文／謝燦 | 北京大學生命科學學院研究員

無數次熬夜，屢戰屢敗、屢敗屢戰地做著同一個實驗，然而實驗中起眼或者不起眼的變量和參數實在太多。你開始懷疑一切，開始每次改變小小的一點條件（雖然你可能覺得有些條件根本不應該影響到你的實驗結果），希望找到傳說中的金手指，然後，突然有一天，你竟然奇蹟般地把煎熬了很久的實驗做出來了！

「把實驗做出來那一刻」的示意圖。圖/giphy

你開始歸納總結，你試圖還原一切細節，然後，你很可能會把你成功的經驗歸結於那天你穿了某件「幸運衣服」，戴了某個「幸運飾品」，或者實驗前做了某個不同尋常的小動作······ 從此，為了避免再次經歷這樣的煎熬（雖然你心裡知道其實這是不可避免的），你會在每次重要的實驗前試圖再次穿上那件「幸運衣服」，戴上那個「幸運飾品」，偷偷地重複做某個奇怪的小動作······

恭喜，作為一個科學家，你開始迷信了。

長個晶體，為什麼一定要用自家貓鬍鬚？

拿我曾經熱戀的結構生物學領域來說吧，晶體學估計應該算是科學小迷信的重災區了——特別是，如何養出一枚好晶體來。

晶體學這門學科的一個主要任務，是獲得分子的三維結構。漂亮的三維結構， 靠的就是一套漂亮的繞射數據。但是，要獲得這樣一套繞射數據，首先得有一個漂亮的晶體；而像是蛋白質這種極度複雜的大分子，長成一顆好晶體往往難如登天。

蛋白質晶體的形態。圖／WikimediaCommons

即使數據收集和結構解析的方法日新月異地發展，蛋白質結晶過程中晶核的形成、晶體的生長還有結晶過程中高度的有序性，常常都不是實驗能夠精確控制的，因此，蛋白質晶體的生長常常被認為是一門「藝術」遠多於「科學」。某些時候，一個蛋白質結構的解析可能只需要一個晶體就夠了。所以，為了這一顆寶貝的晶體，實驗圈內流傳著很多的傳奇故事。

比如說，晶體生長有一種優化技術，叫種晶法（seeding），簡而言之就是用一個工具把一個液滴中的已經形成的晶核或者長得不好的微小的晶體引入新的液滴中，輔助晶核的形成或者改變結晶的進程。各種各樣的工具針對這一方法被開發出來用於轉移晶核，比如說毛細玻璃管、白金絲、甚至動物的毛髮和鬍鬚等等[1]。

貓鬍鬚就是其中一種帶點迷信色彩的小工具，幫助很多人獲得過成功，甚至有一篇文獻討論過貓鬍鬚為什麼比各種其他工具更有優勢的原因[2]。貓鬍鬚崇拜曾經登峰造極，某位大神甚至一定堅持要用自己家裡的某隻貓的鬍鬚來點晶體，他精心收集了這隻貓的很多根貓鬍鬚，並不厭其煩地推薦給同事，並鄭重其事地強調這根貓鬍鬚是他成功的關鍵，因為他所有的晶體都是這樣長出來的。

嗯，當然，貓鬍鬚因為它的細軟和韌性，尤其是鬍鬚表面角質層形成的特殊的重疊嵌合結構成為了在溶液中捕獲微小晶核的神器，而被廣泛用來製作結晶優化過程中做種晶的魔棒；但是，如果說非得用某隻特定的貓的鬍鬚的話，我覺得也只有真愛才能解釋了······

一位晶體學研究者 Alexej Dick 和未知來源的貓鬍鬚（可能是他自家的）。圖片來源：mdc-berlin.de

還有另一位大神迷信每次做結晶實驗之前，一定要三、五天不能洗頭，這樣他才能如願地拿到自己心儀的晶體，因為據說他所有的晶體都是這樣長出來的！嗯，我們常常在私下竊笑，難道不是因為好多天不洗頭，頭皮屑掉到了長晶體的液滴中了嗎？要知道，這些微小的異物有時候會被作為晶核誘導蛋白晶體的生長的。

當然，誘導晶體生長的方法很多，不是每一個人都喜歡這麼重口味的。有一個業內口口相傳的故事是，某位大神在結晶實驗設置好之後，喜歡把做好的結晶板（就是將蛋白和結晶溶液混合好的 16 孔板）放在車上開出去幾個小時，他堅信只有這樣才能長出晶體來。嗯，我們都知道靜置能讓晶體不受干擾慢慢地長大，但是有時候，震盪其實也能促進晶核的形成啊。

我還聽到一個故事，但這個故事就完全沒法解釋了：在一個晶體學的實驗室裡，曾經來了一個韓國留學生，她在晶體實驗的櫃門上貼了兩個 Hello Kitty 的小貼畫以後，整個實驗室半年顆粒無收，引發眾怒。果斷地把 Hello Kitty 換成大恐龍，立刻恢復正常。從此實驗室只見大恐龍不見小 Kitty 了。

Hello Kitty：「怪我囉？」 圖／WikimediaCommons

迷信口口相傳，大家都躲不掉

在晶體學裡，長晶體是門藝術，謎之影響因素太多，甚至能獲得論文討論的待遇；別的領域裡的小迷信就多半不登大雅之堂，只能作為八卦私下流傳。但這些小迷信程度並不見得就比較輕，有些反而變本加厲。

比如說，有朋友告訴我，他的同事在做完實驗後，在等待結果的過程中，會用十字架項鍊壓住自己的實驗樣品，誰也不許動。我完全有理由相信在地球的另一些地方，可能會有人把故事中的十字架換成一尊彌勒佛或者其他什麼的。還有很多科學家沉迷於各種吉利數字，明明實驗流程上要求離心 10 分鐘，非得自己設置成  9.9 分鐘；明明 1 分鐘的反應孵育時間，非得用 1 分 20 秒，總是迷信這樣才能給自己帶來好運，才能把那個該死的實驗做出來。

有些隱藏的小撇步，是不會寫在protocol上的！圖／Pacha perfect Meme Generator

曾經有物理學家嘲笑我，就你們做生物的人神秘兮兮、絮絮叨叨的，我們做物理的是很理性很客觀的。嗯。有可能······不過，那個著名的「木桌子效應」是怎麼回事？費米當年在做放射性實驗的時候，一共發現了 22 種能夠和中子發生反應的物質。奇怪的是，所有的這些實驗在他的木桌面上做得很好，大理石桌面就很糟糕，史稱「木桌子效應」。面對這個靈異事件，費米想起了查兌克曾經發現石蠟能讓中子減速，於是給出了這樣的猜想：中子有快有慢，而木桌子和石蠟裡的氫原子能把快中子變慢，這樣在木桌子上用中子撞擊某些物質時，就增加了中子打破其他原子核的效果。為了驗證這個效果，他用石蠟和水做了實驗，發現反應效率果然大大增加了。

再後來······費米因為發現慢中子的核反應，而獲得了諾貝爾獎 [3] [4]。

為什麼科學家做實驗也會迷信？

自然科學的每一個領域，或多或少都被類似的科學小迷信給侵入了。有一些小迷信，如費米的木桌子、種晶用貓鬍鬚，看起來雖然荒誕，但其實有它背後的科學原理；而另一些小迷信，則似乎毫無根據。以嚴謹客觀為標識的現代科學，以理性邏輯縝密而著稱的科學家，為什麼有時候也會沉迷於熱衷於這些在外人看來無法理喻的小迷信呢？

說到底，雖然接受了職業訓練，但科學家也是人啊。

如果能夠讓實驗成功，你願意再現這些「小迷信」嗎？圖／giphy

前不久《自然》職業專題刊登了一篇評論文章，作者肯達爾·鮑威爾（Kendall Powell）探討了科學家的那些小迷信和各種「儀式」。文章認為，「這些東西使科學真正打上了個人印記」，「有證據表明，儀式能夠緩解焦慮，降低壓力水平」。文中他提到了電生理學家和神經生物學家常常一刻也不願意離開自己的實驗，甚至不去廁所，只是為了能一直痴痴地盯著監控設備，而這其實毫無必要，因為儀器會忠實地記錄所有的現象；與此相反，很多分子生物學家們則不會時刻監控自己的實驗，因為擔心多看一眼都會給實驗結果帶來「不詳」。還有一個學生會經常取消週五的計劃，因為她發現每次她這麼幹的時候，自己的小鼠研究就會更成功。還有一些考古學家會選擇一塊形狀特殊的石頭畫上眼睛作為「圖騰」來崇拜，監視著每天的挖掘情況······等等，不一而足 [5]。

而搞科研的都知道，科學很多時候是一個孤獨的旅途，尤其對於基礎研究來說，無論目標如何引人入勝，通往目標的路常常遍布荊棘不可琢磨。在實驗的煎熬中，我們慢慢學會了用這樣一些小迷信來緩解自己在實驗中或者等待實驗結果的焦慮和壓力，讓自己得以堅持下去，去尋找迷霧後的真實、混沌中的規則。

康涅狄格大學的實驗人類學家迪米特里斯·夏加拉塔（Dimitris Xygalatas）說：

「我們知道世界是一個非常混沌的地方，大部分都不由我們控制。但我們可以哄哄自己。」

此言深得我心。科學小迷信就是這樣一些無傷大雅的小儀式，在我們一本正經、甚至還充滿虔誠地在實驗中踐行著這些小迷信的時候，我們的心中其實一片雪亮，哪些可能有用哪些完全沒用我們都知道，但我們喜歡這樣去緩解我們的焦慮啊。當我們看到周圍的同事以不同的但是同樣不靠譜的方式堅持著這些小迷信的時候，我們可能不屑一顧但心有戚戚，我們會在心裡默默地說一句：「你高興就好！」不是嗎？

後記：在我們談論這個話題的時候，有物理學家從旁邊飄過：「我的小迷信就是只要我出馬的實驗都會成功的。」

嗯。你高興就好！而寫完這篇文章後不久，從中國工程物理研究院的中國綿陽研究堆（The China Mianyang Research Reactor, CMRR）傳來消息，由這位物理學家親自出馬帶隊，我們一起合作研究的蛋白質在磁場下響應的實驗果然取得了階段性突破。大家都很高興，堅持要求以後的每次實驗這位物理學家都應該在場。你看，科學家的小迷信就是這樣開始的。還有，感謝朋友圈參與討論的好友為此文貢獻自己珍藏已久的各種小迷信。

參考文獻

1. Streak seeding
2. Bergfors, T. (2003). “Seeds to crystals." Journal of Structural Biology 142(1): 66-76.
3. 改變世界的“木桌子效應”
4. “木桌子效應”和諾貝爾獎級的實驗
5. Behaviour: A lookout for luck

本文版權屬於果殼網（微信公眾號：Guokr42），原文為〈明明是搞科学实验，为什么会有那么多小“迷信”？〉，禁止轉載。如有需要，請聯繫 sns@guokr.com。

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投資策略研究

「 2000 年受臺大財金系合聘之邀，我開了一門『財務統計』課程。當時股市正值科技泡沫，我很好奇為什麼會有這個現象，加上受到財金系同事和學生的耳濡目染，漸漸覺得財務的『實證研究』蠻有趣，就一直研究到現在……」

研究室位於中研院統計所的迴廊深處，何淮中像個隱士般。置身股市戰線之外，以嚴謹的統計模型、歷史的股市資料，驗證股票市場的理性與不理性。

從小黑板上的數學題難不倒何淮中，對數字的靈敏，長大後轉化為統計分析的本領。攝影/張語辰。

投資人有理性嗎？

市場，由人的行為構成。過往「效率市場」假說認為「投資人都是理性的」，而且市場上的資訊會迅速地被所有投資人知道，因此投資人可以在多種方案中，理性選擇能使共同利益最大化的一種方案。

但 2017 年獲得諾貝爾經濟學獎的 Richard H. Thaler ，曾經做一個有趣的實驗，闡述另一位諾貝爾經濟學獎得主 Herbert Simon 所提的「有限理性」（bounded rationality），證明人沒有辦法完全理性。

Richard H. Thaler 在 1997 年 5 月於《金融時報》（Financial Times）刊登一則活動廣告，希望大家來報名參加 “pick a number game" ，大獎是英國航空往返倫敦與紐約/芝加哥的機票。玩法很簡單，只要玩家在 1~100 中選一個整數寫在信中、寄回主辦單位，截止後將所有收到的數字蒐集起來「取平均數、再乘以三分之二 」 ，最靠近這個數字的玩家，就是贏家。

假設 5 個人參加比賽，他們選擇 10，20， 30， 40 和 50 ，在此情況下，平均數是 30，而 30 的三分之二是 20 ，因此最初選擇 20 的玩家是勝利者。

這遊戲的隱含意義是──人們的預期心理、有限的理性。

若按照「市場是理性」假說，所有玩家應該會預期別人選擇什麼數字、並取平均數再乘以三分之二；然後又預期別人應該也會這麼做，又再取平均數再乘以三分之二……；經過這樣的循環，直到最後每個人都會選擇 1。

但無論是 1997 年《金融時報》這次、或我在各場合玩這個遊戲，都發現理性是有限的，人們一開始只會猜測別人的答案兩到三次循環，然後就選一個直覺大概沒錯的數字。

不同市場群體，會理性到什麼程度，我們可能不知道，就需要蒐集資料、根據統計來估計，這就是統計的重要性。

預期心理是什麼？

以股票市場來說，股票的價格由市場供需決定。若投資人預期某股未來表現良好，會紛紛進場買進，股價就會上揚。若投資人對某股預期悲觀，會紛紛賣出，導致股票下跌。

但其實台股的「菜籃族」常常搞不清楚股票上漲或下跌的原因，聽聞小道消息就跟風「追高殺低」，導致損失慘重。其實這背後有「動能效應」可以解釋，1993  年由 Jegadeesh and Titman 提出，指的是股票報酬率有持續性的現象，強者恆強、弱者恆弱。

跟風的菜籃族，若未留意股票市場的「動能效應」，常出現這些內心獨白。圖說設計／林婷嫻、張語辰。

動能效應是什麼？

由於動能效應，股票報酬強者恆強、弱者恆弱。有些投資人藉此採取「追高殺低」法，賺取一定期間內股價持續上漲、或持續下跌過程中的「價差」。

投資人會有預期心理，預期心理又受到小道消息影響。由於小道消息的資訊傳遞像漣漪一層層擴散出去，因此股價在一定期間內呈現漲繼續漲、跌繼續跌，好像有個「動能」在持續推高或拉低股價。

動能投資策略，就是運用這種現象來規劃投資組合：買進贏家股票（漲繼續漲）、搭配賣出輸家股票（跌繼續跌）。

然而，2000 年之後的股票市場，這種動能效應似乎消失了。有些人認為是因為大家都知道這種賺錢方法，有些人認為是時機不對。但我們認為動能效應應該還存在，只是被一些「雜訊」給掩蓋，所以就撈出 1930 年 1 月到 2010 年 12 月的美國股市資料，和學生一起設計我們的「WL-LH 動能投資策略」做實證研究。

實證研究有哪些發現？

從 1930 年 1 月到 2010 年 12 月的美國股市資料中，我們依據各股票報酬輸贏分成 4 種投資組合，並設計 WL-LH 投資策略模型：「買進漲幅被低估的贏家股票、賣出跌幅被低估的輸家股票」。 (Winners with Low IPR minus Losers with High IPR, 簡稱 WL-LH)

何淮中團隊的 WL-LH 投資組合模型。資料來源│Implied price risk and momentum strategy. 圖說重製／林婷嫻、張語辰。

其實這與過往的動能投資策略差不多，差別在於，我們透過美股歷史資料分析，於投資策略中刪掉一些「雜訊」：「漲幅被高估」的贏家股票，也就是動能燃料已經燒完、會開始下跌；還有「跌幅被高估」的輸家股票，因為超跌、未來會再漲回來。這兩者分別代表投資人對於市場中好與壞的資訊，呈「過度反應」的現象。

困難的是，如何判定漲幅或跌幅是否被高估？我們從「資訊擴散」的角度出發，提出一個資產價格模型。然後藉由價格模型，設計一個價格風險指標，有效地篩選掉超漲或超跌的股票，從而驗證了市場的預期心理和動能效應，也同時說明市場的不效率性。

其中相關的統計模型算式，通常大家看了就頭痛，這裡先不贅述，有興趣的朋友請直接看看我們的論文。

從 1930 年 1 月的資料開始，我們先看過去一年的累計複利報酬、排序，買表現好的股票、賣表現壞的股票，一個月後檢視這樣的投資組合的報酬率。因為資料時序已經移動一個月，所以我們再從新的一個月回頭看過去一年的累積複利報酬、排序，再進行一次剛剛說的投資。

最後把累計複利報酬取平均值，例如下圖的 2000 – 2010 年資料所示。其中可看到， 2000 年以後的動能效應，原本大家認為已經消失了，但經由我們的 WL-LH 投資策略挖掘，失而復得，動能投資策略的獲利空間仍然存在。

將 WL-LH 投資策略以美股歷史資料實證，雖然在 2008 年金融海嘯大起大落，但其 2000-2010 年累計複利報酬率為 138.12%，若投資 100 元會獲得 138 元。 資料來源│Implied price risk and momentum strategy. 圖說重製／林婷嫻、張語辰。

若把這個動能投資策略，套用至不同國家市場，有不同表現嗎？

過往文獻認為，美國和歐洲國家股票市場的動能效應較強，因為個人主義較強、過度自信，導致動能持續上漲或下跌。過往文獻也解釋，亞洲國家比較群體主義、做事大家會商量，所以動能效應較不明顯。

我們對這個詮釋抱持懷疑，所以我們試著將 WL-LH 投資策略，套用至不同國家股市的歷史資料（1990-2014 年）驗證，發現只要去掉「雜訊」──上漲動能燃料已燒完的股票、以及超跌的股票，無論是美國、歐洲、日本、印度等 21 個國家，都能看見動能效應，比率接近九成。

換言之，因為人們投資行為的偏誤，例如貪婪追高股價、恐懼在低點持股，而導致市場的不效率性，是超越地域、族群而存在的共通現象。

但是台股比較特別，在 WL-LH 策略下，仍看不到動能效應。

在台股歷史資料（1990-2014 年）中，刪掉漲幅「被高估」的贏家股票、跌幅「被高估」的輸家股票後，並未找到動能效應。我們的推斷認為，台股投資人普遍容易過度預期，以及股票交易周轉率較高，可能是主要的原因。兩者都影響了模型預測「資訊擴散程度」的準確性。

話說回來，為什麼會喜歡統計呢？

我從小就喜歡數學，黑板上的數學題都有辦法解開。數學是告訴你，怎麼看問題、怎麼創造適當的工具來解決問題。「機率」是數學裡的一支，我覺得很有趣，因為機率可以解決所有問題，某個問題你不懂就回答百分之多少機率怎樣怎樣……（笑）。

由機率跨入統計，是很自然的。兩者都是處理「不確定性」的方法體系，密不可分。

我的研究，包括前面提到市場效率性的課題，「機率」與「統計」兼而有之。透過資料分析，可以證實股市有一定程度的不效率性，也有獲利的空間。但投資仍有風險，不會因為這些研究發現就產生過度自信，所以我老婆和我還是存定存、買共同基金。再說，她的錢我也管不了呀。

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• 作者 / 楊雅如
  曾擔任環保基金會研究員，目前是斜槓主婦，網路寫作者。

準備好要開始寫作了嗎？圖／Pexels @pixabay

前科學生涯 （Science Careers） 雜誌編輯吉姆・奧斯丁（Jim Austin） 寫過一篇很有意思的文章，鼓勵科學家轉行寫作。他說，科學家已經具備了閱讀和理解科學文獻的能力，至於寫作嘛，大家都多少會一點。全職作家不僅工作時間自由，又能兼顧生活與家庭，還不受地域限制，多好！

話是這麼說沒錯，但你心裡可能還是會想：「這聽起來很不靠譜啊……」

——你的直覺沒錯。這其實只是開篇的小幽默，奧斯丁在後續文章中明白地指出科學寫作並不像大家以為的那般容易：正如其他寫作類別一樣，科學寫作也需要長期磨練，需要專注、決心、勇氣、甚至天份，而且競爭激烈。對於受過科學訓練的人來說，門檻也許稍低一些，他們比一般人更容易弄懂要寫的內容，並且能獨立進行科學項目的調研。儘管如此，寫作者仍然需要持續研讀最新論文，參與學術研會，不斷自我訓練，跟上科技發展最前沿的腳步。

當然，以上嚴格標準是針對以科學寫作為職業目標者；一般的科學研究隨筆、科普短文也並非高不可攀，其實只要有興趣、並且掌握基本原則，中學生就可以開始練習寫了。

科學寫作：就從身旁的電器開始吧！

「寫作是付諸文字的思維。只要你想得清楚，就能寫得清楚。」——威廉・津瑟

可以先從最簡單的練習開始，例如描述一樣家電用品是如何運作的，透過書寫的過程，把已經知道的整團概念整理成清晰的邏輯演繹。中途如果遇到模糊不清的部分時，可以翻閱電器說明書、問人、或者上網查，務必弄清楚了再繼續寫。盡量採用線性敘述，一句接著一句、每一句都往前拓展一步，然後一路走下去，如此一來再複雜的電器也難不倒你。

習慣創意文學的人，要特別留意避免寫出雕飾華麗的句子或晦澀的隱喻，虛實交錯會擾亂讀者的理解過程，直接而淺白則有助於專注。反覆練習，直到你能自然運用這種筆法，即可進入下一階段——科學散文。

正式開始寫作前必須思考自己的目標觀眾（target audience）。圖／Alexas_Fotos@pixabay

在這之前我想先談談「目標讀者」分析。為了抓準內容的難度與風格，下筆之前要先揣摩不同年齡、教育程度者吸收知識的能力，如果目標讀者是普羅大眾，實務上可以將難度設定在高中三年級左右，高三學生經過將近六年的中學自然科教育，大致能掌握科學領域中的基礎詞彙，寫作者不用一邊介紹最新的天文發現，還要一邊忙著解釋什麼是萬有引力和大氣壓力。

• 延伸閱讀：勇敢踏出科普寫作的第一步

初寫者常常把讀者想像成不懂事的小孩，而不經意用上高姿態說話，這種語氣很容易令人感到厭煩，誰喜歡聽長輩說個沒完呢？不論內容如何簡化，千萬不可以輕視讀者，要把他們預設為跟你一樣擁有聰明而好奇的心靈，如此寫來才能真誠而有趣。

現在，你正準備好要開始寫一篇科學散文

散文與論文最大的不同在於文學性，也就是對於細節的處理方式。學術論文發展至今已經形成固定格式，所呈現的內容過度簡化了研究者在實驗中的摸索歷程，以致於有許多重要訊息難以被表現出來，使讀者誤以為從提問、假設、 實驗到得出結果的方向總是必然，而高估其研究結果，或是忽略某些會干擾結果的外在變因。

