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世上最神秘的味道——酸的演化

椀濘_96
・2022/03/14 ・4035字 ・閱讀時間約 8 分鐘

人類的味覺由五種味道所組成:酸、甜、苦、鹹、鮮,能夠感知每個味道的存在都有其對應機制,例如甜味是獲得能量獎勵,而苦味則提醒我們注意潛在的毒物。帶有酸味的食物令人垂涎,當吃進嘴時卻不禁皺眉頭,但隨之而來的感受又是喜悅滿足的,而我們能品嚐到這樣捉摸不定的酸味,其目的又是什麼?酸味的演化史很少被研究,與其他味道相比,最神秘的味覺非酸味莫屬了。

與其他味道相比,最神秘的味道非酸味莫屬了。圖/Pexels

如何感受到酸味的

在了解酸味演化前,我們先來認識人類是如何感知到酸味的。

我們透過味蕾得知味道,位於味蕾之下的則是味覺傳導最小單位——味覺細胞,味覺細胞藉由微絨毛上不同的受器與口腔內各種不同的味覺分子結合,而產生動作電位(Action potential),激發其下的味覺神經纖維產生訊號傳遞到大腦,而產生各種「味道」的感覺。

而能感覺到酸味則是因有機酸(乳酸、檸檬酸、蘋果酸、乙酸等)和無機酸(鹽酸、硝酸、硫酸等)溶液中的氫離子所產生的。氫離子可使味覺細胞的膜電位升高造成去極化,接著釋出神經傳導物質,進而使味覺細胞發起神經刺激,使腦產生酸味的感覺。

人類嬰兒生來就能夠識別酸味,一接觸到帶有酸味的食物時,便會皺起嘴唇。而從過去到現代的文化中,人們會使用微生物使不酸的食物變得更酸,像是韓國的辛奇(韓式泡菜)、日本的納豆,此二透過發酵製備的食品明顯已在兩國飲食文化中根深蒂固。

人生來就能夠識別酸味,一接觸到帶有酸味的食物時,便會皺起嘴唇。圖/Pexels

破解酸的前世今生

如此與生活密不可分的味道又為什麼說它是最神秘的呢?

有些脊椎動物在演化過程中失去了特定的味覺感受,如:鯨豚類似乎除了鹹味之外沒辦法感受到其他味道、貓則是沒有甜味的感受器。那麼,至於酸味呢?相較於其他四種味道,辨識酸味的能力隨著脊椎動物的演化持續存在,幾乎所有主要的脊椎動物都沒有消失對酸味的感受。

近期由皇家學會出版的《會誌:生物科學》(Proceedings of The Royal Society B:Biological Sciences)發表了一篇關於酸味演化的研究,其結果也許可以替我們解答為什麼動物需擁有這個神祕的味覺。 

該研究團隊透過回顧對脊椎動物親緣關係樹的文獻並結合性狀圖譜,將酸味的起源、酸味喪失的潛在案例,以及那些可能有利於酸味效價(valence)變化的因素納入考量,探討為什麼會演化出酸味,又為什麼它可隨著脊椎動物的演化而持續存在,以及哪些因素可能有利於某特定物種偏愛或厭惡酸味、酸性食物。

酸的感受最早可用來偵測環境酸鹼

與酸味受體相關的基因(如 otopetrin-1, 又稱 OTOP1)存在於脊椎動物和無脊椎動物中,因此幾乎可以肯定,酸的感知存在於第一個具有味覺感受器的脊椎動物物種中,也可以說,最早的脊椎動物可能已經具備透過酸味感受器檢測酸性物質的能力。

酸味很可能早已存在於古代魚類中,牠們是所知道的最早能感覺到酸味的脊椎動物。魚嘴的起源很可能不是用來品嚐食物的,而是感受海洋中的酸度;溶解二氧化碳所造成的酸度變化,會在水中產生梯度,這對魚類的生存有所影響,因此能夠感覺到酸度是必要的。

