《寂靜的春天》出版│ 科學史上的今天：9/27

本文與 研華科技 合作，泛科學企劃執行。

每次 NVIDIA 執行長黃仁勳公開發言，總能牽動整個 AI 產業的神經。然而，我們不妨設想一個更深層的問題——如今的 AI 幾乎都倚賴網路連線，那如果哪天「網路斷了」，會發生什麼事？

想像你正在自駕車打個盹，系統突然警示：「網路連線中斷」，車輛開始偏離路線，而前方竟是萬丈深谷。又或者家庭機器人被駭，開始暴走跳舞，甚至舉起刀具向你走來。

這會是黃仁勳期待的未來嗎？當然不是！也因為如此，「邊緣 AI」成為業界關注重點。不靠雲端，AI 就能在現場即時反應，不只更安全、低延遲，還能讓數據當場變現，不再淪為沉沒成本。

什麼是邊緣 AI ？

邊緣 AI，乍聽之下，好像是「孤單站在角落的人工智慧」，但事實上，它正是我們身邊最可靠、最即時的親密數位夥伴呀。

當前，像是企業、醫院、學校內部的伺服器，個人電腦，甚至手機等裝置，都可以成為「邊緣節點」。當數據在這些邊緣節點進行運算，稱為邊緣運算；而在邊緣節點上運行 AI ，就被稱為邊緣 AI。簡單來說，就是將原本集中在遠端資料中心的運算能力，「搬家」到更靠近數據源頭的地方。

那麼，為什麼需要這樣做？資料放在雲端，集中管理不是更方便嗎？對，就是不好。

第一個不好是物理限制：「延遲」。
即使光速已經非常快，數據從你家旁邊的路口傳到幾千公里外的雲端機房，再把分析結果傳回來，中間還要經過各種網路節點轉來轉去…這樣一來一回，就算只是幾十毫秒的延遲，對於需要「即刻反應」的 AI 應用，比如說工廠裡要精密控制的機械手臂、或者自駕車要判斷路況時，每一毫秒都攸關安全與精度，這點延遲都是無法接受的！這是物理距離與網路架構先天上的限制，無法繞過去。

第二個挑戰，是資訊科學跟工程上的考量：「頻寬」與「成本」。
你可以想像網路頻寬就像水管的粗細。隨著高解析影像與感測器數據不斷來回傳送，湧入的資料數據量就像超級大的水流，一下子就把水管塞爆！要避免流量爆炸，你就要一直擴充水管，也就是擴增頻寬，然而這樣的基礎建設成本是很驚人的。如果能在邊緣就先處理，把重要資訊「濃縮」過後再傳回雲端，是不是就能減輕頻寬負擔，也能節省大量費用呢？

第三個挑戰：系統「可靠性」與「韌性」。
如果所有運算都仰賴遠端的雲端時，一旦網路不穩、甚至斷線，那怎麼辦？很多關鍵應用，像是公共安全監控或是重要設備的預警系統，可不能這樣「看天吃飯」啊！邊緣處理讓系統更獨立，就算暫時斷線，本地的 AI 還是能繼續運作與即時反應，這在工程上是非常重要的考量。

所以你看，邊緣運算不是科學家們沒事找事做，它是順應數據特性和實際應用需求，一個非常合理的科學與工程上的最佳化選擇，是我們想要抓住即時數據價值，非走不可的一條路！

邊緣 AI 的實戰魅力：從工廠到倉儲，再到你的工作桌

知道要把 AI 算力搬到邊緣了，接下來的問題就是─邊緣 AI 究竟強在哪裡呢？它強就強在能夠做到「深度感知（Deep Perception）」！

所謂深度感知，並非僅僅是對數據進行簡單的加加減減，而是透過如深度神經網路這類複雜的 AI 模型，從原始數據裡面，去「理解」出更高層次、更具意義的資訊。

以研華科技為例，旗下已有多項邊緣 AI 的實戰應用。以工業瑕疵檢測為例，利用物件偵測模型，快速將工業產品中的瑕疵挑出來，而且由於 AI 模型可以使用同一套參數去檢測，因此品管上能達到一致性，減少人為疏漏。尤其在高產能工廠中，檢測速度必須快、狠、準。研華這套 AI 系統每分鐘最高可處理 8,000 件產品，替工廠節省大量人力，同時確保品質穩定。這樣的效能來自於一台僅有膠囊咖啡機大小的邊緣設備—IPC-240。

