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除了隱私風險之外,美國機場安檢透視X光還有致癌危機

鄭國威 Portnoy_96
・2010/11/30 ・394字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

X光前後夾擊,致癌風險加N倍

安檢措施如果本身就不安全,該怎麼辦?部落客Jason Bell是一位分子生物學家,他對美國全面實施的X光機場安檢措施感到非常困擾。不是因為某些報導中提到的,這安檢會讓你全身被看光光而有侵犯隱私的問題。而是因為他的家族有癌症病史,而他發現運輸安全局(TSA)的「先進顯影科技」問題重重,他深入分析之後發現機場用的X光更容易被人體吸收、更容易刺激人體產生癌症細胞,癌症高危險群如女性、小孩、或有癌症病史的人都很可能因此受害。而且不只對被安檢者有危險,長時間待在掃描機器旁的安檢人員更危險。他提出許多質疑,但都沒有獲得回應。然而這篇文章已經被美國最熱門部落格媒體BoingBoing引用,相信之後會吸引更多關注。

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1052 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

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食品添加物中的甜蜜陷阱「阿斯巴甜」真的會致癌嗎?
科學月刊_96
・2023/10/31 ・3734字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 作者/葉又嘉
    • 臺灣大學食品安全與健康研究所碩士生。
  • 作者羅宇軒
    • 臺灣大學食品安全與健康研究所助理教授。
  • Take Home Message
    • 今(2023)年 7 月中,國際癌症研究機構(IARC)將人工甜味劑「阿斯巴甜」列為 2B 級可能致癌因子。
    • IARC 針對與人體相關的環境因子(物質和行為),依動物實驗、人類流行病學、致癌機轉研究現有證據強度進行致癌等級分類。
    • 2B 級物質的致癌證據強度有限,根據目前阿斯巴甜的每日可接受攝取量,正常成人需飲用超過 9~14 罐含阿斯巴甜的飲料,才有危害健康的疑慮。

「甜」不僅為食物增添風味,更能帶給我們愉悅的感受。過去的食品加工業者通常透過添加果糖、蔗糖等天然原料為食物提供甜味,以提升食物的品質和滿足消費者需求。然而,自從人工甜味劑問世以來,相較於果糖、蔗糖等含有熱量且會影響血糖的甜味劑,人工甜味劑主打低卡、零熱量、適合糖尿病患者食用等特點,使相關產品如雨後春筍般湧現,也逐漸為大眾接受。

人工甜味劑會對健康產生影響嗎?隨著它大量被應用於食品加工領域,這類話題始終存在著不少的討論聲量。就在今年 7 月中旬,世界衛生組織(World Health Organization, WHO)轄下的國際癌症研究機構(International Agency for Research on Cancer, IARC)正式將人工甜味劑「阿斯巴甜」(aspartame)列為 2B 級「可能致癌因子」(possibly carcinogenic to humans)。此消息一經公布,各大媒體紛紛爭相報導,「……阿斯巴甜列 2B 類致癌物……」、「WHO 將甜味劑阿斯巴甜納入第 2 級致癌物!……」、「別被阿斯巴甜 2B 致癌物嚇到……」等標題充斥在各大媒體版面。但 2B 級可能致癌因子真的有那麼恐怖嗎?它代表什麼?更改分類有何意義?首先,讓我們先了解 IARC 如何針對人類致癌因子進行分類。

IARC 人類致癌因子的分類

國際癌症研究機構將人類致癌因子分成四大類,分別為 1 級:確定為致癌因子;2A 級:極有可能為致癌因子;2B 級:可能為致癌因子;3 級:無法歸類為致癌因子。主要依據受評估因子在流行病學、動物實驗、人體細胞機轉這三項領域中現有的科學證據權重進行分類(表一)。

圖/科學月刊

如果只閱讀完表一,讀者應該還是對於這個分類機制似懂非懂。在此讓我們透過實際的例子,看看生活中常見的物質或行為在 IARC 分類中分別屬於哪一類:

圖/科學月刊

危害 vs 風險 

讀者們看到這裡會不會很驚訝或好奇,為什麼日常生活中常接觸到的加工肉品和熱飲、從事夜班工作,甚至是每天都會照射到的太陽,它們的分類級別居然都比阿斯巴甜來得高?相反地,一般直覺認為危害程度較高的鉛、汽油、乙醛等物質,竟然與阿斯巴甜屬於同一類?事實上,IARC 是基於該物質對人體的危害(hazard)而非基於風險(risk)評估相關因子。不過危害和風險兩者不一樣嗎?它們之間又有什麼差異? 

