科學新聞解剖室—案件編號 16

圖／wikipedia

案情

自從全球暖化議題從科學家研究進入日常茶餘飯後的民生話題之後，「氣候變遷」、「氣候異常」似乎變成了一句口頭禪，時時搔動我們的敏感神經。加上近期 PM2.5 的情形每況愈下，灰濛濛的空氣品質真是讓人心情糟透了，就在這樣的氛圍下，日前 LINE 的親友群組又傳來一則驚悚的報導，是中時電子報網站 2016 年 3 月 7 日刊登的〈氣候亂象！霍金：地球最快 2030 年世界末日？〉這篇新聞。是啊是啊，世界末日又來了！（狼來了狼來了狼來了）

新聞首段指出：

…知名宇宙物理學家霍金爆出驚人言論：在未來 15 – 20 年內，太陽將會進入到休眠狀態，太陽的這種變化，將對地球造成毀滅性的影響，難道地球將會在數十年內迎來世界末日，最早 2030 年滅亡嗎？……

噢…..這次竟然是物理大師霍金說的耶！這可不能等閒視之，畢竟霍金是當代極富盛名的大科學家，如果是真的，那解剖員就得好好地為接下來的 20 年打算，如果是假的，那也要還給霍金一個公道。就讓我們拿起隨身攜帶的兩把手術刀，一層一層地來看看事情的原貌。

解剖

科學疑點一：太陽活動減少，世界就會毀滅嗎？

 ……霍金預言說太陽將在 2030 年休眠，這將導致地球氣溫大幅度下降、使得地球步入小冰河期。……由瓦倫蒂娜紮爾科夫教授與團隊研發的太陽活動週期新模型，……預測到太陽活動將在 2030 年左右減少 60%，屆時地球將很有可能進入小冰河期。…

這一段新聞的內容似乎在說明霍金預言 2030 年太陽要「休眠」，而且研究團隊也預測太陽活動在 2030 年會減少 60%。所以，地球沒有發光發熱的太陽相挺，就要進入小冰河期。這樣的文字脈絡似乎在暗示小冰河期的嚴重性，但是進入「小冰河期」就是「世界末日」了嗎？！科學家指的是這個意思嗎？

這裡面其實有幾個不同的概念被混淆了，首先，這裡所指的「太陽活動」並不是我們日常生活中看到太陽發光發熱的現象，而是指人類透過天文儀器才能觀察到的太陽表面活動現象，例如太陽黑子（Sunspot，最容易被觀察到的太陽活動）、日珥（Solar prominences）、閃焰（Solar ­flare）等等。地球可以孕育生命，依靠的是太陽核心的核融合反應，再以熱輻射的形式傳送給地球，根據太陽中氫的含量來看，太陽核融合反應還可以維持近 100 億年（噢噢）。因此，「太陽活動減少」似乎不能那麼快地就直接等同於小冰河期的來臨，當然距離「世界末日」就更遙遠了。

再來，「小冰河時期」和太陽的關係其實是很複雜的，過去地球上出現小冰河期的特點之一是冰川迅速擴張，發生的時間約是從 1550 年持續到 1850 年之間。從數據資料來看，其中有三個冰河期高峰是 1650 年、1770 年、1850 年，如果我們再對照圖一的太陽黑子活動狀況來看，除了圖表最左邊的蒙德最小期（Maunder Minimum, 1645-1715）太陽活動不活躍之外，1770 年與 1850 年的太陽活動仍然相當穩定。所以，太陽活動和小冰河期之間的關聯還有待時間提供更多的證明，可別急著就這樣下定論喔。

圖一：太陽週期與蒙德極小期

其實當研究團隊預測 2030 年的太陽活動降低 60% 之後，英國《每日郵報》（Daily mail）刊登報導就指出 2030 年人類會進入小冰河時期。隨後國際天文學協會就立即發佈了一篇新聞稿，說明從 1700 年到現在的太陽活動其實都非常穩定，很難再以太陽活動趨勢來解釋工業革命以後到 20 世紀的氣候變化。從這裡可看出新聞報導對太陽活動有明顯的錯誤認知與解讀，透過種種證據與解剖員的推論，霍金和研究團隊有可能被栽贓了，究竟真相如何，就讓我們繼續看下去。

科學疑點二：霍金到底說了什麼？！黑鍋不是這樣背的……

經過解剖員們繼續搜尋相關資訊、抽絲剝繭之後，蓋章認證霍金根本沒有說過 2030 年地球要進入小冰河期這樣的話，整起新聞報導和霍金根本毫不相干（一腳踢開霍金被上的黑鍋）。那麼為什麼會有霍金會被抓來當發言人呢？

從搜尋的資料顯示，這次最早將霍金和 2030 年世界末日做連結的新聞來自於「中國網東海資訊」，標題是「2030 年太陽休眠 地球傳聞：霍金預言末日說世界末日十大猜想」。這篇新聞有標示是引用自前一天「中國經濟網」的報導，標題是「專家稱 2030 年太陽將"休眠" 地球進入"小冰河期"」。噢？僅僅過了一天，霍金就從科學家變成了末日預言家，這太神奇了！

為什麼這些新聞要找上霍金而不是其他科學家呢？目前最有可能的起點是霍金在 2010 年接受 Bigthink 網站的訪談「Abandon Earth—Or Face Extinction」。訪談中，霍金認為在未來的幾百年內人類將很難避免在地球上發生災難，為了分散風險，他認為人類應該前往太空，而非僅僅守於地球。其中有段話正是對應媒體錯誤轉錄的末日說：“But I’m an optimist. If we can avoid disaster for the next two centuries, our species should be safe, as we spread into space.” 霍金這段話主要是說，如果人類可以撐過接下來兩百年的災難，那是因為人類已經在太空中展開生活。所以這段話的重點不在於說明究竟是哪一種災難，而是在討論未來災難的可能風險，霍金主要是要強調人們必須對科學、風險有基本暸解，才能對未來做出明智的解決策略。顯然媒體不僅畫錯了科學家的重點，還將霍金舉例的兩百年解釋成世界末日，腦補神技令人咋舌。

順道一提，這則新聞中的研究團隊分析近 33 年（1976 – 2008）的觀測資料，終於可以成功預測太陽活動週期，並達到 97% 準確率，而預測結果也連帶顯示 2030 年太陽活動將會下降 60%。由於過去科學家觀測到如此不活躍的太陽活動時期是 1645 – 1715 年間，而這段歷史時期只是恰好遇到 1650 年開始的第一個小冰河高峰，我們在前面已經知道無法用太陽活動解釋氣候變化，所以科學家對於 2030 年的預測結果也不代表小冰河的到來，但是如果媒體不去深入瞭解，很容易過度解讀成「太陽活動減少就等於小冰河期的來臨」。然而研究團隊從頭到尾都沒有在預測兩者之間有任何關係，他們發表研究成果的目的並不是要提出世界末日的預警（鄉親啊，請冷靜）。

在這則新聞裡，媒體專挑大咖的科學家來背書，也曲解了研究團隊的內容，集三個黑鍋可以兌獎嗎？！（舉手發問）

接下來看看媒體上的問題：

媒體疑點一：原來打臉一次不夠用？！

初看這則新聞時，發現在報導的文末有註明文章來源是「科技頭條」，解剖員點進去網頁一看，是中國網易網站在 2016 年 3 月 6 日刊登的一篇新聞：〈世界末日說又來了，這次是 2030 年地球滅亡〉，而網易的新聞又標示來源是另一個「科技頭條」。在這個尋找粽子頭的過程中，解剖員赫然發現這可是一則拼貼舊聞的新聞啊（啜茶）。

這一切的起點是英國皇家學會 2015 年 7 月舉辦的天文學會，其中的一篇研究發表，接著英國《每日郵報》以 “Is a mini ICE AGE on the way? Scientists warn the sun will ‘go to sleep’ in 2030 and could cause temperatures to plummet” 為題報導。這麼火熱的議題，竟然馬上延燒到中文世界來。當時事件發生的第一時間，PanSci泛科學和中國果殼網都有撰文說明轉譯報導中對科學研究理解的錯誤，沒想到今年再度捲土重來，不僅把小冰河期置換超級吸睛的世界末日，內文更有兩大段原封不動來自 2015 年「中國日報網」的新聞，更誇張的是硬把霍金推上舞台吸引鎂光燈，太無言了！

解剖員還原一下這篇新聞的生產過程如下圖二，大概就是從過去的發燒議題中抓取片段、重製，然後再登場，媒體不需要檢視、查證，只需動動手指頭轉載就一切搞定。

圖二：本則新聞產製流程圖（點擊看大圖）

媒體疑點二：別裝了，你是「類內容農場」！

中時電子報在這篇報導中，在文字的設計上特別用了兩個問號，分別是標題「氣候亂象！霍金：地球最快 2030 年世界末日？」和第一段的最後一句「難道地球將會在數十年內迎來世界末日最早 2030 年滅亡嗎？」用問句保留一點空間，似乎也就可以規避一些責任，但是卻難掩過程中的各種粗糙作法。

其實這篇報導轉載的內容並非原出處，除了已經不知經過多少手的轉處理之外，通篇內容有 90% 以上援用「網易」網站的新聞，品質很值得懷疑。再仔細一看，這篇報導是出自中時電子報網頁的「圖輯區」，圖輯區的每一篇文章都有搭配一張至數張吸引人的圖片以及內容農場式的標題，可以說是圖文並茂，十分吸睛。這篇「世界末日說」的報導為例，截至 3 月 15 日的點擊率是 234,650次，相當驚人呢！只是在這個專區裡面，轉載一些內容農場文章、賺點擊率、拼流量等方式，其實已經是一種主流媒體向內容農場傾斜的作法，我們過去曾介紹過「類內容農場」這個概念，在這裡我們似乎也嗅到了同樣的味道。

媒體疑點三：「世界末日說」──人類共同的鄉愁

這篇新聞第一段劈頭就指出：世界末日說我們經歷了好幾個，其中最厲害的是 2012 世界末日，伴隨著電影使人人心惶惶。「世界末日」這幾個字好像具有一種票房的魔力，很容易能夠抓住人們的目光，尤其在這個變動不安的現代社會裡，似乎是全世界人們共同的鄉愁。

一直以來，我們對這類的新聞不會陌生，例如：〈12 月 21 日 末日預言「馬雅曆沒提」〉、〈傳說中末日，就在今天…末日會來嗎？ NASA 電話被打爆〉、〈天國近了？盤點歷史世界末日 8 大預言〉、〈2016 年成世界末日？5 大災難預言你聽過嗎〉等等，連名為《世界末日》的這部電影的票房都是 1998 年最高，就連維基百科都有一個「末日預言列表」，這些故事已經把我們說得彷彿真的經歷過好多場世界末日。

世界末日、世界第一、史上最慘……等等極端的詞彙，確實很能夠引起我們心裡的共鳴，但它也可能像是在陽春麵裡面灑進太多的胡椒，原本是茶餘飯後的提味用途，卻反過頭來喧賓奪主地壞了整個主餐的味道。有趣的是，這篇報導一邊援用《明天過後》電影來體現十足的災難效果，最後卻不忘非常正經、八股且科學地提醒大家「當務之急還是要減緩暖化」，這句話讓解剖員像是在末日的警鐘中驚醒……然後再跌入另一個更迷惘的末日。

解剖總結

解剖員們最後總結，這篇新聞是一篇拼貼舊聞的報導，媒體不僅便宜取用二手新聞、缺乏查證、便宜行事；此外，對於科學研究的錯誤解讀失真、誇大，混淆視聽。綜合以上分析，本解剖室給這一則新聞報導評以如下評價（13 顆骷髏頭）：

綜合剖析評比-科學偽新聞指數（滿分五顆）

「理論錯誤」指數：☠☠☠☠☠

「便宜行事」指數：☠☠☠☠

「戲劇效果」指數：☠☠☠☠

（策劃/寫作：簡克志、賴雁蓉、黃俊儒）

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俐落短髮、爽朗笑聲，榮獲 2016 年吳健雄傑出女科學家新秀獎的清華大學分子與細胞生物研究所副教授王慧菁，其實很「學生樣」，若非特別說明，要從學生群中認出她可得費一番功夫。

對社會貢獻所學 研究聚焦 B 型肝炎

「我們發現 B 型肝炎病人的毛玻璃肝細胞（ground glass hepatocytes, GGH），若發生 preS2 突變，未來得到肝癌的機率也比較高」。

王慧菁笑著說，研究 B 肝完全是個意外。雖然家中沒有人得到這個疾病，但基於「科學家要做對大眾有益的事」的想法，進入成功大學微生物及免疫學研究所之後，王慧菁就跟著指導老師蘇益仁，在成大醫院的病理部實際觀察 B 肝病人的臨床病理檢驗。而「真實看到檢體」的經驗，也讓她的研究更貼近醫療現場，為患者著想。

被稱為國病的 B 型肝炎，其實是一種世界性疾病，只是較常見於亞洲、非洲、南歐、拉丁美洲等地。根據長年從事肝病研究的台大醫學院名譽教授許金川，從民國 85 年到 94 年、針對全國各縣市十六萬民眾的流行病學調查研究指出，民國 96 年時，台灣大約有 17.3% 的 B 肝帶原者（約 300 萬人），比例不算太低。由於過去研究已經證實，B 肝帶原者肝炎若持續發作，有 15~20% 會發展成肝硬化，最後導致肝癌，罹癌機率比非帶原者高上數十倍。

B型肝炎是一種世界性疾病，只是較常見於亞洲、非洲、南歐、拉丁美洲等地。圖／By below – CDC Travelers’ Health: Yellow Book Chapter 4 – Prevention of Specific Infectious Diseases: Hepatitis, Viral, Type B map based on http://i33.tinypic.com/mh37sx.png, CC BY-SA 3.0, wikipedia.

找出 B 肝致病機制 新藥設計對症下藥

B型肝炎病毒。圖／CC0

這麼龐大的族群帶來健保沉重負擔，醫界卻還沒找出根治方法，只能透過干擾素或抗病毒藥物來抑制受感染的細胞反應。由於 B 型肝炎主要透過血液與體液感染，台灣在民國 73 年開始全面施打疫苗後，帶原者數量已經大幅下降。只是已經感染的病患卻因為沒有方法根治，終身都得跟病毒共處。

看見這個學術缺口，從研究所時就開始接觸 B 肝的王慧菁說，根治 B 肝病毒是這個領域科學家的最終夢想。她從研究中發現，B 肝病人肝臟中的毛玻璃肝細胞，基因若發生 preS2 蛋白突變，就會影響細胞有絲分裂，讓細胞不正常製造含有很多細胞核的突變細胞，這類細胞基因不穩定、往往就是癌細胞產生的前兆。

「我們希望可以找出被感染的細胞有什麼弱點、跟正常細胞有何不同，針對這個特性設計新藥」。

在有絲分裂過程中發生了什麼事？

所以有絲分裂是什麼？它又怎麼影響被 B 肝感染的肝細胞？

提到這個關鍵字，王慧菁眼睛一亮，彷彿開啟一道異世界之門。有絲分裂（mitosis）其實是指細胞分裂時將細胞核染色體分配到子核的過程，事實上細胞在進行分裂時，不單單只是將複製好的姊妹染色體粗暴的分開，其中需要許多調控機制的配合，才能確保細胞正確分離。

透過重重實驗王慧菁發現，細胞內的 PICH 蛋白會和拓撲酶（topoisomerase）一起作用，在拓樸酶剪斷姊妹染色體纏繞結構的過程中，PICH 蛋白會負責確認拓樸酶有剪斷所有 DNA，整個工作才算完成；換句話說，如果沒有 PICH 幫忙，姊妹染色體很容易在還沒完全剪斷前就被迫分開，損傷的 DNA 容易產生錯誤蛋白，而帶有 DNA 損傷的細胞「最後就很有可能成為癌細胞」，找到這個關鍵，等於找出細胞癌化的重要因子。

此外，因為癌細胞的新陳代謝與正常細胞不同，往往需要產生更多蛋白質來應付細胞所需，而熱休克蛋白是製造（摺疊）蛋白質的重要因子。王慧菁發現，被 B 肝病毒感染的毛玻璃肝細胞，需要很多熱休克蛋白、製造比一般正常細胞更多的蛋白質才能存活，一旦破壞這個平衡，細胞很快就會因為失去能量而死亡。

也就是說，只要「抑制熱休克蛋白，就能幫助清除被 B 型肝炎感染的細胞」，若能將目前進展到小鼠階段的實驗，推進到製作「能清除被 B 型肝炎感染細胞的新藥」，也許根治 B 肝就不會只是夢想，王慧菁這樣形容。

喜歡看細胞動作片 一頭栽進有絲分裂領域

修過生物基礎課程的人應該都知道，細胞有 90% 的時間都處在分裂的準備期（又稱為「間期」），只有進入有絲分裂時，才會真的「動起來」。相較於動也不動的細胞，王慧菁說自己超級喜歡看「細胞動作片」，這也是她在國家衛生研究院完成博士後研究、到德國馬普生化所研究時的意外發現。

細胞有 90% 的時間都處在分裂的準備期（又稱為「間期 Interphase」），只有進入有絲分裂（Ｍitotic phase）時，才會真的「動起來」。圖／drs18＠flickr, CC BY-NC-SA 2.0.

只不過像分子生物這種針對細胞間訊息傳遞的基礎研究，往往和臨床應用還有一大段距離，正因為如此，王慧菁時刻提醒自己，不管做得再認真「基礎研究的最終目的，還是希望幫助患者」。

採訪即將結束之際，王慧菁指著牆上一幅貓頭鷹畫像，笑著說這是帶她入門的恩師蘇益仁，送來祝賀她當選吳健雄傑出女科學家獎的賀禮，以整夜不睡覺、掛著厚重黑眼圈的貓頭鷹，代表老師眼中日以繼夜做研究的自己。

甫離開辦公室，我心裡想的是，用研究成果回饋社會，大概就是科學家最浪漫的事吧。

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請試著想像，倘若今天走進咖啡廳，牆上掛了一幅油畫

梵谷早期畫作《吃馬鈴薯的人》（The Potato Eaters）。圖／CC0，wikipedia

「這是梵谷早期的作品，色調偏⋯⋯」

同行友人侃侃而談，或許有人覺得他在賣弄，但至少不太會有人打斷他，通常大家還會認真傾聽。而且如果可以，我們也想參一腳加入賣弄的行列。

現在換個畫面，牆上掛的是著名的歐拉公式

「這是被稱為最奇妙的恆等式，非常簡單，卻涵蓋了 (0, 1, e, π, i) 這 5 個重要的基本常數。而且啊，你知道拉馬努金是在 12 歲的時候獨立推導出來噢……」

絕對不會有人這樣講，除非這是一群剛參加完數學研討會的人，或場景是一場失敗的聯誼，說話者想盡快結束回家睡覺。

我們在不知不覺間存在一種偏見，認為具備藝術素養是高雅的代表，數感素養則是不必要，至少不該拿出來高談闊論的東西。日常生活中少數會將數學作為對話素材的內容通常是：

「我大學聯考數學只考 30 分，還是上了台大。」

這類反過來以數學不好為傲的模式。

「數學就像繪畫，只是用你看不見的顏色來呈現。」

《天才無限家》的電影導演 Matt Brown 讓觀眾體會到數學如同藝術的那面，它的顏料是符號、幻化出來的作品是一道道公式，跟一幅畫一樣足以表現這個世界。

他挑了一位再恰當不過的主人翁，媲美任何一位藝術天才的數學家——拉馬努金。

拉馬努金出生在有著虔誠婆羅門信仰的貧困家庭，他是家裡的長子，底下有 2 個弟弟和 3 個妹妹。12 歲時，朋友借了他一本《三角學》。或許是沒其他的消遣，也或許拉馬努金天生熱愛數學，他不但唸完了，還自己獨立推導出著名的歐拉公式。

15 歲時，他拿到了另一本數學書《純粹數學概要》（Synopsis of pure mathematics），這大概也是少數因為讀者（就是拉馬努金）而出名的一本書。書中介紹了 6,000 多條公式，拉馬努金在 5 年內反覆閱讀，不僅懂了這些公式，還進一步延伸推廣。這本書可說是拉馬努金自學數學的聖經。也因為這本書不附證明的寫法，讓拉馬努金不擅長數學嚴謹的證明邏輯。這個時期他的數學成就，都是靠論證、直覺、歸納的混合處理達到。就像電影裡那樣，等到去了劍橋，才在哈代（G. H. Hardy）的指導下學會證明。話說回來，每個人適合不同的學習方式，倘若拉馬努金一開始就學習嚴謹的證明，說不定就無法培養出他那銳利無比的洞察力。

20 歲到 24 歲期間，拉馬努金基本上是個高等遊民，沒有固定職業，依然熱衷數學，研究了幻方、連分數、超幾何級數等等。他的研究成果記錄成 3 大本筆記本，對，比電影裡還多一本。每一本都跟《純粹數學概要》致敬，沒附上任何證明結果（或許拉馬努金覺得數學書就該這樣寫）。這段期間內，他也完成了終生大事，在 21 歲結婚。