此外，在智慧倉儲場域，研華與威剛合作，研華與威剛聯手合作，在 MIC-732AO 伺服器上搭載輝達的 Nova Orin 開發平台，打造倉儲系統的 AMR（Autonomous Mobile Robot） 自走車。這跟過去在倉儲系統中使用的自動導引車 AGV 技術不一樣，AMR 不需要事先規劃好路線，靠著感測器偵測，就能輕鬆避開障礙物，識別路線，並且將貨物載到指定地點存放。

當然，還有語言模型的應用。例如結合檢索增強生成 ( RAG ) 跟上下文學習 ( in-context learning )，除了可以做備忘錄跟排程規劃以外，還能將實務上碰到的問題記錄下來，等到之後碰到類似的問題時，就能詢問 AI 並得到解答。

你或許會問，那為什麼不直接使用 ChatGPT 就好了？其實，對許多企業來說，內部資料往往具有高度機密性與商業價值，有些場域甚至連手機都禁止員工帶入，自然無法將資料上傳雲端。對於重視資安，又希望運用 AI 提升效率的企業與工廠而言，自行部署大型語言模型（self-hosted LLM）才是理想選擇。而這樣的應用，並不需要龐大的設備。研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，體積僅如後背包大小，卻能輕鬆支援語言模型的運作，實現高效又安全的 AI 解決方案。

但問題也接著浮現：要在這麼小的設備上跑大型 AI 模型，會不會太吃資源？這正是目前 AI 領域最前沿、最火熱的研究方向之一：如何幫 AI 模型進行「科學瘦身」，又不減智慧。接下來，我們就來看看科學家是怎麼幫 AI 減重的。

語言模型瘦身術之一：量化（Quantization）—用更精簡的數位方式來表示知識

當硬體資源有限，大模型卻越來越龐大，「幫模型減肥」就成了邊緣 AI 的重要課題。這其實跟圖片壓縮有點像：有些畫面細節我們肉眼根本看不出來，刪掉也不影響整體感覺，卻能大幅減少檔案大小。

模型量化的原理也是如此，只不過對象是模型裡面的參數。這些參數原先通常都是以「浮點數」表示，什麼是浮點數？其實就是你我都熟知的小數。舉例來說，圓周率是個無窮不循環小數，唸下去就會是3.141592653…但實際運算時，我們常常用 3.14 或甚至直接用 3，也能得到夠用的結果。降低模型參數中浮點數的精度就是這個意思！ 

然而，量化並不是那麼容易的事情。而且實際上，降低精度多少還是會影響到模型表現的。因此在設計時，工程師會精密調整，確保效能在可接受範圍內，達成「瘦身不減智」的目標。

模型剪枝（Model Pruning）—基於重要性的結構精簡

建立一個 AI 模型，其實就是在搭建一整套類神經網路系統，並訓練類神經元中彼此關聯的參數。然而，在這麼多參數中，總會有一些參數明明佔了一個位置，卻對整體模型沒有貢獻。既然如此，不如果斷將這些「冗餘」移除。

這就像種植作物的時候，總會雜草叢生，但這些雜草並不是我們想要的作物，這時候我們就會動手清理雜草。在語言模型中也會有這樣的雜草存在，而動手去清理這些不需要的連結參數或神經元的技術，就稱為 AI 模型的模型剪枝（Model Pruning）。

模型剪枝的效果，大概能把100變成70這樣的程度，說多也不是太多。雖然這樣的縮減對於提升效率已具幫助，但若我們要的是一個更小幾個數量級的模型，僅靠剪枝仍不足以應對。最後還是需要從源頭著手，採取更治本的方法：一開始就打造一個很小的模型，並讓它去學習大模型的知識。這項技術被稱為「知識蒸餾」，是目前 AI 模型壓縮領域中最具潛力的方法之一。

知識蒸餾（Knowledge Distillation）—讓小模型學習大師的「精髓」

想像一下，一位經驗豐富、見多識廣的老師傅，就是那個龐大而強悍的 AI 模型。現在，他要培養一位年輕學徒—小型 AI 模型。與其只是告訴小型模型正確答案，老師傅 (大模型) 會更直接傳授他做判斷時的「思考過程」跟「眉角」，例如「為什麼我會這樣想？」、「其他選項的可能性有多少？」。這樣一來，小小的學徒模型，用它有限的「腦容量」，也能學到老師傅的「智慧精髓」，表現就能大幅提升！這是一種很高級的訓練技巧，跟遷移學習有關。