另外,也從多種現代魚(包括軟骨魚和大多數研究過的硬骨魚)類中發現,牠們具有對酸性物質有敏感性,而整個脊椎動物也都具有品嚐酸性物質的能力。這表明酸的感知存在至少與脊椎動物一樣古老。

我們無法完整了解古代魚類的生理機制,但現代活魚提供了線索。酸鹼平衡是所有脊椎動物生理穩態的一個基本方面,因血液和組織的酸度變化會對生物產生嚴重或致命的影響,水生生物尤其面臨酸鹼調節突然變化的風險,因此幾乎所有的魚類都有能力使用兩種生理機制對這些危險條件做出立即性的反應:內部液體的快速鹼中毒和代謝產生的緩衝液,以及通過使用離子通道產生 H+離子的淨流出而長期適應。

鑑於高碳酸血症在祖先的水生環境中可能普遍存在以及酸中毒的嚴重後果,我們可以推斷祖先魚類擁有感知酸性環境的能力。而口腔內酸敏感味蕾的演化,則可以使魚類透過監測呼吸的水流來評估局部 pH 值變化。

值得注意的是,進一步擴展這個論點,酸味很可能是第一個演化出的味覺。

可從前段敘述得到感知酸性環境必要性的支持,而最早的無頜魚類(目前已知最早出現、最原始的脊椎動物)是濾食性動物,可以不加選擇地從水中過濾食物顆粒,假設只有在當脊椎動物演化出選擇捕食獵物類型時,甜、鹹和鮮味才會在評估食物價值和適口性方面發揮作用。

此外,編碼酸味受體的 OTOP 基因家族在演化上是保守的,起源於現存脊椎動物和無脊椎動物物種的祖先,與其他味道相比,酸味的演化在絕大多數主要的脊椎動物分類群中都沒有消失。

那麼,酸味的感受又是如何從用來偵測環境酸鹼值,演化成對於食物的感知呢?在現代海鯰(Plotonis japonicus)的覓食生物學(foraging biology)中暗示著,酸味受體從純粹的環境監測功能,轉變為在食物感受和評估的功用;此種海鯰會利用觸鬚上的外部味蕾,透過感知躲藏的底棲獵物所呼吸之二氧化碳產生的酸性水來得知其定位,亦有許多現代魚類會使用觸鬚和外部味蕾,來定位潛在的食物並確定它們是否值得攝入。

海鯰(Plotosus japonicus)。圖/沖繩海美麗生物圖鑑

陸生脊椎動物辨識酸味的能力持續存在

對於大多數物種而言是不喜歡酸味的,喜歡酸味的僅佔少數,其中包括人類。在經過測試的物種(約有 60 種,且確保均能夠偵測到食物中的酸度)中,豬和靈長類動物似乎真的喜歡酸性食物;例如,野豬(Sus scrofa)很喜歡發酵玉米,而大猩猩(Gorilla gorilla)則表現出對薑科酸性水果的偏愛。

脊椎動物感受到酸味,可能帶來愉悅(在食物選擇實驗中更受歡迎)或是令人不悅(不受歡迎),不過這還須考量到酸的強度、物種的生長環境等其他因素。迄今為止研究的物種當中,酸對該物種的適宜程度取決於濃度,而對於大多數喜歡酸的脊椎動物物種而言,食用酸味食物的吸引力會隨著酸度的增加而增加,然後在超過某個最大濃度時將會降低。

關於那些不喜歡酸味的動物

現存陸生脊椎動物物種,最常見對酸味食物厭惡的可能解釋是,它可以止動物攝入高酸度的食物,不過我們得要先釐清三個事實。

首先,危險的酸味食物在自然界中並不常見。(補充一點:未成熟的水果往往被人類描述為「酸」,但其實更多的是澀或苦味)

