• 文／李宗諭 │ 主修教育心理學，科普愛好者

臺灣科普文章的發展，最早從 1951 年發行的《大眾科學》開始，至今已有 70 年了，隨著眾人的長期努力、科技的蓬勃發展，網路上已經累積許多有趣又發人深省的科普文¹。

不過，或許跟媒體風氣及讀者注意力有關，近年來，不少科普內容除了重視科學知識的品質，也非常看重「幽默」的成分。

當許多人認為科學的血統等於「嚴謹」時，如果作者以幽默的方式來寫科普文章，將會帶給讀者什麼樣的感覺呢？會不會讓人覺得科學都不科學了？甚至對科普文章的形象產生重大的影響？

有一篇研究非常有趣，研究人員親自撰寫了幽默的科普文，然後測量讀者對這些文章的反應²。

首先，寫出兩篇夠幽默的科學文章！

研究者先完成兩篇關於「氣候變遷與生物多樣性」及「物種過度開發」的科普文章，文章總共有六個段落，每個段落的開頭、結尾都放入1、2個幽默句子，並結合科學內容，不讓這些句子淪為單純在搞笑，反而干擾讀者的閱讀。

兩篇文章大概 700 個詞，其中幽默的部分大約佔了 20％。為了更純粹的模擬科學家所寫出來的幽默科普文，研究人員除了有邀請科學家審查文章的正確性與可讀性，寫文章時，也沒有聘請專業的喜劇人員提供意見。

此外，文章中所使用的幽默都是正向又健康的詞彙，沒有低俗的或嘲諷的那種搞笑梗。

例句如下：

編按：中文翻譯難以完整還原原文句子中的笑點，歡迎大家參考原文。

接著，研究團隊將這 2 篇文章發佈在雜誌網站及環境科學的社群網站上，請讀者閱讀完之後，填寫匿名問卷，並且以量表的方式，讓讀者自評以下五個問題的分數：

• Q1：我喜歡閱讀這篇文章
• Q2：以後我想閱讀更多類似的文章
• Q3：本文關注的科學主題並不重要
• Q4：在本文中幽默使科學更具吸引力
• Q5：如果本文不使用幽默，我會比較喜歡

評分完畢後，問卷也會請讀者寫下自己的感想和評論，讓研究團隊蒐集質性的分析資料。

有 6 成讀者支持， 2 成反對

最後，回收了159份的樣本，量化的統計結果顯示，大部分受試者都喜歡這二篇文章，希望可以閱讀更多類似的內容，而且認為文章關注的科學內容很重要（Q1～Q3）。

雖然有 6 成多的受試者認為幽默可以增加閱讀吸引力，也比較喜歡幽默一點的文章，但也有 2 成多的人持相反意見（Q4、Q5）。作者還提到，之前其他類似的研究也得到差不多的結果，大致均有 2 成的受試者反對。

進一步分析相關性時，研究團隊發現，幽默與引起閱讀文章的興致有關（Q1、Q2 vs. Q4、Q5），也就是說，當文章引人發笑時，讀者通常也表現出更高的興趣。

另外值得注意的是，在讀者心中，「科學議題的重要性」與「文章受喜愛程度或幽默程度」似乎沒有顯示出相關性（Q3 VS. 其他題）。

支持與反對的理由

在質性資料的部分，受試者大致上可以分為三種：正向、負向、有條件支持。

正方認為幽默能更討喜，促進知識傳播和批判性思考，特別能刺激對科學沒興趣的觀眾；反方覺得科學是嚴肅的，不應該搞笑，以免破壞讀者對文章的信任、扭曲文章的資訊或降低其重要性。

另一種觀點則認為，除非文章本身就寫得很好，或是整篇文章都以幽默為基調時，才適合使用詼諧的撰寫風格。文章必須滿足上述條件，否則這文章幽默不成，甚至還有可能看起來「很蠢」。

