【特輯】但見櫻花開令人思科學：關於櫻花你該知道的五件事

本文與財團法人臺灣生活美學基金會合作。 

AI 有可能造成人們失業嗎？還是 AI 會成為個人專屬的超級助理？

隨著人工智慧技術的快速發展，AI 與人類之間的關係，成為社會大眾目前最熱烈討論的話題之一，究竟，AI 會成為人類的取代者或是協作者？決定關鍵就在於人們對 AI 的了解和運用能力，唯有人們清楚了解如何使用 AI，才能化 AI 為助力，提高自身的工作效率與生活品質。

有鑑於此，目前正於臺灣當代文化實驗場 C-LAB 展出的「2024 未來媒體藝術節」，特別將展覽主題定調為奇異點（Singularity），透過多重視角探討人工智慧與人類的共生關係。

C-LAB 策展人吳達坤進一步說明，本次展覽規劃了 4 大章節，共集結來自 9 個國家 23 組藝術家團隊的 26 件作品，帶領觀眾從了解 AI 發展歷史開始，到欣賞各種結合科技的藝術創作，再到與藝術一同探索 AI 未來發展，希望觀眾能從中感受科技如何重塑藝術的創造範式，進而更清楚未來該如何與科技共生與共創。

從歷史看未來：AI 技術發展的 3 個高峰

其中，展覽第一章「流動的錨點」邀請了自牧文化 2 名研究者李佳霖和蔡侑霖，從軟體與演算法發展、硬體發展與世界史、文化與藝術三條軸線，平行梳理 AI 技術發展過程。

藉由李佳霖和蔡侑霖長達近半年的調查研究，觀眾對 AI 發展有了清楚的輪廓。自 1956 年達特茅斯會議提出「人工智慧（Artificial Intelligence））」一詞，並明確定出 AI 的任務，例如：自然語言處理、神經網路、計算學理論、隨機性與創造性等，就開啟了全球 AI 研究浪潮，至今將近 70 年的過程間，共迎來三波發展高峰。

第一波技術爆發期確立了自然語言與機器語言的轉換機制，科學家將任務文字化、建立推理規則，再換成機器語言讓機器執行，然而受到演算法及硬體資源限制，使得 AI 只能解決小問題，也因此進入了第一次發展寒冬。

之後隨著專家系統的興起，讓 AI 突破技術瓶頸，進入第二次發展高峰期。專家系統是由邏輯推理系統、資料庫、操作介面三者共載而成，由於部份應用領域的邏輯推理方式是相似的，因此只要搭載不同資料庫，就能解決各種問題，克服過去規則設定無窮盡的挑戰。此外，機器學習、類神經網路等技術也在同一時期誕生，雖然是 AI 技術上的一大創新突破，但最終同樣受到硬體限制、技術成熟度等因素影響，導致 AI 再次進入發展寒冬。

走出第二次寒冬的關鍵在於，IBM 超級電腦深藍（Deep Blue）戰勝了西洋棋世界冠軍 Garry Kasparov，加上美國學者 Geoffrey Hinton 推出了新的類神經網路算法，並使用 GPU 進行模型訓練，不只奠定了 NVIDIA 在 AI 中的地位， 自此之後的 AI 研究也大多聚焦在類神經網路上，不斷的追求創新和突破。

從現在看未來：AI 不僅是工具，也是創作者

隨著時間軸繼續向前推進，如今的 AI 技術不僅深植於類神經網路應用中，更在藝術、創意和日常生活中發揮重要作用，而「2024 未來媒體藝術節」第二章「創造力的轉變」及第三章「創作者的洞見」，便邀請各國藝術家展出運用 AI 與科技的作品。

例如，超現代映畫展出的作品《無限共作 3.0》，乃是由來自創意科技、建築師、動畫與互動媒體等不同領域的藝術家，運用 AI 和新科技共同創作的作品。「人們來到此展區，就像走進一間新科技的實驗室，」吳達坤形容，觀眾在此不僅是被動的觀察者，更是主動的參與者，可以親身感受創作方式的轉移，以及 AI 如何幫助藝術家創作。