「危害」指的是會對人體產生任何形式傷害的潛在因子,包含物質、疾病、工作類型、工作環境等。IARC 發布的分類僅為危害辨識(hazard identification)的結果,意思是現有科學證據是否支持該因子會導致癌症,但並未考量到接觸時間、攝取量、暴露量、暴露途徑等其他因素。然而,物質或行為是否會對人體健康產生實質影響,則須經由風險評估(risk assessment)判斷。

「風險」是指結合危害資訊和暴露評估結果後得出的數值。以阿斯巴甜為例,在 IARC 將它列為可能的致癌因子之前,WHO 旗下的食品添加劑聯合專家委員會(Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives, JECFA)已多次進行風險評估,並提出阿斯巴甜的每日可接受攝取量(acceptable daily intake, ADI)為每天每公斤體重 0~40 毫克(mg)。報告中同時也提到,假設一罐飲料含有 200~300 mg 的阿斯巴甜,以一位體重 70 公斤的成年人為例,他每天需要攝取大約 9~14 罐飲料,才有可能超過 ADI 值〔註〕

〔註〕根據 2015 年西班牙的市售飲品調查中,在含有阿斯巴甜的各式飲料中,內含的阿斯巴甜實際濃度介於每公升 45~563 mg。也就是一罐含有阿斯巴甜的 330 毫升飲料中,阿斯巴甜濃度約 15~186 mg。

由此可知,危害和風險之間的區別在於危害僅為定性的描述,而風險則根據實際暴露具體量化受評估因子對健康的影響。

ADI 值代表的意義

ADI 值是基於動物實驗中觀察不到任何不良反應的劑量(no-observed-adverse-effect level, NOAEL)進行計算,再除以安全係數(safety factor,通常為 100,包括 10 倍的動物和人體之間的差異,以及 10 倍考慮個體間的差異)後得出。因此,ADI 值的意義在於只要每個人每天對於某物質的攝取量低於該值,就不太可能對健康造成不良影響。

(資料來源:行政院食品安全辦公室)
圖/科學月刊

列入可能致癌物的根據

既然如此,IARC 為什麼會將阿斯巴甜列入可能的致癌物?首先,這次的評估納入超過 7000 多篇的文獻,並在最後篩選出 1300 篇研究給予專家小組評估。在阿斯巴甜的人體口服試驗中,當人體暴露到與 ADI 值相同的阿斯巴甜劑量時,並未觀察到血液中阿斯巴甜代謝物濃度增加,顯示阿斯巴甜在人體內代謝快速,並不會大量進入人體循環系統。

此外,雖然有些流行病學研究指出阿斯巴甜的暴露與某些癌症在統計學上具有正相關,但目前尚無直接證據表明它們之間的相關性為絕對。這是因為研究中無法排除潛在可能導致癌症發生的因子,例如生活作息、飲食習慣、社會壓力等。因此有關人體致癌性流行病學證據,專家們認為公信力有限。

至於動物實驗的部分,有三篇研究指出在兩種性別的大鼠和小鼠中,都觀察到惡性及良性腫瘤的發生率有上升趨勢。然而,專家們對這些研究的實驗設計存在疑慮,像是在實驗中使用的動物皆為相同來源而非隨機抽樣,這部分會導致無法排除是否因為選擇的動物來源單一,同時它們對於阿斯巴甜影響又較為敏感,使得研究結果得到發生率有上升的趨勢,專家認為這部分的證據力也是屬於有限。

最後有關人體細胞致癌機轉,雖然在實驗中有觀察到阿斯巴甜會增加細胞氧化壓力,且部分證據表明阿斯巴甜會誘導細胞慢性發炎、細胞增殖、細胞死亡、營養供應等不良反應,然而實驗皆在實驗室條件下進行,同時相關研究在研究設計、數據分析仍存在侷限性,因此專家認為致癌機轉的科學證據也是有限的。

需要因此少吃阿斯巴甜嗎? 