不過跟電影裡不太一樣的是，電影裡的女主角太太 Janki（不是哈代）和拉馬努金看起來很登對，但事實上他們年紀相差 12 歲。

簡單的計算題，結婚時太太只有9歲。

成為人夫的拉馬努金遇到了後來成為印度數學學會會長的 R. Ramachandra Rao，Rao 激賞拉馬努金的天份，願意定期贊助他，讓他安心從事研究。贊助了幾年，拉馬努金覺得自己沒什麼貢獻，不願意在白白拿錢。Rao 介紹他去港務局工作，除了穩定收入，還有一個拉馬努金的專屬福利——去海港撿包裝紙當計算紙。值得一提的是，在這段期間，拉馬努金已經在《印度數學學會期刊》（Journal of the Indian Mathematical Society）發表過一篇論文，探討伯努利函數的性質。

26 歲時，拉馬努金將自己的研究成果寫成一封信，寄給哈代。哈代看完後立刻邀請拉馬努金到劍橋，只是宗教信仰讓拉馬努金猶豫，最後他決定先留在 Madras 大學做研究。

哈代沒放棄邀請拉馬努金，他透過當時正在 Madras 大學講課的 Neville（就是數值分析裡 Neville algorithm 的那個Neville）繼續遊說，終於說服了拉馬努金。

於是，拉馬努金在 27 歲時第一次來到世界的學術舞台劍橋大學，他跟哈代像一對默契絕佳的菜鳥與資深刑警：菜鳥刑警用敏銳的直覺辦案，資深刑警在一旁靠著經驗和對法規的熟嫻協助，兩人合作無間。只花了 4 年，拉馬努金就站到了學術舞台的中心，入選為英國皇家學會會員、三一學院的研究員。

但很遺憾地，在比成為會員的更短時間內，他就因為過度疲勞，以及飲食問題（就像電影裡的那樣，吃素的他只能每天自己隨便煮一煮）染上了肺結核。

他 32 歲回到印度，隔年過世。

拉馬努金手稿，翻拍自其筆記本。圖／ V. Ganesan @hindu

或許是在劍橋研究時都在學習證明，精煉他前三本筆記的成果。他的第四本筆記一直到最後這一年才完成。這本筆記後來遺失了 50 多年，直到 1976 年才被發現不知為何放在劍橋三一書院的圖書館內。

裡面有 600 條公式，同樣非常有拉馬努金風格——沒附任何證明。

不知道哈代到底有沒有看過這本筆記本，強調證明的他看到拉馬努金依然這樣搞，一定很哭笑不得吧。

拉馬努金讓人們看到天才的璀璨，也讓我們看到，不出世的天才同樣得服膺於數學的嚴謹證明，唯有透過證明，才能將數學式子從假說、推論、提煉成定理，比鑽石還珍貴的永恆存在。

圖／取自開眼電影院。

《天才無限家》這部電影提供了一種全新審視數學的角度。兩位主要演員 Dev Patel、Jeremy Irons 都說自己非常不擅長數學，Jeremy Irons 甚至自爆電影中寫公式地方是他靠「畫」的畫出來。電影的數學顧問還教他要觀察數字的對稱性，就可以更好畫。

導演 Matt Brown 在接受訪問時表達他對「數學家」的看法：

I think what they are doing — they are artists.

希望有一天，我們的社會也能用這樣更「寬容」的角度去觀看專業知識。數學不一定要跟著計算，還得算對才行。他可以像藝術一樣，在一定距離以外，用欣賞的角度去接觸。你不需要會畫油畫會雕刻才能去美術館，同樣地，也不需要一定得會三角函數或微積分才能踏入數學的領域。

唯有先讓更多人願意欣賞數學，我想，我們才能再去談，該如何改善數學教育，減少在學校聽到數學課就翻白眼，看到數學考卷就繳白卷的人數。

參考資料

• Aseem Chhabra, It took a decade to make The Man Who Knew Infinity, rediff movie, April 27, 2016.
• 王靖怡，金獎影帝數學不好 用功到演出感情，中央社，2016/05/18。
• 吳文俊，《世界著名數學家傳記》，科學出版社(簡)

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機率量化了「可能性」

機率是數學中最生活化的數學單元，也是不少人覺得就算三角函數學爛了，也可以扳回一城的地方。

我們每天都接觸到各種「可能」，用數學一點的話來說就是接觸到各種「機率」。許多機率很簡單，用經驗培養出來的直覺便能處理：丟骰子出現任何一點的機率相等（1/6）。用味覺來譬喻，這類的機率像喝可樂，一口下去清涼暢快。但生活中不只有可樂，還有咖啡這類味道豐富多層次的飲品。不同豆子酸、苦、甘程度；木質、柑橘、泥土的香氣，只有受過訓練或天賦異稟的人才能察覺出箇中微妙的差異。同樣地，面對複雜事件，直覺很難正確評估對應的可能性，這時，你就需要機率的數學訓練了。

請想像這樣的小劇場，主角是世杰，以及他的暗戀對象班昭。

找出可能的情敵

§

六月，T 大校園裡瀰漫期末考的氛圍，總是熱鬧、動不動遇到熟人的廣場此刻靜悄悄，一台腳踏車經過，碾到鬆脫的地磚，發出框隆聲響。

「變態筋肉男。」

「偷看陌生人臉書的人才變態。」

「打赤膊的自拍照還設公開，檢舉色情相片。」

世杰與孝和坐在陰涼處吃霜淇淋，世杰滑著手機看到筋肉男剛在班昭最愛的咖啡廳打卡，。班昭是世杰修跨校課程認識的 N 大女孩，兩人偶爾一起去看電影、喝咖啡，一切都很好，但也僅止於很好。世杰不敢跨出告白的那條線，理由很簡單：班昭太受歡迎了。

N 大有一則校園傳說：在校園祭典當天可以「光明正大的告白」。這一天，班昭宿舍門口排隊的人潮，一度讓路人以為熱門日本連鎖餐廳進駐宿舍。

「排隊這件事一做就沒勝算了。你看過白馬王子排隊去拉長髮公主頭髮，或拎玻璃鞋去試灰姑娘的尺寸嗎？」

世杰的理論是：愛慕者跟種性制度一樣有階級區分：只能遠望，偶爾在夢中說上一句話就開心到半夜失眠的後援會階級；被女孩叫得出名字，在路上遇到會打招呼但也僅止於打招呼的「再聊下去我就要說先去洗澡囉」階級；還有一起念書、互相用 LINE 傳有趣文章的最高階級。

根據世杰近乎變態地小數據分析班昭臉書，他發現除了自己，還有兩位同樣在最高階級的對手——姑且稱為筋肉男與真文青。

情敵告白機率怎麼算？

§

「想去小昭的愛店想來個不期而遇嗎？他不知道這樣一打卡，所有人都不想去了嗎？」

竟然自行幫對方取暱稱了，孝和在心裡咋舌。

世杰氣呼呼說：「我肯定，他跟真文青至少有一個喜歡小昭。」

「別人喜歡你的女神，有這麼重要嗎？」孝和不以為然地問

「當然！雖然小昭喜歡他們任何一個人的機率都很低，比方說 1/10。但倘若兩個人都告白，小昭都拒絕的機率是 (1-1/10) × (1-1/10) = 0.92 = 81%。要是這種人有 N 個，都拒絕的機率是 0.9 N，給定 N=10，都拒絕的機率低到只剩 35%，不是很危險嗎！」

浪漫的告白在世杰的描述下，彷彿變成了戰爭畫面，一群男子前仆後繼用告白作為武器，「小昭城」岌岌可危。孝和聽了只好安慰世杰：

「往好的方面想，現在 N=2。而且，真文青跟筋肉男同時喜歡班昭的機率只有 1/3。也不會太高。」

「1/3？數學天才你在說什麼？」

世杰露出不解的神情。剛認識孝和，世杰就覺得他的名字很眼熟，逛書店看到《超展開數學教室》，才想起以前翻過這本書，是講孝和的高中故事。「人生好端端的幹嘛跟數學有這麼多牽扯。」這是他當時的心得。沒想到上大學後認識書中主角，自己也漸漸受到影響，越來越有「數感」。

孝和舔掉霜淇淋融化的下緣，開始解釋：

「我們用喜歡 = O，不喜歡 = X 來表示（筋肉男，真文青）對小昭的狀態——」

「小昭是你叫的噢。」

孝和不理會世杰繼續說：

「至少有一個人喜歡，所以共有 (O，X)、(X，O)、(O，O) 三種狀況，最後一種是兩人都喜歡你的小昭昭。假設兩個人喜歡小昭的機率都是 1/2，且是獨立事件，則三種狀況的機率均等，所以各佔了 1/3，跟丟只有三面的公平骰子一樣。」

「只有 1/3 嗎？我還以為是 1/2，真怪。」

世杰搔搔頭，兩人起身回系館繼續準備期末考。六月的陽光用力打在皮膚上，走沒幾步，霜淇淋的冷卻效果失效，從後面望去，他們的背部濕了一大塊。

一個情敵告白失敗，戰局一下就變了

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入夜後沒有變得涼爽，柏油路吐出白天儲存的熱氣，孝和跟世杰踩在上頭，走向 T 大後門的簡餐店。

「噢噢噢！爽啦，考前還告白，妨礙準備考試的人會被馬踢，活該失敗。」

世杰大叫，孝和湊過去看他的手機，發現小昭在臉書上隨手以張街景搭配文字，發了一則新的動態：

「或許，只有謝謝是不夠的。但在這個時刻，也只有謝謝。」

他們兩個立刻明白有人告白被拒絕了，不知道是筋肉男還是真文青。

「謝謝卡二連發，哈哈。」

世杰開心的不得了，明天考試怎樣都無所謂了的樣子。一旁孝和潑冷水：

「這下子，另一位對手喜歡小昭的機率從 1/3 提升到 1/2 了。」

「為什麼？！你剛不是說筋肉男跟真文青同時喜歡小昭的機率是 1/3，為什麼一個告白了，會影響到另一個對手喜歡的機率？」

孝和用問題來回答世杰的問句：

「你記不記得高中機率有兩道題目：

已知某家有兩個孩子，且至少有一個兒子。求兩個都是兒子的機率？

已知某家有兩個孩子，登門拜訪，開門的是兒子，求兩個都是兒子的機率？」

兩人走進簡餐店，被冷氣冰鎮過的空氣迎面而來。世杰想也沒想就回答

「第一題是 1/3，第二題是 1/2。」

「為什麼第二題是 1/2？」

「廢話，生男生女的機率各一半且各自獨立。所以另一個是男生的機率就 1/2 啊。」

「那為什麼第一題是 1/3？」

「就像你剛剛列的，有三種狀況 (男，女)、(女，男)、(男，男)——」

世杰閉嘴，他意識到「兒子女兒問題」和「告白問題」在數學上是一樣的。孝和解釋

「不管筋肉人或真文青，只要有人告白就增加了新資訊。」

孝和頓了頓

「來看看 (筋肉人，真文青) 的三種感情狀況，原本 (O，X)、(X，O)、(O，O) 的機率都相等，新資訊會讓 (O，O) 的機率提升。你想想，『一個人喜歡的前提下，有人告白』跟『兩個人喜歡的前提下，有人告白』，哪個機率比較大。」

世杰伸出手比了個2，臉上的迷霧依然沒褪去。

「假如告白的是筋肉男，就是 (O，X)、 (O，O) 這兩種狀況。如果是真文青告白，就是 (X，O)、(O，O)。不管是誰告白都有兩種可能的狀況，而且 (O，O) 都重複出現在其中，所以是 (O,O) 的機率是 1/2。」

「還是高中那種解法，直接男生女生的出生機率各是 50% 最簡單了。」世杰放棄思考。

那樣的解法固然沒錯，但當兩個問題排在一起看，就得被迫用不同解釋方法。孝和的老師雲方說過，數學很柔軟，很有彈性，一個問題可以從不同角度切入，大家常只看某個角度誤以為自己會了。

「唯有從不同角度切入都能理解，才算是真的理解。」

算了，反正期末考也不會考這個，孝和把以前老師的話暫時放到一邊，不打算繼續跟世杰解釋。他說：

「比起煩惱潛在對手多不多，不如想想自己該怎麼努力吧。」

或許是一連串的機率討論，孝和腦海裡忽然浮現了一個想法：

「你要不要用數學設計一場浪漫的告白？」

「嘎？」

• 更多孝和與世杰的故事，請期待 2016 年底，《超展開數學教室》續集——《超展開數學約會》

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文／蜜獾蝦｜誤打誤撞從政大哲學畢業，對歷史和考古深感興趣。

歐洲大約在五千年前進入青銅器時代，儘管這個時代的文明，留下了各式各樣的史詩戰役故事，例如著名的特洛伊戰爭，考古學家實際上挖掘到的大規模戰爭遺址卻非常罕見，即使是在文明成熟地區也是如此。學界普遍相信，青銅器時代應該是相對和平的時期，青銅武器作為權力與威信的象徵和儀式用具，遠勝於實戰兵器。考古遺址訴說的故事是貿易與交流，而不是戰爭與殺伐。

青銅時代戰士。圖／Science

被忽略的北境大戰

以前的考古學家沒有想到 3200 年前曾上演過這種情節：來自四方的數千戰士，在德國北方為了爭奪橋梁的控制權，用長槍、弓箭、劍和棍棒展開血鬥，戰鬥在一天內分出了勝負，落敗方的武器和財物經過簡單迅速的搜刮後，傷患和屍體被推入河谷，被淤泥掩埋，任人遺忘。

這場青銅時代的大型戰鬥沒有被任何歷史文獻記載，寂靜無聲的淹沒時間的長河中。直到 1996 年，一位業餘考古學者在河畔散步時，偶然發現一根插著燧石箭頭的上臂骨，才揭開了這個被忽略的大戰……

他們在初期試挖過程發現了更多骨骸，包括一顆碎裂的頭骨、73 公分長的球棒狀木棍。同位素碳定年法（radiocarbon dating）判定這些遺物皆來自 3200 年前左右的單一事件。

source：science

那這段歷史為什麼這麼晚才被發現？

在歐洲南部相對成熟的青銅器文明面前，北方顯得黯然失色，我們缺乏北方平原的文字紀錄，難以了解這時期的歷史事件。以北方平原四散的部落遺跡來看，過去認為就算有武裝衝突，也應該只是打草穀式的小規模劫掠：一小群年輕男性手持兵器闖入臨近部落，搶錢、搶糧、搶娘們。學者在上世紀 90 年代時，甚至根本不認為史前時代有大規模的「戰爭」存在。

圖蘭森河谷（Tollense Valley，德文 Tollensetal），這個考古學者最意想不到的地方，竟然同時顛覆了「青銅時代沒有大規模戰爭」和「歐洲北方僅有劫掠隊式的小紛爭」的這兩個想法。圖蘭森河從新布蘭登堡（Neubrandenburg）附近的圖蘭森湖（Tollensesee）流出，向北流入波羅的海，而這個改變考古學認知的河谷位於柏林北方 120 公里。研究人員剛開始並沒有意識到他們發現了多麼驚人的寶藏，然而經過 2009 年到 2015 年間的一連串遺址開挖，這根無意間發現的上臂骨，卻改變了學界對青銅器時代的想像。

插著箭頭的上臂骨，筆者原本以為是膝蓋中了一箭，可惜不是。圖／Science

目前圖蘭森河谷已經挖出五具小型馬匹，以及至少 130 具人類屍體，多數是年齡介於 20 到 30 歲間的男性。至今開挖的 450 平方公尺，還不到整個戰場的 10%，甚至可能不到 3%。從目前的資料來估計，整個戰場開挖完可能會有 750 具骨骸，假如這場仗共有五分之一參與者在戰場留下屍體，那麼當時戰場上參與整場衝突的，可能超過 4000 名戰士，這是青銅時代遺址前所未有的規模。

用高科技看屍體派對中的故事

研究人員對這批發現進行了詳細的研究。像是使用出土武器或那個年代的兵器，建構 3D 影像來分析傷口，確認每個死者生前的遭遇，這些資訊對於研判戰爭過程非常重要。

例如 2011 年的論文使用 X 光，推斷最早發現的上臂骨，燧石箭頭造成的傷口週圍曾經過簡單的急救處理，所以推斷應該是一系列持續數天、甚至數週的小衝突，因此有時間包紮傷者，延長戰力。然而顯微檢查（microscopic inspection）的結果表明，上臂骨曾被辨識為包紮的痕跡，其實是破碎的骨骼。至今圖蘭森河谷沒有發現類似治療的痕跡，看來這場衝突可能只在一天內就結束了。這些資訊大大改變了對這場戰爭規模的評估。

一組漢堡的工程師團隊也在去年加入，使用幫航空器部件建構壓力模型的技術，分析這批遺骨；同時，考古學家也在死豬身上測試青銅和燧石武器的威力。有條斷裂的股骨曾被認為是從馬背上摔下來的結果，新的分析則判定這是被一般體型的男性，用全身的重量施加在青銅槍頭上切斷的。

打怪掉寶啦。考古學家在戰士的的骨骸身上，找到了許多貴重配件與武器。圖／Science

戰場上消失的青銅劍

值得一提的是，儘管有些骨骸上面留有推測是青銅劍劈砍的傷痕（例如在兩處挖掘點發現被劈斷的肋骨），但目前遺址中卻沒有發現任何一把青銅劍。這些青銅劍可能都被當作貴重的戰利品帶走。在附近同時代的葬墓中，發現了一把青銅劍，可能就是圖蘭森河谷之戰的戰利品。

然而這場戰鬥可能結束得非常匆促，勝利者的搜刮並不完全，仍然有不少有價值的武器，包括各種形狀的木製戰鬥棍棒、青銅槍頭、青銅或燧石的箭頭、以及青銅髮圈等財物遺留在戰場上，成為考古學者研究的素材。

而這場衝突從何而起？

2013 年，地質調查發現一座 120 公尺長的橋（或堤道）橫跨了圖蘭森河谷。這座橋墩的年代比衝突發生的時間早了 500 年，可能是一個在當地持續被翻新使用的地標。圖蘭森河上的橋梁可能曾是聯繫平原兩側交通的咽喉點，為了爭奪這座橋，兩方展開廝殺。

開戰時刻，讓專業的來

圖蘭森河谷戰場上一個讓學者振奮的特點，在於似乎出現了專業化的戰士集團的證據。至少 27% 死者的骸骨上面有痊癒的舊傷，其中三個頭骨有碎裂癒合的痕跡。 這不太可能是一群每幾年才聚集起來打一場架的農夫，而是久經戰爭的專業戰士。雖然圖蘭森河谷的戰場上沒有發現盔甲，但在這場戰鬥的後一個世紀內，歐洲北方平原開始出現盔甲和盾牌。青銅器時代的作戰防具，必須經過一定訓練，才能用於實戰，不是未經訓練的農夫能馬上使用。

戰士階級可能在這個時期成形了。他們使用戰爭專用的的青銅武器，騎著小型馬匹進入戰場。小型馬不適合騎乘作戰，可能是作為菁英戰士代步工具以及運輸武器裝備之用。圖蘭森河谷的戰場上，專業戰士可能擔任軍官的職務，指揮那些使用簡單武器的步兵投入戰鬥。能夠投入數千人進入這個河谷作戰，也代表那個時代的社會組織超過過往的預估，我們對於青銅時代社會規模的理解，可能將大為改變。

今日平靜的圖蘭森河畔，當年曾發生過一場大戰。圖／Science

這場戰役另一有趣的地方是這些死者的來歷。從牙齒同位素的分析，可以發現只有少數死者是本地人。有些死者來自波蘭，另外一些則是荷蘭境內，都離戰場相隔很遠。牙齒 DNA 顯示部分戰士與現代南歐居民血源相近，另一些則和現代斯堪地那維亞、波蘭居民血源相近。但古代 DNA 研究還在進行，學者希望能帶來更多資訊。

為什麼各地的專業戰士要不遠千里，在德國北境的圖蘭森河谷展開殊死戰？目前的資料難以回答這個問題，我們只知道，西元前 1200 年左右是非常不平靜的時代。同一個時間，歐洲南方的麥錫尼文明走向崩潰，也是特洛伊戰爭可能的發生時間；兩河流域的西台帝國毀滅；一個神祕的「海上民族（Sea People）」集團興起，在東地中海地區四處劫掠，和埃及法老交戰。這個時期的歷史有很多的謎團，我們甚至不能肯定海上民族的組成者有哪些。

而在圖蘭森河谷的戰爭不久，北歐平原散佈的農莊演變成集中式的要塞化開拓聚落。這場戰鬥展現的社會組織力、戰士階級和成熟的武器，可能是了解這段歷史進程的一把關鍵證據。

參考資料

1. Andrew Curry, Slaughter at the bridge: Uncovering a colossal Bronze Age battle, Science News

2. Detlef Jantzen et al. A Bronze Age Battlefield? Weapons and Trauma in the Tollense Valley, north-eastern Germany. Antiquity 85(328):417-433 · June 2011

