
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11/09/2006
雲豹再現？
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11/16/2006
不解而解謂之解
曾宏焙（中興大學物理學系）

11/30/2006
橫行有阻
施習德（中興大學生命科學系）

12/07/2006
一「球」乳牛？
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12/14/2006
合成軟體學
李佩力（美國Accelrys公司）

12/28/2006
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01/04/2007
蟲之初，性本散？
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01/12/2007
蜘蛛絲珠璣知多少
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03/15/2007
細胞船舶工程學
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03/22/2007
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04/12/2007
化學導彈
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04/19/2007
誰懂生物學的心
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04/26/2007
追隨林奈的足跡
劉藍玉（中興大學昆蟲學系）

05/03/2007
海洋魔術師
鍾文松（中研院細胞與個體生物所）

05/10/2007
舊酒新瓶展新頁
阮雪芬（台灣大學生科系）

05/17/2007
年年歲歲花相似
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05/24/2007
萬神殿的生物物理
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06/07/2007
雜物拼裝場
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06/14/2007
誰怕Perutz？
江仁台（佛羅里達大學核子與放射工程學系）

06/21/2007
暑期Ａ片俱樂部

07/03/2007
Ａ片俱樂部－初體驗

10/11/2007
比Wii更炫更真實的Dii
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10/18/2007
耶穌的真面目
宋克義（中山大學海洋生物研究所）

10/25/2007
耶穌能洞燭機嗎？
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11/01/2007
Purcell的水世界
鄭天佑（中研院物理所）

11/08/2007
演化緊箍咒
王弘毅（台大臨床醫學研究所）

11/15/2007
演化裁縫師的垃圾桶
莊樹諄（中研院基因體中心生物資訊組）

11/22/2007
最鄰近的距離
陳豐奇（國衛院生物統計與生物資訊組）

11/29/2007
細胞膜上的蝴蝶
鄭郁琦（中興大學物理學系）

12/13/2007
物理大師的生物試金石
陳志強（中研院物理所）

12/20/2007
花花世界的機密技術
陳毓昀（國家理論科學中心數學組）

12/27/2007
燭光晚餐的秘密
林以文（中研院生醫所）

01/03/2008
最動人的距離
周蓮香（台大生態學與演化生物學研究所）

01/10/2008
白吃午餐的秘密
生物物理期刊俱樂部（中興大學物理學系）

02/21/2008
風之谷裏的生物物理
廖鎮磐（東海大學生命科學系）

03/06/2008
頭角崢嶸所為何來？
裴家騏（屏東科技大學野生動物保育研究所）

03/13/2008
華麗歌舞團
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03/20/2008
披著狼皮的羊
顏聖紘（中山大學生命科學系）

04/10/2008
何似在豚間
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04/24/2008
假如教室像電影院
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04/26/2008
2008惠蓀賞螢之旅

05/01/2008
跨越爭論的橋樑
林青森（中央大學光電科學研究所）

05/08/2008
奈米野戰部隊
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05/15/2008
心事誰人知？
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05/22/2008
細胞內的理髮師
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05/29/2008
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06/05/2008
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曾宏焙（中興大學物理學系）

07/01/2008
08年Ａ片俱樂部

07/03/2008
角蟬與螞蟻的交纏
林仲平（東海大學生命科學系）

09/25/2008
複雜難解的天針
鄧文玲（中興大學植物病理學系）

10/02/2008
阿宅漂泊為哪樁？
林雨德（台灣大學生命科學系）

10/16/2008
引人上鉤的魚耳
蕭仁傑（台灣大學海洋研究所）

10/30/2008
東海岸的北歐情緣
林思民（台灣師範大學生命科學系）

11/13/2008
窮人的觀腦術
曾加蕙（台灣大學心理學系）

11/20/2008
水下三國演義
林幸助（中興大學生命科學系）

11/27/2008
費曼的南柯夢魘
林宗岐（彰化師範大學生物學系）

12/04/2008
春江水暖誰先知？
廖秀娟（台灣大學生物環境系統工程學系）

12/11/2008
哈姆雷特的決定
羅中泉（清華大學生物資訊與結構生物研究所）

12/18/2008
窺視法王未竟處
簡惠玲（中國醫藥大學神經與認知科學研究所）

12/25/2008
窺視大師未竟處
阮聖彰（台灣科技大學電子工程學系）

01/08/2009
生物物理宴饗

02/26/2009
海底總動原
三木健（台灣大學海洋研究所）

03/05/2009
電動門神
梁育民（中國醫藥大學神經與認知科學研究所）

03/19/2009
樹數術
馮豐隆（中興大學森林學系）

03/26/2009
達爾文生筋快樂！
林哲信（中山大學機械與機電工程學系）

04/09/2009
微生物數學家
黃姿碧（中興大學植物病理學系）

04/16/2009
色彩斑斕的豆娘語
林仲平（東海大學生命科學系）

04/23/2009
聲聲不息
謝寶森（高雄醫學大學生物醫學暨環境生物學系）

04/30/2009
山寨版動物
林沛群（台灣大學機械工程學系）

達爾文，加拉巴哥與演化理論
Prof. Dr. Klaus Schönitzer（德國慕尼黑動物學博物館）

05/07/2009
歡喜做嚙
詹美鈴（國立自然科學博物館）

05/12/2009
萬神殿的生物物理2
胡立德（美國Georgia Institute of Technology機械工程學系）

05/21/2009
謎樣的魔鏡主人
莫顯蕎（中山大學海洋生物研究所）

06/04/2009
巧克力裡的爭議
楊培侃（逢甲大學財經法律研究所）

06/11/2009
最古老的尖端療法
賴秉杉（中興大學化學系）

06/18/2009
生物物理宴饗

07/29/2009
夏娃創造術初探
Kenneth Wong（Western Ontario大學醫學生物物理系）

08/06/2009
心電圖的雷涅克障礙
Yoram Rudy（美國聖路易市華盛頓大學）

08/21/2009
軍備競賽的代價
Erin McCullough（美國蒙大拿大學）

09/24/2009
笛卡兒的漩渦宇宙
丁上杰（台灣大學機械工程學系）

10/01/2009
生物逆向工程學
林怡棻（台灣大學生態學與演化生物學研究所）

10/08/2009
克里克的微笑
陳新（清華大學電機工程學系暨電子工程研究所）

10/15/2009
變男變女犯著誰？
姜學豪（普林斯頓大學科學史學程）

10/22/2009
伴菌如伴虎
徐媛曼（中國醫藥大學生物科技學系）

11/12/2009
虛擬運動員
鄭匡佑（成功大學體育健康與休閒研究所）

11/19/2009
泡泡分類學
石憲宗（農業試驗所應用動物組昆蟲分類研究室）

11/26/2009
建造智慧機器
胡中興（美和技術學院資訊科技系）

12/03/2009
異類的壯闊天空
奧山利規（台灣大學昆蟲學系）

12/10/2009
螳螂悲歌？
仲澤剛史（台灣大學海洋研究所）

12/24/2009
細菌裡的正義女神
史有伶（中央研究院生物化學研究所）

01/07/2010
生物物理宴饗

03/18/2010
生物微中子探測器
王少君（中正大學化學暨生物化學系）

04/01/2010
低頭的稻穗
卜修稼（Yuren University, UAS）

04/08/2010
滑溜的海中哲學家
焦傳金（清華大學生命科學系）

04/15/2010
細胞按摩術
郭柏齡（台灣大學電機工程學系）

04/22/2010
蛇杖的秘密
Stanislav Gorb（德國Christian-Albrechts-University of Kiel動物學系功能型態與生物力學主任）

04/29/2010
母愛背後的精算
關永才（東海大學生命科學系）

05/06/2010
嗅覺裡的物理
曾宏焙（中興大學物理學系）

05/13/2010
細說豚口普查
姚秋如（自然科學博物館）

05/20/2010
寸土必爭
曾億萍（中興大學生物物理學研究所）

05/27/2010
安全的恐慌
林怡君（中興大學物理學系）

06/03/2010
細菌城市
廖志堂（中興大學物理學研究所）

06/10/2010
蜻蜓101
張家慈（中興大學生物物理學研究所）

07/08/2010
多采多姿的咫尺天地
彭筱明（香港科技大學生物科學部）

07/15/2010
科學油俠
謝淳仁（中興大學生物科技發展中心）

07/22/2010
絲絲入扣的平衡
陳永康（台中第一高級中學）

09/16/2010
搶救人魚公主
陳政宏（成功大學系統及船舶機電工程學系）

09/23/2010
方興未艾的復古潮流
許世壁（清華大學數學系）

09/30/2010
願哥德爾一路好走
陳俊仲（國家理論科學研究中心）

10/14/2010
展讀摺疊的歷史
張家靖（交通大學生物科技系）

10/21/2010
踵繼大師、努力折磨
湯銘哲（成功大學生理學研究所）

11/11/2010
不踰矩的科學
蔡孟利（宜蘭大學生物機電工程學系）

11/18/2010
暗夜裡的新鮮事
鄭明倫（國立自然科學博物館）

11/25/2010
讓費曼眼睛發亮
林士勛（美國EmergentViews公司）

12/2/2010
方寸中的規矩
Rigoberto Advincula（美國休士頓大學化學系與化學工程學系）

12/16/2010
Herbationes Formosan
江昭皚（台灣大學生物產業機電工程學系）

12/23/2010
誰的革命？革誰的命？
許宏彬（中興大學歷史學系）

12/30/2010
革命殺手面面觀
鄧資新（中興大學農藝學系）

3/3/2011
力爭上游的烏魚（子）
高孝偉（中興大學生命科學系）

3/10/2011
網路裡的生機
陳宣汶（中央研究院生物多樣性研究中心）

3/17/2011
高科技灌溉工程
游佳欣（台灣大學化學工程學系）

3/24/2011
數樹兒
林宜靜（東海大學生命科學系）

3/31/2011
如何避免等待復活
楊德新（中興大學森林學系）

4/21/2011
海中歌王
魏瑞昌（中山大學海下技術暨應用海洋物理研究所）

4/28/2011
沙灘上的物理高手
林惠真（東海大學生命科學系）

5/12/2011
海洋中的導彈
鍾文松（澳洲Queensland大學生物醫學學院）

5/26/2011
演化的精密算計
沈聖峰（中央研究院生物多樣性研究中心）

6/2/2011
兒童眼中的生物迴路
李柏翰（台灣師範大學附屬中學）

8/4/2011
被詛咒的科學
丁宗蘇（台灣大學森林環境暨資源學系）

9/29/2011
蛙腿一踢數百年
王翔郁（成功大學化學工程學系）

10/6/2011
此曲只應天上有
蔡振家（台灣大學音樂學研究所）

10/13/2011
當樹蛇遇上重力
杜銘章（台灣師範大學生命科學系）

10/20/2011
癌症的數位療法
魏秀娟（逢甲大學應用數學系）

10/27/2011
暗夜中飛行的小精靈
陳湘繁（靜宜大學生態學系）

11/3/2011
何處惹塵埃的大水球
周佩欣（成功大學環境工程學系）

11/17/2011
走出象牙塔
黃鈺婷（新台灣研究文教基金會）

11/24/2011
生物分子的駭客任務
劉俊宏（中興大學基因體暨生物資訊學研究所）

2011-11-24：生物分子的駭客任務（中興大學基因體暨生物資訊學研究所劉俊宏教授）

2011-11-23T06:00:00.010+08:00

在電影「駭客任務」（The Matrix）裡，人類所認識的世界其實是電腦所創造出來的模擬現實（simulated reality）。要能夠模擬出人類感官所感知到的世界，這部電腦想必十分強大，運算能力遠超過今天最先進的電腦。因此故事發生的時間是設定在遙遠的2199年，而所模擬的現實則是1999年的世界。

這想法聽起來雖然有點玄，但似乎也蠻合理的，畢竟電腦製作的電影特效早就可以在二度空間裡做到真假莫辨的地步了，假以時日，想必連三度空間的事物都能夠以假亂真。於是最近一群頂尖的理論物理學家湊在一起閒磕牙時，拾人牙慧地也聊起了這樣的想法。不過，既然號稱頂尖，總不好在婦孺皆解的通俗娛樂後面當跟屁蟲，於是這群跟屁蟲就問，會不會整個宇宙（嘿嘿，這比只能模擬人類所感知的世界強太多了吧！）根本就是部電腦？

聽起來還不壞？錯了，就算野心大到把整個宇宙都吞下去，根據哲學家的推演，這群蛋頭的想法會碰到的問題和駭客任務裡的模擬現實會碰到的問題是一樣的。哲學家說，不論模擬的現實只涵蓋人類的認知或是整個宇宙，底下三個命題中，至少有一個是對的：

人類非常可能在達到「後人類」（posthuman）階段前就滅絕；
對任何後人類文明來說，要模擬自己這個物種的演化過程的各種可能版本，也就是駭客任務和頂尖跟屁蛋頭的想法，是極端不可能的事情；
幾乎可以肯定我們是活在電腦模擬中。

如果第二個命題是對的，駭客任務和頂尖跟屁蛋頭都沒戲唱。而如果它是錯的，那麼不是第一個命題就是第三個命題是對的。

如果第一個命題是對的，那麼人類這個物種就很難撐那麼久，所以駭客任務和頂尖跟屁蛋頭還是都沒戲可唱。

如果第三個命題是對的，那麼人類現在很可能根本就已經是被模擬出來的，都已經是現實了，哪還有駭客任務和頂尖跟屁蛋頭發夢的空間？

所以無論哪個命題是對的，都沒戲可唱！當然，頂尖蛋頭既然頂尖，硬凹的功力也應該是頂尖的。所以他們大可以說，難道不能在既成的現實裡夢想現實嗎？也是可以啦，又沒人說已經有部賓士的人不能夢想擁有一部賓士？

那麼，要有多強大的運算能力才能模擬我們現在的這個現實世界呢？答案是，就算把全世界的電腦的運算能力加總起來還是無能為力，因為人類才剛剛學會用一個叫做分子動力學（molecular dynamics）的技術來模擬很小很小尺度裡的生物世界，而且即使用目前最強大的電腦也沒辦法如實地模擬整個細胞，更不要談整個我們所感知的世界了。

如此看來，光是生物分子世界裡的駭客任務就足夠讓科學家們有得忙的。明天，十一月二十四日（週四）中午十二點十分，在理學大樓一樓1A01會議室，中興大學基因體暨生物資訊學研究所的劉俊宏教授將要更詳細地告訴我們，這些分子動力學家們到底在忙些什麼。

2011-11-17：走出象牙塔（新台灣研究文教基金會黃鈺婷小姐）

2011-11-16T06:00:00.006+08:00

俗話說：「拿人手短，吃人嘴軟」，大致上是所有人類社會中都會發展出來的運作默契。從別人那邊得到好處的，或是靠別人混飯吃的，多半都會下意識地腰桿柔軟，擺出謙卑的姿態。

不過，現代社會裡很多東西都玩得很大，要拿要吃的，完全不是那句俗話誕生時的人們所能想像的。只是這麼一來，就要花很多時間在張羅這些拿的吃的上面了。

還好，玩很大多半需要很多人才能成事，於是就發展出由專人負責張羅的分工型態。這一點在競爭激烈，效率可以決定生死存亡的工商業界裡頭最明顯。只要玩得夠大，就會有部門專門負責張羅些拿的吃的，也會有部門專門哈腰鞠躬的。

有趣的是，科學家們也是又拿又吃，但好像不怎麼覺得要有人專門做些手短嘴軟、哈腰鞠躬的事。甚至還有些人覺得理所當然，遇到他們的衣食父母－納稅人－有疑難雜症時，還會趾高氣昂地指著衣食父母罵「理盲」！

由國家提撥大量經費補助科學研究的做法大概是從二次世界大戰期間開始盛行，一直到冷戰結束為止的這段時間，科學家們不太需要為了求得一些補助而哈腰鞠躬。於是難免就會有些過慣這段好日子的科學家腦筋轉不過來，指著衣食父母的鼻子開罵。

當然也不是所有科學家都這麼傲慢，還是有些人會在又拿又吃（甚至沒吃沒拿）之餘，做點手短嘴軟的人該做的事：告訴衣食父母，到底受他們資助的科學家們在做些什麼。其實在國家大量補助科學研究的好日子降臨之前的一兩百年，就已經有科學家在做這類現在稱為「科普」的事情了。

當時的科學家似乎沒跟納稅人拿什麼錢，那他們為什麼要做這些事？而他們的努力有沒有什麼成果呢？這些問題的答案對於從事跨領域學習、研究的我們來說，有著鑑古知今的作用。身為同儕或學術圈中的少數份子，當時的科學家如何讓自己所學習、研究的題材得到更多人的理解與支持，很值得仍在踽踽獨行的我們參考。明天，十一月十七日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，新台灣研究文教基金會的黃鈺婷小姐將以美國科普雜誌Popular Science的百年風華為起點，分析美國的科學研究如何與科普共同成長茁壯。

2011-11-3：何處惹塵埃的大水球（成功大學環境工程學系周佩欣教授）

2011-11-02T06:00:00.005+08:00

據說禪宗六祖惠能以「菩提本無樹，明鏡亦非臺，本來無一物，何處惹塵埃」的偈文，境界勝過師兄神秀的「身是菩提樹，心如明鏡臺。時時勤佛拭，勿使惹塵埃」，因此得到五祖的賞識，欽定為傳人。禪宗追求的是看穿虛幻與妄念，直指事物最根本的本質。六祖把菩提樹和明鏡臺從根徹底鏟除，就沒有東西可以沾惹塵埃了，難怪在五祖眼中，這是比神秀還著眼於菩提樹和明鏡臺的執念，還高出許多的境界。

只是禪宗所追求的根本境界，往往不是凡夫俗子能夠或願意接受的。為了解決三不五時就得費力打掃家裡的煩惱，買些方便使用而且效果絕佳的打掃工具就好了，沒有人會把房子賣掉或請怪手來鏟掉。同樣地，水質不佳？大多數人會想辦法找出原因，對症下藥，而不會乾脆再也不喝、不用。

說到水質不佳，在六祖的時代，這不會是什麼大問題。這個地方的水質不佳，換個水質良好的地方打水就是了。所以六祖大概想都沒想過，「本來無一滴，何處惹汙染」的境界雖高，但可不是個能普渡眾生好辦法。一千三百年後的今天，面對到處都有的汙染問題，如果六祖還活著，恐怕就沒辦法氣定神閒地吟詠偈文，而必須實實在在地面對問題了。

地球上的水其實遠比望洋興嘆的人們想像的還要少。通通匯集起來，弄成一顆大水滴的話，也不過是個半徑七百公里左右的水球。由此可見，只要人夠多，不必花太多時間就可以把整個水球弄髒。而這已經是現在完成進行式了。

更麻煩的是，相較於六祖的時代，現在可以把水弄髒的東西更多更毒，而人們對水質的要求也更嚴苛。因此，科學家們想盡辦法，為的就是能夠再第一時間弄清楚，水裡面有哪些不該有的東西，而這些東西可能是從哪裡來的。明天，十一月三日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，成功大學環境工程學系的周佩欣教授將要告訴我們，她如何能迅速而準確地弄清楚這顆大水球在哪裡惹了什麼塵埃。

2011-10-27：暗夜中飛行的小精靈（靜宜大學生態學系陳湘繁教授）

2011-10-26T06:00:00.005+08:00

跨領域的學習與研究常常就像伊索寓言裡的蝙蝠一樣，在鳥類眼中是非我族類的野獸，而在野獸眼中則是其心必異的鳥類。雖然如同寓言裡所描述的，在兩邊短兵相接，比誰兵多將廣的少數時刻裡，蝙蝠可以左右逢源，但在互不侵犯，各管各的承平時刻，就會兩邊都不討好，必須在夾縫中辛苦地求生存。

至於哪段邊界正在短兵相接，而哪段邊界風平浪靜，潮流是個重要的決定因素。像是當紅的生物醫學，誰都想沾個邊，於是學醫的一定要玩點細胞或DNA，而學生物的也想盡辦法和醫生們搭上線。甚至連地域都會是關鍵因素，像生物物理就是在歐美地區遠比在台灣熱門，比較不會有兩邊不討好的問題。

跨「領域」的生物也有類似的處境。蝙蝠是哺乳動物中唯一具有拍翅飛行能力的成員，但相較於哺乳動物中唯一具有產卵能力的成員－鴨嘴獸－來說，簡直就是台灣的生物物理相較於生物醫學的翻版。自從1798年在西方科學界正式登場以來，鴨嘴獸就一直是科學界矚目的焦點。蝙蝠呢？雖然在科學界裡還沒像伊索寓言裡所描述的那麼悽慘，但確實也從來沒當過大明星。

其實，除了跨「領域」之外，蝙蝠和鴨嘴獸還有個共通的特點，那就是牠們感知獵物的方式都相當地與眾不同：蝙蝠會聽音辨位（echolocation），而鴨嘴獸則會感電辨位（electrolocation），都是為了在牠們所處的環境中生存適應所發展出來的獨特能力。雖然有其他生物（像海豚和鯊魚）也具備同樣的能力，但由於獵物的尺度大小不同，蝙蝠和鴨嘴獸在解析度與敏感度上，大概是生物圈中的佼佼者。

如此看來，真的沒有理由厚此薄彼，把蝙蝠冷落在一旁。明天，十月二十七日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，靜宜大學生態學系的陳湘繁教授將要告訴我們，她如何迷上這些在暗夜中飛行的小精靈，為什麼牠們令人著迷，為什麼牠們值得科學家的重視與研究。

2011-10-20：癌症的數位療法（逢甲大學應用數學系魏秀娟教授）

2011-10-19T06:00:00.004+08:00

凡是被稱為「藥」的東西，不論是口服的、塗抹的、注射的，都搭配了使用指南。這類用藥指南中，有些十分簡單，像是三餐後服用之類的，也有些非常複雜，像是每隔一週，如果某些指數沒有問題，就再注射一劑，而注射後幾天內要注意這個那個的。

有些藥，尤其是牽涉到民俗療法或另類醫療的藥，大概就不用對其用藥指南太認真。像An apple a day keeps the doctor away這種的，認真就輸了，不是嗎？

但對於許多經由冗長的研發與試驗過程所開發出來的藥物，不認真看待其用藥指南就毀了。輕一點的，也許只是應有的療效無法發揮，嚴重的則會一命嗚呼，很可怕的！

這些必須嚴肅以對的用藥指南是怎麼弄出來的？

一講到藥物的研發與試驗，許多人會想到白老鼠。不過，再多的白老鼠都不夠，最後還是得真的找人來做。這麼一來就麻煩了，除了費時費力也費錢，還有一堆倫理與法律規範要考慮。因此，在實驗室裡犧牲了許多白老鼠所弄出來的用藥指南初稿，到了拿人來做臨床試驗的階段，多半只能做些微調，沒有大刀闊斧、自由探索療效的空間。

目前最複雜的用藥指南，大概要算是治療癌症的化學療法所採用的療程了。在進行化學療法時，醫生都會遵循某個行之有年或廣泛使用的療程，沒有太多的調整空間。有沒有可能其實有更好的療程，只是當初因為醫學倫理或法律規範的緣故，而沒被提出來進一步探究呢？有沒有什麼方法可以在不違反這些規範的情況下，自由自在地探索可能的療程呢？

明天，十月二十日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，逢甲大學應用數學系的魏秀娟教授將要告訴我們，她如何利用數學建模與電腦模擬來探索癌症治療的最佳療程。

2011-10-13：當樹蛇遇上重力（台灣師範大學生命科學系杜銘章教授）

2011-10-12T06:00:00.004+08:00

人類和黑猩猩分家的時候，也從樹上爬了下來，變成大半時間都在地上跑來跑去的物種。時間一久，人類的身體結構早就適應了平坦的地面，再也沒辦法像黑猩猩一樣，可以在樹上來去自如，如履平地了。

身為人類的我們對於這一點，當然很清楚。只要試著爬到樹上，立刻就可以親身體會上百萬年的時光在人類與黑猩猩之間所鑿開的演化鴻溝。就算沒爬過樹，光是看黑猩猩和人類在外型上的差異，多少就可以猜出來哪一個物種可以在樹上稱霸。

然而，對於非靈長類的各種生物，我們多半就沒辦法用這種「設身處地」的方式來理解了。誰能光看貓和狗的外型，就猜出來何者爬樹的功夫比較好？

從物理的角度來看，要能夠在樹叢間來去自如，必須先解決許多力學上的問題。要在狹小圓滑的樹枝上保持平衡就是個大問題；而在通常不是水平生長的樹枝上運動，不是必須克服重力往上攀爬，就是得避免被重力一路往下拉；最後，還得解決如何跨越樹枝間的空隙與避開障礙物的問題。

不同的生物以不同的方式來解決這些物理問題，有些演化出特別適合用來抓住樹枝的尾巴，有些則長出吸附力特別強的腳掌。和不住在樹上的近親比較時，外觀上自然也就有明顯的差異。

然而，有一個顯著的例外：蛇。

蛇實在是太特別了。不論是水裡游的，或是陸上爬的，還是樹上攀的，外表看起來都是光光滑滑、沒手沒腳的長圓柱型，完全看不出來所棲息的環境對牠們造成什麼生存適應上的壓力，從而演化出特別的外型。難道牠們找到了一體適用的「萬能解」？

明天，十月十三日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，研究蛇類達三十年之久的台灣師範大學生命科學系杜銘章教授將要告訴我們，如何從樹蛇與重力的對抗之中，挖掘出演化潛藏在蛇類光滑外表下的多樣面貌。

2011-10-6：此曲只應天上有？（台灣大學音樂學研究所蔡振家教授）

2011-10-05T06:00:00.006+08:00

電影「賽德克‧巴萊」讓台灣原住民的歷史與文化在主流媒體中占據了前所未有的版面，也讓許多原先只有從事相關研究的文史學者才會熟悉的事物成了專題報導的對象。原住民部落廣泛使用的，也在電影中屢屢出現的傳統樂器口簧琴，就是其中之一。

對於研究樂器發聲原理的人來說，口簧琴是很特別的，因為它產生旋律的方式和一般的樂器不一樣。由於簧片振動的頻率是固定的，口簧琴的基音（fundamental frequency）也就是固定不變的。因此用牙齒咬住琴身演奏時，想要改變音高（pitch），就必須調整泛音（overtone）的比重，而這就得經由調整口腔（上下顎與舌頭等），改變共鳴腔的大小來達成。