舉個例子，當大型語言模型在收到「晚餐：鳳梨」這組輸入時，它下一個會接的詞語跟機率分別為「炒飯：50%，蝦球：30%，披薩：15%，汁：5%」。在知識蒸餾的過程中，它可以把這套機率表一起教給小語言模型，讓小語言模型不必透過自己訓練，也能輕鬆得到這個推理過程。如今，許多高效的小型語言模型正是透過這項技術訓練而成，讓我們得以在資源有限的邊緣設備上，也能部署愈來愈強大的小模型 AI。

但是！即使模型經過了這些科學方法的優化，變得比較「苗條」了，要真正在邊緣環境中處理如潮水般湧現的資料，並且高速、即時、穩定地運作，仍然需要一個夠強的「引擎」來驅動它們。也就是說，要把這些經過科學千錘百鍊、但依然需要大量計算的 AI 模型，真正放到邊緣的現場去發揮作用，就需要一個強大的「硬體平台」來承載。

邊緣 AI 的強心臟：SKY-602E3 的三大關鍵

像研華的 SKY-602E3 塔式 GPU 伺服器，就是扮演「邊緣 AI 引擎」的關鍵角色！那麼，它到底厲害在哪？

一、核心算力
它最多可安裝 4 張雙寬度 GPU 顯示卡。為什麼 GPU 這麼重要？因為 GPU 的設計，天生就擅長做「平行計算」，這正好就是 AI 模型裡面那種海量數學運算最需要的！

你想想看，那麼多數據要同時處理，就像要請一大堆人同時算數學一樣，GPU 就是那個最有效率的工具人！而且，有多張 GPU，代表可以同時跑更多不同的 AI 任務，或者處理更大流量的數據。這是確保那些科學研究成果，在邊緣能真正「跑起來」、「跑得快」、而且「能同時做更多事」的物理基礎！

二、工程適應性——塔式設計。
邊緣環境通常不是那種恆溫恆濕的標準機房，有時是在工廠角落、辦公室一隅、或某個研究實驗室。這種塔式的機箱設計，體積相對緊湊，散熱空間也比較好（這對高功耗的 GPU 很重要！），部署起來比傳統機架式伺服器更有彈性。這就是把高性能計算，進行「工程化」，讓它能適應台灣多樣化的邊緣應用場景。

三、可靠性
SKY-602E3 用的是伺服器等級的主機板、ECC 糾錯記憶體、還有備援電源供應器等等。這些聽起來很硬的規格，背後代表的是嚴謹的工程可靠性設計。畢竟在邊緣現場，系統穩定壓倒一切！你總不希望 AI 分析跑到一半就掛掉吧？這些設計確保了部署在現場的 AI 系統，能夠長時間、穩定地運作，把實驗室裡的科學成果，可靠地轉化成實際的應用價值。

台灣製造 × 在地智慧：打造專屬的邊緣 AI 解決方案

研華科技攜手八維智能，能幫助企業或機構提供客製化的AI解決方案。他們的技術能力涵蓋了自然語言處理、電腦視覺、預測性大數據分析、全端軟體開發與部署，及AI軟硬體整合。

無論是大小型語言模型的微調、工業瑕疵檢測的模型訓練、大數據分析，還是其他 AI 相關的服務，都能交給研華與八維智能來協助完成。他們甚至提供 GPU 與伺服器的租借服務，讓企業在啟動 AI 專案前，大幅降低前期投入門檻，靈活又實用。

台灣有著獨特的產業結構，從精密製造、城市交通管理，到因應高齡化社會的智慧醫療與公共安全，都是邊緣 AI 的理想應用場域。更重要的是，這些情境中許多關鍵資訊都具有高度的「時效性」。像是產線上的一處異常、道路上的突發狀況、醫療設備的即刻警示，這些都需要分秒必爭的即時回應。

如果我們還需要將數據送上雲端分析、再等待回傳結果，往往已經錯失最佳反應時機。這也是為什麼邊緣 AI，不只是一項技術創新，更是一條把尖端 AI 科學落地、真正發揮產業生產力與社會價值的關鍵路徑。讓數據在生成的那一刻、在事件發生的現場，就能被有效的「理解」與「利用」，是將數據垃圾變成數據黃金的賢者之石！

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• 文/林宇軒

許多人在新聞上看到「農藥超標」、「農藥殘留」這幾個詞出現的時候，往往都會嚇一跳，農藥可以說是一個多數人不想知道、不願聽見的事物。可能是因為太多關於農藥的負面新聞，使得我們每個人多少都對農藥產生疑慮，甚至擔心不知道哪天會被農藥毒害？每天都吃進不少殘留農藥，會不會哪天導致癌症發生？