3. Stefan Flohr et al. Flint arrowhead embedded in a human humerus from the Bronze Age site in the Tollense Valley, Germany – a high-resolution micro-CT study to distinguish antemortem from perimortem projectile trauma to bone, International Journal of Paleopathology 9:76-81 · March 2015

4.  Joachim Krüger et al. Bronze Age tin rings from the Tollense valley in Northeastern Germany. Praehistorische Zeitschrift 87(1):29-43 · September 2012

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文／橘貓

由以《貧民百萬富翁》走紅的戴夫帕托飾演數學天才拉馬努金。

在開始談《天才無限家》（ The Man Who Knew Infinity ）之前，不知道大家記不記得經典電影《心靈捕手》（ Good Will Hunting ）？

在《心靈捕手》當中，數學教授 Gerald 試圖說服羅賓威廉斯飾演的 Sean，輔導當時正處在人生低潮的天才學生（由麥特戴蒙飾演）。所以，在用餐時，他提及一段歷史著名的奇緣：曾經有一名來自印度的數學天才，能夠無師自通，提出讓學界讚嘆不已的奧妙公式，他將自己的成果寄給一位劍橋的教授，而那位教授慧眼識英雄，決定與他一起從事研究，他們聯合破解了數學史上最難解的謎題，成就一段美妙的佳緣。

那位來自印度的數學天才叫做拉馬努金（ Srinivasa Ramanujan ），而輔導他的教授則是英國數學家哈代（ Godfrey Harold Hardy ）。這兩個天才相遇的故事，就是英國傳記電影《天才無限家》的劇情主軸。從《心靈捕手》到《天才無限家》，同樣的千里馬與伯樂，證明了相知相惜的情誼，在任何時空背景都依然成立。

數學，是這兩位天才相遇的背景，也是牽動一切的源頭。

1913 年，拉馬努金只是印度清奈的一個小職員，他沒有受過高等教育，但靠著有限的素材努力自學，投入高等數學的領域。然而，生活中的繁重壓力卻讓他沒辦法一心從事研究，他於是決定將自己的成果寄給劍橋大學三一學院的院士：戈弗雷哈羅德哈代。

兩人見面之後，哈代認可拉馬努金的驚人天賦。於是，負責輔導拉馬努金，使他能成功讓自己研究成果問世的責任，自然就落到了哈代身上。哈代與同樣是院士的摯友李特爾伍德（ John Edensor Littlewood ）一同輔導拉馬努金，而他們遇到最重要的問題，就是拉馬努金沒有辦法接受數學「證明」的重要性。

然而，天才的直覺，沒有辦法容納於驗證的繁瑣。當哈代要求拉馬努金為自己的公式提出證明，兩人的學術價值觀出現了衝突。這也帶出了更抽象的價值碰撞，拉馬努金對宗教的信仰，訴求著根本的熱情，而以懷疑為本的哈代，則試圖以嚴謹的態度面對拉馬努金的直覺。

「一個方程式對我來說沒有意義，除非它代表了神的想法。」拉馬努金用玄妙的方式解釋了他的數學推理，而哈代作為一個無神論者，則在不斷的挑戰、要求、鼓勵之下，試圖向世界解釋拉馬努金的巨大成就。

為揣摩角色，傑瑞米艾朗花了許多時間，研讀哈代教授的手稿與親筆著作。

數學的推算，或許對不少觀眾來說是一個不討喜的題材。但是，就連在電影中飾演拉馬努金的演員戴夫帕托（ Dev Patel ）都承認，他個人對數學也並不擅長，而《天才無限家》絕非是一個只在「數學」奧妙上打轉的故事，相反地，它跟其他出色的電影相同，有著相當普世的核心情感。

哈代與拉馬努金的知遇之情，透過飾演哈代的奧斯卡影帝傑瑞米艾朗（ Jeremy Irons ）精準地表達在銀幕上。哈代透過算式感受到拉馬努金的才華與不被世人理解的艱辛，而後奮力奔走，試圖讓拉馬努金得到應有的榮耀。在故事的發展底下，數學算式只是媒介，富有才能的學士，對彼此的尊重與相知相惜，則是電影的核心。

由狄薇卡畢絲飾演拉馬努金的太太珍娜琪。

回過頭來，觀賞《天才無限家》的過程像是閱讀半本傳記，我不能否認自己對於「身為天才」的體會有所侷限，會讓我在感受拉馬努金的情感時產生障礙，但是，正因為它像是半本傳記，背後留白的空間，才更能讓人對於「求知」有更多嚮往。

那些在電影裡還沒說完、我們也還沒看透的故事，或許才是每個渴望被理解的天才，真正想說的話。

本文轉載自友站 Punchline娛樂重擊。

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看到 「人帥益生菌，人醜大腸菌」這句話在 FB 上洗板，細菌人眉頭一皺，因為這句話乍聽之下覺得有趣又有點科味，但覺得有點怪怪的。到底是哪裡怪怪的呢？

細菌絶不會加入外貌協會

這個人帥人醜居然也可以牽拖到細菌，不知道細菌是最不重視外在，還是最不在外形上講究的族群嗎？想看到細菌的臉長什麼樣，一般的顯微鏡還辦不到，得動用到電子顯微鏡放大個數上萬倍才可以。但放大以後的細菌長得帥嗎？跟你講個秘密，大部份的細菌在掃描式電子顯微鏡下，要不長得像嘟嘟好香腸（短桿菌），要不就像一粒粒的魚丸（球菌），每隻都長那個樣，老實說看了挺無趣的（或看了挺餓的）。益生菌或是大腸菌，長得都差不多，細菌是絶不會加入外貌協會的！

所以這句話是要說人帥人人愛，人醜就心眼壞了囉？要能這樣講，你心裡大概默認益生菌是好東西，大腸菌則是可怕討厭的壞東西。不過，真的是這樣的嗎？

掃描式電子顯微鏡下的比菲德氏菌。 圖／by AJC ajcann.wordpress.com @flickr (CC BY-NC-SA 2.0). Bifidobacterium.

散播益生菌散播愛

益生菌最早是二十世紀初期荷蘭科學家埃黎耶．梅契尼可夫（Élie Metchnikoff）所提的概念，指的是吃了能有益人類健康的微生物。所以就像很多廠牌型號的通訊機器，不管有多少功能，統統稱作手機一樣，益生菌指的是任何一種符合這項標準的微生物。

我們的身體裡有益生菌嗎？拿兩類最常見的益生菌乳酸桿菌（Lactobacillus）和比菲德氏菌（Bifidobacterium）來說好了，這兩類細菌在身體裡都有，前者在小腸環境多，後者在大腸環境多，但數量會變動，如果能由體外補充或許不錯。

那，我們會到處散佈益生菌嗎？這件事就不容易發生了。乳酸菌雖然在小腸數量多，可是在通過腸道後數量變少，在環境裡也不容易存活，只佔糞便總菌量的一小部份。而比菲德氏菌是厭氧細菌，在有氧氣的環境下無法生存。要從人身上得到這些菌實在是很困難，你大概得每天接受那人的接種好久好久，才有可能成功接到一次。除了一種特殊狀況：女性陰道裡有不少乳酸桿菌，我們在出生時從那裡帶走了第一批保護自己的細菌。不過這種機會一輩子也就只有那麼一次了。

益生菌，你愛不愛？

印象中的益生菌都是要花錢買的。常常有人問我，益生菌吃了真的有效嗎？我也常常回答，這要看你的體質，別問我我不知道耶（然後得到白眼一雙）。

證明某益生菌有效的研究有好多好多，你可能也聽過某伯伯家的小孩吃了益生菌後異位性皮膚炎變好了，但如果真要保證在你身上一定有效，則有點困難。常被用來當做益生菌的乳酸桿菌（Lactobacillus）的菌種，就對我們的黏膜免疫系統（mucosal immune system）做了不少微調的動作。我們吃益生菌，某個程度上等於是拿菌當藥來微調我們自己的免疫系統。但是每個人的免疫系統對什麼東西容易發生反應並不太一樣，能微調阿伯家小孩的菌不見得調得動你的系統，或許，微調的方向不見得是對你有用的。就像每天早上廣播裡出現的升學教材廣告一樣，同樣的教材給你，你唸了就保證能達成你的升學夢嗎？有的人可能就無法喜歡教材裡的編排方式呢！

益生菌對你可能有效可能無效，但是花錢買了才能試，這點大概大家都一樣。

掃描式電子顯微鏡下的大腸桿菌。 圖／ by NIAID ＠flickr (CC BY 2.0). E. coli bacteria.

叫大腸桿菌卻不愛大腸

大腸菌指的應該是大腸桿菌吧！大腸桿菌顯然住在臭臭髒髒的大腸裡，連政府都會檢驗食物飲料裡大腸桿菌的數量，數量超標了就有食安顧慮要開罰的。這種細菌，總不可能會是個有人喜歡的傢伙了吧？

你錯了。大腸桿菌不愛大腸，當初它是從健康嬰兒的糞便裡被找到的，糞便來自大腸，所以得到這名字。但其實大腸桿菌比較喜歡住在小腸裡面，因為小腸裡養份多，而且還有一些氧氣。到了大腸氧氣耗盡，這個沒有氧氣的世界裡住滿了各式各樣的厭氧菌。大腸中有很多人類消化不了的植物纖維，準備貼上大便標籤後被丟掉，因此很多大腸住民具有切斷植物纖維來當食物的本領，才能在這裡討生活。大腸桿菌啃不了植物纖維，在這裡混不下去，只能撿人家掉的屑屑為食，其實數量在這裡是多不起來的。

每個人都有大腸桿菌

在大家眼裡，大腸桿菌跟益生菌最大的不同，應該是你得花錢買益生菌，但是每個人的肚子裡都配備了自己的大腸桿菌。大腸桿菌早就適應在我們的小腸裡的生活，也在小腸裡成為優勢菌群。

我們讓這些不作怪的大腸桿菌住在身體裡其實是有好處的，因為當病原菌從你吃的食物裡通過胃進到小腸，如果想要在小腸定居致病，第一步是要先打敗大腸桿菌這些地頭蛇，才能佔到立足之地。如果你剛好吃了抗生素把這些常駐的居民清除掉，受感染的機會可以要變高很多。另外大腸桿菌也能製造人類需要攝取的維生素 K，在腸子裡養這種細菌應該是有點好處的，只是我還沒找到直接證據證明人真的從大腸桿菌那裡得到這養份。

看起來大腸桿菌好像應該是我們的朋友。那為什麼電視上會說，某家飲料的大腸桿菌數超標不合格，那它不就應該是個好可怕的有害細菌嗎？這又要好好說明一下了。

這種測試背後的想法來自於大腸桿菌是人的腸子裡才會出現的細菌，而且在環境中活不了太久就會死掉。所以當飲水或食物中出現它，那表示沒多久前還活在某人、某動物腸子裡的東西，和這些飲水或食物有接觸。雖然大腸桿菌可能對我們無害，但是它都可以出現，萬一它的源頭是個散佈病菌的病人，在病人腸子裡的病原菌就有機會進到你的食物或飲水裡，很不妥。2010 海地的霍亂大流行就是這樣來的。

大腸桿菌殺人事件

聽起來好像大腸桿菌是好房客，又會禦敵又能生產有用的養份。不過，大腸桿菌也能在環境裡居住，而且會在撿到致病基因後重新回到舒適的腸道老窩。這時就不好玩了，這些大腸桿菌不再安份當個房客，會進一步攻入人體組織。其中在腸道裡危害嚴重的有：產毒性大腸桿菌（enterotoxigenic E. coli）、致病性大腸桿菌（enteropathogenic E. coli）、侵入性大腸桿菌（enteroinvasive E.  coli）、出血性大腸桿菌（enterohemorrhagic E. coli）等等。不只腸道，泌尿道致病性大腸桿菌（Uropathogenic E. coli）還會從尿道進攻，在又酸又毒的尿液裡逆流而上，甚至攻進腎臟。這些病原，每年奪走好多人的性命，光是死在產毒性大腸桿菌手上的人就有數十萬。殺人兇手無誤。

雖然這些特殊菌株有感染人的能力，但是絶大部份的大腸桿菌是無害的，要把少數極端份子的帳算在大腸桿菌上，看起來也不是那麼公道的啦。

大腸桿菌會躲在被污染的生菜葉片的氣孔裡。 Photo by AgriLife Today ＠flickr (CC BY-NC-ND 2.0). E. coli bacteria on lettuce.

結論

人帥人醜都一樣，在正常的狀況下，你散播下的都不太可能是益生菌，但留下大腸桿菌的機會是有的。人或動物留下的大腸桿菌造成重大危害的機會不大，但是大腸桿菌是個指標，告訴你大便來了。而不管你是誰，在你腸子裡的益生菌和大腸桿菌還是會繼續保護你的。

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雖然《名偵探柯南》依舊大受歡迎，但要說到比柯南更能吸引粉絲的，就是他的對手怪盜基德吧。

怪盜基德是個會在作案前先發出預告通知，並華麗的盜取寶石等等的帥哥，穿著白西裝、白斗篷、戴著白色禮帽，從寶石到女性的芳心等等無所不偷。雖然很想說「竊盜累犯竟如此受歡迎，人生至此天道寧論！」不過這件事姑且不提，先放一邊吧。

基德所展現的最帥氣行動，就是用滑翔翼滑翔那一幕了。每當他被警察或柯南追捕而逼到大廈屋頂上時，基德就會憑空掏出他純白色的滑翔翼，然後操縱著滑翔翼逃向天空中。這具滑翔翼也能讓他從飛機或飛船上帥氣的降落。

關於此事，許多讀者都會有以下疑問吧：「那麼小的滑翔翼真的能飛上天嗎？」筆者我也覺得，相較於真正的滑翔翼這真的是小了點……根據目前公開的設定，基德身高 174 公分，體重 58 公斤，用那麼小的滑翔翼，基德真的能飛上空中嗎？

平常收在哪裡？

所謂滑翔翼就是只有翅膀的飛行器械，用很大的翅膀承受風力而滑翔，駕駛員則吊在翅膀下方形成重心，以這種方式來搭乘。

由基德的滑翔翼看來，形狀近似菱形。把滑翔翼的前後長度稱為「全長」，左右寬度稱為「全寬」的話，相較於他 174 公分的身高，可以計算出其全長為 2.25 公尺，全寬 3.9 公尺，面積約 4.4 平方公尺。

另一方面，在網路上找到筆者我覺得是平均大小的滑翔翼，全長約 1.6 公尺，全寬 8.5 公尺，面積約 13.5 平方公尺。相較之下，基德的滑翔翼雖然全長較長，但因為全寬較小，所以面積只有 3 分之 1 大小而已。的確很小。

就算說很小，這尺寸要隨身攜帶也未免太大了吧。如同前述，基德總是能在什麼都沒有的狀態下憑空掏出滑翔翼，這到底是怎麼隨身攜帶的啊？

怪盜基德能飛起來的原因，大概跟柯南每次躲在別人背後配音都沒被發現一樣撲朔迷離吧！圖／detectiveconanworld.com

滑翔翼是由布和骨架構成的，因為基本構造和雨傘一樣，若是能做成像摺疊傘那樣摺疊收納起來，說不定有可能可以縮小到某種程度。

例如，平常把布當成披風，用形狀記憶合金做成骨架，就能摺疊到很小……之類的。所謂形狀記憶合金，就是在某個溫度以下無論變形成什麼形狀，只要升溫到那個溫度以上時就會恢復原本形狀的合金。基德的滑翔翼的骨架若是用這種合金製成，無論平常摺疊成什麼形狀收納，只要必要時用電氣什麼的加熱，應該就能在一瞬間變回滑翔翼骨架的形狀。

不，真是這樣的話，萬一在盛夏炎熱的天氣裡，說不定滑翔翼就會在背上自己啪的一聲張開來，正在行竊時發生這種事情可就悲劇了。當然，實際上從來沒發生過這種蠢事啦。嗯，真搞不懂。這滑翔翼的收納方式肯定是使用了超乎筆者我所能想像的超尖端技術……

這樣能飛嗎？

就當它能隨身攜帶好了，還是回到一開始的問題吧。用那麼小的滑翔翼能讓一名青年男子飛上空中嗎？

滑翔翼只要翅膀面積夠大或飛行速度夠快，也能載運很重的物體。反過來說，就算翅膀的面積很小，只要速度夠快，還是能載人飛翔。

在此筆者我試著計算了一下。詳細過程寫在頁下註釋中，得出的結論是：基德那小小的滑翔翼只要有現實中滑翔翼 1.5 倍的速度，就足以載運基德那 58 公斤的體重而飛起來。因為據說實際上在使用的滑翔翼只要有時速 30 公里就能夠離陸，所以以基德的情形，只要有時速 45 公里以上就成了。

這速度可不得了啊。世界紀錄最快的 100 公尺 9 秒 58 的尤賽恩．博爾特（Usain Bolt）的平均速度也只有時速 38 公里。由此想來，基德要在平地上跑步起飛根本就不可能嘛。不過，若是從高樓上跳下來，因為在落下後 1.3 秒就能達到時速 45 公里，所以此時只要翅膀保持水平，應該就能轉為滑翔了。原來如此，基德在原野上就是飛不起來的折翼天使，只有在大都會裡才能四處活躍啊。

基德的滑翔翼還有個特徵：比現實中的滑翔翼全長更長，全寬卻較短。這就和戰鬥機的翅膀一樣，意思是比較有利於小轉彎而且是高速類型。現實中的滑翔翼最快也可以超過時速 100 公里，恐怕基德的這架可以飛出時速 150 公里左右吧。在電影版《偵探們的鎮魂歌》中，基德曾經從以超過時速 100 公里疾駛中的雲霄飛車上把爆裂物拆除下來，這也是因為他的滑翔翼的速度夠快，才能完成此一神技。

可是，既然能飛到這麼快，筆者我倒是有個小疑問：為何他頭上戴著的那頂禮帽都不會掉下來啊!?

就算不想也得飛上去!?

算了，這些小問題就先擺一邊去吧。在電影版《銀翼的奇術師》裡，基德曾經使用滑翔翼完成過一場漂亮的鬥智。

基德從大廈屋頂上滑翔而下，柯南也用拖曳傘追了上來。這是一種降落傘形式的滑翔翼，柯南將這個收藏在帆布背包中。基德放開滑翔翼著陸在行駛中的電車頂上，柯南也跟在後面放掉拖曳傘而著陸。

然而基德並不是把滑翔翼丟掉，而是用鋼琴線把滑翔翼變成像風箏一樣操控，讓它漂浮在夜空中飛行，然後在確認柯南丟棄拖曳傘之後，又把鋼琴線捲回將滑翔翼叫了回來，就這樣再次飛向天空逃走。柯南的行動完全被看穿，被丟棄在電車頂上的他只能懊悔不已……

可是啊，我想這個時候的基德，其實心裡也是七上八下冷汗狂流喔。

兩人降落在頂上的電車是新交通百合海鷗線的單軌電車。這是無人駕駛的電車，最高速度為時速60公里。打從基德他們一降落在上面時，就已經超過時速45公里，充分具備足以讓滑翔翼飛起來的必要速度了。這一來，基於滑翔翼的浮力，就算能把握住鋼琴線的基德身體都拉上天空，也沒什麼好不可思議的囉。所以此時的基德雖然臉上浮現從容不迫的笑容，其實他保證是正拚了命的操縱著滑翔翼，免得讓自己被拉上天空中啊。

在行駛的列車頂上操縱滑翔翼，自己也很有可能被拉上空中

另一件讓筆者我在意的事，就是當鋼琴線收回之後，基德只花了 0.2 秒就讓自己的身體急速上升相當於自己身高（174 公分）的高度。要讓體重 58 公斤的他在這麼短的瞬間上升這麼高，必須有高達 570 公斤的浮力，而基德的滑翔翼想要得到這種浮力，更必須以時速 130 公里飛行。雖然搭乘在百合海鷗線的頂上就有時速 60 公里了，但剩下的時速 70 公里要從哪裡生出來啊！？難道說他身上還裝了噴射引擎！？……嗯，真搞不懂……

基德的滑翔翼真是有太多厲害到無法理解的地方了。人帥就罷了，還能造出這種東西，老天爺你也太不公平了吧！？羨慕嫉妒恨！！

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《哥吉拉》是 2014 年在美日等國公開上映的美國版哥吉拉電影。

雖然在 1998 年也製作過同名的美國版哥吉拉電影《酷斯拉》，但電影裡出來的那頭「酷斯拉」是個長得像恐龍的傢伙，只會高速跑來跑去還會吃魚等等，讓日本的哥吉拉粉絲看了當場脫力。就這一點來說，這次的哥吉拉可是堂堂正正昂首闊步慢慢走的，真的有哥吉拉的風範。

體格方面，17 年前那頭「酷斯拉」只有號稱「比自由女神還大，跟 20 層大廈差不多高」；但是這次的哥吉拉在電影院的傳單上就明白記載著「身長 108.2公尺」。自從身長 50 公尺、體重 2 萬噸的初代哥吉拉以來，日本的怪獸和超級英雄的體格向來都是開誠布公的，就這一點而言真的很有哥吉拉的風範。

但是看了電影之後，總覺得這回哥吉拉的尺寸應該不只 108 公尺。基於場面的不同，有時牠看起來更巨大些。

那麼，這次的哥吉拉實際上到底有多大？

核子試爆是正義的行為？

在檢證哥吉拉的大小之前，筆者我要先談到這部電影中最最驚人的一件事。在電影裡，美軍將領說明了一件讓人聽了會嚇到翻過去的事實。

據他所言，哥吉拉初次出現在地上是在 1954 年，符合本系列電影最值得紀念的第 1 部作品《哥吉拉》上映的年份，這倒還好。但自從哥吉拉在 1954 年出現之後，人類所進行的一切核子試爆「其實都是為了打倒哥吉拉而進行的作戰」。

二戰之後，人類進入了大規模的核子軍備競賽。圖／wikipedia

喂！這是真的嗎!?

