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兵馬未動,糧草先行:中研院重要的補師「學術行政」全解析!

研之有物│中央研究院_96
・2018/05/18 ・5526字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 510 ・六年級

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「學術行政」在做什麼?

多數人也許認為,學習生物、化學、物理等等基礎科學,並一路攻讀至博士學位後,只能選擇留在實驗室繼續做研究。其實也有人「轉行」行政工作,以從事研究的精神做得有聲有色。學術行政團隊支援在前線打仗的研究人員糧草無虞,得以全心全意投入研究工作。

本文專訪中研院學術及儀器事務處的嚴愛鑫博士;20 多年前以高中生的身分來到中研院學習如何做研究,多年後又重回中研院,投入學術行政服務,化身為學術與行政之間的橋樑。攝影│張語辰

20 多年前為什麼來到中研院?

我高中時就讀基隆女中,入學後不久,生物老師跟我們提到有一個「高中生物學習成就優異學生輔導實驗計畫」,請班上聯考分數前幾名的同學來登記,通過考試就可以到大學旁聽課程。當時喜愛生物的我,覺得可以到大學旁聽課程很酷,就報名了,沒想到後來竟然是到中研院參加實驗計畫,更沒想到從此中研院在我生命中扮演非常重要的角色。

記得當時通過筆試、拿到口試通知單,我很驚訝地問生物老師:「中研院在哪裡?」

第一次來到中研院時超緊張,口試老師都是德高望重的研究員,我是在基隆鄉下長大的小孩,其他參加口試的學生幾乎都來自建中、北一女,感覺自己像個土包子,一舉一動都戰戰兢兢。

口試通過後,我們每隔週的週六就到中研院植物所(現在的植微所) 與動物所(現在的細生所) 上課。中研院教授們講課、還有帶我們做實驗的內容和方式,都跟學校應付考試的上課很不一樣,重視思考、提問以及互相討論,也鼓勵我們蒐集資料自己找答案,讓我非常喜歡。

高中時,在中研院做些什麼?

學期間的隔週六,我們會來到中研院,上午是聽各個研究員講課,下午則是分組到不同的實驗室做實驗。兩年的期末測驗都通過後,才能在高二升高三的暑假做最後的專題。我們得自己選專題的題目,在實驗室裡做研究、寫論文,用這份專題取得保送甄試的初選資格,再與榮獲國內外科展比賽的得獎學生們一起接受智力測驗。全國選拔約 20 位進入最後的科學研習營,然後得在短短一週內接受觀察、面談、筆試、實驗操作等評量,以爭取保送大學的名額。

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為了這次專訪,嚴愛鑫回到實驗室娘家,找出當年參與實驗計畫的專題論文《pH 值對檳榔素誘引姊妹染色分體互換的影響》。
攝影│張語辰

我們幾個參與實驗計畫的高中生,在實驗室雖然會彼此競爭,但都是良性競爭,像是比誰找資料找得比較迅速、誰的細胞核染色得比較漂亮、誰的實驗做得比較完美。遇到困難也會互相幫忙,像是有同學近視較深、無法長時間聚焦看顯微鏡,我這個視力 1.2 的就去幫他判讀顯微鏡下的染色體;而我的研究需要用到檳榔,但當年不好意思去檳榔攤買,同學還自告奮勇去幫我買。

高二暑假做專題時,我們就住在中研院的學術活動中心,以前中研院還沒有那麼多棟實驗大樓,現在的基因體中心附近那片區域都還沒蓋起來,有好多條自然秘境小路。暑假時我們白天在實驗室做實驗,晚上還會結伴陪同學在院區內夜採蛞蝓和探險呢。

和嚴愛鑫(右二)當時一起參加實驗計畫的夥伴,至今仍是好朋友。中間是李德章老師。
圖片來源│嚴愛鑫提供

那時我的專題指導教授是生物醫學研究所的李德章老師,帥帥的李老師看起來酷酷的,但遇到我們這群高中生小朋友總是笑容滿面。實驗室的學長姐非常照顧我們,不但忍受我們幾個吵吵鬧鬧的,還帶我們做實驗、討論實驗結果。

當時的分子生物研究所所長王正中院士(已於 2017 年 8 月辭世)雖然不是我們的指導教授,但他每週特地撥出時間和我們這些高中生聚會討論,指導大家準備簡報、練習提問及回答,為我日後上台報告研究成果的能力打下良好的基礎。

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中間是親切的王正中院士,攝於中研院的活動中心餐廳。
圖片來源│嚴愛鑫提供
除了在中研院上課、做實驗,當時植物所和動物所的老師還會帶著實驗計畫的高中生們,到陽明山的擎天崗、夢幻湖,實地認識野生植物和昆蟲。
圖片來源│嚴愛鑫提供

當初為何選擇「pH 值對檳榔素誘引姊妹染色分體互換的影響」當作專題題目?

一開始選實驗計畫專題論文的題目時,我想做跟癌症相關的研究。李德章老師建議我先去翻前幾屆實驗計畫學長姊的研究報告,想想自己想做什麼、要不要採用學長姊的實驗方法。

查看這些研究報告後,我了解到細胞裡姊妹染色分體互換的頻率越高,代表染色體異常、DNA 突變頻率、及致癌性越高。所以,「姊妹染色分體互換」可作為檢查遺傳物質是否受損的一項指標。

顯微鏡下,姊妹染色分體互換基因片段的結果。(黑色箭頭指示處)
圖片來源│嚴愛鑫提供

因為要在短短一個暑假完成專題研究,不能天馬行空,只能針對有興趣的致癌物來設計實驗。當時翻了很多本學術研討會的論文集,看到有學者模擬胃酸的環境,實驗檳榔萃取物對細胞的損害和致癌性。但我想到,臺灣嚼食檳榔都會包石灰,咀嚼檳榔的口腔應該是鹼性環境,我想實驗看看不同酸鹼值,是否會影響檳榔素誘引姊妹染色分體互換的情況。

這一整個專題進行的過程,是很好的研究思考訓練。從一開始的大量閱讀文獻、提出關鍵問題、蒐集資料、想方法解決問題、到最後獲得答案,這就是做研究有趣的地方。

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多年後我回到中研院擔任博士後研究員,最大的差別是發現中研院變得很國際化,多了很多外國籍研究人員和學生,實驗室討論也都用全英文,還有先進的貴重儀器加快了研究的速度,更加感覺到中研院強大的研究能量。

為何會轉換跑道,改投入學術行政的工作?

其實現在回想起來還覺得有點不可思議。我從高中參加實驗計畫後,保送至國立中山大學,後來拿到國立清華大學博士學位,研究領域包含從癌症相關基因到細胞內之訊號傳遞、從小分子核糖核酸 (microRNA) 到生物標記 (biomarker),求學時期幾乎所有的時間都待在實驗室裡,我以為我的未來就是成為一位研究人員。

有時候人生不是你規劃好的那條路,最大的轉變開始於:我成為兩個孩子的媽媽了!

