台灣第一位數學女鬥士徐道寧

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全台第一、更是唯一專為表揚女科學家卓越貢獻的「台灣傑出女科學家獎」已邁入第 16 年。2007 年台灣萊雅聯合吳健雄學術基金會共同發起設置「台灣傑出女科學家獎」，以樹立典範，啟發並推動更多女性投入科學領域，促使科學界多元參與及發展，此獎項多年來的方向與成果更接軌國際聯合國永續發展目標（SDGs）之性別平等目標。

有台灣「女性諾貝爾獎」之美名的台灣傑出女科學家獎，截至 2023 年，本獎項共表揚傑出獎及新秀獎共計 49 位優秀台灣女性科學家。參照全球傑出女科學家獎模式的主辦單位，台灣萊雅總裁師逸樺表示，希望透過表彰台灣傑出女科學家，社會大眾看見多位女性科學家不但在科學界擔任團隊領導者，對科學研究領域有傑出成就，更在推動友善人才制度進步和培育科研領域人才發展均深具貢獻。

2023 年第 16 屆「台灣傑出女科學家獎」由中央研究院化學研究所特聘研究員陳玉如博士獲得最高榮譽「傑出獎」^[1]之殊榮。為支持優秀年輕女科學家而設立的「新秀獎」，則頒發給中央研究院天文及天文物理研究所研究員林俐暉博士及臺灣大學電機工程學系電子工程學研究所副教授胡璧合博士。鼓勵具科學潛力之年輕博士班學生的「孟粹珠獎學金」，則由中央大學物理研究所博士班謝妮恩同學(目前任職於日本北海道大學低溫科學研究所博士後研究員)獲得。

「傑出獎」得主 中央研究院化學研究所陳玉如特聘研究員

• 由美國與全球 13 個國家合作的「癌症登月計畫」，台灣隊由她領軍

在中研院化學所任職，專長儀器設計、質譜分析的陳玉如博士，因深受蛋白質體學的奧秘所吸引，跨領域由生物分子的分析，轉換跑道長期投入蛋白質體的探索，她的研究成果不僅創造領先國際之分析技術，在台灣建立世界級的蛋白質體研究技術，也提供生醫研究全新的研究路徑及轉譯經驗，進而獲得重大疾病關鍵突破。

陳玉如團隊開發了以質譜儀全面性定量細胞膜蛋白體的方法，可幫助科學家了解膜蛋白質如何造成疾病的機制，更進一步建立第一個癌症病人個人化的分析，開發疾病檢測或是藥物標靶蛋白質。以癌症為例，現在使用的癌症標識分子（biomarker）大多數是膜蛋白質。

陳玉如博士首創全世界第一個「奈米探針質譜檢測技術」，發現癌症中血清蛋白多重結構變異作為新型癌症標誌物的實用性，成為首例以單一蛋白質多重異構物結合演算法作為新型癌症檢測技術，應用於早期癌症檢測，該技術於 2022 年獲得國家新創獎。

「我不抽菸，為什麼也會得肺癌？」這是許多亞洲國家肺癌患者共同的疑問。肺癌是全球癌症死亡的主因，即使藥物治療近年有長足的進展，存活率仍低，長期為我國癌症死亡的頭號殺手。肺癌傳統上被認為與吸菸畫上等號，但在東亞地區，不吸菸者患病的比率卻遠高於吸菸者。

為釐清不吸菸肺癌患者可能的致病機轉，2017 年，陳玉如博士主持推動與美國臨床蛋白基因體學腫瘤分析聯盟（CPTAC）合作的「台灣癌症登月計畫」，讓我國成為該計畫首度國際合作國家之一。

陳玉如認為，癌症研究的跨國分享非常重要，因為即使是同一種癌症，也會因為地域、人種及生活型態而有所差異，因此預防、檢測、治癌和預後方式可能不同。

陳博士發揮善於溝通、整合資源的人格特質，整合學術、政府資源及與醫院臨床合作，建立東亞第一個肺癌之蛋白基因體大數據，解析亞洲不吸菸肺癌患者的致病機制，開發新穎癌症精準醫療策略。該計畫利用深度蛋白質基因體技術和多體學數據整合分析，解析台灣不吸菸病人與西方不同的基因突變特徵、尋找內生性與外在環境致病機轉，並發現癌症早期出現的類晚期蛋白質分子特徵，為全世界第一個完整剖析東亞肺癌的研究。研究論文已發表於頂尖期刊《細胞》（Cell），並榮登當期封面，享譽國際。