至今為止的核子試爆國家和次數，美國為 1032 次、蘇聯（現在的俄羅斯）為 715 次、法國為 209 次、英國和中國都是 45 次、北韓為 3 次（譯註：本文寫於 2015 年，2016 年初北韓又進行了第 4 次）、印度 2 次、巴基斯坦 1 次。加起來一共 2052 次。雖然此一數字也包括 1954 年之前的核子試爆，但那些次數極少。

就像是在證明這名將領所說的，核子試爆幾乎都是在 1954 年之後實施的，就像真的是為了消滅 1954 年之後出現的哥吉拉一樣……若是他所言為真，那哥吉拉就是承受了 2 千次以上的核武攻擊而撐過來了。

再者，自從 1963 年簽署了部分核子試爆禁止條約（大氣層內、水中、宇宙空間中禁止核子試爆）以後，除了一小部分全都改成地下進行了，次數也佔了至今為止的 70% 以上，高達 1500 次左右。

如果說這也是攻擊哥吉拉的作戰之一，意思是從 1963 年起哥吉拉就躲在地下了！？但是故事中的哥吉拉怎麼看都像是棲息在海中的啊。拜託美軍不要隨便亂找藉口讓核子試爆的行為正當化好不好！

大小各不相同

牢騷到此為止，言歸正傳吧。

如同前述，這次的哥吉拉身長為 108.2 公尺，雖然沒有說明其體重，但在電影院的傳單上有寫著「體積為 8 萬 9724 立方公尺」。哥吉拉能在海裡正常的游泳，身體密度應該是和我們人類一樣，與海水差不多。海水的密度為 1.01 ~ 1.05 公克／立方公分，取中間值 1.03 計算，這頭哥吉拉的體重就是 9 萬 2 千噸。

不過剛才也寫過了，電影裡的哥吉拉看起來好像比這還大。舉例來說，在主角佛德．布羅迪用降落傘降落接近哥吉拉的那一幕，降落傘是在他從哥吉拉的眼睛高度墜下的 3 秒鐘後才打開的，就算如此他也沒摔死在地上。人類不帶降落傘從空中掉落時的速度是時速 2580 公里，也就是秒速 69 公尺。他從哥吉拉的眼睛高度通過之後的 3 秒應該都是以此速度掉落，所以從地面到哥吉拉眼睛的高度至少有 69*3=207 公尺。

此外，在另一幕中，哥吉拉的大腿根部和大廈的 35 層一樣高。曾經以日本第一高樓為傲的霞關大廈就是 36 層，高達 147 公尺。如果這個位置是牠大腿根部的高度，根據計算，牠的頭頂高度就有 300 公尺啦！

更嚴重的，是在從空中拍攝與美國海軍的航空母艦薩拉托加並列著游泳的哥吉拉那一幕。在劃著白浪前進的航空母艦旁邊，哥吉拉那布滿尖刺背鰭浮現在水面上破浪前進著，露出海面的只是牠從脖子以下到尾巴根部，光是這一部分就將近是全長 324 公尺的航空母艦的八成長度，由戲院傳單上刊載的照片實際測量是薩拉托加船長的 81%。

換句話說，光是露出海面的背鰭部分就已經長達 164 公尺了……在此就用電影上映時發售的軟膠玩偶試著計算背鰭部分的長度與身長的比例，得出的身長是 426 公尺！遠比東京鐵塔還要巨大！光是這樣的尺寸就已經很嚇人了，但基於場面的不同還能大能小，這更嚇人啊！

基於不同場景而改變大小，是怪獸王就能如此自由自在嗎？

吃放射線長大？

身長有這麼多不同的尺寸，是無法求得正確體重的。無可奈何之下，只好取以上的中間值，就用「身長 300 公尺」試著計算看看吧。

把軟膠玩偶浸在水中以測定其體積，取 3 次的平均值得出 350 毫升。若是哥吉拉像這玩偶一樣大，且身體密度和海水相同，體重就是 351 公克。另一方面，軟膠玩偶的身長為 15.3 公分，我們假設的哥吉拉身長為 300 公尺，是它的 1961 倍，體積與尺寸之立方成正比，意思是其體重為 270 萬噸！

哥吉拉要是用這麼重的身體大鬧一番，那地面上可就慘啦。只要哥吉拉摔一跤，就會在地表引發震度 5 級的大地震了。不，這哥吉拉如此巨大，所以還有更需要擔心的。如此巨大的身體，真的能在地球上生存下去嗎？

根據計算，哥吉拉這麼巨大的身體，要活下去的話每天必須消耗 2100 億千卡的熱量！雖然會先想到牠的食量應該超級大，但根據故事中的說明，哥吉拉似乎是靠吸收放射線生存的。人類是從食物中獲得熱量而生存，哥吉拉卻是直接靠放射線的能量來生存的吧。

身為地表最龐大生物，哥吉拉竟然只靠著放射線就能存活下去。圖／Alex @flickr

啊呀，這意思是說，原本應該是為了殺死哥吉拉而進行了超過 2 千次的核子試爆，其實卻變成是在餵養哥吉拉了！？以至今為止的核子試爆中已知爆發能量大小的案例計算，平均每次的能量是 0.66 百萬噸，相當於 66 萬噸火藥爆發的能量。另一方面，哥吉拉每日所需的能量是 2100 億大卡，換算成爆發能量的話就是 0.21 百萬噸。即使每進行一次核子試爆的能量都能被哥吉拉吸收到 100%，也只夠它 3 天所需。核子試爆了 2 千多次，意思就是只餵了牠 6300 天的食物。

另一方面，哥吉拉打從 1954 年出現開始，到現在已經 60 年，也就是過了 2 萬 2 千日。嗚哇！這食物根本不夠嘛！難道這哥吉拉不會因為營養不良而倒下嗎？真令人擔心啊！而且牠一倒下又會引發地震啊！連核武都殺不死的哥吉拉。那乾脆把地上所有的放射性物質統統清除掉，哥吉拉不就餓死了嗎……

最後得出的，就是這種不可思議的「反核」結論。

《公主踢騎士》遊戲中，把士兵踢飛幾十公尺遠的飛踢公主到底多神力？ 《飆速宅男》中那種傾斜了 70 度的搖擺抽車，實際上會有效嗎？那些動漫裡的「超」科學。是內容超級合乎科學，還是超越科學解釋範圍呢？ 且看日本科普大師柳田理科雄最新力作《空想科學讀本：這部動漫超科學》，遠流出版。

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圖／唐獎基金會新聞稿。

第二屆唐獎永續發展獎得主——

亞瑟．羅森費爾德（Arthur H. Rosenfeld）

羅森費爾德原本是名粒子物理學者，但遇上了 1970 年代的石油危機，毅然決然投入能源研究，不僅研發一系列創新的能源科技，還實際參與能源政策的改革，被譽為能源效率教父。

美國國家科學院 2001 年研究發現，羅森費爾德教授的能源創新與政策，為人們省下 300 億美元的花費。估計至 2030 年，可為全球省下 1.8 兆美元的能源支出，並消除 70 億噸的二氧化碳排放，等於 15 億輛汽車每年的總碳排放。

來看看他到底怎麼做到的！

將屋頂刷白，變身涼爽屋頂

圖／Chris Dick＠flickr

羅森費爾德花多年研究「白色屋頂」，這件事可能讓你非常困惑，究竟屋頂顏色百百種，白色的屋頂有什麼特別好研究的。

在他的研究中，他發現將屋頂漆成白色後，因為白色會將太陽光和熱反射回去，因此可以降低我們生活環境的溫度，也減少我們開冷氣降溫的需求。而這項研究的結果讓「涼爽屋頂」的概念在 2005 年就被美國加州建構房屋的標準，必須在屋頂漆上白色的反光漆。根據他的估算，如果未來20年，所有都市建築物屋頂都漆成白色，就可以幫地球減少 24 兆噸的碳排放。

智慧窗戶和省電燈具

1974 年之後，他就開始投入能源使用效率的研究上。他在羅倫斯柏克萊國家研究室成立建築科學中心（Center for Building Science），致力於開發節能、省電的建築科技，也可算是綠色建築科技的先驅。

這個中心確實也開發出非常多令人驚豔的技術，其中一個就是「智慧型窗戶」（low-emissivity smart windows）。這種窗戶使用雙層玻璃，中間隔著惰性氣體如氬氣，而內層玻璃表面有一層薄薄的塗布，在冬天能將熱保留在室內，在夏天可將外界的熱隔絕在室外，但不影響光線的穿透。這樣的窗戶設計，能幫助室內達到冬暖夏涼，也減少冷氣、暖氣的使用。

智慧窗的概念圖。圖／arch.ttu.edu

螢光燈中藏著另一個羅森費爾德在這個中心研發的技術，那就高頻電子安定器（high-frequency electronic ballasts）。這種裝置不但能提高燈的使用效率到 10~15%，也能減少燈亮時產生的嗡嗡聲。在這個裝置正式推行到市面上之前，他們曾在舊金山的一棟摩天大樓中測試，發現在安裝具有新的高頻電子安定器的燈之後，與之前使用舊型安定器的燈具時相比，節省了 30% 的用電。後來這樣的技術，也成為現在市面上使用的緊湊型節能螢光燈所需要的器材之一了。

羅森費爾德效應、羅森費爾德單位

羅森費爾德效應，聽起來像是一個新的科學名詞，像是溫室效應、破窗效應、蝴蝶效應、星際效應等，但實際上這並不是一個科學現象。這是用來讚揚羅森費爾德，投身能源效率政策的改革，使得美國加州度過能源危機，且成為省電的模範。

在 1970 年至今，美國的人均用電量增加了 50%，但加州這個省分卻異於其他省分，人均用電量幾乎沒有成長。這歸功於羅森費爾德將「提升用電效率來省電」的概念大力推廣，鼓勵大家更換用電效率高的新電器來汰換舊電器，達到省電的功效，而非建立更多的火力發電廠。他成功地說服加州政府制定能源效率標準，加強冰箱和冷氣機等耗能家電的能源效率，而這些新標準也讓往後的 25 年中，冰箱的耗電率下降到之前的 1/4。

遠在 1970 年代就開始推行這樣的省電概念，直到現在都還是走在時代的尖端啊！他促成加州推行這些省電政策，也幫助了加州度過了兩次的電力嚴重短缺的危機。能源效率界因此就將這個現象稱為「羅森費爾德效應」。

除此之外，「羅森費爾德」這幾個字還成為了一種新的單位。2010 年，52 位能源效率科學家，為了表彰羅森費爾德在省電上的貢獻，他們將「羅森費爾德」制定為一個新的單位測量節省能源，一個單位的「羅森費爾德」就等同於節省 30 億度電。

得獎無數，但他最難忘的獎是…

圖／唐獎基金會新聞稿

羅森費爾德今（2016）年已經是 90 歲高齡，他也是在 90 歲生日派對上向親友們公布他獲得唐獎的消息。

他為了節能科技和政策推行上奉獻了多年的心力，除了唐獎永續發展獎之外，一路上他獲獎無數，包含美國國家科技獎（National Medal of Technology）、全球能源獎（Global Energy Prize (Russia)）、卡諾獎能源效率獎（Carnot Award for Energy Efficiency）、西拉德獎（Szilard Award for Physics in the Public Interest）等。

但他曾說他最感到驕傲的是他在 2006 年獲得的費米獎（Enrico Fermi Award）。這個費米獎對他的意義非常大。羅森費爾德在美國芝加哥大學攻讀物理學博士學位時，他的指導教授就是諾貝爾獎費米（Enrico Fermi），而他也是費米最後一個指導的學生。獲得這個以恩師名字為名的獎項，或許就好像是自己的老師對他這多年來投入心血的肯定一般，也是對他最大的鼓勵。

• 唐獎永續發展獎公布記者會影片

參考資料

• ARTHUR ROSENFELD – FORMER COMMISSIONER, CALIFORNIA ENERGY COMMISSION, energy.gov
• 〈屋頂漆白降溫 符合節能減碳潮流〉，客庄新聞，2012-06-21
• Arthur H. Rosenfeld with Deborah Poskanzer, A Graph Is Worth a Thousand Gigawatt-Hours How California Came to Lead the United States in Energy Efficiency, 2009
• Arthur H. Rosenfeld, THE ART OF ENERGY EFFICIENCY: Protecting the Environment with Better Technology, Annu. Rev. Energy Environ. 1999. 24:33–82
• Robert G. Watts, Engineering Response to Global Climate Change, July 30, 1997
• Dana Hull, Art Rosenfeld, the ‘godfather’ of energy efficiency, mercurynews, 12/27/2009
• 〈能源效率教父羅森費爾德　獲唐獎永續發展獎〉，唐獎新聞稿，2016/6/18

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無需衛星，不必繞地球一圈，二千二百多年前，埃及的埃拉托斯塞尼就已經算出地球的周長。

2016 年 6 月 21 日夏至這一天，PanSci 科學新聞網和數感實驗室 Numeracy Lab要延續埃拉托斯塞尼的精神，我們將會在這天同步在嘉義北回歸線和北投直播，我們將用一根桿子丈量全世界！你也可以加入我們的活動，一起過一個充滿科味的夏至吧！

文／張瑞棋

第一位知道大小的人

每年的夏至落在 6 月 21 日或 22 日（歐美地區則是 20 日或 21 日），這一天太陽直射北回歸線，北半球的白晝最長、夜晚最短；北回歸線地區的日正當中時，地面幾乎沒有影子。二千二百多年前的一個夏至，古希臘的埃拉托斯塞尼（Eratosthenes, 276 BC－194 BC）因此得知了地球的大小。

埃拉托斯塞尼

埃拉托斯塞尼出生於現今的利比亞，在雅典接受教育。他精通數學、天文學、地理學，還是位詩人；西元前 245 年，他被托勒密國王任命為當時規模最大的亞歷山卓圖書館館長，約莫五年後，他想到了測量地球大小的方法。

首先，埃拉托斯塞尼知道地球是球形；是的，無須等到十六世紀麥哲倫航海證明地球是圓的，早於埃拉托斯塞尼一個世紀的亞里斯多德就根據月蝕時，地球投影在月球上的弧形影子，以及眺望帆船進港時，總是先看見桅杆，接著才出現船體，而推論地球必定是個球體。亞里斯多德還從北方與南方所見的星空並不完全相同，而推論地球與星辰相比，體積並不大。因此埃拉托斯塞尼還可以將照射到地面的陽光視為平行的。

根據文獻記載，位於亞歷山卓南方五千「斯塔德」（stadia，古希臘距離單位）遠的城市塞耶尼（Syene）有一口水井，每年的夏至中午，太陽正好位於水井正上方映照在深處的水面上，太陽就像個塞子均勻地蓋住井口。也就是說，陽光的方向經過水井，直指地球中心。但此時陽光卻會令亞歷山卓的日晷投下影子，因為光線是平行的，所以光線與日晷頂點形成的夾角，會等於日晷到水井這段圓弧對應的圓心角。埃拉托斯塞尼測量影子長度與日晷高度，算出夾角大小等於圓的五十分之一，也就代表亞歷山卓的日晷到塞耶尼的水井這段距離是地球圓周的五十分之一，因此地球周長就等於五千斯塔德乘以五十，等於二十五萬斯塔德。雖然斯塔德在不同地區所定義的長度稍有不同，但學者估計換算成現代長度，與地球實際周長四萬公里誤差最多也不超過 2%。

埃拉托斯塞尼完全展現了科學思考的力量，將看似無法克服的複雜問題，化約成本質不變的簡潔模型；不用蠻力與特殊工具，也無需深奧的理論與繁複的計算，僅憑現今國中程度的數學就能在兩千多年前算出地球的大小。當然，這背後需要豐富的想像力與抽象思考的能力，而這似乎一直是我國偏重計算能力的數理教育力所未逮之處。

為什麼我們要重作此實驗？

一、體驗理性力量

埃拉托斯塞尼以兩個合理假設：

1. 地球是圓的

2.陽光可視為平行線；

僅用了兩樣數據：

1.兩地距離

2.投影角度；

就能算出地球周長，誤差不到 10%。充分展現非凡的洞察力，竟能突破當時文明的限制，一窺猶不知邊界何在的地球大小。我們希望透過實際操作，感受這理性的力量。

二、實踐求真精神

埃拉托斯塞尼計算地球圓周的方法十分簡易卻又如此精妙，令人讚嘆。但實際測量真的可以得出理想中的數字嗎？我們希望能動手實驗予以驗證。

另一方面，比起埃拉托斯塞尼，我們可以利用Google Earth等工具的幫助，更精確知道嘉義北回歸線點到台北的距離，是否能得到更精確的地球圓周呢？

三、欣賞科學之美

埃拉托斯塞尼以更宏觀的角度觀看全貌，再以直觀易懂的簡潔模型描述看似無解的難題；所用的又是人人垂手可得的方法。可說是展現科學之美的經典實驗。

透過這次活動，希望提醒大家：科學就在日常生活之中，只要留心，就能發現科學之美。也歡迎各位在觀賞直播的同時，也自己動手測量影子，一起估算地球大小。

當天直播活動頁面連結：夏至大作戰！一起用棍子丈量全地球！

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自 1930 年代以來，許多享譽全球的科學家先後加入搜尋尼斯湖水怪的行列，儘管批評者認為他們應該「放下對水怪的執著，重拾篤信上帝之心」，但絲毫沒有動搖他們尋找真相的決心。

尼斯湖的夕照。

作者／葛瑞‧威廉斯（Gareth Williams），英國布里斯托大學醫學院榮譽教授、 科學史專家。
譯者／黃于薇，成功大學外文系畢，兼職譯者，與 PanSci 泛科學長期合作科普文章翻譯

水怪現蹤

1960 年 7 月， 阿利斯特‧哈第爵士（Alister Hardy）前往英國蘇格蘭西岸進行年度研究考察。哈第具備頂尖科學家的所有客觀條件，他曾是牛津大學動物系主任，也是皇家學會的會員，更是名聞國際的浮游生物專家。

然而就在那年夏天，哈第的心思被另一種水生動物給吸引了。他花費很長時間，仔細審視一張由銀行主管彼得‧麥克納布（Peter Macnab）於五年前拍攝的黑白照片。照片中，平靜水面上浮出兩塊黑色的隆起物，正朝著岬角上的廢墟塔樓前進。毫無疑問，照片中的廢墟就是矗立在蘇格蘭最大湖泊西岸邊的厄克特城堡（Castle Urquhart），而麥克納布拍攝的這張照片，正是尼斯湖水怪的經典照片。哈第向來對各種事物抱持著懷疑精神，但他的懷疑觀點在看到照片的當下徹底改變了，他認為這是對尼斯湖水怪存在「目前為止最有力的證明」。

麥克納布在 1955 年拍攝的照片，圖中兩塊黑色隆起物正朝厄克特城堡前進。

一般認為尼斯湖水怪身長約為 6 到 15 公尺，是蛇頸龍的後代。但就普遍認知而言，蛇頸龍這種海生爬蟲類早在 6,500 萬年前就和恐龍同時滅絕了，能有後代存活至今似乎是天方夜譚（有專家認為機率是 1,700 萬分之一）。在 1930 年代，隨著多次傳出有人目擊背部隆起的長頸生物在湖中甚至在岸上出現，水怪是蛇頸龍後代的說法也因此不脛而走。

1934 年 4 月，來自倫敦的婦科醫生 R. K. 威爾森（R. K. Wilson）拍到一隻長頸彎曲、頭部較小的生物，照片在全球各地報紙上刊登出來後引發轟動，讓數百萬人轉而相信水怪確實存在。這張照片被稱為「外科醫生的照片」，成為20世紀最廣為人知的照片之一。