其次是在許多情況下,除非大量攝入,否則酸食不太可能對動物造成足夠的傷害,從而形成選擇壓力而感到厭惡。

第三,吃酸食可能造成的損害應該會發生在那些喜歡這種食物的物種身上,較不可能出現在感到厭惡者上。吃酸食的一種潛在危害可能是對牙齒的傷害,現代牙醫學就得知這點,而在化石記錄中也觀察到了這種損害;例如,從一些東非奧杜瓦伊峽谷的巧人(Homo habilis)個體牙齒磨損表現中,證實與食用酸味食物相關損害的預期相符。

不過在駁斥「危險酸」假設前,在一種情況下,即使是低濃度,酸也可能是危險的。對於在消化道前端就開始進行食物分解與吸收(foregut-fermenting)的動物(如:偶蹄目)而言,食物中的酸度會改變腸道微生物的組成進而改變消化。消化道前端的環境 pH 值適合乳酸桿菌和醋酸桿菌生長此二者可阻礙其他細菌生長,這也是為什麼它們被用於食物發酵保存。因此,該種(foregut-fermenting)物種可能需具備檢測和避開會影響消化的食物酸度,而在收集的數據中也顯示,厭惡酸味食物且能夠檢測酸度的物種中,有多數為該種消化模式。

為什麼酸味食物對人類具有吸引力?

大多脊椎動物不偏愛酸味食物,而靈長類則相反。酸味的好惡似乎在一般脊椎動物和靈長類動物間發生了變化,目前尚不清楚這個轉變是如何發生的。不過在人類演化的背景下,影響了我們現今在選擇發酵食品作為食物來源之一。

有一個論點是,古代靈長類動物判斷成熟或甚至某些腐爛的水果是否安全,其中一種方法是它們是否呈現酸味,因為使它們有此特性的正是乳酸菌及醋酸桿菌。這些細菌可以抑制其他有害的微生物,透過發酵作用而產生酸味,藉此確保水果可以安全食用;亦有分子證據表明,大猩猩、黑猩猩和人類的共同祖先會食用發酵水果。

人類對酸的好惡轉變也有可能是為了吸收維生素 C,維生素 C 是高等靈長類動物與其他少數生物的必需營養素,含維生素 C 的食物多半帶有酸,而喜歡酸食可能是引導我們攝取它的一種方式。就此論點來看,或許僅是我們適應了古代人類對發酵食物的偏愛。

含維生素 C 的食物多半帶有酸,而喜歡酸食可能是引導我們攝取它的一種方式。圖/Pexels

結語

關於酸味的演化仍有許多需要再深入研究的面向,這篇文獻當中有提及的可能性也須透過其他實驗、文獻整合確認。不過,可以確認的是,酸味的存在非常悠久且古老,現在人們開始逐步了解酸味的味覺感受器的功用、機制,為追溯酸味起源開了個頭,未來可再進一步擴大研究和比較大量物種的酸味的遺傳和分子演化,抽絲剝繭揭開它的神秘面紗。

參考資料:

 

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椀濘_96
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喜歡探索浪漫的事物; 比如宇宙、生命、文字, 還有你。(嘿嘿 _ 每天都過著甜甜的小日子♡(*’ー’*)


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「科學家也需要 Art!」持續破解果蠅大腦神經迴路的李奇鴻

研之有物│中央研究院_96
・2022/04/11 ・6084字 ・閱讀時間約 12 分鐘

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/歐宇甜、黃曉君、簡克志
  • 美術設計/林洵安、蔡宛潔

神經科學與視覺

我們怎麼「看到」顏色,「察覺」東西在動?大腦如何產生視覺?中央研究院「研之有物」專訪院內細胞與個體生物學研究所所長李奇鴻,他是國際知名的神經科學家,過去長期在美國國家衛生院(National Institutes of Health)做研究,2018 年回到中研院貢獻自己所學。李奇鴻的實驗室主要是以果蠅視覺系統為模型,研究神經元如何在發育過程形成複雜的突觸連結,以及神經迴路如何產生視覺來引導動物行為。