和口簧琴異曲同工的是所謂的「泛音唱法」（overtone singing，或譯「喉音唱法」），也就是這段影片中的唱法。這種唱法所產生的聲音聽起來非常奇妙，除了持續不斷的低音之外，還有個連續的高音疊合在一起。這種源自於蒙古等地的歌唱方式，和西方聲樂傳統的歌唱方式截然不同，因此西方人在第一次接觸到這種超乎他們想像的唱法時都十分地驚訝。

然而，泛音唱法再怎麼匪夷所思，再怎麼令人驚訝，畢竟還是人類用天生的發聲器官來製造聲音的方式之一，因而也可以如同一般的聲音產生方式來分析。人類對於聲音的研究，從古希臘時期就開始了。最早純粹是從數學的角度來研究，後來到了伽利略的時代，開始和物理學結合。從物理與數學的角度來看，泛音唱法就不是那麼地神秘了。同樣地，其他諸如海豚音（whistle register）之類的聲樂技巧，也可以用物理與數學來揭開其神秘的面紗。

明天，十月六日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，台灣大學音樂學研究所的蔡振家教授將要以數學與物理（可能還有實際演唱的方式）來解析泛音唱法、海豚音等聲樂技巧。如果您曾一邊聽著Vitas的Opera No. 2或Adam Lopez的金氏紀錄高音，一邊讚嘆人類所能產生的極端嗓音，蔡教授也將為您解開背後的奧秘。

2011-9-29：蛙腿一踢數百年（成功大學化學工程學系王翔郁教授）

2011-09-28T06:00:00.004+08:00

對許多人來說，生物和物理沒什麼關連，當然更不用說能夠想像這兩個領域會融合成一個叫做生物物理的領域了。但其實生物物理並不是什麼新發展出來的領域，而是一個歷史悠久的古老學門。

和許多其他學門一樣，生物物理也可以追溯到古希臘時代以及文藝復興時期，是所謂的「自然哲學」（natural philosophy）的一部分。即使不把這個所有學問都混在一起統稱為自然哲學的時期算在內，生物物理至少也有兩百多年的歷史。

這兩百多年的歷史，是從十八世紀下半葉義大利的醫生兼物理學家伽伐尼（Luigi Galvani, 1737-1798）開始算起的。在他著名的蛙腿實驗裡，插了金屬線的蛙腿在帶電探針的碰觸下，產生了劇烈的收縮。

也就是說，生物物理是從生物體與電的交互作用中誕生的。從伽伐尼的時代起，電生理學向來都是生物物理中的要角，許多科學巨擘，像亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz, 1821-1894）與霍奇金（Alan Lloyd Hodgkin, 1914-1998）等人都投入許多精力在其間琢磨。

到了今天，即使有許多新興的熱門子領域，電生理學還是生物物理中的重要主題。隨著技術的進步，科學家們能夠探討的面向也越來越多元。而這些來自不同領域的技術同時也開啟了許多扇大門，讓來自不同領域的科學家也開始研究起相關的電生理學主題。生物物理不再是生物學家與物理學家的祕密花園，而是老少咸宜的主題樂園。

明天，九月二十九日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，成功大學化學工程學系的王翔郁教授將要告訴我們，她如何在這個歷久彌新的「蛙腿主題樂園」中，利用微流系統（microfluidic systems）的技術開創出自己的一片天地。

2011-8-4：被詛咒的科學（台大森林環境暨資源學系丁宗蘇教授）

2011-08-03T06:00:00.005+08:00

維基百科裡頭有個有趣的條目：physics envy。所謂的physics envy，一言以蔽之，就是物理學的成就讓其他學科太羨慕了，以至於想盡辦法地裝模作樣，希望能夠也像物理學一樣，有著望之儼然的模樣。就好像小孩子看到大人衣冠楚楚的樣子，有樣學樣地拿了大人的衣服套上去。

物理學有什麼樣的成就，讓其他學科如此欽羨呢？說穿了，不過就是強大的解釋與預測能力。

這種能力最顯著的特徵有兩個，一個是以簡馭繁的數學方程式，另一個是毫無例外的物理定律。因此，一點都不意外地，起而效尤的其他學科首先模仿的就是這兩個特徵。

要模仿第一個特徵，最大的困難在於很多人就是因為數學不好，才沒跑去玩數學或物理。還好有些數學家和物理學家閒閒沒事幹，想在別處試試身手，而有些則覺得自己在數學或物理裡頭闖出名堂的希望渺茫，想在別的領域碰碰運氣。於是乎，這些人所到之處就留下一堆數學符號和方程式，從化學到生物學，甚至連文學和音樂都有他們的足跡。

不過，數學就像大人的衣服，即使套上去了，沒有大人的骨架還是撐不起來的。而這就是第二個特徵－毫無例外的定律－所賦予物理學的：物理學有許多放諸四海皆準的定律，可以和斬釘截鐵的數學定理與方程式搭配得天衣無縫。

麻煩的是，沒有人知道為什麼數學和物理會這麼搭，於是就出現了著名的數理生物學家Joel E. Cohen（1944-）所描繪的光景：

Everybody likes to discover general and unifying principles in biology. Unfortunately, the grammatical form of principles that claim generality does not tell how useful those principles are in particular experiences...Because the elaboration of language is, for some people, much easier than the labor of establishing concordance or tension between general principles and experience, there is an enormous temptation to spin out language that has the sound and syntax of general principles and to declare it scientifically satisfying without scrupulous regard to its relations to reality. (引自Science 172, 674-5 (1971))

這篇文章的名言physics-envy is the curse of biology一針見血地點出這幅尷尬的景像，不但可以用來描繪生物學，也同樣地適用於任何努力地想穿上數學這件大人衣服的領域。

整整四十年後的今天，Cohen當初所描繪的景像有沒有變得讓人更自在些呢？明天，八月四日（週四）中午十二點十分，在理學大樓六樓601會議室，台大森林環境暨資源學系的丁宗蘇教授將要告訴我們，生態學中的物理學典範目前是什麼模樣？

2011-6-2：兒童眼中的生物迴路（臺灣師範大學附屬中學李柏翰博士）

2011-06-01T06:00:00.005+08:00

在《費曼手札－不休止的鼓聲》中，有一封加州大學爾灣分校的教授Frank Potter寫給費曼的信，裡頭提到費曼對他影響深遠的一段話。這段話是費曼在回答「科學生涯如果能重新來過的話，有哪些事情你會以不同的方式來處理？」的問題時說的：

我會設法忘掉我是怎麼解決問題的。然後，每當問題產生的時候，我可能會用不同的方法去處理它。我不願想到我以前是怎麼解決問題的。

視而不見、習而不察是科學家的頭號敵人。從費曼的回答中，我們可以窺見，連偉大的科學家也對這個敵人頭痛不已。這是因為這個敵人是經年累月的生物演化的產物，用來避免將精力與資源耗費在無謂的偵查與警戒上，所以一不小心就會被這個頭號敵人長驅直入。

兒童就沒有這樣的煩惱，因此透過兒童的眼睛觀看世界時，什麼都新鮮有趣，什麼都稀奇古怪，什麼都值得一試，難怪有些科學發現就是從兒童身上得到啟發的。最有名的例子大概是啄食順序（pecking order）的發現。這是個挪威的動物學家Thorleif Schjelderup-Ebbe（1894-1982）小時候就觀察到的現象，成年後寫成科學論文，才正式為世人所知。

另一個著名的例子是基因表現的調節。因為研究酵素與病毒合成的基因調控而獲頒1965年諾貝爾生理醫學獎的法國科學家賈寇布（François Jacob, 1920-）說，他當時雖然已經知道，調節作用是直接發生在基因上的，但無法理解為什麼一個只能開或關的簡單開關，可以控制酵素合成的速度。根據《創世第八天：二十世紀分子生物學革命二部曲 RNA》的記載：

在撰寫講稿時，賈寇布剛好看到他的兒子在一旁玩電動小火車，那個小火車的裝置很簡單，只有一個開關，沒有電阻器，所以不能藉由控制電流強度來變換速度。「但我兒子想讓火車減速，結果我看到他那樣做。」賈寇布用拇指和食指捏住一個假想中的開關，做出快速來回扳動的手勢，代表開與關。「只是來回振盪，他就可以依照振盪的速度來調整火車的速度。」於是乎，賈寇布首次靈光一閃，想到基因的表現也許可以用何種方式來調節。

這個十分簡單的變通方式，深陷在問題裡打轉了很久的賈寇布看不出來，
反而是他兒子看出來了，而由此發展出來的模型成為日後教科書裡的標準模型。

跨入不同領域的科學家就像兒童一樣，往往能夠看到該領域裡大家視而不見、習而不察的事情。明天，六月二日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01教室，來自國立臺灣師範大學附屬中學的李柏翰博士將要告訴我們，他如何從物理學跨入生物學，像兒童一樣地檢視賈寇布等人所發展出來標準模型，從中看出有趣的新面向。

2011-5-26：演化的精密算計（中央研究院生物多樣性研究中心沈聖峰博士）

2011-05-25T06:00:00.005+08:00

現在年紀在35歲以上的我國國民，多半都聽說過有位「偉人」小時候到河邊去玩耍，看到河裡的小魚即使被水沖下來了好幾次，還是努力地向上游，因此產生「小魚都有這樣大的勇氣，我們做人，能不如小魚嗎？」的感想。

這個騙小孩的故事雖然已經走入歷史，但卻很值得拿來回味一下，看看當年有點獨立思考能力的小學老師，日子到底有多難過；看看當年的老師即使只想和孩子們談科學，即使只是想要實事求是地弄清楚自然界的道理，都有可能戳破神話，沒弄好還會被送去綠島看飛魚，去體悟思想也要像飛魚一樣地衝破禁錮，才能獲得蓬勃的生機。

同樣會被拿來做文章的動物行為還很多，而其中最常被搬出來的，大概是螞蟻和蜜蜂具有是「勤勞」與「互助合作」的美德。因此，具備獨立思考能力的老師在提出這些故事是神話的可能性之後，或許會跟著問孩子們：為什麼拿來造神的素材不是這些美德？

而想要和孩子們談科學、實事求是的老師，大概會問孩子們：確實有小魚會逆流而上，但真的是因為牠們有很大的勇氣嗎？而做人真的要樣樣強過小魚嗎？這樣的比較有意義嗎？即使有意義，要如何進行比較才適當呢？

由此可見，當年的小學老師大概除了照本宣科的「宣傳」之外，沒有太多的空間可以在「教育」上發揮，當然更不用說培育出凡事打破砂鍋問到底的小小科學家囉！還好那樣的時代已經過去了。

上面談到螞蟻之類的社會性昆蟲間的互助合作，其實是個讓達爾文非常困擾的，有潛力顛覆整個演化論的重大問題（達爾文說這個問題是"one special difficulty, which at first appeared to me insuperable, and actually fatal to my whole theory"）。這個問題經過好幾位傑出科學家的努力，目前已經有權威性的標準答案。原來，互助合作根本不能算是「美德」，而是你死我活的算計結果。

但這個標準答案絕對不是偉人的神話，是可以挑戰、質疑或挑毛病的。明天，五月二十六日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01教室，來自中央研究院生物多樣性研究中心的沈聖峰博士將要告訴我們，這個權威的標準答案有哪些地方沒有講清楚。

2011-5-12：海洋中的導彈（澳洲Queensland大學生物醫學學院鍾文松博士）

2011-05-11T06:00:00.006+08:00

提到魷魚和烏賊這些頭足綱的海洋軟體動物時，一般人想到的可能是餐桌上的佳餚，或是它們的許多隻腳（觸手）、噴出墨汁逃竄的行為以及超強的變色偽裝能力。比較少人會想到牠們是相當成功的獵食者，適應生存地相當良好，已經稱霸海洋五億年之久。而會想到牠們的眼睛是演化論的絕佳例證，是對創造論者的嚴峻挑戰的人，大概就更少了。

達爾文在《物種原始》裡，將「極端完美而複雜的器官」（organs of extreme perfection and complication）列為演化論所面臨的重大問題之一。在討論這個問題時，他劈頭就說，把眼睛這麼精巧的東西看成是天擇的產物，他會毫不遲疑地承認，這看起來是荒謬到無與倫比的想法。然而，他也毫不含糊地根據他所蒐集到的各物種視覺器官的構造，強而有力地論證，即使像眼睛這麼精巧的器官，也可以從最原始簡單的構造，逐步地演化成如同望遠鏡般精巧的器官。

而後來的科學家還發現，像人類的眼睛這麼精巧，如同照相機般的器官，並不是脊椎動物獨有的演化奇蹟。吃過魷魚和烏賊的人都知道，牠們有著大大的，宛如人眼般的眼睛。沒錯，頭足綱生物也發展出幾乎和脊椎動物的眼睛一模一樣的器官，兩者之間最大的差別在於血管與神經的連接方式剛好相反。

這成了所謂的「趨同演化」（convergent evolution）的絕佳例證，也就是沒有親緣關係的物種發展出極端類似的特徵或器官的演化過程。這對創造論者來說是個惡夢，如同著名的演化生物學家Jerry A. Coyne（1949-）在為了反擊創造論所寫的科普書籍Why evolution is true中所說：

No creationist, whether of the Noah's Ark variety or otherwise, has offered a credible explanation for why different types of animals have similar forms in different places. All they can do is invoke the inscrutable whims of the creator. But evolution does explain the pattern by invoking a well-known process called convergent evolution.

為什麼頭足綱生物發展出如此精巧的眼睛呢？

其實不是所有的頭足綱生物都配備了這樣精良的眼睛。我們常見的頭足綱生物有魷魚和烏賊（分不清楚的請看這邊），都有如同照相機般精巧的眼睛。比較少見到，也不會出現在餐桌上的鸚鵡螺，眼睛就沒那麼好了。除了眼睛大大地不同之外，兩者在體型上也十分不同。魷魚和烏賊都有細長的身體，就像是專為牠們以噴射水流的方式做高速運動而打造的。反觀鸚鵡螺，長得就一副肥肥圓圓的模樣，雖然也能噴水前進，但在速度上就完全不是魷魚和烏賊的對手。

魷魚和烏賊之所以成為優秀的獵食者，運動速度是關鍵。從物理的角度來看，神經訊號在牠們體內來回傳遞一圈所需要的時間，乘上牠們追捕獵物時的運動速度，就決定了牠們在兩次調整運動方向之間，受制於慣性往前衝的距離。速度越快，這個距離就越長，而眼睛要是無法分辨在這個距離內的岩石與獵物的話，就有捕不到獵物，還被慣性摜在岩石上而一頭撞死的危險。

明天，五月十二日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01教室，從澳洲Queensland大學生物醫學學院回到母校的鍾文松博士將要詳細地告訴我們，猶如高速導彈的魷魚如何完美地整合雷達（眼睛）與電子（神經）系統，完成精準的攻擊行動。

（感謝鍾文松博士協助撰寫本文）

2011-4-28：沙灘上的物理高手（東海大學生命科學系林惠真教授）

2011-04-27T06:00:00.004+08:00

陽光、空氣、水是大多數生物賴以為生的生命要素。但雖然都是生命要素，還是有些差別的。對許多生物來說，可以好幾天沒見到陽光，但可不能好幾天沒有水和空氣。除此之外，和陽光不同的是，空氣和水也同時是許多生物終其一生居住其間的介質，而且通常是無法兼而有之的。也就是說，大多數的生物要不是「陸生」的，就是「水生」的，只有少數能同時在空氣和水中安居。

這些能同時在空氣和水中自由自在的生物不但對生物學家來說很特別，對物理學家來說，也很獨特。空氣和水的物理特性差很多，因此我們雖然在空氣中能毫無困難地運動，但到了水中就顯得動作遲緩。從物理學的角度來看，能同時在空氣中和水中毫無滯礙地運動其實是件了不起的成就。

海灘，或者更精確地說，潮間帶（intertidal zone）可能是可以找到最多這類生物的地方。顧名思義，潮間帶就是漲潮時被淹在水底下，退潮時暴露在空氣中的區域。然而，並不是所有居住在潮間帶的生物都能同時在空氣中與水中優遊自在。像文蛤遇到退潮時，多半就把自己埋在沙裡，靜靜地等待下一次漲潮。相較之下，招潮蟹就真的是優遊自在。雖然還是喜歡在退潮時把自己埋在沙裡，雖然有著一隻會讓重心偏向一側的大螯，但真的要在沙灘上靈活地跑來跑去，也難不倒牠。

食色性也，因此跑來跑去的目的，除了躲避天敵和尋找食物之外，大概就是尋找異性來繁衍後代了。在沒什麼遮蔽的海灘上，招潮蟹那兩根像火柴棒一般的眼睛，竟然能夠在刺眼的陽光下成功地辨識出同性對手與異性伴侶，實在很厲害。到底牠們是如何辦到的呢？

如此看來，招潮蟹在力學上與光學上顯然有些獨門祕方，能讓牠們在潮間帶笑傲橫行。明天，四月二十八日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01會議室，東海大學生命科學系的林惠真教授將要和我們討論，招潮蟹的視覺世界與運動模式，如何影響牠們的行為。

2011-4-21：海中歌王（中山大學海下技術暨應用海洋物理研究所魏瑞昌教授）

2011-04-20T06:00:00.008+08:00

廖鴻基在《來自深海》一書中，寫了篇題為「呼喚」的文章，談到各種聲音。

他說有些聲音讓人難以忘懷，而有些聲音則教人難以形容。前者包括了賣「麵茶」的推車上長嘴壺在淒清夜半發出的沸呼笛聲、火車踢嗒嗒奔過曠野的聲音等，被恆久地篆刻在腦中，融入生命聽覺裡，讓人感覺遙遠而淡薄。而生命和軀體刻正剝離時的瀕死喉聲（death rattle）、颱風長浪拍岸時所產生的聲音，則屬於後者那種無法形諸於文字的聲音。

而有一種聲音，他說，不但難以忘懷而且難以形容。那是偽虎鯨（false killer whale）的聲音：

當時船速緩慢，牠姍姍右翻游進，左眼與我隔著水沫對望；一下又左偏側游，右眼露出眼神凝望⋯⋯牠反覆同樣動作，表現出對船隻或是對站立船尖的我無限好奇。

（中略）

在這心神溶融當下，我聽見了牠發出的聲音——聽過許多種海豚發出的聲音，而偽虎鯨發出的聲音特別輕柔細緻。有點像金屬利器輕輕刮在玻璃表面上的聲音，可一點也不刺耳，彷彿有些旋律，聲音一串串綿延，似一首小調輕巧滑過一個浪峰，接著滑下一個浪谷。

這次，我發現牠的聲音似乎不是響在耳膜上，它貫穿我整顆腦袋，偶爾像是停在鼻腔上方的眉心裡頭。

雖然偽虎鯨難以形容的聲音讓廖鴻基難以忘懷，但對大多數人來說，音調節律變化更大，可以悠遠綿長，也可以輕快高亢的座頭鯨鳴唱才是難以形容又難以忘懷的海中天籟。

1967年美國科學家Roger Payne（1935-）發現座頭鯨的鳴唱超乎意料之外地複雜，複雜到可以製作成專輯來賣。從那以後，座頭鯨就成了鯨豚類的歌王（只有雄性會鳴唱），讓許多科學家著迷地研究著。前幾天才有科學家發現，座頭鯨的鳴唱也會像流行音樂一樣遞傳播開來。

這麼有趣的生物，很可惜的，居住在四面環海的台灣島上的我們卻瞭解得很少。明天，四月二十一日（週四）中午十二點十分，在理學大樓3A12會議室，中山大學海下技術暨應用海洋物理研究所的魏瑞昌教授將要和我們分享座頭鯨（或稱大翅鯨）的點點滴滴。我們將會發現，不論從物理學或生物學的角度來看，座頭鯨之所以成為海中歌王，都是個有趣而且還沒有解決的科學問題。

2011-3-31：如何避免等待復活（中興大學森林學系楊德新教授）

2011-03-30T06:00:00.005+08:00

因《第三種猩猩》與《槍炮、病菌與鋼鐵：人類社會的命運》兩本膾炙人口的科普著作而名聞遐邇的科學家賈德‧戴蒙（Jared Diamond, 1937-）在還沒成名之前，曾經為了研究鳥類而深入新幾內亞的原始雨林中。在他成名之後，自然更有機會踏遍世界各地。在走訪了這麼多地方之後，他說全世界最讓他覺得陰森詭異的地方，莫過於復活節島（Easter Island）上的火山口拉諾拉拉庫（Rano Raraku）。

著名的復活節島巨石像摩艾（Moai）就散布在這個火山口的裡裡外外，引人狐疑地矗立在那邊。人煙稀少的復活節島是誰以及為何雕刻出這些巨石像，然後費盡力氣地將它們從拉諾拉拉庫的採石場搬到海邊置放，於是成了許多科學家與好事者猜測的對象。各種猜測，從嚴謹的跨領域分析到天馬行空的外星人遺跡都有，五花八門，好不熱鬧。

隨著越來越多的科學證據被挖掘出來，外星人也就跟著退位，將舞台讓給生態環境的崩潰。戴蒙後來在另一部科普巨著《大崩壞》中仔細分析了六個因為生態環境無法支撐而崩解的文明，其中的第一個案例就是復活節島。戴蒙也分析了三個成功避開生態環境崩潰的社會，包括他早年走訪過的新幾內亞。

雖然各個案例都有其獨特之處，但是幾乎所有的案例都和在復活節島上已被砍伐殆盡的森林有關。科學家的研究結果告訴我們，在人類踏足復活節島之前，島上盡是鬱鬱蒼蒼的原始森林。人類殖民之後，農耕栽種必須砍伐森林，建造房子與船舶需要木材，搬運為了部落間角力而雕刻的巨石像也需要樹木做成的諸多工具，經年累月下來終於將原始森林砍光了，生態災難於是接踵而來。在接連不斷的災難的摧殘之下，盛極一時的文明終於走向滅亡。

沒有哪一個文明不曾利用木材的，即使到了廣泛使用合成材料的今天，木材還是不可或缺的天然材料。然而復活節島的殷鑑不遠，如何在砍伐與利用森林之餘，還能將生態環境在崩潰的懸崖邊緣勒住，讓人類文明不會走向衰頹，宛如巨石像一般地無語問天，等待週遭森林的復活呢？明天，三月三十一日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01會議室，中興大學森林學系的楊德新教授將要告訴我們，木材利用與環境保護的平衡點到底在哪裡？

2011-3-24：數樹兒（東海大學生命科學系林宜靜教授）

2011-03-23T06:00:00.007+08:00

（圖片來源：維基百科）

人們常說的「城鄉差距」，最明顯的指標是人口的多寡，或者更精確一點地說，是人口密度的高低。許多事物會因為人口密度的高低而有不同的成本或需求，而這些事物彼此之間又相互影響，也可能會回過頭來影響人口密度，綜合起來就形成了一般所說的「城鄉差距」。

因此，沒有人會期望能在小村落裡找到好幾家便利超商，也沒有人會預期在人口稠密的大城市裡，能找到很多林木蓊鬱的地段。人口密度的高低似乎決定了許多事物的多寡，或者反過來說，許多事物的多寡決定了一個地區的人口密度。

既然如此，想要開便利超商的商人第一個要弄清楚的，不是某個地方的人口密度是多少，就是可以推算出人口密度的相關資訊，以便從這些資料來推算開個門市能不能賺錢，能賺多少？

能夠直接取得所需的資料當然是最好的，但現實中有許多限制，可能經費、人力或時間不足，可能法律上有限制，也可能真正需要的並不是人口密度，而是與之相關的其他資訊，也可能並不清楚知道所需要的究竟是什麼，只是先蒐集可能有用的資訊，再想辦法看看可以從其中找出什麼可用的訊息。

生物學裡面也有類似的問題。大約一年前，我們討論過生物學裡的人口普查問題，對象是海中的露脊鼠海豚。這次我們要探究植物的普查問題，看看「樹口」是由哪些事情來決定的，而「樹口」又決定了哪些事情？

相較於會跑來跑去的人、海豚來說，植物不會跑來跑去。這讓科學家們可以普查得更仔細，可以問究竟哪裡長了棵什麼樣的樹，年齡多大，周遭是什麼等等的問題。至於「樹口」呢？不過就是把「哪裡長了棵什麼樹」的普查結果通通加起來就會有的附帶結果而已。

明天，三月二十四日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01會議室，東海大學生命科學系的林宜靜教授將要告訴我們，她如何數樹兒，以及數樹兒如何能告訴我們隱藏在枝枒交錯間的祕密資訊。

2011-3-17：高科技灌溉工程（台灣大學化學工程學系游佳欣教授）

2011-03-16T06:00:00.008+08:00

生病的原因通常不是病原或有毒物質進入身體裡面，就是某些細胞、組織或器官的運作發生了問題。而這兩個原因又互有牽連與影響，交織出來的就是一張張密密麻麻的天羅地網。每個人從受孕的那一刻起，就不停地在這些天羅地網間鑽來竄去，幾十年下來，沒被網住的越來越少，最後終於一個也不留地全部被篩掉了。

既然生病的原因不外乎那兩個，那麼只要把病原全部殺死，有毒物質完全趕出去，出問題的「零件」全部都拿掉或換掉，不就沒病沒痛了嗎？

這是許多醫療處置背後的想法，只不過越來越多的科學家與醫師開始意識到，有時候不把這個想法推到極致，長遠來看反而可能是比較好的處置方式。於是在殺死病原的時候，開始會考慮是要用無差別重砲來轟擊，還是要細膩地逐一狙擊、是要趕盡殺絕地全部剷除，還是只要適當監控以求與之共存；於是在移除或更換有問題的零件時，開始學會要花更多心思去斟酌，盡量找出堪用的部分予以保留，而不再像個財大氣粗的暴發戶般地全部扔掉、換新。

這樣的轉變之所以出現，並不只是因為想法或觀念變了，否則就會如同古希臘哲學家和他們所提出的原子論一般，空有想法卻沒有堅實的證據來襄助，最後就無疾而終了。相關的科技發展讓新的想法與觀念能夠獲得實證基礎，也是促成這個轉變的關鍵因素。

以細胞、組織或器官運作不順暢的情況為例，以往全部「砍掉重練」的作法雖然乾脆省事，但替換上去的人造替代品多半無法和原來那張天羅地網天衣無縫地銜接起來。於是補釘之後的網子不是這裡太鬆，網目太大，讓原本該被篩掉的人順利通過，重重地撞到下一張網子上，造成更多問題，就是那裡越繃越緊，必須經常替換，以免所有人都被絆住。