巧的是那些被捨棄的細節恰恰是科普作家最感興趣的部分——錯誤、糾結、困境與掙扎，這之中所揭示的是科學真相在複雜世界中更完整的脈絡。因此高明的科普文章有時候比正式論⽂文更有價值，畢竟真實世界本來就是一張張相互交織的網。

再大的知識，都得從一個狹窄的事實寫起，不要第一句話就把人趕跑。這個狹窄的事實必定是讀者已經知道的，比如日常⽣生活中的一個現象或體驗，最好跟⼈人有關，可以是你自己，也可以是另一個人，這麼一來就有了說故事的元素，以推動故事前進的技巧把整個來龍去脈鋪展開來。

科學散文的表現形式多變，其中美國醫學作家柏頓・盧薛 （Berton Rouech）以「偵探小說」的方式為人所知。圖／bluebudgie@pixabay

美國醫學作家柏頓・盧薛 （Berton Rouech） 就擅長以偵探小說的手法寫艱深的醫學知識，他的故事通常從某個人患了了不知名的病開始，循線追蹤神秘病因，最終真相大白。讓我們一起來看看其中一篇文章的開頭：

”1944年年9月25日，星期一早上大約8點鐘，一位衣衫襤褸、漫無目的的好人倒在了哈德遜車站附近的人行道上。一定有很多人注意到了他，但他獨自躺在那裡好幾分鐘，神智不清。他由於腹部痙攣而蜷縮者身子，痛苦地發出嘔吐聲。

之後一名警察出現了，若不是彎腰仔細打量這位老人，警察還以為意碰上一個醉漢。大早上在這個區域遇見醉倒的離浪漢是常事。但是他的這個想法並沒有持續，這位老人的鼻子、嘴唇、耳朵還有手指都是天藍色的。“——摘錄自《醫學神探・十一個藍人》

一個尋常的日子，出現一件不尋常的事——變成藍色的人，盧薛運用敘事的懸疑性技巧，在文章一開始就緊緊吸引住讀者，之後故事要再講下去就不是難事了。

另外有些作家會以第一人稱描述的手法撰寫文章、讓自己親自參與其中，例如科學記者喬許．佛爾 （Joshua  Foer）在2012年出版的《記憶人人hold得住：從平凡人到記憶冠軍的真實故事》這本書，即以他自己參加記憶大賽奪得冠軍的真實故事為主軸，帶領讀者探究人類大腦的記憶之謎。

科學記者喬許．佛爾 （Joshua  Foer）則是擅長以第一人稱描述，引人入勝。圖／By Christopher Michel @flickr

許多精神醫學方面的科普著作也都以親身經歷寫成，像是英國作家大衛·亞當  （David  Adam）《停不下來的人：強迫症自救指南》、美國作家史考特．史塔索（Scott Stossel）《我的焦慮歲月》等， 兩本故事的精彩程度都不輸小說。

• 筆者曾經懷疑自己有強迫症和焦慮症，讀完之後豁然開朗，比起這兩位傑出作家，我的症狀太輕微了，他們都能把人生過得精彩，我還怕什什麼呢。如果你也有相同煩惱，不妨可以試著閱讀看看。

親身經歷的書寫可以拉近與讀者的距離，但是也不能只單純地放任自己的情感，還是要有所節制、維持理性風度。人的回憶會隨時間而扭曲，有些忽略了、有些放大了、有些甚至記錯，以第一人稱寫作尤其容易被影響，所以需要謹慎評估記憶材料的忠實性。

資料收集很重要

我試著講述能讓人們從甲地到乙地的故事，我不是指故事要有頭有尾，而是指讓他們可以瞭解某個主題。——喬許．佛爾

即使是單篇散文，也要幫助讀者在認知上前進，哪怕只是一小步，這也是科學寫作最重要的任務。當甲地到乙地所跨越的距離遙遠時，作者需要調度更多資源，首先會面臨的就是大量的文獻。目前科學界最普及的語言仍是英語，最新的研究報告都是用英語寫成的，科學作家必須能獨立閱讀英文，甚至以英文說、寫，才能順利展開調研工作。就拿我寫這篇小文章為例，如果只看中文，那材料真是太少了。

閱讀文獻之外，長篇著作也經常涉及訪談，或與相關機構的聯繫，這些工作都必須在寫作之前規劃妥當。資料收集得越豐富，寫作時越能更好地發揮，然而時間和預算都有限制，不能無止盡發散，從收集資料到內容撰寫都要收斂範圍，一方面節省精力，另方面則有助於聚焦主題，把那些互搶風頭的精彩片段留給下一本書吧！

科學寫作，不是現在才出現的

當你終於進入科學寫作的疆界，正從山腳下一路摸索往上爬，也許你會想看看這片土地的歷史全景，在連綿起伏的地勢中尋找前人留下的山峰與低谷。

科學給人一種創新和未來感，讓人理所當然地以為科學寫作是屬於現代世界的活動；但事實上，這是一派歷時悠久、高度成熟的文體。科學寫作最早可以追溯至西元前三世紀的希臘文化，當時人類掌握的科學知識還不多，所以科學著作的目標讀者是所有識字的人——雖然可能也沒幾個，但凡只要是能識字的人，都應該能讀懂歐幾里得所寫的《幾何原本》，不需要特別去想「普及」這件事。

1660年英國皇家學會在啓蒙運動的核心之地——倫敦成立，當時人類所累積的科學知識已經相當豐富了，但在皇家學會裡的科學家們仍不滿足於此、盡可能的想辦法理解有關於自然萬物的「所有」知識；包含羅伯特・波以耳 （Robert Boyle）、艾薩克・牛頓 （Isaac Newton）等等。為了幫助科學家們彼此交流，皇家學會鼓勵他們將研究結果以較為淺顯易懂的方式寫出來，發表於學會期刊（這份期刊一直延續至今）。科學寫作在這一階段的普及目標是不分領域、所有受過訓練的科學家。

英國皇家學會成為科學寫作在啟蒙時期的重要推手，鼓勵學著們將研究結果以較為淺顯易易懂的方式寫出來。圖／@wikimedia

二次大戰前後，美國主流雜誌開始出現以描述自然或科學內容為主體的散文，瑞秋．卡森（Rachel Louise Carson） 的第一本書《海風之下》出版於1941年，以極富文學技巧的敘事風格描寫海洋生物活動。而後在美國新聞潮流影響下，科學寫作逐漸向報導文學靠近，積極關注社會議題，甚至影響經濟與政治決策，卡森的最後著作《寂靜的春天》亦為代表作品之一。

十九世紀末，法國昆蟲學家法布爾 （Jean-Henri Casimir Fabre） 前後耗費四十多年寫出巨作《昆蟲記》，一共十冊，直到今天都還是科普類的暢銷書，啓發無數人對自然與昆蟲的熱愛。

• 筆者特別推薦第五冊：螳螂的愛情，看看母螳螂如何在完成人生大事後一口吃掉公螳螂。

法國昆蟲學家法布爾 （Jean-Henri Casimir Fabre）的郵票。

來到二十一世紀的現在，人類所發現的科學知識已如宇宙般浩瀚，再聰明的人也難以一己之力悠遊其中，我們比任何時代都需要優秀的科普作家來為我們轉述、解讀萬物。此外，教育的普及也讓人們更習慣、也更期望以科學的視野觀看世界，我們想知道大腦如何運作影響情緒、病毒感染的機制是什麼、氣候變遷的原因和後果，還有社會現象背後的統計數據等等。

科學觸角已經進入幾乎所有非虛構主題，不論你寫什麼，都無法避免引用科學知識，採用科學邏輯與方法進行推論，更要有本事不落入偽科學的陷阱。科學逐漸成為所有非虛構作者必備的素養，這種素養還包括對科學侷限的認知。以「生命」這一主題為例，除了生物學上的探索外，我們還需要兼及哲學、宗教、人類學等多方面的理解，才能更接近真實全貌。科學知識幫助我們解讀複雜的世界，但也絕不是全部。

延伸閱讀：

• 瑞秋．卡森 《海風之下》、法布爾《昆蟲記》
• 柏頓・盧薛《醫學神探》
• 大衛·亞當《停不下來的人 : 強迫症自救指南》史考特．史塔索《我的焦慮歲月》
• 喬許．佛爾《記憶人人hold得住》

參考資料：

• 威廉・津瑟《寫作法寶：非虛構寫作指南》
• Deborah B., Mary K., Robin M. H. 「 National Association of Science Writers’ Field Guide for Science Writers. 」 *Oxford University Press*, USA, 2005.
• Jim Austin “Science Writing and Editing" *Science*, 2011.
• Ian T. “Science writing: how do you make complex issues accessible and readable?" *The Guardian*, 2012.
• llana Y. “From the Editor: 83.1 Evolution of Science Writing." *Yale Scientific Magazine*, 2010.

The post 關於科學寫作的那些事：如何用文字駕馭繁瑣的科學知識？ appeared first on PanSci 泛科學.

• 文／朱中亮｜德國Hohenheim大學食品科技研究所博士，現任財團法人食品工業發展研究所資深研究員。專長為食品加工與製程，目前研究技術領域為食品非熱加工技術、冷藏食品保存期限預測及溫度管理技術等。

有沒有什麼辦法能夠既保存食物的生鮮，同時又能殺死危害健康的微生物？食品科學家致力尋找各種方法，終於在利用高壓殺菌的高壓加工技術（High-Pressure Processing, HPP）上見到欣喜的突破。

本期的 ILSI Taiwan 專欄邀請到財團法人食品工業發展研究所朱中亮資深研究員，讓我們一起認識高壓加工技術，看它如何確保食品的安全，並且更加保留食材的新鮮質感！

在人類的文明史上，懂得烹煮食物是一個重要的里程碑，這段歷史可以追溯到 40 萬年前的舊石器時代早期。食物加熱後食用可以大幅提高安全性，也會更好吃。

食物的「生」與「熟」，曖昧的可食界線

在常民的語彙裡，「生」與「熟」的界線，仔細想還是有些令人玩味之處。相對於熟，簡單來說沒有加熱過的食物應該就算生了。有些食材雖不全然經過加熱，在某些時候卻很難被認為是生，例如用生蛋黃加油、醋、鹽打出來的蛋黃醬、從青梅採收鹽漬到乾燥調味，沒有經過加熱工序的話梅，一般人應該不會將這些產品與「生」聯想在一起。

生與熟的界線，仔細想還是有些令人玩味之處。有些食材雖不全然經過加熱，在某些時候卻很難被認為是生，例如用生蛋黃加油、醋、鹽打出來的蛋黃醬。圖／By Brian Lee @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

日本有一種生酒（Namazake），就是沒有加熱殺菌過的清酒。保存很困難，幾天內就要喝掉，給人一種鮮活稍縱即逝的想像。但是生酒的原料白米一樣是要先蒸熟才能釀酒。

在一些餐廳更有桌邊火焰秀的服務，營造的浪漫氣氛也是一種享受。一桌的美食總也會搭配生冷的佳餚，生菜沙拉、生魚片，現榨果汁與生啤酒也是常見的佐餐酒水。生鮮的食物不只享受食材的新鮮原味，也越來越多人相信，生食比較健康，也更天然。

因此講到「生」，總是與新鮮有所聯結，生鮮甚至生猛。生的食物安全嗎？危害的風險比較高嗎？2015 年 6 月國內一起食用生蠔引起的食物中毒案件，導致 102 人上吐下瀉，76 人送醫，原因是生蠔遭到諾羅病毒污染。吃生蠔中毒的案例，在世界各國屢有報導。有些地方的衛生機關甚至建議，生蠔煮熟再吃，可降低腸炎弧菌或是諾羅病毒中毒的風險。然而這樣的建議對於「蠔非生不食」的饕客而言，就如同勸告低頭族，蓋上螢幕用耳機聽可以保護眼睛一樣，是兩條不會有交集的平行線。

高壓加工技術，既殺菌又保新鮮口感

科技始終來自人性，好吃又安全的食物人人喜愛。食品科學家努力尋找各種方法，既能保留食物的生鮮，又能殺死危害健康的微生物。他們嘗試用魔音穿腦般的吵、打雷般的電擊、光芒萬丈的照射、千鈞蓋頂的重壓，希望既能達到殺菌的效果，又不會影響食物的原形原味，這樣的技術統稱為非熱殺菌技術。

經過半個多世紀的研究，目前以利用很高的壓力殺菌的高壓加工技術（High-Pressure Processing, HPP）發展的最為成熟。

科技始終來自人性，好吃又安全的食物人人喜愛。食品科學家努力尋找各種方法，終於找到了！就是高壓加工技術，這樣的方法生蠔口感甚至更 Q 彈。圖／By macayran @ pixabay, CC0 Public Domain

高壓加工技術是在 1000 – 10000 大氣壓的壓力下殺菌食品，一般文獻中常用 MPa 為壓力單位，1 大氣壓相當 0.1 MPa。在高壓下會破壞微生物的細胞膜，並且造成與繁殖相關的酵素變性，使食物中的微生物死亡或失去分裂生長的能力，以達到殺菌效果。

相對於傳統熱加工技術在加工過程中導致食品的變質，高壓加工處理後的食品能夠保持原有風味與營養價值，並能延長食品的保存期限。由於高壓是採用靜壓殺菌食品，壓力同時從四面八方均勻地壓在食品上，加上食物裡面大部分都是水分，受壓的時候，如同深海的生物一樣，生物體內充滿了水，水壓水，還是水，生物並沒有變形，所以食物不會變形破壞組織，更不會影響品質。用這個技術處理玫瑰花，壓過再拿出來，還是一朵玫瑰花，完全不會變。

當壓力達到 4000 – 6000 大氣壓之間，即使在室溫下，也能有很好的殺菌能力。有些產品為了保持品質，甚至在冷藏溫度下高壓處理，殺死病原菌的效果依然很好。例如出血性大腸桿菌 O-157、李斯特菌、沙門氏菌，可以達到殺死99.999% 的程度。英美等國的食品衛生部門也都認可高壓加工是一種巴斯德殺菌（低溫殺菌）方法。

對於高壓殺死諾羅病毒，最近一項人體試驗報告指出，感染諾羅病毒的生蠔經過 6000 大氣壓殺菌 5 分鐘後讓受試者食用，10 個受試者都沒有人出現中毒的症狀；而沒有經過高壓殺菌的對照組，15 個受試者中就有 7 個人上吐下瀉。

高壓過後生蠔口感更 Q 彈，生魚片霧化微變質

但生蠔高壓殺菌之後吃起來還像生的嗎？在西方的飲食文化中，生蠔是指活的蠔。高壓可以殺死病原菌，當然也可以殺死貝類。如果先不論蠔還是不是「生」的，美國農業部農業研究署（Agricultural Research Service, ARS）最近的一項研究指出，以喜愛生蠔的消費者作盲樣測試，發現高壓殺菌後，不論是風味或質地都與活的毫不遜色，甚至高壓殺菌後的生蠔質地還更為 Q 彈，外觀更受到喜愛。這與高壓殺菌的機轉有關，因為在高壓的作用下，會改變蛋白質的四級結構，而引起質地的改變。同時高壓會造成蠔肉與外殼脫離，比沒有經過高壓處理必須以手工挖肉的產品外觀更完整。

另一個不算成功但也很有趣的案例是以高壓殺菌生魚片。生魚片雖然沒有活的問題，但當壓力達到 3000 大氣壓，開始出現殺菌效果的同時，魚肉蛋白質的四級結構也開始改變，雖然還吃不出肉質的變化，但是生魚片很重要的晶透色澤會變霧，變得彷彿是透過毛玻璃看生魚片一般，讓人誤以為生魚片已經過輕微加熱。這樣的改變讓消費者很難接受高壓殺菌後的生魚片仍能保有原先的風味。

高壓殺菌後的生魚片晶透色澤會變霧，變得彷彿是透過毛玻璃看生魚片一般，讓人誤以為生魚片已經過輕微加熱。消費者很難接受高壓殺菌後的生魚片仍能保有原先的風味。圖／By jinny_kuan @ pixabay, CC0 Public Domain

以台灣盛產的釋迦為例，由於高壓作用不會引發共價鍵的反應，因此構成香氣的小分子化合物不會產生變化，高壓後釋迦蜜甜的風味經過 2 個星期還能保留的很好，而且果肉中一些較穩定的酵素仍能保有活性。不論從香氣還是從酵素活性的保留來看，高壓殺菌的水果算是夠生的了。

從釋迦和生魚片兩個案例來看，生鮮食材經過高壓殺菌後應該可以確定不是熟的，但若要說完全是生的又不盡然，或許可以稱之為進入半生不熟的狀態。

成本高昂以致發展受阻

對於病原菌一般而言，高壓的壓力必須到達 4000 大氣壓以上，才能有足夠的殺菌效果。在台灣與菲律賓附近，地球上最深的馬里亞納海溝底部，水壓也「只有」1100 大氣壓。由此不難想像高壓加工設備造價高昂，高壓殺菌的成本也因此高於慣行的熱殺菌技術，而減緩了商業化應用的速度。因此，縱然各種實驗已證實高壓殺菌效果很好，也確實解決了高溫殺菌破壞風味口感的問題，一直到十多年前，歐美市場上才有較多的高壓殺菌產品推出。全球連鎖咖啡店業者星巴克在幾年前也開賣高壓殺菌果汁，從熱咖啡跨足冰果汁的生意。

降低高壓加工的成本，首要的工作是設計出更廉價的高壓設備，或是提高設備的批次處理量，降低產品處理的單價。目前商業化運轉的設備的處理容量已經達到 450 公升，對效率及成本都有很大的改進。加上多家設備商的投入，以廉價的設備增取市場，在未來高壓殺菌的成本可以預期會持續下降。

除了成本高，高壓對於孢子菌殺滅的能力很低，只能做到巴斯德殺菌，因此產品需要冷藏保存。雖然食品科學家已研發成功高壓輔助高溫滅菌（Pressure Assisted Thermal Sterilization）技術，符合肉毒桿菌商業滅菌的要求。如何能在室溫下進行高壓滅菌，達到產品可以常溫保存的目標仍待突破。高壓與欄柵技術結合，提高產品的保存性，是現在高壓技術研究的重點。

• 編按：柵欄技術可參考變質容易保存難？對抗微生物大作戰

全球連鎖咖啡店業者星巴克 2012 年於美國開賣高壓殺菌果汁，從熱咖啡跨足冰果汁的生意。圖／starbucks

火腿片、酪梨醬、果汁，將高壓殺菌應用於產品

目前市場上高壓產品最多的國家是美國，其中很大部分是用來殺菌三明治用的切片熟火腿。因為熟火腿切片的過程有汙染李斯特菌的風險，因此美國食品法規要求包裝後必須經過巴斯德殺菌，達到殺菌值降低李斯特菌 5 個對數值的程度。熱殺菌會破壞火腿片的口感，尤其是會產生肉汁滲出的現象，泡在汁液中的火腿片外觀上有些噁心。高壓殺菌正好可以解決這個問題，吸引許多廠商採用這項技術，不但保持柔嫩的肉質不出汁，又能殺死李斯特菌，符合法規的要求。

目前市場上高壓產品最多的國家是美國，其中很大部分是用來殺菌三明治用的切片熟火腿。圖／By andreas160578 @ pixabay, CC0 Public Domain

高壓殺菌酪梨醬也是北美市場很成功的產品。美國由於流行墨西哥餐，墨式美食中不可缺的食材是酪梨醬。酪梨加熱殺菌會產生苦味，不殺菌保存期間又太短。高壓殺菌的酪梨醬可以保存 30 天，風味與安全都無虞。高壓殺菌已經成為保存酪梨醬最佳的選擇。而高壓殺菌的果汁，標榜風味新鮮，近幾年在歐洲市場上也展露頭角。國內兩大便利商店體系也分別推出高壓殺菌果汁。在法規以及市場需求的推波助瀾之下，高壓技術在各種食品的殺菌應用日漸普及。

討論高壓技術不能不提日本。日本是最早推出高壓殺菌食品的國家， 1990 年明治製菓領先全球上市高壓殺菌果醬。然而反觀日本的市場，至今高壓殺菌的產品並不多見。其中一項原因是日本的法規要求，例如酸性果汁必須經過 10 分鐘 65℃ 加熱殺菌，或是程度相當的殺菌處理。相對於美國 FDA 要求達到降低李斯特菌 5 個對數值，廠商要證明高壓殺菌與 65℃ 相同會複雜許多。

備受關注的新興食品科技

高壓殺菌技術帶來許多開發新產品的機會，英國 Campden 研究所分析未來各種新興食品科技應用的潛力，彙集 139 位歐美為主的食品業研發經理人及學者專家的意見。相較於微波加熱、紫外光照射、臭氧殺菌、脈衝電場等技術，高壓加工技術獲得最高的評價。

高壓加工技術的應用對於食品研發人員而言是一項新挑戰，不論是殺菌的基本原理、殺菌條件的設計與驗證、對產品品質影響的控制、設備的保養維修，以至於成本的管控都需要從新學習。然而如 Campden 的報告所言，高壓殺菌在提高產品品質、安全性及延長保存性三個面向都能符合產業的需求，這項新技術值得我們關注，善用它的優點，不論是熟食或是生鮮食品都具有許多創新的契機。

• 本文轉載自 ILSI Taiwan 專欄 2016 年 11 月號－《食品高壓加工技術－熟食般的安全、更新鮮的質感》

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• 文／李傑信│美籍華裔科學家，美國航空暨太空總署（NASA）太空任務科學家

移動速度越接近光速，時間膨脹的比例就越高。圖／Melmak@pixabay

愛氏（編按：本文簡稱愛因斯坦為愛氏）在 1905 年 6 月 30 日發表的〈論動體的電動力學〉，是他的相對論中最精華的部分，然而其所用數學非常簡單，尤其是慣性座標轉移的計算，高三程度的學生們就能看懂。

在愛氏相對論的兩個假設前提下，一個三維座標中使用的時間，轉換到另一個相對等速運動的新座標時，就和新座標中的空間座標混合在一起了，即時間中有空間，空間中有時間。至於相互間混進多少比例，則要看新座標和光速比較起來的移動速度有多快。

在這篇論文中，世人最感興趣的就是：愛氏能以慣性座標之間的相對速度調整時光流失的快慢。二千多年前，秦始皇帝派徐福帶領童男童女各五百名，入東海尋求長生不老仙藥未果，徐福最後避難東瀛三島。愛氏接在徐福之後，仙藥沒找著，卻找到了時光機， 一樣能完成秦始皇長生不老的夢想。愛氏發明的這架時光機器，是人類有史以來最神奇的智慧結晶。僅用下面例子，簡略說明愛氏時光機的操作方式。