我是非常愛小孩、喜歡和孩子相處的人。以前的我可以一整天都在做實驗,甚至為了觀察記錄細胞週期而睡在實驗室好幾天。但有了小孩之後,假日來實驗室做實驗時惦記著小孩,好不容易空出時間在家陪小孩,腦中卻想著實驗,生物醫學領域的研究如果沒有全心全力、全年無休投入,實在很難具有競爭力。

剛好那時院本部學術及儀器事務處的發展科需要一位博士級行政人員,我對這個工作考慮了非常久,因為一旦離開實驗室,感覺就回不去我最鍾愛的研究工作了。但是,想陪著孩子成長的念頭越來越強烈,於是我決定放手一試!

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沒想到來到院本部工作後,真的有走出象牙塔的感覺。以前都待在實驗室,不知道中研院背後有這麼龐大的行政團隊在運作,才能讓每位研究人員能夠無後顧之憂專心做研究。

要維持中研院的運作真的不容易,除了維繫院本部與院內 31 個研究單位,對外還要和立法院、監察院、科技部溝通,都是挑戰。

做了這份工作後也發現,我曾經待過實驗室的研究背景發揮了很大功用,能夠很快地理解研究人員的需求,也能從研究人員的角度出發,讓行政流程更順利。我能用科學研究的方法,抽絲剝繭找出行政工作上的問題,並研究出最佳的解決辦法。長官們也很尊重和支持我的意見及想法,給我強力的後盾。我很感謝發展科的同仁們,很用心地教我這個從實驗室過來的行政菜鳥,融入這強大的行政團隊,即使工作繁重,大家都會互相支援、同心協力一起完成各種挑戰。

雖然有時會懷念實驗室的生活,但在這裡工作似乎能幫助更多人,帶給我滿滿的成就感,這是當初轉換工作跑道時始料未及的。

能否介紹自己在「學術及儀器事務處發展科」的工作內容?

學術處發展科的工作內容非常多樣性,所有跟學術發展有關的,都是我們的工作。

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而我自己的工作項目除了學術處網頁上提到主要職掌,還有一些臨時性的業務,例如回覆立法院提問、準備資料供長官備詢及報告,甚至擔任本院多項頒獎典禮的司儀、或是新書發表會的主持。每天上班都處於多工的狀態,電話一直響、電腦桌面總是開了很多資料夾同時運作。

目前正在執行的工作之一,是院內研究成果系統改版,希望能完整納入中研院所有研究人員的研究成果,並讓介面更有彈性、更容易操作。這個系統的用處是,讓研究人員能在系統內彙整自己的研究成果、各個研究所/中心及三大學組評鑑時依需求做分析報告、還有長官需要了解院內研究情況時,都能派上用場。這改版過程中要考慮使用需求、評估系統介面樣式、資料報表呈現方式,再與負責後端程式架構的資訊同仁溝通解決問題,並與資訊處合作新版上線,是非常耗時且繁複的浩大工程。

嚴愛鑫的學術行政工作內容列舉。(編輯 O.S.:一天 24 小時真的夠用嗎!?)
圖說設計│張語辰

每年撰寫一次中研院學術論文引文的統計分析報告,也是我的工作之一。不過別以論文的篇數和點數高低,來判斷研究的重要性。因為某些科學領域的基礎研究,是了解這個世界的基礎,然而其影響指數和引用次數沒辦法跟熱門的研究相比;另外,人文社會科學的影響力,也無法用論文的量化指標來比較。所以,學術論文引文的分析報告是一份參考資料,用來了解中研院在哪些領域是強項,互相觀察國際間各研究單位的表現差異。

除了上述這些,我也負責年輕學者研究著作獎數理組審查、學術行政主管交流會(每季一次)、新進研究人員交流會、以及中央研究院新科院士演講活動,並協助成立委員會整合全院電子期刊訂購。

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還有一項最吃重的工作:統籌每年度的三大學組概(預)算審查。全院的經費需要我們這些後勤部隊彙整及審查,並控制經費在該花的地方,支援院長及副院長們站在最前面跟立法院爭取研究經費,協助研究團隊將研究成果貢獻於社會,這樣才不會辜負納稅人的錢。

我之前在實驗室做研究,很天真地認為:「研究經費不是一直都有嗎?」,直到做學術行政工作才發現:要獲得足夠的研究經費真不是件容易的事。

在臺灣想要做關鍵性、突破性的重要研究,無論是資源層面、心理層面,都很需要社會的支持。

「學術演講」、「儀器」對於科學發展的重要性?

我自己曾是個埋首研究工作的人,我覺得在聆聽學術演講的過程中,能讓自己的研究受到啟發、出現新的想法,甚至對人生態度產生正面的影響,這都是很棒的事。我開始籌辦新科院士演講活動之後,除了盡全力安排每個環節,希望讓講者和聽眾都能感受到學術研究的能量之外,更會去注意到現場聽眾的反應,從聽眾求知若渴的眼神和提問,就知道學術交流能帶來的重要影響。

至於儀器,我認為是協助解決科學研究問題的重要工具。

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多認識儀器,設計實驗時就能很快想到有什麼儀器功能可以運用,迅速解決問題。

以生命科學領域來說,顯微鏡非常重要。從最基本的到高功能的 2D-3D 螢光影像的共軛焦顯微鏡,以及可以直接看到病毒顆粒、蛋白質的低溫電子顯微鏡 (cryo-EM),它以非結晶態的水將樣本包起來,在零下 180℃ 維持生物分子的原態,這種觀測方式能將光學與輻射傷害降到最低。

我自己則是很喜歡流式細胞儀 (flow cytometer) ,它可以偵測 DNA 含量、標定細胞膜上的特殊蛋白質抗原,也能進行細胞週期及細胞凋亡的實驗。流式細胞儀還能利用電荷,高速且準確地分離不同的細胞,應用性非常廣,操作又簡單,我覺得是非常有力的研究工具。

對於有興趣來中研院做實驗的高中生,有什麼建議?