作者在文中一再提醒，當科學加了幽默後，如同研究中的 2 成數據一樣，一定會有人持反對意見，因此，當你耍幽默卻被黜臭時，請不要太在意，這是很正常的！

這篇研究無法解答的兩個疑惑

可惜的是，這一篇研究並沒有進行後續學習成效的測驗，也就是說，本研究無法有效推論讀者看完之後有沒有學到東西。

另一方面，把幽默加入科普文章，對於文章的傳播效果是什麼呢，會不會吸引更多人來接受科學新知呢？

研究者認為，由於本研究的受試者大多來自於雜誌網站、環境科學社群網，這些受試者已經是對環境科學感興趣的同好，因此難以回答這個問題。

事實上，這也是過往研究難以推論的地方，也就是說，雖然作者將一篇文章寫得更有趣，就是希望可以吸引更多讀者來閱讀、展開科學交流，然而，這些研究無法推論出這種效果。

搞笑也有風險，請謹慎使用

幽默的科普有人喜歡也有人不喜歡，所以作者們建議，在使用幽默傳遞科學時，可以嘗試不同的幽默尺度，以拿捏好讀者接受度。

由於這樣的嘗試會有些實務上的困難，因此研究者也提供了另外一個建議，也許科普文章的作者可考慮直接把「喜歡帶點幽默的科學知識的人」當目標受眾，這樣就可以大方的製作出「好笑且科學」的知識內容了。

這篇研究還有個很棒的提醒：雖然幽默有好處，也有風險。

畢竟，好不好笑這種事很看個人，有的時候，我們也很難以掌控讀者的腦袋接收到了什麼訊息。

雖然文章作者需要盡量以讀者的角度審閱自己的文章，但閱讀同一篇文章時，不可避免的，不同讀者也會帶著屬於自己的主觀想法，甚至誤解原本要傳遞的科學知識，倘若又不幸因為「好笑」而加速文章的傳播與交流，反而可能造成科學知識的誤用。

換個標題，真的能夠吸引到更多人嗎？

拜今日的資訊傳播模式所賜，有許多文章光是標題就相當引人注目又幽默風趣，那麼這樣的標題實際上會產生什麼效果呢？

除了一般的網路文章外，研究學者也希望可以衝高學術文獻的曝光量、被引用的次數，讓更多人看到自己的研究成果。

大家不妨猜猜看，如果學者把學術文章的標題寫得很有趣，可以吸引到更多其它學者來引用嗎？

以心理學門來說，標題有不有趣似乎並不是很重要。曾經有學者分析了 2008 至 2010 年間的心理學期刊文章，統計結果指出，「標題的幽默程度」與「下載量」雖有些微的正相關 (r=0.2，p<0.001) ，但幽默程度與後續「被引用次數」無相關。

研究者認為這個結果可能意謂著，雖然幽默的標題會吸引到一般人、原本低興趣的學習者，使得下載量變多了一點，不過專業人士在做研究時，並不會因為幽默的標題而特別引用該篇文章。而且研究者還認為「壞內文加幽默標題」比「壞內文加一般標題」更糟³。

科普作者最愛使用的三種梗！

雖然，目前似乎沒有正式的學術研究直接剖析幽默標題的效果，不過有個滿有趣的分析，計算出科普作者最愛使用哪些類型的幽默的標題。

國外科普網站「Discover Magazine」中的「Seriously Science」系列⁴，專門刊登有趣的科學研究，該網站的創辦人整理了投稿的標題，發現科普作者們喜歡用 3 種方式來增加標題幽默感：

1. 文學或流行文化梗，例如「一氧化碳：大膽走到以前沒有去過的地方」，玩的是《星際爭霸戰》開場白的梗（To Boldly Go Where NO Has Gone Before）。
2. 黑色幽默梗（有點敏感，不鼓勵），例如「特殊的筆友：異物插入繼發的後尿道損傷案例報告與文獻回顧」。
3. 莫名的喜感，例如「兒童有氧訓練在成功過馬路中的作用」（Role of childhood aerobic fitness in successful street crossing）^註1。

不要太在意，把寫作當作一件有趣的事情吧！

其實很多科學人本身就是風趣之人，對他們來說，寫有趣的科學文章就是一個很做自己、很享受的過程。

當作者花費腦力將艱澀的內容變得淺白，並且分享出來讓人享受科學樂趣後，這個撰寫、分享的活動本身，也很符合幽默的某些本質（高度認知、愉快情緒）。

雖然前面的研究顯示，耍幽默具有一定的風險，使用時需要做好心理準備，總是有人會不開心、有人會誤解你的意思，但對大部分讀者來說，依舊是有趣的、有益處的，對作者自己來說也是快樂的一件事情唷！