李奇鴻是國際知名的神經科學家,研究神經迴路如何產生視覺來引導動物行為。圖/研之有物

技術帶動神經科學研究

神經系統如何運作?這對以前的科學家來說是黑盒子。由於大腦發生錯誤或出問題時,會直接表現在外在行為上,早期科學家想了解人腦運作機制,只能透過腦部哪裡受傷壞掉或中風等,知道腦部的大概功能區域,但沒辦法進入細胞層次。

「在生物學的發展上,除了需要有智慧的思考,其他都要靠技術去推動。你可能想到一個有趣的題目,但也許要 30 年後,才出現足夠的技術來解決問題。」李奇鴻舉例,從光學顯微鏡、電子顯微鏡、電生理技術、分子生物學到結構生物學發展,每個都在細胞、分子、及系統層次開啟了新的世界。

隨著顯微技術與遺傳工程日益完備,果蠅成為現今熱門的腦科學研究對象。李奇鴻指出,「果蠅的生長速度快,相較老鼠要幾個月成熟,果蠅只要兩週。果蠅的大腦複雜程度介於人和單細胞生物中間,結構跟人高度相似,成果可應用在人身上。」

因此,近 10 幾年來是神經科學大起飛時代,科學家透過遺傳學方法控制果蠅的神經元活性、觀察行為,藉此了解哪些基因會影響大腦發育和運作,逐漸破解神經迴路的奧祕。

「我在選博士後研究時,想到底要做線蟲、老鼠、魚、果蠅或其他模式生物?最後才選果蠅。回想起來,近年剛好碰到果蠅相關技術蓬勃發展,選果蠅是很正確的決定!」李奇鴻笑道。

李奇鴻引用知名神經科學家 David Marr 的三層假說(tri‐level hypothesis),認為大腦運作有三個層次:

  1. Computation level(運算):神經系統在做的事,如分辨顏色、觀察東西移動、辨認物體是圓是方、是蘋果或橘子等。
  2. Algorithm level(程序):神經系統的操作方式、程序怎麼做。 
  3. Implementation level(實行):神經系統如何透過神經元、神經網路來達成這個程序。

李奇鴻表示,「過去多數神經科學家都在討論 computation,再探究 algorithm,卻沒辦法解決 implementation 。現在因為具備技術,科學家終於能找出 implementation,再回推上層問題,甚至發現 algorithm 跟原本想的不一樣。」

視網膜感知系統怎麼運算?

關於神經系統的操作方式(Algorithm level),也有因為技術進步而解決爭議的案例。李奇鴻舉例,以前神經科學家在研究視覺系統感受物體運動的機制,曾出現幾種理論,HR 理論認為神經訊號是用乘法,另一派 BL 理論認為是用減法,爭議了很久。

近年科學家發現,原來視網膜感知系統的運算機制是混合的,一共三種,稱為 HR-BL 混合視覺運動偵測器。過去兩派都只對了一半。

關於視網膜感知系統的運算機制,過去 HR 理論和 BL 理論都只猜對其中一種方向(打勾處)。資料來源/Current Biology

Hassenstein-Reichardt(HR)模型:從昆蟲行為研究而來。

  1. 當有偏好方向(從左到右)的視覺刺激出現,左邊的光感應神經元收到訊號,這個信號會被延遲(時間 τ),接著右邊的光感應神經元收到訊號,兩者的訊號會同時到達下游的神經細胞(X),訊號將會相乘,生成運動訊號。
  2. 當有非偏好方向(從右到左)視覺刺激出現,兩個訊號會在不同的時間到達,不會生成運動訊號。

Barlow-Levick(BL)模型:從兔子電生理研究而來。

  1. 當有偏好方向(從左到右)的視覺刺激出現,左邊的光感應神經元收到訊號,接著右邊的光感應神經元收到訊號,但它為抑制訊號且會被延遲(時間 τ),左邊的訊號會先到達下游的神經細胞,生成運動訊號。
  2. 當非偏好方向(從右到左)視覺刺激出現,左、右兩個光感應神經元的訊號會在相同時間到達,刺激訊號和抑制訊號互相抵銷,不會生成運動訊號。

持續分析果蠅大腦的神經迴路!

