從塵囂中的寧靜，找到自己的歸屬——《隱形的奧義》推薦序

蝴蝶的美，源於牠們擁有的千變萬色的翅膀，這些色彩是門面，也是保護傘，鮮豔顯目派警戒掠食者別靠近！小心牠們有毒（即便有些蝶其實没毒 XD）；擬態派能巧妙地偽裝成自然環境中的枯葉、樹木等騙過掠食者的眼睛，或是如猛禽眼睛樣貌的翅膀，嚇唬掠食者。多數蝴蝶們視顏色為性命，但對玻璃翼蝶來說……就是不給顏色瞧瞧，幾近透明如玻璃的翅膀，即使飛行也如穿上一層隱形罩袍，讓大家都難以察覺牠的存在。究竟，這個蝶界的「小透明」是如何成長？又何以成為科學家們研發新型抗反射材料的重要靈感？Let’s check it out !

玻璃翼蝶的成長日誌

玻璃翼蝶，又名寬紋黑脈綃蝶（學名：Greta oto，俗稱透翅蝶），屬於鳳蝶總科的蛺蝶科（Nymphalidae），主要分布在中南美洲的雨林及山區。牠們的卵殼型態非常多變，有些如珍珠般光滑透亮，有些點綴上小撮鱗毛，有些具有雕刻般的紋路。

幼蟲時，牠們主要吃的是夜香樹屬的植物，這類植物含有具毒性的生物鹼，且能夠存儲於幼蟲體內，當有些鳥兒吃了他們，輕則拉肚子，重則中毒身亡。玻璃翼蝶向來與眾不同，即便同屬鱗翅目（Lepidoptera），他們卻不與其他蝶一般擁有鱗翅目的招牌特徵 —— 成蟲全身布滿鱗毛，取而代之的是光滑剔透如玻璃般的翅膀，而成蟲的牠們一樣喜愛吃「毒」口味的食物，例如菊科（含生物鹼 （pyrrolizidine alkaloids））、馬纓丹屬植物，讓掠食者們敬而遠之。

隱形翅膀的誕生

玻璃翼蝶是如何生成如此獨特的翅膀呢？帕特爾（Nipam H. Patel）和他的同事們首度將玻璃翼蝶詳細的成長時間序公開於《實驗生物學期刊》（Journal of Experimental Biology），他們分別在其成蛹不同時間點（16, 30, 48, 60 hr）進行解剖，並觀察其生成翅膀型態的變化（如圖一）。

• 成蛹 16 小時

起初牠們與其他鱗翅目物種一樣，蛹翅由一層輕薄、勻稱的上皮組織組成，接著許多表皮細胞已分化為平行排列的感覺器官前細胞（Sensory Organ Precursor cells , 以下簡稱 SOP 細胞）。在翅膀生成前期，帕特爾等人發現翅膀透明區域與非透明區域相比，具有較低密度的 SOP 細胞，因此他們猜測，玻璃翼蝶翅膀上形成透明區域及非透明區域的關鍵點就在於 SOP 細胞密度的差異，導致兩個區域的 SOP 細胞日後受到不同的調節，進而影響成體翅膀上兩區域的鱗片密度和表面翼膜分布具有極端的差異。

• 成蛹 30 小時

此時玻璃翼蝶身上的 SOP 細胞開始分化成為鱗狀細胞（scale cells）及似人類的神經膠質細胞的界面上皮細胞（socket cells），鱗狀細胞主要位於翅膀內部，而界面上皮細胞肌動主要負責連接每個鱗狀細胞，並位於翅膀較為表層的位置。此外，他們透過染色技術發現翅膀上開始出現由肌動蛋白組成的小圓柱狀增生鱗片，而這群增生鱗片甚至長到超出翅膀表面。這個階段的透明翼區域鱗片細胞型態跟不透明區域的未分化鱗片細胞一樣，像極了一個個被吹成橢圓狀的氣球。

• 成蛹 48 小時

鱗狀細胞開始延展並擴散生長，這時候透明翼區和非透明翼區要開始分道揚鑣了！非透明翼區（尤其是翅膀周圍有顏色的分界線）有很粗的肌動蛋白束，鱗片細胞呈圓扁狀；而透明翼區的鱗狀細胞開始向上延伸，並產生兩種型態（短小倒三角狀及狹長鬃毛狀）的細胞交替分布於其中。