備註

註1：讓孩子過馬路應該不用進行有氧訓練，太殺雞用牛刀了！

參考資料

1. 張之傑(2007)，臺灣綜合科普刊物之回顧與展望。
2. Pinto, B., & Riesch, H. (2017). Are audiences receptive to humour in popular science articles? An exploratory study using articles on environmental issues. Journal of Science Communication, 16(4), A01.
3. Subotic, S., & Mukherjee, B. (2014). Short and amusing: The relationship between title characteristics, downloads, and citations in psychology articles. Journal of information science, 40(1), 115-124.
4. 加州大學柏克萊分校研究生 Meredith Carpenter 和 Lillian Fritz-Laylin 將自己的部落格文章搬到Discover Magazine網站，本文提到的分析，是來自他們針對自己部落格文章的觀察結果。

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本文轉載自諾貝爾化學獎專題系列，原文為《【2021諾貝爾化學獎】他們的工具帶給了建構分子的革命性發展》

• 譯者／曹一允｜美國德州農工大學 Karen Wooley 教授指導下取得博士，現於日本萊雅公司進行研究。
• 譯者／蔡蘊明｜台大化學系名譽教授

他們的工具帶給了建構分子的革命性發展

化學家可以透過連接許多小的化學塊材來創造新分子，但控制這些看不見的物質，以所需的方式結合是很困難的。班傑明 • 李斯特（Benjamin List）和大衛 • 麥克米蘭（David MacMillan）獲得了 2021 年諾貝爾化學獎的桂冠，以表彰他們開發了一種新而巧妙的工具來建構分子：有機催化。它的用途包括研發新的藥物，以及使得化學更為環保。

許多行業和研究領域都須依賴化學家建構新功能分子的能力，那些可以是任何在太陽能電池中捕獲光或將能量儲存在電池中的物質，也可以是製造輕便跑鞋或抑制疾病在身體內進展的分子。

然而，如果我們將大自然建造化學物質的能力，與我們自己的能力進行比較，那我們就好像是長期的被困在石器時代一般。大自然的進化產生了令人難以置信的特殊工具，酵素（或稱酶），用於建構賦予生命形態的各種形狀、顏色和功能的分子複合物。最初，當化學家分離出這些化學傑作後，他們只能以崇敬的眼光看著。在他們自己的分子建構工具箱中的錘子和鑿子，顯得愚鈍和不可靠，所以當他們企圖複製大自然的產品時，往往最終會產生許多不需要的副產物。

精細化學的新工具

化學家添加到工具箱中的每一個新工具，都漸漸地提高了他們建構分子的精確度。緩慢但確實地，化學已經由用在石頭上的鑿子發展出許多精細的技藝。這對人類實在大有助益，而其中一些工具已經獲得諾貝爾化學獎的肯定。

獲得 2021 年諾貝爾化學獎的發現，已經將分子的建構拉到一個全新的水平。它不僅使化學更為環保，而且更容易製造不對稱分子。在化學分子的構築過程中，經常會出現一種狀況，就是可以形成兩種分子 —— 就像我們的手一樣 —— 是彼此的鏡像。尤其是在製造藥品時，化學家經常希望只得到這兩個鏡像中的一個，但卻很難找到有效的方法來做到這一點。李斯特和麥克米蘭為此研發出的概念 —— 不對稱有機催化 —— 既簡單又出色。實際上很多人都很納悶，為什麼我們沒有早點想到它。

真的，為什麼呢？這不是一個容易回答的問題，但在我們嘗試之前，需要快速地回顧一下歷史，我們將會定義「催化」（catalysis）和「催化劑」（catalyst）這兩個術語，並為 2021 年的化學諾貝爾獎奠定理解的基礎。