但真的那麼可怕嗎？在開始聊農藥的影響之前，讓我們先換個角度想想：如果這個世界沒有農藥，會是什麼樣子？

在農藥出現之前：不想再重演一遍的愛爾蘭大饑荒

讓我們回到 170 多年前吧，在那個還沒有有效農藥的年代，馬鈴薯因為容易生長，又不像小麥需要繁複的加工才能吃，而廣受當時歐洲底層人民喜愛。

然而從 1845 年開始，歐洲各地接連發生馬鈴薯晚疫病，患病植物的莖和葉都會漸漸變成深褐色，看起來會像是要爛掉的葉子一樣，而且馬鈴薯的莖、葉和塊莖還會有發霉爛掉的臭味。我們現在知道這是一種真菌感染導致的馬鈴薯疾病，但在當年這種疾病的成因還不清楚。

因此在那個年代，當馬鈴薯晚疫病發生後，許多以馬鈴薯為主食地區的人民受到的很大的傷害。這場饑荒被愛爾蘭人稱為「大饑荒 The Great Famine」，影響之大甚至成了一句愛爾蘭俗諺：

“Only two things in this world are too serious to be jested on, potatoes and matrimony.”

「世界上有兩種東西開不得玩笑：一個是馬鈴薯，另一個是婚姻」

雖然說當年歷史的災難還有許多複雜的因素牽涉其中，但要是能夠像現在一樣，有農藥可以避免真菌感染馬鈴薯，那麼是不是就很有機會可以避免掉飢荒呢？

農藥發展進行式：在效用和環境間摸索平衡

現代農業使用農藥能有效維持農產量，對於糧食供應有很大的貢獻，但在不同階段也面臨了不同的挑戰。從新型農藥的合成開發，到期待能有選擇性、專一性，再到和環境友善共存，這之間又經歷了哪些事呢？

在 20 世紀初期，化學合成工業發展成熟後，各種新農藥如雨後春筍般大量合成出來，但仍然有個使用上的問題：無論是否為目標害蟲，接觸到農藥的昆蟲通通都會死掉，或是噴完藥之後影響作物生長甚至一起死亡。直到 1940 年代 DDT 的發明，打破了農藥「選擇性」的問題：殺蟲效率好，對於多種害蟲都有效，對於植物基本上沒有影響，對哺乳類動物急毒性很低。在上市後，很快就攻佔市場。

有了這麼好用的農藥，接下來就過著幸福快樂的日子了嗎？事情沒有那麼簡單，1962 年瑞秋．卡森出版了《寂靜的春天》這本書，讓人們重新審視農業技術發展不能只專注在其好處和優點，同時也必需審視其對環境的長期影響。當年瑞秋・卡森的研究調查發現 DDT 持久性好的特性，反而會使它藉著生物放大作用，危害食物鏈高階的生物。

後續美國於 1970 年成立了環境保護局，並且在 1972 年取消了 DDT 的許可證，各國政府和大眾逐漸意識到，環境是一個整體，必須要更全面的評估農藥帶來的影響。各大藥廠以及大學，也一直不斷的研究，想要開發出更安全、對環境危害更小的農藥成分。

1990 年代新菸鹼農藥的出現，讓農業技術的發展對環境的影響有了更多面向、更細緻的討論。這一類殺蟲效率極高，又不太會影響人體的新農藥，一推出即在美國和歐洲市場大受歡迎，在 2007 年時全球市佔率高達 25%。

然而隨著越來越多人使用，也開始出現疑似新菸鹼類農藥造成的問題，例如讓蜜蜂迷航。然而要確定是否真的是新菸鹼類農藥所造成的影響其實非常不容易，因為其效應短時間內並不明顯。有許多科學家投入相關研究，想了解新菸鹼類藥物對蜜蜂的影響。

這場研究論戰持續至今仍有許多待討論的空間，也凸顯了隨著科技的發展，所要考量的不只有效用，同時還要能與環境永續共存。那麼農業的未來會是什麼樣子呢？

農業的未來：更安全、更精準的農藥使用

回頭看看過去的歷史，我們可以發現各國對於農藥的監管，在一次又一次的事件之後，越來越嚴謹。以 DDT 來說，1940 年代根本沒有做長期毒性的相關研究，就已經核准上市了。

