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為什麼剛好是雄風三型闖禍?美蘇與一顆超音速飛彈的故事

活躍星系核_96
・2016/07/07 ・6189字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 557 ・八年級

編按:雄風三型反艦飛彈誤射事件越演越烈,很多人的討論都聚焦在軍紀上,但射出去的那枚「雄風三型反艦飛彈」到底是何方神聖呢?而它的分類「超音速反艦飛彈」,又在軍武、戰略上是個怎樣的存在呢?雄風飛彈正確的使用方式到底為何?

這得一路追朔回冷戰時期,蘇聯與美國的抗爭,與他們的軍事戰略,和之後東亞局勢的戰略發展開始說起。

(本文轉載自假圖天國,原文名稱為《超音速飛彈的春天》)

文 / 假圖天國

是說長期以來,以美國為首的陣營,一直對發展超音速反艦飛彈興趣缺缺,除了少數的歐洲貨以外,這個領域一直是俄系武器的天下,甚至到今天,美國海軍仍然沒有現役的超音速反艦飛彈。形成這種情況的原因很多,除了過去軍事科技上的限制,雙方作戰思維的差異以外,也與美國與前蘇聯在國家戰略上的不同,有著密切的關係。就技術上來說,超音速反艦飛彈與超音速戰機最大的不同,就是超音速戰機會儘量在高空進行超音速飛行,由於高空的空氣比較稀薄,對超音速飛行的阻礙比較低,相對的也就比較安全。

但是超音速反艦飛彈則完全不同,有些超音速反艦飛彈雖然也有攻頂模式[註一]可以選擇,但是多數的情況都是以掠海飛行的模式居多,而在低空的空氣稠密處進行超音速飛行,其實是非常危險的一件事,稍一不慎可能就會失控墜海或在空中解體。

  • 註一:攻頂模式。指飛彈在發射後,突然拉高彈道,再以高角度由目標的上方進行攻擊。這種攻擊模式常見於反艦飛彈或反裝甲飛彈。前者是要利用高速俯衝來突破艦隊防空網,後者則是因為絕大多數的裝甲車輛,其頂部的裝甲最為薄弱。
這次事件的主角:雄風三型反艦飛彈 (圖片來源:維基百科

伴隨「超音速」而來的詛咒

首先,低空的空氣擾動比較大,海上甚至比陸上更糟糕,因為超級潮溼的空氣讓超音速飛行更困難。而海浪造成的不規律氣流擾動通常都比陸地上更嚴重,超音速反艦飛彈以二至三倍的音速飛行,可以反應的時間餘裕很小,遇到亂流時很容易因為改正不及而讓彈體抖動失控。同時超音速飛行會造成很強的震波,貼海太近時,震波會影響海面,造成不規則碎浪,海面碎浪再形成空氣擾流,最後「反彈」回來影響彈體穩定性。所以超音速反艦飛彈的掠海飛行,飛行高度還是比一般的亞音速反艦飛彈要高很多。除此之外,超音速飛行時彈體會與空氣產生高速摩擦,速度越快溫度越高,這可能會形成三個問題:

一、可能讓彈體在高溫下解體自爆,特別是二十幾年前,航空特殊合金工藝還沒有今日進步時,這是一個非常難以克服的瓶頸。

二、高溫下,氣體離子化,會影響飛彈內電子儀器的穩定,特別彈錐內主動或被動雷達的靈敏度,在高速高溫下飛彈可能會變成半盲,嚴重的影響反艦飛彈的攻擊成功率。

三、超音速反艦飛彈最大的宿命,也就是在超音速飛行下的高溫,會形成巨大的紅外線訊號,這等於是向敵人宣告自己的位置。絕大多數的艦上防空系統應該都不會漏掉這麼巨大的目標,海上艦艇可以很早就偵測到來襲的超音速反艦飛彈,有充裕的反應時間。再加入過去的火箭引擎技術較差,超音速反艦飛彈消耗燃料的速度非常快,只能放大彈體才能裝入足夠的燃料。這會形成一個對攻方很不利的情況,那就是超音速反艦飛彈的速度雖然比亞音速反艦飛彈快上很多,但是因為彈體大,熱源訊號大,飛行高度又比較高,所以往往比亞音速反艦飛彈更早被發現。就算飛行速度較快,但是艦上人員擁有的反應時間反而會比較長,而且反飛彈系統的獵殺成功率也更高。結果就是超音速反艦飛彈昂貴、複雜又佔空間,卻沒有非常顯著的優勢,等於白忙一場,這也讓美國海軍長期以來都對超音速反艦飛彈興趣缺缺。