陳玉如博士曾任中研院化學所所長，也是有史以來第一位女所長；於 2019 年獲選全世界最大的國際性蛋白質體學術組織（HUPO）理事長，為該組織 20 年來最年輕，更是亞洲第一位女性理事長，為台灣爭取第 15 屆世界蛋白體組織會議及亞太蛋白體組織會議；2020 年受邀為分析化學領域排名第一國際期刊 Analytical Chemistry 的副主編至今，是台灣有史以來唯一獲此榮譽職位者。她也見證了各國代表在台灣宣示啟動癌症登月計畫之歷史時刻，協助台灣成為質譜學及蛋白質體學社群交流重鎮。

陳玉如博士的學術歷程及成就凸顯了唯有基礎數理研究的突破，方能以創新的分子視野揭露人類複雜疾病的成因與進展，開啟生醫學界及產業發展新穎癌症檢測的新策略。

• 不設限、敢冒險，學習與溝通打通一關又一關

年少時喜愛作家三毛的陳玉如博士，從國中開始即養成寫日記的習慣，大學時期曾一度憧憬寫作的美好世界，成為科學家後，「寫作基因」帶給陳玉如博士敢於想像與冒險的念頭，讓她從設計質譜儀到分析 DNA，進而再挑戰以質譜儀開發更好的蛋白質體分析法，從摯愛的化學與跨領域到應用面、執行癌症醫學相關研究。

陳博士笑著說：「科學研究也是一種寫作，陳述一個完整的故事，讓人願意讀下去。」

除了如寫作敘事般建構規劃與想像，陳博士在研究上也發揮她善於溝通的特質，陳玉如博士表示，癌症研究是整合型的分析，需要蛋白體和基因分析技術、資訊分析、臨床醫學等各領域的專家跨領域合作，但要整合這麼多領域的領袖談何容易？陳玉如努力學習基因，並理解臨床醫師想問的問題及研究基因體學的科學家在做什麼，然後一起把基因和蛋白質的數據、以及臨床症狀整合、連貫起來，並不斷與不同領域的專家溝通，讓彼此互相了解，才打通一關又一關，取得研究成果。在學生眼中，積極熱情、樂於學習且執行力高的陳博士，是他們的精神領導，也是像媽媽和朋友的溫暖存在，永遠抱持正向開放的態度，鼓勵並協助他們堅持直至成功。

「新秀獎」得主 中央研究院天文及天文物理研究所林俐暉研究員

• 用光學及電波望遠鏡觀測宇宙奧秘，她是入選台灣女科學家新秀獎的首位天文學者

林俐暉博士於中央研究院天文及天文物理研究所擔任研究員，研究著重在大尺度環境對於星系演化的影響，包括星系之間的交互作用以及星系團中星系的性質。利用多波段的天文觀測，有系統地探討星系與星系碰撞的頻率、星系交互作用期間對於恆星形成之效應，以及星系碰撞與大尺度環境的相關性。

而近年來，林俐暉博士結合地面最大電波望遠鏡 ALMA 以及光學史隆巡天計畫第四代的「艋舺」（MaNGA）觀測計畫，領導近三十位國際天文學家，進行 ALMaQUEST（ALMA-MaNGA QUEnching and STar formation）的國際合作計畫。林俐暉博士是第一位入選台灣女科學家新秀獎的天文學者。

• 「當你覺得別人都很厲害的時候更應該欣喜，表示自己還有進步的空間，這個世界可以更好！」正向態度讓她隨心選擇不設限

受雙親為物理學者的家庭環境薰陶，林俐暉博士雖自小接觸物理領域，但林博士的志向卻未因此設限。學生時期的她，除了是數理資優生，也喜歡古典文學，兼具理性與感性的她，一路從探索物理科學、宇宙星系到中國文學，累積了廣泛的興趣，豐富她的人生，也讓她對下一代的教育，延續原生家庭保持自由且開放的態度。此外，林博士分享印象很深刻的一句話：「當你覺得別人都很厲害的時候更應該欣喜，表示自己還有進步的空間，這個世界可以更好。」對林博士來說，有學習典範是科研路上一件很棒的事情。