• 成蛹 60 小時

透明翼區的短小倒三角鱗狀細胞們的兩個角角開始伸出「觸鬚」，形成兩個似觸角型的細胞並開始延伸生長，而長鬃毛鱗狀細胞的長度早已生長至一定長度，甚至還長到彎曲。非透明翼區的鱗狀細胞則會再長得更長、更寬、更平坦（葉狀），並在尖端處形成鋸齒狀。

我們之所以能看到非透明物體具有色彩，是由於物體會吸收部分光線，並將其他光線反射入我們的眼睛。反射程度主要取決於生物組織和環境介質之間的折射率差異，差異越大，表面反射越高。以會呈現透明的水生生物為反例，因為其組織與周遭環境（水）的折射率相近，因此他們就能施展「隱身術」。但是呢！在陸地上，要隱身可難囉～因為陸地生物組織的折射率（n＝～1.3-1.5）和空氣（n＝1）的折射率差異很大，所以易產生極大的表面反射。

有色翅膀的蝴蝶擁有於一排排扁平、重疊的鱗片，每個鱗片都可以通過色素沉澱產生顏色，並與光於奈米結構層級上進行交互作用，產生所謂的「結構色（structural coloration）」，選擇性吸收特定波長的光，且使光發生散射、漫反射、衍射或干涉而產生各式炫麗色彩。相反地，像透明翼蝶與部分蛾類的翅膀之所以會呈現透明，讓光線穿透，並能夠從透明翅膀區域看見他們身後的物體，關鍵在於他們只含有一層幾丁質膜（chitin membrane，也稱甲殼質），這層膜並不會明顯地吸收或反射光線，因此光線能輕易透射這層膜。

仿生靈感：抗反射材料的誕生

然而，幾丁質膜的加持還不夠，因為幾丁質本身具高折射率（n=1.56），因此即便透明，還是會有反射光。為此，透明翼蝶的翅膀發展出一款新型態的「抗反射構造」，造就此構造的三大功臣：微小且垂直稀疏的鱗片、幾丁質組成的奈米柱、蠟質層。垂直的鱗片能順著光線移動，使光線更容易致穿透翅膀；奈米柱使翅膀顯得凹凸不平，不但能減少因相同角度反射所產生的眩光，還能使光線呈現漫反射的效果；可是，透過電子顯微鏡的觀察，科學家們發現透明翼蝶的透明翼區的漫反射率僅約 2 % （空氣與翅膀介面的比率），後來他們查出這是翅膀表面覆蓋蠟質層的功勞，蠟質層似緩衝膠，因為比空氣密度大，能緩衝光線穿透翅膀的速度，還能大幅減緩光線照射鱗片所產生的眩光，若去除透明翼區的奈米柱及蠟質層，則會使反射率提升 2.5 倍，使翅膀受光照而閃亮。

這項驚人的發現不只有帕特爾等人注意到，卡爾斯魯厄理工學院（Karlsruhe Institute of Technology）的研究團隊也曾於 2015 年在《自然通訊》（Nature Communications）期刊發表，玻璃翼蝶翅膀表面不規則的奈米結構能降低反射，並透過蝕刻沈積技術（etching techniques）製造了仿透明蝶翅的塗層，厚度僅 500 奈米，且具有防水及自潔功能。

雖然目前研究處於測試階段，但在未來可望將這類新型塗層應用於防眩光的眼鏡鏡片、相機鏡頭、3C 產品的螢幕上，還能用於太陽能板以提升太陽能轉換效率，甚至軍事領域能發展出「隱形效果」的武器或裝備，這就是透明翼蝶帶來的重大效應。

結語

來自杜克大學的生物學家桑克‧強森（Sonke Johnsen）曾指出儘管許多具透明性質的物種都在身體結構上演化出奈米柱，但蠟質層倒是個令人費解的新發現，蝴蝶的幾丁質覆蓋層是個牢固的結構，為何還要加上蠟質層削弱其堅固度呢？因此他認為這個問題的解答或許會發掘出更多酷東西！不過一想到能在大太陽底下使用仿透明翼蝶的仿生手機，不再受惱人的反光所擾，這個對重度使用 3C 產品的捧由們已經是件很酷的事了！