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(圖片來源:假圖天國)

戰術不同,飛彈不同

相反的,前蘇聯卻是超音速反艦飛彈的超級擁護者,在很長的一段時間裡,俄系巡洋艦或大型驅逐艦的最大外型特徵,就是左右船舷上的巨大型超音速反艦飛彈發射箱。原因在於:前蘇聯的海上航空兵力遠遠不如美國。這從冷戰時期雙方的航空母艦數量,與每一艘航空母艦的艦載機酬載能力對比,就可以一目瞭然。並不是說前蘇聯當時的科技實力不如美國,而是前蘇聯是橫跨歐亞的陸上國家,國家戰略重心在陸上作戰,而美國是兩洋國家,國家戰略重心在海洋之上,所以就出現了這樣的發展歧異。

前蘇聯海上艦隊的首要作戰目標,是嚇阻美國的航母艦隊靠近海岸來支援陸上作戰,若在大洋上狹路相逢,也要能有效摧毀美國的航空母艦戰鬥群。因此海上艦載機數量無法與美國相比的前蘇聯,就選擇了超音速反艦飛彈作為嚇阻戰略的發展重點,並搭配戰術性核武與「彈群戰術」來彌補過去超音速反艦飛彈的技術瓶頸。

有趣的是,當前蘇聯解體以後,專為反制航母艦隊的超音速反艦飛彈一度被視為大而無當,應該會走入歷史之中。不料東亞情勢的急速轉變,又讓超音速反艦飛彈鹹魚翻身。除了台灣發展的雄風三型超音速反艦飛彈已經服役部署,日本所發展的 XASM-3 空射型超音速反艦飛彈也即將定型量產,南韓則傳出計畫引進俄羅斯的相關技術,發展新一代的超音速反艦飛彈。再加上越南從俄羅斯引進的數種超音速反艦飛彈,未來狹小的東亞海域裡,將會出現六、七種以上射程動輒上百公里超音速反艦飛彈,這背後的意義已不言可喻。

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(圖片來源:假圖天國)

蘇聯如何駕馭超音速飛彈?

過去前蘇聯會選擇問題很多的超音速反艦飛彈為發展重點,原因在於超音速反艦飛彈的幾個缺點,對前蘇聯來說都可以克服。首先彈體過於龐大的問題對前蘇聯來說本來就是無法避免的,因為前蘇聯計畫以戰術性核武來一舉全殲美國的航母艦隊,過去的核子彈頭尺寸不小,就算是要裝在亞音速反艦飛彈上,也需要先放大彈體,因此無論如何這問題都無法避免。反而超音速反艦飛彈因為彈體大,裝的燃料多,速度又快,因此射程極遠,這對丟核彈的一方來說是非常有利的重要特性,因為沒有人會想把核彈丟在自己的腳邊,因此射程是越遠越好。而射程遠所帶出來的另一個問題,就是獲取目標的正確坐標並不容易,超音速飛行下的高溫也會影響反艦飛彈的精確度。但是如果是使用核子彈頭,那這些問題也完全不是問題,因為如果是使用核武器,就算誤差一公里也等於沒有誤差,大概知道航母艦隊的位置在哪裡就可以發動攻擊,核彈頭的巨大威力可以讓這些問題都不再是問題。