近年來，林俐暉博士擔任台灣物理學會女性委員會的成員之一，為培育下一代女性科學家盡一份心力。她鼓勵有志從事科學的女性學子，除了培養足夠的熱情和興趣，更重要的是，永遠保持正向的態度。她特別感謝同事的支持，讓她投入家庭的同時，仍然可以從事研究工作。

林博士談到，期望將台灣萊雅致力推動多元共融、堅信多元化與包容性的企業精神也帶入學術界，有朝一日讓所有的女性研究員，都能無後顧之憂地投入科研工作。

「新秀獎」得主 臺灣大學電機工程學系電子工程學研究所胡璧合副教授

• 讓人類的世界更加安全便利，她獲台積電張忠謀親自頒獎

「你在英雄電影裡看見的未來高科技，就是我們想做的事情！」胡璧合博士的研究領域為前瞻奈米電子元件及記憶體電路設計，透過元件及電路的共同最佳化，使下世代電子元件及記憶體電路表現高密度、低功耗及高能效等特性。

談到最難忘的學術成就，胡博士於交通大學智慧型記憶體及晶片系統實驗室擔任助理研究員期間，擔任國科會計畫主持人，研究鍺通道鰭式場效電晶體靜態隨機存取記憶體之讀取寫入輔助電路設計，於 2014 年獲得台灣半導體產業協會頒發博士後研究員半導體獎，並由台積電董事長張忠謀博士頒發，該獎項給予胡博士在學術研究旅程中莫大的鼓勵。

半導體產業是台灣的支柱與優勢產業，為國家經濟與安全的基石。胡博士於頂尖國際會議及重要國際期刊的發表，展現其團隊豐沛的研究能量，研究成果具學理創新及前瞻性。在產業發展部份，胡博士持續與台灣半導體科技公司執行產學合作計畫，透過加強學界與業界的接軌，在電子元件及記憶體領域持續研發創新，共同培育未來半導體產業高階人才。

• 她是科學家，也可以是三寶媽！

胡璧合博士出生於台灣彰化，父母皆從事傳統產業。她感謝母親與婆婆的大力支持，讓她可以在孩子幼年時當假日母親，平日則全心投入研究工作。胡博士分享：「我們一直在做調整，在孩子2歲後接回身邊，由先生負責孩子上學，再由我接送放學，在實驗室，把兩張椅子併在一起，小孩也可以睡午覺。」這是身為女科學家，努力在工作與家庭之間取得平衡的生活面貌。

累積在中央大學與台灣大學任教的經驗，胡博士發現，碩士畢業後，許多學生會選擇投入產業端工作，繼續攻讀博士的人則越來越少。即使支持學生未來發展的選擇，但多數碩士人才都投入業界的情況也形成隱憂：「台灣的半導體產業有良好的發展環境，但需要有人不斷做研究找出方向，才能往前帶動整個市場持續蓬勃發展。」

另一方面，胡博士觀察到女性在成績和研究表現上都非常好，鼓勵女學生應保持自信和平靜的心態，關注自身的狀態和成長。同時也鼓勵女性加入實驗室，相信女性細心的特質，可以帶動實驗室的工作氛圍越來越好。

孟粹珠獎學金：中央大學物理研究所博士班謝妮恩同學

• 研究一氧化碳冰晶光脫附作用，她為天文學界提供嶄新視角

謝妮恩同學於大學三年級即進行星際冰晶在真空紫外光與 X 射線照射下的光脫附作用與光化學反應之專題研究，並在天文學相關議題研究上的表現卓越，於 2019 年獲得科技部博士生千里馬計畫與台西計畫的補助，前往西班牙馬德里皇家天文生物研究中心進行訪問研究。

