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雨後天空總是特別清澈,是什麼汙染了我們的天空?科學家化身「空污偵探」,把它們通通寫上名單!

研之有物│中央研究院_96
・2022/09/04 ・4755字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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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|陳儀珈
  • 責任編輯|簡克志
  • 美術設計|蔡宛潔

空污從哪來?我們又要如何追查它的行蹤?

陽光、空氣和水是生存的三大要素,而空氣品質在工業快速發展過程中,逐漸受到世界各國重視。空氣污染中的懸浮微粒(particulate matter, PM),已被國際癌症研究署(International Agency for Research on Cancer, IARC)列為第一級致癌物。人體長期暴露在高污染的環境中,將可能增加罹患肺癌風險。空污從哪來?如何追蹤污染流向?中央研究院「研之有物」專訪院內環境變遷研究中心研究員兼空氣品質專題中心執行長周崇光,看科學家如何捕捉空氣污染物的行蹤。

把污染通通寫下來!每三年更新一次的「空氣污染排放清冊」

如果要瞭解並管制空氣污染,必須先知道:到底是什麼污染了空氣?

每隔三年,環境保護署會公布最新的「臺灣空氣污染物排放量清冊」(Taiwan Emission Data System, TEDS),收錄全國各種來源的空氣污染物排放,而中研院環變中心的空氣品質專題中心任務之一,就是持續發展新的技術,獨立驗證這個排放清冊,進而提供環保署做為改善的基礎。

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空氣污染排放清冊將排放量數據分為四大類。圖/研之有物(資料來源:空氣品質改善維護資訊網

周崇光提到,空氣污染源在排放清冊中分為「點源」、「線源」、「面源」和「生物源」,這四類來源的監測、管制辦法都不同。

點源,例如工廠的煙囪、通風口等;線源,如道路交通工具的機車、汽車等;面源則像是火災、農業活動、河川揚塵、大陸沙塵暴等一整面的污染源;生物源,是指植物排放的揮發性有機物,例如大家很喜歡的芬多精,其實是反應性非常強的一大群化學物質,很容易在空氣中發生化學反應並衍生出臭氧或是懸浮微粒

空氣要如何計算?空氣被污染了多少算的出來嗎?

以點源為例,若我們想知道點源的污染排放量,最精準可靠的方式就是「直接量」。

例如,研究人員可以直接在火力發電廠的煙囪上裝設偵測器,長期或定期監測氮氧化物的排放量,獲得最準確的排放量數據。

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可惜的是,許多污染物的排放量沒辦法用儀器直接測,例如火力發電廠的煙囪中,明明二氧化硫、氮氧化物都可以直接測,但我們卻無法準確測得細懸浮微粒(粒徑小於或等於 2.5 µm 的懸浮微粒,又稱 PM2.5) 的數據。

周崇光說,電廠煙囪內部環境相當嚴苛,水氣高、溫度也高,礙於當前儀器的技術, PM2.5 的偵測器非常難以在攝氏溫度高達 100 多度的煙囪中穩定地運作,也因此造成 PM2.5 監測資料的不足。

倘若沒有辦法直接監測,周崇光提到,研究人員可以算出「排放係數」,藉此推估多少的原料會產生多少的污染物,例如燃燒一公噸的煤,會產生多少公斤的懸浮微粒。

再退而求其次的話,則可以透過「質量平衡法」,以揮發性有機污染物為例,利用製程或化學反應式計算反應物的質量、能量進出,推估出污染物的大致排放量。

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從直接的監測資料到質量平衡法,依照排放量的可靠度被列等為 A 級至 D 級,並將排放來源不明確的資料列為 U 級。

空氣污染排放清冊中,除了將排放分為點源、線源、面源和生物源以外,又可依照數據的可靠度,細分為 A、B、C、D、U 五類,A 數據可靠度最高,B 次之,以此類推。圖為臺灣空氣污染物排放量清冊(TEDS)第 11 版的點源排放量分布。圖/研之有物

在上圖第 11 版的臺灣空氣污染物排放數據中,屬於點源的總懸浮微粒(TSP)僅有極少的資料是直接且連續的監測數據,有 43% 左右的數據來自定期的管道檢測、56% 來自質量平衡法的推估。

由此可知,總懸浮微粒的數據背後具有一定的誤差,而相對的,硫氧化物(SOx)有三分之一的數據來自直接量測,較為精準。

從排放量的計算和推估中,其實可以看得出來,礙於技術和環境條件,空氣污染排放清冊存在不小的誤差。因此,當前科學家不斷致力改善儀器,或用其他可靠方式驗證這些排放量資料。

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「看到了!」,用衛星捕捉污染物的流向!