至於高速飛行下高溫所造成的巨大紅外線訊號,在物理上仍然是無解的難題,但是也不是沒有戰術上的彌補方式。前蘇聯一向信奉以量取勝,反艦飛彈的攻擊也不例外。對付像航母戰鬥群這樣的高價值目標,前蘇聯想定的戰術是以大量的反艦飛彈同時攻擊,以飽合攻勢擊潰航母戰鬥群的防空系統,這也是為什麼俄系巡洋艦或驅逐艦上配備的超音速反艦飛彈數量都很驚人的原因。到了中後期,俄系超音速反艦飛彈更發展出特異功能,可以在飛行途中以無線電協調攻擊,並由其中一枚飛彈爬升到一定的高度擔任「領頭彈」。這枚「領頭彈」除了爬的高、看得遠,可以將目標的最新坐標更新給其它低空掠海飛行的飛彈以外,還能以特定的飛行模式來製造更大的紅外線假訊號,以吸引敵人的火力,干擾整個防空網的運作,好掩護其它的飛彈。萬一「領頭彈」被擊落,電腦還會自動協調出另外一枚的「領頭彈」,這枚新的「領頭彈」會自己爬升到特定高度,以接替原先那一枚「領頭彈」的任務。

同時俄系超音速反艦飛彈的攻擊模式也有很多種可以選擇,除了傳統的低空突破以外,「攻頂模式」也非常有威力,飛彈在發射以後就會不斷爬升,然後以高速俯衝而下,以高度來換取終端的超高速度,使敵方難以攔截。所以俄系超音速反艦飛彈壓縮敵人反應時間的思維完全不一樣,亞音速反艦飛彈是靠「飛的低、儘量不要被發現來使敵人措手不及」。俄系超音速反艦飛彈則是以「反正就是藏不了,就以龐大的數量與超高速度來使敵人來不及處理」。也是因為有這樣的彈海思維,加上岸基長程海上攻擊機與艦載戰機互相搭配的狼群攻擊戰術,最後終於讓美國不得不砸重金發展了神盾防空系統。

所以對前蘇聯來說,超音速反艦飛彈的技術問題對他們來說都不是問題,也因此俄系的超音速反艦飛彈,擁有一個完整的發展體系,型號琳瑯滿目,自成一個家族,冷戰結束後還能與魚子醬、伏特加與蘇愷戰機一起外銷到世界各國,除了能賺錢以外,還能展現俄羅斯對區域事務的影響力。

蘇聯軍艦(圖片來源:人民網)

東亞小國的應對之道──以小博大

這在俄羅斯對越南的軍售案中表現的最為淋漓盡致,越南在引進了俄羅斯的岸射版「寶石」超音速反艦飛彈與艦射版的「天王星」超音速反艦飛彈以後,已不再是昔日的吳下阿蒙。這種武器的確可以讓小國海軍在對抗大型艦隊時,取得局部的戰術優勢。台灣部署雄風三型飛彈,日本發展 XASM-3 飛彈,南韓也開始研發超音速反艦飛彈,並絕對不是偶然的巧合,而是大家深思熟慮後不約而同想出來的最佳方案,頗有師法前蘇聯故智的味道。

雖然地球的物理限制仍然不變,但是這二十幾年來高強度合金材料的進步非常大,超音速反艦飛彈在高速高溫下對彈體的影響已經減少許多,加上衝壓引擎技術的成熟,讓彈體變小但射程卻變的更長。超音速反艦飛彈的巨大紅外線訊號問題雖然沒有完全解決,但是也有了非常顯著的改善。這都讓超音速反艦飛彈的發展部署門檻變低,缺少大型軍艦的小國海軍也能裝備超音速反艦飛彈。以台灣為例,除了把雄風三型裝在成功級飛彈巡防艦上,未來甚至還打算把雄風三型就在更小的迅海艦上。

滿載排水量可能只在六百噸上下的迅海艦,將會配備高達八枚的雄風三型超音速反艦飛彈,其實就暗示了台灣海軍的彈海思維,若以兩艘為一組的傳統快艇戰術編隊來計算,在遇到高價值目標時選擇火力全開,那將是連續十六枚超音速反艦飛彈的密集攻勢。雖然沒有戰術性核武的加持,但是這樣的攻擊密度,高價值目標想要全身而退也將會有點難度。