從人體代謝來看,當我們攝取含有阿斯巴甜的食物時,阿斯巴甜在消化系統中會被完全水解成苯丙氨酸(phenylalanine)、天冬氨酸(aspartic acid)和甲醇(methanol),接著再進一步被分解為甲醛(formaldehyde)、甲酸(formic acid)和二酮哌嗪(diketopiperazine)。儘管上述專有名詞讓人感到陌生,但事實上這些化學物質普遍存在於我們的日常生活飲食中,身體也具備相關機制能夠將它們代謝。因此,對於一般身體健康的人來說,在正常攝取情況下不需要過度擔心它對健康的影響,也不必特意改變飲食習慣。除非個體飲食習慣屬於極端情況,或是先天缺乏代謝苯丙氨酸能力的苯丙酮尿患者,才需要避免攝取到阿斯巴甜。

以阿斯巴甜為基底的甜味劑。圖/wikimedia

阿斯巴甜在歐盟、美國、日本等多個國家已經被允許使用多年,臺灣目前也已開放將它添加到各種食品中。雖然上述科學數據提到,只要每天攝取的阿斯巴甜不超過每公斤體重 40 mg,實際上對健康並不會造成危害。然而,因為每個人的風險感知存在差異,能夠接受的風險程度高低有別,如果有讀者還是想要減少攝取阿斯巴甜,該怎麼辦?

根據臺灣法規,阿斯巴甜屬於食品添加劑,若食品業者將它添加於產品中,依規定必須將它標示於食品包裝中。因此,如果民眾想要減少阿斯巴甜攝取,只要在購買產品前仔細閱讀包裝上的食品標示,選擇不含有添加阿斯巴甜的產品,即可有效減少攝取到阿斯巴甜的機會。

總結來說,阿斯巴甜在正常使用的情況下並不會對於我們健康造成影響,儘管 IARC 將它列為可能的致癌因子,這並不代表著它有絕對致癌的風險。IARC 的致癌因子分類是基於實驗證據的公信力程度,包括動物實驗、人類流行病學研究、致癌機轉研究三大部分,然而以現今的研究結果,多數能給予我們的致癌證據是有限的。

總結來說,目前 IARC 將阿斯巴甜列為 2B 級可能的致癌因子,不僅可喚起大家對阿斯巴甜的關注,更代表未來需要更多有關阿斯巴甜的研究,才能更加確定它對於人體的健康風險影響。在日常生活中,一般民眾不需要太過擔心,更重要的是應保持適量均衡飲食,自然能限制日常生活中人工甜味劑的攝取,進而達到維持身體健康的目的!

  • 〈本文選自《科學月刊》2023 年 9 月號〉
  • 科學月刊/在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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阿斯巴甜真的致癌嗎?代糖為何能超甜又零熱量?它是如何騙過舌頭產生甜味的?
PanSci_96
・2023/09/05 ・4326字 ・閱讀時間約 9 分鐘

代糖是致癌物?還是控制血糖的聖品?

為什麼代糖吃了可以感受到甜味,卻不會產生負擔呢?它真的沒有熱量嗎?

今年 7 月 14 日,世界衛生組織(WHO)旗下的跨政府機構國際癌症研究中心(IARC)將零卡汽水、無糖口香糖中常用的人工代糖阿斯巴甜(Aspartame)列為 2B 級的「可能的人類致癌物(possible human carcinogen)」。都喝了這麼久才說,代糖啊代糖,你是完美無害的白色謊言,還是惡搞大家的黑色幽默呢?