就台灣目前的法規，農藥如果要核准上市，都需要事先進行物理化學性試驗、毒理試驗，以及田間試驗，再將評估資料提交給農委會審查，只要有可能會致癌，或是有較高的人類和環境風險，都不會被允許使用。經過幾十年改善過後的核准機制，能盡量減少對我們人類和環境的傷害。

以新農藥種類避免害蟲產生抗藥性

其實，長期使用化學農藥使害蟲產生抗藥性，對於農民來說是個越來越棘手的問題。抗性對農業造成最直接的影響，就是在農藥的品質不變、施用方式也正常的情況下，效果卻越來越差甚至失效。

所以這幾年各國政府都開始推廣「抗性管理」計畫，推廣農藥使用的重要觀念。具體的作法包括在農藥施用前就仔細調查確認是哪種病害、蟲害，選擇合適的農藥種類施用；另外在施用農藥時須注意使用規範。對於漸漸產生化學農藥抗藥性的病蟲害，可使用不同作用機制的藥劑輪替使用，以減少抗藥性的產生。

另外一種解決抗藥性的方法為「生物農藥」。這類方法是利用自然界已經存在的生物或是天然的成分，來抑制害蟲或真菌，比如有名的蘇力菌，就是一種生物農藥，透過被昆蟲吃進體內，進而導致昆蟲死亡的方法。

從土壤環境到作物健康　數位農業精準作物管理

而對於還沒有產生抗藥性的農藥，進一步則可透過科技與農業結合的「數位農業」來精準控制作物生長發育所需的一切，包括水、肥料以及農藥的用量。數位農業不僅省時省力，且能更精準管理病蟲害模式，進而降低抗藥性發生的風險。

回到我們最前面擔心的問題：農藥會不會破壞生態，或是對人體有負面影響？從整個農藥發展歷程來看，我們可以想見，未來農藥對於人體和環境的影響，都將會越來越可控、風險逐漸降低。

本文由作物永續協會及泛科學合作企劃執行

參考資料：

1. Great Famine (Ireland), Wikipedia
2. 《番茄與馬鈴薯晚疫病》，台南區農業專訊第37期：13~16頁(2001年9月)
3. History of Pesticide Use, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).
4. HISTORY OF PESTICIDE USE, Oregon State University.
5. Cressey D., The bitter battle over the world’s most popular insecticides, Nature, Vol. 551, pp. 156–158, 2017, doi:10.1038/551156a.
6. Butler D., EU expected to vote on pesticide ban after major scientific review, Nature, Vol. 555, pp. 150–151, 2018, doi: 10.1038/d41586–018–02639–1.
7. 《我國農藥管理及其展望》，農委會動植物防疫檢疫局，2018.10.24。
8. Olson, Sara. “An analysis of the biopesticide market now and where it is going.” Outlooks on Pest Management 26.5 (2015): 203-206.
9. 《農藥抗藥性指引管理——基礎篇》

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託，泛科學企劃執行

• 作者：Alex Tzeng

• 當我們在生活中遇到蟲蟲危機時，我們只能跟這位 FOX 記者一樣嚇得花容失色了嗎？！擷取自FOX San Diego YouTube頻道

只要被親朋好友們知道自己在昆蟲系唸書，以下是日常中的日常，

筆者友人Ａ：「你不是唸昆蟲系的嗎？我家蟑螂很多幫我處理一下啦。」

筆者友人Ｂ：「最近蚊子好多喔，怎樣才能不讓蚊子叮？」

筆者友人Ｃ：「我跟你說喔，我家最近螞蟻很多，真不知道該怎麼辦（水汪汪大眼看著你）。」

筆者友人Ｄ到Ｚ：「問你一下，哪一種藥殺蟲比較有效？」

接著我在桌上放上一本農業藥劑學、一本衛生昆蟲學、再覆蓋一本殺蟲劑毒理學，然後結束這段對話（推眼鏡）。

那麼到底家裡有蟲該怎麼辦？

首先最重要的是辨別出是什麼蟲，可是沒有相關的知識怎麼辦？別擔心，國立自然科學博物館的詹美鈴博士建置了「Let’s探索居家昆蟲」的網站[1]並且在科博館舉辦「我家蟲住民」特展[2]，中興大學昆蟲系也有提供白蟻鑑定的服務[3]，這些資源提供相當多居家昆蟲和居家「非」昆蟲的資訊，不用擔心沒有相關的知識管道學習。