第二次世界大戰期間，尼斯湖水怪受到的注意相對較少，但交戰雙方陣營都曾在宣傳戰中將尼斯湖水怪當成題材。 1940 年，英國當局為了抗衡軸心國宣稱水怪死於德國空襲轟炸中的說法，向同盟國戰俘證實尼斯湖水怪仍活著，且健康狀況良好。

到了 1950 年代，大眾對水怪的興趣迅速升溫，除了許多目擊事件和照片之外，還有康斯坦絲‧懷特（Constance Whyte）所寫的《不只是傳說》（More Than a Legend）一書。懷特在書中記錄了超過 80 起目擊事件，並斷定尼斯湖水怪是一種蛇頸龍，受到尼斯湖位於內陸的閉鎖地形保護因而存活下來。

懷特的著作聲名大噪，因為時值電視台播出許多創新的自然史節目，例如彼得‧史考特（Peter Scott）的《瞭望》（Look）和大衛‧艾登堡（David Attenborough）的《動物園探奇》（Zoo Quest），激起大眾的諸多想像。這類節目常以大家普遍未料想到或視為無稽之談的異國物種為主題，像是長達 18 公尺的鯨鯊，還有艾登堡在印尼偏遠島嶼拍攝到的科摩多龍，一種身長 3.6 公尺的巨蜥。除此之外，腔棘魚也是引起大眾無盡想像的原因，這種古老魚類一度被認定在 6,000 萬年前就已滅絕，直到 1938 年有人在南非海岸捕獲活生生的腔棘魚，才打破這種想法。受到上述種種影響，加上位於蘇格蘭的尼斯湖含有大量泥炭，能見度極低，不少人因此認為蛇頸龍或許有可能在未經探勘的深幽湖底存活下來。

然而，沒有任何確鑿證據能夠證明尼斯湖水怪存在，無論是骨頭或殘骸都不曾有人發現，更遑論是捕獲活生生的水怪。也難怪動物學研究機構從一開始就對水怪的真實性抱持高度懷疑，將目擊事件斥為錯視、幻覺、騙局或是被人誤認的自然現象。

追求真相的年輕科學家

位於倫敦的自然歷史博物館（NHM）對於尼斯湖水怪抱持格外強硬的反對態度。1959 年 10 月，自然歷史博物館的理事會公布備忘錄，明文禁止所有員工研究「尼斯湖現象」。這個警告主要是衝著館內年輕又固執的魚類專家丹尼斯‧塔可博士（Denys Tucker）而來，塔可是研究鰻魚洄游習性的專家，原本是學界的明日之星，但就在 1959 年 3 月某天午後，他目擊到尼斯湖中游過一隻背部隆起的巨大動物。塔可認定尼斯湖水怪為薄板龍屬（Elasmosaurus），是一種頸部極長的蛇頸龍。無獨有偶，航空工程師提姆‧汀斯戴爾（Tim Dinsdale）同樣如此認為。汀斯戴爾曾用電影膠捲拍攝到湖中出現背部隆起的物體，這段影片於 1960 年 6 月在英國廣播公司的《廣角鏡》（Panorama）節目播出後轟動一時。

塔可無視理事會規定，開始在倫敦和劍橋的科學研討會發表關於「尼斯湖蛇頸龍」的演講。當時的坎特伯里大主教也是理事會成員，他曾建議塔可放棄對水怪的執著，而且要「放棄研究鰻魚，重拾篤信上帝之心」。然而，塔可拒不接受，理事會於是開除塔可，並禁止他再踏進博物館。儘管有國會議員為塔可出面調解，下議院也曾為此進行辯論，但理事會仍未改變決議。

為了追尋水怪而離開原有工作的專業科學家，並非只有塔可一人。美國芝加哥大學的生物化學助理教授羅伊‧麥考（Roy Mackal）在 1965 年 9 月造訪尼斯湖後，就此放棄原本前途無量的工作。

對麥考造成如此巨大轉變的是尼斯湖現象調查局（LNPIB），這個採取軍事化經營的機構以找出水怪為目標，募集了數十位有志於此的自願者擔任工作人員。LNPIB 成立於 1961 年，創立者之一是布萊頓區議員大衛‧詹姆斯（David James），其著名事蹟是曾經從德國戰俘營勇敢逃出；另一位創立者是史考特，他是知名的鳥類學家、畫家、主持人，同時也是世界自然基金會（WWF）的主席。為了搜尋水怪，LNPIB 動用了英國皇家空軍汰餘的探照燈、偵察攝影專用的大型長焦距鏡頭、一艘亮黃色的袖珍潛艇、水中聲納掃測，還曾試圖使用炸藥迫使水怪浮出水面。

麥考為了他對尼斯湖水怪的執著，差點賠上在芝加哥大學的終生教職資格。

麥考前來時，LNPIB 尚未發現任何確鑿證據，資金也即將用罄。麥考隨即在芝加哥展開募資活動，同時也獲任為LNPIB 的科學主任，並推動「自給自足行動」，包括使用活體組織切片標槍，以及用鐵絲網自製的小型水怪捕捉器。

「自給自足行動」最終失敗了，但麥考仍然深信水怪是種巨大的兩棲動物，外形類似已絕種的始螈（Eogyrinus）。他對將近 400 份目擊報告、電影膠捲影片和照片加以分析整理，於 1976 年出版《威尼斯水怪》（The Monsters of Loch Ness），奠定他在全球神祕動物學研究的權威地位（神祕動物學是對存在真偽有待證實的動物所做的專門研究）。芝加哥大學對此十分不以為然，甚至考慮取消麥考的終生教職資格。

登上《自然》雜誌

由於始終沒能找到水怪存在的確切證據，LNPIB 在 1972 年關閉。不過，LNPIB 引起位於波士頓附近應用科學研究院（AAS）的注意，ASS的院長羅伯‧萊恩斯（Robert Rines）是一名律師，曾在二次大戰期間申請多項關於高解析度雷達的專利。同樣受到吸引的，還有在麻省理工學院擔任電子工程學教授的哈羅德‧艾傑頓博士（Harold Edgerton），他所發明的頻閃閃光燈為水中攝影帶來重大突破。

萊恩斯在 1970 年秋天首次造訪尼斯湖，他準備了精密的聲納掃描器、多種荷爾蒙誘引劑，以及錄有各種海洋動物求偶叫聲的錄音帶，他記錄到一些頗令人注意的聲納信號。隔年夏天，萊恩斯找出水怪的決心更為堅定，因為他和妻子同時目擊一隻長約六公尺、背部隆起的生物緩緩游過湖面，距離湖岸大約只有 800 公尺。

1972 年 8 月，萊恩斯用加裝了艾傑頓的頻閃閃光燈的水中相機，拍到一張比「外科醫生的照片」更不尋常的畫面。使用電腦強化影像技術，移除「霧」般懸浮的泥炭粒子之後，照片中出現的是光滑的菱形鰭狀肢，而且可以明顯看到與鰭狀肢相連的是表面粗糙的軀體（參見圖片）。許多動物學專家認為，這個鰭狀肢應該是某種未知大型水生動物的右後肢。

三年後，萊恩斯的水中相機又拍到兩張難以解釋的照片，萊恩斯認為這是某種類似蛇頸龍的生物，而照片中拍到的就是牠的身體（擁有曲線優美的長頸）以及牠怪異的臉部，面貌就像西方建築上做為雨漏之用的滴水嘴獸。

萊恩斯的照片，讓史考特徹底相信水怪的存在，同時他認為這種生物就是他拯救瀕危物種的使命象徵。史考特為尼斯湖水怪自創了正式的學名：Nessiteras rhombopteryx，意思是「具有菱形鰭的尼斯湖奇獸」，並畫了一幅名為〈尼斯湖中的求愛〉（Courtship in Loch Ness）的畫作，以幽微色調呈現一對水怪在水面下泅泳的情景。

〈尼斯湖中的求愛〉（Courtship in Loch Ness）

另一個轉為相信水怪存在的人，是在全球知名度最高的科學期刊《自然》擔任編輯的大衛‧戴維斯博士（David Davies）。《自然》在 1975 年 12 月 11 日刊登由史考特和萊恩斯共同撰寫的論文，題目是〈為尼斯湖水怪命名〉（Naming the Loch Ness Monster），並以全版封面刊出萊恩斯拍到的鰭狀肢照片。

此舉或許讓某些人以為科學研究機構終於要認真探討水怪的存在了，然而這樣的臆測只是曇花一現，眾多激憤難抑的科學家為此投訴戴維斯辦公室，抗議《自然》刊登這種荒誕無稽的文章，讓英國科學研究蒙羞。同樣遭受抨擊的還有Nessiteras rhombopteryx 這個學名，有人將此學名抽換字母順序為「Monster hoax by Sir Peter S」，意即「彼得‧史考特爵士捏造的怪獸」；對於這件事情，史考特堅稱這是個令人遺憾的巧合。

這場風波， 已經是40年前的往事了。從那時起，社會大眾對於威爾森、麥克納布、汀斯戴爾和萊恩斯等人拍攝的照片抱持強烈的懷疑；在此同時，無論是全面性的聲納掃測，或 AAS 後來進行的 25 次考察行動，都沒有找到任何關於水怪的結論性證據。

尼斯湖裡，是否真的棲息著科學上未知的大型物種？哈第爵士在 1960 年秋天重拾懷疑觀點，但史考特和麥考在餘生中仍然深信水怪的確存在。萊恩斯原本一直抱持著水怪存在的信念，直到 2008 年第 30 次造訪尼斯湖，他轉而相信水怪已經因為氣候變遷而死亡。即使到了今天，只要花幾分鐘時間瀏覽網路，就能看出水怪爭議至今仍然意見分歧，儘管數十載光陰流逝，這個謎團依然沒有定論。

尋怪之路

1933/4/28
約翰和艾蒂‧麥凱（John and Aldie Mackay）夫婦聲稱在亞布列雅根碼頭（Abriachan Pier）目擊到形似鯨魚的大型動物。

1933/10/17
菲利普‧史托克（Philip Stalker）針對尼斯湖水怪為《蘇格蘭人報》（The Scotsman）撰寫〈蛇頸龍理論〉（The Plesiosaurus Theory）一文。

1934/4/19
威爾森在尼斯湖拍下極具代表性的「外科醫生的照片」。

1955/7/29
麥克納布在厄克特灣拍到背部擁有一對隆起物且身長約 15 公尺的動物。

1960/6/13
汀斯戴爾拍攝到背部隆起生物的影片，在英國廣播公司的《廣角鏡》節目中播出。

1960/7/31
塔可堅持認為尼斯湖水怪存在，遭到自然歷史博物館開除。

1962/10
尼斯湖現象調查局（LNPIB）展開第一次考察行動。

1972/8/8
萊恩斯和應用科學研究院（AAS）團隊在厄克特灣的水中拍到「鰭狀肢」的照片。

1975/12/11
《自然》刊出史考特（左圖）和萊恩斯合著的〈為尼斯湖水怪命名〉一文。

1987
針對尼斯湖進行聲納掃測的「深入掃測行動」（Operation Deepscan）並未找到任何確鑿證據，而1992年的「厄克特計畫」（Project Urquhart）同樣無功而返。

2008
萊恩斯認定尼斯湖水怪已經因為氣候變遷而死亡。

由20艘船隻組成的船隊正準備在尼斯湖進行聲納掃測，這是1987年「深入掃測行動」的一環。

【完整內容請見《BBC知識國際中文版》第 57 期（2016 年 05 月號）。版權所有，轉載請註明出處。】

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文／朱淯銘｜目前是一名內科住院醫師，為了專科醫師執照努力打拼。最討厭文書作業和醫院評鑑，但對於內科疾病的多樣變化和醫病間生與死的溝通感到興趣。每周工時 80 小時還是努力找時間來寫作，最懷念在非洲布吉納法索擔任外交替代役的時光，並著有《下一站，布吉納法索》一書。

有史以來最大恐怖組織──伊斯蘭國（ISIS），原先只是敘利亞內戰時的一個小小的叛軍組織，據說美國為了打擊敘利亞的阿塞德政權，暗中資助這些叛軍組織軍火武器，沒想到原先的組織坐大以後轉進鄰國伊拉克進行突襲，最後成為了令人聞風喪膽的伊斯蘭國。當你一手扶植起來的軍隊，卻反過來咬你一口，就是倒大霉的時候。這樣的情景在身體裡也可能上演！

難以戰勝的病魔

一位年僅 22 歲的斯文男性因為發燒住院了，他的身材十分消瘦，而且舉手投足之間有股說不出的特別氣質。正常來說，年輕人發燒並不會住院，這點也很特別。住院的原因是他不僅發燒，呼吸還顯得十分急促，胸部 X 光下可以看見兩側肺部的紋路不尋常的增加，詳細身體檢查還發現右邊大腿有一顆棕色的腫瘤。

有經驗的感染科醫師面對這些線索已有九成的把握，隔開其它的家人，坦承的面對病人是此時最好的做法，「你有做過匿名篩檢嗎？」這是這位感染科醫師習慣的開場白，一切問題的解答，都從這個問句開始。

二十分鐘後，我們在病歷裡寫下這名男性從 14 歲開始有男男間的性行為，而且性伴侶不只一位。後來抽血檢測愛滋病毒（HIV）抗體陽性，目前的 CD4 淋巴球是 39 顆。經由西方墨點法（Western Blot）確認這位青年受到愛滋病毒感染，免疫力已經過於低下，可以確診為「後天免疫缺乏症候群」（Acquired Immunodeficiency Syndrome, AIDS）也就是俗稱的「愛滋病」了。

愛滋定仍是世界上最難以根治的疾病之一。圖／torange

由於身體內免疫系統的指揮官CD4 淋巴球受到病毒感染數量銳減，身上同時得到了兩種一般人不容易見到的感染──肺部的病灶經由痰液檢查證實是「肺囊蟲肺炎」（Pneumocystis jiroveci Pneumonia），而皮膚的病灶經皮膚科切片後證實是「卡波西氏肉瘤」（Kaposi’s Sarcoma）。在接受針對肺囊蟲肺炎的抗生素治療過後，肺部的情況改善許多，不僅退燒，呼吸也不喘了，於是他帶著藥出院回家，並且開始接受愛滋病的「雞尾酒療法」──使用三種抗病毒藥物，來控制愛滋病毒的複製和再生。

然而在門診追蹤兩個月之後，這位年輕的大學學生再次住院了，和上次是同樣的症狀──發燒和呼吸急促，但是這次進展更為快速，一住院就必須戴上氧氣面罩。胸部 X 光片看見的肺部紋路增加，比上一次看起來更厲害，看樣子肺囊蟲肺炎又再度找上了它，而且比上次住院更加嚴重了……

抗愛滋之戰

1981 年，是人類首次遭遇愛滋病的日子，從此人類開始與這個號稱的「末日疾病」展開了長期的奮戰。愛滋病毒進攻的標的不是別的，正是身體免疫系統的指揮官 CD4 淋巴球，進而一步步的摧毀整個免疫系統的功能。在染病的數年後，免疫系統會開始無法防禦外界的侵襲，一般的分界線是 CD4 淋巴球在每微升（µL）血液裡少於 200 顆，這時病患開始會遭受各式各樣一般人不會感染的病原菌侵犯，稱為「伺機性感染」，到此才可以說是進展成為「後天免疫缺乏症候群」。

落入 CD4 淋巴球 < 200 警戒線下的病患，原本是一群沒有希望的病人，肺囊蟲、隱球菌、巨細胞病毒等任一種病原菌，都可能隨時奪去生命。但是自從華裔醫學家何大一博士在 1995 年發表雞尾酒療法以來，愛滋病的死亡率大幅的下降了。病患只要每天按時服用幾顆藥物，壓抑體內的病毒量，就能夠長保安康，愛滋病變成了像是高血壓糖尿病的「慢性病」。甚至在照顧系統良好的國家，愛滋病患的預期壽命只會比正常人減少一年左右，顯示出愛滋病照護上長足的進步。

也因為治療效果良好，能夠長期存活的愛滋病患增加了，醫師們卻開始觀察到一個奇怪的現象，有些病人在開始服用抗病毒藥物數周到數個月之後，又會再發生一次急性伺機性感染，而且會跟前一次是同一種病原體，後面這一次往往比前一次更嚴重。比方說，曾經感染肺囊蟲肺炎，服藥後數月再發生一次更嚴重的肺囊蟲肺炎；曾經感染巨細胞病毒症，服藥後一段時間再次發生更嚴重的巨細胞病毒症；彷彿這些伺機性感染症會「復發」，形成一次更大的風暴。

肺囊蟲肺炎屬於愛滋病的伺機性感染之一。一般健康的人肺部中即能發現肺囊蟲，但在免疫力下降時很可能大肆侵略肺部。圖／由User InvictaHOG on en.wikipedia – Originally from en.wikipedia; description page is (was) here，公有領域，wikipedia。

弔詭的是，此時檢測體內的 CD4 淋巴球數量，會發現比剛發病時多上許多，顯示出抗病毒藥物確實發揮效果，殲滅了病毒而使免疫細胞的數量顯著提升，那為什麼卻反而產生了更嚴重的感染症狀呢？彷彿曾經擺脫的惡魔又回來了。

從免疫系統說起

身體的免疫系統作戰分為先天免疫部隊及後天免疫部隊。

「先天免疫部隊」的口號是「區分敵我」，模式為「無差別攻擊」，由身體內到處循環的巨噬細胞、嗜中性球進行巡邏，一旦識別出敵軍──病原體，就會立即進行作戰，迅速有效的作出反應，保衛家園。

「後天免疫部隊」的作法則是成立「專案小組」，做出「專一性攻擊」針對每一種不同的敵軍──抗原，調度後勤資源展開大後方作戰。B 細胞啟動後進行增殖並發射導彈──抗體攻擊；T 細胞啟動後則成為指揮官，領導先天及後天免疫的戰士，讓他們的攻擊更為致命；另有一群 T 細胞啟動後會進化成殺手，直接深入敵營消滅受感染的細胞。啟動這個系統需要一些時間，但是能夠更有效的打擊敵方。

紅血球（左）、血小板（中）、T細胞（右）在電子顯微鏡下的面貌。T 細胞協助免疫系統對抗外來的細菌與病毒，其分為輔助型 T 細胞、記憶型 T 細胞等，愛滋病毒主要的目標就是降低輔助型 T 細胞的數量。圖／由Electron Microscopy Facility at The National Cancer Institute at Frederick (NCI-Frederick) – [1]，公有領域，wikipedia。

經過治療後輔助型 T 細胞的數量大幅提升，後天免疫部隊獲得大量的軍火彈藥，重獲指揮權的他們在體內辨認出殘存的敵人──病原體的抗原，並且開始瘋狂進行攻擊，就連旁邊的平民老百姓──正常組織都不放過，進行全面性的殲滅作戰，形成身體內的完美風暴，原先伺機性感染的症狀變的更加嚴重，甚至可能危及個體的存活。

這就是「免疫重建發炎症候群」（Immune reconstitution inflammatory syndrome, IRIS）。伊斯蘭國原先也是西方國家心目中的「正規軍」，後來卻打算征服世界；後天免疫系統本來就是正規軍，但是不正常活化之後，卻也可能造成毀滅性的結果。

消逝的生命

青年再次因為肺炎而住院，由於強烈懷疑是肺囊蟲肺炎相關的免疫重建發炎症候群，於是使用了針對肺囊蟲以及針對一般細菌的抗生素來治療。但這次他的狀況卻沒有因此而好轉，反而每況愈下，胸部 X 光裡白色的線條持續在肺部的陰影裡蔓延，到後來甚至連抗巨細胞病毒和抗黴菌的藥都被用上了。

但即使如此，他的呼吸仍然越來越急促，進展快地讓人措手不及，即使用上了非再吸入型氧氣面罩（non-rebreathing mask），血氧濃度仍維持不住，終於在一個下午，住院醫師們全副武裝地為他執行了氣管插管，並且轉送進入加護病房。

直到這個時候，惡魔才終於露出了他的獠牙，他全身上下的皮膚開始佈滿紫紅色的腫塊，即使是口腔和牙齦也不例外，而且十分容易出血，已經無法用瀰漫性血管內凝血（Disseminated Intravascular Coagulation, DIC）來解釋。肺部白色的線條開始聚合，一塊又一塊地反而更像是腫瘤，這時發來了肺囊蟲肺炎痰液的檢驗報告（PJP PCR）──陰性，彷彿在嘲笑醫生們的無能。原來他體內因為免疫重建發炎症候群而再發的，並非是原先以為的肺囊蟲肺炎，而是卡波西氏肉瘤！腫瘤在他的皮膚、口腔和肺部快速的增長著！

這時化學治療成了唯一有效的治療選項，但接受照會的血液腫瘤科醫師看到青年目前的狀況，只能無奈的搖了搖頭，如此不穩定的病況，化療打下去，腫瘤還沒消人就會撐不下去了。最後這位年輕的大學生仍然躲不過疾病的殘害，在加護病房裡默默的停止了心跳，也讓我們見識到愛滋病千變萬化的併發症，和最無情的面貌。