代糖是什麼?為什麼「甜」卻無熱量?

代糖顧名思義就是糖的替代品,也稱為甜味劑。你應該知道代糖的種類很多,不過呢主要可以根據是否會產生熱量,分為營養甜味劑和非營養甜味劑兩類。

蛤?代糖還有營養的代糖喔?這裡的營養指的是食用後還是會產生熱量的代糖,但每公克產生的熱量比蔗糖低。這類營養甜味劑多數來自天然來源,也被稱為天然甜味劑,大家熟悉的就是口香糖內的木糖醇 xylitol,它是從玉米等植物中提煉、加工後製而成。

而非營養甜味劑主要為人工合成,食用後既不會產生熱量,甜度也是蔗糖的好幾百倍,其中最著名的阿斯巴甜,甜度是蔗糖的 200 倍,一公克可產生四大卡熱量,咦?不是說沒有熱量嗎?你看看,它的甜度那麼高,所以實際只需非常少的份量,就能產生我們所需的甜度,所以攝取時的熱量少到可忽略不計。

不過這些代糖竟然可以騙過我們的味覺,讓我們有「甜」的感受,到底是對我們動了什麼手腳?

其實代糖沒有動手腳,是它剛好符合我們的味覺受體。

我們如何嘗到甜味?

先複習一下,人類的舌頭分為五個區域,可以各自負責感受酸、甜、苦、鹹和鮮五種不同的味道。

味覺圖。圖/PanSci YouTube

其實這張始於 20 世紀初的味覺圖,早已經被證實是錯誤的,仔細想想,難道你舔冰淇淋的時候才嘗的到甜味,巧克力放進嘴巴後就吃不出來了嗎?舌頭的中間,並不是無味區,我們整個舌頭都能感受到酸、甜、苦、鹹、鮮。抱歉啦,大內密探零零發,品嚐美酒時其實不用把舌頭捲起來喔。

我們整個舌頭都能感受到酸、甜、苦、鹹、鮮,品嚐美酒時其實不用把舌頭捲起來喔。圖/我們都愛周星馳

如果你伸出舌頭仔細觀察,可以看到上面充滿一粒一粒的顆粒狀物就是「舌乳頭」。在顯微鏡下,可以看到舌乳頭內有洋蔥形構造的「味蕾」,負責接收各種由唾液溶解後的味道分子,並且把味道傳給我們的大腦。

洋蔥形構造的味蕾。圖/Wikimedia

那這些味蕾是如何產生味覺的呢?每個味蕾內約有 100 個味覺細胞,而每個味覺細胞的細胞膜表面,都只會呈現單一種類的味覺受體,就像是門鎖和鑰匙的概念。只要門鎖和鑰匙匹配了,味覺訊號就會被送出。因此我們嘗到甜味時,只有甜味分子專一性受體的味覺細胞會被活化。

當我們張嘴把一塊讓人心情愉悅的蛋糕送進嘴裡,蛋糕裡的甜味分子會與味覺細胞的膜上甜味受體結合,這個鑰匙與門鎖的結合必須精確無誤,接著就會活化一連串的下游路徑,製造傳遞物質,讓細胞內蓄積在內質網的鈣離子被釋放,引起細胞電位變化而活化感覺神經元,最後將這個「甜味」的訊號傳到腦部。

這一連串精密的流程,在 1967 年由科學家 Shallenberger 和 Acree 的「AH/B 甜味理論」中提出。

Shallenberger 和 Acree 的「AH/B 甜味理論」。圖/PanSci YouTube

回頭來說這些甜性物質,以葡萄糖為例,要能夠與甜味受器結合,需要三個要素才能形成這把開啟「甜味」大門的鑰匙。

第一是能形成氫鍵的 AH 基團,第二是負電性很強的 B 基團,第三則是這兩個基團的距離得約為「0.3 奈米」。

必須要有這三個要素,才能讓我們味蕾上的甜味受體感知到甜味,刺激神經傳到大腦,開啟美妙的甜味饗宴。

我們的主角代糖,雖然不是會產生熱量的糖,卻正好與葡萄糖一樣,具備這三種要素。而且,有過之無不及的是,代糖不僅能產生甜味,甜味竟然還能超過一般蔗糖的百倍以上!原來代糖的結構上,還另外多帶一團帶有疏水性的「γ 基團」,這個非極性的疏水基團與味蕾上甜味受體的疏水部分對接上,增強了甜味受體所產生的神經衝動訊號強度。訊號增強,大腦感知到甜的就更甜了。