近年來由於組織與幹細胞工程的快速發展，科學家已經能夠做到就地取材（「天然ㄟ尚好」），利用堪用的架構來進行更精細的修補。明天，三月十七日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01會議室，台灣大學化學工程學系的游佳欣教授將要告訴我們，她如何靈活運用這些嶄新的科技來灌溉企盼甘霖降臨的心田。

2011-3-10：網路裡的生機（中央研究院生物多樣性研究中心陳宣汶博士）

2011-03-09T06:00:00.006+08:00

隨著文明的發展，人對自然的態度也跟著變化。還在懵懂無知、茹毛飲血的時代，大部分的自然現象都超出人類所能理解的範疇，因此人對自然是敬畏的。在之後的絕大多數時間裡，這份樸實的敬畏與日俱減，代之而起的是「人定勝天」的自信。直到打完兩次世界大戰，人類才慢慢地意識到，自然遠比這份天真的自信所能理解的還要玄妙許多，當然更不用談能夠駕馭或勝過自然了。

這個轉變的過程是漸進的，因此很難清楚地定出一個轉捩點。一談到對自然的敬畏，許多人可能首先想到的是大自然的反撲。然而汙染所造成的公害，其實並不是現代才出現的。根據記載，早在九世紀到十三世紀之間，阿拉伯的科學家與醫生就已經注意到汙染所造成的公害事件，並記載在文獻中了。所以，用第一宗公害事件來標誌這個轉捩點，顯然是太早了。

仔細想想，其實有個比較好的指標，但它並不是來自於讓人類因遭受苦難而生敬畏之心的災難事件，而是來自於讓人類嘆服而生仿效學習之心的精妙機制。這樣的心情，雖然也是源遠流長（達文西的飛行機器就是我們現在耳熟能詳的範例），但卻有個方便的里程碑，可以標示人類從什麼時候開始認真地向自然學習。那就是「仿生學」的英文名詞biomimetics或bionics被創造出來的那一刻。

這兩個名詞被創造出來，意味著人類開始有意識地、有系統地、認真地向自然學習。它們都是在1950年代被創造出來的，因此可以說，人類是從1950年代起開始體認到，面對自然要謙遜地低頭學習。半個世紀後的今天，已經沒有多少人還敢大言不慚地高喊「人定勝天」，而許多原先以為是人類獨有的發明，也被發現在自然界中早就有先例了。

網路科學（network science）就是這樣的例子。這門學問最早是從數學家手中發展出來的，隔了大約兩百年，心理學家與社會學家才跟進。到了最近，由於網際網路的發展，工程學家和物理學家也開始注意到這個領域，紛紛跳進去研究。結果大家忙了幾百年，才赫然發現大自然早就對這門科學了然於胸，早就在許多生物系統中一再地應用了。

兩年前在「達爾文生筋快樂」的演講中，我們學到了網路科學的鼻祖問題－七橋問題－在生物系統中找到最有效率的解決方法。明天，三月十日（週四）中午十二點十分，在理學大樓1A01教室，中央研究院生物多樣性研究中心的陳宣汶博士將要告訴我們，當代的網路科學如何在生態系統中找到豐富多樣的揮灑空間。還有沒有什麼尚未解決的網路科學問題，可以在自然界中找到啓發或解答呢？有沒有什麼已經解決的網路科學問題，可以在自然界中找到更好的解答呢？或許這場演講會是您邁向這些解答的第一步！

（感謝陳宣汶博士協助撰寫本文宣）

2011-3-3：力爭上游的烏魚（子）（中興大學生命科學系高孝偉教授）

2011-03-02T06:00:00.004+08:00

喜歡吃牛肉的人，多半可以區分出入口的牛肉是不是真的美國牛肉，還是澳洲牛肉；甚至於同樣是日本和牛，還可以區分出究竟是松阪牛肉，還是神戶牛肉。同樣的，喜歡品酒的人，也可以嚐出口中的葡萄酒究竟來自何方，更厲害一點的，連年份都可以區分得出來。

麵包界的世界冠軍吳寶春在其自傳《柔軟成就不凡》裡，談到了他如何從一位幾乎什麼都好吃的味覺白癡，經由朋友的訓練與調教，蛻變為美食專家的過程。這位美食家說：

味覺本身是個很奧妙的東西，每個人因為天賦的敏銳、後天的經驗與訓練而有所不同。固然有天生就擁有絕對味覺的人，也有經過後天嚴格訓練而能知味、辨味者，但大部分的人卻都是取決於本身的美食經驗，品嘗過的美食越多，通常味蕾被開發的程度越深………味蕾一旦被開發後，你會忽然發現，自己開始對放入口中的食物有了鮮明的感受，不管是白飯中蘊含的甘甜，或是蔬菜的爽脆、海鮮的清鮮、肉類的膠黏…你都可以迅速抓到它們的「味道」。

也就是說，像品酒師一樣的神乎奇技是可以經由後天訓練而得到的；而且就像騎腳踏車一樣，一但學會了，要忘也忘不了，也能很快地就觸類旁通，要再學會品嚐其他種類的美食，就如同學會騎同樣是兩個輪子的摩托車般地容易。

擁有吳寶春所謂的「絕對味覺」的人應該就是所謂的supertaster，據說是因為天生就擁有異乎常人的高密度味蕾所致。然而，既然經由後天訓練可以近似擁有「絕對味覺」，那就意味著其中有些明確的關鍵元素，一旦學會如何掌握這些元素，就可以成為美食家。

於是乎，就有人開班授課，教人們如何品酒；於是乎，就有人寫文章教大家如何分辨各種牛肉。然而，即使是品酒大師也有失手的時候，沒人能保證在綜合了色香味的線索之後，品酒大師所斷定的產地、年份、製程絕對不會出錯。這麼一來，賣酒的就有機可乘，可以拿比較低級的酒來唬騙那些沒有達到品酒大師等級的顧客。

世界三大珍饈之一的魚子醬，小小一罐就可以賣到將近兩萬元，一不小心就會被騙得損失慘重。有趣的是，這種和名酒一樣貴的食品，似乎還沒有發展出如同品酒般的專業品評證照系統，能拿得出來的防騙絕招竟然只是「向熟悉的、認識的、有信譽的專賣店購買」！

台灣的魚子醬－烏魚子－價格不像魚子醬那麼嚇人，也是世界上四個主要產地中品質最好的。雖然目前沒有太多人擔心吃烏魚子會吃到假貨，但如果能建立有信譽的品評系統，或許可以像日本和牛一般地建立起詳細的等級與血統或產地證書等制度，讓烏魚子成為更高檔的台灣特產。在朝向這個目標邁進的過程中，有不少科學可以發揮的地方。明天，三月三日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，中興大學生命科學系的高孝偉教授就要告訴我們，他如何對烏魚進行血統分析，以及這樣的分析可能的應用。

2010-12-30：革命殺手面面觀（中興大學農藝學系鄧資新教授）

2010-12-29T06:00:00.006+08:00

上一回在談到「科學革命」的概念時，時間是個重要的變量。經歷了好幾個人類世代所累積下來的科學進展，乍看之下雖然如同革命般地劇烈，但身處其中的人們可能渾然不覺。因此，有些習慣上被稱為「科學革命」的時期，其實並非如假包換地是一場革命。達爾文的演化論就屬於這類經不起嚴格檢驗的「科學革命」，當時的科學界並沒有在短短幾年之內就皈依演化論。時間真可以說是「革命殺手」。

在最有資格被稱為科學革命的重大科學進展當中，愛因斯坦的相對論絕對可以排進前三名。它在短短幾年之內，讓人類對於時空的認知產生極大的轉變。啟動這場如假包換的「科學革命」的愛因斯坦是如何看待時間這個革命殺手的呢？

愛因斯坦說：

An important property of our sense experiences, and, more generally, of all of our experiences, is their temporal order. This kind of order leads to the mental conception of a subjective time, an ordering scheme for our experience. The subjective time leads then via the concept of the bodily object and of space to the concept of objective time....

他顯然認為這個殺手有兩張臉，而且其中一張臉不在他所能探究的範圍內，因此之後他就放下subjective time，只討論objective time。

這位殺手的本質究竟是什麼，古往今來有許多哲學家探討過，但都沒什麼具體結論。愛因斯坦當然知道這一點，所以他在正正經經地研究這位殺手時，不會去捅這個馬蜂窩。只有在做完正經事之後，才會應粉絲們的熱切提問，打打嘴砲，說些玄之又玄的話。

那這位殺手的另一張臉呢？有誰在研究嗎？

有的，而且是各路人馬都有，各有各的窺探角度，遠比愛因斯坦的探究角度有趣多了。例如，有人研究的是為什麼年紀越大，時間飛得越快；還有不少人在研究的是這位殺手在許多生物中植入的分身，而且這方面的研究還在台灣的科學家的帶領之下，經歷了一次小小的科學革命。真是百家爭鳴，讓人目不暇給，非常有趣。

明天，十二月三十日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，中興大學農藝學系的鄧資新教授將要引領我們仔細探究這位革命殺手所植入的分身－生物時鐘。還有沒有另一次小小的科學革命在前面等著我們呢？來了就知道！

2010-12-23：誰的革命？革誰的命？（中興大學歷史學系許宏彬教授）

2010-12-22T06:00:00.006+08:00

提起科學革命（scientific revolution），一般人想到的大概是從哥白尼開始的一連串科學發現。有點科學背景的人，會想到的可能還包括牛頓力學、量子力學、相對論、演化論、孟德爾遺傳律、分子生物學、板塊構造學說等等在科學史上膾炙人口的科學革命案例。

雖然科學革命的概念大家耳熟能詳，似乎是個歷史悠久的概念；但根據科學社會學與科學史學者Steven Shapin（1943-）的考證，「科學革命」這個字眼與概念其實年紀不大，一直到1939年才在哲學家Koyré（1892-1964）的廣泛使用下才流傳開來。他甚至認為大家所謂的「科學革命」其實根本沒發生過，引經據典地寫了一本書《科學革命：一段不存在的歷史》來闡述他的觀點。

Shapin的觀點到底對不對，科學史家們似乎一時之間也還莫衷一是，還有得吵的。而我們除了看熱鬧之外，還是可以很素樸地從門外漢的角度來看這個公案，畢竟獨立思考、不盲信權威是「科學革命」很重要的特色。

俗話說「滄海桑田」，也就是說，時間夠久的話，連海洋變成陸地如此巨大的改變都會發生。所以當我們把時間的尺度拉長，回顧過去五百年來的科學發展時，也會有相同的感覺。因此「科學革命」的概念會如此深入人心，難以撼動。

但是在我們習慣用來看事情的時間尺度下，滄海桑田是緩慢到無法察覺的過程。因此，如果我們活在這五百年當中的任何一段時期，很可能根本渾然不覺所謂的「科學革命」正在週遭發生中。更複雜的是，人們「窮其一生」所能感受到的變化幅度也因人而異。手機的普及為許多人的生活帶來革命，但對於不用手機的人來說，生活可沒被手機的普及給革命了。

也就是說，到底有沒有「科學革命」這回事的答案，似乎要看時間尺度的客觀長度有多長（誰的革命），也似乎取決於對某個時間尺度下的變化大小，人們的主觀感受為何（革誰的命）。

1831年蕭邦在赴巴黎的途中聽到俄國擊潰波蘭反抗軍的消息，據說在悲憤之餘他寫下了第十二號練習曲（Étude Op. 10, No. 12 in C minor）。有趣的是，其實並沒有明確的證據顯示這首昂揚激越的作品是蕭邦在澎拜愛國情感下譜出來的。在寫這首後來被稱為《革命練習曲》（The Revolutionary Étude）的作品時，蕭邦剛離開讓他飽受挫折的維也納，因此有人從他的書信與筆記中推測，一貧如洗加上流落異鄉的打擊所帶來的精神痛苦才是蕭邦寫這首作品的真正背景。或許蕭邦的《革命》希望革的還包括他多舛的命運。

「科學革命」的存在性如同《革命練習曲》的創作背景般地難以捉摸，必須如同檢視蕭邦的書信與筆記般地仔細研究各種證據與案例才行。明天，十二月二十三日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，《科學革命：一段不存在的歷史》的譯者之一，也是中興大學歷史學系的許宏彬教授將要以近代科學發展中實驗的起源與拓展為例，仔細地檢視科學革命。

2010-12-16：Herbationes Formosan（台灣大學生物產業機電工程學系江昭皚教授）

2010-12-15T06:00:00.007+08:00

兩個半世紀前，在瑞典中部的小城烏普薩拉（Uppsala），每年到了五、六月春暖花開的時節，常會湧來一大群人，又吹號角又敲鼓，邊唱邊跳地，一路扛著旗幟喧鬧而過。有時候連名聲顯赫的政治權貴或外國訪客都會跑來加入這群人的行列，威震當時的權力中樞斯德哥爾摩，讓這個小城的活動成為報章媒體的焦點。

這個活動有個正式的拉丁文名稱，叫做Herbationes Upsalienses。因為是在烏普薩拉舉行的，當然要冠上Upsalienses；而活動的主要內容是觀察植物，因此就有了個意思是「植物學之旅」的Herbationes。雖然叫做植物學之旅，但是觀察的範圍還延伸到和植物相關的動物與礦物。

舉例來說，由於家畜會把植物吃掉，因此就有個小隊被指派去觀察家畜。隊員們必須跟在家畜的屁股後面，在植物被吞下去之前，從家畜口中拉出來鑑識；然後由專人負責掏出筆記本、鵝毛筆、墨水等等，把鑑識的結果記錄下來。而這一切都要在家畜繼續吃下一口之前完成，不然的話，來不及寫下來的鑑識結果就會越堆越多，最後就真的只好放牛吃草了。

據說就是為了讓隊員們不要手忙腳亂，能兩三下就把鑑識出來的植物名稱寫下來，跟上家畜咀嚼的速度，Herbationes Upsalienses的發起人兼負責人才會弄出那套讓他留名青史的雙名法（binomial nomenclature）。沒錯，讓靜謐的小城陷入鑼鼓喧天的嘉年華當中的這群人是由林奈式分類系統（Linnaean taxonomy）的創始人卡爾‧林奈（Carl Linnaeus, 1707-1778）所組織、帶領的。

林奈承襲了發軔於文藝復興時期的義大利的傳統，到戶外實地觀察自然。對他而言，科學研究不是遠離人群，躲在象牙塔裡面做的；科學研究也不是專屬於少數菁英的，更不是得像老學究一樣地死氣沉沉的人才能做的，因此他的Herbationes Upsalienses結合了教育功能，對所有人（包括當時在科學界中很少見的女性）開放，也對離經叛道的穿著打扮十分包容。

只是小城的居民很難接受，忍無可忍之餘跑去找贊助林奈的金主Carl Hårleman（1700-1753）。在他的勸說與施壓下，林奈才心不甘情不願地要求參加Herbationes Upsalienses的人們安靜一點、穿得像樣一點。林奈把科學研究帶入人群中的同時，終究不得不和人群所屬的社會規範稍做妥協。

現代科學家的研究經費大多來自於政府補助，因此納稅的普羅大眾是實質上的衣食父母，林奈的理念也就成了主流。然而隨著科技的進步，今日的科學家不用再像林奈一樣，把幾乎所有的研究過程都變成群眾可以自由參與的活動，因而也不必人馬雜沓地驚擾在地居民，就可以辦到當年林奈要靠許多人一人多工、分秒必爭地工作才能辦到的事情。

明天，十二月十六日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，台灣大學生物產業機電工程學系的江昭皚教授將要告訴我們，他如何利用感測器網路（wireless sensor network）對植物做動態而即時的觀測，把兩百多年前鑼鼓喧天的Herbationes Upsalienses變成寂靜無聲的Herbationes Formosan。

2010-12-2：方寸中的規矩（美國休士頓大學化學系與化學工程學系Advincula教授）

2010-12-01T06:00:00.005+08:00

三個星期前，我們討論了「不踰矩的科學」，了解到科學家們很務實，因此對於腦袋裡面到底發生了什麼事情，才能達到不踰矩的境界，雖然很感興趣，但卻不會把主要的心力放在這上面。倒是對於不逾矩的指令從腦袋下達之後，如何被精準地傳遞與接收，科學家們就興致勃勃，鍥而不捨地在研究。

科學家們在理解了自然萬物的運作規律與原理之後，通常不會就此打住，還會進一步和工程師合作，想辦法模擬自然、重現自然。畢竟自然所孕育的事物不是專為人類的需求所打造的，所以月球不會具備人造衛星的功能，而太陽也無法像造明設施般地任意開開關關。這個將科學與工程結合的步驟可以說是所有科技文明的根源。

這一步在「不踰矩的科學」上會碰到一個非常關鍵的問題：如果天生的指令傳遞與接收部件有點故障或根本就壞了，能不能用人造的部件來輔助或完全取代？

三個星期前，在蔡孟利教授的帶領下，我們親眼見到在這方面令人振奮的研究進展。雖然這些進展令人大開眼界，但在肉眼無法看到的小尺度裡，其實還有許多改進的空間。

其中一個可以改進的地方是這些人造部件和天生的部件之間的相容性。科學家們從實驗得知，所謂的相容性不是全有全無的，而是可以微調的。因此，如何在人造部件的表面上極其微小的空間尺度內，創造出更適合細胞附著、生長、繁衍的環境，以及能引導與調控細胞與組織生長的「規矩」，是目前許多科學家與工程師通力合作的目標。

明天，十二月二日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，既是科學家也是工程師的美國休士頓大學化學系與化學工程學系教授Advincula博士將要告訴我們，為了協助使用人造部件的人們能夠方寸不亂地輕鬆達到不踰矩的境界，他如何在不及方寸大小的微小空間裡刻劃出能夠讓細胞與組織循規蹈矩的規矩。

2010-11-25：讓費曼眼睛發亮（美國EmergentViews公司林士勛博士）

2010-11-24T06:00:00.006+08:00

費曼曾經在《別鬧了，費曼先生》裡談到他在巴西擔任客座期間，對於巴西的教育方式有些很有趣的經驗。由於他在客座的里約大學教的是馬克斯威方程式，這些有趣的經驗幾乎都和電磁波有關。

費曼舉的第一個例子是偏振光（譯文摘自第三版（天下遠見出版社，2004年））：

…有一次，我談到偏振光，拿了些偏光鏡給他們。

偏光鏡的特性，在於它只讓電矢量在某一方向的光通過。我向學生說明，根據偏光鏡的光暗度，就可得出光的偏振方向。

我們一手拿著一片偏光鏡，一前一後的放在眼前，然後轉動其中一片。這樣一來我們知道能夠通過兩片偏光鏡的光一定具備同樣的偏振方向… 但接下來我問他們，如果只有一片偏光鏡時，我們怎樣分辨出偏振方向呢？他們茫然一片。
我也曉得這問題不易回答，腦筋要很靈活才行，於是我給他們一點提示：「看看從外面海灣反射的光。」仍然沒有人說半句話。

我再說：「有沒有聽過布儒斯特角（Brewster's angle）？」

「有！布儒斯特角就是當光從一種具備某個折射率的介質反射出來，而正好完全偏振化的角度。」

「當光這樣被反射出來時，它的偏振方向如何？」

「這光的偏振方向是跟反射平面成直角。」我自己還要想一想呢，但他們卻背得滾瓜爛熟！他們甚至還知道哪個角度的正切值等於折射率！

我說：「然後呢？」

還是沒有回答。他們剛剛才告訴過我說，從具備某個折射率的介質－就像外面海灘的水－反射出來的光是偏振光；他們甚至還告訴了我光的偏振方向呢！

我說：「看看海灣，透過偏光鏡來看。好，現在轉動偏光鏡。」

「噢，這是偏振光！」他們大叫起來。

研究了很久之後，我才明白，原來我的學生把什麼都背得很熟，但完全不理解自己在背些什麼。當他們聽到「從具備某個折射率的介質反射出來的光」，他們完全不曉得這就是指「水」之類的東西。他們不曉得「光的方向」就是當你看著一些東西時的方向，諸如此類。因此當我問「什麼是布儒斯特角」時，我就好像在向一台電腦問問題，而剛好敲對了關鍵字眼而已。但如果我說「看看海水」，就什麼反應也沒有了－在他們的記憶裡頭，沒有「看看海水」這一條呢！

讓費曼感到震驚與挫折的是，這些學生對於他們所學的科學完全沒有「感覺」，才會像部電腦般地做機械式的反射。他還舉了些發人深省的例子來說明巴西的科學教育出了大問題，非常值得有一樣毛病的我們參考。

費曼要的「感覺」從何而來？說穿了，就是要讓學生從實際的操作及看得見的現象中去獲得、萃取。在他所舉的偏振光實例中，由於人的肉眼看不見偏振光與非偏振光的差別，因此必須間接地藉由偏光鏡來「感覺」。如果能夠讓人類直接而立即地看到偏振光，費曼一定會眼睛一亮，因為這麼一來那些巴西學生直接用看的就有感覺了。

明天，十一月二十五日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，美國EmergentViews公司的林士勛博士將要向大家介紹他所發明的，足以讓費曼眼睛發亮的特殊光學儀器及其廣泛應用。

2010-11-18：暗夜裡的新鮮事（國立自然科學博物館動物學組鄭明倫博士）

2010-11-17T06:00:00.006+08:00

俗話說：「陽光下沒有新鮮事」，但是烏漆漆的黑夜裡呢？就會有新鮮事嗎？很難說。俗話不也告訴我們，夜路走多了會遇到什麼嗎？所以呢，如果哪天走在喔颼颼（黑漆漆的河洛語諧音）的夜路上，看到了既不是燈光、也不是星光、更不是月光的光，那多半就是阿飄的磷光囉。新鮮事？拔腿就跑都來不及了，哪還有什麼新鮮事可尋的？

但就是有一群不怕阿飄的生物學家，專在黑夜裡找飄來飄去的流光。因為幹的是這種「見不得人」的勾當，他們通常都在野外摸黑活動，非到必要時刻，絕不開燈。即使這麼一來，走起路常會跌跌撞撞，一不小心就要摔得鼻青臉腫的，他們還是打死不退。顯然有強烈的誘惑藏在暗夜深處，才讓他們如此地心醉神迷，如此地義無反顧。

這群人在找那令他們悸動的小小流光時，行事十分鬼鬼祟祟，經常拿著白紗在空中揮來揮去，把不明就裡的人嚇得半死。他們給自己取了個不登大雅之堂的名字：寶島賣螢團，每個團員戲稱自己叫螢蟲。沒錯，他們就是追著螢火蟲跑的怪咖生物學家。

在這群螢蟲的眼中，陽光底下就算有新鮮事，都不比他們在暗夜裡尋的新鮮事來得新鮮。這是因為生物發光雖然在海裡還算常見，但在陸地上可是鮮事一樁。在那麼多種類的昆蟲中，會發光的不到百分之一（甚至千分之一）。這樣就夠鮮了吧？更鮮的是，在這個小小的發光類群裡，螢火蟲就像昆蟲界的藍人樂團（Blue Man Group），把light show玩得爐火純青。透過這些光，螢火蟲實踐了生命的意義，創造出宇宙繼起之生命；透過這些光，螢火蟲協同一致地明明滅滅，譜出節律精準的「光樂」；透過這些光，螢火蟲彷彿神功附體，建構出鳥獸難侵的防禦網；透過這些光，螢火蟲甚至看到了送上門來的食物！

這麼神奇的戲法自然引起人類的好奇。從小大家就學過螢火蟲發的是「冷光」，因為絕大部分的能量都轉成光了，因此是非常理想的光源。雖然科學家離這個理想光源的聖杯還有一大段布滿荊棘的路要走，但在開發其他的用途上，倒還成績斐然。另一方面，閃閃發光的螢火蟲也是讓研究行為生態學與演化生物學的科學家充滿想像，不時閃現靈光的好題材。明天，十一月十八日（週四），中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，國立自然科學博物館動物學組的「螢蟲博士」鄭明倫將從應用和理論研究的角度告訴您螢火蟲的一些新鮮事。

（感謝鄭明倫博士協助撰寫本文）

2010-11-11：不踰矩的科學（宜蘭大學生物機電工程學系蔡孟利教授）

2010-11-10T06:00:00.007+08:00

雖然孔子說「七十而從心所欲，不踰矩」，但我們早在七歲以前就可以隨意（從心所欲）而精準（不踰矩）地控制全身上下的許多肌肉。這種看起來絲毫不費吹灰之力的能力，背後其實是一連串的複雜過程。

以手臂的活動為例，運動的指令由腦部發出之後，經由幾個層次的神經元轉送到脊髓內的運動神經元，再經由運動神經元的軸突將命令轉送到相關的骨骼肌，從而驅動骨骼肌的收縮。

在這個複雜的流程中，孔子所關心的主要是發出指令的部分。因此他說，年輕的時候要戒慎恐懼，不要隨隨便便就發出把手放在美眉的屁屁上的指令（「戒之在色」）；而到了中壯年時期則要如履薄冰，不要莽莽撞撞就發出掄起菜刀的指令（「戒之在鬥」）。

因為破了色戒與鬥戒所引起的糾紛，可說是史不絕書。由此可見，這個發出指令的部分時常作怪，很難駕馭。難怪一輩子努力克制自己，盡量不去碰美眉的屁屁（？）與菜刀（「君子遠庖廚」）的孔子會說，他的指令中心到了七十歲才不再作怪。

對於讓孔子防範得滿頭大汗的繁衍與競爭問題，科學家們倒是不怎麼擔心。畢竟這兩件事是文明的驅動力，要是防範得太完備，大家就都沒得玩了。因此，相較於孔子及其徒子徒孫們來說，科學家們比較關心的是傳遞與接收指令的部分。

科學家們當然也不是完全不管大家脖子上面頂的那個指令中心在做些什麼，只是這個常常作怪的傢伙實在是太複雜了，要是把太多的注意力放在它上面，恐怕不但會像孔子一樣一事無成，還會跟他的徒子徒孫一樣，造出像「禮教」這種吃人怪獸。也就是說，對於指令中心的研究，除了難度太高之外，還有倫理上的顧慮：一不小心弄出個可以讓別人對你的指令中心從心所欲的科技怪獸，那可就不得了了！

生物物理期刊俱樂部在五年前曾經簡略地討論過如何以人造的部件來輔助或取代天生的指令傳遞與接收部件，明天，十一月十一日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，宜蘭大學生物機電工程學系的蔡孟利教授將要引領我們更詳細地探究這一門不踰矩的科學。

（感謝蔡孟利教授協助撰寫本文）

【活動公告】生物2理研習營Ⅳ

2010-11-05T05:59:00.001+08:00

【活動緣起】by 紀凱容教授

今年四月，Gorb教授來訪，我們在惠蓀林場舉辦野外實習的一個夜裡，幾位昆蟲學家耐不住春日蟲聲唧唧，開始探索起會館外的蟲相，也引來我們三位老師的好奇。

一隻剛羽化的蟬，頂上三顆發亮的單眼，讓這群昆蟲與物理學家在隔天的早餐中繼續聊起昆蟲的眼睛，也撩起辦個以「視覺中的生物物理」為主題的研習營的初心。

這些年來，我們透過BJC，邀請了不少視覺生理學家～台大昆蟲系的楊恩誠教授 (2004/9/9)、中研院細生所的嚴宏洋教授(2006/10/12)、清大生科系的焦傳金教授(2010/4/8)。聽了我想辦個以視覺為主題的研習營的想法後，焦教授慨然同意擔任這次的Scientific Program Officer，除了力邀嚴、楊兩位教授加入外，還推薦了另兩位專家--台大心理系的陳建中教授，以及陽明大學神經科學研究所的洪洲伯教授--以期呈現由眼睛到腦的完整視覺路徑(visual pathway)。

這五位專家研究的對象分佈陸海空三域，涵蓋脊椎以及無脊椎動物，並運用不同的技術方法來探討視覺的生物物理問題，相信如此多元的視覺研究面貌，將帶給我們完全不一樣的視野，精彩可期。

【線上報名】

官方資訊如下...