來去 25光年外的行星「魚神」旅行

人類在 2004 年發現南魚座（Piscis Austrinus）中的最亮一顆星北落師門（Fomalhaut）有行星出沒的蹤跡。經過四年的追查， 人類終於在 2008 年 5 月首次直接看到由這顆星的行星所發出的光，先命名它為 Fomalhaut-b，後以阿拉伯／希伯來的閃語，命名為「魚神」（Dagon）。

「魚神」的質量可能和太陽系的木星相等，距母星北落師門約 177 個天文單位（AU），每 1,700 年繞母星一週。（人類從母星被行星掩星後光度的變化，已偵測到近 4,000 個太陽系外行星，其中近十個屬直接觀測到的一類，而「魚神」則是最早被發現的。）

圖 8 南魚座中北落師門行星系。右側放大的小方塊中顯示「魚神」從 2004 到 2012 年的軌跡。中央亮星北落師門在影像處理時被遮住， 以增加「魚神」的相對亮度。（Credit: NASA, ESA, and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)）

北落師門位南魚座的魚嘴部位，亮度為 1.2 星等，在地球夜空中的恆星排名第 18 亮，距太陽系 25 光年。假設人類科技能以光速在宇宙中航行，從地球的位置出發，至少費時 25 年才能抵達北落師門。如再計算加速 5 年減速 5 年的考量，單程需 35 年，來回雙程則 70 年。當然得再提醒一下，這裡所用的計時器安置在地球上， 是以人類熟悉的家鄉鐘錶追蹤測量雙程旅途的所需時間。

現在有這麼一對 25 歲正值黃金年華的孿生兄弟，兄長努力打拚，獲選為行星任務的太空人，代表人類出訪「魚神」。出發前， 兄弟互相準確同步校對彼此擁有的銫原子鐘，定下 70 年後之約， 答應對方不見不散，見面前誰都不能先死。

兄長準時出發，星際航艦很快加速到光速的 99.99% 向北落師門進發。地球上的弟弟守在他的原子鐘前，1 年、10 年、35 年過去，哥哥已完成一半旅程的此時弟弟已 60 歲。40 年、50 年、60年過去，終於來到約定的 70 年後，弟弟已是 95 歲,就算吃得對、運動夠、休息足，身體還很健康，歲月卻不饒人，手腳已不太靈活，頭髮又銀白，仍然盼著兄長的歸來。

所幸，哥哥的星際航艦準時返航，弟弟依約前去接機。宇宙飛船艙門打開的那一剎那，竟發現眼前的哥哥還是像 70 年前別離時的小伙子一樣，看起來完全沒變。白髮的弟弟擁著小伙子哥哥激動地老淚縱橫，兄弟倆終於圓了 70 年之約，又重逢了。

• 有人會說， 從相對立場來看，以 0.9999 光速飛行的太空船也可用來作為靜止座標，那弟弟所在的地球就會以 0.9999 光速飛離哥哥所乘的太空船。分離 70 年後，應是弟弟顏駐，哥哥老化，這個論點就是有名的孿生子悖論〔twin paradox〕。實際上這個悖論並不成立，因為宇宙飛船要經過激烈地加速減速過程，不能和地球上溫和的慣性座標交換使用。

用愛氏的相對理論計算，以光速 99.99% 速度飛離地球的宇宙飛船，船上的時鐘比地球上的時鐘慢了約 70 倍，即地球時間向前走了 70 年，在星際航艦上的時間僅向前過了 1 年。從弟弟地球上的座標看兄長以接近光速運行的飛船，地球銫原子鐘滴答了 70秒，天上的銫原子鐘才滴答 1 秒。弟弟也發現，他摸著自已的心臟算到 70 跳，哥哥的心臟在飛船中才跳了 1 次。

換言之，以對地球0.9999 光速航行的飛船中，所有包括機械的、電子的、化學的、生物的活動都通通減慢（時間膨脹，time dilation）了 70 倍。反過來說，把星際航艦上的時間加快 70 倍，就等於地球時間。這個倍數起初以希臘小寫字母 β 表示，但後來統一以小寫的伽瑪（γ， gamma）命名。

伽瑪倍數除了用於時間，還適用於其他的物理現象上，例如： 從靜止地球測量以 0.9999 光速運行飛船和其中所有物件的長度， 皆縮小（長度縮小〔length contraction〕）了 70 倍，而從地面測量飛船中物體的質量，也都重了 70 倍。其中，弟弟在地球上靜止的座標看哥哥高速運行的慣性座標， 時鐘龜行的速率和物件長度縮短的幅度成對出現，短的長度除以短的時間，剛好維持光速在每秒 30 萬公里的恆定數值，正是愛氏在所有慣性座標中要求光速恆定的條件。

至於高速運行中的物體質量之所以增加，是因為速度給物體注入了動能（kinetic energy），這些動能通過 E = mc2 的轉換變成質量，相當容易理解。伽瑪連接了時間、長度和質量等好多個重要的物理參數，是以不同速度運行的慣性座標之間的一條金鏈子。

在光速下的「時間膨脹」係數伽瑪 γ

寫科普文章可不能像是寫科學論文，最好不要用方程式。但有些方程式所表達的內涵，可能像貝多芬的《命運交響曲》一樣氣勢磅礡，總會令人想看看樂譜本身到底長成什麼樣子。

E = mc² 雖然是方程式，但它是人類智慧結晶的一顆大藍鑽，很多人把它當成藝術品欣賞。愛氏的相對論太美麗了，除了 E = mc2 之外，還有好幾個其他藝術品級的方程式，包括這條頻頻出現的伽瑪，我認為可以和讀者們分享一下。把伽瑪全部寫出來就是：

● 其中的 v 即為相對於某個靜止座標的速度，c 為光速。v 的速度最低為 0，此時 γ = 1，為最小值。v 最高可達到光速，即 v = c，此時 v/c 為 1，γ = 1/0，1 除以 0 為無窮大。所以 γ 的數值可由 1 一直到無窮大。

從靜止的座標測量高速運動中的物體，它的長度會收縮伽瑪倍，而質量則比靜止質量增加伽瑪倍。我們常說，宇宙中任何物體的速度，絕對不能超過光速，就是因為物體如以光速飛行，其伽瑪變成無窮大，造成物體的質量也變成無窮大—即使是一粒小灰塵，以光速運行時，質量也會變成無窮大。

宇宙中並沒有無窮大的力量，能推著無窮大的質量以光速飛奔，所以物體的速度不能超過或等於光速，只能無限地接近但仍比光速小。唯有在一個條件下， 物體才能以光速飛行，就是物體的所有質量通過 E = mc2 完全變成純能量，如此即可以光速飛行。物體發出的物理訊號，例如熱輻射是電磁波，屬於純能量，皆以光速傳播。

當然，每個座標都可自認為是靜止的。但是，一旦某個慣性座標被公認為靜止座標後，譬如前文提到以弟弟地球為中心的靜止座標，所有其他的慣性座標就全都要以它為參考靜止座標，決定出對其的相對速度 v。再強調一次，每個座標在預備起時，愛氏已把各個鐘錶同步校正歸零，當這些慣性座標出發時，都攜帶著同步校正過的鐘錶，在以後速度為 v 的慣性座標中使用。

不同速度慣性座標的伽瑪數值可參考表 1。以人類目前的科技，連表上最小的   0.01  光速都無法達到。在大氣中，音速為每秒 343 公尺，約光速的百萬分之一，算出的伽瑪值為1.0000000000005。1950 年代，人類突破音障進入超音速時代，在低地球軌道運行的衛星，以 25 倍音速飛行。「航海者號」（Voyager）經過 40 多年的引力助推加速，目前以相對太陽 50 倍的音速，脫離太陽系，伽瑪數值為1.00000000126。

表 1 不同速度慣性座標的伽瑪數值（註：伽瑪的最後一位數為 4 捨 5 入）

想要時光機，就要飛得夠快

愛氏長生不老的時光機鎖在高速飛行的科技中。從理論上預測，人類在未來應能掌握物質──反物質效率 100%  的推進技術，再給予 10 年、20 年長時間的加速，幾乎沒有道理發展不出接近光速飛行的能力。

目前人類創造出速度最快的飛行物體為「朱諾女神號」（Juno），它在 2011年 8 月 5 日發射後，經過一次地球的引力助推加速，以相對地球約 215 倍音速，於 2016 年 7 月 5 日飛抵木星，在木星軌道上執行為期 20 個月的科學任務。圖／NASA/KSC@wikipedia

即使跟著「朱諾女神號」以最高速度航行一輩子，就算它 100 年後再回到地球，壽命也只增加了 9.5 秒，只是身體遭受了百年宇宙射線的轟擊，不知要折壽幾年。以上為愛氏 1905 年的相對理論帶給人類對時光機的浪漫想像， 比《侏羅紀公園 》（Jurassic Park，Michael Crichton，1990）更貼近科學，在未來有可能實現。然而，愛氏的時光機引出了一個深沉又難以回答的問題：

為什麼光速被限制在每秒 30 萬公里這個數值，而不是每秒 15 萬公里或60 萬公里，甚至每秒 300 萬公里或更快？

光速每秒 30 萬公里是觀測到的數據，絕對正確，宇宙沒有設局欺騙人類，而且光也不需要在介質中傳播。於是愛氏以這兩項觀測數據為棟樑，發展出「狹義相對論」並設計出時光機。慣性座標的相對速度 v 可向光速無限靠近，它的伽瑪值越來越大，也向無窮大的方向接近。

愛氏藉著慣性座標間相對速度的不同，把牛頓認為神聖不可侵犯的「絕對時間」玩弄於股掌之間。

本文摘自《宇宙的顫抖：談愛因斯坦的相對論和引力波》，台大出版中心出版。

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• 文／李傑信│美籍華裔科學家，美國航空暨太空總署（NASA）太空任務科學家

「物質告訴時空如何彎曲，時空告訴物質如何移動」

──惠勒（John Wheeler）解釋「廣義相對論」

水星近日點進動示意圖 By Benutzer:Rainer Zenz @wiki

水星近日點進動計算，驗證廣義相對論

「廣義相對論」的第一個關鍵驗證，當然就是 1915 年 11 月 18 日愛氏（編按：本文簡稱愛因斯坦為愛氏）對水星軌道計算的「近日點進動」，其理論和觀測數據堪稱嚴絲合縫，無懈可擊。

1919 年 5 日 29 日在赤道上下的非洲西海岸和巴西東岸可觀測到日全食，緊貼著日全食背後的畢宿星團（Hyades，距地球 150 光年），正可作為愛氏光子在引力場彎曲的靶星。執英國天文物理牛耳的艾丁頓（Arthur Eddington，1882-1944），為了加雙保險，組織了兩個觀測隊，分別到赤道大西洋西、東兩岸地區觀測。日食時刻，兩地及時撥雲見日，期間收集的底片數據經過六個月的分析，終於在 11 月 6 日肯定了「廣義相對論」1.70 角秒的預測值。當時僅在行內有名氣的愛氏，在消息公布隔日就名揚世界，成了人類有史以來最出名的科學家，甚或是最出名的人類。

名滿天下後，小兒子愛得華（Eduard Einstein，1910-1965） 在後花園問他到底做了什麼事才這麼有名？愛氏指著樹枝上的小甲蟲回答：我是第一個說出來牠是在曲面上爬的人！兒子回了一聲： 哦？！

阿雷西博發現「脈衝星──中子星」雙星系統

1974 年， 泰勒（Joseph Taylor，1941-）和他的博士生胡爾塞（Russell Alan Hulse，1950-）使用波多黎哥阿雷西博觀測站（Arecibo Observatory）305 公尺直徑的無線電望遠鏡，首次發現了 PSR B1913+16 脈衝星－中子星雙星系統，並測量出雙星系互繞軌道有衰變現象，後以「廣義相對論」證實軌道的衰變來自雙星系統的引力波輻射能量的消耗，使互繞週期逐漸變短，造成兩星會在三億年後相撞，理論和觀測的軌道衰變數值比例吻合到 0.997（圖18）。愛氏的理論預測引力波在四維時空中以光速傳播，但振幅異常微弱。這個觀測間接提供了引力波存在的證據，泰勒和胡爾塞獲 1993 年諾貝爾物理獎。

圖 18 脈衝雙子星 PSR B1913+16 互繞軌道因引力波輻射能量消耗而衰變，使互繞週期逐漸變短，造成兩星會在三億年後相撞。「廣義相對論」理論和觀測數值比例吻合到 0.997。（Credit: Data from J. M. Weisberg and J. H. Taylor, Relativistic Binary Pulsar B1913+16: Thirty Years of Observations and Analysis, July 2004. By Inductiveload [Public Domain], via Wikimedia Commons）

火星實驗驗證「引力場」

1976 年，人類以兩架「維京人號」（Viking）首次登陸火星， 主要任務是尋找外太空生命，附帶也做些別的實驗如「廣義相對論」的檢驗。這類實驗主要是測量電磁波通過太陽引力場彎曲的四維時空時，是否緊貼著曲面飛行。像在地球上 A 和 B 兩點直線距離   100  公里，約一小時車程。但如果兩點間有山丘阻擋，公路得彎曲蛇行，因為距離的增加，車程就要超過一小時了。

同年 11 月下旬，火星進入太陽背面，和地球形成「合」（conjunction）的位置。在 25 日那天，火星和地球連線剛好切過太陽外緣，一束雷達波由地球出發，經由火星上的維京人號「詢答機」（transponder）回應，再傳回地球。這束雷達波通過太陽強大的引力場時，因為時空被彎曲，雷達波得順著曲面走，若依「廣義相對論」預測，它所需的傳播時間應會增加。

這次的實驗，雷達波雙程傳播所需時間（來回距離有五個天文單位，約二千五百秒），比沒有經過太陽引力場所需的傳播時間，多出了二百五十個百萬分之一秒，實驗和愛氏理論的符合度在 99.5%。在這之前，科學家也做過類似的實驗，例如通過水星和金星地表的雷達波反射，和使用「水手號」（Mariner）6、7、8 三艘太空船的「詢答機」，數據雖不如「維京人號」精確， 但實驗和理論的符合度也都在 95 至 98% 之間。

引力探測儀、卡西尼──惠更斯太空船

1976 年還有另外一個實驗，旨在檢測在不同強度的引力場時鐘變化。「引力探測儀 A」（Gravity Probe A，GP-A）於 6 月18 日由美國維州東岸發射，抵一萬公里高度，在軌時間為一小時五十五分鐘。實驗所使用的時鐘精確度為 1,000 萬億分之一，即一億年僅有二秒誤差。實驗結果顯示，理論和實驗數值的符合程度為 99.993%。

1997 年 10 月 15 日，美、日、義三國合作發射了卡西尼－惠更斯（Cassini-Huygens）太空船，經 7 年航行後於 2004 年 12 月25 日抵達土星，其主要任務為土星軌道探測和登陸土星最大衛星「土衛六」（Titan），也順便以比「維京人號」更長的距離，再次檢測電磁波通過太陽引力場的時間延遲效應。

圖 19 的藝術家示意圖中，卡西尼太空探測儀發出的無線電波，在通過太陽引力場時， 因四維時空的彎曲，造成無線電波延遲抵達地球效應。實驗數據和理論預測的吻合達 99.998% 精確度。

圖 19 卡西尼太空探測儀發出的無線電波，在通過太陽引力場時，因四維時空的彎曲，造成無線電波延遲抵達地球效應。實驗數據和理論預測的吻合達 99.998% 精確度。（Credit: NASA/JPL-Caltech）

「座標系拖曳」效應

「引力探測儀B」在繞極太陽同步軌道一年，四個獨立的陀螺所發生變化。橫軸顯示的是「座標系拖曳」效應，實際在軌道上測量到的平均值為每年 37.2 毫角秒，理論值為 39.2 毫角秒。 37.2 毫角秒中近三分之一的變化來自時間軸的拖曳效應。陀螺儀在地球引力場曲度中的變化較大，實際在軌道上測量到的平均值為每年 6.601角秒（理論值為 6.6061角秒），前文壇到的光在太陽引立場彎曲 1. 70 角秒的近 3.8829 倍。陀螺儀設計的精確度為一萬分之一。（Credit: Francis Everitt/GPB/NASA）

2004 年 4 月 20 日，美國發射了「引力探測儀 B」（Gravity Probe B，GP-B），主要任務是檢驗愛氏理論中的引力場「座標系拖曳」（frame dragging 或 Lense-Thirring）效應，比如因地球自轉，緊貼著地表的四維時空座標，就會被地球拖著一起轉，產生引力場渦流現象。

這個理論，專家們花了好大的力氣，才從相對論中挖掘出這塊瑰寶。而 NASA 要經過 42 年研發，耗資七億七千萬美元，方能發展出四套人類有史以來最精確的陀螺儀（gyroscope）， 精確度得以在 10 英里外量得一根頭髮的厚度。陀螺儀的核心是個乒乓球大小的水晶體，如將其放大到地球體積，球面的高低差不超過 3 公尺，全宇宙中，只有中子星比它更圓。

除開「座標系拖曳」效應，「引力探測儀 B」也測量陀螺因地球引力場曲度而造成陀螺方向的變化。因地球的引力場很小，「座標系拖曳」效應微弱，GP-B 的陀螺儀以飛馬座（Pegasus）的 HR8703 星為參考方向，在地球軌道上轉一年，僅得 37.2 毫角秒（mili arc seconds， mas）（理論值為 39.2 毫角秒）變化，但這個數據在兩個標準值的置信度（confidence level，CL）下誤差為 19%，相當大，說明這個實驗真難做，也永遠不會有別的政府肯再花錢去複製這個實驗。

陀螺儀在地球引力場曲度中的變化較大，為每年 6.601 角秒（理論值為 6.6061 角秒），是上文談到的光在太陽引力場彎曲 1.70 角秒的 3.8829 倍。陀螺儀精確度為一萬分之一（圖 20）。

GP-B 主要研究員艾佛銳特（Francis Everitt，1934-）與我私下交談中告知，37.2 毫角秒中近三分之一的變化來自時間軸的拖曳效應。

「廣義相對論」包羅大尺度宇宙知識

廣義相對論解釋了質量與時空的關係。By Mysid @wiki, CC BY-SA 3.0,

寫到這裡，我得感嘆一下，如果沒有愛氏引力場的相對論，人類接到從遙遠宇宙傳來的訊息，就淪落到左一個不知道、右一個看不懂，這該有多慘。當然有人會說，這個「共變」張量引力場相對論理論，遲早會被聰明的人發明。但那可能是幾十年甚或幾世紀以後的事。

我的一生若沒擁有愛氏相對論的知識，會顯得無比的貧瘠和蒼白。愛氏的場方程像一座堆滿了寶物的宮殿，包羅了幾乎所有大尺度的宇宙知識，有些寶物愛氏自已進一步挖掘，比如光在引力場中的彎曲和紅移、水星軌道和引力波等的預測與計算等。有些意想不到的內涵，則由別人努力尋找出來，如黑洞和引力場透鏡等。

尤其是黑洞，在愛氏發表他的 11 月 25 日「會議記錄」論文後，史瓦西隨即在 12 月 22 日就導引出愛氏場方程中非自旋黑洞精確的數學閉合解答。愛氏剛開始僅把它們當成數學的結論，並無實際物理意義，但經過了百年驗證，這些不違背數學結論的好奇預測，竟也在宇宙到處存在，遍地開花。愛氏全面「共變」張量的場方程，是他贈與人類的一筆巨大的智慧財富，大家只管盡情享用。

本文摘自《宇宙的顫抖：談愛因斯坦的相對論和引力波》，台大出版中心出版。

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圖／ken19991210 @Pixabay

今年的學測剛結束，我以及同溫層裡的朋友雖然都早就遠離高中的年紀（看遠方），但因為有不少教育圈的朋友，所以浮出不少討論，其中最受關注的竟是國語文寫作能力測驗。跟過去我記憶中的作文考試不同，考卷上不是丟給你一個像是「孝順」、「論公平」、「我的祖母」之類的題目，而是個 2011 年的心理學研究圖表！同事幫我找了原始研究出來看，我讀著讀著，驚覺我竟然曾經讀過這篇短短的研究！

但就跟研究中所探討的一樣，在這個案例裡，我記得這份研究，但記不得出處，好在有搜尋引擎，我在 Google 上輸入「Google 效應  PanSci 」立刻在泛科學上找到了這篇轉載自《科學人》雜誌的文章，接著又找到這篇摘自《數位痴呆症》一書的摘文，而泛科學作者蔡宇哲老師也為國語日報寫過一篇，可見這篇研究之熱門。（編按：太多篇了就看這篇吧 《萬事問google 對我們的記憶力有什麼影響？》）該研究是現代人對 Google 等網路大神的依賴性是否已經讓我們的大腦與之共生，在維基百科上還有條目呢！

萬事問 google 對我們的記憶力有什麼影響？

我看了以後，覺得或許可以用這次國語文寫作能力測驗的題目為案例，來介紹一下我在線上課中提出的知識寫作架構圖。學測的題目是：

「二十一世紀資訊量以驚人的速度暴增，有人認為網路資訊易於取得，會使記憶力與思考力衰退，不利於認知學習；也有人視網際網路為人類的外接大腦記憶體，意味著我們無須記憶大量知識，而可以專注在更重要、更有創造力的事物上。對於以上兩種不同的觀點，請提出你個人的看法，文長限 400 字以內。」

寫個 400 字乍看很簡單，但可不能像平常在臉書上發廢文那樣寫，在考試時還有時間限制跟不小的壓力，所以一個好的寫作策略就更重要了。知識寫作架構圖改編自商業模式圖，分成九格，做法很簡單：以後遇到這類透過閱讀理解題的寫作題目，就回想起以下這張圖。（最下面有好記憶詳細版）

專業知識寫作架構圖，想更了解課程請見連結

熱點與場景──消費者的注意力在哪裡？

你的消費者就是閱卷者，他大概是 30 歲到 50 歲左右的人，可能已經自組家庭，職業大概是老師，女性可能性較高，你認為他在閱卷當下那段時間會關注什麼呢？要找到一個會吸引他的熱點，以及他可能熟悉、或會感到新奇的場景，配合題目寫下開頭。以下是熱點的示範：

熱點型

流行文化類：「在電影《駭客任務》裡，主角尼歐只需要透過程式輸入大腦，就可以立即學會武術。如今我們人人都能隨時透過手機上網查找資訊，但能查得到，就代表學得會嗎？」

節慶類：「農曆新年即將到來，許多人會在假期期間出遊，用 Google 查找飯店跟餐廳的資訊、出了門才用 Google 地圖導航，但如果突然失去這些方便的服務，會發生什麼情況呢？」

