近來寫程式成了一門顯學，歐巴馬在2014年12月8日還現學現寫，用Javascript在螢幕上畫了一個方形色塊，成為第一位寫程式的美國總統。那麼史上第一位程式設計師是誰呢？答案出乎絕大部份人的意料之外：是一位出生於兩百年前的女性──艾妲．勒芙雷斯。

等等，電腦發明尚未超過百年，這怎麼可能呢？這就得從英國發明家查爾斯．巴貝奇（Charles Babbage）說起了。他在1822年設計出一部由齒輪帶動的差分機，可以反覆計算多項式的差值，而反推出函數的近似值，若能用機器取代人力計算，不但能縮短時間還能避免出錯。然而這部機器要用到兩萬多個零件，而且零件須有相當高的精密度，結果耗時十年，只做出完成度只有七分之一的半成品，原本資助此計畫的英國政府終於失去耐心，不願再挹注資金。但巴貝奇的夢想並未因此中止，因為他遇見了艾妲。

艾妲原來的姓氏是拜倫，是的，她就是詩人拜倫的女兒，卻從未見過父親。因為她的母親在她出生沒多久就受不了拜倫的喜怒無常與不負責任，而帶著她離開拜倫了。或許是遺傳到母親的數學天賦，艾妲自小就嶄露數學天份。十七歲時，她在巴貝奇處看到差分機的半成品，當場就被它吸引。她與巴貝奇兩人持續密集地書信往返討論差分機的未來，巴貝奇從中獲得靈感，決定設計更強大的「分析機」。

巴貝奇構想的分析機用蒸氣驅動，可以用打孔紙帶輸入不同程式，還有貯存資料的暫存器，可說是具備了現代電腦的雛型。為了尋求資助，巴貝奇也到歐陸演講宣傳。一位義大利數學家特地寫了篇科學報告，向歐陸的科學家介紹巴貝奇的構想。這份以法文寫成的報告約八千字，艾妲將它翻譯成英文並加上自己的註解，結果成了兩萬字的小書。

就是在這份譯稿中，艾妲為了舉例如何讓分析機解出代表白努利數的無限數列，而一個步驟一個步驟的寫出形成遞迴計算的指令，這些步驟其實就相當於現在的電腦程式。雖然巴貝奇的分析機終因過於龐大複雜而從未製造出來，但艾妲毫無疑義地被公認為寫出第一支電腦程式的先驅。

在那女性不能進大學的時代，艾妲以家庭主婦的身分竟能有此成就，實在難能可貴！只可惜她37歲時就因醫生用放血療法醫治她的子宮頸癌而失血過多死亡。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。

• 本文與台灣科技媒體中心合作，內文經泛科學改寫。
• 本文轉載整合自台灣科技媒體中心《「熱量限制配合晝夜節律可延長小鼠的壽命」專家意見》
• 資料更新至 2022 年 5 月 10 日，完整文章請見上方連結

目前越來越多動物實驗的研究結果顯示，「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果，不比「限制總熱量攝取」差，甚至效果更好。

控制吃飯時間，可以延長壽命？

美國德克薩斯大學西南醫學中心的小彼得．奧唐納腦研究所 (Peter O’donnell Jr. Brain Institute) 研究團隊，今（2022）年 5 月 5 日在國際期刊《科學》（Science）公開研究論文，使用小鼠為實驗對象，研究進食熱量與進食時間，與小鼠壽命之間的關係。

團隊先讓小鼠自由的取食飼料 6 週後，再分成 5 個不同組別，分別是：

1. 只能在日間每隔 90 分鐘進食、
2. 只能在晚間每隔 90 分鐘進食、
3. 只能在日間開始兩小時內進食、
4. 只能在晚間開始兩小時內進食、
5. 全天內每隔 160 分鐘允許進食。