這剛好可以挑動我們的甜味受體,不會產生熱量,既是禁果又是仙丹的玩意,是怎麼被創造出來的呢?

第一個人工合成的代糖是怎麼出現的?

第一個人工合成代糖在 1879 年,由美國化學家艾拉·雷姆森和德美雙國籍的化學家康斯坦丁·法爾伯格共同發現,它就是糖精。糖精的甜度是蔗糖的 300-500 倍,卻不會被人體代謝而產生熱量。

就跟很多科學研究一樣,這個發現可以說是一個意外。

法爾伯格曾敘述那段經過,他說:「那天晚上,在實驗室工作完回家之前,我明明徹底洗手了,然而在晚餐時,我把一些麵包放進嘴裡時,發現我的手嘗起來很甜……我立刻跑回實驗室,嚐遍了工作台上的所有燒杯、小瓶和盤子,直到我終於在其中一個裡找到了味道,而且甜得驚人。」法爾伯格後來也在看到糖精的潛在商業利益後,立刻將其申請專利並大量製造。
只能說還好那時候不是合成出砒霜或氰化鉀呀!

氰化鉀是生理上有效力的劇毒。圖/《名偵探柯南》漫畫

目前代糖除了應用在糖尿病患及減肥者的醣類替代品外,我們每天都要用的牙膏也很常發現它。到目前為止聽起來代糖似乎是個好東西,但為什麼後來的科學家會對代糖提出質疑呢?

代糖健不健康?它是致癌物嗎?

一篇刊登在 2014 年《自然》(Nature) 的論文研究提出,他們在囓齒動物身上發現,人工代糖除了讓體內的腸道益生菌發生重組改變,吃入下去的代糖也有如「望梅止渴」。雖然成功騙過我們的味覺,但終究不能讓身體產生能量,無法獲得真正的飽足感。反而可能造成「葡萄糖不耐症」的代謝異常,促使動物吃下更多食物,造成糖尿病及肥胖相關疾病。但這結論也無法直接推論到人類身上。

那許多人討論的,代糖是否會致癌的問題呢?

其實目前還沒有明確、直接的實驗證據顯示代糖與人體致癌之間的關聯性

至於先前提到的糖精,透過 1970 年的老鼠實驗,早期科學家曾懷疑糖精可能引起膀胱癌,使其遭禁用近 20 年,但仍沒有明確的證據證實糖精與人體致癌的關聯性。畢竟在老鼠身上所看到的實驗結果,不能直接套用在人體上外,動物實驗中所使用的高劑量也是一般人在生活中很難達到的,因此美國食品藥物管理局(FDA)才撤銷禁令並准許糖精加入飲料及食品中。

然而,這次事件主角阿斯巴甜被列入可能致癌又是怎麼一回事?這次真的找到對人類致癌的證據了嗎?

食用代糖的好壞,我們該如何看待?

Well, 其實沒有新的證據。我們對「阿斯巴甜是否致癌」這個問題,還需要更多的實驗才能釐清,現階段的人體研究證據有限,在動物實驗的證據也相對薄弱。那為何 IARC 會把阿斯巴甜列為致癌物呢?這是見影就開槍嗎?

——先別急!