而第四章「未完的篇章」則邀請觀眾一起思考未來與 AI 共生的方式。臺灣新媒體創作團隊貳進 2ENTER 展出的作品《虛擬尋根-臺灣》，將 AI 人物化，採用與 AI 對話記錄的方法，探討網路發展的歷史和哲學，並專注於臺灣和全球兩個場景。又如國際非營利創作組織戰略技術展出的作品《無時無刻，無所不在》，則是一套協助青少年數位排毒、數位識毒的方法論，使其更清楚在面對網路資訊時，該如何識別何者為真何者為假，更自信地穿梭在數位世界裡。

透過歷史解析引起共鳴

在「2024 未來媒體藝術節」規劃的 4 大章節裡，第一章回顧 AI 發展史的內容設計，可說是臺灣近年來科技或 AI 相關展覽的一大創舉。

過去，這些展覽多半以藝術家的創作為展出重點，很少看到結合 AI 發展歷程、大眾文明演變及流行文化三大領域的展出內容，但李佳霖和蔡侑霖從大量資料中篩選出重點內容並儘可能完整呈現，讓「2024 未來媒體藝術節」觀眾可以清楚 AI 技術於不同階段的演進變化，及各發展階段背後的全球政治經濟與文化狀態，才能在接下來欣賞展區其他藝術創作時有更多共鳴。

「畢竟展區空間有限，而科技發展史的資訊量又很龐大，在評估哪些事件適合放入展區時，我們常常在心中上演拉鋸戰，」李佳霖笑著分享進行史料研究時的心路歷程。除了從技術的重要性及代表性去評估應該呈現哪些事件，還要兼顧詞條不能太長、資料量不能太多、確保內容正確性及讓觀眾有感等原則，「不過，歷史事件與展覽主題的關聯性，還是最主要的決定因素，」蔡侑霖補充指出。

舉例來說，Google 旗下人工智慧實驗室（DeepMind）開發出的 AI 軟體「AlphaFold」，可以準確預測蛋白質的 3D 立體結構，解決科學家長達 50 年都無法突破的難題，雖然是製藥或疾病學領域相當大的技術突破，但因為與本次展覽主題的關聯性較低，故最終沒有列入此次展出內容中。

除了內容篩選外，在呈現方式上，2位研究者也儘量使用淺顯易懂的方式來呈現某些較為深奧難懂的技術內容，蔡侑霖舉例說明，像某些比較艱深的 AI 概念，便改以視覺化的方式來呈現，為此上網搜尋很多與 AI 相關的影片或圖解內容，從中找尋靈感，最後製作成簡單易懂的動畫，希望幫助觀眾輕鬆快速的理解新科技。

吳達坤最後指出，「2024 未來媒體藝術節」除了展出藝術創作，也跟上國際展會發展趨勢，於展覽期間規劃共 10 幾場不同形式的活動，包括藝術家座談、講座、工作坊及專家導覽，例如：由策展人與專家進行現場導覽、邀請臺灣 AI 實驗室創辦人杜奕瑾以「人工智慧與未來藝術」為題舉辦講座，希望透過帶狀活動創造更多話題，也讓展覽效益不斷發酵，讓更多觀眾都能前來體驗由 AI 驅動的未來創新世界，展望 AI 在藝術與生活中的無限潛力。

展覽資訊：「未來媒體藝術節——奇異點」2024 Future Media FEST-Singularity 
展期 ▎2024.10.04 ( Fri. ) – 12.15 ( Sun. ) 週二至週日12:00-19:00，週一休館
地點 ▎臺灣當代文化實驗場圖書館展演空間、北草坪、聯合餐廳展演空間、通信分隊展演空間
指導單位 ▎文化部
主辦單位 ▎臺灣當代文化實驗場

每年的母親節，很多人都會買康乃馨送給媽媽。但是，你有沒有想過：到底為什麼母親節要送媽媽康乃馨？難道不能送滿天星、銅鋰鋅或自動筆芯勒？（被母親擊飛）康乃馨到底是種什麼樣的植物呢？