之前我參加的「高中生物學習成就優異學生輔導實驗計畫」,現在已改成「高中生命科學研究人才培育計畫」,想來中研院做實驗的高中生,可以在這裡單純地體會科學好玩的地方、做有興趣的研究。我們那時候還有來自新竹、台中的同學,得通勤上課及住宿中研院做專題研究;現在的高中生做專題研究,可以就近找大學內的教授,省下舟車勞頓之不便。

高中時因為覺得做實驗太好玩了,我曾經差點荒廢課業,但後來了解到學校教的都是基礎,有足夠的基礎知識,做實驗時遇到問題才知道如何解決。時間管理也非常重要,才能在學業與研究中達到平衡、不偏廢;懂得管理時間對於之後獨立研究時安排實驗也很重要。

高中時可以多多接觸各領域的知識,因為現在很流行的學問,不一定真正適合自己,而且流行也會退燒。在中研院參與高中生培育計畫,可以輪流到各個實驗室看看,多與研究人員討論,有機會幫助自己找出喜歡的研究領域。

以前我覺得人生只有一條路可以走,但人生的方向,其實會隨著成長和現實環境而有所改變。

最重要的,在高中時期要多跟同學們、夥伴們互動。研究這條路難免會遇上挫折,擁有相同背景的同儕比較能理解彼此的狀況、互相支持打氣。

我跟高中時期一起參加實驗計畫的同學們,還成立了一個小小的幫派──「中研幫」。雖然說起來好像有點兒幼稚,但我們到現在還會互相聯絡,相聚時看到彼此各自在喜愛的領域擁有一片天,就覺得很幸運擁有這一群朋友,也很感激當年在中研院有這麼一段美好的回憶。

延伸閱讀

本著作由研之有物製作,原文為《兵馬未動,糧草先行:帶你了解中研院的後勤單位》以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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星光,指引地球的未來——《困惑的心》推薦跋
時報出版_96
・2023/07/17 ・4372字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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  • 潘康嫻/中研院環境變遷研究中心博士後研究員

人類是天生的科學家。我們生來就想知道為何星星會閃爍,想知道為何太陽會升起。


加來道雄

地球上有一群人總喜歡抬著頭,看著夜空中點亮大地的星燈,這些星光夾藏著宇宙的祕密,穿透無數個光年,抵達藍色的星球。除了欣賞夜色之美,這一群人更試圖從中看出點端倪,這些熠熠星光是怎麼來的?宇宙是什麼樣子?為什麼會有地球?生命從何而來?還有其他如地球般的星球嗎?那裡也有文明嗎?好多個「為什麼」是大自然帶來的啟發,而人類尋找答案的行動,卻是宇宙裡不可思議的精彩。

好多個「為什麼」是大自然帶來的啟發,而人類尋找答案的行動,卻是宇宙裡不可思議的精彩。圖/envatoelements

向遙遠的星系發送信號 尋找未知的外星文明

人類的世界觀從曾經的地球放眼到太陽系,隨著科學與科技的進步,二十世紀的物理學開創宇宙論的發展,至二十一世紀天文觀測的黃金年代,不停歇地向深邃的星空探索,走出新的視野。近二十多年的諾貝爾物理獎,多達三分之一肯定天文學的貢獻,例如 2019 年獲獎的三位學者,一位建構宇宙大霹靂理論模型,另兩位發現一顆繞著另個太陽類型恆星公轉的系外行星。宏觀的宇宙視野,加上相對微觀的行星視角,近代的天文學一再刷新人類對宇宙演化及地球定位的認知。

天文望遠鏡和太空科技的進展,讓現代的天文學家得以挖掘宇宙暗藏的驚奇,透過紅外線觀測,我們看到隱藏在可見光背後恆星誕生的搖籃,也發現了宇宙考古學的線索。2019 年諾貝爾物理學獎得主之一詹姆士・皮博斯(James Peebles)花費大半輩子,帶領我們梳理宇宙 137 億年演化的歷程,如今我們知曉實質物體的總質量佔宇宙的 5%(其餘為 68% 的暗能量,與 27% 的暗物質)。在這 5% 的質量中,粗略估計大大小小星系中的星點,加總起來約略有 1027 顆恆星。假使每顆恆星誕生時也伴隨著行星系統的發展,在如此龐大的總數下,是否也有另一顆適合生命發展的星球?

放眼望去,茫茫星海,僅吾唯一?以地球人的角度思考外星生命的可能性,德雷克公式(Drake equation)將文字的問號轉成可運算的概念,考慮環境因素和發展文明的可能性,估計銀河系中存在著少則一千,多則一億的文明數量。但這些年,沒有人聯絡我們,我們也沒有找到對方,費米悖論提醒了估算與現實的落差。天文學家藉著太空科技的發展得以主動探尋,1972 年的先鋒號和 1977 年的航海家,帶著人類寫給外星人的科學密碼信函,至今持續在星際間航行。除了寫信,還可以像發電報一樣,1974 年的阿雷西波訊息(Arecibo message),對著遠在 25,000 光年外的 M13 球狀星團發送訊號,寄望能在高齡星團中找到找到高智慧文明存在的可能性。然而,這一去一回,收到回音得等上五萬年,已不知道是人類幾代以後的事了。

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1977 年的航海家,帶著人類寫給外星人的科學密碼信函,至今持續在星際間航行。圖/wikipedia

一如 15 至 17 世紀的大航海時代,歐洲船隊面對大海,莫不引頸期盼能在望遠鏡裡看到遠方的陸地。行星猶如當時的目標,由於行星不會自行發光,尋找行星的難度如同在千里之外的明亮燈塔旁邊瞧見一隻蚊子,然而技術的困難並未讓人退卻,科學的精彩就在於想辦法突圍。

更清晰地遙望遠方 用太空望遠鏡在地球上一起遨遊宇宙

1995 年米歇爾・麥耶(Michel Mayor)迪迪爾・奎洛茲(Didier Queloz)藉由分析恆星光譜中的都卜勒效應(目標物遠離觀測者時,其光譜會往長波方向拉長稱作紅移,反之靠近則往短波壓縮稱之藍移),在飛馬座找到繞著太陽類型的恆星公轉的第一顆系外行星飛馬座 51b(51 Pegasi b),為系外行星大發現時代展開序幕,也讓他們在 2019 年共享諾貝爾物理獎的殊榮。至今近 25 年觀測資料的累積,尤其有了克卜勒太空望遠鏡和接續的凌日法系外行星巡天衛星(Transiting Exoplanet Survey Satellite,TESS),系外行星數量自 2014 年開始大幅增加,截至今年 2023 年 6 月統計,約有 5,500 顆系外行星,依據型態將系外行星分成四類:氣體巨行星(又稱熱木星)類海王星超級地球類地行星。天文學家從統計數量和行星形成動力學模型中獲得豐富的訊息,也讓太陽系的形成與演化有了更進一步的認識。以一個系統中的行星質量做序列可以分成四種:由小至大(太陽系即為此類)、由大至小、混合、和大小相似,科學家發現像太陽系八大行星的排序反而非常稀有,像 TRAPPIST-1 系統中七顆行星大小雷同的類型倒是常見,人們才驚覺原來太陽系與其八大行星的組合是如此與眾不同。這個獨特也包含太陽系的氣體行星木星,有顆大質量的木星在外,像吸塵器一樣讓闖入太陽系的天體轉向(例如 1994 年的舒梅克-李維彗星撞擊木星事件),減少外來者體撞擊內太陽系的機會,使得位在適居帶的地球有足夠安全的環境與時間孕育生命。原來要有機會誕生生命,先決條件也要天時地利「星」和。