Biophysics Workshop: Life among the Formulae of Physics

生物²理研習營Ⅳ－探索生存適應的物理

11.5-11.7

Theme: Vision beyond visibility

主題：蟲魚鳥獸的婆娑視界－視覺中的生物物理

【活動簡介】視覺是人類仰賴甚深的感官來源，尤其在成像清晰度、運動感知、以及立體影像判別等面向，堪稱動物界中翹楚。然而在演化過程中，其他動物也發展出不同的視覺感官，以因應不同的生活棲境。今年的生物物理研習營，我們邀請到國內五位視覺生理學專家來擔任講者，引領我們瞭解由眼睛感光、成像、乃至於大腦感知的完整視覺路徑(visual pathway)。各講者研究的對象遍及陸海空三域，涵蓋昆蟲和頭足類(如烏賊)等無脊椎動物，以及魚類和哺乳類等脊椎動物，讓我們得以在演化的架構下，探索不同動物類群的視覺系統，如何能因應其生存棲境中的光學及生態環境。此外，講者也將介紹各種探討視覺生物物理問題的技術方法，包含光學、顯微分光光譜術 (Microspectro-photometry, MSP) 、電生理學、心理物理學、神經造影術、模擬計算等。相信如此多元的視覺生物物理學研究面貌，將帶給我們完全不一樣的視野，令人大開眼界！

【受邀講者】

嚴宏洋研究員/教授：任職於中央研究院細胞與個體生物研究所，以電生理及行為反應的方法，研究水生動物的聽覺和視覺系統運作的機制。

楊恩誠教授：任教於台灣大學昆蟲學系，除研究昆蟲視覺及其在逆境中的生理與行為反應外，並應用生物物理學原理研發害蟲防治方法。

焦傳金教授：任教於清華大學生命科學系，以比較生物學的觀點，從視覺環境、視網膜生理、及視覺行為等面向，研究視覺系統的演化與功能。

陳建中教授：任教於台灣大學心理學系，運用大腦功能造影以及心理物理學等方法，來探討空間視覺與色彩視覺的神經機制與數理模型。

洪洲伯教授：任教於陽明大學神經科學研究所，研究猴子與人類對於視覺的形狀感知、物體辨識、亮度感知，其基本再現與計算機制。

2010-10-21：踵繼大師、努力折磨（成功大學生理學研究所湯銘哲教授）

2010-10-20T06:00:00.005+08:00

根據美國病理學家James Ewing（1866-1943）的記載，魯道夫‧維蕭（Rudolf Virchow, 1821-1902）曾經說：

...no one even under torture could state exactly what a tumor is.

這位維蕭是何許人也？

對於生命科學背景的學生而言，維蕭是大家既熟悉又陌生的生物學家。熟悉，因為維蕭寫下了今天任何一本普通生物學教科書都會引述的著名格言Omnis cellula e cellula（所有的細胞都來自先存的細胞）；陌生，因為可能就只有在引用這個格言時，他的名字才會出現這麼一次，甚至於根本沒被提到。

對於醫學背景的學生來說，維蕭就是位大名鼎鼎，被譽為現代細胞病理學之父的科學家了。從醫學院畢業後的短短三年之內，維蕭就發現了白血病（1845年）、闡明了血栓的病理機轉（1846年）。如今有一大堆醫學名詞都掛著他的名字，讓醫學院的學生想要不熟悉他都很難。

1847年，年僅26歲的維蕭創立了俗稱《維蕭總覽》的醫學雜誌。他為這份如今仍持續發行的雜誌所寫的第一篇文章〈科學化醫學的觀點〉，以革命性的觀念撼動了德國醫界。在這篇文章中，維蕭為科學化醫學下了定義：

科學化醫學的研究對象是人體或特定器官之運作何以發生改變；在特定的狀態中，這改變以何種方式、以何種程度影響到正常的機能運作；最終的目的在於找出有什麼辦法去矯治這些不正常的變化。要達到此目的，就必須對正常的人體功能有所認識，並了解其運作法則。因此科學化醫學的基礎是生理學。更進一步來說的話，科學化醫學由兩部分所組成；首先是病理學，其功能在於提供我們關於不正常的組織及機能的知識；其次是治療，目的在找出使人體回復到正常狀況的辦法。（中譯文引自《蛇杖的傳人－西方名醫列傳》）

1849年到1856年，維蕭在烏茲堡大學擔任病理學教授期間，特別強調要以顯微鏡來觀察事物，從微觀的角度來思考。也就是這樣的研究思維，讓他領悟到了Omnis cellula e cellula的生命奧秘。

懷抱著將醫學科學化的想法，加上堅持從微觀的角度來觀察與思考，維蕭在1858年出版了《細胞病理學》，創立了這門學問。也就是在這樣的脈絡之下，他確認了他在科學史上留名的原點－癌症－是細胞的疾病，而且癌細胞也如同那句格言所說的，是源自於正常的細胞，只是經歷了某種病變而已。

照Ewing所說，即使像維蕭這樣的醫學大師都沒辦法摸清楚癌症究竟是什麼樣的細胞疾病。有人說癌症是演化的遺澤，因此會如此難以捉摸與攻克，也難怪時至今日，科學家們還依照維蕭所說的，努力地折磨人（自己和學生），只為了想弄清楚當初讓維蕭困惑不已的問題。

明天，十月二十一日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，成功大學醫學院生理學研究所的湯銘哲教授將要告訴我們，為什麼想要踵繼大師，弄清楚癌細胞的病理學，與其折磨人，不如折磨癌細胞。

2010-10-14：展讀摺疊的歷史（交通大學生物科技系張家靖教授）

2010-10-13T06:00:00.007+08:00

科學家在一般人的心目中是純然理性客觀，不會在專業上牽扯個人好惡或感情的。依此推論，科學家所研究的問題應該只有重要與不重要的區分，而不會有熱門與冷門的區別。

如果真是如此，那科學史就會無聊透頂，不會像現在這樣有趣，充滿了許多軼事八卦、江湖恩怨、聖人與惡棍…而且除了科學圈內部的交互作用之外，科學界也不斷地和周遭的世界交互作用，因此科學家在選擇研究題材時，必然會受到當時潮流的影響。只是在多年之後，事過境遷，就沒有多少人記得或知道這些世俗的影響，還以為科學家每天吃飽撐著專想些不食人間煙火的鬼玩意，才會憑空變出一堆讓後來的學生摸不著頭緒的東西。

以我們所關心的生物物理為例，如今已經沒有多少人知道它在上個世紀中葉曾有過一段風光的日子。按照科學史學者Rasmussen考證的結果，從第二次世界大戰結束之後到大約1960年的十多年間，生物物理可是風光得不得了。

到底生物物理當時有多風光，可以從兩件事看出來。第一件事是物理學界的重要期刊Review of Modern Physics在1959年把一整期撥給生物物理做專刊。第二件事是MIT生物學系的大老、拉斯克獎（美國的諾貝爾獎）得主Francis Schmitt（1903-1995）對生物物理的未來展望：

Biophysics, which is rapidly developing to the status of a major branch of the life sciences, is following the pattern set by biochemistry.

換句話說，Schmitt預期生物物理將會像生物化學一樣，成為生命科學中主要的分枝，在許多學術單位有獨立的部門。

為什麼生物物理在當時這麼熱門？主要的原因在於原子彈所帶來的罪惡感以及負面形象驅使科學家們努力地尋求原子能的和平用途，因此將生物醫學和物理學拉在一起的生物物理學自然就成了眾人注意力的焦點。時代的思潮往哪兒流，科學家就往哪裡找研究題材。然而，潮流一過，這一切就都俱往矣！當年的風流人物如今一個都不剩，而當年的風光也早已如明日黃花。

真的都沒有留下什麼東西嗎？

近年來生物物理又成了潮流（至少在某些科學先進的國家是如此啦），背後的原因當然很多，主副之分就留給後世的科學史家去釐清。但很明顯的一個原因是個人電腦的發展與風行，使得電腦不再只是少數科學家能擁有的研究工具，因而大家紛紛回頭檢視以前只能望之興嘆的研究主題。在這股潮流中，在當年的專刊中十分活躍，貢獻了兩篇文章的MIT生物學家利文索爾（Cyrus Levinthal, 1922-1990）所提出來的，關於蛋白質折疊的問題也被挖了出來。這個如今被稱為利文索爾悖論（Levinthal's paradox）到了1980年代末期成了很適合電腦發揮所長的問題，因此吸引了不少物理學家轉而研究相關的生物物理，於是蛋白質的折疊問題就成了這波生物物理熱潮中的主角之一。

明天，十月十四日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，在這股生物物理潮流初起之際就縱身躍入的交通大學生物科技系張家靖教授將要與我們分享他對於蛋白質折疊過程的研究成果。半個多世紀前的那股生物物理熱潮不但留下了有趣的問題，還枝葉繁盛地孕育出許多接棒的科學家呢！

2010-9-30：願哥德爾一路好走（國家理論科學研究中心陳俊仲博士）

2010-09-29T06:00:00.008+08:00

（圖片來源：維基百科）

Einstein has often told me that in the late years of his life he has continually sought Gödel's company, in order to have discussions with him. Once he said to me that his own work no longer meant
much, that he came to the Institute [building] merely "um das Privileg zu haben, mit Gödel zu Fuss nach Hause gehen zu dürfen" ["to have the privilege to be able to walk home with Gödel"]

這是著名的數理邏輯學者王浩（1921-1995）在回顧偉大的邏輯學家哥德爾（Kurt Gödel, 1906-1978）的一生時所引述的一段書信。讓晚年的愛因斯坦如此傾心的哥德爾比愛因斯坦小了二十七歲，他和愛因斯坦一樣，還沒滿二十五歲就已經做出了顛覆整個科學界的研究工作，餘波盪漾至今未息。

哥德爾到底做了什麼驚天動地的事呢？

他證明了「不完備定理（incompleteness theorems）」。

那什麼是不完備定理呢？嗯，真正弄懂這個定理的人似乎遠比拿著這個定理到處套用的人少很多，所以我們也不必忙著弄清楚，反而是看看這個定理被套用到哪些地方會比較有趣。

一位牛津大學的哲學家（John R. Lucas, 1929-）在1959年寫了篇文章，把哥德爾的不完備定理套用到人類的心智上，主張機器無法精確地複製人類心智。從此以後，有不少人加入，於是反機械論（mechanism）的哥德爾論述蔚然成形。

對於哲學家的辯論，物理學家一般來說都不太有興趣。不過，後來也在牛津大學教書的物理學家潘洛斯（Roger Penrose, 1931-）加入戰局，寫了本科普書《皇帝新腦》之後，大家衝著他的名氣，也多少接觸了些。或許最讓（理論）物理學家興奮的是，就這麼巧，機器無法複製人類心智的關鍵就在於（理論）物理學家愛得要命，而哲學家和生物學家為之瞠目結舌的「量子重力效應」。

然而潘洛斯在書中語焉不詳，故弄玄虛，惹得一些人很火大。解開DNA結構的克里克（Francis H. C. Crick, 1916-2004）在離開分子生物學之後，就轉而專心研究意識的根源。他向來的主張就是不要裝神弄鬼，意識的根源不是什麼神秘而且尚未被發現的物理定律，不過就是一堆神經細胞根據已知的物理與化學定律運作的結果。他對《皇帝新腦》的評語是：

He considers physics incomplete because there is as yet no theory of quantum gravity. Penrose hopes that an adequate theory of quantum gravity might explain the mystery of consciousness, but he is uncharacteristically vague as to how it might do so. At bottom his argument is that quantum gravity is mysterious and consciousness is mysterious and wouldn't it be wonderful if one explained the other.

這些高來高去的辯論雖然有趣，但卻都缺乏明確的科學證明可以把對方一槍斃命，所以只有像潘洛斯、克里克這種無憂衣食的學界大老，以及看起來經常在杞人憂天的哲學家才有閒情逸致去參與。大多數科學家都腳踏實地地在工作，慢慢地累積起這些高來高去的辯論背後所欠缺的科學證據。明天，九月三十日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，國家理論科學研究中心的陳俊仲博士將要告訴我們，他如何腳踏實地地建立起神經網路的模型，努力地在克里克的陣營裡添磚加瓦，讓過世多年的哥德爾終能一路好走。

2010-9-23：方興未艾的復古潮流（清華大學數學系許世壁教授）

2010-09-22T06:00:00.006+08:00

依照《聖經》的說法，人類起先是種田的：

主上帝把那人安置在伊甸園，叫他耕種，看守園子（「創世紀」2:15）

接著上帝為了替這位孤獨的農夫找個伴來幫忙：

於是主上帝用地上的塵土造了各種動物和各類飛鳥，把牠們帶到那人面前，讓他命名；他就給所有的動物取名。（「創世紀」2:19）

也就是說，人類的第二份差事是專門替各類生物命名的分類學家。其實，上帝早在造出各種動物之前，就已經開始實施分類學家的培訓課程了：

他命令那人：「園子裏任何果樹的果子你都可以吃，只有那棵能使人辨別善惡的樹所結的果子你絕對不可吃；你吃了，當天一定死亡。（「創世紀」2:16-17）

分類學家是生物學家，而農夫必須熟知適合植物生長的條件，可以算是廣義的生物學家，因此我們可以說《聖經》認為開天闢地以來，歷史最悠久的專業是生物學。不過，據說上帝創造天地之前的那一團混亂是律師的傑作，因此我們應該保守一點，把魔鬼的專業排除掉，改成「生物學是歷史最悠久的人間專業」。

這段《聖經》經文後來結合了柏拉圖的理型論（Theory of Forms）及亞里斯多德的分類學，成了主宰生物學將近兩千年的教條：各種生物，無論是圓的扁的，都是當初上帝創造的各個物種完美原型的不完美展現。就好像數學家告訴我們的，無論多麼小心地畫、仔細地點，就是畫不出絕對完美的圓，就是點不出面積等於零的數學上的點。

那是個從不完美建構出來的完美時代，是個生物學與數學在精神上完全契合、統一的時代。於是有斐波那契（Leonardo Pisano Bigollo）從兔子的生長數目發現他那著名的數列，也有葛蘭特（John Graunt, 1620–1674）和哈雷（Edmond Halley, 1656-1742）從出生死亡紀錄中發展出最早的生物統計學。回頭看看那段《聖經》經文，耕種當然要懂得計算歲時，觀察天象，所以《聖經》沒有明說的是：數學也是歷史最悠久的人間專業，而且從一開始就和生物學緊密結合。

然而，數學差勁的達爾文毀滅了所有的這一切。達爾文之後，《聖經》從科學中退位，物種不再有完美的原型，而讓數學家醉心的秩序與完美也不再主宰生物學，從此數學與生物學漸行漸遠，幾乎到了分道揚鑣，老死不相往來的地步。

所幸還有一小群數學家及生物學家在黑暗中踽踽獨行，努力地維繫數學和生物學之間的連結，最後終於撐過了漫漫長夜。明天，九月二十三日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，清華大學數學系的許世壁教授將要告訴我們，源遠流長的數理生物學（mathematical biology）中究竟有什麼攝人心神的玄妙魅惑，讓他無怨無悔地投注數十年的光陰；以及這股方興未艾的復古潮流中，究竟有哪些題材有發展潛力。

2010-9-16：搶救人魚公主（成功大學系統及船舶機電工程學系陳政宏教授）

2010-09-15T06:00:00.005+08:00

相較於許多有著完美結局的童話故事來說，安徒生的童話「人魚公主」是相當淒美的悲劇。

故事的主角是住在深海裡的六位人魚公主中的老么。她在十五歲生日那天游到海面閒逛，遇到正在為王子舉行生日宴會的大船。英俊瀟灑的王子讓她深深地著迷。

掌舵的先生大概在宴會中多喝了幾杯，迷迷糊糊地把王子的大船開進了暴風雨中。王子的船雖大，但風雨更大。船被掀翻了之後，瀟灑的王子就成了狼狽的落湯雞。

人魚公主費盡力氣才把命在旦夕的王子拖到岸上，正要把故事演成「從此過著幸福快樂的日子」的版本時，安徒生卻安排了一位可能是趁風雨剛過到海邊撿拾漂流木的女孩，讓人魚公主嚇得躲起來，讓腦袋缺氧的王子誤以為她是救命恩人。

單相思的人魚公主最後找上女巫，希望能變成人類，以便接近王子。雖然女巫只能讓人魚公主的尾巴變成走起路來宛如刀割般疼痛的雙腳，而且還得面對王子和別人結婚，人魚公主就將化成泡泡死去的風險，但開起價來卻毫不手軟地要人魚公主拿她美妙的聲音來換。

於是變成人類的人魚公主沒了聲音，即使成了王子的乾妹妹，也沒辦法告訴王子她才是正版的救命恩人。當王子決定和那女孩結婚時，狠不下心依照姊姊們的建議手刃王子的人魚公主，就在晨光中化成了泡泡。

簡短地複習了這個當年讓我們悵然不已的悲劇後，我們立刻可以看出整個悲劇的關鍵在於人魚公主失聲了。

那位女巫雖然學藝不精，倒也有本事把魚尾變成人腿，想來也不是泛泛之輩；但她卻沒辦法讓自己的聲音變美妙，可見安徒生隱隱約約地知道這件事的難度遠比魚尾變人腿還要高。

安徒生的直覺是對的。把「美人魚症（sirenomelia）」患者的「魚尾」變成雙腿的手術，雖然還沒辦法萬無一失，但已經可以做到不讓患者那麼快地變成泡泡的地步了。然而聲帶整形，雖然有越來越多的醫療機構靠這個手術撈錢，Google一下就有一大堆冒出來，但是真正的專家會告訴你要小心啊！

明天，九月十六日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，成功大學系統及船舶機電工程學系的陳政宏教授將要告訴我們，直到最近為止，科學家對於聲帶發聲的方式都沒弄清楚，一直以為是如同簧片般的震動，沒想到卻是如同人魚公主的家鄉－海洋－般的潮起潮落；因此，想要靠聲帶整型手術換取天籟美聲的人，難保不會弄巧成拙地成了真實版的人魚公主！

2010-7-22：絲絲入扣的平衡（台中第一高級中學陳永康先生）

2010-07-21T06:00:00.004+08:00

物理學家喜歡把表象剝除，直搗事物的本質，因此對他們來說，宇宙間的基本交互作用力只有四種：重力、電磁力、強核力、弱核力。至於人們常掛在嘴上的其他交互作用力，像是摩擦力或魅力等五花八門的力，要嘛是這四種力的組合，要嘛就是把物理概念亂套一通的胡言亂語。

顧名思義，強核力和弱核力都是到了二十世紀，人類發現有原子核的存在之後才被發現的。這是因為它們的作用範圍都侷限在原子核內，不是日常生活中就可以感受到的力。相較之下，作用範圍無遠弗屆的重力與電磁力很早被人類察覺到，也是最早被科學家仔細研究的兩種力。

學過普通物理的人都知道，重力和靜電力很像，都遵守「與距離平方成反比」的定律。學過普通物理的人也都知道，這兩種力相像到連最早用來在實驗室中研究它們的儀器都很像，都利用了扭秤（torsion balance）的原理，以一根細絲來測量物體間的微小交互作用力。

不過，學過普通物理的人可能都不知道，法國人庫倫（C.-A. de Coulomb, 1736-1806）用細絲做的實驗竟然名落孫山，不在物理學家們票選出來的「十大最漂亮的物理實驗（10 most beautiful physics experiments）」之列，而兩位英國人米契爾（J. Michell, 1724-1793）與卡文迪西（H. Cavendish, 1731-1810）以細絲設計出來的類似實驗卻榮登金榜。這一點道理都沒有，令人不得不懷疑如果這個票選是在法國做的，或許庫倫就進榜了。其實，沒道理的還不只這個；像比薩斜塔落體實驗，很可能伽利略根本沒真的做過，竟然還高居第二名。顯然物理學家們並不永遠都能夠直搗本質，還是會被表象所迷惑。

扭秤是以細絲扭轉時產生的力來平衡待測量的交互作用力，由此可以得知待測量的力有多大。雖然直到今天，最先進的科學研究都還在悄悄地利用細絲所提供的平衡力，但學過普通物理的人都知道，後來幾乎沒再見過這個美妙的力學平衡。明天，七月二十二日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，沒有學過普通物理的台中一中學生陳永康先生將要告訴我們，大家不是沒再見到，而是視而不見，而他如何看穿表象，發現大自然也在悄悄地利用細絲所提供的平衡力。

2010-7-15：科學油俠（中興大學生物科技發展中心謝淳仁教授）

2010-07-14T06:00:00.005+08:00

被譽為「英國史之父」的聖比德尊者（Venerable Bede, 672-735）在其傳世名著《英國教會歷史》（Historia ecclesiastica gentis Anglorum）中記載了一則科學與神學交織混雜的有趣故事，是關於一位牧師懇請聖埃丹主教為他祈求主的庇佑，希望護送奧西烏國王的未婚妻回國的航程能夠一路順遂，風平浪靜。

話說聖埃丹主教做完禱告之後，拿了些聖油給牧師，告訴他：

I know that when you board your ship, you will meet storms and contrary winds; but remember to pour the oil I have given you on to the sea; the winds will drop at once, the sea will become calm and serene and will bring you home the way you wish.

結果一切正如主教所料，牧師一行人在回程中碰上狂風暴雨，從四面八方打來的大浪在甲板上摧枯拉朽，最後船隻開始進水。眼看著大家就要葬身海底之際，牧師想起主教給的聖油，連忙倒了些在海面上。結果一切又正如主教所料，海面瞬間回復平靜；眾人總算安抵國門，國王也終成完人。

聖彼得尊者大概覺得這故事對讀者來說「唬爛度」不低，所以連忙掛保證說，他是從一位最最值得信賴的牧師那邊聽到這個故事的，而這位牧師則是從那位護送皇后的牧師本人那邊聽來這個故事的。至於那位護送皇后的牧師到底是不是位「唬爛大王」，英國史之父就這麼給它混過去了，不知道這一切是不是也正如主教所料？

其實在古羅馬學者老普林尼（Pliny the Elder, 23-79）所寫的《自然誌》裡，就記載了當時的水手碰上風浪時，把油倒進海裡的應對方式。所以這一招根本不是什麼新發明或神諭，而主教之所以知道，可能只是他比英國史之父更用功，更博學多聞，更喜歡讀自然科學方面的書而已。雖然聖彼得對這招是否有效的疑慮是他孤陋寡聞的結果，但他對於「唬爛度」的顧慮也是合理的，因為可以肯定的是兩位牧師當中至少有一位誇大其辭－如果船艙真的進了水，光是把油倒入海中是絕對解決不了問題的。

大約一千年後，年輕的富蘭克林（Benjamin Franklin, 1706-1790）讀到老普林尼的記載時，也是半信半疑，直到後來隨同艦隊出海時，才親眼見識到。這啟發了富蘭克林去做一件前無古人的事：有系統地以實驗來觀察這個現象。在後來寫給科學同好布朗瑞格（William Brownrigg, 1711-1800）的信中，富蘭克林詳細記載了這些實驗及其結果，並且提出可能的解釋，充分地展現了他令人嘆為觀止的原創力與觀察力。這些實驗可能是科學史上對於油脂的第一個系統性研究，因此富蘭克林可以說是有史以來的第一位「科學油俠」。

在富蘭克林之後，還有許多人也都成為科學油俠，其中也不乏名震遐邇的科學大師。隨著因營養過剩而在體內堆積大量油脂的人越來越多，對於油脂的研究也越來越受到重視，因此我們身邊也有不少科學油俠。明天，七月十五日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，生物科技發展中心的科學油俠謝淳仁教授將要與我們分享他對油脂的研究心得，以及為什麼油脂可以讓他的好奇心油然而生。

2010-7-8：多采多姿的咫尺天地（香港科技大學生命科學部彭筱明教授）

2010-07-07T06:00:00.004+08:00

頂著刺骨的冷風，撐著心臟病因興奮與緊張而加劇的身體，才剛從西班牙的馬德里趕來的卡哈爾（Santiago Ramón y Cajal, 1852-1934）站在斯德哥爾摩火車站的月台上，親切地迎接也從南方遠道而來的義大利朋友高爾基（Camillo Golgi, 1843-1926）。然而高爾基對拉蒙卡哈爾遞出的橄欖枝卻視而不見，和其他迎接他的人略做寒暄之後就直奔下榻的旅館。

受挫的卡哈爾後來對這個令人尷尬的場面沒多說甚麼，但一位在場迎接高爾基的義大利科學家後來寫道：

There was no better occasion to put a cap on the past and acknowledge the merits of both of them...And it would have been truly agreeable if a gesture of reconciliation had originated from the older of the two, because Cajal, with his presence, had in a certain way encouraged him to do so. But the ice was not broken either that evening or in the subsequent unavoidable encounters during their stay in Scandinavia.

高爾基不但沒有接下卡哈爾遞過來的橄欖枝，更糟的是，他還在三天後的諾貝爾獎受獎演說裡，把整個演講拿來攻擊卡哈爾極力鼓吹的神經元學說（neuron doctrine）。這篇題為 The neuron doctrine - theory and facts 的演講劈頭就說 I have always been opposed to the neuron theory，然後無視於這個學說在當時已經廣為科學界所接受的事實，接著宣稱 this doctrine is generally recognized to be going out of favour，經過冗長的論證之後，他提出總結：

The conclusion of this account of the neuron question...brings me back to my starting-point, namely that no arguments...supported the theory of the individuality and independence of the neuron, will stand examination.

