• 作者／陳永昌醫師
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王阿姨（化名）最近的尿量變少，經常感到疲倦、虛弱，到醫院檢查後發現腎功能僅剩不到 40%，醫師叮囑：「接下來要好好注意，不然後來會洗腎啊。」得知腎功能變差的消息後，王阿姨的家人紛紛開始出主意，有人認為要進補，有人認為要限制飲食。究竟慢性腎臟病患應該怎麼吃？

長庚醫院腎臟科陳永昌教授提到，飲食控制對於慢性腎臟病患者很重要，飲食上建議採取低蛋白飲食，以免讓腎臟負擔過大。

除了注意蛋白質攝取量之外，若能攝取到足夠豐富的營養，可讓患者更有體力。建議患者攝取營養時可把握五大指標，包含低電解質、低磷鈉鉀、適量蛋白、低 GI，若能添加 Omgea-3 也會更好。

隨著時代持續進步，市面上已有多款慢性腎臟病患專用的營養補充品可供病患選擇，若患者無法從日常飲食獲取夠營養來源，或是擔心蛋白質攝取過量而無所適從，可考慮搭配慢性腎臟病患專用營養補充品，有助增加患者體力，且使用方便性高。

挑選時建議可選用經醫學實證、食藥署核准且多位醫師推薦的慢性腎臟病患專用營養補充品。鼓勵患者可主動與醫師或營養師討論，讓自己能更有體力面對腎病。

洗腎前後營養方針不一樣，蛋白質攝取是關鍵

對慢性腎病變的患者而言，洗腎前或洗腎後要採取的飲食策略並不同，而其中最大的差別在於蛋白質的攝取量。

「吃進蛋白質後，身體會產生含氮廢物，增加腎臟的負擔。」長庚醫院腎臟科陳永昌教授解釋：「因此對於腎功能不好，但還未到洗腎程度的患者來說，應限制每天蛋白質的攝取量，才不會讓腎臟負擔太大。」

然而，當患者開始接受洗腎後，身體產生的含氮廢物可藉由洗腎排出體外。甚至洗腎的過程還會促使更多的蛋白質流失。因此，使用血液透析或腹膜透析的洗腎患者不僅不需要限制蛋白質飲食，還需比一般人攝取更多的蛋白質。

蛋白質建議攝取量在一般成年人每日每公斤體重約 1 公克，慢性腎臟病患的患者每日每公斤體重約 0.6-0.8 公克；洗腎患者每日每公斤體重約 1.2 公克。

用減法哲學保養腎臟，護腎最安心

「要保養腎臟，飲食上確實需要減法哲學，」陳永昌教授傳授心法：「先減掉各種太鹹的東西，減掉草藥和止痛藥，並減掉各種沾醬佐料。如果目前體重過重，肉類攝取就從四隻腳動物減成吃兩隻腳的。」

陳永昌教授表示，腎臟病一共分為五期，在慢性腎病變的初期，建議三至六個月回診追蹤，檢查腎功能與電解質，並讓醫師評估營養狀態。進展到第三期、第四期後，三個月以內就需要回診一次。

到了腎病變第五期時，則每個月都得回診監測腎功能。回診時腎臟科醫師會幫忙注意營養、貧血、腎功能、電解質等，但不一定每次都會開藥，陳永昌教授說，「我們會讓患者理解，其實醫師不多開藥，是為了他好。」

營養不足是腎臟大敵，營養補充萬不可少

陳永昌教授分享，隨著衛教觀念普及，許多慢性腎臟病患者都被告知要採取低蛋白飲食，也決定認真地限制飲食中的蛋白質含量。不過在看到各種複雜的蛋白質計算方式後，腎友們可能會想：「既然蛋白質吃太多不好，那乾脆不要吃好了，這樣就不用計算的頭昏腦脹，腎臟也完全沒有負擔吧。」

陳永昌教授提醒，蛋白質是人體不可或缺的營養素，尤其是一些「必需胺基酸」，身體無法自行合成，需要透過飲食才能攝取到。因此當蛋白質限制過頭，或食量太少時，患者每天吃的熱量與蛋白質都不夠，將會導致一連串問題。

陳永昌教授指出，「營養不良可能導致白蛋白下降、抵抗力變差、貧血等。這些問題對腎臟而言皆是大大扣分。」一旦患者抵抗力變差，會更容易感染生病、感染。甚至加速腎臟病的病程。