有沒有一種可能,其實有外星訊號,只是現今的科技還無法察覺和解讀? 二十一世紀的新視野多來自百年前科學家所闢的路,例如愛因斯坦在廣義相對論提出對重力的新見解,物體質量造成的空間扭曲,只是改變的幅度之小不易測量,直至 2015 年天文學家終於在絞盡腦汁精細設計之下,成功打造觀測重力波的天文望遠鏡(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,LIGO),2017 年人類首次觀測到雙中子合併事件,解開化學元素週期表上的重金屬形成之謎。在天文學的領域,一個計畫從靈感發想、規劃藍圖、開工建造、出發觀測、收集資料到計畫結束,從開始到最後的時間跨度,往往超過科學家本身的職業生涯。科學家年輕時的構思,常須藉由後生晚輩接棒執行,有生之年不一定看得到科學成果,而這一路上牽起了一代又一代的傳承,一起讓科學的進展跑得更遠,跑向遠在未來的新發現。本篇文章談及的計畫,在筆者的學生時代,早已如火如荼地展開,伴隨著計畫的執行和觀測資料的回傳與分析,是前輩們的堅持與努力,也是帶給新生代天文學家的禮物和邀請:現在的成果來自於我們過去的努力,而未來要由現在的你們來開創。

太空望遠鏡的升空協助天文學家得以更清晰地遙望遠方,讓系外行星的發現轉為低風險的冒險之旅,安全地帶著大家想像另一個世界的雛形,正當書中的主角,天文生物學家拜恩教授,為兒子羅賓說起異星見聞時,好似向星空開啟一扇扇門,父子倆得以一起遨遊宇宙。

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穿越都市的水泥叢林,遠離學校與人群,當我讀到書中拜恩教授帶著羅賓前往國家公園露營,徜徉在大自然的聲音與光影,兩個人在星光下深度傾聽彼此,為人生的焦慮與困惑尋找方向,令我不禁想起,曾經只是為了想看星星,所以去登山的自己,無意間在山林尋回自己的心。臺灣的山勢陡峭地形多變,得要十分專注在腳下的步伐與眼前的山徑,此刻陪伴自己的只有呼吸和心跳。踩著吃力的腳步,一瞬間,世界難得寧靜,只聽得見自己的聲音,「離目標還有些距離,繼續是前進,回頭是放棄。若是堅持,不知還有多少難關?若是放棄,我能接受放棄的自己嗎?難道是走錯路或迷路,所以才這麼難行,那麼路又在何方?」為一睹繁星,在光害日趨嚴重的情況下只得越走越深山,不只用腳感受臺灣地貌的鬼斧神工,還要感官全開地觀察瞬息萬變的天氣,多認識她才能做出適當的應變確保登山安全。白天的路上觀察自然的氣息,與重建內在的自己,晚上終見美麗的星空,走在一條條的山岳路線,整頓人生朝著目標向前行。

書中拜恩教授帶著羅賓前往國家公園露營,徜徉在大自然的聲音與光影,兩個人在星光下深度傾聽彼此,為人生的焦慮與困惑尋找方向。圖/envatoelements

回首看看我們腳下的地球

天文學總是背對著地球往外尋找新的未知,試圖解讀新收到的觀測資料與訊息,然而來自腳下的訊號呢?地球也是行星,是離我們最近的行星,她孕育了這世界的美好,但她的語言,我們真的懂了嗎?羅賓對外界的反應多來自於他所觀察到的地球,作為父親的拜恩教授要怎麼回應孩子呢?

當我們汲汲營營想向外拓展新知識、新世界時,可曾留意腳下正在發燙?若將地球的呼喊換成人類的語言,環境變遷的種種跡象就是地球發燒的訊號。以往科幻災難片當中的賣座奇觀,漸漸成為生活新聞,熱浪、野火、水災旱災、劇烈天氣變化,讓全球不只要解決眼下的困境,也要未雨綢繆地做永續經營的規劃,即刻採取行動已是迫在眉睫。

2021 年,聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)公布第六回的全球氣候變遷評估報告,提及全球暖化現象在冰河面積、海平面上升、全球氣溫,及海洋酸化等等的科學研究報告中,出現許多令人擔憂的新紀錄,並指出二氧化碳與溫室氣體排放量的關聯性,巨變的環境讓各類生物物種面臨生存威脅。因應這場危機,全球達成共識目標於二十一世紀的地球平均氣溫,相比十九世紀最多僅能上升攝氏 1.5 度,並且在 2050 年達成全球淨零碳排放。今日世界各國包含臺灣正積極發展替代能源減少碳排放,同時開發技術增加碳匯,企圖集結眾人的力量把大氣中的碳存回大地。但我們能在有限的時間內力挽狂瀾嗎?假使目標如期達成,是否就高枕無憂了呢?地球和我們的日子就美好了嗎?

二氧化碳與其他溫室氣體排放帶來的環境巨變,讓各類生物物種面臨生存威脅。圖/envatoelements

從人類張開眼睛認識日月星辰,建立了神話、曆法和文明,發展農耕,再到科學與工業革命,一路解析宇宙和地球的起源、歷史、環境、命運。星星帶給人類的啟發,讓人類的足跡已從地球走向太陽系,從更高的視野回頭凝視地球那令人屏息的湛藍,離開地球的探索,讓我們重新看見地球。文化藝術與科技文明的發展一直以來與大自然息息相關,進步固然帶給人類生活和思維的改變,然而過度的開發讓環境失衡,讓現在的我們必須啟動地球生命保衛戰,永續經營之前要先理解,如何理解則引發更多的提問,解答提問的過程中人類將深刻感受地球的脈動,為身為地球人感到驕傲。BE-WILD-ER-MENT 的故事在過去已開始,現在的行動是創造機會、還是命運?未來,讓我們和這顆有心跳的藍色星球一起來回答吧。

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——本文摘自《困惑的心》,2023 年 7 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

時報出版_96
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出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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宇宙文明演化史(上):能量觀點下的先進文明
Castaly Fan (范欽淨)_96
・2023/06/26 ・3182字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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編按:說到星際文明的發展程度,科幻愛好者必定會提到「卡爾達肖夫指數」,以使用的能源多寡,來區分文明發達程度。然而,除了從能源來評斷文明進程,其實還有其他的評判方式。

「宇宙文明演化史」系列,將在上篇回顧「卡爾達肖夫指數」,下篇介紹較少討論的「資訊量」與「微觀尺度」的評斷觀點。

地球數以萬億計的物種中,人類算得上是最具高等智慧的生物。

但假設——遙遠的某顆行星上也有「智慧生命」的存在,那麼,對方是否有可能比我們先進?他們能透過量子力學的應用而發明電子產品嗎?他們能掌握陽光、電磁等能源嗎?他們是否有完善的醫療、教育、經濟、社會結構?又或者,他們是否已然可以達成人類難以觸及的瞬時旅行?