這個結論點出了高爾基為什麼對卡哈爾滿懷激憤：卡哈爾在1880年代末期發現神經元是獨立而不相連通的，不同的神經元之間有十分微小的間隙存在，推翻了高爾基先前所「證明」的神經元間是相互連通的網樣學說（reticular theory）。

雖然這個寬度大約30奈米的間隙直到1953年才被美國科學家Palay以電子顯微鏡直接觀察到，但卡哈爾的發現促使科學家們開始思考、探究神經訊號要如何跨越這個間隙而傳遞的問題，從而開展了對於神經元間的傳導物質（neurotransmitter）及其受體的研究。

其實科學界早在1840年代就發現了另一個間隙，是位於肌肉與神經之間的神經肌肉接合點（neuromuscular junction）。雖然對於這個間隙的研究沒有高爾基式的激憤怨懟為其增添戲劇化的色彩，但也充滿了多采多姿的問題與發現，同時也與對於神經元間隙的研究相互啟發、互通有無。明天，七月八日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，香港科技大學生命科學部的彭筱明教授將要引領大家鑽入這個多采多姿的間隙，同時告訴我們如何結合物理與生物來一探究竟。

2010-6-10：蜻蜓101（中興大學生物物理學研究所張家慈小姐）

2010-06-09T06:00:00.004+08:00

人類的科技文明有一大半是建立在對於物體的運動能夠精確地預測與操控上的。從天上翱翔的飛機，到陸上奔馳的列車，再到水裡匿行的潛艇，無一不是建立在人類對於物體在各類介質中的運動方式的理解與操控上。

然而，人類並不是唯一能夠精確預測物體運動方式的生物。只要見過遊隼攻擊入侵者的影片，立刻就可以知道動物在這方面的能力也很高強。而在對於運動的操控方面，生物往往比人類更游刃有餘。像是鴿子在躲避遊隼的攻擊時所展現的高超飛行技巧，就足以讓所有飛行員張口結舌，自嘆弗如。甚至於連某些寄生植物對本身的運動（雖然很慢）也有高超的操控能力，可以分毫不差地瞄準被寄生的植物，完全不讓動物專美於前。

因此我們或許應該反過來看：人類的科技文明其實有一大半是在重複發明演化早就創造出來的鬼斧神工。如果我們問，人類對於運動的預測與操控所發展出來的技術中，有多少是在生物圈中找不到前例的？答案恐怕會讓人類很困窘吧！

以台北的地標，同時也是台灣建築工程的代表作之一，台北101來說，為了降低氣流造成的晃動幅度，在接近頂樓的部位掛了一顆重達660公噸的巨大鋼球，作為所謂的「調質阻尼器」。這顆據說是全世界最大的阻尼器大概是台北101的工程團隊最感驕傲的事物之一，因此也是全世界唯一開放給遊客觀賞的阻尼器。如此巨大的阻尼器在生物圈中有沒有前例呢？

在回答這個問題前，當然要先弄清楚要如何定義「巨大」。沒有生物比台北101還要巨大，因此比絕對值沒什麼意思。要比就要比相對值，因此那個巨大的鋼球阻尼器有多巨大，要以它所減振的對象－台北101本身－的重量來量度。台北101的重量據估計超過70萬公噸，所以那個巨大的鋼球阻尼器占了整棟建築的0.1%左右的重量。生物圈中有沒有比這個還巨大的阻尼器呢？

明天，六月十日（週四）中午十二點十分，在農資學院（農資大樓）二樓會議室，中興大學生物物理學研究所的張家慈小姐將要告訴我們，蜻蜓為什麼可以讓台北101相形見絀。

2010-6-3：細菌城市（中興大學物理學研究所廖志堂先生）

2010-06-02T06:00:00.006+08:00

荷蘭商人雷文霍克（Antonie van Leeuwenhoek, 1632-1723）從1673年起，開始在倫敦皇家學會的會報上發表他利用顯微鏡觀察各種事物的結果。在最初發表的論文中，他觀察的是黴菌、蜜蜂與蝨子的細微結構。這些結構本來就是肉眼可見的，而雷文霍克所描繪的圖像也和肉眼所見相似，因此沒有引發什麼爭論。

然而，當他在1676年發表論文，描述他在雨水、井水及海水中所觀察到的許多種前所未見的微小生物時，卻引起了眾人的質疑。讓大家更無法置信的是，根據雷文霍克的估計，一小滴水中就有成千上萬隻這種小生物在裡面游來游去。經過幾年的調查，大家才發現雷文霍克既沒有胡說八道，也沒有觀察錯誤，微生物千真萬確地活在人們以為純淨無比的水中。雷文霍克因此成了史上第一位微生物學家，被後世譽為微生物學之父。

擺脫質疑之後，雷文霍克繼續在皇家學會發表他對微觀世界的觀察結果。他在1684年發表的一篇論文中，對齒斑做了詳盡的研究，發現這些小小的白色斑點中住了許多種如同他在水中所觀察到的微生物，有桿狀的，也有球狀的。而且即使他很努力地維持牙齒的清潔，卻還是無法擺脫這些微生物。為了看看有沒有辦法完全殺死這些微生物，他說：

I took in my mouth some very strong wine-vinegar, and closing my teeth; I gargled and rinsed them very well...but there were an innumerable quantity of animals yet remaining in the scurf upon the teeth...

I took a very little wine-vinegar and mix it with the water in which the scurf was dissolved, whereupon the animals died presently. From hence I conclude that the vinegar with which I washed my teeth killed only those animals which were on the outside of the scurf, but did not pass through the whole substance of it.

這個實驗顯示齒斑提供了微生物額外的保護，讓它們比浮游在水中的微生物更能抵擋住惡劣環境的考驗。

雷文霍克的實驗很簡單，結論也很清楚，但直到三百年後科學界才逐漸意識到其重要性。如今科學家們知道，齒斑是典型的生物薄膜（biofilm），而雷文霍克的研究告訴我們，生物薄膜是同種或不同種的許多微生物所組成的群居結構，讓微生物能熬過諸如酸、鹼、抗生素等有害物質的摧殘。然而，正因為生物薄膜提高了微生物在惡劣環境下的存活機會，因而構成了臨床醫學上的頭痛問題。

但生物薄膜也不是一無是處的壞東西。除了工業上的應用，最近科學家們也開始透過生物薄膜來研究許多科學上的基本問題。例如，如同一座細菌城市的生物薄膜是不是也和人類的城市一樣，會發展出或競爭或合作的不同族群？生物薄膜的形成對於單細胞到多細胞的演化過程提供了什麼啟發？

明天，六月三日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，中興大學物理學研究所的廖志堂先生將要告訴我們，他如何用數學與物理來研究生物薄膜，以及與生物薄膜有關的基本問題。

2010-5-27：安全的恐慌（中興大學物理學系林怡君小姐）

2010-05-26T06:00:00.004+08:00

在關於言論自由是否應該受到限制的討論中，經常被引述的是美國最高法院大法官霍姆斯（Oliver Wendell Holmes, Jr. 1841-1935）的觀點。在美國社會黨總書記申克（Charles Schenck）控告美國一案中，霍姆斯寫道：

The most stringent protection of free speech would not protect a man falsely shouting fire in a theater and causing a panic....The question in every case is whether the words used are used in such circumstances and are of such a nature as to create a clear and present danger that they will bring about the substantive evils that Congress has a right to prevent.

他在此所揭櫫的「明顯而立即的危險」成了往後五十年檢驗言論自由的標準，而「在戲院中冒稱失火引起恐慌」也從此成了討論言論自由的界線時最常被引用的例子。

根據記載，霍姆斯所提出的標準引起法學界的關切與批評，因為對於特定的言論是否構成「明顯而立即的危險」往往無法明顯而立即地判定。以霍姆斯提出的例子而言，不管是不是真的發生火災，在戲院中大喊失火會不會造成明顯而立即的危險，關鍵在於恐慌的發生與蔓延。如果能證明恐慌確實會發生，也會蔓延開來，而且也能證明蔓延開的恐慌會造成明顯而立即的危險，那麼我們才能斬釘截鐵地判定這樣的言論會構成明顯而立即的危險。

問題是，真的會引發恐慌嗎？恐慌真的會蔓延開來嗎？而且，即使恐慌蔓延開來，真的會造成明顯而立即的危險嗎？

如果大喊失火的人是承諾屢屢跳票的政客，大概只有忠心耿耿的粉絲才會心生恐慌；但這種傻瓜日漸減少，沒理由在戲院裡會特別多，所以恐慌很難蔓延開來。而如果大喊失火的同時看不到搖曳的火光，也嗅不到瀰漫的煙霧，恐怕只有大喊失火的人會感到恐慌，害怕被專心看戲的觀眾當成瘋子給踹出去。

如果真的失火了，恐慌蔓延開來，就一定會有明顯而立即的危險嗎？明天，五月二十七日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，物理學系二年級的林怡君小姐將要告訴我們，她如何以電腦模擬的方式來證明霍姆斯的例子在逃生通道經過適切設計的戲院中會失效，以及研究如何在恐慌中避免明顯而立即的危險。

2010-5-20：寸土必爭（中興大學生物物理學研究所曾億萍小姐）

2010-05-19T06:00:00.007+08:00

宋真宗在《勵學篇》裡說：

富家不用買良田，書中自有千鐘粟；
安居不用架高樓，書中自有黃金屋；
娶妻莫恨無良媒，書中自有顏如玉；
出門莫恨無人隨，書中車馬多如簇；
男兒欲遂平生志，五經勤向窗前讀。

說來諷刺，書中有沒有「千鍾粟」、「黃金屋」、「顏如玉」其實是由國家的典章制度來決定的，而君主專制時代的典章制度要如何訂定又完全掌控在君王手中，因此身為國君的宋真宗寫了半天其實都沒講到這個重點。可憐後世的書生們有不少是只會搖頭晃腦的蠢才，根本沒看到這一點，還以為把書讀爛了，田產俸祿、金銀財寶、絕色美人就自然都會從天而降；難怪像《聊齋志異》這種書裡，俯拾皆是滿腦子淫邪妄念、一發夢就撞見狐仙艷鬼的書生。

那麼遠在書本問世之前，早在權力的分享典章制度化之前，有什麼東西可以保證「千鍾粟」、「黃金屋」、「顏如玉」會自動送上門呢？

其實千鍾粟或黃金屋多半得靠自己去爭取，不會自動送上門來，倒是顏如玉們都很現實勢利，見到誰有千鍾粟或黃金屋，就會自動獻身（不然哪來那麼多美女嫁入豪門的新聞？）人類如此，其他動物更不例外。從演化的角度來看，這當然是顏如玉們精算後的選擇，以便讓自己的後代享有更豐沛的資源，提高存活的機會。

因此，千鍾粟或黃金屋之類的資源是顏如玉自動送上的關鍵，是必須拼命去爭取、掌握的。「地盤」和這類資源的關係密切，因而成了兵家之必爭。為了爭奪地盤，包括人類在內的各種動物發展出五花八門的攻防方式；而為了持續鞏固已經到手的地盤，也發展出千奇百怪的各類行為。然而，這些攻防與鞏固地盤的方式看在另一個物種眼裡，往往是不明就裡的。正如《動物密碼》裡談到的：

在確立領域邊界之後，公雀會唱起鄰居的歌，但通常只在鄰居不唱歌時才會這麼做。這個維持領域的作法較不具威脅性，它的意思是：「我厲害得很，連你的歌都會唱，所以你可別輕忽我的能耐！」對於不明內情、端著早晨咖啡站在院子裡聆聽的人類而言，這些歌聲聽來相當甜美，不過這些鳥兒的對話全是撂狠話、互相對罵。

正因為看起來不明就裡才引人入勝，因此科學家們費了許多工夫在發掘與研究各式各樣的領域行為。明天，五月二十日（週四）中午十二點十分，在農資學院（農環大樓）二樓會議室，生物物理學研究所的曾億萍小姐將要告訴我們，她在台灣蓋斑鬥魚身上所發掘的既新奇又隱晦的領域行為，以及如何運用數學與物理來分析隱藏其間的奧妙。

2010-5-13：細說豚口普查（國立自然科學博物館姚秋如博士）

2010-05-12T06:00:00.009+08:00

（圖片來源：維基百科）

在《舊約聖經》中有兩段讓世人困惑不已的記載，分別是〈撒母耳記下〉二十四章的：

（24:1）上主對大衛說：「你去調查一下以色列和猶大的人口。」
…（24:15）於是上主降瘟疫在以色列人身上，從那天早上到他所定的時候，從北邊的但到南邊的別是巴共有七萬以色列人死亡。

以及〈歷代志上〉二十一章的：

（21:1）撒但敵對以色列人，使大衛定意進行戶口普查。
…（21:14）於是，上主降瘟疫在以色列人當中，有七萬人死亡。

那麼究竟是誰，上主還是撒但，叫大衛王去進行人口普查呢？熟讀經文的信徒當然會察覺到這兩段類似的記載有著不同的前因，於是免不了要好好地討論辯證一番，弄清楚上主和撒但怎麼會看起來不分你我，沆瀣一氣。

雖然前因不同，但是後果倒是一模一樣：上主降瘟疫在被普查的人頭上，一下子就寵召了七萬人。依照《舊約聖經》的記載，這是震怒的上帝對大衛王的懲罰。這當然也躲不過虔誠信徒的眼睛，於是認真嚴肅地討論起來，想要弄清楚為什麼進行人口普查會觸怒上帝。

不論是誰叫大衛王去做普查，也不論究竟為什麼進行普查會激怒上帝，普查和瘟疫降臨殺死一大堆人之間的連結就這麼地深入人心。據說這個連結所引起的恐懼，讓西方國家在將人口普查制度化、定期化的過程中遭遇到不小的阻力。

如今已經沒有人會把普查和瘟疫連結在一起，許多國家也都有了定期實施的普查。如果普查不只是點點人頭而已，還調查了包括年齡、性別、收入、健康狀態、飲食習慣等等雜七雜八的資料的話，所得到的結果還可以提供更詳細的資訊，讓政策規劃、學術研究能更加地精確細膩。有了這些好處，大概沒有多少人會想到，普查和死神曾經是如影隨形的。

生物學裡也有普查，而且執行起來比人口普查還要辛苦、困難許多。生物學裡的普查也和人口普查一樣，不只是清點個體數目而已。明天，五月十三日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，國立自然科學博物館的姚秋如博士將要告訴我們，她如何以無比的耐性完成艱難的露脊鼠海豚普查、如何從普查結果中獲取重要而有趣的資訊；還有，也很重要的，她的普查結果如果落入有心人手中，會不會成為他們按圖獵殺的依據，讓普查與死神重新掛勾？

2010-5-6：嗅覺裡的物理（中興大學物理學研究所曾宏焙先生）

2010-05-05T06:00:00.005+08:00

人們常用「第六感」來描述超出普通感官範圍的感覺，包括從心電感應到透視力等等「感覺」通通都算「第六感」。依照膾炙人口的科普書籍《這才是心理學》的說法，許多調查研究都一致顯示，超過50%的一般大眾。連仰之彌高的學術殿堂美國國家科學院，也有4%的院士對於第六感不疑有他，10%認為研究第六感的超心理學（parapsychology）應該要加以鼓勵。

話說回來，這10%的學術界大老多半都是一方之霸，就算親自出馬去研究第六感，也頂多只是引人非議而已，還是可以一如往昔地過呼風喚雨、吃香喝辣的日子。至於科學界的後進，就算有學術界大老的支持，最好還是不要傻傻地就往前衝，否則哪天大老見風轉舵或蒙主寵召就慘了。其實光是排在第六感之前的那五種感官就已經有很多還沒研究過的問題，何苦拿自己的學術生命開玩笑呢？

這五種感官是視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸壓覺。而除了這五種傳統定義下的感官之外，還有諸如平衡感、冷熱感、痛感等感官也都是科學界後進可以安心研究的主題。套句費曼的名言：There's plenty of room at the bottom，我們可以說，除了第六感之外，there's plenty of room that makes sense.

在傳統的五種感官中，視覺、聽覺、觸壓覺所牽涉的都是將物理訊息轉化成神經電訊，因此是物理學家與生物學家攜手合作的理想園地；而嗅覺與味覺則是將化學訊號轉化成神經訊號，自然而然地就成了化學家與生物學家聯手出擊時的首選。只不過這麼一來，每個研究題材很快地就擠滿了背景類似的人，都在問類似的問題，都用類似的研究手法，初來乍到的後進就很難有出頭天了。

因此，想要出奇制勝就要與眾不同，而想要與眾不同，最直截了當的就是從化學的角度來分析視覺、聽覺或觸壓覺，或是以物理的觀點來探究嗅覺或味覺。明天，五月六日（週四）中午十二點十分，在農資學院（農環大樓）二樓會議室，物理研究所的曾宏焙先生將要告訴我們，如何以物理的觀點來來研究嗅覺。

2010-4-29：母愛背後的精算（東海大學生命科學系關永才教授）

2010-04-28T06:00:00.005+08:00

日本醫界的傳奇德田虎雄在小學三年級時，目睹了弟弟因為找不到醫生願意晚上到家裡看病，因而喪命的慘劇，從此立定志向要當醫生。對住在偏僻離島（德之島）的小孩來說，生活已經十分困苦了，想克服城鄉差距到日本本土去考醫學院，簡直是天方夜譚。德田虎雄靠著家裡變賣農地所得的經濟資助，降級插班到大阪的高中，重考了兩年，才如願地進入大阪大學醫學系就讀。

偏遠地區人口稀少，醫療需求不足以撐起全年無休、二十四小時運作的大型醫療診所，因此只有小型診所能生存得下去。對醫生來說，在這種地方開業，雖然比較不必擔心被大醫院吃掉的問題，可以不用拼老命地半夜爬起來出診，但同時卻得面對萬一客源不足（如果居民都健健康康的話），有一頓沒一頓的問題。德田的弟弟會找不到醫生，想必是因為當地的醫生還沒遇到客源不足的問題，因此可以拿翹。

德田家將賴以為生的農地變賣掉，投資在德田虎雄的身上，現在看起來是個成功的投資。但如果德田虎雄最後沒考上，那德田家就損失大矣。其實，除了變賣農地、鎖定大阪大學醫學系之外，還有其他風險高低不同的選項，不必非得如此孤注一擲。當然，如果考量的是破釜沉舟對德田虎雄的心理效應，或許德田家最好的策略就是孤注一擲：賭得越大，德田虎雄就會越拼命。

類似的考量在生活中俯拾皆是，不只是考慮開業地點的醫生，也不只是考慮該讓小孩去哪裡念書的家長，而是每個人都會遇到的。考慮讀研究所的人遇到的可能是「花錢花時間去讀個學位以便換得較高的起薪」與「現在就投入職場，用年資來換薪水」的選項；做職涯規劃時面對的可能是「跟著主流走比較保險，到時候再去想如何擊敗眾多對手」與「人多的地方不要去，到時候競爭對手比較少」的抉擇。

其實也不只人類有這類考量，許多生物也都有。選擇在哪裡撫養子代就像醫生在選擇開業地點，必須考慮天敵（大型醫療院所）的數目多寡、食物（客源）的取得難易等。不得已選擇了先天條件比較差的地點，那就必須運用適時補充養分（變賣農地）、伺機遷徙（轉學到大阪）等策略。唯一的差別或許是生物不像人類有心理效應的因素，也就是說，不會因為看到媽媽很辛苦，所以就更加拼命。

因此，不論人類或是其他生物，媽媽很辛苦的背後其實隱含著對於小孩生存機率與優勢的精明算計，該冷血的時候也會毫不含糊地冷血。如果爸爸也參與後代的撫育，當然他也會一樣地精明、一樣地冷血。

明天，四月二十九日（週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，東海大學生命科學系的關永才教授將要告訴我們，如何從樹蛙的撫育行為窺探母愛背後的精明算計。

2010-4-22：蛇杖的秘密（德國Christian-Albrechts-University of Kiel動物學系功能型態與生物力學主任Gorb教授）

2010-04-21T06:00:00.007+08:00

上星期在「細胞按摩術」裡所提到的醫學之父希波克拉底（Hippocrates）據說是古希臘神話裡的醫神阿斯克勒庇俄斯（Asclepius）的虔誠信徒，因此許多史家都認為他的醫學源於阿斯克勒庇俄斯神廟的託夢神諭療法。雖然醫學史家努蘭（Sherwin B. Nuland，1930-）在《蛇杖的傳人》中指出，希波克拉底的醫學是理性實證的，而非來自於神廟的超自然力量，但為時已晚；希波克拉底早就和神話人物阿斯克勒庇俄斯糾纏不清了，甚至還有人人神不分地說希波克拉底是醫神的後代！

如此這般地糾纏不清了許多世紀，到最後醫神所攜帶的蛇杖（Rod of Asclepius）也和希波克拉底一樣，成了西方醫學的象徵。於是許多醫學組織，像美國的醫學學會以及我國的醫師公會，都是以一條纏繞著長杖的蛇作為會徽。

不過，比人神不分更糟的還在後頭：有人一不小心，把醫神的蛇杖和小偷騙子之神兼商業之神兼接引亡靈之神赫耳墨斯（Hermes）的象徵符號caduces（商神杖）－兩條纏繞在長杖上的蛇－搞混了。結果許多軍醫院，像美國的海軍看護士醫院以及我國的三軍總醫院，都糊裡糊塗地把這個和小偷、騙子、亡靈共濟一堂的標誌拿來當院徽了。

為什麼醫神和小偷騙子之神都和纏繞在杖上的蛇有關呢？

沒人真的知道，因此也就眾說紛紜。但是對於研究生物物理的人來說，最能挑起好奇心的倒不是這個問題，而是表皮十分光滑的蛇為何會以及如何能纏繞在杖上的？

為何會纏繞，似乎並不難理解：蛇既沒有手，也沒有腳，因此會盡量把身體纏繞在細長的杖上，以免一不小心「失身」滑落。但仔細觀察蛇在各種粗細的圓柱上如何爬行，卻不常看到蛇真的一圈圈地纏繞的運動方式。至於如何能纏繞，顯然牽涉到蛇鱗結構與纏繞方式如何影響摩擦力的複雜關係，不是三言兩語就可以說清楚的。

更有甚者，除了長杖狀的樹枝之外，蛇在自然界中還會遇到各式各樣的挑戰；更倒楣一點的，還會碰上好奇心旺盛的科學家，拿各種人造表面來測試蛇的運動本領。整體來說，蛇雖然不是永遠都能爬得如行雲流水般順利，但大半時候的表現都不含糊。

為什麼在光滑的竹竿上，很難找到比沒有腳的蛇運動得更快、更順的動物呢？明天，四月二十二日（週四）中午十二點十分，在農資學院（農資大樓）二樓會議室，德國基爾大學動物學系功能型態與生物力學主任Gorb教授將要告訴我們，在光滑的竹竿上，看起來同樣滑不溜丟的蛇如何能具備足夠的摩擦力讓它能夠來去自如。

2010-4-15：細胞按摩術（台灣大學電機工程學系郭柏齡教授）

2010-04-14T06:00:00.006+08:00

被譽為醫學之父的古希臘醫師希波克拉底（Hippocrates，約西元前460-370）曾說：

The physician must be experienced in many things, but most assuredly in rubbing.

由此可見，醫學之父對按摩有很高的評價。然而，時至今日，按摩已不復往日榮光，被逐出現代正統醫學的殿堂，淪為眾多另類療法中的一個小小分支，成為眾（西）醫撻伐的對象之一。

為什麼希波克拉底這麼重視徒子徒孫們不屑一顧的按摩呢？

從演化的角度來看，雖然按摩似乎是人類獨有的，但其實許多動物都發展出類似的行為。這種被科學家稱為社會性梳理（social grooming）的行為，對於社會性動物來說，顯然有助於同盟關係與階級排序的建立或確認，以及衝突後的調停和解，因此並不難理解為何會發展出這種行為。人類也是社會性生物，當然也和其他靈長類一樣，會發展出這種行為。

只不過人類這種「裸猿」不像其他靈長類有那麼多毛髮需要梳理，而且說不定梳過頭了，只剩兩三根無法禦寒的毛髮，反而降低生存機會。雖然有人主張社會性梳理在人類身上轉化成東家長西家短的閒聊，從而解釋語言的出現，但只要一想到語言的出現還牽涉到生理與認知上的許多變化，難免會讓人覺得，這種主張真的是玩得太大了點。

如果不想玩得那麼大，或許可以猜測社會性梳理後來演變成了希波克拉底十分重視的按摩。而他身後兩千年的科學研究結果顯示，不論是不是社會性生物，社會性梳理都會影響內分泌，鬆弛緊張與減輕生理負荷；依此類推，按摩應該也有同樣的效果，而他可能正是因為這樣的「療效」才會如此重視按摩。

然而希波克拉底的徒子徒孫們也有很充分的理由反對以按摩來取代正統療法，而且輕柔的梳理畢竟也和可以讓人痛到哇哇叫的按摩不同，不能拿梳理的效果來隨便類推。追根究柢而言，關鍵在於我們對於在機械力的作用下的細胞生理學了解得太少，根本不知道個別細胞在按摩下會有什麼樣的生理變化。

明天，四月十五日（週四）中午十二點十分，在農資學院（農資大樓）二樓會議室，台灣大學電機工程學系的郭柏齡教授將要告訴我們，作為希波克拉底傳人之一的他在細胞按摩術上的研究心得，及其可能的應用。

2010-4-8：滑溜的海中哲學家（清華大學生命科學系焦傳金教授）

2010-04-07T06:00:00.007+08:00

提起亞里斯多德，大家聯想到的是古希臘哲學、蘇格拉底、柏拉圖；而學科學的人可能還會聯想到他所提出來的許多錯誤見解，嚴重地妨礙了現代科學的萌芽與發展，直到伽利略與牛頓等人前仆後繼的努力，才把亞里斯多德的「遺毒」完全清除。

但是很少人會聯想到生物學。

集生物學家、數學家、西洋古典學家於一身的D'Arcy Thompson爵士是亞里斯多德的生物學力作《動物誌》的英譯者，具備充足的生物學知識得以對亞里斯多德的貢獻品頭論足。他說：亞里斯多德在生物學上的貢獻如同波以耳在化學上的貢獻，不但將生物學從民間傳說提升成科學，也為生物學在哲學殿堂中取得一席之地。波以耳的貢獻至今屹立不搖，由此可知，亞里斯多德對生物學的貢獻也還有雋永彌新之處，不會像他的物理學一樣地已經灰飛煙滅了。

亞里斯多德在《動物誌》中對章魚與烏賊等頭足綱生物做了非常詳細的研究。Thompson爵士說亞里斯多德對於交接腕（hectocotylus）的描述被當成是胡言亂語而塵封多年，直到大約兩千年後的十九世紀，才被當時的解剖學家重新發現。除此之外，亞里斯多德也提出了許多到今天都還沒完全解決的問題。無怪乎Thompson爵士會說亞里斯多德是非常偉大的自然誌學者（naturalist）。

然而極端諷刺的是，亞里斯多德在文藝復興時期被攻擊他的哲學家們所賦予的形象卻是狡猾閃避，像隻烏賊。這些哲學家大概沒細讀過《動物誌》，所以向來只用躲在墨汁裡來形容他的語焉不詳。要是他們讀了他在《動物誌》第九冊裡所寫的：

Of molluscs the sepia is the most cunning, ...often uses its colouring pigment for concealment...it can change its colour so as to make it resemble the colour of its habitat.