催化劑加速化學反應

在十九世紀，當化學家開始探索不同化學物質相互反應的方式時，他們有了一些奇怪的發現。例如，如果他們將銀放入含有過氧化氫（H₂O₂）的燒杯中，過氧化氫會突然開始分解成水（H₂O） 和氧氣（O₂）。但是促發這個過程的銀，似乎完全不會受到反應的影響。類似的，從發芽的穀物中獲得的一種物質，則可以將澱粉分解成葡萄糖。

1835 年，著名的瑞典化學家貝吉里斯（Jacob Berzelius）開始注意到其中的規律。在皇家瑞典科學院年度報告中，敘述物理和化學的最新進展時，他寫到了一種可以＂產生化學活性＂的新＂力＂。他列舉了幾個例子，其中只要有某一種物質的存在，就可讓化學反應發生，並指出這種現像似乎比以前認知的要普遍得多。他認為這種物質具有一種「催化力」，並稱這種現象為「催化作用」。

催化劑產生塑膠、香水和美味的食物

自貝吉里斯時代以來，大量的汗水流過了化學家的吸管，他們已經發現許多種催化劑，可以分解分子或將它們連接在一起。多虧了這些催化劑，他們現在可以開發出我們日常生活中使用的數千種不同的物質，例如藥品、塑膠、香水和食品調味劑。事實是，估計有世界 GDP 總量的 35%，在某種程度上涉及化學催化。

原則上，西元 2000 年之前發現的所有催化劑都屬於以下兩類之一：它們若不是金屬那就是酵素。金屬通常是極好的催化劑，因為它們具有特殊的能力，能在化學反應過程中暫時容納電子或將它們提供給其它分子。這有助於鬆開分子中原子間的鍵結，因此使得尋常時候很強的鍵結可以被打破，形成新的鍵結。

然而，一些金屬催化劑的問題是它們對氧氣和水非常敏感。因此，要使這些試劑正常運作，它們需要一個無氧和無濕氣的環境，而這在大規模的產業界很難實現。此外，許多金屬催化劑都是重金屬，可能對環境有害。

生命的催化劑以驚人的精確度運作

第二種形式的催化劑屬於一些稱為酵素（或酶）的蛋白質。所有的生物都具有數以千計的不同酵素，來驅動生命所必需的化學反應。其中有許多酵素是不對稱催化方面的專家，原則上，總是只生成兩個可能的鏡像中的一個。它們也並肩工作；當一個酵素完成反應時，另一個就會接管。通過這種方式，它們能以驚人的準確度建構複雜的分子，例如膽固醇、葉綠素或稱為番木虌鹼（strychnine）的毒素，它是我們知道的分子中最複雜的物質之一（我們將回到這一點）。

由於酶是如此有效的催化劑，1990 年代的研究人員試圖開發新的酵素變體，以驅動人類所需的化學反應。一個致力於此領域的，是總部設在美國加利福尼亞州南部的斯克里普斯（Scripps）研究所中，由已故的巴爾巴斯三世（Carlos F. Barbas III）所領導的研究小組。李斯特在巴爾巴斯的研究小組中獲得了博士後研究員的職位，此時一個絕妙的想法誕生了，從而導致今年諾貝爾化學獎其中的一項發現。

李斯特跨出了盒外來思考

李斯特在研究催化抗體（catalytic antibodies）。通常情況下，抗體會附著在外來病毒或我們體內的細菌之上，但斯克里普斯的研究人員重新設計了它們，使得它們反而可以驅動化學反應。

在研究催化抗體期間，李斯特開始思考酵素實際上是如何的運作。它們通常是由數百個胺基酸所構成的巨大分子，除了這些胺基酸，很大一部分的酵素也含有能幫助驅動化學反應的金屬。但是 —— 這就是重點 —— 許多酵素在沒有金屬幫助的情況下，也能催化化學反應。此外，反應只是由酶中的一個或幾個單獨的胺基酸所驅動的。李斯特跳脫出盒外所問的問題是：胺基酸是否必須是酶的一部分才能催化一個化學反應？或者一個單獨的胺基酸或其它類似的簡單分子，是否也可以達成同樣的工作？