參考資料

1. See through the Glasswing Butterfly’s Fascinating Wings
2. New images clarify how glasswing butterflies make their wings transparent
3. Developmental, cellular and biochemical basis of transparency in clearwing butterflies
4. The role of random nanostructures for the omnidirectional anti-reflection properties of the glasswing butterfly
5. How glasswing butterflies grow their invisible wings
6. 抗反射塗層 仿透明蝶翼
7. 科技大觀園：抗反射表面塗層仿生透明蝶翅
8. 求真百科：玻璃翼蝶
9. 寬紋黑脈綃蝶:形態特徵,棲息環境,生活習性,分布範圍,繁殖方式,種群現狀,保護級別
10. MPlus | 隱形的翅膀：玻璃蝴蝶的透明演化之謎

想像一下，你只是在專心聽故事，即使其他人不在同個空間一起聽。但你們的心率卻會不自覺地同步，你相信有這麼神奇的事嗎？

在過去研究中 [1]，科學家就發現當人們在同個空間，一起看電影或現場表演等共同體驗活動，大家的心律和呼吸等身體機能就會不自覺地同步。甚至，只要和另個人交談 [2]，你和對方的大腦活動、心率也會同步。

最新發表在細胞報導（Cell Reports）的研究 [3]，就發現參與者們只是聆聽故事，甚至不在同個空間，他們的心率也會同步。要能引發心率同步的狀況，有個前提：參與者必須非常專心。

只要靠聽故事，心率就能同步？

人們彼此會傳遞共同情緒等共感現象，長期以來科學家假設是源於我們大腦的社交天性。紐約市立學院教授、論文共同作者帕拉（Lucas Parra）就表示，過去有很多文獻指出，人們的生理機能會相互同步。但人要在以某種方式互動，並實際出現在同個地方。

但是帕拉也提到，我們的研究發現「這種現象要廣泛得多」，當人們只是專心聽故事、大腦處理這些刺激的同時，心率就會出現相似的變化。共同作者之一的西特（Jacobo Sitt）也補充，這是認知功能所驅動人的心率上升／下降，反而和故事情節所引發的情緒並不相關。

而心率同步的前提，就取決於參與者是否專注聽故事，並思考接下來會發生什麼。因為我們的心率波動，有部分是由意識處理所驅動的，而大腦會對這些刺激做出反應。

「注意力」是真正影響心率的因素

研究者進行一系列四項實驗，來探索意識和注意力在同步參與者心率中的作用。首先，研究者讓參與者們（彼此之間沒有互動），聆聽法國小說家凡爾納（Jules Verne）的科幻作品《海底兩萬里》（Twenty Thousand Leagues Under the Sea）的有聲書。

「他們的心率會根據故事劇情而變化」研究者也透過心電圖（EKG）的測量發現，當參與者聆聽故事時，大多數參與者在故事到達特定劇情時，都會表現出心率增加／減少。

你可能會覺得，欸！這個實驗打臉前面論文作者西特所說，心率和情緒變化不相關的說法。於是，他們進行第二項實驗，讓參與者觀看具有教育意義的教學影片，這基本上就不會引發情感變化。

去除情感變化的因素後，發現注意力是真正影響心率的因素。一開始，研究者先讓參與者專心觀看教學影片，大家的心率表現出類似的變化。有專心的情況，那也要測測看參​​與者在不專心時看影片，心率會不會同步。結果，幾乎所有參與者的心率同步情況都下降了。

光看心率是否同步，可以預測植物人的預後狀況嗎？

為了進一步測試注意力和記憶力的關係。在第三個實驗中，參與者分別要在專心、不專心的情況下，聆聽故事，並回想剛剛故事中的細節。結果發現參與者心率波動的情況，可以預測他們在回答有關故事問題時的表現。這也說明心率的變化，正是反映大腦是有意識地處理故事的訊號。