註：免疫重建發炎症候群並非每個病人都會這麼嚴重，多數的病人是輕微且可控制的，多篇研究顯示即早開始服用抗轉錄病毒藥物比起延遲服用更能提高存活率。

• 本文轉載自作者部落格 Docteur Etienne 的值班手札。

參考資料：

1. Walker NF, Scriven J, Meintjes G, Wilkinson RJ. Immune reconstitution inflammatory syndrome in HIV-infected patients. HIV/AIDS (Auckland, NZ). 2015;7:49-64. doi:10.2147/HIV.S42328.
2. Zolopa AR, Andersen J, Komarow L, et al. Early Antiretroviral Therapy Reduces AIDS Progression/Death in Individuals with Acute Opportunistic Infections: A Multicenter Randomized Strategy Trial. Carr A, ed. PLoS ONE. 2009;4(5):e5575. doi:10.1371/journal.pone.0005575.
3. 聯合新聞網2015-11-18：誰一手催生ISIS？ 美國記者說出真相

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我在哪裡？

在熟悉的路標之間漫遊，或者駕船順著海岸線航行都很容易辦到。然而一旦遠離這些令人安心的指標——好比橫越毫無特徵的遼闊海洋——你該怎麼做，才能確保你是朝著正確的方向前進？中國水手在十一世紀，首次用上了磁鐵礦石（lodestone，這個中世紀英文單詞意指「領航石頭」），隨後還用上了磁化鐵針。羅盤能自行轉向並與地球磁場線平行，縱長兩端對正兩極，從而發揮指向功能：你可以標示出指針朝北那端以利觀測。羅盤不單讓你能夠在沒有其他外部參照狀況下，維持恆定航向，遇有兩個（或更多個）顯路標落入視野之時，你還能測定路標的方位，運用三角學在地圖或航海圖上準確測定你的位置。你在晴朗夜空之下，始終都能找出南北方向，不過遇上陰天之時，羅盤仍是種奇妙的導航工具。然而仍請記得，（地球自轉所形成的）天極和（地球富含鐵質的動盪核心所形成的）磁極並不是那麼完美相符。這兩種極點在赤道只有幾度差距，不過當你朝某極航行，羅盤偏離真北的情況就會變得更為嚴重。

有了羅盤，古代的水手得以遨遊世界。圖／PDPics@flickr

假使你被迫退回原始，找不到任何磁體，那麼你總有辦法使用電力製造出暫時磁場。以兩種不同金屬交疊，製造出一款簡陋的電池，於是電流就可以沿著銅塊傳播，導入電線，纏繞成圈並形成電磁體。接著只需導入能量，就可以用這個電磁體來永久磁化任何鐵製物體，好比適合製作羅盤的細針。

羅盤可以告訴你方向，結合事先測繪的航圖和地標，你就可以得知位置。不過有沒有更普遍的系統，能在地表任何地方，判定你所在位置？事實證明，本章探討的兩項根本問題——現在是什麼時候，還有我在哪裡——的連帶關係，比你心中所想還更為深遠。

訂定座標系統

要測定你的位置，第一道待解議題是設計出一套系統，讓地表所有定點都有個獨特的位址。描述一座湖泊位於鎮外西南方三英里處還算合宜，不過該如何標定一座新發現的島嶼位於何方？或者在毫無特徵的海洋上，標示出你的現有位置？訣竅就在為地球本身找出一套自然座標體系。

倘若你是在紐約市一類規畫嚴謹的網格都市，要找路相當容易。所有「大道」都約略呈東北走向，而「街」則都以直角橫越大道，而且多數道路都依順序編號。前往曼哈頓任何地方都是小事一樁：你沿著大道走下去，一直走到你想去的那條街的交會口，然後就沿著那條街走，最後你就會抵達目的地。曼哈頓城中任何場所的地址很容易指明，只需標示出所在路口即可：第二十三街和第七大道口。或者倘若所有人取得共識，一致先說街碼再說大道編號，你就只需要一對號碼即可：（23,7）或（4, 百老匯）。

有種相仿座標系能適用於整個地球。地球幾乎就是個完美球體，以自轉中軸界定一個北極和一個南極，還有一條圈繞星球的環線，稱為赤道。基於球面幾何學，合理做法是以固定角度畫線來區隔球面範圍，而不像理想化城市網格以固定距離區隔。所以就想像你站在北極點上，朝正南方射出一條直線，一路繞過地球直抵南極，接著轉個10度並射出另一條線，隨後又是一條，直到你繞完360度完整一周圈。相同道理，你也可以從赤道開始，前面已經定義赤道是在兩極之間中點上環繞地球的圓圈，然後想像你朝南、北向前行，每隔10度就拋下一個圓環，尺寸越縮越小，則兩極便都位於90度角。

兩極之間的南北向軌跡稱為經線，而位於赤道南北，呈東西向環繞地球的圓圈，則稱為緯線。緯線彼此平行，經線則以直角與緯交會。由於地球呈球面幾何造型，正方網格越朝兩極，扭曲也越嚴重。就如曼哈頓的道路，你也必須設個起始點，在訂定數字座標時以供參照。赤道是個明顯的零點緯線，不過經度編號卻沒有相對應的自然零點標記：我們完全是基於歷史慣例，才湊巧使用倫敦格林威治做為「本初子午線」（prime meridian）（延伸閱讀：為時空立憲章－英國格林威治天文台

在1884年於美國華盛頓召開的國際子午線會議中，決議由格林威治天文臺擔任本初子午線的位置，圖為天文台之正門。圖／wikipedia

要使用這套通用位址體系，來界定你在地球上的任何位置，你只需說明你的位置在赤道以南或以北多少度角——你的緯度——以及你在本初子午線以東或以西多少度角︱你的經度即可。現在我的智慧型手機顯示，我位於51.56°N, 0.09°W（我人在倫敦以北，和格林威治相隔不遠）。

所以我們給自己提出的原始問題——如何在這個世界已知位置之間導航，可以簡潔拆解成兩個題目：我該怎樣找出我的所在緯度？還有我該如何找出我的所在經度？

辨認自己的緯度

緯度其實很容易確認：夜空滿布多樣圖案，帶來十分充足的資訊。北極星固定不動，高掛北極正上空，是個四周旋繞星體的靶心，所以合理推論，你和赤道的角距離，也相當於北極星和地平線的夾角。判定你在地球上位於哪個緯度，可直接轉換成測量恆星仰角的問題。

最簡單來講，你可以利用身邊零碎事物，製出一件導航象限儀。拿四分之一圓形卡紙或薄木片製成彎弧，弧上標出0度至90度。在兩條直邊之一的兩端各安置一道槽口，這樣就可以沿著直邊看到目標，接著在彎角處裝上一條鉛垂線，對著標度，看鉛線下垂來顯示仰角。這種基本裝置並不是特別複雜，卻仍能用來觀看北極星，測出你在地球上所在緯度，準確性可達幾度角，相當於測出你在赤道南、北方多少距離之外，誤差約幾百公里以內。

一七五○年代發展出一款遠更為優雅、準確的儀器，迄今依然當成備用導航裝置，以防喪失動力或GPS失靈。六分儀以完整圓形的六分之一扇形為準——名稱便由此而來，也落實了更早期的四分儀以及隨後的八分儀樣式——能測出任意兩事物間的夾角。六分儀在航行時最有用，能非常精準測得太陽或北極星在水平線上的仰角，而且其他任何星體也都適用。這種奇妙設計，很容易仿製，一旦新文明再次取得了打造金屬、研磨透鏡和為鏡子上銀等基本技術之後，你就具備了製造六分儀的先決技術要件。

六分儀，（a）瞄準望遠鏡、（b）指標鏡、（d）地平鏡和（h）量角標度。

六分儀框架呈圓邊60度楔形，很像一片垂直拿著，尖端朝天的披薩。它有一支旋臂以尖端為軸，向下懸垂，指著沿弧緣刻畫的量角標度的一點。六分儀的關鍵組件是一片半面鍍銀的鏡子（地平鏡），安置在儀器前緣，所以操作時仍能透過鏡子看到前方。另以一面鏡子（指標鏡）安於旋臂支軸，儀器指向任何物體時，其影像都會透過指標鏡向下反射在地平鏡鏡上，所以操作時能看到兩幅景象重疊映現。

使用六分儀時，從小型瞄準望遠鏡看出去，傾斜儀器，透過前視地平鏡來對準視線背景的地平線。接著轉動旋臂，讓太陽（或任何目標星體）的反射映像下滑，直到它看來就緊貼在地平線上（可以在兩面鏡子之間插置一片深色玻璃，來減弱眩目光芒）。仰角可由旋臂在底部標度指出的數值來讀取。只要你重新認識了天上的圖案，記載了不同時日最明亮星體的位置表，往後只需要瞥一眼其中任何一顆，你就能判定你的緯度，就算北極星被遮住了，也沒問題。還有一旦你製表列出不同日期和緯度的正午太陽高度，往後你踏上旅途之時，也可以在日間使用六分儀和日曆，倒推出你的緯度。只要你懂得如何解讀，天空就是一套奇妙的組合工具——兼具羅盤和地方時間報時功能。

難以捉摸的經度

要標定出你的位置，還必須有第二座標，那就是經度，很不幸，這就不是那麼容易。由於地球自轉不斷帶著你向東旋動，所以很難運用天空查出，你是在本初子午線以東多遠的地方。我們先以紐約作類比，十七世紀的水手能輕鬆判別自己是在哪條橫向的街上，然而要想推敲出縱向的大道，卻幾乎是不可能的事情。他們唯一能仰賴的手法是靠航位推算——依他們的航向和估計速度來推斷，並指望並沒有未知洋流把他們推得太過偏離航道——航行來到正確緯度，抵達他們有把握的某個定點確認自己沒有超出目標，接著就順著緯線朝東或向西航行，直到僥倖巧遇目標為止。

地球朝東自轉，促成太陽橫越天際，也促成夜空星辰的旋繞。我們藉太陽的位置來界定一日時辰（這就回到我們前面談到的日晷基本原理），所以確立你的經度——你離你所選定的基準線有多遠——的問題，便歸結為如何找出基準線和你現在位置之地方時間，在同一片刻的時辰差距。地球每二十四小時自轉一周，那麼正午時分相差一小時，便相當於經度15度。所以判定你的經度，也就是把時間測量值換算成空間。事實上，你自己也幾乎肯定能敏銳察覺出經度解法：現代高速空運能很快把我們傳送到相隔遙遠，而且當地時間迥異的不同地區，讓我們的身體來不及適應——GPS出現之前，導航員便用上了這個道理，而這也就是時差背後的根本原理！

所以要找出這重要的第二部分座標，標定出你的精確位置，你可以使用六分儀來測出你所在位置的時間，並拿它來和本初子午線的當地時間對照比較。然而問題在於，如何和全球各偏遠地區溝通，告知那個基準線時間。

擁有標準時間

最後破解經度難題的進展是發明了好用的時鐘：不受遠洋翻騰狂濤影響，而且經年累月航行之後，依然足夠準確的時鐘。顯然，就航海鐘而言，擺和重量驅動系統毫無用處，最後是彈簧兼顧這兩種功能。合宜的振盪器可以採用游絲來製造：游絲是以一條細金屬圈繞配重擺輪心軸所盤成的往復反彈螺圈。它的功能類似擺，不過振盪達到端點時，並不靠重力來回復原位，而是借助一條螺旋彈簧繃緊產生的恢復力。螺旋彈簧能緊緊盤繞，藉張力來儲存能量，也可以發出驅動鐘表機械裝置的原動力。

比起穩定下墜的重物，這種動力源更是小巧得多，不過以這種方式來運用彈簧，也帶來一個新的問題，必須靠另一項創新來解決。難就難在，彈簧鬆開時，施力強度也隨之改變：剛開始最強，隨著被壓抑的張力釋出，力道也逐漸減弱。要想勻稱施力，規範時鐘速率，最好的做法就是把螺旋彈簧的游離端連上鏈條，並纏繞一個名為均力圓錐輪（fusee）的錐形筒。這樣一來，當彈簧鬆開，施力點便逐漸上移，作用於均力圓錐輪的較粗端，從而得以運用強化槓桿作用，俐落地補償減弱的力量。

均力圓錐輪(fusee，上圖右邊的元件)，利用圓錐圓周不一的特性，抵銷掉彈簧張力忽大忽小的問題。圖／wikipedia

一款複雜程度合宜的時鐘，納入了自動補償機制，能抵銷濕度和溫度（這些都會影響潤滑油濃度和彈簧剛性）以及其他變異來源，這是一種神奇的裝置，簡直就是個能把時間本身關起來並完美收藏的魔法籠子，時間在裡面，就像被困住的精靈[1]。問題在於，要在文明重建階段，嘗試直接跳到這個階段，就算知道問題的解決辦法，有時仍嫌不足。魔鬼經常就藏在極端瑣碎的細節裡頭，而且復甦階段，也不見得總能找到捷徑或機會來做這種跳躍。最後是偏執鐘表匠約翰．哈里森（John Harrison）投入了大半生歲月，才設計、製造出足夠準確的航海鐘，而且研發期間，還得納入多種新的機械裝置發明，包括能大幅減弱摩擦力的籠形滾子軸承，還有能抵銷高溫膨脹作用的雙金屬片。

那麼，是不是還有能繞過這個問題的其他做法？顯然，倘若有可靠的時鐘或數位手表留存下來，那麼你只需要在你啟程時，挑出一個來設定好地方時間，把它塞進你的口袋隨身踏上旅途，必要時把它取出來比對當地時間（這你仍得用上六分儀來觀測判定），這樣就能確立你所在的經度。不過萬一沒有計時器殘留下來呢？

十八世紀早期遇上的問題是，儘管當時是有可能求出當地時間，卻仍無法從遙遠地方回頭判別格林威治的現在時間為何。哈里森最後提出的解決做法是隨身帶著一份格林威治時間的副本上路，不過倘若格林威治能想個法子，定期和世界各地的船隻聯絡，同樣也能達到相同效果。曾有一項有欠思量的提議，主張在大海中停泊信號船，建置以砲轟轉達的網絡，用來通報倫敦正午時刻。不過如今我們知道，另有種實際得多的做法：無線電。

新時代，新轉機

重新啟動的末日後文明，若是沿著不同路徑，在科學發現和技術網絡中前行，便有可能設想出另一種解決全球導航問題的做法。他們說不定會發現，比起重新發明繁複至極的工藝，以及足夠準確計時的補償機制，製造簡陋的無線電機，會是比較容易實現的前景。（話說回來，這顯然還得視不同技術的復甦速率而定——你該如何評比微型機械齒輪和彈簧，以及電子元件的相對複雜程度？）定期定時信號，可以從獲選為經度基準線的任何一條本初子午線播放出去，再由地面電台或其他船隻轉播到各偏遠角落。這樣一來，你在復甦早期階段，就有可能看到這一幕：木製帆船遍布世界各大洋，看來和帆船時代的船隻十分相像，不過有一點細微的差別：主桅高懸一條金屬線，作為發信天線。

隨著時代的進步，我們反而疏離了一直都在我們頭上的銀河，或許末日之後，可以重新好好認識這些星星們。圖／Kevin@flickr

現代工業化文明帶來的燦爛都市照明和光污染，奪走我們許多人和天空的親密關係。不過，到了末日災後，你肯定有必要重新熟悉天上的星體配置，並重新建立你和季節變化週期的關聯性。這可不是無關緊要的天文奧祕。這可以讓你擁有規劃農耕週期的能力，以免飢餓致死，還能防範你在野地迷途。

註：

[1]大型調查船經常搭載好幾台精密時計，可以求平均數來糾正錯誤並做多重備援用途。英國海軍小獵犬號一八三一年出航時，船上搭載了超過二十二台精密時計，來確保能精準判定陌生土地位置（包括加拉巴哥群島，達爾文在這裡考察野生生物，最後觀測的結果，促使他提出演化論）。

如果你所知道的文明已經不存在了，你要如何在新世界活下去？跳過原始生活，利用知識再開啟明治維新、工業革命，而末日後的新文明，會是什麼樣的文明呢？來自科學家的末日狂想，形成一本事事未雨綢繆的科普之書。《最後一個知識人》，臉譜出版。

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海龜游泳的模樣。圖／Shawn @ Flickr (CC BY-SA 2.0)

看過海龜游泳的樣子嗎？牠們游泳的模樣就像是在海洋裡飛翔一樣，海龜這種樣子的生物至少可以追溯到白堊紀出現的古巨龜（Archelon ischyros），按照發掘到的化石年代約是八千萬年前。當時的古巨龜比起現在的海龜大得許多，長度超過 4 公尺，寬度超過 4.9 公尺。從古至今，海龜的模樣沒有什麼太大變化，這個美麗又充滿謎團的生物是如何在海中飛翔的呢？

《海底總動員》海龜一家親，其實是假的？

大家有沒有看過海底總動員第一集呢？是不是覺得電影裡面的海龜真是看起來又呆又可愛呢？電影中尼莫和多莉搭著大海龜一起乘著東澳洋流到達雪梨，還在大海龜背上對小海龜說起牠們的故事。

海底總動員劇照。圖／Walt Disney Pictures

但是這種情況並不會在真實世界中發生。海龜們除了交配和孵化以外，大多數時間是不太會與其它海龜有接觸。很多時候都是海龜一隻龜孤單地在大海裡翱翔，也沒有發現過大海龜背著小海龜的現象。

所以真實的海龜狀況是……

現今海龜種類共有七種，在臺灣附近周圍海域可以見到的海龜主要有五種，分別是綠蠵龜（Chelonia mydas）、赤蠵龜（Caretta caretta）、玳瑁（Eretmochelys imbricate）、欖蠵龜（Lepidochelys olivacea）及革龜（Dermochelys coriacea），這五種海龜中，只有綠蠵龜會上岸產卵。早期因為人類需要補充蛋白質，會蒐集海龜的卵來食用，或是捕食海龜。加上海龜產卵的海灘多被人類破壞，海龜數量大幅減少。目前這五種海龜都被列為保育類動物，甚至連過去臺灣常見的玳瑁都成了瀕危物種。

過去在台灣常見的玳瑁，現在。圖／Aquaimages @ Wikipedia (CC BY-SA 2.5)

最大的海龜是哪一隻？

知道世界上有哪些海龜以後來瞭解一下海龜的小祕密吧，現今世界上最大的海龜是哪種海龜呢？

革龜。圖／Alastair Rae @ Flickr (CC BY-SA 2.0)

現今世界上最大的海龜是革龜，這種海龜長得就像是楊桃一樣，所以又被稱做楊桃龜、舢舨或大皮革龜。牠的背甲被 7 條棱脊取代。而牠到底可以長到多大呢？目前已知最大體長可以達到 3 公尺，差不多是一層樓的高度。牠們不僅長得大，潛得也深，最深可以潛到水下 1000 公尺。

看看革龜在海中飛翔的樣子！

為什麼綠蠵龜叫綠蠵龜？

如果有去小琉球玩的話，往海邊看看，有時候會發現海面上常常有一小顆的頭跑出來，其實那就是海龜在呼吸喔。小琉球很容易看到綠蠵龜，知道為什麼綠蠵龜叫做綠蠵龜嗎？

綠蠵龜。圖／Brocken Inaglory @ Wikipedia (CC BY-SA 3.0)

綠蠵龜主要食物是海藻或海草，這些海藻或海草裡面有許多葉綠素，這些葉綠素堆積在脂肪裡，綠蠵龜的脂肪也變得綠綠的，所以綠蠵龜也因此叫綠蠵龜。不僅如此，英文名字也叫做 green turtle。

人類活動一直影響著海龜

海龜還有許多小祕密，尤其是在剛孵化出來的小海龜奔向大海之後，人類目前只能觀察到剛孵化的小海龜，再者就是已經發育成背甲約 20~30 公分長的大海龜，中間發育過程目前還沒辦法觀察到，這段時間稱之迷失歲月（the lost years）。然而，這些小海龜們在奔向大海之前，科學家們發現原來人類的活動也影響到牠們。

剛孵化的小海龜即將前進大海。圖／The High Fin Sperm Whale@Wikipedia(CC BY-SA 3.0)

孵化出來的小海龜們大多在夜晚氣溫較低時，一個個從卵窩裡爬出來。夜晚的海面因為有月亮照著，會比起四周來得光亮，小海龜就會朝那邊爬去。但是如果周圍有一些人工光源，這些人工光源則會影響小海龜爬行的路徑，小海龜們會以為比較亮的地方才是大海的方向，朝著人比較多的地方前進，造成小海龜受傷甚至死亡。不僅是小海龜，母龜從海裡上岸找尋合適的地方產卵時，也有可能受到人工光源的影響，認為該處不適合產卵而放棄產卵。如果母海龜上岸太多次都無法成功產卵，母龜可能會直接將卵排至海裡，也就沒辦法孵化小海龜了。