小巧的迅海艦配備高達八枚的雄風三型超音速反艦飛彈,是非常典型以小搏大的戰術。過去前蘇聯是要在大洋上與美國的航母戰鬥群正面對決,必需要有巨大的艦體平台,容納超大彈體的俄系超音速反艦飛彈以外,還要裝備各種雷達與射控系統,以進行獨立作戰。

而且因為地球曲率的關係,艦上雷達的有效操作距離往往很難超過四、五十公里,射程高達上百公里的超音速飛彈要能發揮最大效能,往往必需使用直升機來獲取目標與中繼指揮,這也讓艦體平台必需要有直升機甲板來提供空中支援。同時各種防空飛彈、魚雷與聲納系統、近迫武器系統等,也都不可或缺,否則將難以對抗擁有超強航空兵力的美國航母戰鬥群。所以最後會發展出像基洛夫級與光榮級這種超大型的飛彈巡洋艦,也就不令人意外了。

但是越南向俄羅斯所購買的獵豹級護衛艦,雖然配備了天王星超音速反艦飛彈,但是噸位並不大,缺乏長程作戰能力,台灣的迅海艦則更小,可能只能配備非常陽春的雷達系統,根本無法獨立指揮超音速反艦飛彈進行長程作戰。那為什麼越南與台灣海軍會選擇以這麼小型的艦體平台為超音速反艦飛彈的載台?

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(圖片來源:假圖天國)

飛彈、航母、戰略價值

除了省錢這一個重要因素以外,更重要的關鍵原因,就在於越南與台灣都採守勢作戰,擁有許多外島可以部署雷達與射控系統。台灣因為地型的關係,更有高聳的中央山脈可以建置大型的雷達站,以作為海上防禦的耳目。也就是說,發射飛彈的艦體平台可能根本連敵艦在哪裡都不知道,只是負責接收陸上基地所提供的資料來發射飛彈,當飛彈一發射,就交由陸上基地利用資料鍊來指揮。同時,對採守勢的那一方來說,敵我識別的困難度較低,這與在大洋上作戰是完全不一樣的情況。防禦方對於周邊海域的水文情況、航線航道與雷達回跡特徵通常都非常的熟悉,並有外島雷達站與陸基巡邏機當耳目,較不易出現無法識別目標敵我的情況,在戰時不是我方艦隊的不明大型船團逼近我方海域,那八九不離十,大概就是敵方艦隊或是大型登陸船團了。至於如果需要空中的訊號中繼,防禦方往往因地利之便,可以迅速的派出陸基直升機支援。這樣的分工讓採守勢的小國海軍可以將長程超音速反艦飛彈部署在極小的載台上,以分擔防禦任務,而無需另外耗費巨資發展極大型的作戰平台。對這些國家而言,這也是部署超音速反艦飛彈門檻大為降低的根本原因。

日本、南韓、台灣、越南相繼走上發展部署長程超音速反艦飛彈的道路,但是其實第一島鍊與亞洲大陸之間的海域並不十分寬廣。射程動輒超過一百五十公里的超音速飛彈,其艦上發射平台不必離岸太遠,火力覆蓋範圍就幾乎可以包含所有的主要航道。再加上未來如果這些使用國將岸射版的超音速反艦飛彈部署在離島或靠近重要航線的海岸上,那會使這一片海域無時無刻都處在超音速反艦飛彈的攻擊範圍內。對大型的作戰艦隊而言,大洋是個極其有利的環境,狹小的海域反而危機重重。原因就是離海岸太近,會讓艦隊處於岸射反艦飛彈的威脅中,同時躲在峽彎、港口、離島附近周邊,不易偵測到的艦艇,也可能是反艦飛彈的發射平台,更別說陸基戰機所發動的反艦攻擊。所以作戰艦隊離海岸越近,其反應時間就越短,對反艦的防禦一方就會越有利。

美國的航母戰鬥群能在大洋中取得優勢,有幾個重要原因,其一就是美國東西岸的軍港都直接面對大洋,大型艦隊一出港,就在大洋之上,不易受威脅。其二就是美國的航空母艦可以搭載的艦載機數量極為龐大,這與航母艦隊可以維持的在空機數量有很大的關係,中小型航母之所以常常被批評華而不實,就在於只能搭載十餘架艦載機的中小型航母,在平均妥善率七成的水準下,根本無力長時間維持二十四小時都有在空機保護航母艦隊。攻方只要持續採騷擾戰術,幾天之內就能讓航母艦隊的戰機升空作戰能量耗盡。