慢性腎友蛋白質要足夠，以免身體為胺基酸分解肌肉

據統計，約有一半的慢性腎病變患者會面臨「蛋白質熱量耗損」問題，患者容易感到噁心、嘔吐，體重減輕等。陳永昌教授說明，蛋白質熱量耗損牽涉複雜的生理變化，會間接或直接改變蛋白質代謝和熱量平衡。無論腎友們本身是不敢吃，或因為厭食而不想吃，當吃進的熱量和蛋白質過低，身體就會開始消耗原本體內的東西，靠著分解肌肉蛋白來獲取足夠胺基酸。如此一來，腎友們不只是肌肉和脂肪會減少，而且體內分解肌肉蛋白產生的含氮廢物，依舊會造成腎臟的負擔。

陳永昌教授提醒，腎友們需特別留意，不能為了低蛋白飲食而完全不敢吃蛋白質，否則當攝取的蛋白質與熱量過低，恐會帶來反效果。蛋白質熱量耗損會影響生活品質，使住院率、死亡率上升，蛋白質熱量耗損是慢性腎臟病患之重要預後指標。

盲目亂補最傷腎！ 營養補充把握五大指標

既然吃多了不對，吃少也不行，腎病患者常陷入兩難：「到底要吃什麼？怎麼吃？才能保護腎臟，延緩進入洗腎的時間？」至於看到患者日益消瘦、虛弱的家屬常反射性地想起補品、燉湯，或去買朋友、鄰居推薦的藥材，想替患者補身體。

「真的不要吃那些來路不明、標示不清的瓶瓶罐罐啊！」陳永昌教授呼籲，可選擇有商譽、經醫學實證且醫師推薦的慢性腎臟患專用營養補充品，品質還是比較有保證。畢竟，街坊鄰居介紹的食品、補品、藥材，往往並不是腎臟專用營養品，可能含有過量電解質，甚至含有重金屬或傷害腎臟的成分。

如果腎病變患者食慾真的不好，或不知道該怎麼補充營養，可以適量使用慢性腎臟病患專用營養補充品來填補營養缺口，並遵守五大指標來增加體力，包含低磷鈉鉀、低電解質、低 GI、適當蛋白、添加 Omgea-3 多元不飽和脂肪酸。適量蛋白質，低升糖指數（低 GI）可盡量減少患者血糖波動，同時符合低磷、低鈉、低鉀等低電解質的需求，品質、安全比較有保障。且臨床試驗證實，以 Omega-3 多元不飽和脂肪酸補充熱量，可降低心血管疾病的風險 。

居家生活保護腎臟之道：注意脫水和感染

陳永昌教授補充，隨著季節變化，腎友們一定要注意兩件事，「夏天怕脫水，冬天怕感染。」慢性腎病變患者在夏天，如果流汗比較多，體液流失後身體呈脫水狀態，容易影響腎功能。在冬天，患者很容易感冒，甚至感染流行性感冒、演變成肺炎，一旦有感染，腎功能就會兵敗如山倒。

陳永昌教授回憶，「曾經遇過幫忙照顧孫兒女的長輩們，被幼稚園的小孩傳染感冒後，腎功能就急速變差。」也提醒腎友們務必關心自己的血壓、血糖、血脂狀況，有需要的話，便要規則服藥物控制高血壓、糖尿病、高血脂、高尿酸等問題，以延緩腎功能惡化。

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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。

• 採訪撰文｜郭雅欣、簡克志
• 美術設計｜林洵安、蔡宛潔

在學術與搖滾的多重維度上行走

還記得美劇《The Big Bang Theory》嗎？劇中常常出現的物理名詞「弦論」，是描述物理世界基本結構的理論。中央研究院「研之有物」專訪院內數學研究所程之寧研究員，她正是研究弦論的科學家，也是熱愛音樂的搖滾樂團鼓手，這種跨領域身份並不衝突，兩邊都需要創造力與紀律。由於天生斜槓的性格，讓程之寧在數學和物理領域大展身手，透過數學的深入探討，她試圖將弦論更往前推進。最近程之寧更跨足到人工智慧領域，為學界提供理論物理上的貢獻。

萬有理論和難以捉摸的「月光」

世界從那裡來呢？物理世界的本質是什麼呢？回答這樣的大哉問，一直是理論物理學家所追求的目標。從牛頓力學（日常應用）、廣義相對論（探討很重的物質）到量子力學（探討很小的物質），隨著物理學不斷發展，我們似乎一步步接近答案，但至今卻還未走到終點。