空品專題中心的「臺灣中西部空氣污染之診斷與歸因研究」,為中央研究院 110 年度的關鍵突破研究計畫之一,在周崇光的帶領下,團隊致力破解中西部的空污謎題。此計畫中的其中一項子計畫,即是透過人造衛星的遙測技術,來協助驗證排放量和推估關鍵污染源。

衛星數據為 2021 年臺灣上空的二氧化氮(NO2)年平均柱密度(column density),表示單位面積懸浮在臺灣上空的 NO2 總量。圖/研之有物

研究團隊使用歐洲太空總署(ESA)發射的哨兵 5 號衛星的儀器,藉由分子光譜的特徵描繪出二氧化氮在臺灣的空間分布。

過往衛星對這些污染物的解析度僅有 20 x 20 公里左右,在這樣的解析度下,根本難以確認如火力發電廠般污染源的影響程度,但哨兵 5 號上的大氣觀測儀器(The TROPOspheric Monitoring Instrument,簡稱為 TROPOMI) 已經可以做到 7 x 3.5 公里的高解析圖像,讓研究人員得以大致推估出這些關鍵污染源的影響力。

由於衛星是從太空望向地球,因此單靠分析分子光譜只能獲得垂直的、像是柱子一樣的濃度數據,研究人員必須透過大氣方程式並考量化學反應的狀況「回推」,一個一個網格計算出二氧化氮的分布。

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歐洲太空總署的哨兵 5 號衛星與下方展開的大氣觀測儀器 TROPOMI。圖/ESA/ATG medialab

排放清冊的排放量,是研究人員到各個污染源收資料、整理工廠申報資料,全部加總後,再算出空污排放量,是一種像是金字塔般的「bottom-up」(由下而上)作法。

而人造衛星與「到處收資料」的方式不同,衛星觀測是一種「top-down」(從上到下)作法,先從觀測了解某處增加了多少空氣污染物,再想辦法去回推污染源和各地參數的互動關係。

結合「top-down」和「bottom-up」,科學家可以將兩者相互搭配並驗證資料,確認空氣污染物的排放量與傳播途徑。

周崇光提到,以工業區或港口碼頭為例,柴油貨車每年進出的次數高達數萬趟,排放出大量的交通廢氣,但礙於技術,目前仍然沒有辦法精準定量這些污染並申報給環保署,推估排放量和真實污染量之間可能存在很大的誤差。因此,若能搭配人造衛星這種獨立且不受影響的偵測技術,就能夠更公正、更準確的驗證排放資料是否有誤。

最快的了解就是融入!特務 F 混入電廠的煙囪,破解空污來源

除了檢視排放量,了解空氣污染物「怎麼飛」,也是非常重要的課題。

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為了找出空氣污染物的傳輸路徑,周崇光帶領的團隊曾經在 2018 年的時候和德國布萊梅大學的 EMeRGe-Asia 團隊合作,透過研究飛機「HALO」和特殊追蹤劑,調查臺中火力發電廠污染物的傳播途徑。

在一般的大氣環境中,即使研究人員確定了某地點的污染物濃度非常高,他們也很難判斷當地污染物的來源,到底是來自隔壁 A 工廠?還是從 B 電廠飄過來?

再來,其實研究人員也很難隨時掌握空氣污染源的流向,例如火力發電廠煙囪排出的污染物到底飄去哪裡了?