美國的「超級航母」福特級
美國的「超級航母」──福特級核動力航空母艦。圖/wikipedia

也因此,中小型航母缺乏長時間離岸作戰的能力,因為常常需要岸上基地的各種支援,才能發揮最大的作戰效益,但是不離開第一島鍊與亞洲大陸之間的狹小海域,卻又會時時刻刻都處於長程超音速反艦飛彈的攻擊威脅之中。所以說中小型航空母艦是種戰略性的武器,在戰時不一定能帶來顯著的戰術優勢,卻在承平時期有極大的戰略效果。但是反過來說,如果在戰時可以一舉擊沉敵方的中小型航母,也許在戰術上而言並不能全面扭轉戰局,但是卻有極大的戰略宣傳效果。這是一體兩面的事,所有的武器都一樣,有其優勢,也一定有其罩門。特別是航空母艦是超級錢坑,而且是一年比一年還要燒錢的錢坑,因為艦體會老化,艦載機也會老化,會不斷佔據龐大的國防資源,很難不造成排擠效應。許多老牌海權國家為了面子而供養著航空母艦,但是這些航空母艦很多都長期停泊在港口裡,很少出海航行,不是沒有原因的。擁有航空母艦對於整個國家的國防發展而言,恐怕也不是那麼正面的。

本文轉載自:


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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia


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就是想知道十萬個植物的為什麼!解開植物生長之謎的駭客兼翻譯——蔡宜芳專訪

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/04/06 ・3848字 ・閱讀時間約 8 分鐘

本文由 台灣萊雅L’Oréal Taiwan 為慶祝「台灣傑出女科學家獎」15周年而規劃,泛科學企劃執行。

2018 年「台灣傑出女科學家獎」傑出獎第十一屆傑出獎得主

  • 中研院分子生物研究所特聘研究員蔡宜芳,畢業自台灣大學植物系,在美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University, CMU)取得博士,後於加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego, UCSD)進行博士後研究,研究專長為植物分子生物學。主要從事細胞膜蛋白的功能研究,在硝酸鹽轉運蛋白研究領域有卓越貢獻。2021 年蔡宜芳特聘研究員榮獲美國國家科學院(National Academy of Sciences, NAS)外籍院士(international members)。

如果妳撿到蔡宜芳掉的手機,可能很難立即知道失主是誰,甚至有點摸不著頭緒:因為她手機裡超過 80% 的照片,都是植物。為何會選擇植物作為研究領域?身為中研院分子生物研究所特聘研究員,在植物分子生物學領域貢獻卓著的她卻說,這個決定其實「不太科學」,因為起心動念是自己「真的很喜歡植物」。

因為喜歡所以好奇,因為好奇而想要知道更多:許多 love story 都是這樣開始的,而研究領域的開展又何嘗不是一場超浪漫故事呢?也因為一般人都不夠認識植物,聽不懂植物的細語呢喃,更需要蔡宜芳這般熱愛植物的科學家,擔任植物駭客兼翻譯,讓不辨菽麥者也能偷聽花開的聲音。

故事,從一株異變的阿拉伯芥開始說起。

植物對於氮肥的攝取機制與調控方法正是蔡宜芳的研究主題。圖/劉志恒攝影

分子生物學突破:發現植物吸收硝酸鹽的關鍵蛋白 CHL1

上世紀 50 年代起的「綠色革命」,大幅提升了糧食生產量,餵飽了激增的地球人口,「氮肥」在其中功不可沒。它對植物開花結果至關重要,然而植物透過什麼機制攝取氮肥?如何調控才能更有效地吸收?蔡宜芳研究的正是其中的分子機制。