名人類：「『學而不思則罔，思而不學則殆』，孔子這番話恰巧回應了當代資訊社會中，人們對於網路科技對人類記憶與思考及創造力之影響的爭辯。」

場景型

熟悉場景：「在這個走到哪手機網路到哪，凡事問谷哥的年代……」

架空場景：「如果人類大腦直接連上網路，任何知識都可以隨時連網搜尋，我們會變得超級有創造力嗎？」

破牆場景：「正在閱卷替考卷打分數的你，要是電腦突然關機，之前儲存的分數紀錄都不見了，你還能回想起之前打過的分數嗎？」

才 16-17 歲的你，可能根本沒有看過駭客任務，重點是你的目標讀者很有可能看過，這就是找尋熱點跟場景的時候最重要的關鍵，你得先搞清楚你是寫給誰看的？文章不是自己寫爽快的，要站在讀者的角度想，提供對他來說能有共鳴的熱點。當然，你也可以換成任何其他有關的熱點，例如福爾摩斯與他的記憶宮殿，只要你有把握可以用該熱點能在簡短一兩句內吸引讀者的注意力，並展現出差異。節慶類熱點需要你對日常生活深入觀察，而名人類就看你的本事了。

不管是遇到什麼題目都可以從熱點（流行文化、節慶、名人）、場景（熟悉場景、架空場景跟破牆場景）切入，用得好可以幫助你脫穎而出。但不用執著，如果一時想不到，就跳過問題一，直接進入問題二。

駭客任務，1999年上映的經典科幻電影。現在的中學生有聽過嗎？圖／imdb

問題意識：為何讀者要知道這件事？

延續前面的鋪陳，這個部分就是要帶出一個設問，展現你真的搞懂出題者的意思。作法很簡單，如下示範：

「當我們每天花好幾個小時上網，無時無刻不帶著智慧型手機，想到什麼問題可隨時查找，我們自然就不需要使勁記憶，也不需要思考能夠取得資訊的複雜策略，所以有人認為網際網路會讓人的記憶力跟思考力衰退，然而真的是這樣嗎？」

你也可以從另一方角度來寫

「身為學生，我明白記憶複雜的知識並不輕鬆，也很花時間。隨時隨地可利用的網路科技改變了一切，讓人們不用幾乎再浪費精神跟時間記憶，有人便認為這樣的改變可讓人更專注於重要的事物，以及發揮創造力，然而真的是這樣嗎？」

引出問題的方式還有很多，可自行發揮。這部分重點就是要激起讀者的好奇心，想繼續看下去。完成後就繼續下一部分。

寫作的重點之一就是讓讀者想繼續往下看。

誰：知識的創造／發現者是什麼樣的人？

這部分又分兩種狀況，如果是一般的知識或科普寫作，要寫的是知識的創造或發現者是誰，通常是某個研究者跟其團隊。如果是在像是學測這樣的考試，因為問的就是考生自己的觀點，所以就是要適當地介紹自己，告訴閱卷者自己與文章主題的關係，讓閱卷者知道為何你會有這樣的看法。以下是示範：

「我從小學二年級就開始上網，遇到不知道的問題也很習慣立即上搜尋引擎，或是到維基百科閱讀條目……」

讀者會對他理解跟能夠具象化的人物產生信任，信任帶來偏好。所以我都會建議專業知識寫作者，在引用研究或知識時，不要只是用「XX 國研究指出」、「有研究指出」、「調查顯示」這樣簡略的陳述方法，而是多提供一些研究者或團隊的細節，細節讓人安心，例如他們研究這方面知識多少年了、過去研究的題目有哪些、這個學校是什麼樣的學校、研究計畫的經費是哪個單位支持的……等等。不要花太多篇幅，只要兩三句話就有很好的效果。

在考試時，考生要做的則是讓閱卷者感覺跟自己貼近一點，同時展現出自己的觀點從何而來，這也連接到下一個部分。

怎麼做：得到此知識的過程跟邏輯？

這部分是重點中的重點。在知識文章中是要能介紹知識創造者／發現者的發現過程，在很多科學新聞或知識文章中，這部分時常被省略掉，因為介紹起來太麻煩，而且作者通常假設讀者只想要知道研究結果或這只是能用來幹嘛。但我認為唯有能夠好好介紹知識的探索過程，包括其中的失敗挫折，才是能協助讀者、啟迪思維的好知識文章。

而如果是在考試，而且問的是考生自己的想法，在這樣的情況下，考生要做的講清楚在自己立場背後的思維邏輯，可參考示範如下：

「……我認為網際網路解放了記憶的負荷，因為記憶不代表學習，回顧古代中國八股取士的弊病，和許多國家依舊延續的填鴨式教育，雖然試圖讓學生大量記憶，卻都壓抑了社會的創意……」

或是

「……我認為記憶是那些我們判斷後認為值得留下的知識，如果過度仰賴網路，就等同於把判斷交給了搜尋引擎或各種網路服務的演算法，由演算法代替我們思考……」

沒有標準答案，重點是邏輯要通暢、表達方式要清楚。可以多用列點法，像是

「我認為 XXXX，有以下三個理由。第一，XXXXX，第二，XXXXX，第三，XXXXX」

這樣的寫法可以幫助作者或考生很快掌握文章篇幅跟架構，但也可能稍嫌僵硬，有好有壞，得自己取捨。接著就到下一部分。

結果：這個知識告訴我們什麼？

接續上部分的研究方法跟邏輯說明，接著這部分則是講研究或知識告訴我們什麼。如果是考生，則是要在這部分清楚提出自己的看法。

在我們相信研究或知識探索的過程可信的前提下，我們對於結果還是要有一定的審慎。如果是相關就不能寫成因果，如果是在實驗動物身上得到的就不能一下子推論到人身上。對考生來說，就是要避免過度推論，把自己的想法說得太滿，適當地收回來。可參考以下示範：

「從上述的討論，我認為網路科技的確降低了記憶壓力，幫助人們更快速協作與創造。儘管如此，我認為我們依舊該持續關注可能的負面影響……」

或是

「雖然我認為網路科技的確對記憶跟思考能力產生了負面影響，但是這並不代表我忽視了網路對創作力的解放。我很期待能夠更了解相關研究得到的結論，來驗證我的想法是否正確……」

這樣除了可以避免話講太滿而出錯，也展現自己持續求真的態度。

展望：知道了這個知識，然後？

在知識寫作時，若只讓文章停留在提供知識，其實不太夠。提出展望，是為了給予讀者一種超越感，讓他們知道你除了原本的題目以外，還借力一蹬，有了更高一層的好奇心，在傳播這個知識給讀者之後，還要帶著讀者去思考下一步，並回看自己，讓知識討論跟自己連結起來。同樣，為了勾起讀者興致，可以用提問來起頭，或直接用反問作結，例如：

「…搜尋引擎改變了人類記憶跟思維的方式，那麼越來越便利、普及的人工智慧助手又將造成什麼變化呢？……」

或是

「…畢竟，身為準大學生，還有誰比我們更該在意網際網路對自己的影響呢？…….」

感受：你希望讀者讀完之後產生什麼情緒？

圖／TeroVesalainen @Pixbay

讓讀者產生情緒，情緒才會帶來行動，這也就是為什麼臉書要把讚變成多種情緒按鈕，就是為了讓人們更輕易地表現出情緒。當然，如果是希望讀者分享的專業人士作者，還有其他方式讓讀者樂於分享。但在考試時就沒這回事了，考生只要做到讓閱卷者讀完有所觸動就算不錯了。

對考生來說，如果文章大致寫完，就可以花時間改改修辭，讓文章活潑一些，在閱卷老師眼中亮起來。如果是意圖打造個人品牌的專業人士，則是要好好思考整篇文章的調性，因為這就代表了專業人士的形象，是幽默還是嚴肅，是狂放還是慎微，是可愛還是高冷，是樂觀還是厭世。

接下來兩個部分，在學測時用不著，但如果是知識寫作者，想讓文章效果更好、讓讀者更信任你，則千萬別漏寫，這兩個部分是「知識的出處在哪裡？想知道更多要讀什麼？」以及「哪些圖文影音可以搭配文字，讓讀者讀起來更舒適、更深刻？」

寫文章要寫得順，最重要的還是增加高品質的輸入與輸出。就如同這次國語文寫作能力題目所討論的主題，我們現在人整天在網路上，閱讀量其實不小，但品質可能不夠好。同樣的，現代人也有很多寫作的機會，但在社群媒體上發心情文或是在通訊軟體上聊天，可培養不出什麼好的寫作能力。

以上是知識寫作架構圖的簡單說明，希望能把自己的這一套方法提供給有需要的朋友。

寫作九宮格詳細版（點圖放大），課程請詳見連結。

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• 文／李傑信│美籍華裔科學家，美國航空暨太空總署（NASA）太空任務科學家

引力波訊號 GW150914，「看不見」的黑洞相撞

2015 年 9 月 14 號，臺北時間 15 時 50 分 45 秒，美國兩個雷射干涉引力波觀測站，前後收到了引力波（重力波）的訊息。東南方的路易斯安那州比西北方的華盛頓州的訊號早到了 0.0069 秒，即 6.9 ms。引力波的振幅約為 10 的負 18 公尺（10⁻¹⁸ m），收到的訊號前後總共約 0.5 秒不到。

以北京清華大學發展出的電腦軟件分析，找出這個引力波是由兩個巨大的「自旋」（spinning）黑洞互繞、相撞、衰蕩（ringdown）、合併後產生， 其中一個黑洞為 29 個太陽質量，另一個為 36 個太陽質量，在相撞前 10 億年即尋獲彼此並互繞了 10 億年，最後以近光速 60% 的速度相撞後二合為一， 衰蕩形成一個 62 個太陽質量的單一黑洞，3 個不見了的太陽質量（29 + 36 − 62 = 3），經由愛氏（編按：本文簡稱愛因斯坦）的 E = mc2，完全轉變成引力波能量，在愛氏四維黎曼流形堅硬美麗的時空纖維中，以光速傳播了約13 億年，最後給了我們約 0.5 秒不到的引力波訊號。這個引力波被命名為 GW150914。

如果這 3 個不見的太陽質量完全轉換成電磁能量，它是整個宇宙可接收到的電磁能量的 50 倍，但我們在電磁波段，竟然沒看到一點火花。愛氏的引力波孤獨營生，和電磁波世界是陰陽兩界、生死不相往來。

圖 27 GW150914 引力波可能來自「大麥哲倫星雲」方向，但距離約為13 億光年，比 LMC 離太陽系的 16.3 萬光年遠很多。紫色彎月內為 90% 置信度範圍。左上角小紫色區域為下文提到的 GW151226 方向，亦為 90% 置信度範圍。（Credit: LIGO/Axel Mellinger）

這個引力波由南邊的觀測站先收到，所以訊號來自南方星空「大麥哲倫星雲」（Large Megellanic Clouds，LMC）方向（圖27）。雙黑洞相撞地點，距地球約 13 億光年。

由引力波的資料一窺黑洞合併的故事

儘管引力波和電磁波是陰陽兩界，天文學家還是正在密集搜索這塊宇宙地盤，企圖尋找這個雙黑洞合併的暴烈事件前，在電磁波光譜上留下的蛛絲馬跡，如雙黑洞相撞前周圍帶電星塵異常的X 光光譜變化和伽瑪射線閃爆等，但目前尚無斬獲。

有的專家認為兩個黑洞相撞合併的同時，也應會產生大量的微中子（neutrinos）。但在 GW150914 抵達地球的前後各 500 秒時段內，以南極洲的 IceCube 和地中海底的 ANTARES 微中子探測器檢查，竟然毫無與 GW150914 同方向來的微中子跡象。偵測不到微中子，原因可能是這兩個探測器的靈敏度還不夠嗎？還是有其他與暗物質（微中子是已知的暗物質）有關的更深層物理原因？

兩格獨立觀察站觀察到的資料，藍線位於 Livingston, Louisiana，紅線位於Hanford, Washington. 圖／LIGO

如果把兩個觀測站分別獨立接收的訊號，在時間軸上移動約0.007 秒，兩處的引力波訊號，有如同卵雙胞胎般完美重疊，證明它們是同一個訊號（上圖）。

GW150914 在合併前後的衰蕩期，即圖中右邊最後的0.025 秒，包含了大量寶貴的雙黑洞物理資料，可直接驗證愛氏四維時空黎曼流形「度量」尺標的正確性。衰蕩期的引力波振幅及相位訊息，破天荒第一次接收到，也可用電腦來計算愛氏「強」場方程左右兩邊的未知函數。這些從 GW150914 引力波取得的數據，為愛氏場方程注入了最鮮猛的生命力。

當然，這兩個黑洞在合併前的互繞期間，尤其是最後以接近光速 60% 相撞前，所輻射出來的引力波，要比泰勒和胡爾塞脈衝雙子星系統的幅度強度高出甚多，也是印證愛氏「強」場方程的重要數據庫（圖 29）。

圖 29 類似 GW150914 兩個自旋黑洞互繞期間輻射引力波的電腦模擬示意圖。兩組彩色虛線代表黑洞互繞衰減的軌道，綠色箭頭代表黑洞自旋的方向，菊色花瓣代表輻射出去的引力波。（Credit: NASA/ Ames Research Center/C. Henze [Public Domain], via Wikimedia Commons）

GW150914  出身於暴烈的自旋雙黑洞相撞合併事件。它誕生地的四維時空黎曼流形的「度量」尺標，彎曲的程度難以想像。而這個「度量」尺標因兩個巨大黑洞合併，產生了瞬時劇烈的變化，引力潮有如滔天的海嘯，能將宇宙所有的物質結構揉得粉碎，引力波也以海嘯幅度即刻以光速散播出去。引力波上路後，波幅就以和原生地距離的平方成反比衰減，於 13 億多光年的旅程後抵達地球，引力波的振幅衰減到只剩下 100 億億分之一公尺，帶給人類的只是宇宙一個微弱的顫抖。

但這個微弱的 GW150914 出身豪門，以愛氏的「強」場方程追本溯源，讓人類看清楚了這場在宇宙中發生過的驚心動魄往事。

在黑洞橫屍遍野的宇宙，偵測更多引力波

經過五個月的數據分析，人類第一次直接偵測到的引力波GW150914 的驚世發現，以「雙黑洞合併的引力波觀測」[22] 論文發表，列出包括「引力波三傑」索恩、維思和追沃等作者共1,860名，與 136 所大學和研究機構，北京和臺灣的清華大學和作者也都上榜。論文中強調 GW150914 的數據正確的置信度（confidence level，CL）為 5.1σ（標準誤差），即約 99.99996%，也是每約五百萬次才出一次錯，以嚴格的高能粒子發現的黃金標準衡量， 只能算夠上了薩根（Carl Sagan，1934-1996）較次等級的「驚世聲明需要驚世數據」（Extraordinary claims require extraordinary evidence）的規格。論文換另一個角度看數據置信度問題，宣稱宇宙送出 GW150914 類數據的「虛驚」率，每 203,000 年一次。以地球年齡 46 億年估計，宇宙已送出類似 GW150914 的「虛驚」訊號 22,660 次，兩萬多筆可不是個小數目，所以這個置信度尚未達到五星級標準。

等全部六個引力波觀測站聯網作業後，只要六站同時接收到有如圖 28 同卵六胞胎的引力波訊號，置信度可能會超過 7σ，訊號的置信度比現在會高上十萬倍，甚至超過希格斯波色子 7σ 拍板定案的標準。

2015 年 12 月 26 日，美國的兩座 LIGO 站又觀測到第二起引力波事件，也是由雙黑洞互繞、相撞、衰蕩和合併引起，距地球約 14 億光年，黑洞大小為 14.2 和 7.5 太陽質量，其中至少一個黑洞有自旋現象，合併後為 20.8 太陽質量，0.9 太陽質量轉變成引力波能量。

東南站比西北站早 1.1 ms 收到訊號，表示引力波大約由西南方向而來，在圖 27 中以左上角小紫色區域圈出 90% 置信度範圍。沿用 GW150914 已建立起的傳統，這個引力波被命名為 GW151226。

人類追尋了五十餘年引頸以盼的引力波，在短短的三個多月內，連續兩次以雙黑洞合併劇碼登場，給愛氏的場方程提供了最厲害的「強」引力場檢驗，也直接證明了愛氏的黎曼流形中四維時空的纖維結構更加美麗堅固的存在。

2017 年 6 月 1 日，美國的兩座 LIGO 站再接再厲地宣布成功偵測到第三起引力波  GW170104。這次的兩個黑洞分別為 31.2 和 19.4 太陽質量，相撞合併後為 48.7 太陽質量，1.9 太陽質量轉變成引力波能量，經過 30 億年的傳播，抵達地球。

在 LIGO 的網站上並可尋得尚有另外六個引力波事件正在分析確認中。目前的跡象已很明顯，雙黑洞相撞合併後激發的引力波事件在宇宙中可能層出不窮，已達欲罷不能的地步。（第四起引力波 GW170814 已被確認。第五起的引力波 GW170817 也被確認了是第一起雙中子星引力波， 並偵測到同時發生的伽瑪閃爆電磁波訊號。）

引力波頻頻以活躍的雙黑洞合併後剩餘能量出現，就表示我們目前的宇宙已可能黑洞橫屍遍野，正在快速甚或加速地朝老化方向演化。但從正面角度去看，雙黑洞合併頻率高，就能常常激發出引力波在宇宙中蕩漾。未來只要 LIGO 的靈敏度持續改進，偵測引力波可能會成為稀鬆平常事件。

人類未來的挑戰：暗物質、暗能量與宇宙「暴脹」的引力波

二十一世紀的人類，面臨嚴峻的智慧挑戰，一定要弄懂暗物質和暗能量的物理規律（圖 30）。引力波的出現為人類打開了一扇巨大嶄新的天文窗口，電磁波無法照亮的宇宙黑暗角落，引力波可通行無阻，和暗能量、暗物質親密互動，探清它們的底細。

圖 30 宇宙組成成分示意圖。暗物質和暗能量是面臨二十一世紀人類最嚴峻的智慧挑戰。

但宇宙中還有另一類的引力波，也在愛氏相對論管轄範圍之內。這類引力波起源於宇宙「暴脹」（inflation）前後的極高能量混沌初開時期，它可能像電磁背景微波一樣，仍然在宇宙中蕩漾。宇宙凝聚後的雙黑洞合併引力波，如 GW150914 和 GW151226， 由於捕捉訊號的窗口狹窄，時機稍縱即逝。但宇宙混沌初開時的原初（primodial）引力波永遠在那蕩漾，等待人類的發掘，只是它更遙遠、更微弱、更低頻。

人類得投入比 LIGO 昂貴 10 倍以上的經費，再花個 10 年、20 年時間，在地球繞日軌道籌建一座「雷射干涉太空天線」（Laser Interferometer Space Atenna，LISA）， 如圖 31， 三道雷射束通道距離 500 萬公里， 靈敏度高於 LIGO 上千倍，覆蓋的宇宙空間體積大於 LIGO 上億倍（LISA 目前因NASA 方面經費情況膠著，由 ESA 以 eLISA 繼續發展。）

愛氏的場方程，波濤壯闊，歷久彌新，它將帶領二十一世紀的人類，解讀宇宙暗能量與暗物質的奧祕。

• 直接偵測到引力波的發現，獲 2017 年諾貝爾物理獎。引力波三傑之一的追沃（Donald Drever, 1931-2017）不幸於2017 年 3 月 7 日逝世，令人扼腕。維思、巴利許（Barry Barish，1936-）和索恩（Kip Thorne, 1940-）獲頒 2017 年諾貝爾物理獎。

本文摘自《宇宙的顫抖：談愛因斯坦的相對論和引力波》，台大出版中心出版。

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人從哪裡來？如今大部分學者的看法是：人類源於非洲。然而兩百年前，支持非洲起源的學者其實只有其中一群而已（雖然包括名人達爾文）。

早期人類演化的家園，東非的圖爾卡納湖畔，200 萬年前想像圖。圖／取自 BBC 〈The remote lake that tells the story of humanity’s birth〉

人類在追尋自身起源的路上，有著不少有趣的事跡，人類學博士 Paige Madison 的這篇文章〈Imaginary Continents and the Search for Origins: Where Did Humans Evolve?〉便簡單介紹了相關歷史 [1]。本篇文章不全然只有介紹 Dr.Madison 所寫的內容，也加入了筆者所知的不少材料。

早期的猜測：人類起源於亞洲叢林？

一開始，非洲實在不太符合人類家園的想像。與人類型態構造最像的是靈長類動物，解剖學上人類可以視為腦袋變大、直立行走的吱吱。而世界上哪裡的靈長類多樣性最高？亞洲，特別是亞洲南部的叢林一帶。

19 世紀的恩斯特．海克爾（Ernst Haeckel）認為人類起源自亞洲叢林，當時看來是十分合理的推斷；但這卻無法解釋非洲是怎麼一回事？亞洲與非洲之間是印度洋，為了自圓其說，海克爾假設在古早時代，曾經有一塊叫作「Lemuria」的大陸位於印度洋，作為連結亞洲與非洲的陸橋，人類的祖先曾靠著此一陸橋由亞洲前往非洲，只是後來 Lemuria 大陸陸沉，因此難以追尋當初的足跡。

海克爾假設的 Lemuria 大陸，位於印度洋，連結亞洲與非洲。圖／取自 〈History of Creation〉

其實在這時也有人認為是非洲。達爾文在公元 1871 年提出，大猩猩與黑猩猩是現存於世和人類關係最近的親戚，而牠們都住在非洲，所以人類的起源地應該也位於非洲。問題是，儘管猩猩兄弟現在是人類最近親，歷史上卻未必也是如此，搞不好一度還有更像人類的親戚住在其他地方，卻早已滅亡。達爾文承認，要證實人類是非洲起源，需要更明確的化石證據。

在亞洲尋找人類起源證據

人與大猿最像，因此人類的直系祖先應該是由大猿演化而來，配備一些像人的特徵之外，仍有某些型態與大猿類似。為了尋找人類祖先，許多科學家前往各地辛勤工作，歐仁．杜布瓦（Eugene Dubois）1887 年時宣布在東南亞找到「人類」化石，於是亞洲起源論聲勢大振。

杜布瓦找到的是如今被視為直立人（Homo erectus）一支的「爪哇人」；然而爪哇人型態上看來已經太過接近現代的人類，似乎無法代表人類的早期祖先（依照現代的人類演化觀點，亞洲直立人是較早離開非洲的移民後裔，也是智人的旁系，與我們在遺傳上沒有直接的先後繼承關係）。