然而，為什麼要學會辨別居家發生的蟲種呢？原因有二，其一是家中有許多蟲蟲出沒是由於家裡面有適合昆蟲孳生的環境，多數情況是只要改善環境，家中的蟲蟲也就不會孳生，自然沒有蟲蟲危機，而學會辨別種類才能知道什麼環境需要改善，也才能對症處理。其二則是，若能夠辨別種類，就能在真正需要的時候才使用環境用藥，如此能夠有效減少環境用藥的使用和接觸。

筆者友人Ｄ到Ｚ：「等等，我剛剛問的是殺蟲劑，那什麼是環境用藥？」

什麼是環境用藥？又該怎麼選擇？

其實殺蟲劑只是環境用藥的一種。直覺上會想到市場上買得到的噴霧罐、水煙殺蟲劑、凝膠誘餌、蚊香、固體或液體電蚊香等，但除了這些，環境用藥還涵蓋了由微生物製成的殺蟲劑，像是由蘇力菌 (Bacillus thuringiensis) 所製成的粒劑就是用於防治蚊、蠅等雙翅目昆蟲的幼蟲。

而這些殺蟲劑的作用機制繁多，依作用的標的可以區分為肌肉與神經、生長與發育、呼吸、中腸以及未知或無特定作用位置[4]。像是家中較常使用的蚊香以及液體電蚊香，其有效的成份為除蟲菊類的藥劑，這類藥劑是針對蚊蟲的神經上的鈉離子通道進行調節，使其神經不正常活化，導致蚊蟲昏迷及死亡。（延伸閱讀：環境用藥「殺蟲劑」為什麼能殺蟲？它對人體有害嗎？）

那這些藥劑對人也有影響嗎？環境用藥在正確的使用下，對於人的其實影響是很微小的，但每種藥劑都有其作用的對象與施作方法，在選用藥劑前就如前面提到的，要先辨別發生的蟲種，再來則是挑選時需要閱讀藥劑外包裝上的標示，標示上可包含以下資訊：（一）環保署核准許可證字號，例如：「環署衛輸字第0000號、環署衛製字第0000號、環衛藥防蟲字的第0000號」、（二）產品有效期限、（三）性能（防治對象）、（四）適用範圍及使用方法。最重要的是，使用前先看標示，才能夠正確安全用藥，而不致危害環境與人體健康。

會不會無差別攻擊，把所有的昆蟲都殺了？

一種環境用藥能被核准使用，必然通過毒性、效性、安全性等多方評估，其中，有兩個面向也特別受到評估：第一是殺蟲劑的專一性，也就是當防治目標害蟲時，不會對其他環境中的生物造成影響；第二是殺蟲劑在環境中殘留的量與時間必須儘可能的短，即是殺蟲劑只在需要防治害蟲時才作用，也要儘可能不讓它留存在環境中。

讓我們來看看無法滿足這兩個面向而最終被禁用或限縮使用範圍的例子：滴滴涕 (DDT; Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane) 和類尼古丁殺蟲劑 (Nicotinoids)。

滴滴涕是世界上第一支用於防治衛生以及農業害蟲的有機合成殺蟲劑，而且滴滴涕具有廣泛的殺蟲效果，可以防治瘧疾等多種病媒攜帶的疾病以及防治農業害蟲，「殘效性高」可以使噴灑間隔時間較久操作省時，而且對哺乳動物的急毒性稍低，這些特性使得滴滴涕使得大量被使用。

但在瑞秋．卡森 (Rachel Carson) 著名的《寂靜的春天》一書出版後，直指滴滴涕透過生物放大效應累積於非目標的鳥類，造成生殖傷害使後代群族大幅減少，也影響到後來在1972年美國禁止滴滴涕使用的政策發展[5]。（想更了解她的故事，可以讀讀這篇：瑞秋．卡森——熱愛自然的科學寫作者）

而近年在北美及歐洲發生的蜂群崩壞症候群 (Colony Collapse Disorder, CCD)，蜜蜂族群因不明原因大量失蹤，使蜂巢內沒有成熟的蜂群維持蜂巢，導致整體族群的崩潰，進一步造成依靠蜂媒授粉的農作物無法有效授粉，導致巨大的產業損失。目前認為 CCD 的發生是多重因素結合造成的現象，但其中一個可能的影響因素是在農業上大量使用的類尼古丁系統性殺蟲劑。