近代電腦的所有運算都能用 and、or、Xor 三個邏輯閘表達,科學家想知道,大腦裡有沒有類似但更高階的神經迴路運作方式?「從感官到行為比較容易觀察和操作,目前在視覺運動方面的神經迴路運作,我們知道的最多。」

李奇鴻近年在做昆蟲視覺與行為研究,發現昆蟲在感受顏色,如綠光和紫外光時,感光細胞的處理方式是先將紫外光跟綠光的強度做比較,把兩個光的強度相減,讓原本兩個訊號變成一個訊號,所謂的「顏色拮抗」。

「這種神經迴路能解析、比較兩個顏色強度的差異性,因為大部分在視覺上最重要的正是對比。拮抗運算模組能在一片訊號裡找出哪裡最強、其他較弱。其他感官機制也一樣,像觸摸物品時有凸出來的部分較重要,聽覺上要找出哪個聲音特別高等,讓最重要的訊號能凸顯出來。」李奇鴻補充道。

2021 年李奇鴻的團隊首次發現果蠅視覺系統堆疊了多套拮抗運算模組,以達成顏色及空間接受域雙拮抗的效果,成果發表在《Current Biology》。這樣的神經迴路可以比較相鄰的顏色,產生色彩區間對比感。「沒這樣的功能,我們就看不出紅配綠很悲劇了!」李奇鴻笑道。

科學家們正努力鑽研果蠅大腦的神經運算迴路,希望逐步整理出基本運算模組。或許有一天,看似複雜的大腦功能,都可能用基礎的迴路來破解!

李奇鴻實驗室所發現的顏色及空間接受域雙拮抗神經迴路。R1-R6 是吸收頻率範圍較廣的光接收器(輸出刺激訊號),R7 是吸收紫外光的光接收器(輸出抑制訊號),R8 是吸收綠光或藍光的光接收器(輸出刺激訊號)。從 R1-R8 接收光,輸出到神經細胞 Dm8 之後,會形成顏色拮抗效果。此外,相鄰的 Dm8 之間透過特殊的氯離子通道 GluClα 中介,會產生側向抑制作用(Lateral inhibition),形成空間拮抗效果。資料來源/Current Biology

老師是怎麼走上研究大腦神經科學這條路呢?

「我滿晚才走上科學研究的道路。我對電腦有興趣、喜歡寫程式,大學上中國醫藥學院醫學系,家裡也希望我當醫生。不過在實習時,我發現自己對治療病人沒興趣,反而對問題或疾病本身更有興趣。跟幾個老師談過之後,我決定不當醫生,跑去清華大學讀生命科學,後來就到中研院。」

因為有醫學背景,一開始比較想做能立刻解決問題的研究,像是用蛋白質跟毒素的綜合體來治療癌症。但後來了解,如果沒有深刻了解致病機制、沒有鑽進基礎科學研究,很難有突破。

後來去美國洛克斐勒大學攻讀博士,在洛克斐勒讀書期間,大家常互相交流,對我有很大的啟發。那時我在鑽研結構生物學,希望了解疾病真正的生理過程,曾解開愛滋病病毒跟人體信號傳遞有關的蛋白質結構。

博士畢業前,我接觸到神經科學,感到很有興趣,就去加州大學洛杉磯分校(UCLA)讀博士後,學神經科學裡的發育學,想了解大腦在發育過程是如何用不同分子在細胞間傳遞訊息。那時我待在很大的實驗室,老師不太管學生,要自己想辦法或跟旁邊的人學習,很多人素質都很高,學習環境很好。

之後我進入美國國家衛生院(National Institutes of Health,NIH)開始開實驗室帶自己的團隊,待了 16 年,算是真正進入神經科學領域,直到現在依然在做相關研究。

每個人的人生選擇,都被以前的經歷主導,如果沒有醫學背景,恐怕我不會去學結構生物學或走入大腦神經科學領域。

老師在美國的研究很順利,那是什麼契機才決定回臺灣呢?回來後是否有不適應之處呢?