科學家想解決小海龜迷路和母龜產卵的問題，又沒辦法完全禁止夜間照明設備，最後想到的方式是使用紅光或低鈉黃光，這種光源對小海龜的影響比白色光源小；而且只要改變光源照射角度，不讓光源直接打到海灘上，人類還是可以使用夜間照明設備，而不會讓小海龜迷路也不會影響到母龜產卵。

海龜，你要去哪裡？

看了這麼多海龜，牠們長得都好像，科學家們要怎麼分辨哪隻龜是哪隻龜呢？

科學家發現每一隻海龜「臉」 上的鱗片分布都不太一樣，所以科學家們就利用海龜頭部的眼後鱗片之大小、形狀及排列方式等做為不同海龜的辨識，除非受到嚴重傷害，這些特徵都不會改變。科學家利用這些資訊估計出小琉球周圍海域有多少隻海龜，瞭解這些海龜大部分時間喜歡待在哪裡，什麼時候會遷移到別的地方活動等。

除了辨識海龜，科學家們要怎麼知道海龜會游去哪裡呢？科學家會在海龜身上裝發報器，持續接收海龜現在的所在位置。但是發報器有一定重量，必須安裝在一定重量以上的海龜身上，才不會影響到海龜。先前於宜蘭野放的母玳瑁阿飛，按照發報器提供的位置紀錄，牠先在宜蘭外海徘徊，再往臺灣海峽移動，後來沿著中國大陸海岸，經過越南抵達印尼婆羅洲及蘇門答臘島間的勿里洞島。海龜們不只有固定待在同個地點，一旦移動起來都是跨國際跨海域的遷移，因此海龜保育需要周圍許多國家的合作與幫助。

你也可以，救救受傷海龜

除了科學家努力保護海龜以外，大家若是在海灘上發現受傷擱淺的海龜，可以電話直接撥打 118 給海岸巡防署，請海巡署派員拯救。在北臺灣地區發現擱淺海龜，電話可撥打至北臺灣海龜救傷中心（0978-952145）；南臺灣地區則電話撥打至海生館（08-8855001#5052）。有時若海龜病得太重，或是被發現得太晚，救傷人員到場前就一命嗚呼。這些死亡的海龜對科學家而言，依然有研究的價值。因為解剖死亡海龜後能瞭解海龜的死因，也許是細菌感染導致死亡或是誤食塑膠產品導致胃腸阻塞而死亡。

海龜救傷流程。圖／北臺灣海龜救傷中心。

要照顧拯救回來的受傷海龜並非只是餵餵食物、看看醫生這麼簡單，除了定期須送至獸醫檢查以外，還要想辦法讓海龜願意進食。一般健康海龜在大海裡不是很容易遇到食物，所以遇到食物時就會很開心地大口咬；受傷海龜就像是人生病一樣，病懨懨地不是很想吃東西，所以救傷人員需要不斷地嘗試找出牠們肯吃的食物，以幫助牠養傷。直到受傷海龜狀況比較穩定以後，會試著讓海龜練習回到大海生活，直到醫生確定可以野放以後才會進行野放。

由於海龜可以隨洋流游到很遠的地方，甚至到不同國家旅行。因此，海龜保育會需要許多不同國家或研究團隊一起合作。除了科學家不斷研究瞭解海龜是怎麼生活以外，在一般生活中，減少一次性的塑膠製品使用也可以幫助海龜不受到環境汙染的傷害；或是產卵季節時減少晚上到海灘嬉戲的次數，避免影響海龜產卵；以及看到擱淺海龜就趕快撥打 118 通知海巡署派員救傷。希望海龜在大家一起努力下，可以永遠在大海中優游，生生不息，繁榮昌盛。

參考資料：

1. 馮加伶，〈塑膠？食物？ 傻傻分不清楚的海龜〉，環境資訊中心， 2014-04-09。
2. Leatherback sea turtle，Wikipedia。
3. 郭芙，〈大海的旅行者：綠蠵龜〉，環境資訊中心，2013-02-05。
4. 程宛華，〈當海龜遇到光：用現代科技了解光汙染對海龜的影響〉，國家地理雜誌，2015-05-25。
5. 程一駿，〈海龜研究在台灣〉，國家地理雜誌，2015-5-22。
6. 廖靜蕙，〈台灣海龜保育新標竿 首隻標放玳瑁「阿飛」現蹤印尼〉，環境資訊中心，2016-4-19。
7. 馮加伶，〈綠蠵龜：擱淺的古生物〉，環境資訊中心，2009-11-04。
8. 郭芙，〈小海龜的迷失歲月〉，環境資訊中心，2014-08-26。

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今（2016）年四月時，我應大愛人文講堂的邀請，與大眾談談關於颱風大家該需要注意的事情，希望未來在颱風季或是颱風即將侵襲台灣之前，能夠防範未然。

最初製作單位聯絡我時，是希望我聊聊氣候變遷、全球暖化對於颱風強度的影響。然而，影響颱風形成、強度的因素非常多，包括了海水與大氣的變化，無論是海、氣的狀態皆是渾沌複雜的，就算我們究其全力去量測數據，用最新最快的電腦運算，仍然無法完全了解其複雜的過程機制。

用簡單一句話來說就是，要將近年來颱風極端降雨的成因歸因於「暖化」，未免言之過早。

因此在演講錄影時，我多著重在近年來極端降雨的事件分析、颱風致災成因的探討。也從科學精神的觀點出發，告訴大眾，我們雖然無法確定這些越來越強烈的颱風是否為暖化所造成（況且暖化本身也有得吵了），但我們可以從過往的經驗，來學習應對自然的態度。大自然不好懂，但只要善用科學方法，也不至於完全捉摸不透。

演講的部分有待節目播出後再來分享。但這次講演後有件令我驚豔的事，製作單位將我的演講重新梳理後，剪出了三分鐘的小片段，竟也說明了對於颱風，專家與民眾的知識鴻溝。有很多誤會導致人們經常懷疑：颱風是不是總是無法準確預報？是不是國內的預報技術太差？

「颱風先生！How tall are you？」演講的三分鐘剪輯版：

科學的事當然交給科學解決，我們就從科學面來解析這件事！

氣象預報的誤差要怎麼比？

大氣科學的不確定性很多，但用學理加上統計可以抓出個大概，所以很多時候我們利用經驗、統計、計算的方式來預測天氣的變化。但這總是會產生一個誤會：既然能預報，那麼「準確」不就是基本要求了嗎？難道不能要求嗎？

這個問題在我過往幾篇文章中早已提過，好像也提到快爛了：

颱風耍任性？我真是猜不透你啊！

比較完誰的天氣預報準，然後呢？

或許有些人看過這兩篇長文或是論點，還是會覺得，氣象學家說「預報也會有誤差」、「預報也有極限」是為自己開脫之詞。那麼我們就來談論一下所謂的「誤差」要怎麼比較？

1.若真要比，沒有在比「單次」誤差

2.颱風路徑偏差的因素因颱風而異，而有些因素是難以預估的（如太平洋高壓增強或減弱）

3.颱風會「乖乖依電腦模擬的路徑行進」機率微乎其微

4.就算只偏了一點（小於 50 公里），也有可能因地形或颱風強度變化，而使災損預估差很多

以第 1 點來看，下圖就可以解釋了：

台灣中央氣象局、日本氣象廳（JMA）和美國聯合颱風警報中心（JTWC）在2004~2008年及莫拉克颱風路徑預報平均誤差（單位：公里）。圖／葉天降等(2010)，〈莫拉克颱風路徑與降雨作業預報校驗〉，《大氣科學》。

雖然資料中多半是台灣的中央氣象局誤差較小，但這也告訴我們，每個氣象單位預報的誤差時高時低是正常的現象，而若真要檢討「氣象報得準不準？」，我想利用年度統計或是把所有的數據攤開來看，多少也比較客觀吧？

我就是覺得報不準，難道單次預報不準就可以容忍嗎？

個人覺得用單次的預報誤差來討論誰比較沒有太大的意義，因為如果是各國預報的誤差不相上下時，拿單次的紀錄來比，就像比較球賽戰績實力接近的兩隊誰比較強一樣，就算比得出高下，也無法用單一場比賽將兩隊的實力量化。但實際上如果有一定的落差，或是大家得分都不夠時，球評總是會有一些因素可以探討。同樣的在氣象預報上也是可以這樣討論的，譬如前面提到關於誤差比較的第 2 到第 4 點，都是值得討論深思的地方。

2016年7月5日各國氣象單位對尼伯特颱風路徑的預報結果。圖／徐理寰(2016)，〈颱風路徑預報為何百家爭鳴？〉，颱洪科普網。

以今年 1 號颱風尼伯特為例，各國從颱風形成到侵台期間的預報，皆不斷向南修正，或許有些單位修正得較早，而有些稍晚，主要原因在於對「太平洋高壓」的判斷。除了受科氏力影響會使颱風在行進過程逐漸偏移，太平洋高壓的勢力也是另一項重要因素——它的勢力強就晚點轉向，勢力減弱就提前偏移。

圖／截取自中央氣象局局長辛在勤臉書

話說回來，講起來是很容易，把太平洋高壓弄懂就好了！但做起來呢？從上圖中央氣象局局長辛在勤提供的各國預測路徑可以發現，對於颱風轉向時機的判斷決定了路徑誤差，由於台灣處於高壓邊緣、颱風經常開始往北轉向的地區，自然多了那麼一分不確定性。

至於過往的準確預報是怎麼來的呢？預報員的「經驗」便是一個重要的因素，但它仍是不確定因素，就像柯瑞也不是每次關鍵時刻都會進一球三分絕殺一般，或許人員上會有經驗與傳承的問題，不容置疑的是，如果因為這樣的原因而沒有抓準颱風從哪兒敲門登陸，難免需要更加留意並記取教訓。然而會用上所謂的「經驗」來分析數據，也代表著這些手段目前還難以用科學方式補強，也代表著我們對於大氣科學還有許多未知之處，不是嗎？

颱風誤報會有「狼來了」效應？

前些日子我針對「地震預測」寫了篇文章，說明若是經常不準的地震預測，在寧可信其有的前提下可能會有「狼來了」效應。近來也看到有人把這樣的論述套用在颱風的天氣預報上，但這卻是兩碼子事，畢竟天氣預報就算有誤差，也不至於有誤報地震般的差距。在台北感受不到颱風威力，並非錯估了颱風的強度或是完全預報失準，而是路徑與強度的些微差異，會使風力、降雨的趨勢需要大輻修正。但，尼伯特颱風真有差到誤差範圍之外嗎？

中央氣象局預測尼伯特颱風70％可能路徑與實際路徑對照圖。圖／中央氣象局圖片加修改而成。

因為就是不易把路徑估準，所以才會有所謂的「70％可能路徑」的預報，當然這也不是隨隨便便畫出來，更不是台灣人自己發明的技術（見下圖）。如果把實際路徑與預估的範圍來比對，其實並沒有偏到哪去，不是嗎？

美國珊迪颶風預測路徑潛勢。圖／取自NOAA

那麼為何風雨差如此大？我們再用張雷達回波圖來看，雷達回波顯示的是空氣中的水氣或水滴的分布，一般來說會比衛星雲圖還接近實際降雨的情形（只是接近非等於）。可以發現若颱風路徑向北一點，台北就會首當其衝，而台東就反而受到所謂「護國神山」的庇佑了……（其實個人也討厭神山一詞，因為它就是個影響參數，沒必要特別神化了）

兩次颱風（2015年蘇迪勒和2016年尼伯特）的雷達回波比較。圖／截取自中央氣象局。

在理解天氣預報之前，比較誰準誰不準沒有意義，當然，比較哪條路徑好也對大氣科學的進步毫無幫助。我也可以理解大家都「希望氣象預報準一點」，不過這還有待科技的發展，也需要讓民眾理解氣象預報的真正意涵。所以到了最後，還是要總結一下文章最前面大愛講堂幫我剪輯的重要結論（自己再偷潤飾）：

 如果我們只為了某一條颱風路徑作準備，當它有偏移時，我們的準備就不足了。但如果我們放大可容許的誤差範圍，譬如就算偏了50公里我們還有所準備，就不需要害怕它的飄忽不定了！

多學一點就少擔心一點，多做一點就少損失一點！

想知道更多關於地球大小事，可來參觀作者的部落格：地球故事書

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延伸閱讀：

• 為何尼伯特颱風登陸前，西半部都無風無雨？
• 颱風耍任性？我真是猜不透你啊！
• 比較完誰的天氣預報準，然後呢？

參考資料：

• 葉天降等，〈莫拉克颱風路徑與降雨作業預報校驗〉。《大氣科學》，38卷2期，85~98頁，2010年。
• 徐理寰，〈颱風路徑預報為何百家爭鳴？〉，颱洪科普網，國家實驗研究院台灣颱風洪水研究中心，2016年7月6日。

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五年前，福島核災引起全球譁然，各國的核能發展瞬間喊停，民間反核聲浪四起。德國宣示 2022 年全面廢核，中國則在觀望後加速擁核。核能為何令人又愛又恨？我們未來的能源藍圖真能排除核能嗎？

作者／鄧肯．吉勒（Duncan Geere）
譯者／高英哲

2011 年 3 月 11 日，一場意外震撼了核能發展。日本太平洋外海大約 70 公里處發生了規模 9.0 的地震，造成巨浪襲向福島第一核電廠。核電廠中控室嘗試停止運作，然而海水入侵造成緊急柴油發電機失靈，使冷卻系統斷電而無法運作。福島一廠有三座反應爐因此爐心熔毀，接連發生一系列的爆炸，大量放射性物質外洩到環境中。這是能源史的關鍵時刻，造就了反核的世代。五年過去了，這場災難的效應仍然顯而易見：微量輻射不斷洩入太平洋，成噸的廢料和殘骸有待清理。

核能發展史

時間拉回到 1946 年的「原子年代」。第二次世界大戰使用核武，核能發展伴隨而來，報章雜誌和研究論文充斥大膽的預測，認為原子能將帶給我們理想的未來。時任美國原子能委員會主委的大衛．李林塔爾（David Lilienthal）非常熱衷於原子能，他說，「原子能不只是在尋找新能源，更重要的是它開啟了人類歷史的新頁：我們對知識的信念能使人類的整體生活更加蓬勃。」

然而民眾對於核能的觀感開始慢慢轉變。1960 和 1970 年代， 核能受歡迎的程度逐漸下滑。1979 年美國賓州的三哩島核電廠發生爐心熔毀事故，加上環保運動逐漸崛起，以及冷戰時期的軍備競賽，導致越來越多人反對這項科技。1986 年車諾比核電廠事故發生後，民眾的反對聲浪達到顛峰。從 1954 年蘇聯建造世界第一座商用發電的核電廠開始，核能美夢閃耀登場才過了 30 年，就只剩下半口氣了。

車諾比核災，大大地降低了人民對核能的信心，也促使研發人員提升新建核電廠的安全性。

「車諾比事故幾乎使得核能發展停擺。」獨立核能安全專家組織「國際核能風險評估團體」（INRAG）的尼克勞斯．繆爾納（Nikolaus Müllner）解釋，「第一代核電廠建於 1950 與 60 年代，第二代核電廠建於 70 與 80 年代，然後就是空窗期。」在這段空窗期，研究人員想出了明顯安全許多的「第三代」反應爐設計，可應付類似車諾比的核能事故，不會釋放大量放射性物質到環境中。但是面臨各地民眾的反對聲浪，根本不可能建造這樣的核電廠來測試。核能產業就這樣停滯不前：如果不興建新的反應爐，就沒辦法改善核電廠的安全，然而民眾擔憂核電廠的安全，恰恰導致新的反應爐無法興建。

接著發生了福島核災。民眾反對核能的聲浪原本已經隨著時間逐漸淡去，又因此捲土重來。德國宣示在 2022 年之前關閉所有的反應爐，義大利則舉辦了公投，有 94％ 的投票人反對政府興建新核電廠的計畫。在法國，民眾接受核能作為能源獨立的手段，然而法國總統歐蘭德也宣布打算減低核能發電的比例。同時，英國自從 1995 年開始就沒有再興建新的核電廠，目前法國能源公司 EDF 在英國薩默塞特郡辛克利角（Hinkley Point）的核電廠興建計畫也有人反對。所以如今核能該何去何從呢？

核能「安全」嗎？

在過去 20 年左右，大多數西方國家只維護既有的反應爐，漸進地進行安全升級以符合規範。選擇保留核電廠的國家延長了核電廠的使用年限，有些遠超過原始設計的規範。「反應爐最初設計的使用年限為 40 年，後來延長到 60 年。」繆爾納說，「（比較舊的）反應爐會長期維持運轉，它們是釀成核能意外的主要風險因子。」核電廠的安全層級未必會下降，但肯定不會上升。「你若在某處興建新的核電廠，一定會引人注意。」繆爾納說，「但是延長使用年限比較不會被察覺。」然而若不興建新的核電廠，科技就不可能大幅躍進，整個產業就不得不枯坐祈禱不會再發生另一場重大核災。

然而你若查看原始資料，核能會在眾多能源選項中脫穎而出。2011 年福島核災之後不久，未來學家兼能源研究者布萊恩．王（Brian Wang）計算發現，若根據發電量來比較全世界的所有能源，煤炭和石油明顯是最危險的能源，每發電 10 億度（一兆瓦小時，TWh）分別會造成 100 人和 36 人死亡，主要是因為這兩種發電方式產生大量空氣汙染。相對來說，核能每發電 10 億度只會造成 0.04 人死亡，甚至比風力和太陽能發電等再生能源還低。這是因為風力與太陽能發電所需的原料在開採時可能會危及生命，在危險地點架設風力渦輪和太陽能板也有生命風險。其他研究也得到類似的結果。

所以核能安全嗎？繆爾納說這是定義問題，「安全規則並非全球一致，因此『安全』這個詞在不同國家具有不同意涵。」安全的定義是有些慣例：幾乎所有的安全規範都是根據機率擬定的。比方說電廠的設計可能必須能承受每10萬年發生一次的大型地震。「但這不表示意外就不會發生。」繆爾納說，「罕見的意外還是有微小的發生機率。核電廠仍有可能發生輻射外洩等嚴重意外。」

用機率來評估安全有另一個問題：由於氣候變遷，嚴重天氣事件的發生機率正在改變。「你無法斷言過去 100 年記錄的資料也適用於未來。」繆爾納解釋，「目前我們還不清楚要怎麼處理這個問題。舉例來說，西歐核能管制協會（WENRA）要求必須納入氣候變遷的安全分析，然而目前尚在討論要怎樣執行。」

環保團體意見分歧

那麼，氣候變遷有多少比例是核能造成的呢？核子反應爐運轉的碳排放幾乎是零，只會產生熱能和放射性廢棄物。如果把建造電廠和除役，開採、處理和運輸鈾燃料，以及核廢料儲存也算進來，碳排放量當然會有點不同，不過若跟煤炭、石油、天然氣相比，核能的碳排放量仍然表現優異。英國牛津大學史密斯學院永續金融學程主任班．卡德寇特（Ben Caldecott）說，「如果不汰換全球既有的核能電廠，那麼要達到低碳發電系統的目標就會困難非常多。」

關於核能在對抗氣候變遷所扮演的角色引發許多辯論，事實上環保運動因此分成涇渭分明的兩派。一群有時自稱為「生態現代主義者」（ecomodernist）的人，反對「核能很不好」的環保信念。「現今的核分裂技術是現代唯一能做到零碳排放的科技，驗證它有能力滿足現代經濟大部分、甚至是全部的能源需求。」由一群研究人員和社會運動者在 2015 年 4 月發表的《生態現代主義宣言》（Ecomodernist Manifesto）寫道，「核能若要發揮全部潛力作為減緩氣候變遷的關鍵科技，更安全、更便宜的新一代核能科技可能是必須的。」

生態現代主義者認為核能可作為減緩氣候變遷的有用工具，然而較傳統的環保組織非常不認同這樣的看法。「核能的全球發電量已經低於再生能源，接下來幾年核電比例將繼續降低。」綠色和平組織的網站上寫道，「若要建造足夠的核電廠來有效減排溫室氣體，需要耗費數兆元，製造數萬公噸的致命高放射性廢棄物，導致核武原料進一步擴散，並且每 10 年就發生一次車諾比等級的意外。也許最嚴重的是，這會浪費掉實施有效氣候變遷解決方案所需的資源。」

這些資源很可觀。相較於分散式的再生能源，核能集中式的特性意味著要找到興建新反應爐的資金可不容易。「核能產業是非常大型的工程計畫，需要多年的規畫，設計必須經由主管機關核准，取得許可又得花上好幾年。」卡德寇特解釋，「這點實在比不上能夠迅速運轉的分散式再生科技。」

其他解決方案

有人提出新的核能方法來解決上述某些問題。儘管全世界的第三代反應爐數量稀少，不過第四代的反應爐已在研發當中。這些反應爐能夠使用現有的鈾產生更多能量，大幅增進經濟效益。然而這些反應爐尚需大量研發工作才能建造，這在今日的反核社會中很難做到。繆爾納說，「我個人不認為未來會看到社會大規模運用第四代反應爐。」