氮,是生物存活的重要元素;從推動光合作用的葉綠素、各種代謝反應的酵素,到與遺傳相關的核酸中,都有氮的存在。但對植物來說,要取得氮元素卻出乎意料地困難;大氣的組成中近五分之四為氮氣,但是除了藉由少數有固氮能力的微生物以外,植物只能使用在土壤中非常少量的氮源,吸收的型態有「氨鹽」與「硝酸鹽」,其中又以硝酸鹽為主。

但是,硝酸鹽是帶電離子,無法自行通過脂質構成的細胞膜,那到底植物如何利用硝酸鹽呢?為了解開這個長年來的謎題,蔡宜芳將目光投向一棵無法正常吸收硝酸鹽的阿拉伯芥突變株,並利用當時最新發展出來的分子生物技術,試圖找到出關鍵基因。蔡宜芳表示,這個無法正常吸收硝酸鹽的突變株,在她約 10 歲時就被荷蘭研究者發現,這麼多年來在傳統技術底下被研究得相當透徹;卻直到她開始進行博士後研究,伴隨植物分子生物相關技術發展,才有方法找到關鍵的轉運蛋白。

這樣的研究自然充滿了挑戰,因為新技術還不穩固,就連實驗室老闆都曾勸她放棄。不願投降的她,決定一邊持續研究氮代謝,一邊到其他研究室學細胞膜研究的新技術,1994 年,蔡宜芳從美國回到台灣,持續研究進一步發現, 位在植物細胞膜上的 CHL1 硝酸鹽轉運蛋白,除了作為硝酸鹽的「搬運工」,還有其他異想不到的功能。在你我的印象當中,植物是被動的吸收養分:但其實當土壤中的的硝酸鹽變化時,植物會主動改變硝酸鹽的運作模式,這就是蔡宜芳團隊在 2003 年的重大發現。運作模式的改變正來自於 CHL1 蛋白的磷酸化轉換,因此 CHL1 蛋白也具備作為「傳令兵」的功能。透過 CHL1,植物便能感應周圍的硝酸鹽濃度,幫助植物調控基因表現,以便能更有效率地利用硝酸鹽。

掌握硝酸鹽吸收的調控,在農業領域十分有發展潛力,蔡宜芳的研究進一步轉向,對接實際應用,期盼為農業的永續未來提供新解方。除了 CHL1硝酸鹽轉運蛋白的機制外,她也針對阿拉伯芥如何吸收與輸送硝酸鹽到不同組織的分子機制展開探索。近期更研究探討是否能以育種或基因調控的方式,增進植物吸收硝酸鹽的效率。由於硝酸鹽非常容易在環境中流失,因此多數的氮肥施放到田間後,植物也往往吸收不了;如果可以改善植物的吸收效率,就能減少施肥的浪費,連帶減少製造氮肥耗用的能源,也讓農作物長得更好。

好消息是,透過基因調控,蔡宜芳團隊已經在阿拉伯芥、菸草及水稻上實驗成功,並取得相關專利,期待未來將授權給生物科技公司進行下一步。

培養科學研究必備品:好奇心、科學思辯與毅力

蔡宜芳從事研究的初衷是因為對植物的喜愛與好奇心,對她來說和植物有關的十萬個為什麼,猶如始終永遠拼不完的大型拼圖,從小時候就在蔡宜芳的心中佔據了重要位子,於是她「追根究柢」(如字面上意義),想靠自己解開植物現象背後的秘密。

人們對自己不了解又無法回嘴的植物充滿了誤解,往往覺得植物跟動物一點也不同,然而在蔡宜芳看來絕非如此,她表示,已經有研究發現,當我們這些動物咬下蔬菜的瞬間,植物裡頭負責傳導的的鈣離子就會產生變化。「大家都覺得植物不會動不會叫,但其實植物是有感知的。」蔡宜芳表示,植物其實都知道,只是用我們不懂的方式在表達,要靠研究才能一句一句地破解植物的密語。

圖/劉志恒攝影

當然研究也不能自己埋頭苦幹,交流非常重要。蔡宜芳擔任植物學期刊 《Plant Physiology》 編輯多年,但回憶起剛建立獨立實驗室的階段,面對那麼多來自審稿人的刁鑽問題,當時的自己也難免生氣。一旦轉換身份成為審稿人,被審的經驗也讓她更明白審查論文時該注意的重點,一來一往的思辨與答辯,反而讓她覺得很好玩。