想必一定會如獲至寶，毫不客氣地借來替他們對亞里斯多德的攻擊增色添彩。

烏賊確實如亞里斯多德所描述的擅長偽裝，難怪有人用「海洋魔術師」來形容它們。這種因應生存需求所演化出來的偽裝魔術，應該和誠實與否的德行無關，但與智力的關係似乎十分密切。因此，不論烏賊是否如同亞里斯多德所描述般地狡猾，也不論亞里斯多德是否如烏賊般地狡猾，烏賊似乎必須具備如同亞里斯多德般的高度智慧，才能發展出如此高超的偽裝魔術。所以，漫遊的烏賊如同踱步的哲學家…

真的是這樣嗎？

在徹底了解烏賊如何精通偽裝魔術之前，這些都只是想當然爾的推測。明天，四月八日（週四），中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）601會議室，清華大學生命科學系的焦傳金教授將要告訴我們，在亞里斯多德之後兩千多年的今天，人類對烏賊偽裝術的認識有多少。

2010-4-1：低頭的稻穗（Yuren大學卜修稼教授）

2010-03-31T06:00:00.007+08:00

稻穗成熟飽滿後是彎腰低頭的，同樣地，任教於Yuren大學（University of Yuren, UAS）的農業技術專家卜修稼（Stuart Bool）教授在成就了無人能及的卓越貢獻之後，也是低調謙遜的。

英裔法籍的卜教授於1962年在法國巴黎第十四大學（Universite de Paris XIV, Paris Churchill）取得博士學位，旋即獲聘任職於聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，簡稱FAO），銜命前往各國進行作物育種與改良的實驗。他在1960年代末期經由秘密管道（當時聯合國還沒對中國敞開大門）潛赴中國，成功地協助中國政府收拾大躍進後的糧荒殘局。由於這段因緣，這位著名的數理哲學家George Bool（布爾代數即其所創）的曾孫因而有了個意味著「修補莊稼」的中文姓名－卜修稼。

為全球農糧問題勞心盡力了四十多年後，卜教授從第一線退了下來，轉任Yuren大學。雖然成就傲人、貢獻卓著，但仍維持居住在法國的英裔人士慣有的低調作風，因此在FAO與Yuren大學外，知道他大名的人寥寥無幾。他這次訪台的目的是協助農糧產業及從業人員因應ECFA簽訂後的變局，生物物理期刊俱樂部藉此難得的機會提出邀請，請他在緊湊的行程中抽空來訪。宛如飽滿的稻穗迎風播種，卜教授聽到期刊俱樂部成立的宗旨是培育年輕一代的跨領域研究人才，二話不說地就接受了我們的邀請。

明天，四月一日（週四），中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）二樓會議室，來自Yuren大學的卜修稼教授將以基因改造作物對開發中及未開發國家所帶來的利弊為題，發表演講。機會十分難得，請各位不要錯過與大師見面晤談的機會！

生物物理期刊俱樂部感謝您無怨無悔的鼎力支持，忠誠詳細地閱讀每篇活動公告。祝您愚人節快樂！

2010-3-18：生物微中子偵測器（中正大學化學暨生物化學系王少君教授）

2010-03-17T06:00:00.009+08:00

目前全世界大約有七十億（7×10⁹）人，每個人身上大約有一百兆（1×10¹⁴）個細胞。把這兩個數字乘起來就是全世界的人類細胞總數，七千億兆（7×10²³）；用化學家的計量單位來說，大約是一莫耳左右的人類細胞。

這些細胞中，除了某些比較特別的之外，每個都有大約三十億（3×10⁹）個鹼基對。以每天分裂一次的速度來估算的話，每天有二十億兆兆（21×10³²）個鹼基對進行複製。如果這當中有某一個鹼基對在複製時出錯，有沒有可能在下一次複製之前把出錯的鹼基對找出來呢？

看到二十億兆兆這個天文數字，想當然耳的答案顯然是「不可能」。不過，要是知道在過去半個世紀內，人類大海撈針的技術有多大的進步，恐怕就不敢回答地這麼理所當然了。

2002年的諾貝爾物理獎頒給了最擅長大海撈針的化學家戴維斯（Raymond Davis, Jr. 1914-2006）與物理學家小柴昌俊（1926-），因為他們設計的微中子偵測法靈敏到幾乎可以辦到這件事。諾貝爾基金會因而在稱讚他們的成就時說，這比在撒哈拉沙漠中找特定的一粒沙還要困難許多。

然而，看看他們設計的方法，除了要用幾百噸的乾洗劑或幾千、幾萬噸的純水，還得搭配許多昂貴的偵測儀器，以及動輒十幾、二十年的持續監測，是典型的大科學（big science）手法，根本沒多少人玩得起。要對付虛無飄渺的微中子，這或許是必要的；但生命過程如果精確到二十億兆兆次複製才會出現一次錯誤的話，那麼演化的速度就會遲緩許多，恐怕到今天都還停留在單細胞的階段。事實上，以人類的基因突變率來估算，每天會有多達一百個莫耳左右的錯誤產生。由此觀之，生命科學中的檢測問題，多半不會比在撒哈拉沙漠中找特定的一粒沙還要困難太多，應該可以不必玩得那麼大，應該有比較多的人玩得起。

但生命科學的檢測問題並沒有因此就比較簡單，因為沒有多少人會願意花大把銀子，上醫院被抽個幾百西西的血、忐忑不安地等上五、六個月、接受全身麻醉讓醫生開膛剖腹採取檢體，只為了換來正確率略高於百分之五十的「您可能已經罹患會在半年內致命的XX病，請盡速就醫」的檢驗結果。所以在這個與大科學相對的另一端，人們追求的是另一種極限：輕薄短小、迅速確實、便宜方便。

明天，三月十八日（週四），中午十二點十分，在農資學院（農資大樓）二樓會議室，中正大學化學暨生物化學系的王少君教授將要告訴我們，生物科學裡的微中子偵測器－生物晶片－如何將生物檢測往這個極限推進，以及為什麼生物晶片的研發和微中子的偵測一樣，需要化學家、物理學家、工程學家、企業家的通力合作才能成事。

（感謝林怡君小姐協助撰寫本文）

2010-1-7：生物物理宴饗

2009-12-29T06:00:00.002+08:00

雖說陽光、空氣、水是生物賴以生存的關鍵要素，倒還沒聽說過有誰光靠它們就可以活下去。還有什麼是人們不可或缺的呢？

只要觀察一下人類的近親靈長類，就不難發現牠們的社會也遵循孔子說的「食色性也」的原則，幾乎所有的活動都繞著「食」與「色」在運作。硬要找出靈長類近親與人類的差別的話，恐怕只在於牠們不像人類這麼想不開，會為了宗教誡律而放棄能讓自己的基因傳遞下去的「色」。

但從來沒有人，包括那些能夠放棄「色」的人在內，有辦法放棄「食」。即使幾百萬年演化下來，「食」還是人類與近親都無法放棄、不可或缺的。只是相較於靈長類近親，人類學會了讓「食」（以及「色」）的需求變得更隱晦。

為什麼要變得更隱晦難解，更無法一眼看穿呢？這麼做有什麼好處嗎？

只要跑一趟書店就會發現，生物學的科普書籍多的是像《性趣何來？》、《精子戰爭》之類的書，可見生物學家花了許多力氣去討論人類為什麼要把「色」弄得如此隱晦難解。至於「食」呢？好像沒有太多生物學家對這個問題感興趣。

生物物理期刊俱樂部的成立宗旨在於提供「交流與討論的機會」，希望能「激發創意，互通有無」。像「色」這種許多人討論過的題材，很難有嶄新的創意出現；反而是沒有太多人關注的「食」，才是最能夠找到新穎創意的主題。

因此，本學期最後一次的聚會主題就是「食」。一月七日（週四），中午十二點整在物理系暨生物物理學研究所（理學大樓）六樓會議室，我們將提供一目瞭然的食物，藉此激發創意。或許人類為什麼要把「食」弄得隱晦難解的秘密就在其中；也或許某些人放棄「色」的演化邏輯就隱藏在杯觥交錯之中。

2009-12-24：細菌裡的正義女神（中央研究院生物化學研究所史有伶博士）

2009-12-23T06:00:00.007+08:00

（圖片來源：維基百科）

西方國家的法院建築常會擺座一手拿秤，一手拿劍的女神塑像，用來象徵正義女神（Lady Justice）。秤代表的是如天秤般公正精準地審視正反雙方，而劍則象徵如利劍般森冷銳利的理性與正義。

有些正義女神的塑像除了秤與劍之外，還會加上一副眼罩，意味著對於當事人的身分、地位、財富、形貌等等都視若無睹。其實正義女神在古羅馬時代剛被創造出來時，還沒戴上眼罩，是到了文藝復興時期才載上的。目前已知的戴眼罩的正義女神塑像中，最早的一座出現在1543年的瑞士伯恩市。從此以後，不少正義女神的塑像都被戴上了眼罩。

不過，這副眼罩也引來許多質疑。有人說，手上拿著利劍，眼睛卻被遮起來，難道不怕正義女神亂砍一通？也有人說，戴著眼罩要怎麼看手上的秤啊？當初為正義女神加上眼罩的始作俑者（可能是Hans Gieng）大概作夢都沒想到，他在藝術上展現的創意會惹來這些質疑。如果活在現代，特別是在台灣，或許他就會知道耳塞比眼罩還要重要，能讓正義女神對獨夫、媒體與「名嘴」的指令充耳不聞。這麼一來，或許就不會有一大堆矇著眼胡砍亂判的案例了。

然而，戴了眼罩就真的沒辦法避免亂砍一通，就沒辦法弄清楚秤的兩端是平衡的嗎？未必如此！

明天，十二月二十四日（週四），中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，中央研究院生物化學研究所的史有伶博士將要告訴我們，經過漫長的演化，大腸桿菌裡宛如住了一位正義女神，即使眼不能視，照樣可以在適當時刻揮出利劍，公正而精準地將細菌平分成兩半。

2009-12-10：螳螂悲歌？（台灣大學海洋研究所仲澤剛史博士）

2009-12-09T06:00:00.006+08:00

螳螂在昆蟲中算是體型比較大的，而且也是相當優秀的獵食者。憑藉著特殊的結構，螳螂的頭部擁有獨步昆蟲界的靈活度，有些甚至有將近300度的轉動範圍。靈活的頭部加上巨大的複眼所構築出來的雙眼視覺，讓它可以精確地測量獵物所在的距離，而快如閃電又鋒利尖銳的特化前足，更讓它所向披靡。

到底螳螂有多厲害呢？根據維基百科的記載，只要是能逮得到，吞得下去的，螳螂通通都吃。甚至連體型比它稍微大一點的蛇、老鼠、鳥，都無一倖免。從螳螂獵捕蜂鳥的影片來看，體型沒比螳螂大多少的黃雀要是碰上螳螂的話，誰吃誰還很難說呢！

這麼說來，成語「螳螂捕蟬，黃雀在後」的說法其實是大有問題的。仔細考察可以發現，和這句成語有關的記載中最早的是《莊子》裡的：

莊周遊於雕陵之樊，睹一異鵲自南方來者，翼廣七尺，目大運寸，感周之顙而集於栗林。莊周曰：「此何鳥哉，翼殷不逝，目大不睹？」蹇裳躩步，執彈而留之。睹一蟬，方得美蔭而忘其身；螳蜋執翳而搏之，見得而忘其形；異鵲從而利之，見利而忘其真。

也就是說，等著吃螳螂的其實是「翼廣七尺」（或許誇張了點）的大鳥，可不是小不隆冬的黃雀。也許在後世文人抄來抄去的過程中，「異」被誤寫為形體相似的「黃」，而「鵲」則抄成了同音異字的「雀」；到了漢朝的劉向把這個故事抄進他的書裡時，就成了「黃雀」，結果就這麼地錯了幾千年。

如果真是如此，那麼「用成語讓人思想懶惰」還真的沒說錯。「理盲」的文人四體不勤、五穀不分，不管大鳥或小鳥一律都不想鳥，這也就算了；但就連學科學的人也都傻呼呼地跟著用，拿它來介紹食物鏈的概念，卻從來沒人質疑到底黃雀有沒有本事吞得下螳螂！

其實就算歷代的文抄公們沒有抄錯，「螳螂捕蟬，異鵲在後」的說法還是有點問題的。如果對於異鵲來說，不只螳螂可以吃，蟬也很可口的話，那麼牠就不只是螳螂的獵食者，也同時是螳螂的競爭者；螳螂不只被異鵲吃，也要跟異鵲爭食。這麼一來，螳螂再怎麼厲害，也很難逃脫滅絕的命運，當然就不會有「螳螂捕蟬，異鵲在後」的說法了。

這是生態學家簡稱為IGP（intraguild predation，相同生態功能群個體間的捕食）的系統。理論生態學家用數理模型來分析IGP的系統，發現像螳螂一樣夾在中間的物種一不小心就會走上滅種的厄運。然而，真實世界中的螳螂活得好好的，而且還是適應得相當良好的物種。這下子，面臨困境的就不是螳螂，而是生態學家了。

明天，十二月十日（週四），中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，台灣大學海洋研究所的仲澤剛史博士將要告訴我們，該如何修正這些數理模型，才能讓生態學家在脫出困境之後，還可以到野外玩賞螳螂大小通吃的必殺技。

2009-12-3：異類的壯闊天空（台灣大學昆蟲學系奧山利規教授）

2009-12-02T06:00:00.005+08:00

（圖片來源：維基百科）

五歲時在博物館親眼看到暴龍的化石，從此立志成為古生物學家。大學時雙修地質學與哲學，課餘還積極參與民權運動。遠赴重洋到英國當訪問學生時，每個星期上舞廳，但不是去跳舞，而是去示威，抗議他們不准黑人入場的歧視性規定，直到對方屈服為止。不到26歲就拿到哥倫比亞大學的博士學位，並且馬上被哈佛大學聘用。

到了哈佛大學之後，屁股都還沒坐熱，就和資深教授公開打起煙硝四射的筆戰，但在豐富的研究成果支撐下，還是在六年之內就升任正教授。31歲那一年做出一生中最重要的研究工作，提出影響深遠的演化理論：間斷平衡（punctuated equilibrium）學說。38歲時寫出一生中最受矚目的研究論文，在科學界中的影響力直追達爾文的學術著作。

如此多采多姿、絢爛奪目的順遂人生，到了四十歲時，卻突然來了個巨大的衝擊：罹患罕見的癌症「腹膜間皮瘤」（peritoneal mesothelioma）。這是無法醫治的癌症，從診斷確定那天開始算起，在當時的平均存活期只有八個月！

這是演化生物學大師史蒂芬‧古爾德（Stephen Jay Gould, 1941-2002）的真實人生。他如何面對這個生命中突如其來的巨大轉折呢？

早在和同門師弟尼爾斯‧艾崔奇（Niles Eldredge, 1943-）一起提出間斷平衡的演化理論時，古爾德就已經把注意力從以往所著重的漸進式的演化趨勢，轉而聚焦在跳躍式的罕見事例的貢獻與重要性。這些罕見事例是無法用統計上的平均值來掌握的，因此沿著這個思考脈絡，古爾德在面臨生死大事時，也是以批判的眼光來解析所謂的「平均存活期」。在理性思考的協助下走出陰霾古爾德，提筆寫下一篇至今仍然被癌症患者奉為信心來源的文章 The median isn't the message（平均值的幻象）。他說：

In short, we view means and medians as the hard "realities," and the variation that permits their calculation as a set of transient and imperfect measurements of this hidden essence... But all evolutionary biologists know that variation itself is nature's only irreducible essence. Variation is the hard reality, not a set of imperfect measures for a central tendency. Means and medians are the abstractions.

後來的事實證明，古爾德成功地活出遠離平均值的精采人生，從八個月的悲觀預期拉長成縱橫學界二十年的壯闊天空。

如古爾德所說，偏離平均值的變異才是演化的精髓，然而許多數理模型都只把焦點放在平均值上。明天，十二月三日（週四），中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，台灣大學昆蟲學系的奧山利規教授將要告訴我們，如何將演化的精髓注入數理模型中，讓這些模型也能展現出異類專屬的壯闊天空。

2009-11-26：建造智慧機器（美和技術學院資訊科技系胡中興教授）

2009-11-25T06:00:00.009+08:00

（圖片來源：維基百科）

在羅馬西斯汀教堂（Sistine Chapel）的天花板上，一幅幅文藝復興時期藝術家米開朗基羅的巨幅壁畫，呈現人類偉大的創造力與想像力。這一系列的創作源自於舊約聖經中的〈創世紀〉，描述上帝如何創造世界。

在其中的「創造亞當」（Creation of Adam）這幅壁畫裡，米開朗基羅將上帝畫成一位身著白袍的白鬚長者，由天使們托扶著，從天而降；而代表人類的亞當則是以一個身體強健的成年男子形象出現。米開朗基羅將亞當的創造，描繪成上帝與亞當雙方手指接觸的那一刻。

在〈創世紀〉中，上帝只賦予人類生命，讓人類能藉由食用伊甸園裡的生命樹（tree of life）的果實而獲得不朽的生命，但卻禁止人類食用知善惡樹（tree of the knowledge of good and evil）的果實以獲取智慧來辨別是非善惡。如果上帝真的不想讓人類得到智慧，那麼把知善惡樹移開就好了。把樹種在園裡，卻又頒個「吃了必死」的禁令，根本就是在誘人偷嘗禁果嘛！這讓人不免要懷疑，賦予人類智慧是上帝半推半就的安排。

有趣的是，米開朗基羅把上帝和天使背後的披風畫得很像人類大腦的橫切面，似乎想要以此暗示，上帝不僅賦予亞當（及人類）生命，還附送了一項特殊的天賦：智慧。當然，也有人說那披風像坨義大利麵，因而創了個「飛天麵條神教」（flying spaghetti monster）來諷刺方興未艾的「智慧設計論」（intelligent design）。好啦，就算米開朗基羅在創作這幅壁畫時天天吃義大利麵果腹，我們還是很難相信這麼偉大的藝術家在描繪聖經故事時，會如此大不敬地來個「我手畫我吃」。所以，如果米開朗基羅真的想要用這件披風來暗示些什麼，「賦予人類智慧」還是比「我想要吃麵」更有可能。

時至今日，已經沒有科學家會相信人類的生命與智慧是上帝所賦予的，膽子也就跟著大起來，想要扮演上帝的角色，賦予人造的事物生命與智慧。於是研究合成生物學（synthetic biology）的科學家嘗試在試管中合成生命，而有更多科學家則追隨英國數學家涂林（Alan Turing, 1912-1954）的腳步，試圖建造出能像人類大腦一般進行思考、學習、想像、創造等活動的智慧機器。

如果真的能夠建造出這種具備人類智慧的機器，那麼要它調理出一盤色香味俱全的義大利麵絕對不會有問題，甚至要它畫出比美「創造亞當」的作品應該也不會太難。在實際應用上，這種智慧機器將可提供多樣的服務，特別是在健康醫護方面，對逐漸高齡且少子化的社會將大有助益。

明天，十一月二十六日（週四），中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，美和技術學院資訊科技系的胡中興教授將要從涂林最初的構想談起，進而告訴我們，科學家如何依據大腦運作的原理，設計及建造智慧機器。

（感謝胡中興教授協助撰寫本文）

2009-11-19：泡泡分類學（農業試驗所應用動物組昆蟲分類研究室石憲宗博士）

2009-11-18T06:00:00.012+08:00

（圖片來源：維基百科）

許多人小時候都玩過吹泡泡，大概很難找到從來沒有吹過泡泡的人吧？很多人在吹泡泡之餘，也曾經很調皮地往裝著肥皂水的罐子裡吹氣，看著越長越高的泡沫，心情也越來越high。雖然許多人都玩過，但卻很少有人會想到這麼簡單的遊戲裡面，其實隱藏了非常有趣的科學。物理學家可以從泡泡吹出一籮筐的物理，數學家也可以弄出讓人傻眼的數學難題，就連工程師也都可以從泡沫中創造出新奇的人造材料。

泡泡如此地平易近人卻又涵蘊了許多科學，難怪上上個世紀末（1890年）就有人拿它來寫科普書，而且還歷久彌新，到現在都還能賣錢。不過，拿這種大家都玩過的東西來寫科普書，可不像乍看之下那麼容易，一不小心就會把乘著玩泡泡的興頭來買書的讀者弄得暈頭轉向，倒盡胃口。在研究泡泡的歷史上，除了那本一百多年前出版的科普書最有名之外，排名第二的大概要算是Isenberg寫的科普書了。從亞馬遜網站的讀者書評來看，顯然這本書就是講了太多讓人頭昏眼花的東西，才沒那麼受歡迎。

到底是什麼東西讓人頭昏眼花呢？Isenberg先討論肥皂膜，再討論肥皂泡。在討論肥皂膜時，他把肥皂膜分成三類，因此到了討論肥皂泡時，也想把泡泡分門別類，結果就把讀者引入拓撲學的迷宮當中…

Isenberg是學物理的，難怪講起泡泡分類學會談數學談到「嘴角全泡」。生物學家是玩分類的高手，要是由他們來講泡泡分類學，應該就不會這麼讓人昏頭轉向了吧？但是泡泡不是生物，怎麼會有生物學家會對泡泡分類學感興趣呢？

明天，十一月十九日（週四），中午十二點十分在農資學院（農環大樓）二樓會議室，農業試驗所應用動物組昆蟲分類研究室的石憲宗博士將要告訴我們，葉蟬所分泌的泡泡為何會讓生物學家對泡泡分類學產生興趣，以及能否從這些泡泡的結構（和物理學家最近開始玩的界面活性劑自組裝結構一樣，有球狀的，也有長柱狀的）、葉蟬處理泡泡的方式等線索來分類葉蟬。
（感謝石憲宗博士與林怡君小姐協助撰寫本文）

2009-11-12：虛擬運動員（成功大學體育健康與休閒研究所鄭匡佑教授）

2009-11-11T06:00:00.007+08:00

剛剛落幕的「生物物理研習營Ⅲ」在前年初登場時是以「生物力學」為主題，邀請了四位傑出的科學家：Steven Vogel、Stanislav Gorb、Adam Summers、胡立德。其中最年長的生物力學大師Steven Vogel在他所寫的生物力學教科書裡這麼說：

Biomechanics...takes for its concerns biological systems in their full diversity of size, structure, ancestry, and habitat. It considers biological materials, structural mechanics, and every kind of locomotion...Put another way, it looks at how the design and operation of organisms, including ourselves, reflect the values of physical variables such as gravity, viscosity, elastic moduli, and surface tension.

然而，這和通常被稱做「生物力學」的領域所討論的範圍不同，因此他把這段話所定義的領域稱為比較生物力學（comparative biomechanics），也拿這個名稱來當書名。

那什麼是一般被稱做「生物力學」的領域所討論的事物呢？Vogel說：

Current usage [of "biomechanics"], at least in North America, considers "biomechanics" without verbal qualification to be a branch of human functional biology. Its concerns include the efficient design of devices to be used by humans, mechanical prostheses, locomotion as related to rehabilitation or athletics, and similar matters.