國立臺灣大學昆蟲系楊恩誠教授的研究指出蜜蜂工蜂在接觸亞致死劑量的類尼古丁類殺蟲劑成分益達胺 (imidacloprid)後，會造成工蜂的不正常覓食行為，此外在蜜蜂幼蟲時期接觸到未達致死劑量的益達胺污染的食物，會造成工蜂成蟲的嗅覺傷害[6-7]，在2012年法國也觀察到類尼古丁類的賽速安 (thiamethoxam)會影響蜜蜂工蜂回巢的能力[8]、2015 年德國的田間研究指出類尼古丁藥劑可尼丁 (clothianidin) 會干擾蜂群的活動[9]、2017年由英國生態與水文中心的跨國田間研究指出類尼古丁殺蟲劑會對圈養的蜜蜂以及野蜂族群可能造成生殖傷害[10]。

在各種實驗室內以及田間研究陸續出爐後，2018 年 4 月 27 日歐盟委員會決議，並在 5 月 29 日簽署 2018 年底禁止三種類尼古丁殺蟲劑益達胺、賽速安及可尼丁於野外使用以避免蜜蜂及野蜂族群受到傷害，但仍可於居家環境使用防治衛生害蟲[11]。

滴滴涕及類尼古丁殺蟲劑的兩個例子，在經過一定時間使用後，才經過科學評估發現無法避免對非目標生物造成難以挽回的傷害，而違反了第一項對專一性的要求，最終只能被禁用或是限縮使用範圍。而類尼古丁的例子亦顯示了，即便是當初經評估認為可接受的極微量殘留量，最終仍可能影響生態環境，因此對任何的殺蟲劑的使用皆需謹慎的評估使用、後續追蹤。

回到現實層面來看，蟲害仍然在發生，禁用殺蟲劑無法解決蟲害問題。直到現在，雖然世界上有一百多個國家禁用滴滴涕，但世界衛生組織仍然建議在瘧疾發生相當嚴重的地區使用滴滴涕進行室內殘效噴灑，以防治攜帶瘧原蟲的瘧蚊病媒[12]，而在面對像瘧疾、登革熱、茲卡病毒等傳染病的威脅時，除了殺蟲劑外，到底還有什麼方法？

比爾蓋茲的滅蚊替代方案：讓蚊子不孕！

除了用環境用藥來滅蚊，另一個有效的蚊蟲防治替代方案就是製造不孕雄蚊。蚊蟲都會尋找同種進行交配，有非常高專一性，也因此非目標物種就不會受到危害。雄蟲不產生後代，也就不會有環境蚊蟲族群增加的疑慮。時不時我們會看見「比爾蓋茲將捐贈了多少金錢用來防治蚊子[13]」這樣的新聞，他所贊助的就是這一類的生物防治方法。

其實釋放不孕昆蟲的概念早在1960年代就已經使用輻射照射，以製造不孕雄蟲，並透過釋放不孕雄蟲來防治，但僅只有少數螺旋蠅、某些地區的果實蠅或病媒蚊蟲有成功防治的案例[13]。而現在產生不孕雄蟲的方法則是透過微生物或外源基因的作用，造成雄蚊不孕，導致與野外雌蚊交配後產下無受精卵，或是透過基因改造雄蚊傳遞致死基因，導致交配產下的後代無法順利成長發育造成死亡[14-15]。

而今(107)年5月環保署預告將「沃爾巴克氏菌 (Wolbachiapipientis)」列為環境用藥微生物製劑[16]，用於登革熱病媒蚊的防治。沃爾巴克氏菌感染埃及斑蚊後，會使感染沃氏菌的雄蚊精子與野外未感染的雌蚊的卵子無法結合，使埃及斑蚊無後，達到防治的效果，也可同時減少環境用藥化學製劑的使用。由於沃爾巴克氏菌是藉由雌蟲垂直傳播給後代，因此在野外較無沃爾巴克氏菌散播至野生蚊蟲族群的疑慮。

當面對隱形敵人──居家環境害蟲，而難以自行解決時，當然就要請專業的來啦！可以洽詢合法專業的病媒防治業提供殺蟲、殺鼠、殺菌消毒等病媒防治服務。合法專業的病媒防治業者必須經過當地環保局的許可，才能提供服務。要去哪裡找到合法的業者呢？可以到環保署化學局的公開網站－「環境用藥許可證及病媒防治業網路查詢系統」，透過網頁可以查詢公司名稱、地址及電話號碼，也就可以找到離住家或公司較近的業者啦。