因此,在這次的跨國合作中,研究團隊使用了「全氟甲基環己烷」(Perfluoromethylcyclohexane, PMCH) 當作「追蹤劑」,就像是空氣污染物中的特務 F,被放入臺中火力發電廠的煙囪中,隨著煙囪中的空氣污染物一起被噴向天空、隨風飄散。

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由於 PMCH 無論在自然環境或是工業污染中均相當少見,環境的背景濃度非常低,加上全氟化合物有不容易和其它物質反應的化學惰性,又可以在實驗室進行極低濃度偵測,因此非常適合當追蹤劑。

當時研究團隊在臺中火力發電廠的煙囪中投入了 10 公斤的 PMCH 後,分別以研究飛機和地面採樣站進行觀測,並跟著煙流的可能路徑針對不同的污染物進行採樣,調查中火污染煙流的傳輸路徑。

圖為德國航太中心的大氣研究飛機「HALO」(High Altitude and LOng Range Research Aircraft)。圖/flickr

研究結果發現:當東北季風盛行時,由臺中火力發電廠煙囪排出的空氣污染物主要會向南飄散,空氣樣品中 PMCH 、氮氧化物、二氧化碳和一氧化碳濃度同步的變化(見下圖),證實了大氣模式所描繪的污染路徑。

但可惜的是,這種研究方法只能當作一種「逼不得已的手段」,畢竟任何特殊的化學品都可以被視為一種污染,尤其全氟化合物吸收紅外線的能力非常強,是屬於國際公約列出的主要溫室氣體之一,因此只能在非常必要的時刻下使用。

周崇光表示,臺中火力發電廠的煙囪高達 250 公尺,加上排氣的動能和熱浮力,空氣污染物可以很快地上升到 500 公尺,甚至更高的空中,然後隨著大氣環流擴散和稀釋,傳統的高煙囪策略就是以此降低工業污染對鄰近地區空氣品質的衝擊。

然而在這次的調查中,研究團隊卻發現,臺灣附近的大氣環流非常不利於污染物擴散,以致於上午排出的污染物到下午還滯留在中南部的空中,許多原本預期會向外飄散的污染物最終仍然下沉,並對中南部的空氣品質造成衝擊。這次的實驗結果讓周崇光團隊獲得啟發,更加投入對臺灣邊界層環流的調查研究。

同時周崇光也強調,中研院空品專題中心非常感謝臺中火力發電廠協助這次的實驗,這個空污滯留現象是整個西南部區域的大氣特性,只是在這次研究藉由臺中火力發電廠案例表現出來。這表示臺灣西南部的大氣條件不利擴散,使得我們面對空氣污染的衝擊格外地脆弱。

2018 年周崇光團隊和 EMeRGe-Asia 團隊合作,使用研究飛機和追蹤劑 PMCH,調查臺中火力發電廠污染煙流的傳輸路徑,圖中可看到 PMCH 從臺中擴散到整個中南部的濃度趨勢,地點 1 為布袋附近,地點 2 為北港附近。從地點 2 的污染物數據,可看到 PMCH 、氮氧化物、二氧化碳和一氧化碳濃度有相同的變化趨勢。
圖/研之有物

以上,中研院空品專題中心致力解決臺灣空氣污染防制的瓶頸,首要第一步就是持續驗證空氣污染物排放清單。由於技術和環境限制,排放清單資料有一定誤差;因此需要透過衛星觀測做交叉檢驗,確認污染物的排放量與傳播途徑。有了排放清單的基礎之後,下一步就是研究造成臺灣西南部空氣擴散不佳的根本原因,以及深入探討都市區空污的主角「衍生型 PM2.5」。

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開創鴉片蛇毒中醫藥研究,臺灣第一位醫學博士——杜聰明
PanSci_96
・2023/02/03 ・3714字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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  • 文/郭立媛

1954 年夏季處於炎熱高溫的南臺灣,一間禮堂內湧入了近百人,臺下有許多穿著西裝或紳士服的男士們,一個個坐姿直挺聆聽臺上講者的發言,頻頻點頭應和;多數的學生們除了忙著拭去臉上的汗水,同時也更加勤奮地用手搧風消暑,與在座貴賓、家長仔細聆聽的樣貌呈現強烈對比。

講臺上站著一位六旬老人,用著流利優雅的閩南語,對這群剛進入高雄醫學院的學生們講述著「樂學至上,研究第一」的精神信念。

這位老人就是高雄醫學院(今高雄醫學大學)的創辦人,同時也是第一位臺灣醫學博士——杜聰明。

杜聰明在日治時期就有崇高的社會地位,是當時許多臺籍學生的偶像,戰後更在醫界擁有巨大影響力,因此在他創辦高醫後,有許多學生或舊識,紛紛將子弟送來高醫就讀,這些來自醫生家庭的子弟,許多是父子兩代都師承杜聰明,成為一段杏林佳話。