美中合作 1920 年代在中亞的挖掘行動。圖／取自 美國自然史博物館

除了非洲與亞洲南部以外，也有一派學者主張人類源自亞洲北部，這塊如今大半是草原與沙漠的地區。美國自然史博物館（American Museum of Natural History） 1920 年代贊助不少資金與資源，與中國學者合作，一同在蒙古展開探勘。

現在我們知道，蒙古地理上離人類起源地相當遙遠，所以不可能在此找到相關線索。更糟的是，蒙古沙漠一帶能挖掘的地層，與人類祖先活動的年代實在差異太大，因此計劃一開始的目標——尋找遠古人類，自然是全面失敗、沒能挖到任何人影。不過探索也沒有白費力氣，調查隊找到不少更早以前遺留的恐龍化石，算是意外的收獲；這些工作，也對中國考古發展有不小的意義。

歐洲也有機會？

論及古人類化石的早期研究，當然不能忽略最早問世的古人類——尼安德塔人。歐洲 1856 年出土的尼安德塔人，以及 1907 年的海德堡人（Homo heidelbergensis），都讓人對歐洲起源有所遐想。

一群當年世界頂尖的專家，散發滿身的權威感，架勢十足地檢視皮爾當人，卻沒人察覺這批「化石」是徹徹底底的偽物。圖／John Cooke 作於 1915 年

不甘落於（德國）人後的一些英國學者，也宣稱 1912 年在薩塞克斯「出土」的皮爾當人（Piltdown Man）為人類祖先，可惜「皮爾當人化石」其實是加工過的紅毛猩猩與中世紀人類骨頭。這場徹頭徹尾的騙局，直到 1953 年才被正式揭穿。

• 延伸閱讀：〈人類演化研究史上最大造假醜聞－皮爾當人〉

非洲！就是你了！

20 世紀初的化石追尋戰況是：歐洲有尼安德塔人，亞洲南部有直立人，亞洲北部沒有人，非洲則出土了南猿。雷蒙．達特（Raymond Dart）1925 年提出，過往認為人類源自叢林的假說是錯的，早期人類應該誕生於開闊的草原，像是他找到了非洲南猿（Australopithecus africanus）的南非。

達特認為，相較於靈長類習慣的茂密叢林，比較缺水又危險的草原環境，才能促進人類直立行走、大腦變大等特徵發展成熟；但是只憑非洲南猿化石，達特的論點當時並不足以服眾。

儘管非洲是人類家鄉的假說可以追溯到達爾文，卻要等到 1960 年代，路易斯．李奇（Louis Leakey）與羅伯特．布魯姆（Robert Broom）等人在東非一系列的發現之後，才提供更加明確的化石證據，支持非洲起源論。

在草地環境活動的南猿想像圖。圖／取自 〈Ancient human ancestor’s teeth reveal diverse diet〉

隨後愈來愈多各方面證據強化下，時至今日，人類於非洲起源已經是學術界的主流觀點；至少非洲是人類演化過程中重要的發展之地，已是公認的共識。

還是有人出來挑戰非洲起源論

人類非洲起源論，儘管擁有大量證據支持，卻仍三不五時有人挑戰。例如 2 篇去年發表的論文就主張人類起源自歐洲，這又是怎麼回事呢？[2][3]

人類與黑猩猩分家以後，比較接近人類這邊的都稱作「hominin」，因此最早出現 hominin 的地方，也就能算是人類的起源地。已知距今 450 到 700 萬年前這段期間的 hominin 只有 3 種，他們都住在非洲，包括中非的查德猿人（Sahelanthropus tchadensis），東非的圖根猿人（Orrorin tugenensis）、卡達巴地猿（Ardipithecus kadabba）。

卡達巴地猿型態上，和年代稍晚的始祖地猿（Ardipithecus ramidus）相近；始祖地猿又能連結到後來的南猿，而南猿顯然與人屬（Homo）關係密切……以上就是支持人類非洲起源的一系列化石證據。

• 延伸閱讀：〈露西的鄰居們：300多萬年前的人種多樣性〉

各種非洲 hominin 的生存年代。圖／取自 PNAS 論文〈The Pliocene hominin diversity conundrum: Do more fossils mean less clarity?〉

去年發表的論文卻報告，在巴爾幹半島的希臘與保加利亞，出土的 Graecopithecus freybergi 化石重新分析型態後，其臼齒 P4 的牙根型態與卡達巴地猿和南猿接近，但卻不符合不是 hominin 的猿類化石。論文指出牙根型態與功能關係不大，應該能反映親緣關係，若是如此，那麼 Graecopithecus 或許也能被歸類為 hominin；而他生存的年代是 700 多萬年前，比已知最古早的查德猿人更早一些，也就是說，最早出現的人類祖先，誕生於非洲之外。

姑且不論論文跳 tone 的推論過程，與其他可能的解釋，光憑「一個樣本、一項模糊的型態特徵」就想推翻基礎堅固的舊論點，顯然不足。數百到一千多萬年前的古代猿類，我們了解仍很有限，即使 P4 牙根的型態能代表親緣關係，也無法肯定此特徵為 hominin 所獨有。[4]

另一方面，即使 Graecopithecus 確實屬於與人類關係較近的支系，年代又比已知的 hominin 更早，也無法證實他們的直系祖先誕生於非洲之外，hominin 完全也有機會先在非洲出現，隨後才移民到巴爾幹半島。（如何從不是非洲起源，直接跳 tone 到歐洲起源也是一個謎－歐洲跟非洲沒有直接連接，中間還隔著亞洲啊！）

總之，經過一百多年跌跌撞撞探索後建立的人類非洲起源論，目前尚未遭到有力的證據質疑；而不論哪種潛在的替代觀點，都仍然肯定人類演化過程中非洲的重要性。

延伸閱讀：

• Graecopithecus 是史上最早的 hominin，在非洲以外誕生？
• 短篇 半部人類演化史，都在東非大湖旁
• 海德堡人－人類承先啟後的演化關鍵
• 改寫智人物種起源：時間從30萬年前起、地點涵蓋整個非洲

參考文獻：

1. Imaginary Continents and the Search for Origins: Where Did Humans Evolve?
2. Fuss, J., Spassov, N., Begun, D. R., & Böhme, M. (2017). Potential hominin affinities of Graecopithecus from the Late Miocene of Europe. PloS one, 12(5), e0177127.
3. Böhme, M., Spassov, N., Ebner, M., Geraads, D., Hristova, L., Kirscher, U., … & Theodorou, G. (2017). Messinian age and savannah environment of the possible hominin Graecopithecus from Europe. PLoS One, 12(5), e0177347.
4. Benoit, J., & Thackeray, F. J. (2017). A cladistic analysis of Graecopithecus. South African Journal of Science, 113(11-12), 1-2.

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

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本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託，泛科學企劃執行

文／林宇軒

每到過年必出現的年貨新聞總會「驚傳」食安問題，背後有什麼故事呢？圖／pixabay

「南市查獲黑心白瓜子 二氧化硫殘量達標準10倍」、「嘉市抽驗年節食品 1件酸菜二氧化硫超標」看到這些新聞、你也開始緊張起來了嗎？年貨抽驗「驚傳」食安問題，已經是見怪不怪每年必出現的報導了，之前我們聊到了乾貨中的防腐劑「苯甲酸」，這次讓我們也一起來看看年貨裡的另一位常客「二氧化硫」到底是誰吧！又為什麼有些食品會需要二氧化硫漂白呢？

二氧化硫是什麼？為什麼會出現在食物裡？

首先要先破解一個很重要的迷思，雖然二氧化硫具有漂白的能力，但並不是「直接使用二氧化硫來漂白食品」。食品中的二氧化硫是來自於合法的食品添加物：亞硫酸鹽類，如亞硫酸鈉（Na₂SO₃）、亞硫酸鉀（K₂SO₃），以及低亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）等等（這些可以產生二氧化硫的合法添加物總共有 8 種：第四類漂白劑食品添加物使用範圍及限量）。

這些添加物具有「還原性」可以漂白食品，也能夠防止食物中的分子變質、腐敗，導致顏色、味道改變，因此還有防腐的功能。瓜子、開心果、竹筍、竹笙、金針、蝦仁、香菇、酸菜乾等等，幾乎大部分常見的年貨都有這類添加物，以確保其保存效用以及讓食物更美觀。

這幾種亞硫酸鹽類的添加物，在食品這樣富含水分的環境中，有一部分的分子會轉變為二氧化硫，可以在食物中被檢測到。所以檢驗單位就利用食品中所含二氧化硫的量，來回推添加劑的使用量，並且做出限制規範。

生活中還有哪些食品含有亞硫酸鹽類？

人類以亞硫酸鹽作防腐其實源遠流長，自從古羅馬時代至今，葡萄酒在釀造的過程中，都會加入二氧化硫或亞硫酸鹽，不只利用其還原性來防止葡萄酒變酸、也有抑制微生物生長的功能。

即使不主動加入這類的添加物，在釀造葡萄酒的過程中其實也會自然地產生非常微量的二氧化硫。舉例來說，白酒含有比紅酒稍高一些的二氧化硫濃度（McCarthy & Ewing-Mulligan, 2015）。

• 關於葡萄酒中所含的二氧化硫，這裡有更多說明。

其他的加工食品，像是前面提到過的瓜子、開心果；乾貨類像是果乾或蔬菜乾等常見年貨，也會添加亞硫酸鹽來協助保存和保色（國家環境毒物研究中心）。不過，這些亞硫酸鹽類的食品添加物都不能使用於生鮮食品。

瓜子開心果等常見的年貨裡幾乎都會添加亞硫酸鹽來協助保存和保色。圖／pixabay

亞硫酸鹽類在人體如何代謝

一般來說，進入人體的亞硫酸鹽類，都會被亞硫酸鹽氧化酵素（Sulfite Oxidase）代謝，變成硫酸根之後，會隨尿液排出體外，不會蓄積在人體內。雖然人體有穩定的代謝流程，成人如口服超過 250 毫克的亞硫酸鈉，還是有可能會導致急毒性反應，譬如呼吸困難、腹瀉、嘔吐等症狀。（詳見食藥署資料）根據聯合國糧農組織與世界衛生組織的食品添加物聯合專家委員會（The Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA）的建議，以一個體重60公斤的成人計算，亞硫酸鹽每日容許攝取量為 42 毫克（以二氧化硫計）。如果攝取的是合法添加的瓜子（0.03g/kg），成年人約可每天吃到 1.4 公斤都還在安全範圍內。

雖然對於體內缺乏亞硫酸鹽氧化酵素的人來說，由於他們無法將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽而排出體外，就有可能會損害腦、神經系統等等的器官。但缺乏亞硫酸鹽氧化酶是種基因缺陷的罕見疾病（亞硫酸鹽氧化酶缺乏／胱氨酸尿症），目前世界上僅有 50 個案例，是連發生率都很難計算的罕見疾病。

年貨泡泡水，輕鬆移除二氧化硫

經典年菜佛跳牆就使用了許多乾貨作為食材。圖／SunSuke [CC BY-SA 2.5] via wikipedia

如前面所說的，如果食用的是合法的加工食品，加上人體的代謝機制，吃年貨、嗑瓜子的時候其實大可不用太過擔心。但是如果還是希望減少食品中的亞硫酸鹽類與二氧化硫的話，可以利用這類分子都易溶於水的特性，在料理或食用前，先將醃漬或乾燥蔬菜以清水沖洗浸泡處理。以目前添加容許量最高的金針（4 g/kg）為例，在烹煮之前將金針在 45 ℃溫水中浸泡至少 20 分鐘，或在 25 ℃冷水中浸泡至少 60 分鐘（詳見食藥署週報），就可以有效減少這些化學物質的含量，做出鮮美的料理。

至於一開始怎樣挑選合法添加的年貨呢？我們又要回到本系列的老生常談了，在選購醃漬或乾燥蔬菜等產品時，應該儘量避免購買顏色過白的食品、或是有刺激性氣味的商品；選擇有可靠標示、有商譽的商家，讓大家可以快快樂樂購物、安安心心享用美食與假期囉！

延伸閱讀：

1. 吊白塊：讓潤餅皮常保美白、不易腐敗的壞東西？ – PanSci
2. 香腸與亞硝酸鹽的那些事 – PanSci
3. 食品添加物是商人的陰謀，還是成本？—「PanSci Talk：天然ㄟ尚好？添加物都是商人的陰謀？」 – PanSci

參考資料：

1. 第四類漂白劑食品添加物使用範圍及限量
2. McCarthy, Ed, and Mary Ewing-Mulligan. Wine for dummies. John Wiley & Sons, 2015.
3. 國家環境毒物研究中心 食品安全資訊網-[新聞解讀]-亞硫酸鹽
4. Sulfite Oxidase – Wikipedia
5. 亞硫酸氧化酶缺乏 Sulfite Oxidase Dificiency – 罕見疾病基金會
6. >乾燥金針「泡、洗、煮」 減少二氧化硫殘留 – 衛生福利部藥物食品安全週報
7. Sulfite – Wikipedia
8. Sulfur dioxide – Wikipedia
9. Sulfur dioxide (SO2) in wine _ Wine From Here

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• 科學新聞解剖室/一號解剖員 黃俊儒

這真是一個多采多姿的年代，每天我們都有看不完的訊息，學習不完的知識，不僅很多都是免費的，還會自己搶著送上門。你高興訂閱什麼粉絲頁就訂閱什麼粉絲頁，你高興加誰好友就加誰好友，相較於過往我們的訊息容易被少數主流媒體壟斷，這個時代的新媒體概況，似乎提供了一種救贖，好像讓我們獲得了解放。

但是長久以來所累積的經驗法則也告誡過我們「免費的最貴」，這是個屢試不爽的硬道理，所以美好的人生真的有透過這種媒體型態的改變來獲得嗎？相信所有深諳社群媒體背後那套演算法（algorithm）運作的人，應該都不會這麼地樂觀，因為這些無所不在的社群媒體網絡正在用一套全新的模式支配我們每一個人對於訊息的獲得。

圖／dizer@pixabay

每當時序進入冬天的時候，台灣的空氣就開始變得慘不忍睹，污穢的氣流不時盤旋在台灣的上空。有一天，透過LINE群組，我接到了朋友傳來的一則關懷簡訊：「快通知北部親友趕緊關窗，中南部也要，因霾害嚴重。」不僅如此，內容還寫道「中研院陳伶志博士表示，這波主力在晚上9點登陸北部，約凌晨2點會到台中，約5點會到台南、高雄一帶，嚴格來說今晚全台都會被影響到。」最後更提醒「這幾天最好戴口罩！」，過了不久，另一個親戚群組也傳來了一模一樣的簡訊。總之，在幾天之內，我總共收到了三次這則同樣的訊息。

這串充滿愛與關懷的簡訊到底有什麼問題？它的問題很簡單，就是它沒有說明這裡的「晚上」指的是哪一天的晚上？因為我平時很關心這些空氣品質相關的訊息，所以當我第一次收到簡訊時，我知道它已經距離陳博士所說的「那天」經過了三天。

後來這個故事的前因後果是這樣的，內容是陳博士說的沒錯，只是陳博士將這些訊息發表在個人的臉書上，熱心的朋友們就幫忙整理轉載這一則訊息到LINE群組，因為著急的口吻就像是要搶救失火那樣的急，所以充滿民胞物與胸懷的朋友們就急著爭相走告，深怕慢了一個時辰就讓親朋好友們蒙受健康上的不測風險。

關心空污沒有錯，滿滿的愛心沒有錯，即時的走告沒有錯，但是這些好事與美德都需要建立在一個訊息無誤的基本前提之下，否則就是大家白忙一場。所以我好害怕在一年後、五年後、甚至十年後，還收到這則要大家在當晚急著關窗戶的簡訊。

這樣的訊息其實不難懷疑、不難查找、不難檢驗，難似乎是難在那股急著想要拯救親朋於水深火熱的衝動。這個時代的訊息太多元、太零散，瞬息萬變的科技風險以及應接不瑕的資訊焦慮讓人太難耐，就連沒有搶到光棍節的促銷商品，都足以讓人徒呼負負、輾轉難眠。

我們總是同意謠言止於智者，但是在這個時代裡面，當一位「智者」可不容易，需要擁有的技能不少，無法像過往般的簡單。在這些智者所需要擁有的基本配備裡面，恐怕首要的就是要徹底地遵行「不確定的不分享」這個最基本守則。如果這麼基本的守則都做不到，那麼耽誤的不僅是自己的人生，更可能是別人的美好生活。

這個「關窗簡訊事件」僅是眾多資訊紊流裡面的一個最入門款陷阱，社群媒體真是這個新時代裡讓人又愛又恨的產物。2017年蘋果公司的執行長Tim Cook在接受美國NBC夜間新聞（NBC Nightly News）採訪時也指出，社群媒體已經淪為散播不實消息和操縱輿論的工具，尤其是所促成的這種「同溫層效應」，讓每個人在自己的回音中不斷地再聽見、再強化自己的聲音，鞏固自己的偏見。

例如上述的這一則關窗簡訊，它在許多中年人群組中廣為傳播，但是在年輕人的群組中卻乏人問津（依據我的大學生現場民調），這種同溫層之間彼此取暖及相互輝映的現象，甚至已經足以造成國安問題，如果不加以突圍，我們實在很難以擺脫這個時代的各種民粹。而這個問題的嚴重程度，也難怪在12年國教的新課綱架構中，會特別地去強調素養為導向的教學，並且強調同時將科學素養及媒體素養放在一起思考的重要性。

如果有一天，我們新一代的年輕人可以懂得判斷這些資訊，懂得掙脫同溫層的隔絕，大家的生活才有機會更美好。

本書集結了科學新聞解剖室針對日常生活中，俯拾即是的各種科學流言進行的剖析，一如科學新聞解剖室過往對於這些問題的針砭，我們運用了科學素養及媒體素養這兩把解剖刀，為讀者一一剖析流竄在各種社群媒體中的典型科學偽新聞謬誤。透過這一本書，我們希望傳達給讀者一個具有整體觀及系統觀的解析視角，這個視角是一種可以帶得走的能力，一個可以永久防身的利器。透過這一本書，你學會的不會僅是這12則典型案例裡面的零散科學知識，而是能學會如何以一個具有邏輯及理智的方式去面對一則來路不明的訊息，真正享受這些資訊帶給你的成長與樂趣。

對於這些光怪陸離的科學偽新聞，「多解剖沒事，沒事多解剖」，美好的新生活不用假手他人，就從突破這些資訊的魔咒開始。

本文為《新生活判讀力：別讓科學偽新聞誤導你的人生》序文

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• 賴以威 / 臺灣師大電機系助理教授、「數感實驗室」共同創辦人

勾踐宣稱，很多人都忽略了大便所帶來的訊息。他只要嘗一口大便，評估其香臭程度，即能了解此人的健康狀態。這套論點在吳王夫差身上得到驗證。勾踐表示，夫差的大便其臭無比，表示病情不嚴重，一定馬上痊癒。事後證明也的確如此。

專家表示，目前尚未有夠多案例證實此種診斷方式的效用，不過可以肯定的是，絕對需要豐富的吃屎經驗才能進行判斷，建議有興趣的民眾可以先從吃自己的大便開始學習。

由兩國君主同時認證的「大便問診」，預料將在民間捲起一股新的醫療旋風。

—〈吃屎新風潮？兩國王室的御用診療方式．吳越春秋〉[註]

如果春秋戰國時代的新聞媒體和現代一樣蓬勃發展，《吳越春秋》紀載（註）這段勾踐討好夫差的事件可能就會變成這樣，搭配幾張網友分享吃大便的自拍照。

怎麼看這都是一件有點可惜的事情。新聞，說穿了就是每天的日常，發生在你我周邊的真實故事。人們從閱讀小說中認識人生百態，從閱讀論文中學會科學知識。理所當然地，我們也應該也能從一份報紙或一個媒體網站中，學到很多。

圖／Mateusz Ponikowski@pexels

日前新成立的鏡傳媒，聘僱許多作家擔任記者，負責人物採訪。參加他們相關的鏡文學平台發布會，我才知道原來該公司想藉由作家敏銳的直覺，將人物採訪轉換為精彩的故事，改編成小說、電影劇本。比方說，年輕女孩到台鐵失物招領處任職，原來是當年母親曾在那裏工作，她想去尋找如今失散的母親是否有留下線索。這既是一則新聞，也是一件會讓人好奇想知道「然後呢？」的小說開頭。

鏡傳媒讓文學從新聞事件中誕生，黃俊儒老師和團隊完成的《新生活判讀力》則是從新聞中體現何謂科學與科學方法。如果你只是快速瀏覽，會覺得它是一本踢爆各種新聞中的偽科學：鹽酥雞、濾掛咖啡、保險套跟奶嘴都可能致癌、室內曬衣形同慢性自殺等等。這些新聞看起來都有科學依據或是專家背書，可真的是這樣嗎？書中會給你一個更清楚的答覆。

但仔細閱讀這本書就會有更深一層的體悟。你會發現，它是秉持著「做研究」的心態所撰寫。常人看完這類新聞後可能有些擔心（但一天後又邊吃鹽酥雞邊在室內晾衣服，睡前還喝了杯濾掛咖啡），可能嗤之以鼻。本書認真抽絲剝繭尋找論點的起源，各界對此的評論，最後再自己做總結。我們指導研究生的時候不也是這樣嗎？要求學生具備獨立思考的能力，不輕易接受或否定一個論點，得充分閱讀相關文獻，如此一來，不僅能夠對這個論點更清楚，過程中還可能建立自己出的觀點。

如今有些人覺得，學者專家的話聽聽就好，做研究沒什麼用也沒什麼了不起。的確是聽聽就好，因為自己的判斷力最重要，而如何建立自己的判斷力，做研究是一種學習的方法，閱讀以做研究的方法寫成的本書，也是一種方法。

科學是一個很長的故事，媒體要的只是快門的一瞬間

我個人覺得，要求媒體做出一則具備相當程度科學素養、具有啟發教化意義的新聞，某種程度上不太實際也有點強人所難，畢竟這在媒體的各項目標中，不是最重要的。但新聞可以是一個很棒的土壤，讓文學、科學、教育在這裡萌芽。作家可以將新聞改編成一篇精彩的真人真事小說；數學老師可以從房貸中教等比級數；水逆與火逆同時發生其實就是算最小公倍數；而這本書，就是讓讀者看見如何從新聞中學習科學知識，了解到什麼是學術研究。

希望閱讀完本書後，你也能來個這麼一次，對自己感興趣的新聞議題，深入研究分析一番。

• 註：原文為——
  越王曰：「下臣嘗事師，聞糞者順榖味，逆時氣者死，順時氣者生。今者臣竊嘗大王之糞，其惡味苦且楚酸。是味也，應春夏之氣。臣以是知之。」吳王大悅，曰：「仁人也。」乃赦越王得離其石室，去就其宮室，執牧養之事如故。