智慧生命的演進

誠如在這篇文章所提過的,碳基生命自發形成的機率極為渺小,從有機分子組合成蛋白質、基因序列、細胞、再到個體的行程,這個機率相當於「一陣龍捲風掃過垃圾場、從中隨機拼湊出一架波音 747」那樣渺茫,更何況是演化成像人類這樣的「智慧生命」。

我們不僅僅具有生物體的基本特徵,還具有思考能力、邏輯、記憶力、甚至是預測與規劃未來的能力,這些可以說是人類與其他生命體最與眾不同之所在。人類之所以成為「智慧生命」,便是因為擁有了自己的語言、文字,使資訊得以保留並傳承。回溯到百萬年前,從演化論的角度來看,當時人類與其他靈長類動物差異並不大;然而,我們的老祖先發現了「火」,並且懂得如何生成並且控制「火」,使得我們不再像其他動物那樣直接生食獵物;另一方面,我們開始懂得用遮羞布、乃至於之後縫製衣服。

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此外,我們能表達自己的情緒,能輕易地展現喜怒哀樂溝通,進行交際活動——這些都是人類得以成為智慧生命的原理。

順帶一提,根據物理學家加來道雄(Michio Kaku)所提出的「穴居人原理」(caveman principle),我們人類依然存有百萬年前老祖宗們「原始慾望」的影子——換句話說,數十萬年來人類雖然不斷演化,然而我們的人格依然保有原始穴居人的基因本質。舉例而言:即使有先進的電腦把文件處理完善,我們仍習慣把文件影印成紙本,之所以如此,係因原始人類捕獵動物時要求「獵殺證明」,習慣取信於親眼所見的事實。

同理,我們傾向於參與音樂會或去電影院體驗現場氛圍,而非一味觀賞電子螢幕前的動態;我們習慣社交與打扮,因此多數重要聚會並不容易被虛擬會議所取代;而在古代社會,小道消息的流通會幫助某些人們知悉高層的行動,因而扮演著一定程度重要性——而這也呼應了我們周遭充斥著娛樂與八卦的報刊,畢竟這些事物總會激起人性深處的好奇心。另一方面,穴居人法則似乎也意味著藝術、娛樂並不會因為科技發展而消失,因為這些事物能滿足人類的需求與愉悅,而這並非科技所能取而代之的。

根據穴居人原理,我們依然保有原始人類的慾望。圖/Mrs J’s science

回歸根本,可以發現,身為智慧生命,必然要有「視力」的存在、而非像螞蟻那樣透過觸角溝通,包含情緒的表達、語言的交流,這方面可以歸功於「大腦」的演化;再者,人類的「腳趾」的演化也是關鍵,這使得人類得以直立行走、改變對世界的視角與行動;此外,「前肢可握物」也扮演著重要角色,亦即靈活的手指——這使得人類可以精準地操作物件、製造工具。

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先進文明的分級

因此,我們假定這些智慧生命都擁有這些生理構造與功能,他們可以溝通、可以發明器物。那麼,有沒有一個指標能告訴我們一個「文明」究竟能多發達?

1964 年,蘇聯科學家卡爾達肖夫(Nikolai Kardashev)提出了一個度量文明先進程度的指標——「卡爾達肖夫指數」(Kardashev Scale)。經由天文學家卡爾.薩根(Carl Sagan)修正過後,可以歸結為下列公式:

其中 K 代表卡爾達肖夫指數,P 代表文明所消耗的總能量。基本上,我們可以將文明依據「駕馭能量」的量級區分成三大類型:

  1. I 型文明(K=1)
    該文明能駕馭 10¹⁶ W 的能量,相當於掌握所處行星的能量,因此又稱「行星文明」。這類型的文明可以控制天氣、調節海洋、並且到地底深處採礦,徹底運用星球資源;並且,這一類文明將能任意造訪附近行星,並在後期發展出接近光速的太空旅行。
  2. II 型文明(K=2)
    該文明能駕馭 10²⁶ W 的能量,相當於掌握所處恆星系統的能量,因此又稱「恆星文明」或「星際文明」。這類型的文明能夠透過戴森球(參見下文)或相關科技、徹底利用恆星系統的能量;他們可在各個行星、恆星之間任意穿梭,並且相繼朝往其他恆星系統殖民。
  3. III 型文明(K=3)
    該文明能駕馭 10³⁶ W 的能量,相當於掌握所處星系的能量,因此又稱「星系文明」。這類型的文明不再受限於附近的恆星系統,他們將能夠隨心所欲駕馭整個星系、甚至宇宙尺度級別的能量,並可以在星系之間來去自如;他們甚至已熟悉時空物理、得以透過蟲洞或先進技術穿越時空。
卡爾達肖夫指數示意圖,由左而右分別是:行星文明(I 型)、恆星文明(II 型)、星系文明(III 型)。圖/http://www.maximusveritas.com/wp-content/uploads/2016/06/

作為宇宙文明的分級,文明所駕馭的總能量可以視為一個標竿。宇宙中的能量是無所不在、甚至可以說是取之不盡用之不竭的。因此,能妥善利用這些能量到什麼程度,便可以視為文明「先進與否」的標準。當然,還有一些人把這列表往下延伸,諸如宇宙文明(IV 型)、多重宇宙文明(V 型)、神靈文明(VI 型)、未知文明(VII 型)等等——不過這些級別距離目前人類還算是遙不可及,我們甚至無法保證在宇宙 137 億這年齡下是否已有這麼先進的文明誕生。

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就目前而言,顯然,人類縱使歷經工業革命、資訊革命,也開發出原子能、得以進行太空探索——但似乎尚未能被列入其中之一——我們尚未有能力操控天氣、就連地底結構也都是透過震波才得以探知的。那麼,人類目前究竟處在哪一階段?讓我們簡單計算一下:根據世界能源消耗量的統計,截至 2021 年底,人類所消耗的能量約為 176,431 TWh(百萬兆瓦時),相當於 20.14 TW(百萬兆瓦),代入卡爾達肖夫指數公式:

可以直接得出卡爾達肖夫指數 K≈0.73 ——因此,人類目前約是落在「0.73 型文明」,依然位在「第零型文明」的階段。

目前人類的能量來源主要仍是石油、煤炭、天然氣;除此之外還有傳統生質能、水力發電、以及核能。在數十年內,風力發電、太陽能、生質能會慢慢取代化石燃料,而核融合技術很可能帶領人類走向 I 型文明。

當人類開始進行太空殖民、並且能妥善運用母恆星(太陽)所供應的能量後,才會慢慢朝向 II 型文明發展;而在 I 型或者 II 型文明階段,另一個能催動科技進展的很可能就是反物質(antimatter)的製造與普及。加來道雄認為,我們有機會在本世紀末或是兩百年內躍升成為 I 型文明;到達 II 型文明需要數千年;至於到達可以隨心所欲駕馭時空的 III 型文明,可能還需要數十萬至百萬年。

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1800 年代至 2021 年的世界能源消耗總量:目前人類消耗能源仍以化石燃料為多數。圖/our world in data