期間，她師承 Dr. Muñoz Caro 進行二氧化碳紅外光譜之詳細探討，提供完整光譜數據庫與星際冰晶生成溫度歷史之參考，對於天文觀測中的分子結構標定是不可或缺的。2022 年，以第一作者身分發表論文，建立一個描述生長溫度對於一氧化碳冰晶光脫附作用影響的模型。此模型指出分子的真空紫外光吸收截面、能量傳遞深度、單層冰晶的光脫附貢獻量與有效表面積等參數須同時考慮，方能提供冰晶分子光脫附一個嶄新的視角。

謝妮恩博士展現優秀的團隊管理能力，協助指導多名碩士生和專題生，帶領團隊解決研究上的難題，並逐一完成論文。謝博士參與研討會的經驗豐富，除了台灣物理年會之外，也在國際研討會上多次獲選為口頭報告講者，曾於 2020 年第五屆亞洲分子光譜年會榮獲 LiHong Xu Award 之殊榮。優異的研究成果榮獲 2019 年吳健雄獎學金及 2021 年中技社科技獎學金(研究組)，在學生眾多的理工領域獲得這份殊榮實屬不易，更是對於謝博士的一大肯定與鼓勵。

關於台灣傑出女科學家獎

16 年來，本獎項共表揚傑出獎及新秀獎共計 49 位優秀台灣女性科學家，包括 2 位前、現任中研院副院長、多位中研院院士及大專院校教授及研究中心研究員等。

根據教育部的數據顯示，女性投考科學類組的比例持續成長，從 2007 年到 2021 年，大專院校科技類女學生占比上升了 5.5%。然而在男女受教權均等的台灣，女性投入科研領域成為科學家的比例，與全球女性科學家占比同樣只有不到三分之一，性別比例尚有很大的差距，因而仍需要持續推動鼓勵女性參與科學，盼透過「台灣傑出女科學家獎」鼓舞更多有志科學的女性投入科研，促進科學界多元發展，加速台灣科技精進。

了解更多台灣傑出女科學家獎

• 台灣傑出女科學家獎設置沿革及歷屆得主

2023 年第十六屆台灣傑出女科學家獎得主簡介

• 傑出獎-陳玉如博士
• 新秀獎-林俐暉博士
• 新秀獎-胡璧合博士
• 孟粹珠獎學金-謝妮恩博士後研究員
• 2023 年第十六屆傑出獎得主-陳玉如博士介紹影片

[1] 依據遴選辦法規定，按公元單雙數年，交替輪選物質科學、數學、與資訊科學領域（公元單數年）或生命科學（公元雙數年）領域的傑出研究者。今年為公元單數年，本屆各類獎項得主皆從「物質科學、數學、與資訊科學」領域的女科學家中選出。

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• id S. Moore、諾茨 William I. Notz
• 譯者：鄭惟厚、吳欣蓓

什麼是大數法則？

期望值的定義是：它是可能結果的一種平均，但在計算平均時，機率大的結果占的比重較高。我們認為期望值也是另一種意義的平均結果，它代表了如果我們重複賭很多次，或者隨機選出很多家戶，實際上會看到的長期平均。這並不只是直覺而已。數學家只要用機率的基本規則就可以證明，用機率模型算出來的期望值，真的就是「長期平均」。這個有名的事實叫做大數法則。

大數法則和機率的概念密切相關。在許多次獨立的重複當中，每個可能結果的發生比例會接近它的機率，而所得到的平均結果就會接近期望值。這些事實表達了機遇事件的長期規律性。正如我們在第 17 章提過的，它們是真正的「平均數定律」。

大數法則解釋了：為什麼對個人來說是消遣甚至是會上癮的賭博，對賭場來說卻是生意。經營賭場根本就不是在賭博。大量的賭客贏錢的平均金額會很接近期望值。賭場經營者事先就算好了期望值，並且知道長期下來收入會是多少，所以並不需要在骰子裡灌鉛或者做牌來保證利潤。

賭場只要花精神提供不貴的娛樂和便宜的交通工具，讓顧客川流不息進場就行了。只要賭注夠多，大數法則就能保證賭場賺錢。保險公司的運作也很像賭場，他們賭買了保險的人不會死亡。當然有些人確實會死亡，但是保險公司知道機率，並且依賴大數法則來預測必須給付的平均金額。然後保險公司就把保費訂得夠高，來保證有利潤。