「我 26 歲出國,在美國也待 26 年,幾乎完全融入美國生活,實驗室運作得蠻好,連太太也是美國人。但在美國很多年後,內心出現一個很深感覺:我在臺灣待過這麼久,臺灣是我進入科學的起點,也許該回來教教臺灣的子弟。」

剛開始有些想法,曾受邀回臺演講幾次,但沒有下決心。後來出現一個重要轉捩點。中研院分子生物研究所 30 週年慶時邀我回來演講,那時有機會跟歷任所長聊天,這些所長中許多是我過去在中研院碰過的老師。聊了後感觸很深,發現每任所長都要面對分生所的成長或各種問題,每個所長都有獨到的見解和重要貢獻。

我看到分生所運作得很好,覺得非常感動, 內心想:也許我回來能效法他們,也許對中研院細胞與個體生物學研究所的發展能有一點點實質貢獻。

雖然如果待在美國國家衛生院,我也會有這樣一個機會,但還是想帶自己的子弟,把力氣用在自家子弟身上,讓自己的國家和組織進步。我想將在美國國家衛生院學到的經驗,像哪些組織可以運作、哪些不行,嘗試帶回臺灣。

我很清楚可能碰到的問題,像科學研究會受影響,要重新花幾年時間建立實驗室,但那次契機讓我徹底下定信心。我曾跟廖俊智院長開玩笑,就算不給我錢,我大概也會回來。因為真的覺得這是一個很好的機會,自己能為中研院、為臺灣做些事。畢竟中研院也一直都像我的家!

不過,畢竟過去在美國實驗室和家裡都是講英文,只有打電話給媽媽會說臺灣話,因此, 2018 年剛回臺灣時,國語講得不太流利,臺灣話反而比較流利。

老師覺得美國的研究環境有哪些優點?希望將什麼樣的新觀念、新風氣帶進臺灣呢?

「國外最大特點是學術交流很頻繁,雖然國內也蠻頻繁,但他們交流層次更深入。也就是說,我跟參與的老師交流之後,常能改變想法、做事方法或方向,且是正向的改變。」

國外老師受邀演講,會很積極在幾小時內一直談,在一天中完全沉浸其中,不單講出自己在做的東西,也要求聽眾給予批評或建議等,彼此有深度交流,我每次參加都覺得收穫很多並產生合作可能性。

國內我的經驗是,演講結束後比較缺乏機會跟其他老師深度溝通,領完演講費就屁股拍拍坐高鐵回來。這可能是國內的慣有模式,我覺得需要改變。現在所內我也要求大家,既然花錢請老師來,一定要做深度交流,請對方給予建議。

重要的不是形式或邀到諾貝爾獎得主之類,而是在演講結束後、這個人走出我的辦公室、這些人離開後,對我做的事或做事方法,是不是有什麼實質的改變?在其他科學家交談中是否能得到啟發,改變自己的思考或做實驗方式?或聽聽別人告訴你,你還有哪些沒想到的地方?

分享,也是一種很重要的技術,在交流過程中,當我們可以把一件事講清楚,自己也會茅塞頓開,知道問題在哪。

現在所裡的計畫是把老師分成各種不同興趣小組,組內做交流或有跨組活動。其餘像寫計劃、申請經費、經營實驗室或撰寫並發表文章,這些是基本技術問題。

做任何工作,一個是基本的核心技術,如果沒有「技」就無法生存;另一個是 「藝」(Art) , 可以驅動你一直做下去。訓練人才時,除了培養技術,還要訓練 Art。

老師提到工作上需要 Art,科學家的 Art 是指哪些部分?可以說明得更詳細嗎?