參考文獻 / 延伸閱讀

  1. Kardashev, N.S. (1964). Transmission of information by extraterrestrial civilizations. articles.adsabs.harvard.edu.
  2. 加來道雄,《穿梭超時空》,台北:商周出版,2013
  3. 加來道雄,《平行宇宙》,台北:商周出版,2015
  4. 卡爾.薩根,《宇宙・宇宙》,台北:遠流出版事業股份有限公司,2010
  5. 史蒂芬.霍金,《胡桃裡的宇宙》,台北:大塊文化,2001
Castaly Fan (范欽淨)_96
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科學研究者,1999年生於台北,目前於美國佛羅里達大學(University of Florida)攻讀物理學博士。2022年於美國羅格斯大學(Rutgers University)取得物理學學士學位,當前則致力於學術研究、以及科學知識的傳播發展。 同時也是網路作家、《隨筆天下》網誌創辦人,筆名辰風,業餘發表網誌文章,從事詩詞、小說、以及文學創作。

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多重宇宙存在嗎?物理學的探索極限——《解密黑洞與人類未來》
天下文化_96
・2022/01/02 ・1880字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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  • 作者 / 海諾.法爾克 (Heino Falcke)、約格.羅默(Jörg Römer)
  • 譯者 / 姚若潔

在今天已經建立的宇宙模型中,我們對無限的窺視終止於大霹靂。大霹靂開啟了我們的時間和歷史;所有將會發生的事物都包含在裡面。大霹靂是一種超額的密集能量。我們現在看見的所有事物(所有形式的物質或能量,甚至我們自己),最終都可以追溯回到這份原始能量。

現今宇宙中的各種天體、物質與能量,都可以追溯到大霹靂這份原始能量。圖/WIKIPEDIA

一個近乎無限小的空間忽然在 10−35 秒內指數膨脹。純能量和光的原始閃電誕生,基本粒子的量子糖漿從閃電中開始結晶成形。質子和電子形成,物質有了基本構成單元。過了三十八萬年,質子和電子配對形成氫,充滿了宇宙。物質和光忽然彼此區分,走向各自不同的道路。暗物質在自身的重力影響下變得集中:暗星系從大霹靂的殘骸中出現,並把氫聚集到自己周邊。星系就此形成,產生了發光的星星,創造出新的元素,並透過巨大的爆炸再度把這些元素擲回太空。

從這最早的恆星之灰中,誕生了新的恆星、行星、衛星與彗星。星辰的生命循環開始,最終也誕生出我們的地球。水落在地球上匯聚起來,加上星塵,形成了菌類、單細胞動物,還有植物。這些新生命改變了世界,大氣開始形成,雲朵綻開,動物演化。最後出現了人類,在日、月、眾星的俯視之下繁衍,征服地球,建造都市,瞭解世界、時間、太空,並寫了關於這一切的書——這都要感謝大霹靂帶來的宇宙級大騷動。

描述大霹靂後宇宙膨脹的藝術構想圖。圖/WIKIPEDIA

我們的宇宙竟然能夠運作,整件事實在太過驚人、太過不可思議。宇宙的產生就像是走在物理學的鋼索上,需要微妙的平衡。如果重力再強一點,恆星都會塌縮成黑洞;如果再弱一些,暗能量會使所有東西分崩離析。如果電磁力更強,恆星就不會發光。宇宙機制的各個齒輪彼此相互影響,而生命竟可能在此出現,是恆久以來最偉大的奇蹟。如果有人可以目睹大霹靂並預測自己將會從那堆混亂之中誕生,一定會被視為瘋子。物理學教科書不允許物質忽然開始思索自我,形成個性與觀點,甚至發揮創意——儘管如此,我們就在這裡。

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這道謎題有個解釋相當受人歡迎,就是宇宙實際上不只一個,而是許多個,它們就像原野上的花朵那樣誕生又凋零,只是每個宇宙都略為不同。我們只是正好出現在這裡,生活在這一個誕生了生命的宇宙,因為這是我們唯一可見的宇宙。

我們能否更把思考尺度變得更大?我們有沒有可能在自己的宇宙裡找到古老宇宙的遺跡,例如兩個宇宙相互碰撞後留下的大型結構?我自己願意如此猜測:超超大質量(hypermassive)的黑洞有可能是古宇宙留下來的化石——畢竟,像我們這種宇宙最後殘留下來的,應該就是超超大質量黑洞。目前為止還沒有人找到任何證據。不過,也還沒有任何跡象顯示平行宇宙真的存在,可以讓我們觀測。

黑洞, 黑色的, 洞, 虫洞, 虫, 量子, 物理, 爱因斯坦, 星系, 大量的, 无穷, 空间, 星光体
如果能找到超超大質量黑洞,或許能證明古老宇宙或是多重宇宙的存在。圖/Pixabay

另外,只因為我們的宇宙非常不可能存在,就要推論「必定有許多宇宙存在,才讓我們宇宙的存在成為可能」,這樣的關聯不見得正確。如果我的鄰居中了樂透,不表示他一定已經買過百萬次彩券。我們頂多可以說自己正好住在那個真實幸運兒的隔壁。如果我們只買過一張彩券,又不太清楚它的運作方式,那我們並無法論斷買了彩券的人有多少——或者有多少宇宙存在。

由於無從得知多重宇宙的證據,倒是引出這樣的問題:多重宇宙的存在與否,究竟屬於物理學還是形上學的問題?我們既無法回溯得比自己宇宙誕生的奇異點更早,也無法看穿宇宙的邊緣。就算主張多重宇宙不只是妄想,而是真實的物理學,這個問題仍然未解:多重宇宙是哪裡來的?我們所做的,只不過是把自己的無知推到物理學的無人之境。

——本文摘自《解密黑洞與人類未來》/ 海諾.法爾克、約格.羅默,2022 年 1 月,天下文化

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天下文化_96
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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兵馬未動,糧草先行:中研院重要的補師「學術行政」全解析!
研之有物│中央研究院_96
・2018/05/18 ・5526字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 510 ・六年級

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「學術行政」在做什麼?

多數人也許認為,學習生物、化學、物理等等基礎科學,並一路攻讀至博士學位後,只能選擇留在實驗室繼續做研究。其實也有人「轉行」行政工作,以從事研究的精神做得有聲有色。學術行政團隊支援在前線打仗的研究人員糧草無虞,得以全心全意投入研究工作。

本文專訪中研院學術及儀器事務處的嚴愛鑫博士;20 多年前以高中生的身分來到中研院學習如何做研究,多年後又重回中研院,投入學術行政服務,化身為學術與行政之間的橋樑。攝影│張語辰

20 多年前為什麼來到中研院?