本文為《新生活判讀力：別讓科學偽新聞誤導你的人生》推薦序

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• 朱家安 / 沃草公民學院主編、哲學雞蛋糕腦板

台灣社會就跟所有其他社會一樣奇怪，人們一邊看各種不重要的聳動新聞，一邊抱怨這個社會的人都只會看不重要的聳動新聞。民主社會的政治效率，仰賴人們從傳播系統吸收的資訊質量，傳播系統的健康程度是大且複雜的議題，但我們還是可以找到明確的小領域來談。

例如說，在某意義上，聳動新聞不見得不重要，試著想像：如果你因為某個聳動新聞而錯誤地相信只有昂貴的「靈能水」才能治療自己的敏感皮膚炎，或者錯誤地相信必須加入某個沒見過的宗教靈修活動來改運，這些錯誤的判斷，小則讓你損失幾千塊，大則可能賠上人生。

如果大家都具備足夠的科學知識，能判讀資訊中的「科學說法」，揪出可能的問題，那麼我們或許就比較不用擔心上面這些情況了。

不過很可惜，這是不可能的。

source：timetrax23@Flickr

美國曾經在一九八零年代實施「給所有美國人的科學」（Science for all Americans）計畫，召集各領域的科學專家，列出這些領域的基本知識。美國人的想法很明確：在教育體系裡把這些知識灌給美國人，就可以提升美國人的科學素養，減少錯誤判斷。不過他們很快發現這根本不成：專家們列出來的內容，很快就超過一個人（甚至一個專家）一輩子能學會的份量。而且，你可以想像，這個計畫若持續下去，隨著科學進展累積的新知識，份量還會繼續增加！

我們需要科學知識，但我們不可能真的學會所有我們需要的科學知識。我們該怎麼辦？日本科學哲學家戶田山和久認為，以美國為前車之鑑，要培養科學素養，我們不該把主力放在積累一般人的科學知識，而是要退後一步，培養一般人「科學思考」的能力。[1]戶田山河久的「科學思考」是指掌握一組「關於科學的概念」並且學會能夠操作這些概念來做出判斷的能力。

舉些簡單的例子：能夠知道「理論」和「事實」的區分；了解什麼是「對照組」、能說出為什麼做實驗需要「對造組」；知道「歸納」和「演繹」兩種推論方式的差別和應用範圍…等等。具備這些能力的人，戶田山和久認為，會比一般人更容易「偵測」出科學說法裡的各種不對勁，並且充分運用現在這個時代的傳播資源和資訊設備，來讓自己逼進真相。

我們不可能事先替所有人準備好一輩子會用到的科學知識，面對此事實，戶田山和久推薦了一個科學思考取徑的解決方案，你可以把《新生活判讀力》理解成這個解決方案底下的「科學新聞特化教材」。

圖／hobvias sudoneighm@flickr

《新生活判讀力》討論十二個有爭議的科學新聞，你沒辦法靠這十二個議題獲得多少科學知識，但藉由「解剖員」對新聞內容的查證和分析，你可以知道有科學素養的人是如何發現疑點、檢查推論，並且尋找資源來幫助自己做判斷。

在2008年，英國哲學家巴吉尼（Julian Baggini）出版了一本有趣的書《The Duck that Won the Lottery》[2]，在書裡，他列舉了一百個公開發言，用哲學和批判思考技巧一一指出其錯謬之處。巴吉尼這樣做，當然不（只）是為了數落包含前英國首相布萊爾、前法國總統席哈克、樞機主教墨菲歐康納在內的一百個公眾人物，而是為了藉由分析和檢討這些公開的思辨錯謬，來讓大家意識到人類才智的脆弱之處，並在未來得以避免重蹈覆徹。

《新生活判讀力》就像是科學版的《The Duck that Won the Lottery》，科學新聞解剖室讓你看到那些實際的科學新聞可以如何犯錯，而類似的錯誤可以如何偵測和修正。這兩本書得以出版，顯示我們的生活環境依然充斥著沒道理的說法和種種科學誤解、迷思。巴吉尼和科學新聞解剖室不惜得罪一卡車人，也要抵禦這些錯誤。

不讓他們的努力白費的方式，就是繼續閱讀像你手上這樣的書。

• ^[1] 戶田山和久 2017 《「科學的思考」九堂課》游擊文化。
• ^[2] 這本書的中文版《鴨子中了大樂透》在2010年由麥田出版。

本文為《新生活判讀力：別讓科學偽新聞誤導你的人生》推薦序

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• 文／Jo
  本文轉載自 queerology 原文標題《一位跨性別科學家之死 – 記 Dr. Ben Barres》

2017 年 12 月 27 日，當大家還在歡渡著聖誕新年假期，興致勃勃地準備迎接 2018 年的到來之時，我和我的同事們卻收到了一個噩耗──在學界裡備受尊崇的神經科學家本・巴雷斯博士（Dr. Ben Barres）不幸因末期胰臟癌逝世了。

左二為 Dr.Ben Barres  source：madichan @Flickr

Dr. Barres 是目前世界上少數願意公開談論自己的 Female-to-male（由女性跨為男性）身份的科學家，並且長期致力於改善女性科學家在體制內被不公平對待的處境；在他過世之後，紐約時報、華盛頓郵報、波士頓環球報、大西洋雜誌以及富比世雜誌等媒體皆專欄刊出紀念他的文章。

身為也曾被 Dr. Barres 深深啟發的一個小小科學工作者，希望也能在中文世界裡為 Dr. Barres 留下一點足跡，因此決定用這次機會向大家介紹 Dr. Ben Barres 的個人生平跟經歷，以及他不遺餘力在還沒有 facebook 的時候跟人筆戰為少數族群發聲的故事。

• 編按：本文作者曾經在 Queerology 網站的更早的文章《那些重要的其他》中提過 Dr. Barres 故事對自身的啟發。

美國國家科學院第一位跨性別院士

Ben 在 1954 年和他的異卵雙胞胎妹妹一起出生，父母將他命名為 Barbara，就像很多傑出的科學家一樣，他從小就對科學展現濃厚的興趣，在這方面也極度有天份的他，一路從麻省理工大學部、達特茅斯醫學士、哈佛博士、倫敦大學博士後研究到 1993 年成為史丹佛大學的教授，不只獲獎無數、在神經膠質細胞相關領域的研究更是難以出其左右；他同時也是美國國家科學院第一位跨性別院士。

但即使是如此傑出的科學家，仍難以擺脫性別刻板印象，與長久以來大家就是覺得女生理工不行的性別歧視之苦。當他還是 Barbara 時曾發生過這樣的故事：他比班上其他人都更早解決了一個超難的數學問題，結果教授竟然跟他說：「怎麼可能，這應該是你男朋友幫你解的吧！」；也發生過明明審查委員就覺得他的條件比其他男性都優秀很多，卻依舊在獎學金的申請上輸給了其他人。

另一個更著名的例子是發生在他改頭換面成為 Ben 之後，竟然有一個白目的教授對其他人說：「Ben 今天的演講真的很棒，他的研究實在比他的妹妹（Barbara）好太多了。」「⋯⋯」啊明明就是同一個人啊你馬幫幫忙，只能說講別人壞話之前真的要先三思，誰知道哪天你講的壞話會不會被登上世界上各大知名報章雜誌跟科學期刊裡留名青史。

從小就覺得自己應該是另一個性別

Ben 在他的專訪裡自白說，他從大概三歲的時候就覺得自己應該是一個男生，甚至在剛剛提到 MIT 教授跟他說應該是他男朋友幫他解數學問題的時候，他第一時間都沒意識到教授說的話是在歧視他是個女生，只是先想到「幹我沒有男朋友好嗎？」

他在另一段電視訪談裡也提到，即使已經三十年過去，他仍然可以無比清晰地記得他在他妹妹婚禮上穿上女性禮服當伴娘的時候，那心中極度的不適感（discomfort）以及強烈的痛苦（agony）。

在 90 年代，鮮少人在談論跨性別者的人權，變性和變裝（ cross-dressing）被視為一種心理變態（從早期的影視作品可以一窺當時社會對 LGBTQ 的主流觀感），連 「跨性別者（transgender）」一詞都沒有聽過的 Ben 當然也沒有考慮過性別重置手術，只是常常覺得自己無法再繼續扮演 Barbara 的角色，自殺的念頭也一直在腦裡揮之不去。

這樣的情形在Ben 41歲時出現了轉折：他因為被診斷出了乳腺癌而必須切除一邊的乳房。雖然他的朋友家人們都覺得「oh no」怎麼會這樣好可憐，但他心中卻暗自大喜，還趁這個機會跟醫生說，不如你就兩邊都切掉吧要不然復發的話該怎麼辦才好呀（右手掌拍左手心）。他的母親其實也動過乳房切除手術，但他發現跟他母親當時動手術的哀傷比起來，他簡直就是開心地不得了。

也因為這次的經歷，當他在 1997 年看到舊金山紀事報報導有人在加州帕羅奧圖（Palo Alto, CA） 的診所進行了「由女變男的變性手術」（Female-to-male transition surgery）的時候，驚覺原來這世界上有跟他一樣的人，因此他決定要「go for it」衝一發。

即使當時 Ben 已經在史丹佛大學拿到了比記憶體終身保固還要有保障的終身教職，他心中還是無比擔心──我會不會被其他人排擠？我會不會從此就招不到學生了？我的事業會不會就這樣一落千丈？好在 Ben 身邊的朋友跟同事都相當支持他的決定，Ben 的研究屢屢改寫教科書的陳舊知識，並且成為神經膠質細胞界裡執牛耳的扛壩子。

成為女性和 LGBTQ 科學家強大的後盾

更難得的是，Ben 並未獨善其身，而是從此成為女性和 LGBTQ 科學家強大的後盾。他經常在各地演講和接受訪問，談論女性在科學研究領域內的困境，以及身為跨性別者的心路歷程。

圖／Etereuti @Pixabay

其中最知名的莫過於他在 2006 年與當時的哈佛校長 Larry Summers 的隔空筆戰，當時 Summers 不知道是腦袋有洞還是怎樣 說學術界裡面女性成就不比男性高的原因是因為女性本來就沒有這方面的才能（aptitude），於是 Ben 就在 2006 年《Nature》雜誌上發表了題名為《Does gender matter?（性別真的有差嗎？）》的文章。除了用他自身的經驗反駁 Summers 的論點之外，也引用了當時的一些研究跟數據指出其實女性在科學界的發展備受打壓才是科學界性別不平衡的主因；比如說你去看女孩兒跟男孩兒在數學方面的成績，在求學過程早期幾乎是沒有區別的。

美國〈4-18 歲的數學成績〉圖表。從中可清楚看到，兩性之間的差異十分細微。

但是當女性科學家在申請經費的時候，通常得比男性科學家多發表 2.5 倍的文章才會被覺得夠資格拿到研究經費等等。他也鼓勵無論是女性或是男性科學家，都應該要為不正當的性別歧視站出來說話，情況才會有改善的一天。

2017 年胰臟癌病逝

Ben 在 2016 年，在他視如己出的博士班學生口試前夜，突然因為一陣胸口的疼痛而必須去醫院掛急診，本來以為只是心臟方面的疾病，沒想到卻是最難治，死亡率極高的胰臟癌，而且癌細胞已經擴散到體內的其他器官。在史丹佛的醫療團隊動用了目前世界上所有最仔細最先進的癌症療法之後，Ben 仍然不幸於 2017 年 12 月 27 日於加州自宅中與世長辭。

（擦眼淚時間）哲人日已遠，典型在夙昔。

其實 Dr. Barres 過世之後，最令人傷心的，莫過於許多人在聽到或是得知 Dr. Barres 被診斷出胰臟癌的時候，第一反應竟然是說「喔，搞不好是因為他打了那麼多男性賀爾蒙啊。」那這樣不是世界上每個男性都會得癌症早死嗎（白眼），既然男生都有男性賀爾蒙。

事實上已經有非常非常多的科學研究跟統計都指出，性別重置過程中接受的賀爾蒙療法，不會增加跨性別者的死亡率，也不會造成癌症，而且也完全沒有研究有發現過賀爾蒙療法會讓被施打的人罹癌機率增加，這些證據都比阿姆斯壯登陸月球還要可信，所以請不要再因為對性別重置跟賀爾蒙療法的誤解而作無謂的臆測了！

（擦乾眼淚擤鼻涕丟衛生紙）Dr. Barres 在網路上留下了數量可觀的影片及文章，希望能聽到更多關於 Dr. Barres 的事情或是他個人訪談的朋友，可以從文章中的連結找到這些資料。另外這裡也有雜誌《 Discover》對 Dr. Barres 撰寫的專文（中文翻譯）。

雖然沒有 Dr. Barres 的 2018 年，世界感覺又更寂寞了一點，但如果這些影片跟 Dr. Barres 的故事以及他堅持的信念，都還能透過這些影片跟文字，繼續給我們後輩支持跟鼓勵的力量，成為擲地有聲的論述跟證據，那麼即使 Dr. Barres 已經離開人世，這個世界便還是可以繼續一點一滴地往更像 Dr. Barres 所期望的平等世界邁進吧！

R.I.P., our dear Ben.

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• 作者 Jo：貪狼坐命台北人，典型的Ａ型。當了 15 年的Ｔ之後決定轉職成 transgender。立志以幽默感拯救世界，生醫科學博士學位只是順便，以至於現在一事無成。相信有外星人和超能力者的存在，時間旅行則否。相當囉唆。

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• 賴以威（台灣師範大學電機系助理教授／數學推廣平台「數感實驗室」共同創辦人）

機率，最活躍的數學知識

圖／@wikimedia

幾年前我開始嘗試寫數學科普文章，在累積幾篇作品之後便拿給友人看。
「是不錯啦…只是為什麼都是機率？」
「咦？真的嗎？」
我拿回來一看，明明選了各種不同的生活情境：樂透、巧遇、尾牙抽獎、拜拜，但還真的都跟機率有關。我沒有特別偏愛機率，相反地，我念高中時最討厭考機率，一不小心漏算一個狀況就整題錯。

但機率似乎是最活躍的數學知識，生活中無所不在。「機率」這個詞也早已走出數學課本（其實所有數學知識都不只存在於數學課本中），而成為許多人的日常詞彙。
「我覺得下雨機率應該不高。」
「不要再買樂透了啦，中頭彩機率太低了。」
「你覺得，他也喜歡我的機率是多少？」

當機率常被提到，有時候我反而不太知道該怎麼解釋機率。後來，我想到一個比較滿意的譬喻：

機率就像公尺之於長度，公升之於容量，可以看成一種用來量化「可能性」的單位
（但請注意，機率本身沒有單位，比方說你不會說「0.3 克的機率」）。

如果今天沒有公尺或公分，我們要描述一根木頭，只能說它「長」、「短」、「不長不短」，不精確的形容詞僅提供模糊的輪廓，必須要有長度單位，才能賦予它一個很精準的數字。

以為不可能的，不會不可能

同樣地，沒有機率量化的概念，我們只能覺得一件事「很有可能」、「不太可能」，有了機率後，我們才知道世界上幾乎所有事情都不是百分之百可能或不可能，以及很多時候，我們以為的不可能其實是可能。

沒有任何度量衡的話，要清楚描述一根木頭真的有難度啊。圖／sweetlouise@pixabay。

說說國小時跟父親玩 21 點的往事吧。某年過年在家族聚餐後，我們玩了一兩個小時的撲克牌，快結束前我一口氣壓了 100 元的賭注，結果輸掉了。在心疼之餘，我忽然想到如果這把加碼 200 元，只要贏了就能拿回 200-100=100，不就贏回來了嗎？

結果輸了，兩把合計輸 300 元。平常我一次下注頂多 20 元，這下你知道 300 元對當時的我來說是多麼大的金額了。不過我沒有太傷心，因為我知道下注 400 元，只要這次贏了，就可以扭轉局面。我從紅包裡掏出 400 元。

1 分鐘後掏出800元。再 1 分鐘後用顫抖的手將 100 元、500 元、1000 元各一張鈔票放在桌上。父親一臉不滿地看著我。
「你確定要賭這麼大？」
「發牌吧！」

現在想想，某種程度上父親見證了自己的兒子在賭場沉淪（他還是推手），也難怪會不開心。但當時我只覺得輸了這麼多把，這次總該贏了吧。後來還是輸了，而且印象中，我似乎又再賭了一兩把才放棄。

假如我連輸 6 把，每把輸贏的機率是 50%，我當天真的是非常不幸，1/64，將近 1.6% 的機率也碰上了。但如果就每一次評估是否該加碼下注，其實我每一次輸的機率依然是 50%，以為前幾次輸了，這次獲勝的機率就會提高，是錯誤的觀念。

高中學到機率獨立事件時，我很生氣，這麼重要的事情竟然等到高中才說！

早一點講不行嗎？厚～ via giphy

可是既然每次都獨立，長期下來應該是輸贏各一半，那我一開始又輸這麼多次，難道後面贏的機率不會提高嗎？

但換個角度來看，我還是無法完全理解。一直到前陣子我才知道，後面贏的機率不會提高，只是賭了 10000 局後，只要後面輸贏各 5000 局，前面這 6 局也只是讓輸贏變成了5006:5000，輸或贏的機率依然趨近於1/2。重點不是「後面贏的機率會提高」，而是「賭的局數夠多，會沖淡前面不平均的結果」。

用費米法分析經典機率案例

跟父親賭博是我自己親身經歷的機率故事，本書則記載了許多更經典的案例：

1. 奧斯卡影帝安東尼．霍普金斯在電影試鏡後跑去找電影原著小說《鐵幕情天恨》（The Girl From Petrovka）來看，結果在地鐵長椅上發現剛好有一本，更巧的是，掉了這本書的人正是小說的原作者喬治．菲爾。
2. 1929 年美國童書作家安‧派莉絲在巴黎塞納河畔的舊書攤上找到一本二手書，那是她小時候最喜歡的《傑克．佛 斯特和其他故事》（Jack Frost and Other Stories），她開心地用 1 法郎買下來，翻開扉頁，上面有小孩的筆跡寫著「科羅拉多州，科羅拉多泉，韋伯北街二○九號，安．派莉絲」。這恰恰是她小時候擁有的那本。

你會覺得這兩件事情都巧合到彷彿冥冥之中有一隻看不見的手在運作。

或許是，也或許不是。

比起僅僅是驚呼太不可思議，身為數學家的作者用費米法（Fermi estimate）和其他機率方式去估測各項經典事件的機率。我就不在此劇透各位了，不過你可以猜到，結果比想像中還要「更有可能發生」。

這也是機率有趣的地方：我們的直覺常常出錯。往往一件事情真實的可能性跟我們直覺感受的不一樣。

我想這是因為我們活在一個既定的世界。

好比說擲骰子吧，儘管你知道每一面出現的機率是 1/6，但每次我們都只能看到擲出來的單次結果，必須得擲很多很多次，才能讓機率透過統計浮現。骰子可以擲很多次，但人生很多場景只能體驗一次。

因為沒辦法重複觀測，很多時候甚至不能對答案，我們沒有機會訓練直覺。

不過，如同閱讀小說可以讓我們體驗很多不同的人生，閱讀這本《是湊巧還是機率？》可以讓我們體驗許多不同機率事件。作者還很體貼地幫我算出每一則事件的真實機率。於是你可以藉此鍛鍊你心裡的那把尺，在下次預估機率時，估得更精準一點。

最後問一個前陣子我去演講時被問到的機率問題：和好朋友愛上同一個女孩的機率，與兩個陌生人愛上同一個女孩的機率，哪一個比較高？

如果你有想法的話，歡迎到「數感實驗室」粉絲頁告訴我們。

本文摘自《是湊巧還是機率？》導讀，原文標題《磨練你心中的那把尺》臉譜出版。

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• 作者／林宮玄│任職於中研院物理所，兼任科學月刊副總編輯。

學術界的期刊付費高牆

出版商付作者稿費在一般人看來是天經地義的事，但在學術界不見得如此。　圖／terimakasih0 @Pixabay

寫文章有稿費，好像滿正常的；但是在學術界，學者會付費請出版商刊登研究成果。大部分科學研究，主要由政府資金支持，學者也會用科研經費支付論文刊登費用。而這些國際期刊主要也是由研究機構與大學之圖書館付費訂閱，要說學術期刊出版社的運作，主要來自學術界或政府的資金支持，一點也不為過。

近年來，學術界開始有聲浪表示出版商利潤過高、訂價策略不合理，以致於大學圖書館開始聯合抵制出版超過 2500 本期刊的荷蘭出版商 Elsevier，抗議年年上漲的訂閱費，而臺灣眾多大專院校及中研院等研究機構，也在 2016 年底加入聯合抵制 Elsevier 這家出版社的行列。眾多抵制聲浪中，以德國學術界最為強硬。2017 年底，德國幾百所大學聯合與 Elsevier 談判再次破局，並宣布 2018 年不訂閱 Elsevier 旗下所有期刊。

值得玩味的是，今年初 Elsevier 宣布，雖然德國幾百所大學不支付 2018 年訂閱費，他們仍可取得旗下電子論文。出版商顯然很清楚，他們的利潤幾乎完全來自於學術界的資金支持，但學術界若不團結，仍有可能被各個擊破。詳情可參閱本文末延伸閱讀。

學術期刊出版巨人 Elsevier，旗下有超過 2500 本期刊。　圖／Elsevier 官網

「公開取得出版」學術論文免費公開

免費下載的論文有助於知識傳播，但這種「公開取得出版（open access publishing）」的商業模式隱藏著外界所不知道的弊病。　圖／coyot @Pixabay

德國大學所協商的內容，是愈來愈普遍的新興商業模式，稱為「公開取得出版（open access publishing）」，由論文作者支付電子論文處理費用，公開之電子論文內容可由大眾免費取得，不需訂閱。通常政府所支持的科學計畫，會希望研究成果公開讓民眾可免費取得，這個商業模式有助於知識傳播。

但是一篇論文該支付多少費用，才是合理的訂價？筆者不知道，但以下數據可供讀者參考。學術論文的權威出版商 Nature Springer 期下的 Nature Communications，即為公開取得出版的電子期刊，沒有紙本，其 2016 年出版 3526 篇論文，每篇文章作者需支付美金 5200 元（約 15 萬元臺幣），故會有 5.5 億臺幣左右的收入。此期刊審查較嚴，實際處理的論文可能超過 1 萬篇，加上有支薪的專任編輯，營運成本也許較高。Nature Springer 旗下另一個公開取得出版的 Scientific Reports，2016 年發表 20473 篇論文，每篇文章作者需支付美金 1675 元（約 5 萬元臺幣），因此約有 10 億元臺幣收入。根據 2012 年 Scientifc Reports 公佈的統計數據，論文接受率為 55%。