康乃韾象徵母親，到底是誰決定的？

要談到母親節贈送康乃馨的傳統，就不得不提起母親節的起源。其實，我們現在過的母親節是個挺「新」的節日，是由一位名叫安娜‧賈維斯 (Anna Jarvis) 的美國女子所推廣的。

賈維斯的母親在生前便常常表達自己期望能有一個可以紀念母親的日子；而在她母親過世的三年後，1908 年的 5 月 10 日，賈維斯在教堂中舉行了紀念儀式，成為史上第一個母親節。

賈維斯選擇用白色的康乃馨來象徵母親，因為她認為康乃馨的潔白能代表母愛的真誠寬廣。她也認為康乃馨花瓣不會一片片掉落、而是往中心萎縮的這個特質，就像媽媽擁抱小孩一般。

恩……不過後來商人們見獵心喜，白色康乃馨的價格應聲上揚，花販更進一步推廣紅色康乃馨，營造出「紅色康乃馨送給健康的媽媽、白色康乃馨紀念過世的母親」這種說法，把賈維斯女士給氣得半死。

康乃馨的花瓣不是真正的花瓣？

姑且不論創辦人的憤怒，以及如今送媽媽白色康乃馨可能會被打，我們現在看到的康乃馨其實都是基因突變過後的「畸形花」。康乃馨又名「香石竹」(Dianthus caryophyllus)，原始野生的品種只有五片花瓣，看上去十分單薄。

那那那……現在我們在花店看到那些層層疊疊的美麗花瓣到底是什麼？其實它們是雄蕊喔！

雄蕊和花瓣原本都來自於「花原基」(flower primordia)，當調控的基因出現突變，就會讓雄蕊「瓣化」(petalody)。雄蕊花瓣化後，變形的雄蕊與原本的花瓣重疊後，就形成了重瓣花。如此一來，使得整朵花的體型看起來變得更大，也更具有觀賞價值。

雖然這樣的花多數的雄蕊變形，因此不易產生花粉，卻會因為長得漂亮而被人工繁殖留了下來，慢慢變成我們現在看到的樣子。（所以說長得好看還是很重要滴）

雄蕊花瓣化？很多漂亮的花都這樣

什、麼！？雄蕊還能變形成花瓣，還騙我在母親節送給媽媽？素每啊啊啊，這樣讓我怎麼教小孩？

還請各位看倌莫急莫慌莫害怕，雄蕊花瓣化聽起來雖然離奇，但在自然界卻是十分常見的事情。比如說大家非常喜歡的櫻花，也是其中之一。在台灣的重瓣山櫻開花期較單瓣台灣山櫻約晚一個月，而雄蕊花瓣化後，會使得花粉變少，也較不容易結果。

而除了櫻花以外，在東方象徵大富大貴的牡丹、艷麗迷人的山茶花也都是雄蕊花瓣化的結果。

但是，是不是所有雄蕊花瓣化的花看起來都非常「澎派」呢？欸…其實並不是喔。像是看上去非常小清新的野薑花，也是雄蕊花瓣化的成員之一，我們所見的那漂亮的「花瓣」其實是雄蕊，而真正的花瓣，是雄蕊背後那三根長披針形的東西。

說了這麼多康乃馨相關的小知識，你是不是都記住了呢？無論母親節有沒有送康乃馨，大家都要記得時時對媽媽表達你的愛與感謝喔！泛科學祝大家母親節快樂！

參考資料：

• 用來送媽媽的康乃馨，擠滿了變裝的雄蕊？ 2018.05.13 果殼
• 呂佳穎 (2004/01/01) 玉葉金花類花瓣構造之花部器官決定基因表現研究 臺灣大學生態學與演化生物學研究所學位論文 P1 – 91 DOI： 10.6342/NTU.2004.00948
• 《趣味知識王：植物奇特生態》 林書妍 人類智庫
• 台北植物園好花共賞143－蓮蕉－雄蕊花瓣化的植物 林業試驗所
• 野薑花 台灣環境資訊協會
• 原基 維基百科
• Anna Jarvis 維基百科