總結來說，認識害蟲發生的種類及原因，針對孳生源環境進行改善，倘若必須使用環境用藥，須先看產品外包裝是否有環保署許可字號，選擇合法且在產品有效期限內的藥劑，依標示使用對症下藥，就能夠有效防治蟲害並且減少不必要的藥劑使用。

• [1] Let’s 探索家中昆蟲
• [2] 國立自然科學博物館，我家蟲住民特展 2018/2/7至2018/10/14。
• [3] 白蟻鑑定服務
• [4] 許如君。農用藥劑分類及作用機制檢索。第二版。行政院農委會動植物防疫檢疫處出版。
• [5] United States Environmental Protection Agency, DDT – A brief history and status. 
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• [11] 上下游：歐盟最終決議，禁用類尼古丁農藥救蜜蜂│田間全面禁用益達胺等三種殺蟲劑
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• [13] M. Q. Benedict, and A. S. Robinson (2003) The first releases of transgenic mosquitoes: an argument for the sterile insect technique. Trends in Parasitology, 19(8): 349-355.
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• [16]環保署預告新增列管應用於防制環境衛生病媒之微生物製劑

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託，泛科學企劃執行

「……這些化學藥品不加選擇地殺死任何昆蟲，無論是『好』是『壞』；使鳥兒不再鳴唱，魚兒不再躍於溪流；為葉面覆上一層劇毒；長期滯留在土壤中──只為了殺死少數幾種雜草或昆蟲。誰能相信將如此大量的毒物傾倒在地球表面而不會危及一切生物？它們不應稱作『殺蟲劑』，而應稱為『殺生物劑』。」

1962 年 9 月 27 日，瑞秋·卡森 (Rachel L. Carson, 1907－1964) 出版《寂靜的春天》一書，直指濫用農藥──尤其是 DDT──的不當，在美國社會引起軒然大波。

二次大戰時，在東南亞叢林作戰的美軍用 DDT 有效殺死蚊蟲，避免感染瘧疾或傷寒；發現 DDT 功效的瑞士化學家穆勒（Paul H. Müller）還因此獲得 1948 年的諾貝爾生理或醫學獎。戰後 DDT 又成為農夫噴灑於農作物，減少病蟲害的利器，助益甚大。這位卡森女士何許人也？竟然敢指對人類有功的 DDT 是殺手？

卡森可是位海洋生物學家，但因父親於 1935 年，她攻讀博士時期間去世，為了扛起家中生計，她只好放棄學業，在漁業管理局找到為教育廣播節目撰稿的工作。沒想到，她寫得深入淺出又優美動人，原本冷門的節目竟大受歡迎，在主管的鼓勵下，除了為局裡出刊物，也投稿報章雜誌，之後陸續寫的兩本書大賣後，乾脆於 1952 年辭去工作專心寫作，後來就以「海洋三部曲」成為知名的暢銷作家。

1958 年 1 月，她收到一位朋友的來信，指稱自從州政府半年前在空中噴灑 DDT 滅蚊後，附近都已未再聽到鳥叫了。身為海洋生物學家的卡森原本就很清楚食物鏈的關係，當她發現把 DDT 當成萬靈丹任意噴灑的情況四處可見，嚴重危害生態環境與人體後，決定要出書告訴民眾其嚴重性。

然而就在這一年她的姪女與母親相繼過世，未婚的她一人撫養姪女的五歲小孩；她自己又在 1960 年診斷出乳癌，得接受化療。在如此艱難的情況下，她仍持續蒐集資料、訪問相關專家學者，花了四年時間終於完成可謂暮鼓晨鐘的《寂靜的春天》。

此書一出果然引起民眾極大的迴響，生產農藥的化學公司、農場主人與農產品相關企業紛紛反彈，斥責卡森危言聳聽，甚至指控她可能是共產黨，故意製造恐慌，搞垮美國農業。面對排山倒海而來的壓力，卡森仍堅定立場，上節目宣導環保知識。最後在甘迺迪總統成立調查委員會深入調查後，於 1963 年出具報告支持卡森的論點，並於 1972 年全面禁止使用 DDT。

可惜卡森來不及看到這成果，她於 1964 年 4 月 14 日因癌細胞蔓延過世。但她播下環保意識的種子仍繼續發芽茁壯，今日相當普及的環保運動可說是始自《寂靜的春天》的啟蒙與卡森女士勇敢對抗龐大勢力的典範。1980 年，她獲頒美國公民的最高榮譽「總統自由勳章」──由她當年撫養的外姪孫代領。

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。