在最後一項實驗和第一個實驗類似，但不同的是，研究者找來有意識障礙的患者（像是昏迷或是處於植物人狀態）參與。多年來，這些患者可能是處在沒有反應的狀態。

然而，研究者想透過播放有聲書，測量 19 位患者們的心跳，來預測他們的預後情況。雖然患者的心率同步狀況明顯遠低於健康對照組，但有趣的是，其中只有 2 名患者表現和音檔同步的能力。

研究者在六個月後回訪，其中一位已經去世，另一名則完全恢復了意識和語言能力。剩下的 17 名患者中，只有 1 名非同步患者醒來，但他們無法說話。

西特也提到，雖然這項研究仍在非常初步的階段，但能夠想像這是個非常簡單的測試。可以運用實驗來測量大腦功能。而且實驗也不需要太多設備，甚至可以在救護車上進行。當然，這還需要對更多處於不同意識下的病患，進行實驗，並和 EEG、fMRI 等進行比較與驗證。

帕拉則表示，這項研究發現故事可以透過大腦功能，來影響我們的生理。不僅展示大腦與身體兩者的聯繫是多麼密切之外，且未來這類研究也能夠幫助我們更廣泛地理解大腦是如何影響身體，同時對於理解正念（mindfulness ）是如何和大腦與身體聯繫的，都是可以深入研究的議題。

參考資料

•  Hasson, U., Nir, Y., Levy, I., Fuhrmann, G., & Malach, R. (2004). Intersubject synchronization of cortical activity during natural vision. Science (New York, N.Y.), 303(5664), 1634–1640. https://doi.org/10.1126/science.1089506
•  Zhang, J.R., Sherwin, J., Dmochowski, J., Sajda, P., & Kender, J.R. (2014). Correlating speaker gestures in political debates with audience engagement measured via EEG. In Proceedings of the 22nd ACM international conference on multimedia (pp. 387–396). ACM, 2654909.https://dl.acm.org/doi/10.1145/2647868.2654909
•  Pérez P, Madsen J, Banellis L, et al. Conscious processing of narrative stimuli synchronizes heart rate between individuals. Cell Rep. 2020;36.  doi:10.1016/j.celrep.2021.109692

「你有沒有過很投入地完成某件事，達到一種很忘我境界的經驗？」這其實就是正向心理學中的心流（Flow）概念。在今年東京奧運中，最能夠體現心流的，莫過於英國金牌跳水選手湯姆戴利（Tom Daley）了！

當大家在屏氣凝神觀賞跳水決賽的同時，戴利在場邊非常投入地編織。甚至，在前往東京的班機上，他還是不停地繼續編織。光是這段期間他就幫自己的奧運金牌織了一個「家」，也完成自家法鬥的衣服等作品。

為此，戴利還開了專屬編織的 Instagram帳號，分享自己的編織作品。場邊編織影片爆紅後，他也在社群中回應，「編織已經成了我尋求平靜、滿足和放鬆壓力的方式，我愛編織！」。

編織真的可以讓人變快樂嗎？

先說結論，編織真的能夠幫助我們變得更快樂、更放鬆。英國卡迪夫大學學者萊利（Jill Riley）等人，就曾針對全球超過 3500 多名編織愛好者進行調查¹，並發現這項活動能夠帶來極為顯著的心理和社會效益。

像是，很多編織愛好者都提到，編織是為了要放鬆、緩解壓力和提升自己的創造力。其實，研究結果就發現，編織頻率與感受到平靜與快樂的情緒，存在顯著關係。

透過編織不僅能讓人感受幸福之外，也連帶提升生活品質，更改善自身的人際關係、促進社會聯繫。

還有，一項針對飲食障礙症患者所進行的研究²，也發現針織能夠幫助他們減輕對身材、飲食和體重等的焦慮、強迫性意念等。所以，也建議未來可以考慮將針織活動引入臨床治療中，畢竟成本低、也很容易學習，減緩症狀的效果也蠻顯著的。

心流告訴你，為什麼快樂的時光過得特別快？

我們可能在日常生活中，或多或少有過很投入地某件事，以至於感覺時間變得更快／慢的經驗。而這就是心流，最早提出這個概念的，是正向心理學家契克森米哈伊 （Mihaly Csikszentmihalyi）。

