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【極光片語】頂尖團隊的社會責任—科學家該如何提問?

一講到不同領域的結合,大部份人直覺想到的是自然學科裡的「生物尬電機、迸出新滋味」或是人文學科裡的「文史哲一家親」,會想到文科與理科整合的人可能就不多了,其實在上一集【極光片語】中,日本AIST以機器人科技滿足人性中陪伴的需求,就是個好例子。「人們常以為科學不會考慮到社會問題,只是一股腦兒的往科學前沿衝刺;其實科學對社會有很大的影響,至於科學家要怎麼讓民眾對科學研究有感?癥結在於研究方法和提出問題的形式。」李世光老師說。

李老師擔任國科會工程處處長時,曾率團去澳洲最高國家級研究機構CSIRO和研發出金黃色奇異果的HortResearch(注1)取經,學習這兩個科學研究單位如何關懷社會問題,並提出科學的解決之道。「他們的目標很有意思,叫做『Impact local immediately, influence global fundamentally』(即刻的在地衝擊性,根本的全球影響力)。」李老師說。

科學家發明的藥物讓綿羊長出脆弱的毛髮,綿羊穿上特製網衣後,工人就可以剝下一件完整的羊毛大衣。照片來源:李世光。

科學家發明的藥物讓綿羊長出脆弱的毛髮,綿羊穿上特製網衣後,工人就可以剝下一件完整的羊毛大衣。照片來源:李世光。

免動刀的綿羊脫衣秀

澳洲是全世界最大的羊毛出口國,羊毛不僅為澳洲帶來貿易的獲利,綿羊的脫衣秀也是觀光客必訪的行程,然而彎著腰用電動剃刀為綿羊脫毛衣並不是件輕鬆的差事,羊毛工人平均在42歲時會有脊椎側彎的問題,年輕人對這項工作也興趣缺缺,眼看著產業即將發生世代斷層的危機,澳洲人該如何面對呢?大量引進外籍勞工、開放更多打工度假的名額,似乎都不是長久之計;面對這題快問快答,科學家的答案:「讓羊毛自己掉落吧!」

澳洲CSIRO的科學家研發一種會使髮質變差的藥劑,注入綿羊體內後,只要等待幾週讓綿羊長出一小段易斷裂的毛髮,農場主人就可以像扒香蕉皮一樣,幫綿羊脫去整件毛衣。想像這個畫面或許有點獵奇,其實綿羊斷毛的原理跟警察驗毒一樣,我們的每根毛髮都是一本日記,記錄著每天的飲食、用藥,營養不良時會導致出枯黃的頭髮,代謝後的藥物卡在毛髮裡也無所遁形。科學家發明的「生物剃毛術」,有助於減少人工剃毛所需的勞力,避免可能發生的勞力短缺,直接、立即地解決在地的產業問題。

淡褐蘋果蛾在澳洲、紐西蘭、美國等地都會造成農作物的損害。照片來源:維基百科

淡褐蘋果蛾在澳洲、紐西蘭、美國等地都會造成農作物的損害。照片來源:維基百科

擊敗那萬惡的澳洲飛蛾

在澳洲的東南方,那個舉世聞名的奇異果王國紐西蘭也面臨了一個挑戰:自從淡褐蘋果蛾(Epiphyas postvittana)從澳洲風塵僕僕的飛越塔斯曼海抵達對岸,紐西蘭的作物幾乎無一倖免的被洗劫一輪,對這個農業大國造成不小的影響,「所以他們說這是萬惡的澳洲飛蛾。(笑)」李老師說,「為了解決這個問題,HortResearch的科學家做了非常精彩的研究!」

面對病蟲害,噴灑農藥是行之有年的作法,後來人們考量到生態浩劫的風險,發明各種對環境較為友善的生物防治法,例如以藥劑或放射線讓雄蟲不孕,絕子絕孫以減少族群後裔、釋放費洛蒙干擾雄蟲求偶等等。「通常研究做到這步驟已經很讓人開心了,HortResearch的科學家卻繼續做了很有意思的事。」李老師說。昆蟲嗅覺研究群的科學家認為,昆蟲的嗅覺會影響覓食和交配,因此他們從淡褐蘋果蛾偵測費洛蒙等揮發性物質的觸鬚開始研究,找到分子進入觸鬚的路徑,再分析這些蛋白質受器的結構與功能,藉由蛋白質體學追溯到控制此嗅覺機制的基因後,再以基因剔除的技術證明了此基因的影響。

從器官到生化反應路徑,從蛋白質到基因,如此打破沙鍋問到底的昆蟲嗅覺研究,不僅有潛力產生出新的蛾類或害蟲控制法,還有機會讓工程領域的研究者開發出創新的嗅覺感應子,「台灣的電子技術加上紐西蘭的生化研究,可以共同開發電子鼻,應用在食品新鮮度測試、有毒氣體偵測、香水開發等無限多種領域。」李老師興奮地說,「當我們把科學和社會問題結合,就會有全新的思路,跨領域的整合就可以衍生出無限多種新的技術和產業!」從應用導向研究所延伸出的基礎研究不僅扎實,對世界產生的影響力也很強大。