「我自己有個突破,是因為被質疑的時候很生氣,可是不能光氣,也要想辦法解決。就在生氣的時候,想出來的方法,最後變成我們實驗室很新的工具。」而她也認為自己在替《Nature》等重要期刊審稿時,認真地給出言之有物的評論,幫她累積了領域內的信譽,才讓期刊編輯的位置找到了她。

蔡宜芳曾擔任植物學期刊《Plant Physiology》編輯。圖/《Plant Physiology》網頁截圖

像投稿審稿這般來回思辨的訓練,對科學家的養成非常重要,然而蔡宜芳觀察,科學思辨在台灣教育裡比較缺乏。她舉例,在美國課堂上,老師會要學生先讀一篇論文,接下來整堂課則要學生批評論文有什麼問題。「我們在台灣被訓練的人,都會把 paper 當作傳世經書在讀,讀懂它就覺得很開心了——要去批評它,我們真的沒有習慣。」蔡宜芳坦言那過程對她來說曾經非常痛苦,但會痛就代表該變。

她就此改變了思路:面對知識,蔡宜芳要求自己不僅要讀懂,還要有餘力批評它,說出對、錯在哪裡。蔡宜芳認為,科學就是得永遠抱持著質疑的態度,在不疑處有疑,才能找到真正的答案。「在我自己的實驗室裡面,我也一直在逼學生要去思考」。

蔡宜芳在實驗室中,會不斷要求學生思考、批判。圖/劉志恒攝影

而除了好奇心及思辨能力之外,蔡宜芳認為「毅力」也是科學家在科學界持續前進的重要特質。經驗告訴她,在科學研究中遇見失敗比遇見成功的次數多太多了,革命十次稀鬆平常,如何二十次甚至三十次之後還能繼續往前走?那絕對需要強大的毅力來抗壓才行。

說到壓力,身為科學界的女性,蔡宜芳認為,自己的成長環境中,性別造成的影響並不大,以她所在的中研院分生所為例,研究人員性別比例很平均。但若深入細究,「無意識偏見」(unconscious bias)仍難以避免。她以自己帶過的學生為例,生科領域在大學時期男女比例大約是各半,但隨著碩士、博士一路往上,男性的比例逐漸多於女性。因為許多女學生在面臨職涯選擇的時候,往往會被迫以家庭或是男性伴侶的事業為優先,這種狀況回過頭來又讓部分老師覺得「教育女生有時會是浪費」,成為惡性循環。

榮獲過許多科學成就獎項的她,時常是唯一獲獎的女性,而就在接受採訪不久前,她又獲頒一個獎項,直到頒獎當天的照片寄回到所上,「一片黑西裝裡面,就我穿黃色!」她笑道。所上第五屆台灣女科學家傑出獎得主鍾邦柱老師看到照片時,也對她苦笑說:「哎,革命尚未成功,同志仍需努力。」

「先不要去想會有這個東西,做該做的事情。真正不平的時候,不要安靜不講。」儘管環境仍待改變,蔡宜芳建議女科學人自己先跨出一步,就如同她自己一路走來的態度。

一株莫名異變的阿拉伯芥,遇上一位不放棄的科學家兼植物迷,造就了改變農業、甚至是整體生態未來的契機。如果妳的手機也跟蔡宜芳一樣,裝的幾乎全是自己感興趣、想研究的東西的照片,請別質疑自己是不是怪怪的,或許妳也將靠著研究,改變世界,這是我能想到最浪漫的事了。

台灣傑出女科學家獎邁入第 15 年,台灣萊雅鼓勵女性追求科學夢想,讓科學領域能兩性均衡參與和貢獻。想成為科學家嗎?妳絕對可以!傑出學姊們在這裡跟妳說:YES!:https://towis.loreal.com.tw/Video.php

本文由 台灣萊雅L’Oréal Taiwan 為慶祝「台灣傑出女科學家獎」15周年而規劃,泛科學企劃執行。


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