這 5 組小鼠被限制攝取的熱量相同，實驗過後，再和完全自由取食且沒有限制熱量攝取的小鼠比較。

研究結果顯示，與完全自由進食的小鼠相比，有限制進食時間的小鼠平均壽命較長，其中第 2.4 組（只能在晚間每隔 90 分鐘進食，以及只能在晚間開始兩小時內進食）延長壽命的效果最好，平均可延長 35% 壽命；而只能在日間進食的兩組小鼠，平均可延長20%壽命。

研究也觀察到其它有趣結論：

• 隨著年齡增長，五組小鼠的體重，都比自由進食的小鼠更輕，且在非主要活動的時間（白天）進食的小鼠，白天的活動變多了。

• 在完全自由取食的小鼠肝臟中，原本與老化相關的基因表現隨年齡增長而改變，有些基因表現降低，有些增加，且基因表現的晝夜節律性也隨老化而降低。但在只能晚間進食的兩組小鼠身上，這些因老化而造成的改變較少。

作者根據研究結果指出，僅僅限制熱量攝取而不在特定時間禁食，可以延長小鼠的壽命，禁食可以對延長壽命效果有加分的作用，而不是主要造成效果的原因。

研究凸顯了「晝夜節律」的重要性

國立陽明交通大學生化暨分子生物研究所教授 許翺麟 表示，目前越來越多，動物實驗的研究結果顯示，「特定時段禁食」在延緩老化或延長壽命上的效果，不比「限制總熱量攝取」差，甚至效果更好。

過去研究飲食中，熱量限制對老化與壽命的影響時，常常無法分辨原因到底是因為「總卡路里攝取較少」還是「固定且有規律的長時間禁食」。最近幾年，科學家開始針對此一問題進行更深入的研究。

去年一項使用小鼠的研究顯示，限制飲食的熱量可延緩老化的效果，可能大部分來自於長時間且有規律的禁食^[1]。此外，另一項在果蠅的研究中也指出，不但是要有規律的禁食，何時禁食也同樣重要。最有效延緩老化的方式，要與動物本身的生理時鐘配合，在本來就比較少進食的時候進行禁食^[2]。

• 編註：小鼠是夜行性動物，上述文字中的「日間」指的是白天光線照射，對小鼠而言是休息和睡眠的時段，「晚間」沒有光照，才是小鼠活動和主要進食的時段。

這次的研究中更進一步證實，單純只是限制總熱量攝取，只能提供很少的延長壽命效果，反而熱量限制並配合生理時鐘進行間歇性禁食的效果最好。小鼠是夜行性動物，日間禁食對延長壽命的效果，遠比夜間禁食的效果更加顯著，至於每日禁食 12 小時或 22 小時則差異不大。此外本研究也顯示，調控生理時鐘的基因在調控老化上的重要性。

人類比照辦理也會有用嗎？

許翺麟教授 說明，本研究最大的限制來自於其僅用單一品系、單一性別的小鼠來進行研究。從過去其他研究已知，飲食限制對不同品系與不同性別的動物，效果不盡相同。因此本研究雖然頗具參考價值，但是能否推論到其他品系的小鼠，甚至其他物種與人類，仍有待未來更多研究來支持。

雖說人類遠比實驗動物複雜，會影響老化的因素也不僅止於飲食，然而維持平衡且有規律的飲食習慣，加上適當的限制進食時間，也許是一種相對可行，且有效促進健康老化的方式。也期待未來更多相關研究，能協助我們進一步釐清這些結果在人類中是否相同。

參考文獻

• [1] Pak, Heidi H., et al. (2021) “Fasting drives the metabolic, molecular and geroprotective effects of a calorie-restricted diet in mice.” Nature Metabolism, 3(10), 1327-1341.
• [2] Ulgherait, Matt, et al. (2021) “Circadian autophagy drives iTRF-mediated longevity.” Nature, 598(7880), 353-358.
• Acosta-Rodríguez, V., Rijo-Ferreira, F., Izumo, M., Xu, P., Wight-Carter, M., Green, C. B., & Takahashi, J. S. (2022). “Circadian alignment of early onset caloric restriction promotes longevity in male C57BL/6J mice.” Science, e.