舉例來說，如果有個東西很重又很小，就像「黑洞」，或是大爆炸時的宇宙，我們要怎麼用數學描述？於是科學家試圖整合廣義相對論和量子力學，找出所謂的「萬有理論」（Theory of Everything）──能完全解釋物理世界基本結構的核心理論。

程之寧研究的「弦論」就企圖發展成這樣一個萬有理論。弦論一如其名的「玄妙」，它設定宇宙所有的粒子都是由一段段「能量弦線」所組成，每一種基本粒子的振動模式不同，產生不同的粒子特性。

「人類一直以來的夢想之一就是，如果能用一句話解釋所有事情，那該有多麼美好。」中研院數學所研究員程之寧說道。

程之寧的研究牽涉到數學上的「月光猜想」（Moonshine）與弦論中 K3 曲面的連結。月光猜想是存在於模函數係數與特殊群之間的數學關聯，程之寧與其研究夥伴共發現了 23 個新的關連，並稱之為「伴影月光猜想」（Umbral Moonshine）。

基於弦論的假設，我們的世界是十維的，除了人們在日常生活中可以感知到的 3+1 維（空間＋時間），還有六維是因為尺寸太小而無法用肉眼觀察的，這些看不到的維度影響著物理世界，最終也產生了我們這個物理世界所需的各種條件與特性。

綜觀程之寧的研究，橫跨了物理與數學兩個領域，她笑稱自己「天生斜槓」。在學術上，程之寧原先喜歡文學，之後卻走上數理研究的道路；在音樂上，程之寧喜愛搖滾樂，至今仍在自己的樂團裡擔任鼓手。

她如何看待自己一路走來的各種轉折？游徜在數學與物理之間，她又對這兩個領域的連結有怎樣的體會？在與「研之有物」的訪談中，程之寧侃侃而談她的經歷、想法，以及對學術研究的熱忱所在。

• 請問您是如何對數學及物理產生興趣？從何時開始？

一開始考大學時，其實我想去念中文系（笑）。不過，因為我高中是選理組，而且只念了一兩年，對文科考試比較沒把握，加上對工程科系沒興趣，最後就選擇臺大物理系就讀。

後來發生兩個轉折，第一個是我很認真的去修了大學中文系的課，結果發現真的沒有想像中容易。第二個就是我發現物理系的課還蠻有趣的，像量子力學和相對論，讓我覺得還想再多學一點、多知道一點。

我開始覺得如果念完臺大物理系就停下來，好像有一種小說沒讀完的感覺，所以就想繼續讀碩士班。那時還沒有覺得自己會走上學術研究的路，單純抱著想把故事看完的想法。

• 後來是如何接觸到弦論？弦論是如何引起您的興趣？

後來我去荷蘭念碩士，指導教授是諾貝爾物理獎得主 Gerard ’t Hooft。他其實蠻不認同弦論，但他對於如何處理量子力學與相對論很有興趣。

當時 ’t Hooft 教授在建議我碩士題目時就說：「你也知道我不太認為弦論是一條正確的道路，不過聽說弦論最近真的在量子重力這一塊有一些成果。不如妳去讀一讀，看看是不是真的有一些東西在那裡，也可以比較一下其他量子重力理論。」

在我很認真的比較各個量子重力理論之後，就變成弦論派了（笑）。’t Hooft 教授對此也保持開放態度，他有幾個不錯的博士生後來也變成弦論學家，之後我在 Erik Verlinde 的指導下念博士時，就完全以弦論為研究主題了。

• 研究理論物理會影響您對現實世界的理解嗎？

蠻多人會問我說，妳學了量子力學，是不是就會比較了解這個世界不是非黑即白？或問我量子力學跟宗教是不是有關？可是我覺得我分得很開，我不會去做這樣的連結，我還是活在現實裡，走路時大部分都在專注於自己不要跌倒之類的。

如果真的要講，我蠻感激我們的存在，因為我所學的東西讓我知道這是沒有必然性的。我們能這樣以一種人形的很奇怪的生物的形式存在，然後在這樣一個環境過一輩子，是機率很低的事情，而且我還蠻開心我是當人，而不是奇怪的阿米巴蟲或外星生物！有些人會從這裡連結到宗教或轉世，但我不會，我就停在這裡。

• 來談談您的研究，伴影月光猜想與 K3 曲面弦論之間是什麼關係？

弦論中有很多的可能性，我們可以挑選特定的四維，然後假設這四維空間是個 K3 曲面。例如說，我們可以把兩個甜甜圈乘起來，在上面做特殊的奇異點，來製造出一個 K3 曲面。這個曲面有一些很有趣的對稱性。從弦論的角度來講，我們可以透過這個過程，找出一個解釋為何有伴影月光猜想的框架。