• 在樂透彩上做手腳

我們都在電視上看過樂透開獎的實況轉播，看到號碼球上下亂跳，然後由於空氣壓力而隨機彈跳出來。我們可以怎麼樣對開出的號碼做手腳呢？ 1980 年的時候，賓州樂透就曾被面帶微笑的主持人以及幾個舞台工作人員動了手腳。

他們把 10 個號碼球中的 8 顆注入油漆，這樣做會把球變重，因此可保證開出中獎號碼的 3 個球必定有那 2 個沒被注入油漆的號碼。然後這些傢伙就下注買該 2 個號碼的所有組合。當 6-6-6 跳出來的時候，他們贏了 120 萬美元。是的，他們後來全被逮到。

深入探討期望值

跟機率一樣，期望值和大數法則都值得再花些時間，探討相關的細節問題。

• 多大的數才算是「大數」？

大數法則是說，當試驗的次數愈來愈多，許多次試驗的實際平均結果會愈來愈接近期望值。可是大數法則並沒有說，究竟需要多少次試驗，才能保證平均結果會接近期望值。這點是要看機結果的變異性決定。

結果的變異愈大，就需要愈多次的試驗，來確保平均結果接近期望值。機遇遊戲一定要變化大，才能保住賭客的興趣。即使在賭場待上好幾個鐘頭，結果也是無法預測的。結果變異性極大的賭博，例如累積彩金數額極大但極不可能中獎的州彩券，需要極多次的試驗，幾乎要多到不可能的次數，才能保證平均結果會接近期望值。

（州政府可不需要依賴大數法則，因為樂透彩金不像賭場的遊戲，樂透彩用的是同注分彩系統。在同注分彩系統裡面，彩金和賠率是由實際下注金額決定的。舉例來說，各州所辦的樂透彩金，是由全部賭金扣除州政府所得部分之後的剩餘金額來決定的。賭馬的賠率則是決定於賭客對不同馬匹的下注金額。）

雖然大部分的賭博遊戲不及樂透彩這樣多變化，但要回答大數法則的適用範圍，較實際的答案就是：賭場的贏錢金額期望值是正的，而賭場玩的次數夠多，所以可以靠著這個期望值贏錢。你的問題則是，你贏錢金額的期望值是負的。全體賭客玩的次數合起來算的話，當然和賭場一樣多，但因為期望值是負的，所以以賭客整體來看，長期下來一定輸錢。

然而輸的金額並不是由賭客均攤。有些人贏很多錢，有些人輸很多，而有些人沒什麼輸贏。賭博帶給人的誘惑，大部分是來自賭博結果的無法預測。而賭博這門生意仰賴的則是：對賭場來說，結果並非不可測的。

• 有沒有保證贏錢的賭法？

把賭博很當回事的賭客常常遵循某種賭法，這種賭法每次下注的金額，是看前幾次的結果而定。比如說，在賭輪盤時，你可以每次把賭注加倍，直到你贏為止—或者，當然，直到你輸光為止。即使輪盤並沒有記憶，這種玩法仍想利用你有記憶這件事來贏。

你可以用一套賭法來戰勝機率嗎？不行，數學家建立的另一種大數法則說：如果你沒有無窮盡的賭本，那麼只要遊戲的各次試驗（比如輪盤的各次轉動）之間是獨立的，你的平均獲利（期望值）就會是一樣的。抱歉啦！

• 高科技賭博

全美國有超過 700,000 台吃角子老虎（拉霸）。從前，你丟硬幣進去再拉下把手，轉動三個輪子，每個輪子有 20 個圖案。但早就不是這樣了。現在的機器是電動遊戲，會閃出許多很炫的畫面，而結果是由隨機數字產生器決定的。

機器可以同時接受許多硬幣，有各種讓你眼花撩亂的中獎結果，還可以多台連線，共同累積成連線大獎。賭徒仍在尋找可以贏錢的賭法，但是長期下來，隨機數字產生器會保證賭場有 5% 的利潤。