我高中時就讀基隆女中,入學後不久,生物老師跟我們提到有一個「高中生物學習成就優異學生輔導實驗計畫」,請班上聯考分數前幾名的同學來登記,通過考試就可以到大學旁聽課程。當時喜愛生物的我,覺得可以到大學旁聽課程很酷,就報名了,沒想到後來竟然是到中研院參加實驗計畫,更沒想到從此中研院在我生命中扮演非常重要的角色。

記得當時通過筆試、拿到口試通知單,我很驚訝地問生物老師:「中研院在哪裡?」

第一次來到中研院時超緊張,口試老師都是德高望重的研究員,我是在基隆鄉下長大的小孩,其他參加口試的學生幾乎都來自建中、北一女,感覺自己像個土包子,一舉一動都戰戰兢兢。

口試通過後,我們每隔週的週六就到中研院植物所(現在的植微所) 與動物所(現在的細生所) 上課。中研院教授們講課、還有帶我們做實驗的內容和方式,都跟學校應付考試的上課很不一樣,重視思考、提問以及互相討論,也鼓勵我們蒐集資料自己找答案,讓我非常喜歡。

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高中時,在中研院做些什麼?

學期間的隔週六,我們會來到中研院,上午是聽各個研究員講課,下午則是分組到不同的實驗室做實驗。兩年的期末測驗都通過後,才能在高二升高三的暑假做最後的專題。我們得自己選專題的題目,在實驗室裡做研究、寫論文,用這份專題取得保送甄試的初選資格,再與榮獲國內外科展比賽的得獎學生們一起接受智力測驗。全國選拔約 20 位進入最後的科學研習營,然後得在短短一週內接受觀察、面談、筆試、實驗操作等評量,以爭取保送大學的名額。

為了這次專訪,嚴愛鑫回到實驗室娘家,找出當年參與實驗計畫的專題論文《pH 值對檳榔素誘引姊妹染色分體互換的影響》。
攝影│張語辰

我們幾個參與實驗計畫的高中生,在實驗室雖然會彼此競爭,但都是良性競爭,像是比誰找資料找得比較迅速、誰的細胞核染色得比較漂亮、誰的實驗做得比較完美。遇到困難也會互相幫忙,像是有同學近視較深、無法長時間聚焦看顯微鏡,我這個視力 1.2 的就去幫他判讀顯微鏡下的染色體;而我的研究需要用到檳榔,但當年不好意思去檳榔攤買,同學還自告奮勇去幫我買。

高二暑假做專題時,我們就住在中研院的學術活動中心,以前中研院還沒有那麼多棟實驗大樓,現在的基因體中心附近那片區域都還沒蓋起來,有好多條自然秘境小路。暑假時我們白天在實驗室做實驗,晚上還會結伴陪同學在院區內夜採蛞蝓和探險呢。

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和嚴愛鑫(右二)當時一起參加實驗計畫的夥伴,至今仍是好朋友。中間是李德章老師。
圖片來源│嚴愛鑫提供

那時我的專題指導教授是生物醫學研究所的李德章老師,帥帥的李老師看起來酷酷的,但遇到我們這群高中生小朋友總是笑容滿面。實驗室的學長姐非常照顧我們,不但忍受我們幾個吵吵鬧鬧的,還帶我們做實驗、討論實驗結果。

當時的分子生物研究所所長王正中院士(已於 2017 年 8 月辭世)雖然不是我們的指導教授,但他每週特地撥出時間和我們這些高中生聚會討論,指導大家準備簡報、練習提問及回答,為我日後上台報告研究成果的能力打下良好的基礎。

中間是親切的王正中院士,攝於中研院的活動中心餐廳。
圖片來源│嚴愛鑫提供

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除了在中研院上課、做實驗,當時植物所和動物所的老師還會帶著實驗計畫的高中生們,到陽明山的擎天崗、夢幻湖,實地認識野生植物和昆蟲。
圖片來源│嚴愛鑫提供

當初為何選擇「pH 值對檳榔素誘引姊妹染色分體互換的影響」當作專題題目?

一開始選實驗計畫專題論文的題目時,我想做跟癌症相關的研究。李德章老師建議我先去翻前幾屆實驗計畫學長姊的研究報告,想想自己想做什麼、要不要採用學長姊的實驗方法。

查看這些研究報告後,我了解到細胞裡姊妹染色分體互換的頻率越高,代表染色體異常、DNA 突變頻率、及致癌性越高。所以,「姊妹染色分體互換」可作為檢查遺傳物質是否受損的一項指標。

顯微鏡下,姊妹染色分體互換基因片段的結果。(黑色箭頭指示處)
圖片來源│嚴愛鑫提供

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因為要在短短一個暑假完成專題研究,不能天馬行空,只能針對有興趣的致癌物來設計實驗。當時翻了很多本學術研討會的論文集,看到有學者模擬胃酸的環境,實驗檳榔萃取物對細胞的損害和致癌性。但我想到,臺灣嚼食檳榔都會包石灰,咀嚼檳榔的口腔應該是鹼性環境,我想實驗看看不同酸鹼值,是否會影響檳榔素誘引姊妹染色分體互換的情況。

這一整個專題進行的過程,是很好的研究思考訓練。從一開始的大量閱讀文獻、提出關鍵問題、蒐集資料、想方法解決問題、到最後獲得答案,這就是做研究有趣的地方。

多年後我回到中研院擔任博士後研究員,最大的差別是發現中研院變得很國際化,多了很多外國籍研究人員和學生,實驗室討論也都用全英文,還有先進的貴重儀器加快了研究的速度,更加感覺到中研院強大的研究能量。

為何會轉換跑道,改投入學術行政的工作?

其實現在回想起來還覺得有點不可思議。我從高中參加實驗計畫後,保送至國立中山大學,後來拿到國立清華大學博士學位,研究領域包含從癌症相關基因到細胞內之訊號傳遞、從小分子核糖核酸 (microRNA) 到生物標記 (biomarker),求學時期幾乎所有的時間都待在實驗室裡,我以為我的未來就是成為一位研究人員。

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有時候人生不是你規劃好的那條路,最大的轉變開始於:我成為兩個孩子的媽媽了!

我是非常愛小孩、喜歡和孩子相處的人。以前的我可以一整天都在做實驗,甚至為了觀察記錄細胞週期而睡在實驗室好幾天。但有了小孩之後,假日來實驗室做實驗時惦記著小孩,好不容易空出時間在家陪小孩,腦中卻想著實驗,生物醫學領域的研究如果沒有全心全力、全年無休投入,實在很難具有競爭力。

剛好那時院本部學術及儀器事務處的發展科需要一位博士級行政人員,我對這個工作考慮了非常久,因為一旦離開實驗室,感覺就回不去我最鍾愛的研究工作了。但是,想陪著孩子成長的念頭越來越強烈,於是我決定放手一試!