1954 年高雄醫學院成立暨開學典禮會場。圖/參考資料 1

體格丙下破格錄取,臺灣第一位醫學博士

杜聰明(1893-1986),號思牧,臺北淡水人。1909 年自滬尾公學校畢業後,以榜首考取臺灣總督府醫學校,但因體格檢查被評定為丙下,險遭除名,幸有當時的代理校長長野純藏將其破格錄取。

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杜聰明在醫學校期間閱讀許多科學家傳記,最敬重德國的柯霍(Robert Koch,1843-1910)和法國的巴斯德(Louis Pasteur, 1822-1895)這兩名細菌學家。或許是師法這些研究者,醫學校畢業後,杜聰明選擇從事醫學研究,他先進入總督府研究所擔任助手,次年在堀內次雄老師的引薦下,前往日本京都帝國大學醫學部深造,通過了學力測驗後進入賀屋隆吉教授的內科教室,一年後再轉到森島庫太教授的藥物學教室做研究。

1922 年 11 月 23 日《臺灣日日新報》關於杜聰明獲得臺灣首位博士的報導。圖/參考資料 2

1921 年,杜聰明以高等官的身份返臺,擔任臺灣總督府醫學校助教授,是當時第三位被任命為日本高等官的臺灣人。1922 年甫滿 30 歲的杜聰明不僅已升任教授,同年底也順利通過博士申請,成為全日本國第 955 號博士,也是首位獲得日本博士學位的外地人,更是日治時期全臺灣第一位榮獲博士學位者,頓時成為臺灣各界矚目的焦點。

在當時,要取得博士學位本身已非常困難,尤其又是醫學領域。杜聰明身為土生土長於殖民地的臺灣人,卻能得醫學博士,不僅帶給許多臺灣人希望,同時也成為日本殖民政府有力的政策宣傳工具,往後只要提到臺灣,杜聰明的名字就一再被人提起,連帶被冠上了「臺灣第一位醫學博士」的頭銜。

杜聰明於 1942 年 7 月 3 日正式敘陞一等高官,身穿敕任官禮裝,為日治時期臺灣人官位最高者。圖/參考資料 3

鴉片、蛇毒、中醫藥,研究深具臺灣在地特色

校上課的時間外,杜聰明幾乎都待在研究所內做實驗。1925 年底杜聰明出發前往歐美留學,觀摩考察世界一流的研究室,為時約兩年半,1928 年人在巴黎的杜聰明還拜訪了正在環球旅行的林獻堂父子。

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自歐美留學回國後的杜聰明,重新開設藥理學教室,但此時他身邊只有兩位助手和一位醫專應屆畢業生,但杜聰明不以為意,他認為比起實驗室的規模大小,最重要的是研究者的態度,此後他便開始投入鴉片、蛇毒、中醫藥等三項深具臺灣在地特色之研究。

杜聰明(後排中)與更生院的鴉片隱患者。圖/參考資料 4

鴉片癮者是臺灣社會長久以來的問題,不知多少人為此傾家蕩產,因此杜聰明在鴉片戒癮研究方面,主張以「漸減法」治療矯正吸食鴉片和施打嗎啡患者的毒癮,並發明微量嗎啡成分定性定量檢查法,藉由尿液檢查來決定療程,這種「尿檢法」至今仍是毒品檢驗的主要方式。

在日本政府的支持下,杜聰明帶領學生在愛愛寮及臺北更生院內進行大規模的鴉片戒癮療法,以總督府所設立的臺北更生院院內人數統計,在設立後的 17 年間共矯正了鴉片煙癮者 11,498 人。1937 年 8 月,杜聰明更因鴉片戒癮研究之成就,榮獲了日本學術協會賞。

除了鴉片的問題,身處熱帶潮濕地區的臺灣,經常出沒的毒蛇也是杜聰明所關注的研究焦點。原先日人對臺灣毒蛇研究多侷限於免疫學和血清學研究的範圍,杜聰明則將研究方向轉為其所擅長的毒物學和藥理學,更將蛇毒製成的鎮痛劑進行人體實驗,後來由李鎮源繼續傳承蛇毒的研究工作。關於臺灣蛇毒之研究,杜聰明共計發表 100 多篇論文,成績豐碩。

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然而,杜聰明對於傳統的中醫藥也極有興趣,他主張應該要用現代科學角度去研究分析,也曾建議統治者讓中西醫研究一元化,雖未被採納,但他在生藥及中藥的藥理研究上仍有不少成果。