「我想在科學裡面,Art 有很多面向。例如,你怎麼選擇一個問題,怎麼找切入點,如何把一個大問題拆成幾個可攻破的部分,一步步去解開,這是一種 Art。尤其在選擇問題和切入點上,要有獨特的見解或洞燭先機才能成功。」

科學家必須創造有用的知識。什麼叫有用的知識呢?就是聽到學到後,會改變你想事情的方向或做事的方法。很多東西都可以研究,只要科學方法夠嚴謹,都可以得到一些知識。但到底要選擇什麼題目呢?什麼叫做有趣的問題呢?評斷這些就是科學的 Art 。

如果說在人類前面是一個黑暗深淵,知識像光照亮我們前面的路,科學家就像站在最前面,要知道如何踏出那一步?怎麼踏出去?這是 Art。

當科學家看到一個問題、問題成形後,最重要的關鍵是如何選擇一個核心問題去解決。就像玩拼圖時,要放下去最核心、最重要的那塊拼圖。

我回到臺灣後,覺得這裡的研究環境很好,儀器不輸人家,老師很優秀。但可能我們多半只是關注自己的研究,沒有花時間認真去思考,最重要的一塊拼圖在哪裡?當我們有更深度的交流,才能找到最核心的那一塊,做出最重要的貢獻。

李奇鴻說,科學家必須創造有用的知識,也就是會改變做事和想事情方法的知識。至於要選擇創造什麼知識,需要用 Art 來判斷。圖/研之有物

老師在國外的實驗室時是如何帶領研究團隊呢?對年輕的科學家有什麼樣的期待嗎?

「在碩士、博士訓練中最重要的關鍵,是從「讀」科學變成真正「做」科學。我們攤開一本教科書,看到裡面講這個、那個,只是讀人家的科學。即使去念了原始文章,仍然是看著科學怎麼被別人做出來而已。」

自己真正做研究才知道,教科書上每一頁、每一句,背後都可能有數千篇文章支持,那時才知道自己很渺小,懂得謙虛,了解自己一生能做的有限。

所以,每次要跨出一小步,要想該怎麼跨最有效率、得到最大效果。我認為,在碩士班或博士班,最重要的就是了解這種感覺。

有些學生可能覺得,反正我很渺小,世界這麼大,即使做一輩子,即使最成功的科學家,也不過是得到教科書上面的一句話而已,我怎麼做都沒關係啊。 但我們必須帶領學生了解,這個計畫不是老師叫你做才做,而是讓學生覺得這個計畫是自己的,有前進和發展的空間,就像自己的小孩,必須負責。

以前在碩、博士班,剛開始學會技術、實驗做出結果,或能像人家一樣發表文章,會很高興,但這很短暫,真正的轉捩點是我知道有什麼事,是全世界任何人都不知道的那種驕傲,才是真的能支持很久的。我還記得在某一天做到早上五點,從實驗室走出來,知道有個東西全世界只有我知道的喜悅!

當學生曾感受這種發現真實的快樂,你不用規定他早上幾點來、晚上幾點走,他自己就有動機做。

當一個人想這東西應該是怎樣,想辦法做實驗證明出來時,那真的是一種快樂。我想,這是任何其他行業都沒辦法比較的!

學生是要培養成未來的科學家、獨當一面,應該讓他自己走。即使在你看得到的地方,也要讓他自己走出來,而且,他自己想到的,比你告訴他來的有用。

其實,我當老師最興奮時,是學生告訴我那些我不知道的事,會覺得很喜悅,學生想到我沒想到的東西,表示他們有進步,比我還厲害,這很棒!

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