我們先了解一下,目前 IARC 將導致癌症的物質等級分類,總共分為 4 級:

1 級確定為致癌因子、2A 級極有可能為致癌因子、2B 級可能為致癌因子、3 級無法歸類為致癌。

IARC 針對導致癌症的物質做等級分類。圖/PanSci YouTube

分類的依據為:

  1. 有限的流行病學致癌證據
  2. 實驗動物中有充足的致癌證據
  3. 具強力的致癌機制證據

如果三個條件都符合,就會被列入第 1 級確定致癌物,像是空氣污染、酒精、檳榔等等。若是同時符合第一項以及第二或三其中一個條件,也就是有科學證據表明會可能對人類具有致癌作用,就會被列入 2A 級,像是紅肉、高溫油炸的排放物或是夜晚輪班工作等等。而現在未有確定性實驗證據的阿斯巴甜,雖然相關實驗結果相對薄弱,但致癌證據仍不容忽視,因此歸類於 2B,同類別等級的還有醃漬蔬菜跟加油站的氣體等等。

而這次 IARC 的舉動,與其說是對代糖開槍,更像是鼓勵研究者,做更多的實驗去尋找正反面的證據。

聽到這裡你可能會想說,不確定的資料也太多,到底阿斯巴甜可不可以吃?這個問題,目前可以確認的是,只要每日攝取量在每公斤體重 40 毫克的建議範圍內,都是可以安全食用的。換算下來,以一個體重 75 公斤的成年男性而言,大約是一天 5.6 公升無糖可樂的量。不過由於阿斯巴甜中包含胺基酸中的「苯丙胺酸」,而若有先天性苯丙胺酸代謝異常的患者要特別注意,避免接觸到阿斯巴甜相關食品。

以一個體重 75 公斤的成年男性而言,大約是一天不超過 5.6 公升無糖可樂所含的代糖為建議攝取量。圖/Pixabay

目前政府准許使用的甜味劑,都經過完整的評估才被允許使用,同時也訂定「食品添加物使用範圍及限量暨規格標準」,來規範使用甜味劑使用。衛福部也指出,其實造成癌症的成因多且複雜,大可不必因此特別戒吃某種食物。

但就像我們在介紹代油時提到的,我們可以透過蘋果泥、綠豆泥等天然食材產生油脂的口感,取代部分脂肪的使用。而甜味呢,除了代糖以外,水果、蜂蜜等天然甜味來源,也是取代精緻糖的好選擇。

這次換我們問問大家,當你很想吃甜食但又不想那麼罪惡時,你有沒有好方法來滿足口腹之慾呢?

  1. 去吃一些燕麥棒或水果來解解嘴饞,至少有吃到甜又比較健康。
  2. 我就會選擇去吃代糖做的甜點,偶而吃應該是還好啦!
  3. 既然想吃就吃,畢竟保持心情開心也是一種健康之道!

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將一生毫無保留地奉獻給科學——瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡.居禮
椀濘_96
・2022/03/21 ・3561字 ・閱讀時間約 7 分鐘

做測驗,就有機會獲得免費特製手搖飲品,現場還有大獎等你抽!

瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡-居禮(Maria Skłodowska-Curie,1867-1934),看姓氏不難聯想到,她就是我們所熟知的居禮夫人。她開創了放射性理論,發明分離放射性同位素技術,以及發現兩種新元素,是第一位獲得諾貝爾獎的女性,也是首位獲得兩座獎項的學者,在科學上的貢獻對後世影響深遠。

瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡-居禮(1867-1934)。圖/Wikipedia

艱難困苦的童年

瑪麗生於波蘭華沙的書香世家,排行老么,家中有布朗斯拉娃(二姐)與索菲亞(大姐)兩位姊姊。父親是一名中學老師兼理事,母親原為一名校長,祖父亦是位受人尊敬的數學與物理教師。

當時的波蘭已被俄羅斯帝國佔領,在沙皇的統治下,波蘭人民的生活處處受限,也影響了瑪麗一家的命運。瑪麗的父親因濃烈愛國精神而被俄國上司打壓,校方撤除了他的理事一職,並將他們全家趕出宿舍;加上雙親的家庭參與波蘭獨立民族起義,家中又遭遇投資失利,經濟頓時陷入困境。