「一種當人全神貫注投入、沉浸在充滿創造力或樂趣的活動中時，體驗到渾然忘我的一種感受。」，這就是當我們體驗到心流的狀態³。

聽起來要能夠體驗心流，對一般人而言不是件容易的事。但實際上，在日常生活中，不論是運動、閱讀、工作，或是靜坐冥想等活動，都能夠引發我們體驗到心流。甚至，契克森米哈伊還發現日本青少年和朋友一起尬車的時候，也會出現心流活動。

然而，也不是所有的活動，都能讓人體驗到心流。基本上，能夠引發心流活動，需要包含三個條件：

• 從事一件艱難、但有機會成功的活動。也就是說，活動雖然有點挑戰，但是自己有一定的能力和機會，可以挑戰成功。當我們要完成有挑戰的活動時，不只需要投入大量精力之外，也需要具備適當的技能，能夠知道要完成特定活動，需要經過哪些步驟等。

• 活動必須有「明確的目標和進度」。明確且有挑戰性的目標，不僅可以讓人帶來樂趣之外，也可以隨時掌握自己努力的方向與狀況。

• 活動必須能夠提供「即時的反饋」。目標和反饋的兩項元素，在心流活動中尤其重要。回饋不只是人在完成目標的過程中，監測進度的最好指標，也是我們的成就感來源。

當我們進入心流狀態後，會發生什麼事呢？你就會全神貫注地在做這件事，也會因為非常投入，而忘卻平常讓人煩心的事情和挫折等負面事情。且甚至進入忘我的境界後，也會連帶影響我們對於時間的感受。

在體驗心流活動中，也會讓我們對於時間的感受，和平常不一樣。像是，你可能會因為太投入完成某件事，覺得才過幾分鐘。實際上，已經過了一小時。有時，也會反過來。感覺過了幾小時，其實只過了半個小時。

運動員的心流體驗，與運動表現正相關

因此，契克森米哈伊也總結，「提供探索」、「創造的感受」是引發心流活動的兩大共通點。所以，其實也不難理解為什麼有這麼多人喜歡編織活動，認為這項活動能夠讓人放鬆、減緩壓力等好處。

因為在編織的過程中，我們就是朝著完成毛衣、玩偶等目標前進。而當編織的技能越嫻熟，你也能夠掌握自己編織的節奏與速度，這也符合掌握的可能性。且編織完成後，你不僅馬上就擁有自己的手做物之外，也會有滿滿的成就感。

關鍵就在於，編織活動是屬於能夠引發人體驗心流的活動之一，且也能夠讓人集中注意力。戴利在場邊編織，不只可以讓他在賽事之間放鬆，也能讓他進入心流狀態、保持專注。過去，在200多名運動員的研究中⁴，就發現運動員的心流體驗和運動表現是正相關。尤其當運動員處在正向情緒狀態中，和運動表現的提升也有相關。

所以，不論是在競爭激烈的頂尖賽事中，或是在日常生活等，透過從事不同活動，讓自己進入心流狀態，來排解自身壓力，也是個很好的選擇。這樣講完後，你是否更加心動，想開始學編織了呢？

參考資料

1. Riley, J., Corkhill, B., & Morris, C. (2013). The Benefits of Knitting for Personal and Social Wellbeing in Adulthood: Findings from an International Survey. British Journal of Occupational Therapy, 76(2), 50–57.
2. Clave-Brule, M., Mazloum, A., Park, R. J., Harbottle, E. J., & Birmingham, C. L. (2009). Managing anxiety in eating disorders with knitting. Eating and weight disorders : EWD, 14(1), e1–e5. https://doi.org/10.1007/BF03354620
3. Mihaly Csikszentmihalyi（2019）。《心流：高手都在研究的最優體驗心理學（繁體中文唯一全譯本）》。台北：行路出版社。
4. Stavrou, N. A., Jackson, S. A., Zervas, Y., & Karteroliotis, K. (2007). Flow experience and athletes’ performance with reference to the orthogonal model of flow. The Sport Psychologist, 21(4), 438–457. https://doi.org/10.1123/tsp.21.4.438