公開取得出版的電子論文，除了沒有印刷成本，還有更驚人的事實。即使不是公開取得的商業模式，學術期刊的編輯大部分由學術界學者免費兼任，也是由學術界學者免費審查內容正確性。如果出版商有一個夠聰明的 AI（人工智慧）平台，作者投稿後自動媒合到適當的免錢編輯、再由免錢的學者幫忙審查，最後由 AI 協助論文符合出版格式，經付錢的作者校稿後發表在電子平台。在這個極端狀況下，營運成本可能只需要電腦主機、伺服器與電費。也許真的太極端，但一個期刊每年若有 10 億臺幣收入，很難想像利潤不高。

支撐期刊內容的是從編輯到審查，一連串「免費高知識勞工」。在這樣的工作模式中，出版商的營運成本可能低到難以想像。　圖／StockSnap @Pixabay

筆者提出一個公開問題：為什麼學者願意免費幫出版商做編輯與審稿工作？另一個問題筆者捫心自問：Nature Communications 是學術界普遍認定的好期刊，如果訂價高得不合理，筆者會投稿嗎？答案是：當然會。

刊登論文在公認的好期刊，能帶來學術界各種肯定，並有資金挹注支持未來研究，畢竟螳螂是沒辦法擋車的。1 萬隻螳螂聯合起來對抗，也只是一起被輾過而已。如果利潤真的不合理，需要夠強的變形金剛出來擋車，卡通主角「波力」等級可能不夠。

掠食性出版商的騙局

這個在科學界看似荒謬卻又習以為常的狀況，使「掠食性出版商（predatory publisher）」出現。掠食性出版商幾乎不會協助審查論文，向作者收取一篇論文 5~10 萬元臺幣不等的費用，協助公開發表電子論文。是不是很好賺？更有掠食性出版商利用詐騙手法，引誘作者投稿後，要脅其支付發表費，筆者常收到並忽略這類期刊的邀稿，但最近筆者遇到新的手法而差點受騙。

掠食性出版商（predatory publisher）」是「公開取得出版」模式下發展出的學術詐騙手法。　圖／MonikaP @Pixabay

首先，筆者收到聲稱是德國出版社的編輯邀請信，協助審查一篇介紹性科學文章，因為文章作者是筆者所認識的美國資深教授，不疑有他便答應協助審稿。在取得筆者信任後，該編輯進一步邀請筆者也寫一篇介紹性科學文章。筆者本著科學普及的熱誠，寫完文稿不但順從編輯要求，提供相關領域的學者清單給編輯挑選審稿者，並簽署乍看只是文章授權的合約之後，該「出版社」才表示，合約內有一個網址，其網頁內容表示提供文章，簽署者就同意支付折合臺幣約 8 萬元的費用給該「出版社」，之後又寄給筆者蓋有「波蘭公司章」的「律師函」，要脅筆者若不支付，就要在臺灣面對民事求償與罰金。

筆者第一時間面對這樣的心理壓力，會不會匯款？答案是有可能的。若要從筆者口袋掏出 8 萬元匯款，難度當然高。但學術界發表一篇公開取得論文的發表費，動輒 5 萬元以上，甚至可到 15 萬元臺幣。在對方以法律威脅下，筆者若擔心怕事，很容易就會動用計劃經費，支付文章出版費用。幸好，筆者第一時間求助許多朋友，一開始是法律專家，接著是資通訊專家，最後才確定這是一起學術詐騙事件。

其「德國出版社」背後的「波蘭公司」，在外交部駐波蘭辦事處的協助下，證實不是登記有案的公司。事後才發現，當初該美國教授將筆者列入審查學者名單給該出版商，筆者才會收到審稿要求，並取得筆者對該「出版商」的信任。在 165 反詐騙建議下，筆者就近在南港分局舊莊派出所完成快兩小時的筆錄，以「詐欺未遂」報案。感謝協助筆錄的蔡姓員警，這起國際詐騙，沒匯款上當，牽涉金額也只有臺幣 8 萬元左右，是否能透過警察的國際合作破案，誰也不知道，但筆者能做的努力僅止於此。

最後，感謝所有被筆者詢問過的人，讓筆者能安然渡過這起詐騙案件。感謝中央研究院的院方及物理所協助，特別感謝臺灣法律專家黃琦媖律師、李奕逸法官、陳伯翰律師，歐洲法律專家中研院法律所邵允鍾博士及黃松茂博士，還有臺灣 IBM 工程師郭澄祐及不願具名的美國 Google 工程師，協助保全證據、提供給警方。

延伸閱讀：

• 楊芬瑩，〈推倒貪婪期刊付費高牆！學術界揭竿而起〉，報導者，2016 年 3 月8 日
• Valerie Hung，〈不只台灣，德國和祕魯恐將於 2017 年與 Elsevier 學術期刊分手〉，2016 年 12 月 29 日
• Quirin Schiermeier, Germany vs Elsevier: universities win temporary journal access after refusing to pay fees, Nature News, 2018/1/4

本文轉載自《科學月刊》2018 年 2 月號 578 期，原文標題為〈詐騙未遂之冒牌出版商〉。

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科學家首度目擊來自太陽系外的不速之客！
什麼？太陽系遭到外星人闖空門了嗎？請保持冷靜，讓我們娓娓道來。

要介紹這位不速之客，就從它的名字談起好了。我國法律規定，每個人只有三次改名機會，而成年之前只能改一次。而天上的星體可沒有這個限制了，但是一般根本不會隨便改名。這個奇怪的天體，在發現後一個月內，就換了三次名字。

改名的事情，我們就先賣個關子，現在先告訴你它的綽號。泛星計畫（Pan-STARRS）幫它取了一個很可愛的綽號：‘Oumuamua。這個字來自夏威夷語，意思是「第一個來自遠方的信使」。中文翻譯有趣了，中國大陸翻譯為「奧陌陌」，而臺灣天文同好想到了臺語的諧音，就把它暱稱為「黑麻麻」[1]。在這篇文章中，我們就姑且稱它為「黑麻麻」吧！

藝術家繪製的「黑麻麻」（1I/2017 U1）想像圖。圖／ESO/M. Kornmesser

泛星計畫：難道不是彗星嗎？

「黑麻麻」的發現是在 2017 年 10 月 19 日，夏威夷大學的天文學家羅伯特．韋雷克（Robert Weryk）利用泛星計畫的 1.8 米望遠鏡，搜尋近地小天體，而發現這個快速移動的詭異天體。起初根據軌道型態，這個天體被歸類為彗星，名稱訂作 C/2017 U1（C字號代表長週期彗星）──這是「黑麻麻」的第一個名字。

很快地，科學家發現它並不是彗星。10 月 22 日，加法夏望遠鏡（Canada–France–Hawaii telescope; CFHT）的觀測發現，這個小天體的特徵，與彗星非常不同。它比較像是一個小行星。

彗星與小行星有什麼不同？主要的差異是它們的組成物質，彗星是冰和塵埃構成，小行星則是岩石構成。彗星靠近太陽的時候，身上的冰會揮發，塵埃也會跟著散至周圍，使我們可以看到一團光暈，稱為「彗髮」。

彗髮是觀測上用來認定彗星活動的重要線索。當帶有揮發性水、冰成分的天體向著太陽靠近時，太陽輻射能量的強度將隨著距離減少而逐漸上升，在不同的太陽距離下會驅動特定化學分子的揮發，而使他們顯現出彗髮、彗尾結構，這個開與關的邊界距離我們稱之為雪線（snowline）。比較常被討論到的雪線有 12 天文單位的一氧化碳、二氧化碳，以及 5 天文單位的水 。[2]

加法夏望遠鏡的觀測，以及甚大望遠鏡（Very Large Telescope; VLT）和南雙子望遠鏡（Gemini South Telescope）後續幾天的觀測，都一再顯示，C/2017 U1 並沒有沒有彗髮。也就是說，它根本不是彗星！世界時 10 月 25 日凌晨才剛登記為 C 開頭的名稱，當天晚上立刻改掉，改稱為 A/2017 U1 [3]，A字號代表小行星。

甚大望遠鏡、南雙子望遠鏡觀測「黑麻麻」（1I/2017 U1）的多張影像疊和，藍圈中的白點就是「黑麻麻」，研究人員發現它周圍沒有彗髮。圖／ESO/K. Meech et al.

它不是歸人，是個過客──首度探測到的星際天體

彗星改認定為小行星，還不足以讓「黑麻麻」有舉足輕重的意義。真正精采的是，它竟然來自太陽系外，是闖入太陽系的不速之客！

過去人們從來沒有看過任何一個「亂入」太陽系的星際天體，不過科學家早已預言，我們有一天會看到。著名的行星科學家艾倫．斯特恩（Alan Stern）在1997年曾說過：「我們知道星際彗星存在，只不過天文學家還沒看過任何一個。」當時他也說明，將來科學家能夠找到星際彗星[4]。

為什麼科學家老早就料到，會有「黑麻麻」這樣的天體闖入太陽系呢？

事情是這樣的。太陽系行星形成的過程中，有很多微行星遺留下來，成為彗星、小行星這樣的小天體。但也有許多微行星沒有在太陽系內生存下來──它們走到木星這樣的巨大行星旁邊，就像是小蝦米遇到大鯨魚，被木星的重力甩一巴掌，甩飛到太陽系外。別人的太陽系也會有同樣的事情發生，有些微行星被巨大的行星甩出來。這些被別人甩出來的東西，流浪在星際間，有可能某天就流浪來到我們家門口了。

「黑麻麻」（1I/2017 U1）的運行軌道。圖／NASA/JPL-Caltech

「黑麻麻」發現之後，研究人員經過初步的分析，就懷疑它是來自太陽系外的天體。10 月 22 日，結合了加法夏望遠鏡的觀測結果，才終於證實「黑麻麻」的軌道是雙曲線，而不是封閉的橢圓。也就是說，「黑麻麻」的軌道並無被太陽的重力束縛，它根本不是繞著太陽公轉的天體！

許多望遠鏡搶在「黑麻麻」離去之前觀測，於是科學家能夠精密地重建出「黑麻麻」的運行軌道。原來，這個小天體在 2017 年 9 月 2 日從太陽系盤面上方穿入水星軌道內，9 月 9 日最接近太陽，10 月 14 日行經地球軌道下方。太陽系的天體大都分布在接近同一盤面上，外來的闖入者軌道才如此怪異，這下又形跡敗露了！

「黑麻麻」的軌道速度實在太快，以秒速 26 公里的相對速度進入太陽系，太陽的重力根本不足以減慢它到能夠捕捉在太陽系內運轉。顯然，這位神秘嘉賓無意留宿在太陽系中，因緣際會來了一趟，與我們萍水相逢罷了。它不甘做太陽的奴僕，一生只接近太陽這一次，未來將與我們漸行漸遠。

也許它正吟誦著這首詩呢：「我達達的馬蹄是美麗的錯誤，我不是歸人，是個過客……」。

• 「黑麻麻」（1I/2017 U1）的運行軌道。

11月6日，國際天文聯合會（IAU）為「黑麻麻」正名，在接到申請後不到24小時，就同意為它專設一個新的天體分類── I，代表星際天體（interstellar object）[5]。於是，「黑麻麻」再度改名，成為 1I/2017 U1，開頭的 1 就表示它是此分類的第一號了。‘Oumuamua這個稱號也被正式認可，可寫為 1I/2017 U1 (‘Oumuamua)。

奇形怪狀的不速之客，是外星人派來的間諜？

「黑麻麻」不僅行蹤詭異，它的長相也非常怪異。

科學家根據甚大望遠鏡、南雙子望遠鏡觀測到的光度變化曲線，了解「黑麻麻」的特徵。若小行星不停在自轉，有時某一面對著我們，有時則是另一面對著我們，如果整體表面材質夠均勻，比較大面積的那個面對準我們的時候，看起來就會比較亮。

左圖是「黑麻麻」（1I/2017 U1）自轉的模擬，右圖是光度變化的曲線。大面積的面對著我們的時候，光度達到高點。圖／維基百科（nagualdesign創作）

研究發現，「黑麻麻」大約 7 至 8 小時自轉一圈。出乎意料的是，它的光度變化，高點和低點竟然落差 10 倍！這表示大的面和小的面，面積可能有高達10倍之差異。也就是說，「黑麻麻」的形狀就像是一根長棍，長寬比可能高達 10：1，或者至少5：1 或 6：1。各項研究推測數據不一，但大約是長幾百公尺，寬、高各幾十公尺。

在太陽系裡，人們幾乎沒見過「黑麻麻」這樣奇形怪狀的天體。事實上，這種奇怪的形狀，本身的力學結構很難維持。你可以設想，一根棍子容易斷成兩截，但是一顆球不太容易，但「黑麻麻」怎麼會是以棍狀的模樣遊走到我們的太陽系中呢？

藝術家繪製的「黑麻麻」（1I/2017 U1）想像圖。「黑麻麻」的形狀是長柱狀，這種形狀在太陽系天體中非常罕見。圖／ESO/M. Kornmesser

為什麼第一個看到的星際天體，就長得這麼怪呢？開始有陰謀論出現了，有人懷疑，搞不好是外星人派來的探測器！不過，專門搜尋外星訊號的突破聆聽計畫（Breakthrough Listen），12 月 13 日利用美國維吉尼亞州的綠堤望遠鏡（Green Bank Telescope），來偵測「黑麻麻」是否有出自科技裝置發出的電波訊號。結果如何呢？沒有鬧上新聞頭條，你大概也猜得到，結果是沒有任何可疑訊號。

雖然不是外星人派來的間諜，但我們還是很想知道，「黑麻麻」到底是從哪裡來的。根據軌道的方向，它可能是從織女星的方向來的。不過，以每秒 26 公里的速度推算，它仍然要走 30 萬年才能從織女星來到太陽系──而三十萬年前，織女星根本不在現在的那個位置。所以，來自織女星也不合理。

有趣的是，「黑麻麻」每秒 26 公里的移動速度，很接近太陽相對於銀河系周圍物質的移動速度。這又是一個證據，「黑麻麻」是星際中的天體。不過，它的速度並不與太陽系附近任何一個已知的恆星系統一致。至今「黑麻麻」已經漸行漸遠，科學家仍無法確認它從哪裡來。

「黑麻麻」走了，留下更多關於太陽系外的疑問

而經過科學家持續的研究之後，情況又更複雜了：2017 年 12 月艾倫．費茲蒙（Alan Fitzsimmons）等人在《自然天文》（Nature Astronomy）期刊發表的論文指出，不排除「黑麻麻」是星際彗星的可能性。他們說明，有些彗星在長期暴露於宇宙射線之後，可以發展出一個「保護層」。彗星的冰，只要在保護層下藏得夠深，就不會揮發出氣體、散出塵埃的活動跡象。

不過，這只能說是有此一說了，目前大多數學者仍傾向於認為「黑麻麻」是個星際小行星。

第一個目擊到的訪客是星際小行星，而非星際彗星，其實出乎科學家原先的意料。目前所知太陽系外層「歐特雲」的小天體，多半是彗星，而彗星與小行星的比例估計是 200:1 到 10000:1。逃脫到太陽系外的小天體，來源理論上要與歐特雲類似，以彗星為主。別人的太陽系，假如構造與我們的太陽系相似，則逃出來的星際天體，也該是以彗星為主。

太陽系外層的歐特雲示意圖。圖／維基百科（Jedimaster創作）

沒想到，第一次就來了一個星際小行星。「黑麻麻」的到來，留下了疑問：別人的太陽系，究竟跟我們的太陽系有無不同呢？

夏威夷語的 ‘Oumuamua，意思第一個遠方來的信使。把它稱作第一個，言下之意就是期待找到第二個、第三個了。「黑麻麻」這位長相怪異的星際訪客，已經讓人類見識到宇宙比想像中更有趣，而現在它已經逃之夭夭，我們就放眼未來吧！

好消息是大型綜合巡天望遠鏡（Large Synoptic Survey Telescope; LSST）預計在 2019 年完工，這套直徑八米等級的巡天望遠鏡，讓我們有機會搜尋到更多更小更暗的星際天體。若能觀測到更多星際天體，人們將掌握更多來自別人的太陽系的訊息。這就像尋獲漂流到我們家門口的神秘訊息，或許能揭開它的來源地的神祕面紗。

我們從來不可能只活在象牙塔裡。地球並不孤立在太陽系中，常有意外的訪客，幻化為美麗的流星。也有過門不入的危險分子，科學家把它們登記在近地小行星的名單上。現在我們知道，太陽系也不是孤立在銀河系中，也有意外的訪客，從我們身邊飛掠而過。

我們不知道下一個不速之客什麼時候到來，也不知道它會給我們什麼意外的驚喜。面對外頭的世界，只能永遠保持警覺，也永遠保持開闊的心胸。

• 本文特別感謝鄭宇棋博士審訂

附註

• [1] 陳英同，〈瓶中信──誰人寄來的小行星 1I/2017 U1 （’Oumuamua）〉，2017年11月8日刊登於網路天文館。
• [2] 此段落由鄭宇棋博士提供。
• [3] MPEC 2017-U183: A/2017 U1
• [3] Stern, Alan. “Seeking Rogue Comets." Astronomy, February 1997, 46-51.
• [4] MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS
• MPEC 2017-V17 : NEW DESIGNATION SCHEME FOR INTERSTELLAR OBJECTS
  

參考資料

• Enriquez, E.; Siemion, A.; Lazio, J., et al. 2018, ArXiv e-prints, arXiv:1801.02814
• Fitzsimmons, A., Snodgrass, C., Rozitis, B., et al. 2017, ArXiv e-prints, arXiv:1712.06552
• Fraser, W. C., Pravec, P., Fitzsimmons, A., et al. 2017, arXiv:1711.11530
• Jewitt, D., Luu, J., Rajagopal, J., et al. 2017, ApJL, 850, L36
• Mamajek, E. 2017, RNAAS, 1, 21
• Meech, K. J., Weryk, R., Micheli, M., et al. 2017, Natur, 552, 378
• Ye, Q.-Z., Zhang, Q., Kelly, M. S. P., & Brown, P. G. 2017, ApJL, 851, L5
• Greicius, T. ”Small Asteroid or Comet ‘Visits’ from Beyond the Solar System.” NASA News Releases, October 27, 2017.
• ”The IAU approves new type of designation for interstellar objects.” IAU announcement 17045, 2017.
• “ESO Observations Show First Interstellar Asteroid is Like Nothing Seen Before." ESO Press Releases, November 20, 2017.
• Talbert, T. “Interstellar Asteroid FAQs.“ NASA News Releases, November 21, 2017.

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文 / 鄭國威、Ning、陳亭瑋、雷雅淇

想要王位？先來打一架吧。（設計對白）source：IMDb

不管是如電影《黑豹》中的傳奇王國「瓦坎達」，要坐上王位需要先挑戰打贏前任國王；或是近期眾所關注的中國修憲、廢除國家主席任期限制；在人類組織中，怎麼決定誰來領導是極為重要的議題，一個沒搞好，不是民怨四起，就是被推翻清算，甚至還可能引爆戰爭，株連更多人。

人類發明了很多制度來決定領導者是誰，我們都聽過政教合一、帝王世襲、君權神授、君主立憲、民主共和、獨裁極權，內閣制、總統制……。在小團體中，有時候誰的拳頭大、誰的外貌好、誰能言善道、誰玩遊戲比較行、誰跑步比較快、誰跟學姊比較好（？）……都可以是影響領導權分配的關鍵，那麼，在動物的世界呢？

以下我們獨家訪問了 10 種生物，請他們給王位一度被奪走的黑豹帝查拉以及想緊緊抱住到手的蜂蜜永遠不放的小熊維尼一些建議。關於怎樣決定領導，就讓我們來聽聽這些生物怎麼說、怎麼做～

獼猴：要得到王位，先看看雌猴是否支持！

圖／Ltshears [CC BY-SA 3.0] via wikipedia

我們作為雄獼猴根本是獼猴群裡的「邊緣人」啊，成年後就要離開原來的獼猴群出外流浪，即使加入了一個新的獼猴群，想要往上爬會打架還不夠，也必須要爭取母猴群的支持，經過重重挑戰才有機會成為「猴王」；即使成為了猴王，好康也只是比較有交配的機會而已，責任卻有一大堆：不只要當保全看顧猴群與幼猴，就算做好做滿，也得時時小心母猴群會選出別的猴王把自己踢下來啊！[1][2]

山地大猩猩：多元成家的一家之主

圖／Charlesjsharp [CC BY-SA 4.0] via wikipedia

咱們山地大猩猩的生活其實比較接近「多元成家」的模式，多數的大猩猩群體，成員包括一頭到很少數的成年雄性與為數較多的成年雌性以及牠們的小孩。主要由成年的雄性大猩猩作為「一家之主」決定群體接下來的去向，並且負責維持其他成員的安危，絕大多數的雄性大猩猩成年後會「離家」遊蕩數年，之後才又和其他母猩猩成家。

穩定的大猩猩群體很少面臨挑戰，但如果我們不巧狹路相逢，遇到不同群體，雄性領袖們會先以某些威嚇行為，如露出犬齒、雙拳鎚胸或捶地互相挑戰，打一架來解決糾紛。[3][4]

狼王：我只是個哈士奇老爸

圖／Wilda03 @Pixabay

別把你們人類說的狼性硬套在我們狼身上了！搞得我們好像特別愛爭權奪利似的，其實大多數的狼群都是核心小家庭制，就是一對爸爸媽媽加上還沒離家的自家小孩，少部分較大的狼群會由 2-3 對有親戚關係的夫妻組成。

所有狼小孩長大了都會搞叛逆，挑戰爸媽的權威或者離家去也，狼爸媽也只能搖著手帕說掰掰。而狼王夫婦最大的特權其實就是「能夠生小孩」，後來加入狼群的夥伴們可是要狠狠打架才有機會爭取到這個權力的。[5]

獴：生小孩是女王特權！

圖／Karen Arnold @publicdomainpictures

哼！看什麼看！想挑戰我嗎！我們狐獴個頭雖然小，社會階級可是分得很清楚，在我們的群落中，只有最會打架、階級最高的狐獴夫妻才可以有小孩。因此做為「女王」的雌性狐獴，除了在女兒成年有生殖能力時會將女兒趕出家園，還會在其他雌狐獴生下小孩時「殺嬰」，或許這些行為在你們人類看來非常激烈，但人類歷史上也有類似的案例啊。

女王蜂：小時候吃得好，長大了沒煩惱

圖／USDA @Flickr

要當女王，問我就對了～身為女王蜂，我在蜂巢中領導 300-400 隻雄蜂、數萬隻工蜂，其實我當上女王蜂的決定機制滿簡單的：在我小時候，上一任女王分泌蜂皇素（費洛蒙）的能力變差，工蜂就會開始育成新的蜂后。他們一直餵蜂王漿給我吃，其他蜂則只能吃蜂蜜跟花粉的混合物。我吃得好長得好，在長成後就跟其他蜂不同，擁有完整的生殖系統，接著我一一鬥死其他對手，等到時間到了，在工蜂催促下，展開一趟浪漫的婚飛，收集到夠多精液，之後就可以自己生出一個王國啦。[7]