——本文摘自《統計，讓數字說話》，2023 年 1 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。

• 作者：墨爾 David S. Moore、諾茨 William I. Notz
• 譯者：鄭惟厚、吳欣蓓

實驗法中「隨機化」的必要性

隨機化比較實驗是統計學裡面最重要的概念之一。它的設計是要讓我們能夠得到釐清因果關係的結論。我們先來弄清楚隨機化比較實驗的邏輯：

• 用隨機化的方法將受試者分組，所分出的各組在實施處理之前，應該各方面都類似。
• 之所以用「比較」的設計，是要確保除了實驗上的處理外，其他所有因素都會同樣作用在所有的組身上。
• 因此，反應變數的差異必定是處理的效應所致。

我們用隨機方法選組，以避免人為指派時可能發生的系統性偏差。例如在鐮形血球貧血症的研究中，醫師有可能下意識就把最嚴重的病人指派到羥基脲組，指望這個正在試驗的藥能對他們有幫助。那樣就會使實驗有偏差，不利於羥基脲。

從受試者中取簡單隨機樣本來當作第一組，會使得每個人被選入第一組或第二組的機會相等。我們可以預期兩組在各方面都接近，例如年齡、病情嚴重程度、抽不抽菸等。舉例來說，隨機性通常會使兩組中的吸菸人數差不多，即使我們並不知道哪些受試者吸菸。

新藥研究上不隨機分組帶來的後果：安慰劑效應

如果實驗不採取隨機方式，潛藏變數會有什麼影響呢？安慰劑效應就是潛藏變數，只有受試者接受治療後才會出現。如果實驗組別是在當年不同時間進行治療，所以有些組別是在流感季節治療，有些則不是，那麼潛藏變數就是有些組別暴露在流感的程度較多。

在比較實驗設計中，我們會試著確保這些潛藏變數對全部的組別都有相似的作用。例如為了確保全部的組別都有安慰劑效應，他們會接受相同的治療，全部的組別會在相同的時間接受相同的治療，所以暴露在流感的程度也相同。

要是告訴你，醫學研究者對於隨機化比較實驗接受得很慢，應該不會讓你驚訝，因為許多醫師認為一項新療法對病人是否有用，他們「只要看看」就知道。但事實才不是這樣。有很多醫療方法只經過單軌實驗後就普遍使用，但是後來有人起疑，進行了隨機化比較實驗後，卻發覺其效用充其量不過是安慰劑罷了，這種例子已經不勝枚舉。

曾有人在醫學文獻裡搜尋，經過適當的比較實驗研究過的療法，以及只經過「歷史對照組」實驗的療法。用歷史對照組做的研究不是把新療法的結果和控制組比，而是和過去類似的病人在治療後的效果做比較。結果，納入研究的 56 種療法當中，用歷史對照組來比較時，有 44 種療法顯示出有效。然而在經過使用合適的隨機化比較實驗後，只有 10 種通過安慰劑測試。即使有跟過去的病人比，醫師的判斷仍過於樂觀。

目前來說，法律已有規定，新藥必須用隨機化比較實驗來證明其安全性及有效性。但是對於其他醫療處置，比如手術，就沒有這項規定。上網搜尋「comparisons with historical controls」（以歷史對照組來比較）這個關鍵字，可以找到最近針對曾使用歷史對照組試驗的其他醫療處置，所做的研究。

對於隨機化實驗有一件重要的事必須注意。和隨機樣本一樣，隨機化實驗照樣要受機遇法則的「管轄」。就像抽一個選民的簡單隨機樣本時，有可能運氣不好，抽到的幾乎都是相同政治傾向一樣，隨機指派受試者時，也可能運氣不好，把抽菸的人幾乎全放在同一組。

我們知道，如果抽選很大的隨機樣本，樣本的組成和母體近似的機會就很大。同樣的道理，如果我們用很多受試者，加上利用隨機指派方式分組，也就有可能與實際情況非常吻合。受試者較多，表示實驗處理組的機遇變異會比較小，因此實驗結果的機遇變異也比較小。「用足夠多的受試者」和「同時比較數個處理」以及「隨機化」，同為「統計實驗設計」的基本原則。

——本文摘自《統計，讓數字說話》，2023 年 1 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。