產生具有革命性的結果

他知道 1970 年代初就有人研究過，用一種名為脯胺酸的胺基酸作為催化劑 —— 但那是 25 多年前的事了。當然，如果脯胺酸真的是一種有效的催化劑，當然有人會繼續研究它吧。

這或多或少是李斯特的想法；他認為沒有人繼續研究這一現像的原因，是發現效果不是特別好。 在沒有任何真正的期待下，他測試了脯胺酸是否可以催化一種「醛醇反應」（aldol reaction），將其中來自兩個不同分子的碳原子結合在一起。這只是一個簡單的嘗試，但令人驚訝的是，它立即奏效。

李斯特確定了自己的未來

通過他的實驗，李斯特不僅證明了脯胺酸是一種有效的催化劑，而且還認為這種胺基酸可以驅動不對稱催化反應。在兩個可能的鏡像產物中，其中的一個比另一個更易生成。

與之前測試脯胺酸作為催化劑的研究人員不同，李斯特了解它可能具有的巨大潛力。與金屬和酵素相比，脯胺酸是一個化學家夢幻的工具。它是一種非常簡單、廉價且環保的分子。當他在 2000 年 2 月發表他的發現時，李斯特將使用有機分子進行的不對稱催化，描述為一個具有很多機會的新穎概念：＂這些催化劑的設計和篩選是我們未來的目標之一＂。

不過他並不孤單，在加利福尼亞北部的一個實驗室裡，麥克米蘭也在朝著同樣的目標努力。

麥克米蘭將敏感的金屬拋諸腦後

兩年前，麥克米蘭剛從哈佛搬到加州大學伯克萊分校。他在哈佛曾致力於改善使用金屬的不對稱催化反應，那是一個受到許多研究人員關注的領域，但麥克米蘭注意到，為何研究人員開發的催化劑在工業界卻很少使用？他開始思考原因，並認為那是因為敏感的金屬使用起來很困難，而且太貴了。一些金屬催化劑所要求的無氧無濕氣的條件，在實驗室中運作相對簡單，但要在這種條件下進行大規模工業製造是很複雜的。

他的結論是，如果要讓他正在開發的化學工具有用，他需要一個新的思維。所以，當他搬到伯克萊時，他把金屬拋在腦後。

開發了一種型式更簡單的催化劑

取而代之，麥克米蘭開始設計簡單的有機分子 —— 就像金屬一樣 —— 可以暫時提供或容納電子。在這裡，我們需要定義什麼是「有機分子」 —— 簡而言之，那是建構所有生物的分子。他們擁有一個穩定的碳原子骨架，各種活性化學基團可附著在這個碳骨架上，它們通常含有氧、氮、硫或磷。

因此，有機分子是由簡單而常見的元素組成，但是，取決於它們是如何組合在一起的，它們可以具有複雜的性質。麥克米蘭的化學知識使得他認為，若要用有機分子來催化他感興趣的反應，它需要能夠形成一個「亞胺離子」（iminium ion），這個離子包含了一個氮原子，而且對電子具有天生的親和力。

他選擇了幾種具有正確特性的有機分子，然後測試了它們驅動狄耳士－阿德爾（Diels－Alder）反應的能力，化學家用這個反應來建構碳原子環。正如他所期盼並相信的那樣，它們運作得非常出色。其中的一些有機分子，在不對稱催化方面的表現也很突出。在兩個可能的鏡像產物中，其中一個佔了 90% 以上。

麥克米蘭創造了有機催化一詞

當麥克米蘭準備發表他的結果時，他意識到自己發現的催化概念需要一個名字。事實上，研究人員雖早已成功地使用有機小分子催化化學反應，但這些都是個別單獨的例子，沒有人意識到這種方法可以被推廣。

 麥克米蘭希望找到一個術語來描述這個新方法，如此一來其他研究人員就能夠理解，尚有更多有機催化劑仍未被發現。他的選擇是「有機催化」（organocatalysis）。

