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科學議題該如何突破同溫層?——《物理雙月刊》

物理雙月刊_96
・2017/07/31 ・2328字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 584 ・九年級
  • 編譯/常雲惠

近年來,世界各地的政治格局發生了許多變化,民粹主義抬頭,施政者短視近利的作法,在在使得以往那種尊重專業知識的價值,以及依循證據而擬定政策的作法遭到貶抑。此外,在個人的生活中,各式各樣的訊息,不論正確與否,都能在網路上的社交圈裡快速傳播,加上所謂的「同溫層」或「迴聲室效應」(echo-chamber effect),因此由「志同道合」的個體所組成的社群,在觀點的交流與資訊的流通上,很容易與外界隔絕;近來讓人吃驚的幾則新聞,如川普的勝選或是英國脫歐公投,都與這類社交圈的封閉特質有關。

另一方面,在社交媒體中,意見相左的個人,在意見的表達上,很容易由辯論轉為爭論,甚至淪為筆戰與謾罵。這樣的結果不僅阻礙了有意義的討論,也讓其他人無法加入討論。

圖/domeckopol @ pixabay

此外,愈來愈普遍的民粹主義、虛假平衡(false balance)、否認科學(science denial)、虛構的新聞(fictional news)等,在在都讓我們有理由擔憂,這是由於一般大眾對科學的認知不足所造成的。由於我們的政治、商業與媒體等階層,在科學素養上的欠缺,於是,毫無意外地,那些由科學家根據事實而做出細膩周延的建議,便經常被這些雜音所掩蓋。因此,我們不難理解,近來希望學者們走出象牙塔,轉向行動主義,增加與公民互動的呼籲,愈來愈高的理由。

然而,光是鼓勵或呼籲研究人員去參與他們「同溫層」外的活動,是否就已經足夠了?若是不夠,那麼還有甚麼是我們可以做的呢?

有多少位議員是具有STEM背景的博士?

今年(2017)一月號的《自然-微生物》(Nature Microbiology)社論,提出一個可能的做法,就是動員那些已經接受過高階科學訓練,卻又不特別想從事純科學或工業研究的博士生或是博士後研究員,走進入全然不同的領域,打造全新的職涯。

具有科學、技術、工程與數學(STEM)背景的博士,在從事研發與生產的高科技產業,以及專職科技產業分析的商業界,對於博士一直有著高度的評價。這當然是由於,在整個博士的養成過程中,博士生透過研究計畫而學到的管理經驗,以及符合業界需求的各項專業技術與分析技能等。然而,在這些領域之外,例如政府機關、財務、法律、經濟、教育以及傳媒等這些足以在根本上影響到我們整個社會的機關團體,是怎樣的情況呢?

在英國,2015 年大選之後入閣的六百五十名議員當中,只有一名是 STEM 的博士;美國的參議員在這方面的博士則是從缺,而其眾議院的五百三十五名代表當中,也只有二位 STEM 博士而已。甚至世界前百大企業的執行長當中,也只有三位具有博士學位。這絕對是個令人失望的數字。然而,與其絕望地認為高深的科學訓練並未得到應有的重視與價值,不如將此視作一項挑戰,一處我們能夠加以建設的基石。

圖/jdn2001cn0 @ pixabay

想要散播科學的種子,或許應該思考如何協助博士生與博士後研究人員轉戰到其它領域,提供他們學習與進修跨領域所需要的技巧與經驗。許多進行科學研究的機構與大學,同時也有提供許多廣泛領域的課程,例如經濟學,政治學,商業管理,市場營銷與創意寫作等。對於希望轉換跑道的準博士們,這些課程正是最好的機會,可以協助他們習得新領域所要求的語言、知識及技巧,做好準備,迎接挑戰。尚未提供類似管道的學術機構,或許可以思考應如何建立制度,以幫助那些決定轉換跑道的博士生,在畢業之前有機會選擇以免費或是學費優惠的方式,用一或二個學期的時間去接觸其它學門。

去接觸科學吧!科學家也要更關心社會

另一方面,也應該鼓勵非科學或工程領域的學生,花一些時間進入研究實驗室,接觸基礎科學,並增進在科學方法與嚴謹分析方面的知識與技能。運用我們大學院校的集體專長,以這樣的方式準備我們的博士生是個長期投資。一旦成功建立起人才流通的的渠道,這一代具備科研素養的研究人員便能順利的進入各個領域,進而在各個崗位上發揮的影響力,這將是這項投資的最佳報酬。

圖/ mhiguera @ flickr

該社論中並鼓勵科學家盡一切所能,廣泛地參與公眾事務,分享所思所得。也呼籲留在行內耕耘的科學家支持那些轉戰其他領域的同事,不要把他們當作失敗者。因為這年頭,對於大量湧入研究所就讀的碩博士而言,成為大學教授,只是另一種職涯上的選擇。該社論中更強調,如果你正好是這種汲汲於這個目標的博士生,也希望鼓勵你拓寬視野,在科研人員常會選擇的傳統行業之外,尋找另外的發展機會。在商業、媒體、金融或政府單位任職,不論是任何領域,其實都與跟從事科研工作一樣,都能獲得智性與金錢上的報酬。