另一個可能的選項是興建釷燃料反應爐。釷產生的危險核廢料遠比傳統核能來得少，而且釷在地殼裡的含量是鈾的三倍。不過釷燃料發電也有缺點，在推出前需要投入可觀的研發成本，而且處理燃料的過程會產生強烈輻射。期刊《原子科學家公報》（Bulletin of the Atomic Scientists ）在 2012 年探討相關技術的報告中寫道，釷燃料「所需投資成本太過龐大，沒有提供明顯的回報」。不過仍有些研究人員認為，釷是最佳的選擇。

海上核能電廠，可以解決建在陸地上時的一些疑慮，但仍有其他挑戰必須面對。

還有人提議核電廠可以像石油和天然氣鑽井一樣，設立在離海岸數公里遠的浮船上。這個奇招可以解決核能的三個關鍵問題：冷卻反應爐，遠離居住地區，並且抵抗浪潮以避免類似福島淹水的情境。這樣的設計甚至能夠因應需求，重新設置在別的位置。不過漂浮核電廠不是毫無風險，它會面臨船隻碰撞、恐怖攻擊，以及不慎沉沒等新的問題。

另外還有「小型反應爐模組」的概念。這些微型的密封反應爐與核子動力潛艇用的反應爐類似，這樣的反應爐能彈性調度，因應不同大小的城市來調整發電規模。微型反應爐不需要這般巨額的前置成本，因此遠比傳統核電廠更容易上線運轉，不過若以每單位裝置容量的投資成本來看，沒有比大型反應爐便宜多少。「我們可能會看到一些微型反應爐出現，」繆爾納說，「不過我不確定它們會不會改變現況。」

那麼核能可能成為我們未來生活的一部分嗎？這要視情況而定。在民意比較難影響政府決策的中國和印度，政府官員正採用較安全的新式第三代反應爐，大力擴增核能發電量。中國有 30 座運轉中的反應爐，並打算在 2020 年之前新建至少相同的數量。印度一共有 21 座反應爐，並計劃再增加超過 20 座。繆爾納說，「如果政府政策要採用核能，那就會蓋出核電廠。」

中國為了幫助產業發展，大力發展核能事業。

不過核能在西方世界的前景並不看好。前置成本高昂，安全規定嚴苛，難以取得資金，不受民眾歡迎，有核武擴散的風險，以及與之競爭的再生能源迅速發展，這些不利因素使得興建新的核電廠窒礙難行。替代能源若更便宜、更容易施行，又不那麼像政治毒藥，或許會將核能驅離發電競技場。「基本上，局勢對核能的競爭者更有利。」卡德寇特說，「而且這個趨勢只會越來越明顯。」

【完整內容請見《BBC知識國際中文版》第 56 期（2016 年 04 月號）。版權所有，轉載請註明出處。】

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FAST 電波望遠鏡。圖／中國科學院國家天文台

被譽為中國「天眼」、目前全世界最大的 FAST 電波望遠鏡，正式的官方名稱是「500 公尺口徑球面電波望遠鏡」（Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope, FAST）。花了將近五年、耗資七億人民幣（約台幣 35 億元）的望遠鏡，由中國科學院國家天文台和貴州省共同建造，月初（2016 年 7 月 3 日）完成最後一塊反射面板的吊裝。它的直徑達 500 公尺、圓周長約 1.6 公里，總面積廣達 25 萬平方公尺。

工人在組裝 FAST 電波望遠鏡最後一塊面板。圖／中國科學院國家天文台

中國媒體新華網說這個天眼足足有 30 個足球場大，還稱它的「超強靈敏度能將人類搜尋外星文明的能力提升到前所未有的水平」。

天眼超廣鏡面 既靈活又精準

預計在今（2016）年 9 月開始營運的天眼，主要接收來自外太空的電磁波，透過鏡面反射後，利用拋物面讓投射來的電磁波同相聚焦（對迴波訊號進行相位加權或相位調整），藉此蒐集天體的電波輻射。接收機將這些訊號加工、轉換成可供紀錄顯示的形式，再透過終端設備把訊號記錄下來，按特定要求進行後續處理。由於口徑大小是影響望遠鏡偵測無線電靈敏度的主因，中國媒體報導，天眼 500 公尺的直徑，理論上意味著可以接收到來自距離地球百億光年以外的電磁訊號，而這個距離可能接近於宇宙邊緣，亦即 137 億光年遠。

2015 年 11 月 21 日上午 11 時，FAST 望遠鏡饋源支撐系統首次升艙成功。圖／FAST工程

除了能夠靈敏偵測到距離百億光年的宇宙電波外，天眼還有幾項獨門絕技。騰訊報導，天眼觀測天體時，會隨著天體方位變化、形成一個直徑 300 公尺的瞬間拋物面，透過這個拋物面來匯聚電磁波；此外，雖然天眼面積與 30 個足球場差不多大，精準度卻絲毫不打折扣，中新網提到，建造天眼的建材生產全程恆溫，所有材料都在攝氏 20 度製造，目的是為了避免組裝上的誤差。科學家為此特別設計定位夾具，它能對每塊面板的水準位置以及軸向高度進行精準定位，每個正三角形交點孔位精度保持在 0.1 公釐至 0.15 公釐。

潛力無窮的天眼望遠鏡

根據新華網報導，完成測試上線後的天眼，主要工作是探測宇宙中遙遠的信號、物質，例如電磁波、微波、雷射、宇宙中的各種氣體、有機物、星際物質、恆星等的輻射信息。它將對脈衝星、類星體等各種暗弱輻射源進行更精密的觀測，對它們的物質結構、產生機制進行深入探索。

國家天文台研究員彭勃受訪時表示，天眼觀測外星文明的潛力，「大約是現存設備的 5 到 10 倍」，而且它還能看見更遠更黑的角落。鄭曉年也認為，天眼至少可以在未來 10 到 20 年的時間內，保持世界第一的地位。

參考資料：

• 烽火通信，〈天眼模式开启！世界最大射电望远镜FAST即将投入运行〉，新华网，2016年07月04日
• 半岛晨报，〈大连重工为“天眼”装上“肌肉和神经”〉，中新网，2016-07-05。
• 〈天眼”竣工！世界最强射电望远镜落户中国〉，腾讯太空，2016-07-03
• 京華時報，〈“天眼”FAST主體工程完工 為最大單口徑射電望遠鏡〉，中新网，2016年07月04日。
• Xinhua Insight: Installation complete on world’s largest radio telescope, Xinhua,  2016-07-03.

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本文由味全公司贊助，泛科學規劃執行

許多人習慣喝優酪乳來「整腸胃」，也有些人因為乳糖不耐症（lactose intolerance），選擇以優酪乳來替代牛奶。不管你是什麼理由買優酪乳，當你站在一整櫃的優酪乳前，你怎麼選擇？

除去廠牌考量，當你轉到優酪乳瓶身上的成分，你可能就皺起眉頭，無法理解這一堆看不懂的名詞到底在講什麼。今天我們稍微來分析一下，這優酪乳中除了生乳、水和乳酸菌這必備的材料外，到底還加了什麼？

香料和色素：增加優酪乳風味與顏色

人依靠我們的感官生活，對於食物我們更是要求色香味俱全。為了讓優酪乳更好喝、更吸引消費者購買，研發出各種不同的口味，就是其中一個選擇。

研究發現，優酪乳產品中加入草莓、蜂蜜、蘋果等味道，是消費者比較喜歡的口味，有助於增加產品的風味和吸引力[1]。製作這些口味的優酪乳，除了加入真正的果汁／果粒、蜂蜜之外，也可能是透過加入水果口味的香料製作或添加色素以提升產品的色澤。

色素和香料，可以分成「天然」與「人工合成」這兩種來源。天然香料取自於動物或植物，透過各種方式提煉出來，而人造的香料則是由專業人員，混合各種化學化合物以不同比例去調配，模擬我們知道的天然味道[2]。以色素來說，天然色素來自於植物葉子、種子，或是如藍綠藻等。但因為天然色素不容易保持穩定，很容易在熱、光、酸性環境下變質，因而促使人工合成色素的開發。

然而，2007年學術期刊《刺胳針》（Lancet）刊載的一篇論文，卻顯示孩童攝食同時含有人工色素和防腐劑的食品，會造成孩童過動或注意力不集中，研究者認為是食品中的人工色素和防腐劑，其中之一或共同造成這個現象[3]。但這樣的研究也面對一些質疑，在美國食品藥物管理局下的食品安全與應用營養中心（Center for Food Safety and Applied Nutrition）服務的傑生．奧古斯特（Jason Aungst）博士，就曾做過一個分析報告，他認為這個實驗在評估系統上不夠嚴謹，數據仍有討論空間，因而無法用此一研究證實人工色素的危害[4]。目前還沒有明確證據證實人工色素對人體的直接危害（不然應該早就禁止使用了），因此人工色素仍是合法的食品添加物。

我們常出現在優酪乳中，但我們不屬於添加物

果膠：讓優酪乳濃稠、不沉澱

果膠（pectin）是植物初生細胞壁（primary cell walls）中重要的組成要素之一，也是它讓植物每個細胞都能緊緊相連[5]。

果膠通常由水果中萃取出來，在大量工業生產過程常用柑橘類水果的皮做為原料製造果膠。它其實是一種我們無法消化的水溶性纖維，在優酪乳中它扮演穩定劑的作用，避免乳製品中的蛋白質－酪蛋白聚集在一起產生沉澱[6, 7]。它怎麼做到的呢？酪蛋白原先帶有負電荷，因此酪蛋白與酪蛋白之間會產生排斥作用，但在製作優酪乳的過程中牛奶酸化，酪蛋白不再帶有負電荷，因此很容易聚集、沉澱。因此在自製優酪乳的過程中，會看到優酪乳上層浮出一層淡黃色的液體（乳清）。當加入果膠後，果膠分子會與酪蛋白產生連結，避免酪蛋白與酪蛋白聚集在一起，產生沉澱[6]。

同時果膠也會透過，化學結構上「酯」這種官能基（ester groups）讓果膠分子間形成鍵結，優酪乳因此變得黏稠。果膠也能和水形成鍵結，讓優酪乳變得滑順。目前依台灣的法規，果膠仍屬於食品原料，但預計在105年底「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」預告草案公告後，將轉為食品添加物。

目前市面用在優酪乳上的穩定劑也不只有果膠，具有相似作用的包括明膠、藻膠、鹿角菜膠（卡拉膠）、刺槐豆膠、甲基纖維素、乳清蛋白粉等，從天然植物中萃取或是人工合成的都有[8]。

糖：甜甜的優酪乳比較好喝

優酪乳長年被大家批評的地方，大概就是優酪乳產品中的糖份相當驚人。世界衛生組織（WHO）最新的建議是每日游離糖（free sugar）的攝取量不應超過 50 克，但若能減為每日 25 克能為身體健康帶來額外的好處，而所謂游離糖包括了額外添加以及天然存在於蜂蜜、糖漿、果汁等食物中的糖類(包含單糖和雙糖 )[9]。2015 年董氏基金會的調查就發現，台灣市面上的優酪乳每 100 毫升添加的糖就高達 12 克，而 100 毫升也大概就是一瓶養樂多的大小，其中的糖量相當驚人[10]！在霍華德希爾曼（Howard Hillman）的《新廚房科學》中提到，市售優酪乳中加入大量的糖，可能是為了延長保存期限，但更可能是為了取悅消費者的舌頭[11]。

優酪乳的選擇

香料和色素確實都是業界經常使用且為國家認可，無論是人工或是天然目前均沒有證據證實對於人體有害。但我們真的需要在優酪乳中加入這些成分來讓優酪乳更好喝嗎？其實不一定。在製作優酪乳的過程，加入乳酸菌將牛奶發酵，而在這個發酵的過程中，乳酸菌其實自己就可以產生天然的香味成分，透過不同的乳酸菌菌株可產生不同的風味[12]。而濃郁的口感，也可以透過菌種天然產生的胞外多醣體[13]，或是透過生產設備的精進來達成，也不需要透過添加果膠等膠體來增加優酪乳的濃稠度和避免沉澱。

身為消費者的我們在購買優酪乳前可以多花幾分鐘，轉轉瓶身看看產品的成分，這絕對不是成分添加越多越划算，至於做什麼樣的選擇就由自己決定！

參考資料：

• [1] Winny Routray and Hari N. Mishra, Scientific and Technical Aspects of Yogurt Aroma and Taste: A Review, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, vol. 10, 2011.
• [2] 羅伯特．沃克，《料理科學：大廚說不出的美味祕密，150 個最有趣的烹飪現象與原理》，采實文化，2015。
• [3] Donna McCann et al., Food additives and hyperactive behaviour in 3-year-old and 8/9-year-old children in the community: a randomised, double-blinded, placebo-controlled trial, Lancet, Volume 370, No. 9598, p1560–1567, 3 November 2007.
• [4] Jason Aungst, Evaluation of Studies on Artificial Food Colors and Behavior Disorders in Children, Center for Food Safety and Applied Nutrition
• [5] William G,T, Willats et al., Pectin: cell biology and prospects for functional analysis, Plant Molecular Biology 47: 9-27, 2001.
• [6] Acidified Milk Products and Protein Stabilisation, Herbstreith & Fox.
• [7] Aki Kamozawa and H. Alexander Talbot, PECTIN: NOT JUST FOR JELLY, Popular Science, 2008.
• [8] 郭卿雲，〈優酪乳的生產〉，畜產專訊 48: 6-8，行政院農業委員會，2010/12/23。
• [9] Healthy diet Fact Sheet, World Health Organization, Updated September 2015
• [10] 潘子祁，〈一罐發酵乳含糖3顆半 董氏調查 8成發酵乳含糖量比碳酸飲料高〉，上下游新聞市集，2015年4月28日。
• [11] Howard Hillman, The New Kitchen Science: A Guide to Knowing the Hows and Whys for Fun and Success in the Kitchen, P116, 2003/02/19.
• [12] 陳慶源等，〈乳酸菌之保健功效與產品開發〉，《農業生技產業季刊》，第十一期，2007年。
• [13] Patel S, Majumder A, Goyal A. Potentials of Exopolysaccharides from Lactic Acid Bacteria. Indian Journal of Microbiology. 2012;52(1):3-12. doi:10.1007/s12088-011-0148-8.

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《工作細胞》是部難得的微科學漫畫，敘述帥氣的白血球先生，與呆萌紅血球小姐的冒險故事。儘管裡頭充滿了努力、友情、正義必勝的故事，白血球們總是能夠一次又一次殺爆入侵的微生物（其實我比較想看微生物贏 XD）。但，真實的世界又是如何呢？

工作細胞第一集封面，左為白血球先生，右邊是紅血球小姐。source：東立出版社

紅血球其實像顆貝果麵包，至於白血球咩，比較像是顆煎壞的荷包蛋……

《工作細胞》裡的角色多是可愛的紅血球小姐、帥氣的白血球先生，和萌萌的血小板蘿莉。但在真實的世界裡，它們的長相可就不是如此了，紅血球通常直徑為6~8 μm，長的很像一顆扎實的貝果麵包；而白血球稍大，直徑為9~12 μm，長的很像……一顆沒煎好的荷包蛋（我實在想不到其他的形容詞啊啊啊！）。

A：紅血球；B：嗜酸性白血球，主要對抗寄生蟲；C~ E：嗜中性白血球，主要對抗細菌、病毒 [2]，佔所有白血球的比例最高；F：血小板。From: 張昱維

異常型態紅血球。A：鐮刀型細胞（Sickle cell）；B：畸形細胞（Poikilocytosis）；C：靶狀細胞（Target cell）。From: 張昱維

對細菌、病毒和寄生蟲而言，人體是個溫暖又不乏食物的地方，所以倘若有機會，這些求生存的浪浪微生物就會進入我們溫暖的肉體裡，與免疫細胞們共同上演一場又一場的生存之戰。大型的入侵者，如阿米巴原蟲，會吞食紅血球作為食物；小的如瘧原蟲會鑽入紅血球體內，不但能直接吸取營養，更可躲避白血球的攻擊 [1]；而更高招的是那群反轉錄病毒（如：肝炎病毒Hepatitis Virus，和引起愛滋病的人體免疫缺陷病毒Human Immunodeficiency Virus/HIV），把自己的遺傳密碼直接寫入宿主細胞的DNA裡，不僅無需擔心白血球的攻擊，更潛藏於身體裡的細胞，幾乎無法根除，成了人體的一部份 [註1]！

上圖：吞食紅血球的阿米巴原蟲（你也吃太多顆了吧……）；下圖：寄生於紅血球體內的瘧原蟲，正處於指環體（Ring form）。from: wikimedia & wikimedia

對細菌來說，白血球才是可怕的惡魔！

在這裡我要先替細菌說說話，其實以一隻小細菌的觀點來說，白血球超可怕的啦！彷彿就是《進擊的巨人》裡的食人巨獸般 [註2]，利用靈敏的受器「聞」到發炎物質後，會成群結隊的奔襲而來（化學趨向性/Chemotaxis）。

進擊的巨人第12集封面。source：東立出版社

更可怕的是，一旦發現無助的細菌們，白血球會伸出巨大的偽足（pseudopodia）加以捕捉、吞噬。可憐的細菌被巨大的白血球吞食之後，還會被白血球體內的過氧化物、酵素等分解成碎片，一命嗚呼～而且被撕成碎片的屍體還會被巨噬細胞剪成胜肽（peptide）片段，送給免疫系統的老大－T細胞（T-helping cell）進一步刺激免疫反應，以召喚更多的白血球來襲擊細菌村莊 [3]！想想，以細菌的角度來看，白血球完全不是帥氣的型男衛兵，根本就是《沉默的羔羊》裡的變態食人魔吧 [註3]！

上圖：化學趨向性/Chemotaxis。細胞表面的受器感受到特定物質的濃度梯度後，會朝向該處前進，或反向該處離開；下圖：伸出兩隻偽足的巨噬細胞。from: wikimedia & wikimedia

上圖：正在吞噬炭疽桿菌的白血球，比例尺為5 μm；下圖：被白血球吞噬後的細菌、病毒或細胞，會和富含過氧化物、酵素的胞器融合為一，最終分解成碎片。from: wikimedia

漫畫太善良了！真實的世界充滿陰謀詭計！

在《工作細胞》的前幾話中，出現的敵人都是少量的細菌，白血球們經過一番苦戰之後，總是會獲得最後的勝利。就算是腫瘤細胞也是僅用兩話的時間就清除得乾乾淨淨！但免疫系統遠比科學家們想像的還要複雜、神奇許多，真實的細胞世界裡充滿了計謀、背叛和策反之計！

比方說在人類歷史上佔有一席之地的結核桿菌（就是那隻能讓人得到肺結核、咳到吐血的原兇），是少數能夠潛藏在巨噬細胞的細菌，最近更被發現會利用巨噬細胞的訊息傳遞來提高自己的致病力 [4]！而近年來科學家更發現，腫瘤組織會吸引巨噬細胞聚集，讓它們釋放生長因子，進一步地刺激腫瘤細胞生長、茁壯 [5]！如此神奇、工於心計的免疫世界，未來是否也會在《工作細胞》裡出現呢？這是多麼的令人期待啊！（台灣的教育部快把《工作細胞》列為必讀書刊吧！）

• 註1：有一種理論是，遠古的反轉錄病毒將它們的基因寫入人體細胞後，經過很久很久的時間後，兩方達成了和平共存的狀態，也就逐漸變成了我們基因的一部份。
• 註2：《進擊的巨人》是近期風靡日本、台灣的漫畫，設定是類似於中世紀文明的世界裡，出現了喜食人類的巨人，引起了人類社會中難以想像的恐慌。
• 註3：《沉默的羔羊》為1991年上映的驚悚電影，男主角為冷酷的食人魔罪犯－漢尼拔醫師，其冷靜、工於心計又殘忍血腥的形象讓人不寒而慄。儘管只有21分鐘的戲份，其精湛的演技讓演員安東尼·霍普金斯成為奧斯卡獎史上，演出時間最短的男主角的獲獎演員。

本文感謝衛生福利部台東醫院檢驗科張昱維（Yu-Wei Chang）協助。

參考文獻

1. 瘧疾（Malaria）。中華民國衛生福利部疾病管制署
2. Galani IE, Andreakos E. Neutrophils in viral infections: Current concepts and caveats. Journal of Leukocyte Biology, 2015, 98, 557-564
3. 林建中、陳光偉、陳證文、王世輝。免疫樹突狀細胞之簡介。中華民國醫師公會全國聯合會
4. 結核桿菌的一個新發現的致病機制。Nature期刊
5. Elaine Y. Lin, Jiu-Feng Li, Leoid Gnatovskiy, Yan Deng, Liyin Zhu, Dustin A. Grzesik, Hong Qian, Xiao-nan Xue, Jeffrey W. Pollard. Macrophages Regulate the Angiogenic Switch in a Mouse Model of Breast Cancer. Cancer Research. 2006. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-06-1278

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