「把維度乘起來」這個概念很難想像，但這在數學上是成立的。我舉例一個我們能想像的「乘起來」：如果有一個空間是一條線，另一個空間是一個圓，乘起來就變成一個圓柱形，從一個方向剖面可以切出圓，另一個方向則切出線。而在數學上，不管幾維，能不能在紙上畫的出來，都可以這樣操作。

• 如何透過計算，發現捉摸不定的「月光」？

有時候這看似湊巧，一個數學上的函數正好就是弦論某個問題的答案。但其實並不是真的那麼巧，弦論看起來很有彈性，好像什麼都可以解釋，但它其實有非常多結構及限制。

當我在計算一個弦論理論時，它的內部結構可能原本就具有某些特定的性質，然後我再去觀察數學中，有這樣性質的函數可能就只有一兩個，只要再初步算一下，就能知道哪一個是答案。弦論學家日常的計算常常是這樣的，所以這是巧合嗎？是也不是。

• 您曾經發現 23 個新的伴影月光猜想，您對這類題目特別有興趣嗎？

我覺得數學有兩種，有些數學家喜歡系統性的事情，就像蓋房子一樣，在數學裡建造一個很美麗、非常有系統性的結構，可以把很多事情都放入這個結構來理解。

另一種比較少數的，就是喜歡獵奇，去收集分類奇奇怪怪的特殊東西，例如有這些性質的函數在哪裡？可能你算出來就是 5 個，你也不知道為什麼。月光猜想很明顯就屬於這一類。

兩種的樂趣感覺是不一樣的，我覺得應該都很棒，但我可能是屬於偏好獵奇的這種。

• 您的研究連結了物理上的弦論與數學上的月光猜想，您怎麼看待這兩個知識體系的互動？

弦論是一個需要很多數學理論配合的物理理論，它是一個有點繁複的框架，我們什麼都要會一些，才能看懂這個理論。當你把許多不一樣的學門的知識加起來，有時候就會在某一個學門──例如幾何──有意想不到的收穫。

弦論在數學上也扮演探索與找尋新方向的角色，讓數學家有新的發現。雖然最後數學定理的證明還是得仰賴傳統數學方法，但在這二三十年間，我們一直從弦論身上找尋數學研究的新方向或有趣的猜想，看到了弦論與數學之間的互動。

• 剛才一開始提到，您高中只念了一兩年，是因為對學校沒有興趣嗎？

其實我一直都覺得上學很無聊。我小時候臺灣教育和現在很不一樣，一班 50 幾個人，老師必須盡量軍事化管理，大家最好都一模一樣，比較好管理。我和學校一直處於互相磨合的狀況，我自認已經努力配合學校，但學校一直覺得我在反抗，這可能是一個認知上的差別。

舉例來說，我小學的時候不想睡午覺，可是老師說大家都一定要睡午覺，不睡午覺的人要罰抄課文，所以我早上到學校時就會把已經抄好的課文交給老師。我覺得我這樣做是在配合老師的規定，可是以老師的立場會覺得我在反抗，學校教育中我遇到了很多類似的情況。

還有就是不喜歡高中的升學氛圍，同學和老師好像都只有一個活著的目標，就是「考大學」。我當時無法習慣升學氛圍，感覺好像活在平行宇宙一樣。

• 高中休學後，您去唱片行工作，可否談談當時的想法？

我國中開始聽音樂，這是我除了看書之外的重要興趣，我也很快就喜歡上了搖滾樂。高中休學的時候，我唯一的謀生技能可能就是我對音樂的各類知識吧！所以我就去了唱片行，這是唯一一個我會做又有興趣的工作，還好那時候還有很多唱片行（笑）。

• 對音樂的熱忱，讓您與朋友共組了樂團，並擔任鼓手。您是否比較過樂團生活和學術研究之間的異同之處？

有些人覺得我這樣很跳 tone，但我自己覺得還好。音樂和學術都是我發自內心覺得好玩的東西，兩者也有相同之處，例如它們都需要創造性，也都有需要了解的框架。數學需要嚴謹的證明，音樂演奏也需要遵循結構，例如不能掉拍。

音樂領域還有一點和數學類似──玩樂團的圈子也是以男性為主。我們樂團則是只有一個男生，其他都是女生，可能我真的天生對框架有點遲鈍，玩團之後才發現：「怎麼大家都是男生？」