1930 年代在他擔任臺北帝國大學醫學部教授時,仍嘗試向學校當局提出設立漢醫學研究機關之建議;甚至到戰後初期,也曾向當局建議在臺大醫學院第一附屬醫院增設漢藥治療科,可惜最後仍未能如願。

造就臺灣的醫學教育,至高雄創設醫學院

在杜聰明所主持的藥理學教室中,先後有 40 名醫專畢業生跟隨杜聰明研究,共發表 131 篇論文,杜聰明因此建立其學術地位。1936 年,臺北帝國大學醫學部成立後,杜聰明被延攬為醫學部教授,是當時唯一的臺灣人教授,主持藥理學研究室,先後造就了 40 餘位醫學博士。

1945 年日本戰敗投降,杜聰明負責接收臺北帝國大學醫學院及附屬醫院、熱帶醫學研究所、赤十字會醫院,順利完成接收工作。之後,獲任命為臺灣大學醫學院院長兼附屬醫院院長,以及熱帶醫學研究所所長。

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1947 年爆發二二八事件,杜聰明在友人通知下,幸運地迴避風險,同時也保住臺大醫學院的實驗教室與多數儀器,但在此之後,對於政治的熱情逐漸降溫,將全數心力都放在醫學教育上。

經歷臺大校園及臺大醫院一系列的人事變化、制度改革後,他仍積極爭取設立牙醫學系和藥學系,至 1953 年 8 月,臺灣大學終於通過設置牙醫學系和藥學系案,但也因此得罪校方行政部門,最終杜聰明遭校方強制解聘,只能黯然離開醫學院院長職務。

杜聰明離開臺大後,1954 年 7 月在南臺灣創辦了高雄醫學院,來實踐他的醫學教育理想。

首屆招收了 61 名醫學系學生,師資則多由杜聰明從臺大力邀而來。1963 至 1966 年間,因人事及財政問題而爆發「高醫風波」,導致杜聰明於 1966 年 10 月辭職。但此時高雄醫學院已頗具規模,為國內醫學教育重鎮。

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而當時的臺灣省政府為了解決當時原住民部落存在著「無醫村」的問題,轉而向杜聰明尋求協助。鑑於許多醫科畢業生多不肯前往山地服務,在省府的委託之下,1958、1959 年杜聰明協助在高雄醫學院特設公費的「山地醫師醫學專修科」,專門招收原住民青年,經過四年的醫學教育後,必須到山地部落的衛生所服務滿十年,藉此來解決山地原住民醫療缺乏的問題。後來省政府考量地處海島的澎湖縣也是醫療資源不足,因此在原住民青年外,另外增加 4 個澎湖縣的學生名額。

杜聰明(右四)與第一屆山地醫師專科班的畢業生合影。圖/ 參考資料 5

堅定於研究與教育,深刻影響臺灣醫學史

杜聰明有感於身體瘦小,自醫學校時代開始,每日早晨勤於鍛鍊身體,數十年如一日,平時也喜好游泳,在擔任高雄醫學院院長期間,每週前往西子灣游泳健身。

家人記憶中的他,白天待在學校的實驗室,回家後也總是在讀書、研究,是真正全心投入研究的典範。杜聰明也勤於寫作,除了大量發表相關研究成果,他也詳細記錄自己的各類演講稿、出國考察見聞;自 30 歲起,更努力練習書法,每天都要練字至少四張,藉以修心養性,至今許多後輩、學生都仍保留他的墨寶。

杜聰明善用時間勤練書法,每天練字成為終生的嗜好。圖/參考資料 6

綜觀杜聰明的一生,在面對不同的統治政權,都能堅定地扮演好醫學研究實踐者和醫學教育推動者的角色,不僅在鴉片戒癮、蛇毒和中醫藥理三方面有開創性的研究成果,戰後更積極推動臺灣的醫學教育發展,培育出許多優秀的醫學界人士。

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杜聰明畢生投入醫學研究和教育的卓越成果,堪稱為近代臺灣醫學史上影響最深刻的人物。