HotResearch消費者體驗研究室旁邊的食品準備室,研究人員在此製備食物樣品,經由照片左邊的窗口遞給受試者試吃。照片來源:李世光。

HotResearch的消費者體驗研究室旁邊連接食品準備室,研究人員在此製備食物樣品,經由照片左邊的窗口遞給受試者試吃。照片來源:李世光。

係金A!奇異果的真功夫

除了研究萬惡的澳洲飛蛾,綠色和金色奇異果也是HortResearch最負盛名的成果,這些由世界各地的奇異果所育成出的新品種,不僅受到全世界的喜愛,更讓紐西蘭的農業出口成長近十倍,研究單位開發的新品種經由全國各地的小農各自生產,再由所有農戶共同擁有的公司統一行銷,這種產銷系統需要非常完善的採摘後管理,因此,紐西蘭奇異果背後的功臣除了育種、生產、生態保護和植物病蟲害控制等農業基本成員之外,更加入了強大的保存加工技術和市場研究等新角色。

為了讓奇異果的外銷更成功,FortResearch很謹慎的研究各地消費者的喜好,包括氣味、顏色、口感等等,他們為此建造一間品評室,請不同族裔的人於此試吃各種不同的奇異果。為了減少操作人員造成的變因,受試者必須獨自坐在面牆的桌子前,牆上有一個像是購票亭的小窗口,窗口的對面是食物準備室,研究員經由窗口遞食物給受試者;為了測試顏色對食品喜好程度的影響,品評室也可以改變燈光的顏色:白光、紅光或全暗等等;為了標準化難以計算的喜好度,受試者不是像選秀節目評審一樣打出分數,而是拿著一把尺,在試吃完奇異果後,用手決定得分應該落在尺的左邊(不喜歡)或右邊(喜歡),手指捏著的刻度就是量化過的喜好度。這些嚴謹的研究讓李老師感到驚艷,他說:「這些科技化、量化的測試,背後的研究室和研究方法,比我想像的公正很多。」

來自東南亞國家的移工,會在台北火車站到中山北路三段一代聚會。

來自東南亞國家的移工,會在台北火車站到中山北路三段一帶聚會。照片來源:Lennon Ying-Dah Wong via Flickr

即刻的在地衝擊性,根本的全球影響力

有些科學家用科學方法解決社會問題,另一些科學家則將特殊的社會現象化作研究的助力。中研院的南島文化研究所曾經結合台大等單位的研究人員提出一項關於南島語族的跨領域研究計畫,向科技部申請了600萬的經費,負責審核的長官非常支持這個計畫,但他對預算感到疑惑:「600萬的經費怎麼夠呢?光是研究人員前往菲律賓、印尼、紐西蘭採血、訪談的交通費就不夠了吧?」計畫主持人如此回應:「不需要出國,我們每個週末去中山北路就可以了!」台灣有許多來自東南亞國家的外籍移工,離鄉背井、工作辛勞的他們趁著週末假日的難得空閑,在台北火車站到中山北路一帶與同鄉聚會,中研院提出的這項計畫即充分運用了台灣人口組成的優勢,降低研究的門檻。

無論是澳洲的綿羊、紐西蘭的淡褐蘋果蛾和奇異果,還是台灣的南島語族研究,都是以提升人民的福祉為核心目的,並且與當地社會緊緊相扣,「一流的研究團隊必有社會責任,只有從社會問題出發的科學研究,才能達到『Impact local immediately, influence global fundamentally(即刻的在地衝擊性,根本的全球影響力)』。」李老師說。

科學家能以科技實踐天馬行空的想像,為社會中的種種問題找出解答,但自然科學對人類社會的影響力,應該沒有比「網路」更廣大的了。虛擬的網路連結了實體的社會,物品、製造業、城市的數位化產生了現在當紅的物聯網、自造者、雲端等新名詞,生活及產業皆因為數位科技有了劇烈的變化,身在網路此山中的我們,看得清虛實整合世界的真面目嗎?預知詳情,請待下回揭曉~

注1:HortResearch 於2008年與Crop and Food Research合併為Plant and Food Research。

【極光片語】專欄收錄李世光老師的訪談,每一段小故事、小物件的背後,都有饒富趣味的科學道理。吉光片羽比喻殘存的珍貴文物,象徵李世光老師在科學研發的高昂志氣和人生智慧;傳說見到極光會帶給人一輩子的好運,期待讀者在本專欄得到的啟發,都能像看見極光般感動。

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關於作者

雷漢欣

PanSci的菜菜實習編輯,來自溫馨的動科系,心情好的時候喜歡說「你知道嗎!?」小故事,即使常得到「誰不知道阿.......」的冷眼回應,也不改其志。

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