換句話說，和人有關的力學是也。

這麼說來，「生物力學」只是「比較生物力學」的分支而已囉？非也！就像人類雖然是靈長類的一員，但沒有人會把人類學當成只是靈長類學的分支而已。憤世嫉俗的人當然可以說這是「人類中心主義」在作祟，嗯，也許是吧？但科學家多半有更實際的理由：和其他生物比起來，人類算是很合作的研究對象；此外，沒有多少機構會把錢丟在替黑猩猩研發義肢、幫長臂猿規劃最佳的臂躍行動（brachiation）上，但對象換成人類的話，那可就是商機與奧運金牌的希望所寄了。

人類雖然是生物力學家很理想的研究對象，但卻不像黑猩猩可以用香蕉就打發掉；在研究過程中不小心弄傷了，說不定律師馬上就上門了，所以還是有很多讓人頭痛的問題。明天，十一月十二日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，成功大學體育健康與休閒研究所的鄭匡佑教授將要告訴我們，他如何用電腦模擬來研究和人有關的生物力學。

生物物理研習營Ⅲ－科普講座系列

2009-10-22T06:00:00.002+08:00

生物物理研習營Ⅲ

2009-10-22T05:59:00.002+08:00

籌備已久、網羅了權威科學雜誌Science專文報導(Science 325, 1196 (2009))的四位傑出學者的生物物理研習營Ⅲ開始接受報名了！

今年是達爾文誕生200週年、《物種原始》出版150週年，這次研習營的主題當然是以達爾文的演化學說中最困擾達爾文的"one special difficulty, which at first appeared to me insuperable, and actually fatal to my whole theory"為主。想要一窺近年來科學界對這個special difficulty的最新研究進展、發現與爭論，想要親炙傑出學者風采的趕快到這裡報名吧！

2009-10-22：伴菌如伴虎（中國醫藥大學生物科技學系徐媛曼教授）

2009-10-21T06:00:00.004+08:00

服侍大權在握的人是門深奧的藝術，值得好好琢磨。機伶的下屬，懂得察言觀色，就能洞燭機先，趨吉避凶。反之，那些不夠聰明的，或是不長眼的，往往大禍臨頭而不自知，因而會有俗話說的「伴君如伴虎」的感概。

這句話在「朕即天下」的古代十分合用，因為君沒伴好的話，就猶如送入虎口，隨時會沒命。但是到了民主時代，就算頂頭上司喜怒無常，頂多辭呈一丟，走人了事，沒人會為了混口飯吃而賠上性命。

然而，我們還是不能掉以輕心，因為如同「統治地球的不死帝王」中所說的，真正統治地球的是一群微不足道但卻喜怒無常的生物。沒錯，微不足道加上喜怒無常，而這才真的棘手。微不足道，所以沒有人敢誇口說自己懂得察言觀色；喜怒無常，因此所有人都必須戒慎恐懼。

有時候這群生物就像位體恤子民的仁君，讓我們吃得更好、消化得更順暢、活得更健康；但有時候它們就像是殘虐不仁的暴君，讓我們病從口入、胃翻腸絞、生不如死。經過幾百年來的努力，我們才稍微摸清楚這群地球主宰的脾氣，慢慢地學會與之和平相處的竅門，甚至還發展出利用它們來造福人群的妙方。

明天，十月二十二日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，中國醫藥大學生物科技學系的徐媛曼教授將要告訴我們，科學家們在驅役這群地球主宰上的最新進展。有了這些令人振奮的進展，我們還得過「伴菌如伴虎」的日子嗎？讓徐教授來告訴你吧！

2009-10-15：變男變女犯著誰？（普林斯頓大學科學史學程姜學豪先生）

2009-10-14T06:00:00.003+08:00

著名的靈長類動物學家法蘭斯‧德瓦爾（Frans de Waal, 1948-）還在荷蘭烏特勒支大學（Utrecht University）攻讀博士學位時，跑到擁有全世界最大的圈養黑猩猩族群的阿納姆動物園（Arnhem Zoo），做了好幾年的的實地觀察。移居到美國之後，又到聖地牙哥動物園觀察研究俗稱矮黑猩猩的巴布諾猿（bonobo）。這兩種人類近親有著截然不同的社會行為，其中有些和人類的社會行為相似得嚇人，而有些則有著發人深省的差異。

在阿納姆動物園裡，德瓦爾觀察到三隻雄黑猩猩之間的合縱連橫。年輕壯碩的「尼奇」和年老力衰卻工於心計的「葉倫」聯手，將最強壯的「路維特」拉下王座後，整個社群就進入長達四年的聯合執政。德瓦爾在《猿形畢露》中說：

但是這個聯盟最後也不免出現裂痕。而且，就像人一樣，造成他們不和的問題就是性。造王有功的葉倫享有相當大的性特權，尼奇絕不讓其他公猿接近最迷人的母猿，但總是特別優待葉倫。這就是他們的交易條件：尼奇掌握大權，葉倫得以分享性的甜頭…尼奇的自信心與日俱增…開始作威作福，不但干預其他公猿的性活動，也干預到葉倫。

性是基因得以延續的關鍵，因此黑猩猩的權力鬥爭以性的分配權為中心而打轉，一點兒都不奇怪。人類社會中充滿了類似的戲碼，難怪季辛吉會說：「權力是最好的春藥」。

與此相較，以雌性為主的巴布諾猿則展現出完全不同的行為。德瓦爾說，科學家觀察野生巴布諾猿撿拾他們留下的甘蔗時發現：

公猿總是先到，趕在母猿抵達之前撿好自己需要的分量。母猿抵達之後，所有成員都會交媾一番，然後再由年長母猿取走最佳的食物。

也就是說，雌巴布諾猿以食物分配來展現其權力；而最令人瞠目結舌的是巴布諾猿以性交來解決權力（食物分配）紛爭。對人類來說，更駭人聽聞的是這種解決紛爭的方式並不只限於異性之間，同性之間的性行為也有如家常便飯般地稀鬆平常。

因此，德瓦爾有感而發地說，黑猩猩和巴布諾猿的基本差異在於「一者以權力處理性的問題，另一者則以性處理權力的問題」。對於採取「黑猩猩模式」來解決權力紛爭的人類而言，相對和平的「巴布諾猿模式」確實有發人深省之處。

德瓦爾的說法看起來似乎很合理，但麻煩的是很難滿足科學哲學對於科學假說的基本要求：可證偽性（falsifiability）。換句話說，必須找到能否證其說法的具體方法，否則就不是合格的科學。

有沒有方法可以否證德瓦爾的說法呢？

變更性別或許可以。如果尼奇突發奇想，想要變成母的，掌握一半權力的葉倫會允許嗎？如果「最迷人的母猿」想要變成公的，尼奇與葉倫的聯合政權會樂見少一個性交對象，多一個競逐權力的對手嗎？權力與性的分配如果緊緊相扣，變公變母就不會只是個體的選擇而已，還會牽動許多敏感的神經。

倫理方面的考量讓科學家們無法對瀕臨絕種的人類近親施行變性手術，但科技與觀念的進步，讓奉行「黑猩猩模式」的人類得以隨心所欲地變男變女。觀察人類社會歷來對於變更性別的態度與反應，或許可以提供我們檢視靈長類動物行為的新視角。明天，十月十五日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，在普林斯頓大學研究科學史的姜學豪先生將要為我們剖析自甲午戰爭以來，我們的社會怎麼看待變更性別這件事。

2009-10-8：克里克的微笑（清華大學電機工程學系暨電子工程研究所陳新教授）

2009-10-07T06:00:00.008+08:00

分子生物學的開山祖師之一，於1953年提出正確的DNA結構模型因而獲頒1962年諾貝爾獎的英國科學家克里克（Francis Crick, 1916-2004），在1960年代末期有感於分子生物學的根基已經確立，於是開始轉移陣地，尋找尚待開發的新領域。經過漫長的尋尋覓覓之後，最後克里克終於選擇了新的落腳領域：神經科學。

素以直言不諱的犀利批判著稱的克里克，在劍橋大學讀研究所的第一年，就以無名小卒的身分在他所給的第一場蛋白質晶體學的演講中，當著開創X射線晶體學、年僅25歲就摘下諾貝爾桂冠的小布拉格（William L. Bragg, 1890-1971）的面，痛批包括小布拉格等人在內的資深科學家。根據《創世第八天：二十世紀分子生物學革命首部曲 DNA》裡的記載：

克里克邀請他那些資深同事參加一場討論會…回想起那場討論會，他寫道：「我講的題目…概括說來，就是他們都在浪費時間，還有根據我的分析，他們採行的方法幾乎沒有成功的機會…小布拉格氣炸了。」事實上，這正是克里克令小布拉格抓狂的諸多表現之一…只不過克里克說的是對的，而且過沒多久，小布拉格自己的分析結果也確定了。

雖然常被克里克惹惱，但由於克里克的批判是建立在大量閱讀以及對問題的深入了解上的，因此小布拉格後來也不得不承認：「他確實是個偉大的天才。他真的是。他的閱讀欲望極強。」

如此直言不諱的科學大師在跨入新領域之後，當然還是不改本色。在閱讀了大量的文獻之後，開始對理論神經科學開砲。除了批評許多神經網路模型的速度太慢之外，還批評做理論研究的人對於大腦實際運作方式所採取的輕忽態度：

One feels that they don't really want to know whether their model is right or not...Intellectual snobbery makes them feel they should produce results that are mathematically both deep and powerful...no compelling drive for them to press on and on until the way the brain actually works is laid bare...It is more fun to produce "interesting" computer programs and much easier to get grants for such work.（引自What Mad Pursuit）

克里克所提出的這些批判，是不是像當年他對小布拉格等人的批判一樣經得起考驗呢？理論神經科學的研究是不是還無法克服系統越大，速度就越慢的問題？是不是還充斥著無法被真實系統所檢驗的模型與預測？

明天，十月八日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，清華大學電機工程學系暨電子工程研究所的陳新教授將要告訴我們，克里克的批判是否依然成立，以及他如何在理論模擬之外另闢蹊徑，巧妙地結合物理、工程與生物，以超大型積體電路與神經細胞來模擬真實的神經系統。也以「刺耳的大笑聲和他的喋喋不休」著稱的克里克如果還在世，會不會因此而保持靜默並露出滿意的微笑呢？

（本文感謝林怡君小姐協助撰寫）

2009-10-1：生物逆向工程學（台灣大學生態學與演化生物學研究所林怡棻小姐）

2009-09-30T06:00:00.006+08:00

暴龍（Tyrannosaurus）是中生代（Mesozoic Era）的代表生物之一，也是史前生物中的超級巨星，不但名列各大博物館的熱門展品，也頗受編劇們青睞，常常在電影與卡通中擔任要角。因此，收藏有完整暴龍標本的幾座博物館都會以此為賣點來吸引訪客，而系列電影《侏羅紀公園》中如果沒有暴龍，大概就掰不下去了。

《侏羅紀公園》中的暴龍是巨大而敏捷，宛如高速坦克般的血腥掠食者。很顯然地，《侏羅紀公園》的編導們認為暴龍可以迅速地轉身攻擊，能夠以高速追殺獵物。然而，其實科學家們從1905年首次發現暴龍的化石後，便對於暴龍的運動能耐有不同的主張，多年來爭論不已。這些爭論的焦點就在於暴龍的迴旋能力，以及做直線運動時的最高速度；也就是暴龍能否成為血腥掠食者的關鍵。

在迴旋能力方面，許多科學家認為暴龍巨大的身軀讓牠在轉動時必須克服巨大的轉動慣量，所以只能慢慢地迴轉身體。至於在線性運動的極速方面就眾說紛紜，呈現百家爭鳴的局勢：有些科學家認為暴龍根本跑不動，最高速度只能到時速17公里；有些則認為暴龍跑得很快，如果活在現代，可以直接跑上台灣的高速公路而不吃龜速罰單。

不論是持哪一種主張的科學家，基本上都是從生物力學的角度切入，分析暴龍的肌肉與骨骼構造。如果可能的話，將之與現存動物的肌肉與骨骼構造相比較，乃至於利用電腦來模擬暴龍的運動。

暴龍的例子告訴我們，不論是對於現存或已滅絕的動物，都可以從其肌肉與骨骼結構得知動物的活動型態。反過來說，觀察動物的活動型態能不能讓我們推測出特定的肌肉或骨骼結構的功能呢？

明天，十月一日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，台灣大學生態學與演化生物學研究所的林怡棻小姐將要告訴我們，她如何藉由觀察動物不同的動作型態，反推出功能不明的骨骼可能具有的功能為何。

（本文感謝林怡君小姐協助撰寫）

2009-9-24：笛卡兒的漩渦宇宙（台大機械工程學系丁上杰博士）

2009-09-23T06:00:00.008+08:00

奠定解析幾何與西方現代哲學的笛卡兒（René Descartes, 1596-1650）在1633年出版了他的力作The World，試圖建構出知識的系統性理論。這套知識系統從人類的感官到物質的組成無所不包，當然也涵蓋了太陽、行星、彗星等各類天體的形成與運動。笛卡兒後來花了許多心力發展他的宇宙觀，終於在1644年出版了《哲學原理》，企圖取代亞里斯多德的宇宙觀。

笛卡兒認為宇宙中充滿了沒有質量且無窮小的物質，而行星就在其間運動。行星前進時，沒有質量的微小物質會湧入行星所遺留下的空間，形成漩渦。漩渦不停地打轉，因此行星也循著圓周而運動。換句話說，笛卡兒的宇宙如同《哲學原理》中的插圖所描繪的，是個充滿了漩渦的宇宙。

笛卡兒的宇宙觀在當時得到許多人的支持，十分地有影響力，直到牛頓在《自然哲學的數學原理》第二冊中，以有力的論證對其揮出致命的一拳之後，才慢慢地被世人遺忘。

然而，到了十九世紀中葉，笛卡兒的漩渦宇宙死而復生。先是德國醫師兼物理學家亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz, 1821-1894）證明了在沒有摩擦力的流體中，「漩渦環」（vortex ring，例：煙圈）的不滅定律；接著英國物理學家克爾文爵士（Lord Kelvin, 1824-1907）主張這個不滅定律意味著：如果宇宙充滿了無摩擦力的流體，那麼其中的漩渦環就會如同原子般地恆久堅固。於是許多物理學家熱情地擁抱這個vortex atom理論，將原子與漩渦環畫上等號，而分子就是扭結在一起的漩渦環。

後來的科學發展證明了宇宙中並沒有什麼無摩擦力的流體充斥其間，笛卡兒的漩渦宇宙也就再度被世人所遺忘。有趣的是，近年來這個命運多舛的漩渦宇宙再次重獲新生。明天，九月二十四日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，台大機械工程學系的丁上杰博士將要告訴我們，他如何運用最尖端的科技來研究笛卡兒的漩渦宇宙。

（本文感謝林怡君小姐協助撰寫）

2009-8-21：軍備競賽的代價（美國蒙大拿大學Erin McCullough小姐）

2009-08-20T06:00:00.004+08:00

在「頭角崢嶸所為何來？」裡，我們討論了鹿角和好鬥成性之間撲朔迷離的關連：鹿角可以用來打鬥，但打鬥不見得是演化篩選出鹿角這種結構的機制。它可能是因為其他機制而演化出來的，只是演化出來後，被拿來當作生存競爭的武器而已。

然而，一旦被拿來作為生存競爭的武器，這項功能就受到了演化的篩選。也就是說，鹿角既然可以用來打鬥，那麼顯然長得越大越長的，就越能夠在對方的角還搆不到的時候，就長驅直入地戳傷對方。這麼一來，生存競爭的壓力就會迫使鹿角越長越大。

頂著一副巨大的鹿角，似乎除了打鬥時可以佔便宜之外，沒有其他好處，甚至還會有壞處呢！過大的鹿角可能帶來的明顯壞處有：防礙運動，鑽入樹林中會被低垂的樹枝絆住；耗費能量，散熱面積過大，而且增加跑步時的空氣阻力。或許正是因為有這些壞處的牽制，鹿角才不會隨著演化而漫無節制地越來越大。

這些推論看起來很合理，但終究只是假說，必須有充分的科學證據才能成立。只是鹿角研究起來很麻煩，不但必須跟著鹿東奔西跑，而且一不留神被撞到或被鹿角戳到，也很危險。

有沒有什麼方法可以既方便又安全地研究，生物如何在武器所帶來的競爭優勢，以及持有武器所必須付出的代價之間取得平衡點？這樣的平衡點只有一個，還是有很多個？從不同的平衡點出發，會走上不同的演化路徑，而發展出截然不同的武器型態嗎？

明天，八月二十一日（週五），上午十點整在物理學系（理學大樓）六樓咖啡廳，來自美國蒙大拿大學的Erin McCullough小姐將要告訴我們，她如何利用獨角仙來回答這些問題。

2009-8-6：心電圖的雷涅克障礙（美國聖路易市華盛頓大學Yoram Rudy教授）

2009-08-05T06:00:00.005+08:00

上圖中手中握著聽診器的法國醫師雷涅克（Rene Laennec, 1781-1826）在1819年回顧他發明聽診器的過程時說：

In 1816, I was consulted by a young woman laboring under general symptoms of diseased heart, and in whose case percussion and the application of the hand were of little avail on account of the great degree of fatness. The other method just mentioned [direct auscultation] being rendered inadmissible by the age and sex of the patient...

由此可見，聽診器的發明歸功於兩個因素：第一個是這位心臟出了問題的年輕女病患實在是太胖了（這可能也是她會罹患心臟病的原因），胖到雷涅克無法以叩診的方式獲取有用的資訊；第二個則是禮教倫理的顧慮，讓雷涅克不敢直接把耳朵貼到這位女患者的胸口去聽診（後來有些想入非非的好事者好像親眼目睹似地說，雷涅克不敢把耳朵貼到「美麗少女左邊豐滿的乳房」！）

面對如此困境，雷涅克靈機一動，想到將耳朵貼到木頭的一端時，可以清楚地聽到大頭針在木頭的另一端所刮出的聲音，於是便抓了一疊紙，捲成圓筒，一端抵住病患的心臟部位，一端湊到耳朵邊，就這麼地締造了醫學史上第一宗以聽診器進行診斷的案例。

將近兩百年後的今天，聽診器歷經演變，從雷涅克用的紙筒，到五花八門的現代聽診器，還有電子式的，以及專門用來聽胎兒的Pinard聽診器。效果當然是越來越好，讓醫生們可以不必將病人開膛破肚就能夠清楚地聽到胸腹內各種器官的運作狀況。然而，即使聽診器已經製作得十分精良，醫生還是會在看診時儘可能地將聽診器貼到病患的皮膚上，以免擋在中間的衣服干擾或吸收聲音。

面對心臟病患，除了聽診器之外，醫生們還有個有力的工具：俗稱ECG的心電圖。同樣地，為了避免電生理訊號被衣服阻隔掉，電極都是直接貼在皮膚上的。當然，最直接、最沒有阻隔的量測方式是將電極直接貼在心臟上，但要達到這個理想境界，橫亙其間的還是當初雷涅克所面臨的：隔在中間的肌肉筋骨將訊號干擾、吸收掉了；以及將電極插入胸腔時無可避免會湧現的倫理考量。

有沒有辦法找到兩全其美的辦法，既不對人體造成無謂的傷害，又可以免除身體組織對訊號的干擾與吸收呢？明天，八月六日（週四），下午二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，來自美國聖路易市華盛頓大學的Yoram Rudy教授將要告訴我們，他所發展出來的非侵入式心電圖造影術（noninvasive electrocardiographic imaging）如何克服這兩個障礙，有希望成為新一代的心電圖。

2009-7-29：夏娃創造術初探（Western Ontario大學醫學生物物理系Kenneth Wong博士）

2009-07-28T06:00:00.019+08:00

（圖片來源：視覺素養學習網）

手臂上的二頭肌有個可愛的俗稱叫「小老鼠」，是稍加鍛鍊就會冒出來的肌肉。不過，如果真的在手臂上長出鼠模鼠樣的小老鼠，恐怕是會嚇死人的。

雖然還沒有人在手臂上真的長出個小老鼠，但的確有位藝術家經由手術在手臂上植入了一只耳朵，看起來十分驚悚。當然囉，要玩這一招，除了得找到願意施行這個手術的外科醫生之外，還得先確定沒有什麼副作用，不會把命給玩掉才行。

多虧一位名叫Vacanti的外科醫生的辛勤努力，於1995年成功地在小老鼠的背上長出一只人的耳朵，這位藝術家才得以安心地在自己身上依樣畫葫蘆地種出耳朵。不過，Vacanti當初可不是為了耍酷才弄出這隻後來被稱為Vacanti mouse的怪物，而是他十多年來的研究成果的展現。

這一門被稱為組織工程（tissue engineering）的新興領域早在因為這隻老鼠而受到矚目之前，就已經開始發展了。不過，再怎麼追溯，有憑有據的科學研究頂多只能追溯到1970年代，再往前的話，就只能談歷史上曾經有過的類似概念了。

在概念上，上面那幅由幾百年前的著名畫家安基利軻（Fra Angelico）所畫的「治癒查士丁尼的病」算是類似的：畫中的兩位聖徒，聖科斯馬和聖達米安，以移植的方式來治癒受傷的腿。再往前追溯，那個眾人耳熟能詳的，上帝取了亞當的肋骨創造出夏娃的故事，正是如假包換的組織工程。巧合的是，1991年組織工程首次用在臨床治療上時，處理的正是胸肋部位的先天性畸形；只不過患者少了的不是肋骨，而是胸骨。

不論是讓肋骨長成夏娃，或是讓人的耳朵長在老鼠身上，還是未來的諸多應用，組織工程都必須解決如何讓外加的物質天衣無縫地植入、長成所需的型態、具備合適的性質等等技術問題。明天，七月二十九日（週三），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，加拿大Western Ontario大學醫學生物物理系的Kenneth Wong博士將要告訴我們，他如何巧妙運用物理與化學方法來解決這些問題。

2009-6-18：生物物理宴饗（中興大學物理學系生物物理期刊俱樂部）

2009-06-14T06:00:00.009+08:00

大約自十九世紀中葉起，台灣的出口總值有九成都來自於樟腦、蔗糖、茶葉，因此這三樣物資並稱為台灣三寶。曾幾何時，三寶的風光不再，只剩下茶葉獨挑大樑。走進二十一世紀，據說台灣有了新三寶：健保、勞保、吃到飽。

做為新時代的台灣人，健保找政府，勞保找老闆，那麼吃到飽要找誰呢？

生物物理期刊俱樂部每到期末都有老師會熱心地掏腰包贊助，希望能讓大家吃到飽。這學期也不例外，將在六月十八日（本週四）中午十二點十分，在物理學系（理學大樓）六樓601會議室舉辦期末聚餐。為方便統計人數，請有意參加者，於六月十八日上午九點以前在此登記。

2009-6-11：最古老的尖端療法（中興大學化學系賴秉杉教授）

2009-06-10T06:00:00.010+08:00

上個星期「巧克力裡的爭議」所討論的生物剽竊（biopiracy）案例中，印度楝樹的專利訴訟十分有名。印度因此意識到要加快腳步保護老祖宗的智慧，於是連忙把散見古籍中的傳統療法電子化與英文化。

其中有個治療白斑（vitiligo）的傳統療法是在患部塗抹補骨脂（Psoralea corylifolia）種子的汁液，然後…去曬太陽，就這麼簡單。許多傳統療法沒有得到正統醫學的認可，因而被稱為「另類療法」，但這個療法已經成為正統醫學的一部份，叫做PUVA療法。我們從上面那張照片完全看不出來這個療法已經有3400年的歷史了！

用光線來治病，經過科學檢驗而得到認可的，PUVA不是第一個。大約1880年代中期，丹麥醫師尼爾斯‧芬森（Niels R. Finsen, 1860-1904）就開始研究用光線來治病。儘管被中學校長認定為缺乏天賦與精力，這位後半生困坐在輪椅中、必須經常抽除腹水的科學家，憑藉著敏銳的觀察、強烈的意志力、以及無窮的精力，終於發展出可以治癒狼瘡的光療法。雖然著名的生理學家Christian Bohr（1855-1911，那位有名的波耳的老爸）認為芬森的研究成果沒有足夠的理論與學術深度，他還是在1903年擊敗了強勁的對手柯霍（Robert Koch, 1843-1910）及埃利赫（Paul Ehrlich, 1854-1915）獲頒諾貝爾生理醫學獎。

罹患罕見疾病尼曼匹克症（Niemann-Pick disease，而非其諾貝爾獎得主傳記中所載之皮克氏症：Pick's disease）的芬森後來說：

My disease has played a very great role for my whole development... The disease was responsible for my starting investigations on light: I suffered from anaemia and tiredness, and since I lived in a house facing the north, I began to believe that I might be helped if I received more sun. I therefore spent as much time as possible in its rays. As an enthusiastic medical man I was of course interested to know what benefit the sun really gave.