於 2000 年 1 月，就在李斯特發表他的發現之前，麥克米蘭送出了他在科學期刊上發表的原稿。文章中的引言寫著：

＂在此，我們介紹了一種新的有機催化策略，而我們預計這個新策略將適用於一系列的不對稱轉化。＂

有機催化應用的蓬勃發展

李斯特和麥克米蘭各自獨立地發現了一個全新的催化概念。從 2000 年至今，此領域的發展幾乎可以比擬為淘金熱，其中李斯特和麥克米蘭保持著領先地位。他們設計了大量廉價且穩定的有機催化劑，可用於驅動各式各樣的化學反應。

有機催化劑不僅一般由簡單分子組成，在某些情況下 —— 就像自然界的酵素一樣 —— 它們可以在輸送帶上工作。以前，在化學生產過程中，需要對每個中間產物進行分離和純化，否則副產物的量會太多，這導致了在化學合成的每個步驟中都會有一些物質損失。

有機催化劑的寬容度則比較高，因為相對而言，合成過程中的幾個步驟可以連續進行，這稱為串級反應（cascade reaction），可以減少許多化學合成中的浪費。

番木虌鹼的合成效率提高了 7,000 倍

一個有機催化使分子建構更有效率的例子，是合成天然且極其複雜的番木虌鹼分子。許多人會從謀殺案件小說女王阿加莎・克莉絲蒂（Agatha Christie）的書中認出番木虌鹼。然而，對於化學家來說，番木虌鹼的合成就像一個魔術方塊：一個步驟越少越好的挑戰。

在 1952 年首次合成出番木虌鹼時，需要經過 29 種不同的化學反應步驟，只有 0.0009% 的起始物被轉換成產物，剩下的都浪費掉了。

到了 2011 年，研究人員能夠使用有機催化和串級反應，在僅僅 12 個步驟中建構番木虌鹼分子，生產過程的效率提高了 7,000 倍。

有機催化在藥物生產中最為重要

有機催化對經常需要不對稱催化的藥物研究產生了重大影響。在化學家可以進行不對稱催化之前，許多藥物分子都含有兩個鏡像的異構物。其中一個是有活性的，而另一個可能有時會產生不良的影響。一個災難性的例子是 1960 年代的沙利多邁（thalidomide）醜聞，沙利多邁藥物分子的一個鏡像，導致數千個發育中的人類胚胎產生嚴重畸形。

使用有機催化，研究人員現在可以相對簡單地製造大量不同的不對稱分子。例如，他們能以人工方式來合成具有治療潛力的物質，否則就只能從稀有植物或深海生物中，分離出微量的相同分子進行研究。

在製藥公司，這種方法還用於簡化已知藥物的生產。這方面的例子包括用於治療焦慮和抑鬱的帕羅西汀（paroxetine），以及用於治療呼吸道感染的抗病毒藥物克流感（oseltamivir）。

簡單的構想往往是最難設想的

我們可以很簡單地舉出數千個如何使用有機催化的例子 —— 但為什麼沒有人更早提出這種簡單、綠色且廉價的非對稱催化概念？這個問題有很多答案，其中一個是簡單的構想往往是最難設想的。我們的觀點被這個世界應該運作的模式，先入為主且強烈地遮蔽了，例如只有金屬或酵素才能驅動化學反應的想法。李斯特和麥克米蘭成功地打破了這些先入為主的想法，找到了困擾化學家數十年問題的巧妙解方。因此，有機催化劑才能夠 —— 在此時此刻 —— 為人類帶來莫大的裨益。

參考資料

• 本文譯自諾貝爾化學獎委員會公佈給大眾的新聞稿，原文可自以下官方網站取得：
  https://www.nobelprize.org/uploads/2021/10/popular-chemistryprize2021.pdf
• 若有興趣閱讀進階的原文資料，請由下列官方網址取得：
  https://www.nobelprize.org/uploads/2021/10/advanced-chemistryprize2021.pdf

• 如果你有無限次2選1的機會……到底是彈珠檯？還是高爾頓版？
• 理解化學老師口中的分子構造，化學式從此不用死背硬記....化學和生物課程的最佳教具
• 科學實驗室 開箱直播！每週四中午開播～
• 來自美國最好玩的編程無人機，可以使用圖像化編程以及python編程控制 — Robolink官方版 四軸無人機
• 雜物OUT！斷捨離的同時，也能整理思緒帶來好心情？