隨後瑪麗一家搬進廉價的住所,父親為貼補家用便招收了多名寄宿生,平時除供應食宿外,從學校下班後還替他們補習來賺取更多收入。生活看似漸漸好轉,但遺憾的是,短短三年內瑪麗的大姐及母親皆因病去世。

1890 年,瓦迪斯瓦夫.斯克沃斯基與女兒們的合影,左起:瑪麗亞、布朗斯拉娃(二姐)、索菲亞(大姐)。圖/Wikipedia

因性別在求學路上受阻

天資聰穎的瑪麗亞自幼就是個相當用功的學生,尤其在數理方面更是表現亮眼;在她 15 歲那年,便以第一名的成績從女子文理學校畢業。

然而,因當時波蘭的正規高等院校拒收女性學生,波蘭女子若想繼續接受正規的大學教育,唯一一條路就是出國留學,但這對瑪麗家中的經濟條件而言,是筆相當大的開銷且難以負擔。

成績同樣優異的二姐曾想過前往巴黎學醫,夢想成為一名懸壺濟世的醫師,但礙於家中經濟狀況遲遲無法如願。瑪麗想幫姐姐盡早完成學業,決定先當家教來資助其學費,兩人也約定,待畢業後再協助瑪麗出國求學。在瑪麗的支持下,二姐終於得以前往巴黎一圓醫師夢。

爾後的幾年,瑪麗一面做著家教工作,一面自學,期間閱讀了大量化學相關書籍,也是在這時獲得了第一份實驗室工作機會,這消息對她相當振奮;儘管實驗室設備簡陋,但能把在書中讀到的知識親手實作就已心滿意足,此經歷也影響了她未來將走上科學研究這條路。晚年瑪麗回憶起這段的時光:

「就是因為這第一次的實驗室工作,使我肯定自己在實驗研究上的興趣。」

突破重重阻礙取得學位

1891 年,24 歲的瑪麗在進行實驗室工作的同時,也終於踏上留學路,前往巴黎大學修讀物理學。剛到巴黎的她人生地不熟,對語言不熟悉外,又因過往在波蘭所受的教育無法應付大學課程,初期學業表現遠遠不及同儕。瑪麗便在課業上下足功夫,閒暇時間也都泡在圖書館裡,終於皇天不負苦心人,靠著清晰的思維加上勤奮苦讀,成績漸漸有了起色。

1893 年瑪麗以第一名的佳績成功取得了物理學碩士學位,原先是想再取得一個數學學位,但此時她已將留學用的積蓄花光,也就放棄了這份念頭。幸運的是,在友人的協助下,華沙當局頒發給瑪麗海外優秀留學生「亞歷山大獎學金」,使她得以重返巴黎大學繼續深造,並在隔年順利取得第二個碩士學位。值得讚揚的是,在畢業的幾年後她將這份獎學金歸還給委員會,這舉動令人相當震驚,從未有任何一名學子歸還過,而瑪莉是第一位。

科學界的佳偶——居禮夫婦

學成後,瑪麗留在法國並開啟了她的科研生涯。當時為了能夠順利進行工作,正尋找著合適的實驗室;在同鄉物理學家約瑟夫.科瓦爾斯基介紹下,她結識了未來的丈夫,法國青年科學家——皮耶.居禮。對科學滿懷熱情的兩人情投意合,彼此欣賞著對方的個性及才華。

1894 年,瑪麗返回波蘭生活,原以為能在家鄉繼續從事喜愛的科研工作,然而波蘭的大學仍以性別為由將其拒絕。在皮耶的說服下,瑪麗回到巴黎並協助他完成了磁性研究,兩人也在同年結為連理。

當時總有人打趣得說:「皮耶最大的發現就是瑪麗」。

在實驗室裡的居禮夫婦。圖/Wikipedia

帶領科學邁向新篇章

婚後夫婦倆一面養育女兒,一面做科研。瑪麗首要目標就是取得博士學位,她選定了當時剛發現的X射線以及鈾射線作為研究主題。後續在研究鈾礦時,透過驗電器的測量結果,瑪麗推斷鈾礦必定含有其他活性比鈾大的物質,於是開啟了她尋找其他放射性物質之路。