由此可見，疾病的試煉非但沒有絆住他，反而成為他靈感與成就的來源。

芬森的工作為當代醫學中用光線來治病的研究方向拉開了序幕，一百多年來的科學發展不但賦予最古老的傳統療法新生命，也開發出許多嶄新的療法。明天，六月十一日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，中興大學化學系的賴秉杉教授將要為我們深入淺出地介紹最尖端的奈米光動力醫學，以及它在癌症治療上的深厚潛力。

2009-6-4：巧克力裡的爭議（逢甲大學財經法律研究所楊培侃教授）

2009-06-03T06:00:00.013+08:00

大名鼎鼎的虎克（Robert Hooke, 1635-1703）除了玩彈簧以外，也很喜歡玩自己的身體。他相信服用藥物可以養生，因此經常拿自己來做實驗。《顯微鏡下的科學革命》從虎克的日記裡爬梳出來的「實驗紀錄」如下：

他在1672年9月1日「喝下鋼鐵」（把滾燙的鋼鐵投入酒裡，或是把一塊鐵片泡在酒裡幾天製成的飲料）。9月2日，他「品嚐苦艾酊，喝生奶，然後把頭包得暖暖的，睡了一場好覺」。第三天，他喝了三盎司的黃鐵液而隨之嘔吐（他這整個療程並且包含讓自己達到一次性高潮，之後「睡得蠻好的」）。第四天，他服用瀉藥而腹瀉了七次，之後記載自己感到「身體有些失調」，並且指出「尿裡有白濁的沉澱物，但是攪不散」。

虎克當然不是笨蛋，會拿來吞下去的都是當時評價特別高的藥物，只不過其中有些東西的毒性是後來才知道的，因此雖然中毒了好幾次，卻也沒有因此而一命嗚呼。

在虎克所服用過的藥物中，至少有一樣後來成為風靡世界的美食。那是由為大英博物館打下基礎的醫師兼收藏家斯隆（Hans Sloane, 1660-1753）所研製出來，最初作為藥品來使用的新飲料，名為「斯隆爵士的牛奶巧克力」。這種新飲料立刻成為暢銷食品，讓斯隆大大地賺了一筆，直到今天都還有打著他的名號的公司在大賣特賣巧克力。

其實斯隆的靈感與原料都來自於牙買加。他在擔任牙買加總督的私人醫師期間發現當地人常喝巧克力，因為他們認為巧克力有改善消化作用的療效。他從實驗中得知，「將胃置入熱水中可增強其纖維之彈性」（引自《顯微鏡下的科學革命》）。牙買加人喜歡把巧克力和蜂蜜及辣椒混起來喝，斯隆卻覺得味道令人作嘔。他看到當地的小孩喝巧克力就像英國小孩喝牛奶般地稀鬆平常，靈機一動，就研製出了牛奶巧克力。

斯隆很有商業頭腦，替牛奶巧克力申請了專利，靠專利賺錢，後來把專利賣掉時又賺了一筆。反觀可憐的牙買加人卻什麼都沒撈到。明天，六月四日（週四），中午十二點十分在農資學院（農環大樓）二樓會議室，逢甲大學財經法律研究所的楊培侃教授將要告訴我們，斯隆如果活在今天，大概就沒辦法大撈一筆，而且還有可能陷入生物剽竊（biopiracy）的爭議中。

2009-5-21：謎樣的魔鏡主人（中山大學海洋生物研究所莫顯蕎教授）

2009-05-20T06:00:00.006+08:00

動畫電影《白雪公主》裏的皇后在成功地讓白雪公主吃下毒蘋果之後，被七個小矮人發現，在風雨中一路追趕到懸崖邊。正當皇后試圖將一塊巨大的圓石滾向七矮人的時候，一道閃電擊落，於是皇后隨著被落雷擊裂的石崖墜入深淵之中。

在捧著毒蘋果去找白雪公主之前，經常追問魔鏡誰是世界上最美的女人的皇后已經豁出去了，搬出法術大全把自己變成了奇醜無比的巫婆。深淵中當然沒有法術大全可查，因此魔鏡的主人想必還是位奇醜無比的巫婆，在漆黑的深淵中無止盡地東晃西盪下去。

大約三億年前，海洋中的確出現了一種有人認為非常醜陋的動物，英文名字就叫做巫婆魚（hagfish）。不過，雖然叫做魚，但實際上它們在魚類的演化上並不屬於魚類。同樣地，雖然被當成奇醜無比的巫婆，但卻有人將它們列入《可愛怪畜生》之中。

它們在漢語裡的名字是盲鰻，是個和英文名字一樣糟糕的名字，因為它們根本不是鰻魚，而且也沒全瞎。連個適當的名字都沒有，可見人們對這種動物十分陌生。

這種住在深淵裡的動物，最為人所知的角色大概就是它們是海底的清道夫，會將沉入海底的動物屍體啃蝕殆盡。看著動物死屍身上一條條扭動的身體，真的有點噁心。此外，它們體表所分泌的黏液，往往會把魚具與甲板弄得一蹋糊塗，一點兒都不討人喜歡，難怪以往大家對它們十分陌生。

不過，風水輪流轉，謎樣的盲鰻最近翻身了。有人開始拿它們來入菜；也有人發現它們分泌的黏液非常神奇，不但有奇妙的力學特性，還可以作為分子生物學的研究利器；更有人用它們來娛樂大眾！

墜入深淵的皇后雖然不是世界上最美的尤物，但或許是許多人眼中最美妙的生物。明天，五月二十一日（週四），中午十二點十分在農資學院（農環大樓）二樓會議室，中山大學海洋生物研究所的莫顯蕎教授將要告訴我們，為什麼在他眼中盲鰻是最美妙的生物。

2009-5-12：萬神殿的生物物理2（Georgia Institute of Technology機械工程學系胡立德教授）

2009-05-11T06:00:00.010+08:00

巨蛋式建築對工程師的能耐向來是項極為嚴苛的考驗，只要看看聖母百花大教堂（Santa Maria del Fiore）綿亙百年的建造過程就不難理解這項考驗有多嚴苛。這項浩大的工程最後之所以能夠完成，要歸功於當時由商賈們出面舉辦的公開競賽。這些成天在市場裡打滾的商人們深知有競爭就有進步的道理，因此利用競賽來篩選出最佳的工程設計。

然而，即使如此，聖母百花大教堂還是沒有超越古羅馬工程師所建造的萬神殿（Pantheon），成為有史以來最大的巨蛋式建築。正如我們在「萬神殿的生物物理」中所提到的，這說不定是因為古羅馬時代篩選工程設計與工程師的方式是「陪葬制」，遠比翡冷翠的商人們所採用的公開競賽更冷酷嚴峻的緣故。

演化加諸於生物的試煉和古羅馬帝國對工程師的篩選方式同樣嚴酷：失敗的設計只有死路一條。先前我們已經在「萬神殿的生物物理」中檢視了演化在微觀尺度下，對細胞所建造的巨蛋式結構做了甚麼樣的篩選；這次我們將要檢視演化在宏觀尺度下，對生物個體與群體建構出來的巨蛋式構造所做的篩選。

明天，五月十二日（週二），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，兩年前來訪時曾經風靡年輕學子的胡立德教授（現任教於美國Georgia Institute of Technology機械工程學系）將要告訴我們，到底蛋殼、頭殼、龜殼、核桃殼、瓜瓢、蟻丘的結構與力學特性有什麼異同之處？

2009-5-7：歡喜做嚙（國立自然科學博物館詹美鈴博士）

2009-05-06T06:00:00.007+08:00

提起「書蟲」，人們聯想到的大概是帶著深度近視眼鏡的阿宅，有些人則會想到銀白色的蠹魚。其實，除此之外，還有一種體長遠小於阿宅（一般在一公尺到兩公尺之間）和蠹魚（約一公分到兩公分大小）的小蟲，也是名副其實的書蟲。這種體長不到一毫米的小蟲俗名叫做「書蝨」，是幾種常見的書蟲中最小的一種，不仔細看幾乎看不見，難怪沒有人會聯想起它們。

雖然沒有太多人聽過或見過書蝨，但不久之前，它們的確出過一陣子鋒頭，只是大家當時都只把它們想成噁心的小蟲，躲在所謂的「黑心床墊」裡繁衍、咬人。其實這種滿腹詩書的小蟲不只躲在書本或回收床墊裡，它們也會出現在魚飼料、白米、燕麥片、化妝品、榻榻米、家具、中藥裏。也就是說，幾乎每戶住宅都或多或少躲了些書蝨。還有人一不小心，讓書蝨住到腳趾甲裡頭！

這些在住家裡到處東咬西咬的書蝨有個更學術性的名字：嚙（ㄋㄧㄝˋ）蟲。被劃分在嚙蟲目（Psocoptera）底下的嚙蟲目前全世界有記錄的大約六千種，台灣現有記錄76種，不論在野外或居家內外都可以發現它們的蹤跡。嚙蟲的體型都相當小，在0.1毫米到1.0毫米之間，但卻很讓人困擾。除了之前所說的那些吃的、用的東西會遭殃之外，還有些嚙蟲可能是引發氣喘等過敏症狀的原因。

這些四處為虐的嚙蟲，怎麼看都不討喜，很難想像竟然會有科學家快樂地與之為伍，鎮日埋首挖掘嚙蟲世界的諸多奧妙與遼闊天地。明天，五月七日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，國立自然科學博物館的詹美鈴博士將要告訴我們，她何以發願一輩子當個做嚙的女人，並希望到老仍能歡喜做嚙。

（感謝詹美鈴博士協助撰寫本文）

分享－祕魯Iquitos生物多樣性之旅－亞瑪遜叢林中的都會（中興大學昆蟲學系楊正澤教授）

2009-05-04T19:36:00.002+08:00

昆蟲學系楊正澤教授在2006年的農業世界雜誌發表了一篇文章，描述地球另一端的亞瑪遜叢林的各色各樣生物。感謝楊教授提供這篇題為祕魯Iquitos生物多樣性之旅－亞瑪遜叢林中的都會（PDF格式）的文章，讓我們在此與BJC的成員們分享。

2009-4-30：山寨版動物（台灣大學機械工程學系林沛群教授）

2009-04-29T06:00:00.010+08:00

《列子‧湯問篇》裏有一段文字提到一位名叫偃師的工匠趁著周穆王西出巡狩的時機，呈獻上他的人偶作品：

穆王驚視之，趣步俯仰，信人也。巧夫顉其頤，則歌合律；捧其手，則舞應節。千變萬化，惟意所適。王以為實人也，與盛姬內御並觀之。技將終，倡者瞬其目而招王之左右侍妾。王大怒，立欲誅偃師。偃師大懾，立剖散倡者以示王，皆傅會革、木、膠、漆、白、黑、丹、青之所為。

可能是因為窮畢生心力研究中國科技文明史的英國科學家李約瑟（Joseph Needham, 1900-1995）在他的經典之作《中國的科學與文明》中引用了這段文字，從此偃師請醋罈子穆王驗屍的結果，就被當成機器人的最古老文獻記載，討論機器人發展史的多半會提到這件事。

問題是：即使到了二十世紀中葉李約瑟引用這段文字的時候，人類也才剛研發出第一代的電腦，幾千年前的一名工匠怎麼可能造出又唱又跳，還能眉目傳情的人偶呢？這實在是太匪夷所思了，連被批評為「傾向於誇大中國的科技成就」的李約瑟都無法相信，認為這段記載只是反映了道家「對生命現象採取自然史觀點（a declaration of faith in naturalistic explanations of life phenomena）」。可憐的李約瑟絕對沒想到，他費心推敲了半天反而坐實了別人對他的批評，因為這段文字竟然極有可能是後人從佛經抄過去的！

動畫大師宮崎駿（1941-）在《出發點1979～1996》中花了許多篇幅討論跑步與走路有多難畫，以及該如何畫才逼真的問題。平面描繪都如此困難了，在三度空間裏想做到「山寨版佛經」所說的「捧其手，則舞應節」當然更難如登天了。

能夠「舞應節」應該就會踢球了；機器人世界盃把終極目標－在足球場上擊敗人類－的達成年限訂在遙遠的2050年，因此大概要到那個時候我們才有辦法知道真正的偃師出生了沒有。在那之前的現在，究竟我們離偃師的境界多遠呢？到底最先進的「山寨版動物」在哪些面向上已經足以以假亂真了呢？明天，四月三十日（週四），中午十二點十分在農資學院（農環大樓）二樓會議室，台灣大學機械工程學系的林沛群教授將要告訴我們包括人型機器人（humanoid robot）在內的仿生足式機器人（bio-inspired legged robotics）近年來的研發進展。

（感謝蔡峰岳先生協助撰寫本文）

2009-4-30：達爾文，加拉巴哥與演化理論（德國慕尼黑動物學博物館Prof. Dr. Klaus Schönitzer）

2009-04-29T05:59:00.003+08:00

演講題目：達爾文，加拉巴哥（Galápagos）與演化理論
演講者：Prof. Dr. Klaus Schönitzer（德國慕尼黑動物學博物館）
相關資料：海報、摘要
時間：2009年4月30日 13:30
地點：中興大學農資學院（農環大樓）二樓會議室

檢視較大的地圖

2009-4-23：聲聲不息（高雄醫學大學生物醫學暨環境生物學系謝寶森教授）

2009-04-22T06:00:00.006+08:00

「色彩斑斕的豆娘語」中提到英國科學家珍古德（Jane Goodall, 1934-）小時候受到童書《杜利德醫生》的啟發，立志追隨杜利德的腳步到非洲去，深入動物的世界，了解牠們的語言，和牠們做朋友。雖然她在非洲叢林裡對黑猩猩所做的研究工作涵蓋了動物行為的許多面向，並沒有特別聚焦在黑猩猩以聲音進行的溝通行為上，但在給通俗演講時，她最喜歡表演的就是模仿黑猩猩的叫聲（3:41）。

如果黑猩猩的叫聲很難模仿，珍古德大概就不會常常來上一段了。從演化的角度來看，人類和黑猩猩系出同源，因此能夠輕而易舉地模仿黑猩猩的叫聲似乎也就理所當然。但仔細想想，這個推論大有問題，因為珍古德從來沒提過有哪隻和她朝夕相處的黑猩猩最後學會了模仿人類的聲音。究竟是牠們不為也，還是不能也？

答案似乎是兩者兼具：黑猩猩沒有適當的發聲結構讓牠們能模仿人類的聲音，與此同時，牠們也沒有適當的神經迴路讓牠們去幹這件事。非常有趣也非常令人驚訝的是，反倒是許多比黑猩猩還要「低等」的生物都配備了適當的「模仿迴路」。像畫眉鳥之類的雀形目（passerine）鳥類就是這些讓黑猩猩相形見拙的生物中的佼佼者。

也就是說，以聲音作為溝通媒介的生物能夠把聲音運用到什麼境界取決於兩個先天條件：發聲結構與神經迴路。人類與雀形目鳥類得天獨厚，不但音域寬廣，也擅於模仿。麻煩的是，這些聲聲不息的箇中高手都高明到可以拿聲音來說謊，傳送假訊息。這麼一來，不禁讓人懷疑，究竟得天獨厚的條件是增進了還是降低了溝通效率呢？

明天，四月二十三日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，高雄醫學大學生物醫學暨環境生物學系的謝寶森教授將要帶領我們從發聲結構與訊息可信度的角度來看台灣動物的聲音多樣性。想知道如何善用天賦，如何明辨花言巧語嗎？不要錯過謝教授的演講。

（感謝蔡峰岳先生協助撰寫本文）

2009-4-16：色彩斑斕的豆娘語（東海大學生命科學系林仲平教授）

2009-04-15T06:00:00.007+08:00

（圖片來源：台灣昆蟲維基館Ⅱ）

1942年的聖誕節，住在英國的濱海小鎮柏恩茅斯（Bournemouth）的一位小女孩收到了一份影響她一生的聖誕禮物。這份外婆送的聖誕禮物是小女孩經常跑去公共圖書館借的著名幻想童書《杜利德醫生》，書裏那位通曉動物語言的獸醫杜利德讓小女孩深深地著迷。多年之後，小女孩的母親在《大自然的女兒：珍古德》裏寫道：

這位不朽的獸醫成為珍童年的指路明星。杜利德醫生在她的想像中，開啟了令人目眩的新美麗世界。他和動物王國成員間的神奇關係，令她含混多變的夢想凝聚出一個熱切的目標：到非洲去。因為杜利德醫生就是和他的動物朋友在非洲漫步，她將來也要追隨他的腳步。

後來成為著名靈長類動物學家的小女孩珍古德（Jane Goodall, 1934-）去了非洲之後，當然沒有馬上就學會黑猩猩的語言。在吃了許多苦頭之後，才慢慢弄清楚這群親緣關係和人類最接近的生物之間的各種溝通訊息。

許多寓言或童話故事都理所當然地假設動物之間能夠相互溝通，要不然烏龜和兔子就不會說好要比賽誰跑得快，故事也就掰不下去了。創造出這些故事的人大概從來沒想過，他們天馬行空地想像出來的事情，真的用科學來驗證的時候，可就沒那麼浪漫了。多半得像珍古德一樣，投入大量的時間，耐著性子觀察紀錄，抽絲剝繭地慢慢理出頭緒。更糟的是，往往在一番折騰之後，得到的結果卻是模擬兩可，無法排除其他可能的解釋。

然而，這正是最富挑戰性、最能考驗創造力的科學難題常見的特徵。明天，四月十六日（週四），中午十二點十分在農資學院（農資大樓）二樓會議室，東海大學生命科學系的林仲平教授將要來和大家討論構思中的研究主題：色彩斑斕的豆娘（白痣珈蟌 Matrona basilaris）如何用視覺訊息來溝通。有興趣目睹或親身參與一個科學研究，從無到有的過程的同學千萬不要錯過！

2009-4-9：微生物數學家（中興大學植物病理學系黃姿碧教授）

2009-04-08T06:00:00.004+08:00

今年是最偉大的生物學家達爾文（Charles R. Darwin, 1809-1882）誕生兩百周年，科學界除了舉辦各式各樣的紀念活動之外，也很熱衷於把他的作品挖出來讀。我們也不例外，在上次的『達爾文生筋快樂！』中，找了達爾文的自傳來讀，發現他拿數學一點辦法都沒有。這次我們繼續往下讀：

In October 1838, that is, fifteen months after I had begun my systematic enquiry, I happened to read for amusement Malthus on Population, ...it at once struck me that under these circumstances favourable variations would tend to be preserved, and unfavourable ones to be destroyed. The result of this would be the formation of new species. Here, then, I had at last got a theory by which to work...

這就是為什麼後來大家都說馬爾薩斯（Thomas R. Malthus, 1766-1834）的《人口論》催生了達爾文的《物種原始》。人口學這門學問用到了許多數學，還好主修數學的馬爾薩斯替達爾文做了該做的功課，讓達爾文得以穿過數字的迷霧，直接看到關鍵性的結論。

達爾文一生寫了許多書、論文、信件，他所討論過的生物幾乎到了無所不包的地步。然而，怪異的是，對於當時已經發現了將近兩百年的微生物，他幾乎連提都沒提過。最近有人仔細地爬梳了他留下來文字，費了九牛二虎之力才找到少得可憐的幾筆紀錄。諷刺的是，幾乎被達爾文完全忽略掉的微生物如今成了驗證演化理論的利器，被譽為「瓶中小獵犬號」。

或許更諷刺的是，有些微生物竟然比達爾文還厲害：在達爾文必須跳過數學細節直接看結論的時候，這些微生物卻可以同心協力地把該做的數學做好，得出結論之後再決定接下來該做什麼事。

這些微生物如何能同心協力地擊敗達爾文呢？達爾文不會數學都還活得好好的，為什麼這些小不點非得會數學不可？明天，四月九日（週四），中午十二點十分在物理學系（理學大樓）六樓601會議室，中興大學植物病理學系的黃姿碧教授將要為大家解開這些謎團。

（感謝蔡峰岳先生協助撰寫本文）

2009-3-26：達爾文生筋快樂！（中山大學機械與機電工程學系林哲信教授）

2009-03-25T06:00:00.012+08:00

晚年的達爾文（Charles R. Darwin, 1809-1882）在自傳裡面說：

I attempted mathematics...but I got on very slowly. The work was repugnant to me, chiefly from my not being able to see any meaning in the early steps in algebra. ...and in after years I have deeply regretted that I did not proceed far enough at least to understand something of the great leading principles of mathematics; for men thus endowed seem to have an extra sense.

由此可見，達爾文和許多生物學家一樣，看到數學就頭痛；終其一生，都覺得自己比那些精通數學的人少了一根筋。花了許多年苦思變異如何遺傳的達爾文為何沒有發現遺傳定律向來是個耐人尋味的問題。也許正如達爾文自己說的，精通數學的物理教師孟德爾（Gregor J. Mendel, 1822-1884）就是比他多了根筋，才能看出複雜紛亂的實驗結果所隱含的簡單定律。

除了孟德爾的遺傳定律之外，還有許多用數學來解決生物學問題的例子。那麼有沒有什麼用生物學來解決數學問題的例子呢？

十八世紀時東普魯士有個城市叫做科尼斯堡（Königsberg），城裏有兩座島嶼位於Pregel河中，共有七座橋將它們連起來。當地的居民想著是否有一個散步的旅程，可以一次走過所有的橋樑，但不重複走過同一座？

這個大家小時候都玩過的一筆畫問題讓當地居民困擾了很久，成了數學史上著名的「七橋問題」，直到1736年才由偉大的數學家尤拉（Leonhard P. Euler, 1707-1783）提出了解答。答案是斬釘截鐵的「不可能！」。

1859年愛爾蘭物理家漢米爾頓（William R. Hamilton, 1805-1865）由此得到靈感，用木板做成的正十二面體設計了一種遊戲。把正十二面體的頂點與邊分別想像成城市與道路，玩遊戲的人必須找出一條通過每一座城市的路徑，而且每座城市只能經過一次，走過的道路也不能再走。這個遊戲後來就成了著名的漢米爾頓路徑（Hamilton path）問題。

數學家告訴我們，尤拉的問題比較容易解決，漢米爾頓的問題就麻煩了：即使知道有解，也很難知道到底有幾種走法。如果用一一嘗試可能的路徑，那麼可能花掉一輩子的時間也得不到解答。用電腦算？很抱歉，只要多加幾座城市，可能的路徑就會多到連運算能力最強的電腦也算不完的地步了。

有沒有比用電腦硬算更有效率的解法呢？這個問題讓數學家傷透了腦筋。明天，三月二十六日（週四），中午十二點十分在農資學院（農資大樓）二樓會議室，中山大學機械與機電工程學系的林哲信教授將要告訴大家，生物學為這個問題帶來了一線曙光：1994年有人利用DNA分子解決了典型的漢米爾頓問題，開啟了用DNA來做電腦的可能性。

這回是數學少了一根筋，得靠生物學來幫忙解決問題。達爾文如果還在世的話，應該會笑顏逐開吧！

（感謝林哲信教授協助撰寫本文）

NCHU-BJC

2011-12-1：敵人是最好的朋友（台北教育大學地球環境暨生物資源學系吳書平教授）

BJC 過去活動

2011-11-24：生物分子的駭客任務（中興大學基因體暨生物資訊學研究所劉俊宏教授）

2011-11-17：走出象牙塔（新台灣研究文教基金會黃鈺婷小姐）

2011-11-3：何處惹塵埃的大水球（成功大學環境工程學系周佩欣教授）

2011-10-27：暗夜中飛行的小精靈（靜宜大學生態學系陳湘繁教授）

2011-10-20：癌症的數位療法（逢甲大學應用數學系魏秀娟教授）

2011-10-13：當樹蛇遇上重力（台灣師範大學生命科學系杜銘章教授）

2011-10-6：此曲只應天上有？（台灣大學音樂學研究所蔡振家教授）

2011-9-29：蛙腿一踢數百年（成功大學化學工程學系王翔郁教授）

2011-8-4：被詛咒的科學（台大森林環境暨資源學系丁宗蘇教授）

2011-6-2：兒童眼中的生物迴路（臺灣師範大學附屬中學李柏翰博士）

2011-5-26：演化的精密算計（中央研究院生物多樣性研究中心沈聖峰博士）

2011-5-12：海洋中的導彈（澳洲Queensland大學生物醫學學院鍾文松博士）

2011-4-28：沙灘上的物理高手（東海大學生命科學系林惠真教授）

2011-4-21：海中歌王（中山大學海下技術暨應用海洋物理研究所魏瑞昌教授）

2011-3-31：如何避免等待復活（中興大學森林學系楊德新教授）

2011-3-24：數樹兒（東海大學生命科學系林宜靜教授）

2011-3-17：高科技灌溉工程（台灣大學化學工程學系游佳欣教授）

2011-3-10：網路裡的生機（中央研究院生物多樣性研究中心陳宣汶博士）

2011-3-3：力爭上游的烏魚（子）（中興大學生命科學系高孝偉教授）

2010-12-30：革命殺手面面觀（中興大學農藝學系鄧資新教授）

2010-12-23：誰的革命？革誰的命？（中興大學歷史學系許宏彬教授）

2010-12-16：Herbationes Formosan（台灣大學生物產業機電工程學系江昭皚教授）

2010-12-2：方寸中的規矩（美國休士頓大學化學系與化學工程學系Advincula教授）

2010-11-25：讓費曼眼睛發亮（美國EmergentViews公司林士勛博士）

2010-11-18：暗夜裡的新鮮事（國立自然科學博物館動物學組鄭明倫博士）

2010-11-11：不踰矩的科學（宜蘭大學生物機電工程學系蔡孟利教授）

【活動公告】生物2理研習營Ⅳ

2010-10-21：踵繼大師、努力折磨（成功大學生理學研究所湯銘哲教授）

2010-10-14：展讀摺疊的歷史（交通大學生物科技系張家靖教授）

2010-9-30：願哥德爾一路好走（國家理論科學研究中心陳俊仲博士）

2010-9-23：方興未艾的復古潮流（清華大學數學系許世壁教授）

2010-9-16：搶救人魚公主（成功大學系統及船舶機電工程學系陳政宏教授）

2010-7-22：絲絲入扣的平衡（台中第一高級中學陳永康先生）

2010-7-15：科學油俠（中興大學生物科技發展中心謝淳仁教授）

2010-7-8： 多采多姿的咫尺天地（香港科技大學生命科學部彭筱明教授）

2010-6-10：蜻蜓101（中興大學生物物理學研究所張家慈小姐）

2010-6-3：細菌城市（中興大學物理學研究所廖志堂先生）

2010-5-27：安全的恐慌（中興大學物理學系林怡君小姐）

2010-5-20：寸土必爭（中興大學生物物理學研究所曾億萍小姐）

2010-5-13：細說豚口普查（國立自然科學博物館姚秋如博士）

2010-5-6：嗅覺裡的物理（中興大學物理學研究所曾宏焙先生）

2010-4-29：母愛背後的精算（東海大學生命科學系關永才教授）

2010-4-22：蛇杖的秘密（德國Christian-Albrechts-University of Kiel動物學系功能型態與生物力學主任Gorb教授）

2010-4-15：細胞按摩術（台灣大學電機工程學系郭柏齡教授）

2010-4-8：滑溜的海中哲學家（清華大學生命科學系焦傳金教授）

2010-4-1：低頭的稻穗（Yuren大學卜修稼教授）

2010-3-18：生物微中子偵測器（中正大學化學暨生物化學系王少君教授）

2010-1-7：生物物理宴饗

2009-12-24：細菌裡的正義女神（中央研究院生物化學研究所史有伶博士）

2009-12-10：螳螂悲歌？（台灣大學海洋研究所仲澤剛史博士）

2009-12-3：異類的壯闊天空（台灣大學昆蟲學系奧山利規教授）

2009-11-26：建造智慧機器（美和技術學院資訊科技系胡中興教授）

2009-11-19：泡泡分類學（農業試驗所應用動物組昆蟲分類研究室石憲宗博士）

2009-11-12：虛擬運動員（成功大學體育健康與休閒研究所鄭匡佑教授）

生物物理研習營Ⅲ－科普講座系列

生物物理研習營Ⅲ

2009-10-22：伴菌如伴虎（中國醫藥大學生物科技學系徐媛曼教授）

2009-10-15：變男變女犯著誰？（普林斯頓大學科學史學程姜學豪先生）

2009-10-8：克里克的微笑（清華大學電機工程學系暨電子工程研究所陳新教授）

2009-10-1：生物逆向工程學（台灣大學生態學與演化生物學研究所林怡棻小姐）

2009-9-24：笛卡兒的漩渦宇宙（台大機械工程學系丁上杰博士）

2009-8-21：軍備競賽的代價（美國蒙大拿大學Erin McCullough小姐）

2009-8-6：心電圖的雷涅克障礙（美國聖路易市華盛頓大學Yoram Rudy教授）

2009-7-29：夏娃創造術初探（Western Ontario大學醫學生物物理系Kenneth Wong博士）

2009-6-18：生物物理宴饗（中興大學物理學系生物物理期刊俱樂部）

2009-6-11：最古老的尖端療法（中興大學化學系賴秉杉教授）

2009-6-4：巧克力裡的爭議（逢甲大學財經法律研究所楊培侃教授）

2009-5-21：謎樣的魔鏡主人（中山大學海洋生物研究所莫顯蕎教授）

2009-5-12：萬神殿的生物物理2（Georgia Institute of Technology機械工程學系胡立德教授）

2009-5-7：歡喜做嚙（國立自然科學博物館詹美鈴博士）

分享－祕魯Iquitos生物多樣性之旅－亞瑪遜叢林中的都會（中興大學昆蟲學系楊正澤教授）

2009-4-30：山寨版動物（台灣大學機械工程學系林沛群教授）

2009-4-30：達爾文，加拉巴哥與演化理論（德國慕尼黑動物學博物館Prof. Dr. Klaus Schönitzer）

2009-4-23：聲聲不息（高雄醫學大學生物醫學暨環境生物學系謝寶森教授）

2009-4-16：色彩斑斕的豆娘語（東海大學生命科學系林仲平教授）

2009-4-9：微生物數學家（中興大學植物病理學系黃姿碧教授）

2009-3-26：達爾文生筋快樂！（中山大學機械與機電工程學系林哲信教授）

2010-7-8：多采多姿的咫尺天地（香港科技大學生命科學部彭筱明教授）