文中也提醒那些受科研訓練之後轉戰其他領域的人員,切莫忘記受過的訓練,因為那是在未來所扮演的角色中,讓你能夠與眾不同、脫穎而出的重要特質,因此要時刻不忘過去對科學的理解與所受過的訓練。

想像在未來的選舉時,我們的候選人名單中包括前神經科學家、前粒子物理學家或者是化學家等。想像出現在晚間新聞裡的主播,之前是個微生物學家,頭條新聞不是最近發生的名人軼事,而是針對一個艱深的議題,在尋求真正專家的建議。想像一名工業界的首腦,曾經是某實驗室的主管,或是廣告公司的主管,不是以帥哥美女的方式,而是以科學的內涵來廣告某個商品。如果這也是你所希望的世界,請讓我們一起來為它催生!

出處來源:『Sowing the seeds of science』


本文摘自《物理雙月刊》39 卷 6 月號 ,更多文章請見物理雙月刊網站


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《物理雙月刊》為中華民國物理學會旗下之免費物理科普電子雜誌。透過國內物理各領域專家、學者的筆,為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識,並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界,探尋物理之美。《物理雙月刊》努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣,進而邁向國際化,成為華人世界中重要的物理科普雜誌。


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為什麼吃甜的會蛀牙?——《生活中的東西都可以寫成化學式》

快樂文化
・2022/05/09 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘

來談談我們的敵人——蛀牙。

蛀牙的化學物語

導致蛀牙的主要原因有兩個。前面提過的蛀牙菌是其中一個因素,而蛀牙菌具體的名稱為「轉糖鏈球菌」,據說這種細菌常在孩童約三歲以前經由大人傳染,原因包括使用父母用過的筷子和湯匙,或輪流喝飲料等;另一個因素就是食物中所含的糖分,主要成分為「蔗糖」。

這兩個因素結合在一起時,就會發生以下情況:首先,轉糖鏈球菌利用蔗糖製造一種稱為「葡聚糖」的分子。葡聚糖的化學式為(C6H10O5)n,後面會再詳細說明。葡聚糖附著在牙齒表面,會成為轉糖鏈球菌的棲息地。此外,口腔中的其他細菌(根據統計,口腔中的細菌有 600 多種)也會混入其中。

這些附著在牙齒上的組合物稱為「牙菌斑」,有時也被稱為「齒垢」或「生物膜」(biofilm,又稱菌膜)。你可能在牙膏等的廣告中有聽過這些名詞。

之後,獲得棲息地的轉糖鏈球菌會產生大量的「酸」,引發去礦質作用,最終導致蛀牙。這個過程如下列所示。

轉糖鏈球菌生活在溫暖的葡聚糖裡,並分解出乳酸;事實上它們也會分解出醋酸,及一種稱為甲酸(HCOOH)的酸,但乳酸所佔的比例較高。這些酸會引發強烈的去礦質作用,溶解牙齒並造成蛀牙。

在這種情況發生前,必須好好刷牙,以澈底清除黏附在牙齒上的牙菌斑(葡聚糖+細菌)!即使是漱口,具黏性的牙菌斑也不易脫落,最有效的方法還是好好刷牙。而牙膏中含有研磨劑(可幫助去除汙垢的顆粒),能有效去除黏黏的牙菌斑。

不易蛀牙的甜食

上個單元我們說明了糖是如何引起蛀牙的。事實上也有一些分子的味道就和糖一樣甜,但卻不太容易引起蛀牙,其中最有名的分子之一就是「木糖醇」,你可能有聽過加了木糖醇的口香糖吧!這個分子的化學式為 C5H12O5,詳細的結構如下圖。

為什麼木糖醇味道甜甜的,卻不容易引起蛀牙呢?在回答這個問題前,我們先回想一下為什麼蔗糖(糖)會導致蛀牙。蔗糖是轉糖鏈球菌用來製造葡聚糖的材料,而反應過程中產生的果糖,會被轉糖鏈球菌做為養分來源,並分解出乳酸分子。

那木糖醇呢?首先木糖醇不像蔗糖是製造葡聚糖的材料,另外轉糖鏈球菌不會把木糖醇當成養分來源,所以也不會分解出乳酸。因此它們的味道雖然很甜,但卻不容易引起蛀牙。

這裡出現了一個問題。木糖醇和蔗糖的結構看來截然不同,但為什麼味道也是甜甜的呢?若像下圖一樣,稍微改變一下木糖醇的畫法,就會發現它的結構與構成蔗糖的葡萄糖和果糖很像,具有許多羥基這點也非常相似。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》,2021 年 11 月,快樂文化


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