春天適合出遊，尤其適合賞那開滿枝椏的櫻花。但眷戀櫻花的你，可曾仔細觀賞過櫻葉之美？

全世界最愛櫻花的日本人，會在櫻花季享用一種叫做「櫻花餅」的和菓子。粉紅色的薄餅包裹著紅豆內餡，只要咬一口，整個春季的爛漫與甜蜜就在嘴裡綻開，洋溢著滿滿的幸福。櫻花餅上必不可少的點綴，就是鹽漬的櫻花葉。

瞧，那櫻花的葉子是種自成一格的氣質，和許多常見的樹葉都不同。當你仔細看著櫻葉，它邊緣的微小鋸齒很容易就會吸引你的目光。這些鋸齒到底有什麼意義？植物又為什麼會有這些長在葉緣的鋸齒呢？

關於葉緣鋸齒

許多植物在葉子的邊緣都有鋸齒，像是日本料理中帶有獨特芳香的紫蘇葉、象徵著愛情又帶刺的紅玫瑰，或者是秋日落滿整個山谷的楓葉。有些植物的葉緣鋸齒變成硬刺來保護自己，像是冬青（holly）和薊花（thistle），因為能夠造成疼痛，它們的葉子被視為能夠對抗邪靈，在傳說中成為悲傷和痛苦的象徵。

除了防衛，有些植物的葉緣鋸齒能夠幫忙疏導葉子上的積水，有些則能協助光合作用。但對於這些植物如何長出葉緣鋸齒、又是為何而長的問題，科學家們至今還不是很清楚。

在2016年9月，一群來自名古屋大學生命分子研究所（Institute of Transformative Bio-Molecules）的科學家們透過研究模式植物，發現一種名為EPFL2的多肽很可能就是植物產生葉緣鋸齒的關鍵要素，它能夠和與其對應的受器結合、調節生長素（auxin）的累積，進而控制葉緣鋸齒的發育。這份研究成果刊登在《現代生物學》（Current Biology）上。

「我被葉子吸引的原因是它們美麗的外形，以及令人驚豔的形狀變異。」本研究的第一作者爲重才覚（Toshiaki Tameshige）博士表示，「我們決定研究EPFL2的功能，看看它們對葉形的影響。」

揭開葉緣鋸齒的生長之謎

在葉緣鋸齒發育上，科學家已經初步掌握到生長素與其有關。生長素是一類植物賀爾蒙的統稱，它是專屬於植物的激素類別，和動物的生長激素是不同的東西。植物一生當中的許多重要階段都少不了它，除了葉形的發育，其他像是幼苗長根、莖向著光線生長、果實發育成熟都與生長素的調節息息相關。

至於EPFL2，科學家們是最近才開始研究它。EPFL2跟生長素同樣都是由植物分泌出來、調整生長的物質，全名是EPIDERMAL PATTERNING FACTOR-LIKE 2，是一小段胺基酸所組成的多肽（peptide），只要和對應的受器（receptor）結合，就能如天雷勾動地火、啟動後續的生理反應。

研究團隊利用模式植物．阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）研究EPFL2的功能。阿拉伯芥在植物科學界的角色宛如動物實驗使用小白鼠一樣，是相對容易研究的實驗材料。當阿拉伯芥的EPFL2無法發揮正常功能時，它的葉緣會變得相對圓滑、沒有鋸齒，如下圖所示：

除了EPFL2的功能，研究團隊還成功的找出和EPFL2配對的受器。它們屬於ERECTA家族（ERECTA family receptor kinases, ERf）的蛋白質，既是承接鑰匙攜來訊息的「鎖」，也是激發後續生理反應的鳴槍手。研究團隊發現，喪失ERf部分功能的阿拉伯芥會長出缺少葉緣鋸齒的葉子，和EPFL2出了問題時的葉子類似。

「最困難的就是量化葉緣鋸齒化的程度。」爲重博士說，「我試過幾種不同的計算方式，發展一套量化、比較葉緣鋸齒的方法。在看了超過1000片葉子之後，我很榮幸能夠找到EPFL2在葉緣產生鋸齒扮演重要角色的證據。」

葉緣的鋸齒，來自於生長步調的差別

流行攝影作家Peter Su說過：「如果可以簡單，誰想要複雜？」植物葉子的發育也是一樣，葉子在還沒成熟前都是又小又圓的簡單形狀，在一連串複雜的發育調控機制下才會變得複雜。