• 也就是說，目前數學學術圈仍是男性主導，在研究路上，您有因為性別而感受到一些衝擊或眼光嗎？您怎麼面對？

有。那感覺很明顯，日復一日地要去面對，尤其是年紀還比較輕、還必須每一天去證明自己的能力的時候，特別有感。

我遇到時的反應就是，在心裡暗罵一句髒話，然後繼續做我要做的事。我不會想改變別人的想法，感覺那是浪費時間，就算環境給我的阻礙是這樣，我還是繼續去做該做的事。

可是有些事情沒那麼簡單，現在我也當過老師，有時候會看到年輕女生在學術界因為性別而被欺負，或遭到不公平待遇、甚至騷擾。

對此我感到心痛，覺得為何我們學術領域還是這樣的狀況？甚至為什麼性騷擾至今還是一個議題？可以確定的是，學術界許多性別不平等問題未受到重視。

• 您現在已經有傑出的研究成果，還會因為性別而遭受質疑嗎？

我現在比較會遇到一個狀況反而是來自學生的質疑。我在荷蘭阿姆斯特丹大學教書時，有時候學生會因為我是女教授，而且我的外表在許多歐洲人眼中看起來就像小妹妹，所以比較容易去挑我的毛病。

在課堂上，下面坐的可能都是男學生，只有一兩個女學生，那個氣氛就會變得很奇怪。例如說偶爾會聽到學生評論我的身材或樣貌。

我有和其他一些在歐洲或美國的女性教授聊過這樣的問題，似乎不少人都有類似的不太愉快的經驗。感覺不是很好。

• 看到您最近的研究和人工智慧（AI）有關，為何會想往這個方向發展？

我有兩個動機。一個就是我真的想深入了解人工智慧。我也可以像普羅大眾，看看 AI 下圍棋，讚嘆「哇！好厲害！」這樣就好，可是我覺得我一定可以真的去理解它，這可能就是數學家的自大吧！

另一方面，我知道對科學研究來說，未來 AI 將會是一個非常重要的工具。這是「在職訓練」的概念，我可能會用到這個新工具，或以後我可能會需要教這樣的課，因為學生是下一代的科學家。因為這些原因，我覺得我需要去訓練自己使用新的工具。在我的領域裡，也有一些有趣的、還沒被解答的科學問題，是 AI 有可能幫得上忙的，我看到了一些潛力。

• 弦論和 AI 感覺差距很大，AI 也可以應用到弦論的研究嗎？

乍看之下，弦論的確比較抽象，也不像其他許多實驗會產生大量數據。但其實弦論有大量的可能性，我認為使用 AI 來在這些巨量的可能性當中搜尋特別有趣的理論，是一個有潛力能夠加深我們對弦論理解的新的研究方法。

而且 AI 的應用絕不僅限於巨量資料。如果是面對一些比較新的挑戰，在沒有現成的演算法可以用的情形之下，可以自己做出需要的功能嗎？這過程我覺得也非常很有趣，而且應該是會有成果的一條路。這種不是那麼顯而易見的事情，我覺得很有挑戰性，也蠻好玩的。

除了用 AI 來幫助物理跟數學的研究之外，我也試著物理研究當做靈感來源，找出新的 AI 的可能性，我覺得這也是一個很有趣的研究方向。我現在有和 AI 的學者合作，嘗試做出一些創新的演算法，真的還蠻有趣的。

• AI 對您而言是全新的領域，您如何面對跨領域遇到的門檻？

一開始會覺得真的要去碰這個新的領域嗎？其實現在也還是偶爾會有這樣的懷疑。我在弦論領域可能已經是專家，但去了一個新的領域，我學得不會比二十歲的人快，要怎麼去跟人家競爭？是不是在浪費時間？

但也會想，與其想這麼多，不如先做再說。到目前為止我做了兩年多，感覺還蠻好的，我有學到東西，也有做出小小的貢獻。

其實我還蠻感激有這樣的學習機會。對我來說當科學家最大的好處就是，去搞懂一個新的東西就是工作的一部分。當科學家雖然蠻辛苦，但就結果論來說，我還蠻開心能當一位科學家！

延伸閱讀

1. Moonshine Master Toys With String Theory | Quanta Magazine
2. Mathematicians Chase Moonshine’s Shadow | Quanta Magazine
3. 林正洪教授演講 一 怪物與月光（Monster and Moonshine），《數學傳播》