皮耶對瑪麗亞的工作越來越感興趣,隨後也加入了太太的行列。他們用酸液分解研磨過的瀝青鈾礦,再用化學分析方法分離出瀝青礦中可能含有比鈾更具放射性的物質。不久後,成功從實驗裡發現了比鈾的活性高 300 倍的新元素。隨後居禮夫婦發表了一篇聯合署名論文,正式宣布以「釙」(Polonium)命名所發現的新元素,以紀念波蘭。

在發現釙之後不久,她從實驗中發覺似乎有更強烈的放射性物質,便認定這也許是另一個新元素,這時物理學家亨利.貝克勒也加入了居里夫婦的研究行列。他們終於找出這個放射性比鈾大 900 倍的物質,三人將新元素命名為「鐳」(radium),拉丁文意為「射線」,也在研究過程中創造出單詞「放射性」(radioactivity)。

在當時居禮夫婦聯合及單獨發表的 32 篇論文中,其中一篇就為:在鐳輻射下,病變或腫瘤細胞比健康細胞死得更快。可說是若沒有這份的研究成果,就不會有現在用來治療癌症的放射性療法了。

得來不易的諾貝爾獎

在一系列研究及發現後,1903 年瑪麗終於獲得巴黎大學物理博士學位。同年瑞典皇家科學院授予居禮夫婦及亨利.貝克勒諾貝爾物理學獎,起初委員會僅表彰皮耶和貝克勒,不過有位倡導女性科學家權利的委員通報並向上申訴,瑪麗亞才能獲得提名,成為了首位獲得諾貝爾獎的女性。

1911 年諾貝爾獎證書。圖/Wikipedia

隨著瑪麗亞成功從金屬中提煉出鐳,1911 年瑞典皇家科學院授予她第二座諾貝爾獎(此次為化學獎),以表彰:「發現了鐳和釙元素,提煉純鐳並研究了這種引人注目的元素的性質及其化合物」。此次的獲獎肯定也使她能夠說服法國政府支持並建立鐳研究所,該研究所於 1914 年建成,研究領域涉及化學、物理、醫學等。

將自己毫無保留地貢獻給科學與社會

一戰期間瑪麗為協助戰地外科醫生,便在靠近前線的地方設立了戰地放射中心。她的身影穿梭在戰地醫院中,指導著 X 光裝置的組裝及使用,據估計,超過 100 萬受傷士兵受過她的流動式 X 光機治療。

瑪麗與她的 X 光車。圖/Wikipedia

在戰後的歲月裡,瑪麗亞將時間奉獻將所學與經驗傳授給學生,也包括許多遠從世界各地慕名而來的後進學者。在她的指導下,鐳研究所培育出了四位諾貝爾獎得主,女兒伊倫.約里奧-居禮及女婿弗雷德里克.約里奧-居禮也在其中。

1934 年,瑪麗亞因再生不良性貧血逝世於療養院,後世普遍認為是因長時間暴露於輻射中而造成的,當時科學上並未了解到游離輻射會對人體產生危害,也未開發任何防護措施。瑪麗亞的生活處處充滿放射性物質,幾十年間患上了多種慢性疾病,然而一直到去世,她從未意識到這會危及自己的健康甚至是生命。

瑪麗亞.斯克沃多夫斯卡-居禮一生不慕名利,奔波於科學研究、教育學子,將畢生毫無保留地貢獻給科學與社會。直到今日,世人仍持續讚賞她的付出與貢獻,紀念這位偉大的科學家。

參考資料:

  1. 維基百科—瑪麗.居禮
  2. 科學名人堂—居禮夫人
  3. 居禮夫人:大家都聽過的科學家,與她充滿波折的人生和感情路
  4. 科技大觀園—開啟輻射醫學大門的居禮夫人
  5. 傑出的科學貢獻與多舛波折的人生:瑪麗.居禮誕辰|科學史上的今天:11/7
椀濘_96
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