變得複雜的關鍵過程，就是生長程度的差異。只要同一片葉子上的某些區域生長增強、某些區域則被抑制，這片葉子才會變得「凹凸有致」。

過去已有研究發現：生長素會累積在葉緣的突出尖端，而不會在兩尖端之間內凹的裙部（skirt）累積，如此的生長素濃度差異就會讓葉子發育出鋸齒。但爲重博士等人就好奇：這樣子的差別待遇，是怎麼來的呢？

答案，就是EPFL2和生長素的相生相剋。

相生相剋：EPFL2多肽與生長素的較量

透過解剖切片和免疫染色、多方比對EPFL2與生長素累積的關係之後，研究團隊發現EPFL2只在葉緣鋸齒的裙部出現，而生長素的累積只在鋸齒的尖端。在無法製造EPFL2的阿拉伯芥突變株中，他們發現生長素在整個葉緣區擴散，同時也沒有出現葉緣鋸齒，因為葉緣不同處的生長素濃度差異消失了。

科學家們接下來研究為何EPFL2多肽沒有在葉緣鋸齒的尖端合成、只存在裙部。有趣的是，他們由證據推論生長素會決定EPFL2在哪裡產生－－生長素在哪裡累積，EPFL2就不在哪裡合成，如下圖所示。

在葉緣的戰場之上，生長素累積和EPFL2就像是相生相剋的宿敵，而它們較量的結果，便是我們所見葉緣鋸齒的由來。

「很難說哪件事先發生，它就像是雞或雞蛋誰先出現的問題一樣。」本文的共同作者打田直行（Naoyuki Uchida）博士說，「究竟是生長素先決定了累積的位置呢？還是EPFL2先決定它在哪裡合成呢？」

其實，像EPFL2和生長素這樣抑制彼此的調控機制一點都不罕見，在生物學上這種關係稱做為回饋控制（feedback control），我們的身體也是由許許多多配對的基因和生化物質彼此合作又對抗、形塑著我們今日的樣貌，只要錯了一個小環節，就可能使身體出現缺陷。

了解葉緣鋸齒的由來能幹嘛？

雖然爲重博士等人發現EPFL2多肽在葉緣鋸齒上扮演的重要角色，但畢竟研究材料是阿拉伯芥，而不是我們一開始關切的櫻花葉，不能貿然將研究結果直接推論到櫻花身上去。「我們希望能看看相同的機制是不是也出現在其他植物中，我們的結果認為EPFL2可能會讓葉子擁有更多的鋸齒、或是擁有棘刺。」爲重博士說道。

共同作者之一的打田博士認為，如果能夠透過EPFL2讓植物的葉子擁有獨特的形狀，或許就能夠應用在觀葉植物和盆栽上的改良。爲重博士則是認為，未來或許能夠藉由這種方式改變葉菜的外觀和口感。「如果我們能夠改變葉菜的形狀，像是萵苣和菠菜，也許就能創造新種植物、或是更高價值的蔬菜了。」

研究團隊的下一步是利用電腦建立數學模組，試圖去解釋EPFL2和葉緣鋸齒之間的關係。「如果能夠利用電腦模組去隨心所欲的設計植物將會很有趣。」爲重博士表示。

雖然我們仍未能確定櫻花為何有鋸齒，但這項研究的成果也許即將為未來的花園和餐桌帶來更多的樂趣呢！

資料來源

• 本篇編譯自日本名古屋大學生命分子研究所提供之科普報導 Unlocking the mystery on how plant leaves grow their teeth. Discovery of EPFL2 peptide (key) and its receptor (lock) that make zigzag edges on leaves，刊載於 ScienceDaily (Sep. 2, 2016)

原始研究

• Tameshige, T., Okamoto, S., Lee, J. S., Aida, M., Tasaka, M., Torii, K. U., & Uchida, N. (2016). A secreted peptide and its receptors shape the auxin response pattern and leaf margin morphogenesis. Current Biology, 26(18), 2478-2485.

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