沒想到來到院本部工作後,真的有走出象牙塔的感覺。以前都待在實驗室,不知道中研院背後有這麼龐大的行政團隊在運作,才能讓每位研究人員能夠無後顧之憂專心做研究。

要維持中研院的運作真的不容易,除了維繫院本部與院內 31 個研究單位,對外還要和立法院、監察院、科技部溝通,都是挑戰。

做了這份工作後也發現,我曾經待過實驗室的研究背景發揮了很大功用,能夠很快地理解研究人員的需求,也能從研究人員的角度出發,讓行政流程更順利。我能用科學研究的方法,抽絲剝繭找出行政工作上的問題,並研究出最佳的解決辦法。長官們也很尊重和支持我的意見及想法,給我強力的後盾。我很感謝發展科的同仁們,很用心地教我這個從實驗室過來的行政菜鳥,融入這強大的行政團隊,即使工作繁重,大家都會互相支援、同心協力一起完成各種挑戰。

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雖然有時會懷念實驗室的生活,但在這裡工作似乎能幫助更多人,帶給我滿滿的成就感,這是當初轉換工作跑道時始料未及的。

能否介紹自己在「學術及儀器事務處發展科」的工作內容?

學術處發展科的工作內容非常多樣性,所有跟學術發展有關的,都是我們的工作。

而我自己的工作項目除了學術處網頁上提到主要職掌,還有一些臨時性的業務,例如回覆立法院提問、準備資料供長官備詢及報告,甚至擔任本院多項頒獎典禮的司儀、或是新書發表會的主持。每天上班都處於多工的狀態,電話一直響、電腦桌面總是開了很多資料夾同時運作。

目前正在執行的工作之一,是院內研究成果系統改版,希望能完整納入中研院所有研究人員的研究成果,並讓介面更有彈性、更容易操作。這個系統的用處是,讓研究人員能在系統內彙整自己的研究成果、各個研究所/中心及三大學組評鑑時依需求做分析報告、還有長官需要了解院內研究情況時,都能派上用場。這改版過程中要考慮使用需求、評估系統介面樣式、資料報表呈現方式,再與負責後端程式架構的資訊同仁溝通解決問題,並與資訊處合作新版上線,是非常耗時且繁複的浩大工程。

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嚴愛鑫的學術行政工作內容列舉。(編輯 O.S.:一天 24 小時真的夠用嗎!?)
圖說設計│張語辰

每年撰寫一次中研院學術論文引文的統計分析報告,也是我的工作之一。不過別以論文的篇數和點數高低,來判斷研究的重要性。因為某些科學領域的基礎研究,是了解這個世界的基礎,然而其影響指數和引用次數沒辦法跟熱門的研究相比;另外,人文社會科學的影響力,也無法用論文的量化指標來比較。所以,學術論文引文的分析報告是一份參考資料,用來了解中研院在哪些領域是強項,互相觀察國際間各研究單位的表現差異。

除了上述這些,我也負責年輕學者研究著作獎數理組審查、學術行政主管交流會(每季一次)、新進研究人員交流會、以及中央研究院新科院士演講活動,並協助成立委員會整合全院電子期刊訂購。

還有一項最吃重的工作:統籌每年度的三大學組概(預)算審查。全院的經費需要我們這些後勤部隊彙整及審查,並控制經費在該花的地方,支援院長及副院長們站在最前面跟立法院爭取研究經費,協助研究團隊將研究成果貢獻於社會,這樣才不會辜負納稅人的錢。

我之前在實驗室做研究,很天真地認為:「研究經費不是一直都有嗎?」,直到做學術行政工作才發現:要獲得足夠的研究經費真不是件容易的事。

在臺灣想要做關鍵性、突破性的重要研究,無論是資源層面、心理層面,都很需要社會的支持。

「學術演講」、「儀器」對於科學發展的重要性?

我自己曾是個埋首研究工作的人,我覺得在聆聽學術演講的過程中,能讓自己的研究受到啟發、出現新的想法,甚至對人生態度產生正面的影響,這都是很棒的事。我開始籌辦新科院士演講活動之後,除了盡全力安排每個環節,希望讓講者和聽眾都能感受到學術研究的能量之外,更會去注意到現場聽眾的反應,從聽眾求知若渴的眼神和提問,就知道學術交流能帶來的重要影響。

至於儀器,我認為是協助解決科學研究問題的重要工具。

多認識儀器,設計實驗時就能很快想到有什麼儀器功能可以運用,迅速解決問題。

以生命科學領域來說,顯微鏡非常重要。從最基本的到高功能的 2D-3D 螢光影像的共軛焦顯微鏡,以及可以直接看到病毒顆粒、蛋白質的低溫電子顯微鏡 (cryo-EM),它以非結晶態的水將樣本包起來,在零下 180℃ 維持生物分子的原態,這種觀測方式能將光學與輻射傷害降到最低。

我自己則是很喜歡流式細胞儀 (flow cytometer) ,它可以偵測 DNA 含量、標定細胞膜上的特殊蛋白質抗原,也能進行細胞週期及細胞凋亡的實驗。流式細胞儀還能利用電荷,高速且準確地分離不同的細胞,應用性非常廣,操作又簡單,我覺得是非常有力的研究工具。

對於有興趣來中研院做實驗的高中生,有什麼建議?

之前我參加的「高中生物學習成就優異學生輔導實驗計畫」,現在已改成「高中生命科學研究人才培育計畫」,想來中研院做實驗的高中生,可以在這裡單純地體會科學好玩的地方、做有興趣的研究。我們那時候還有來自新竹、台中的同學,得通勤上課及住宿中研院做專題研究;現在的高中生做專題研究,可以就近找大學內的教授,省下舟車勞頓之不便。

高中時因為覺得做實驗太好玩了,我曾經差點荒廢課業,但後來了解到學校教的都是基礎,有足夠的基礎知識,做實驗時遇到問題才知道如何解決。時間管理也非常重要,才能在學業與研究中達到平衡、不偏廢;懂得管理時間對於之後獨立研究時安排實驗也很重要。

高中時可以多多接觸各領域的知識,因為現在很流行的學問,不一定真正適合自己,而且流行也會退燒。在中研院參與高中生培育計畫,可以輪流到各個實驗室看看,多與研究人員討論,有機會幫助自己找出喜歡的研究領域。

以前我覺得人生只有一條路可以走,但人生的方向,其實會隨著成長和現實環境而有所改變。

最重要的,在高中時期要多跟同學們、夥伴們互動。研究這條路難免會遇上挫折,擁有相同背景的同儕比較能理解彼此的狀況、互相支持打氣。

我跟高中時期一起參加實驗計畫的同學們,還成立了一個小小的幫派──「中研幫」。雖然說起來好像有點兒幼稚,但我們到現在還會互相聯絡,相聚時看到彼此各自在喜愛的領域擁有一片天,就覺得很幸運擁有這一群朋友,也很感激當年在中研院有這麼一段美好的回憶。

延伸閱讀

本著作由研之有物製作,原文為《兵馬未動,糧草先行:帶你了解中研院的後勤單位》以創用CC 姓名標示–非商業性–禁止改作 4.0 國際 授權條款釋出。

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

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研之有物│中央研究院_96
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