蟻后：只管做個媽媽，不管事

圖／AnishRoy @Pixabay

想到分工合作的動物，除了蜜蜂，我們螞蟻大概是前幾個出現在你腦中的吧！搬運食物、建築蟻窩這類行動都不是一隻螞蟻可以搞定的，但神奇的是，雖然我們合作完成這些（和我們身形相比）偉大的事蹟，但蟻窩要怎麼蓋、我們要怎麼分工，其實都沒有一個工頭或是國王給我們指令或計畫書呢。

雖然我們有蟻后，但她只負責產卵，並不負責指揮蟻群。像我們這樣，在沒有領導者的狀況下完成複雜而困難的任務的行為被稱為自我組織（self-organization）。[8]

非洲水牛：該往哪去？妹子說了算！

圖／markjordahl @Pixabay

我們非洲水牛，只要是成年女生，就能參與投票決定明天族群行進的方向喔。我們投票的方式簡單又優雅：每天休息的時候我們聚在一起然後做出像伸展一樣的動作，但巧妙就巧妙在，我們在伸展的時候會把頭抬高並看向自己希望的行進方向來投票，一個眼神示意就搞定啦。

我們的投票是採多數決制，但當有兩個方向獲得相同票數，就會在第二天分成兩群各自去不同方向吃草，是不是公平又公正呢？[9]

鴿子：和成群吃飯的大學生有 87 分像

圖／ScienceDaily

什麼？你問我們鴿子怎麼選出老大？以前有科學家讓我們背著 GPS 小包包（萌萌噠！），追蹤我們飛行時發現：飛翔的鴿群雖然會有領袖和追隨者之分，但這樣的架構是會動態改變的，並非總是同一隻鴿子帶頭，且群體裡的每一隻鴿子都能參與決策。不過決策過程並非一鴿一票、票票等值，地位比較高的鴿子對決策有較大的影響力。

至於為什麼某些鴿子可以成為領袖呢？之後有科學家認為「可能是因為這些鴿子飛得比較快」，真是好廢的結論啊。不過不論是帶頭的領袖會動態改變，又或是會跟著衝在最前頭的人，怎樣都讓人感覺咱們飛翔的鴿群和成群吃飯的人類大學生有 87 分像啊！[10]~[15]

不信？這裡有影片：

魚：沒辦法，誰叫我生來就是個領導～

圖／Ron Offermans [CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons

就像人一樣，我們棘背魚科的三刺魚（Gasterosteus）也有不同個性，有的天生外向大膽，具有領袖特質；當然也有比較害羞的魚。當我們在自然環境下覓食，這些天生領袖會帶領其他害羞的魚行動。但有人做了實驗，發現給予好吃食物的獎勵，可以讓領袖魚很快的學會去做一個追隨者；卻很難鼓勵害羞魚擔任領袖的角色。

在領袖魚學會不再帶領其他魚的情況下，這個群體的覓食效率就因為領導魚沒有領袖特質而下降。果然當領袖這種事，還是很講求天份啊。[16]

細菌：沒有主揪還是能夠揪團入侵你！

圖／Monoar @Pixabay

找我幹嘛？我又不是動物！勉強回答你啦～我們細菌在入侵宿主時需要協調合作，散佈化學物質來對抗宿主的免疫系統。我們作為單細胞生物當然不可能選舉出一個細菌王帶領細菌軍團大舉入侵。但還是有彼此溝通的機制，讓細菌們能夠找到同伴，互相協調扶持。細菌細胞與細胞間透過偵測、產生、釋放特定化學訊息分子與彼此共通協調，達成一種去中心化的決策系統。這種透過化學分子的訊息溝通機制被稱為「群聚感應」（quorum sensing），就算沒有主揪，還是可以做伙讓你生病啦。[17][18]

source：IMDb

我們常會從像是《獅子王》（跟《黑豹》有 67%像啦）或是一些動物的寓言故事中，看到威風凜凜、一呼百諾的動物領袖，就好傻好天真的以為動物王國裡的「領袖」就猶如人類世界裡的「帝制」一般，而且只要只要王的能力強、意志堅定，就可以帶領「部落」往良善的地方前進。

但實際上，大多數動物（不管是不是有社會性）爭奪地位大多不是為了權力，而是為了生存、食物與繁衍，聽起來很帥的狼王只是哈士奇老爸，蟻后就是個產卵機器；而咱們的美猴王更是肩負重責還隨時要擔心被推翻呀。更別提其實很多被選出的動物領導其實就跟人類世界一樣，很不稱職。

小熊維尼當然可以緊緊抱著心愛的事物不放手，但是在動物世界裡作為一個「領袖」到底代表了什麼，有多少的責任義務、又能在這個位置上多久，有時候是比人類世界還要來的更複雜、更殘酷的啊。

維尼主席、帝查拉，你們當王快樂嗎？

source：IMDb

參考資料：

• [1]：van Noordwijk, M. A., & van Schaik, C. P. (1999). The effects of dominance rank and group size on female lifetime reproductive success in wild long-tailed macaques, Macaca fascicularis. Primates, 40(1), 105-130.
• [2]：Reed, C., O’brien, T. G., & Kinnaird, M. F. (1997). Male social behavior and dominance hierarchy in the Sulawesi crested black macaque (Macaca nigra). International Journal of Primatology, 18(2), 247-260.
• [3]：Robbins, M. M. (1995). A demographic analysis of male life history and social structure of mountain gorillas. Behaviour, 132(1), 21-47.
• [4]：東部大猩猩，維基百科
• [5]：Peterson, R. O., Jacobs, A. K., Drummer, T. D., Mech, L. D., & Smith, D. W. (2002). Leadership behavior in relation to dominance and reproductive status in gray wolves, Canis lupus. Canadian Journal of Zoology, 80(8), 1405-1412.
• [6]：Bateman, A. W., Ozgul, A., Nielsen, J. F., Coulson, T., & Clutton-Brock, T. H. (2013). Social structure mediates environmental effects on group size in an obligate cooperative breeder, Suricata suricatta. Ecology, 94(3), 587-597.
• [7]：Kamakura, M. (2011). Royalactin induces queen differentiation in honeybees. Nature, 473(7348), 478.
• [8]：彼得 ‧ 米勒著，林俊宏譯，《群的智慧：向螞蟻、蜜蜂、飛鳥學習組織運作絕技》，（2010 年 9 月 24 日，天下文化）。
• [9]：Jason G Goldman, How democracy works in nature? BBC Future, 2012.11.14.
• [10]：Pettit et al. Speed Determines Leadership and Leadership Determines Learning during Pigeon Flocking. Current Biology, November 2015 DOI: 10.1016/j.cub.2015.10.044
• [11]：Máté Nagy, Zsuzsa Ákos, Dora Biro & Tamás Vicse. Hierarchical group dynamics in pigeon flocks. Nature, Vol. 464: 890-893 (8 April 2010) .
• [12]：PIGEON FLOCKS LET THE BEST BIRD LEAD. Wired, 2010.4.7
• [13]：Cell Press, For pigeons, follow the leader is a matter of speed. ScienceDaily, 2015.11.25
• [14]：Phil Berardelli, When Pigeons Flock, Who’s in Command? Science, 2010.4.8
• [15]：University of Oxford, Pigeon ‘backpacks’ track flock voting. ScienceDaily, 2010.4.19
• [16]：Shinnosuke Nakayama, Following fish teach us that leaders are born, not made. The Conversation, 2013.8.28
• [17]：廖靜誼，〈來偷聽細菌們的對話吧！〉。
• [18]：What is Quorum sensing and how do bacteria talk to each other? University of  Nottingham

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如果我們開始期待，未來能有一座無活體展示的水族館，那究竟會是什麼樣子的水族館呢？面對「存與廢」的反思，世界各地的水族館開始使出渾身解數拿出那些花樣，讓水族館的價值不只是驚呼與歡笑，而是真正能讓動物走入人心。

未來的下一步，先看國外怎麼做

早在 1993 年，距離人為鯨豚圈養潮開始後三十餘年，英國最後一間鯨豚館正式關閉。其實目前在英國飼養鯨豚並不違法，只是法律對於鯨豚生活環境具有非常嚴格的限制，也因如此至今未再出現任何鯨豚館。美國也是採用類似方案，1972 通過《海洋哺乳動物保護法案》的成立，間接促使許多鯨豚館的關閉。

而後世界各國皆有針對海洋哺乳動物禁捕或是禁止以娛樂為目的圈養的相關法案。例如在歐洲共同簽署 ASCOBANS協定，禁止在地中海、黑海和毗鄰的大西洋海域附近捕抓鯨類動物。除了此一協定外，許多歐洲國家：希臘、瑞士、匈牙利、克羅埃西亞、塞普勒斯、斯洛維尼亞、波里維亞也都禁止進出口鯨豚類或以營利、娛樂為目的圈養鯨豚。其中希臘更是禁止將任何動物基於任何目的用於動物表演之上。

從國家和數據上來看，可以發現關於鯨豚保護及圈養的相關規範，大多集中於歐洲及美洲等地，在亞洲各國，目前僅印度法律明文規定不得以娛樂性為目的圈養任何鯨豚類，內容包含任何水族館或是馬戲表演等。但是目前在亞洲其他國家，我們仍可以看到鯨豚秀等娛樂形式的表演，並且在中國的鯨豚水族館的還持續增加中，光是圈養鯨豚數量，在 2016 年已經超過四百頭。不難發現，亞洲各國對於圈養海哺類議題，並無特別明顯的共識，並且在法律層面上也尚未見到較為嚴格且明確的規範。

隨著越來越多國家禁止鯨豚圈養，卻也不斷有新的海洋世界開幕。照片來源：長隆海洋王國

牠們不在陸地，讓我們走向海裡

我們希望透過更為自然的方式欣賞鯨豚在海中樣貌，先退一步，搭配上生態解說的友善賞鯨魚之旅，或是如菲律賓霧宿「與鯨鯊共游」的活動，也許是一個較為可被接受的接觸管道。在宜蘭、花蓮與台東，都有著賞鯨的觀光行程，提供民眾近距離觀察野生海豚。但仍要注意有許多賞鯨船為使民眾能夠更近距離觀察海豚，過度靠近野生海豚族群，造成牠們驚嚇或是壓迫。或是搭乘船隻、民眾丟棄的垃圾，長期下來都會影響生態。所以中華鯨豚協會也與賞鯨業者合作，名列許多友善賞鯨船，透過業者自律與協會的認證，希望提供在環境與生態上更友善的選擇。

在菲律賓霧宿海邊所推出的「與鯨鯊共游」，看似以對海洋生物傷害最低在海中共遊的活動，的確可以提供對於大自然近距離觀察。但是其中仍有許多值得思考的爭議點，無論是當地居民誘引鯨鯊長期停留於港邊，或是大量觀光客湧入所帶來的環境污染與海洋生態受干擾，都是在進行任何一種與海中生物接觸時必須考慮到的。

旅遊業者推出與鯨鯊共游的行程，滿足了人們親近海洋的夢想。照片來源：kkday

圈養以外的可能，科技所帶來的生命想像

一個以「海洋」為主軸的博物館，如果場館內沒有任何活體動物，那會是什麼樣子？位在基隆的「國立海洋科技博物館」做了很好的示範。海洋教育，海中生物並不是全部，關於在海洋上生活人們的文化、整個海洋生態的組成，還有關於現在海洋的破壞，其實都是組成這片大洋的一部分。有別於海生館著重於海洋生物的認識，海科館則是以更多面向介紹了海洋知識。

並且其中最值得參訪的，「科技」與教育的結合，無論是在「海洋文化」場館內，帶參觀者了解到早期漁民如何討海生活，利用螢幕與體驗裝置，動手體驗捕魚的難處；或者是坐上特殊製作的造型船，體驗魚群在水中是如何維持平衡，躲避大魚的追捕，要體驗者認識魚體構造與生活環境如何交互影響，這其實都是在活體展示，所無法帶來的體驗，科技可以利用全新的思維，讓我們有不一樣的體驗和認識，讓關於海洋，我們了解學習到的不只是被圈養的生命。

海科館內體驗魚群游動的數位設施。

網路時代，線上水族館

而早期另外一種想要欣賞水族館的方式，則是透過線上水族館的直播，讓人能夠以較不打擾生物的方式，了解他們的生活習性。但此二種方式，在觀看的感受上，都難以讓觀眾真正體會到大自然的震撼、感受動物真實的生命力。

海生館白鯨直播系統：https://goo.gl/jyUh4X

虛擬實境，結合科技將海洋帶到眼前

近幾年，隨著科技快速發展下，虛擬實境（Virtual Reality）為「虛擬」水族館這個概念，帶來更好的轉機和全新的可能。日前，美國娛樂集團Landmak，宣布要以虛擬實境作為核心，開發全新的娛樂體驗。在此一計畫中，虛擬動物園以及虛擬水族館也特別被羅列其中，娛樂集團的執行官 Tony Christopher 特別強調：將動物關在動物園中是政治不正確的。希望將小時候參觀傳統動物園、水族館等經驗，結合現在新的科技，帶來不同體驗。

擴增實境／全息影像

除了成熟發展中的虛擬實境水族館，你有沒有曾經想像過，當自己閉上眼睛，就來到了北極，睜開眼下一秒，則看見北極熊從眼前走過；或者，感覺自己坐在一艘小船裡面，下一秒，巨大的抹香鯨躍出水面，激起一陣水浪？

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走入影劇的物理學家

1992 年秋季，熱愛歌劇的霍金發現自己成為紐約市大都會歌劇院的舞台角色，講明白點就是成為一個稍微吊離舞台的人物。

那齣戲不是華格納歌劇，而是先前幫《時間簡史》影片配樂的作曲家菲利普．葛拉斯（Philip Glass）的新劇《航行》（The Voyage）。大都會委託創作《航行》來紀念哥倫布航向新世界五百週年慶，不過葛拉斯決定不再重講哥倫布的故事。於是他讓哥倫布成為人類渴望探索、發現的象徵。歌劇序幕有個坐輪椅的人物，分明就是隱指霍金，在舞台上空飄蕩並吟誦：「眼光嚮往哪裡，航行就朝向哪裡。」一片滿布行星的天空出現，彷彿是他變出來的，然後他就朝遠方飛去。

《時間簡史》紀錄片

隔年，霍金還更深入參與一次短期冒險行動，而且在心中留下美好回憶的不只他一人，還包括許多人，那是一趟（想像的）飛航旅程，而且遠比他在真實生活依然期望從事的次軌道飛行還更英勇。他那趟飛行並沒有（換個口味）乘著理論物理學的翅膀。 事情從 1993 年春季開始。當時為慶賀《時間簡史》發行家庭影視版辦了一場聚會，李奧納特．尼摩伊（Leonard Nimoy）獲邀與會。尼摩伊在《星艦奇航記》裡飾演瓦肯星人史巴克，還榮膺使命為聚會引介霍金。 依《時人雜誌》（People Magazine）所述：「瓦肯最著名的後裔，迅即與地球最富人望的宇宙學家做了心靈交融。」這樣引經據典，所有星艦影迷全都心領神會。尼摩伊得知霍金是星艦的影迷，而且像其他粉絲一樣渴望粉墨登場，於是他聯絡該劇執行製片尼克．伯爾曼（Nick Berman）。伯爾曼立刻安排三分鐘橋段，穿插星艦劇集〈後裔〉（Descent）的開場段落。

霍金、愛因斯坦、牛頓、百科（生化人）一同打橋牌。霍金是唯一位由本人飾演的角色。　圖／《星艦奇航：銀河飛龍》劇照

那場戲的背景設在星艦企業號的「全像甲板」，那是艦上一區，能以全像技術把船員的幻想變成「實境」。這段演的是仿生人百科，幻想自己和愛因斯坦、牛頓與霍金打橋牌。結果毫不奇怪，這當中只有霍金角色由霍金本人飾演。他提前收到腳本，編好程式把他的台詞輸入語音合成器。

從 1990 年代到二十一世紀的前十年，霍金還能做出幾種臉部表情，而且在飾演自己的角色時，他把這項能力發揮得很好，那一集的導演亞歷克斯．辛格（Alex Singer）表示；「所有人都很驚訝，怎麼他的臉部竟然有這麼高的活動力。這背後的生命力非常明顯。」扮演牛頓的約翰．內維爾（John Neville）也說：「當你說的話引出那樣一幅微笑，一天的辛勞都有代價了。真的！」布侖特．史派納（Brent Spiner）飾演劇中主持那場牌戲的百科，他總結表示：「往後當伯爾曼和我都住進老人院，我們肯定會坐著搖椅談起霍金。」

看來霍金也很能掌握事情的輕重緩急，他在拍片時說過：「不拍片演戲時，我喜歡解決物理學問題。」他有一件憾事：「可惜當時紅色警報響起，我贏的錢始終沒有到手，不過我把他們全打敗了！」

這個星艦客串角色讓霍金又一次大出風頭，程度幾乎凌駕《時間簡史》幫他贏得的名聲，還為他在同一年（1993）發表《黑洞和嬰宇宙及其他論述》（Black Holes and Baby Universes and Other Essays）創造有利的條件。不久他又在流行文化幾度露面，平克．佛洛伊德樂團（Pink Floyd）《藩籬警鐘》（The Division Bell）專輯的〈盡情吐露〉（Keep Talking）曲中，便出現他的電腦化語音。

In loving memory of Stephen Hawking. It was an honor to have him on The #BigBangTheory. Thank you for inspiring us and the world. pic.twitter.com/9rWoYqIToy

— The Big Bang Theory (@bigbangtheory) 2018年3月14日

• • 除了出現
  在《銀河飛龍》的影集中，霍金也曾在《生活大爆炸》中作為他自己出演。

身障者與物理學家的代言人和角色楷模

星艦劇集也讓身體有不同障礙類型、程度的年輕人注意到霍金，而且影響力遠超過他那幾本書。 《時代》雜誌於 1993 年 9 月刊出一篇報導，描寫他在西雅圖對坐輪椅的青少年發表演說，還形容在那一個多小時，全體聽眾都聚精會神，聽得入迷。演講結束，聽眾簇擁發問，他們請教的問題多半涉及身障者的實際生活和相關的政策議題，科學和宇宙學反而問得不多，他們等待霍金敲出他的答案，一邊咧嘴笑不停。眼前這位是知名科學家、暢銷書作者、《銀河飛龍》星艦影星，而且他和聽眾同樣是肢體障礙。 霍金沒有說錯，儘管影響好壞參半，但他的聲望卻間接的幫助了其他身障人士，這也是事實。

霍金 2008 年於 TED 發表的演講《我們的宇宙如何開始》（可開啟字幕）

後來他採用其他幫助方式。1995 年夏季，他在倫敦皇家阿爾伯特音樂廳（Royal Albert Hall）向一群聽眾發表演說，五千個席次滿座，這種群眾號召力可不比尋常，所得收益全數捐給肌萎縮脊髓側索硬化症慈善機構。他還幫忙推廣身障輔具科技展，稱為「對我說話」（Speak to Me），會場設於倫敦科學博物館。不論在世界任何地方，只要有他現身或提供贊助，幾乎都能保證座無虛席。

《新聞週刊》在 1993 年 1 月號刊出的一篇報導描述，民眾和媒體在加州柏克萊幾場演說現場的狂熱表現，許多聽眾都提前不只三個小時來佔位子。他一駛上舞台中央，攝影師就推來擠去搶好位置，接著閃光燈此起彼落。以這種方式來幫助身障人士，是很有價值的好事。

十年下來，霍金成為一位掌握群眾的大師，或者說，這完全是一種機遇，每當民眾和媒體需要提升注意力時，他總是想得出能吸引人們注意的說法，他的一位助理就曾這樣對我說：「你也清楚啊，他並不笨啊！」不論那是指什麼，總歸是一個優勢，不但幫了自己，為身障人士代言和宣導科學也都有好處。

電腦病毒是生命嗎？挑戰最高指導原則

1994 年 8 月，波士頓麥金塔世界博覽會（Macworld Expo）一段背離常態的刺耳宣言登上世界各地新聞版面：「或許這就道出了人性的某種特點，至今我們創造出來的唯一一種生命，完全帶有毀滅特性。我們按照自己的形象創造生命。」霍金這段話是在談電腦病毒。

電腦病毒擁有某些接近生命的因素，有可能被算作生命嗎？　圖／Yurl Samollov@flickr

電腦病毒是不是一種生命？霍金認為它們應該「算是生命」，接著這種說法便掀起一陣騷動。

當時新推出的星艦系列《銀河飛龍》一齣劇集，畢凱艦長和一種超智慧病毒交手，最後還和它協商，並沒有把它毀掉，以免違反星際艦隊不得干預任何外星社會內部發展或社會秩序的「最高指導原則」。就這起事件，摧毀病毒就構成這種違例行為。顯然《銀河飛龍》編劇都認同霍金的說法。眾多星艦影迷和霍金粉絲，都很樂意分從正反兩方加入辯論。

「一種有生命的事物通常具有兩種元素，」霍金表示：「首先是一套內部指令集，告訴它如何自行延續並自我複製；其次是一種用來執行那組指令的機制。」我們所知的生命都是生物型生命，而這兩種元素就是基因和代謝，不過「這裡必須強調，它們完全沒有理由非得是生物型。」電腦病毒能自我複製並移入不同電腦，感染互聯系統。儘管不具有一般所稱的代謝作用，病毒卻像寄生生物那樣使用宿主的代謝機能，「多數生命種類，包括我們人類都是寄生型的，因為它們得靠其他型態的生命才能取得養分，保障自己存活。」

有關生命是什麼、不是什麼的問題，生物學依然沒有定論，因此生物學家應邀就此提出見解時，都不願表示霍金是否說對。

電腦病毒確實和某些生命定義相符。 霍金在那場演講尾聲又提出一個令人詫異的主張，隱指「生命」有可能包括哪種類型。人類壽命太短，無法完成恆星間或星系間長途旅行，就算以光速都辦不到。不過就機械式太空船來講，這種長壽要件就不成問題，它們可以在遙遠行星著陸，採擷各地資源建造新的太空船。這趟航程可以永遠延續不絕。

「這群機器可以成為以機械和電子元件為本的嶄新生命型態，不必（像生物型生命那樣）完全靠大型分子。」霍金說出了一個冷酷的預言。

  本文摘自《時空旅行的夢想家：史蒂芬．霍金》，時報出版，2017 年 12 月 12 日。

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