參考資料

  1. 杜祖健提供,轉引自:楊玉齡,《一代醫人杜聰明》,臺北:天下遠見,2002,頁 262。
  2. 〈新醫學博士 杜聰明氏〉,《臺灣日日新報》,1922 年 11 月 23 日,日刊版 07。
  3. 杜淑純口述,曾秋美、尤美琪訪問整理,《杜聰明與我:杜淑純女士訪談錄》,新北:國史館,2005,頁 8。
  4. 原載於《杜聰明先生榮哀錄》,轉引自:楊玉齡,《一代醫人杜聰明》,臺北:天下遠見,2002,頁 137。
  5. 原載於《中外畫報》雜誌,振聲攝。轉引自:楊玉齡,《一代醫人杜聰明》,臺北:天下遠見,2002,頁 302。
  6. 杜祖健提供,轉引自:楊玉齡,《一代醫人杜聰明》,臺北:天下遠見,2002,頁 165。
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台灣第一位女醫師!培養無數助產士的台中之母——蔡阿信
PanSci_96
・2023/02/01 ・3144字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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  • 文/Peggy

說到「阿信」這個名字,你腦中第一個浮現的,是誰的身影?是超長壽日劇中那位不屈不撓的堅毅主角?還是五月天裡面那位一開口就嗨爆全場的主唱?

今天,我們要介紹的這個「阿信」,不僅是台灣第一位提倡限制生育、救治無數貧苦病人的仁醫,更培育了無數助產士、與學生合力接生了大半個台中的人,被譽為「台中之母」。

「台灣第一位女醫師」、「台中之母」——蔡阿信。
圖/維基百科

這位帶領台灣婦產科領域邁向新階段,間接影響了數代人的傳奇人物,便是「台灣第一位女醫師」——蔡阿信。

天生反骨,靠實力拚上東京女子醫專

蔡阿信出生於 1899 年日治時代的萬華,雖然看起來非常文靜乖巧,實際上卻是個非常有自己的想法、且十分願意堅持的人。比如說,當大家都在吃飯睡覺打東東的年紀時,11 歲的蔡阿信就自己努力跟母親爭取進入台灣第一所女子中學「淡水女學校」(台灣北部長老教會女學堂),以全校最小的年齡,成功成為了該校第一屆的學生。

台灣第一所女子中學——私立淡水高等女學校。圖/
PanSci 泛科學 YouTube

18 歲畢業後,經女校老師鼓勵蔡阿信更下定決心前往日本醫校進修,頂著母親的反對、鄰居的閒言閒語,最終在日本「立教高等女學校」修習兩年日文之後,如願考上日本唯一一所「東京女子醫學專門學校」(現東京女子醫科大學)學醫。

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「別人越反對,越激起她的決心,非達目的,不肯罷休。」

其實,蔡阿信固執的個性,從更小的時候就看得出來。在她 5 歲時,由於生父去世,家境陷入困頓,母親曾將阿信送給一對牧師夫婦當童養媳,但阿信小妹妹呢,偏不要乖乖聽話,靠著雙腳自己從大龍峒一路走回艋舺,這麼來回跑了幾次之後,養父母終於招架不住,把她送回了原本的家。

正是靠著這樣「不太乖」的態度,蔡阿信走出了一條前無古人的路,踏上了赴日習醫之旅。

學成歸國!打破傳統框架的台灣首位女醫師

醫科大學的課業十分繁重,蔡阿信咬牙堅持,幾年下來背了幾百種人體相關的拉丁文名詞,度過了無數個與屍體相伴的夜晚,終於在 1921 年學成歸國。

我們普通人的畢業可能是吃吃謝師宴啦、拍拍照啦,可蔡阿信的畢業,卻是一大群記者守在基隆港夾道歡迎,更以「萬綠叢中一點紅」的斗大報紙標題來形容這位剛出爐的畢業生。

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記者們可不是在故意炒新聞,而是台灣第一位日本科班出生的女醫師實在是太過難得。在當時的社會氛圍下,大多數人仍然普遍懷抱著「女子無才便是德」的想法,更會用裹小腳(還好阿信逃過了這項折磨)、童養媳等等習俗去規範和限制女性發展。

在這樣的風氣下,許多女生根本不曾獲得讀書的機會,而即便是讀了書,也容易受性別刻板印象影響,認為男生就應該當醫生、當警察,女生就該能當護士、當老師。更別提當時的「雙軌學制」從中學起就依據性別將學習內容分流,讓男生著重學習理科與工藝、女生著重學習家政與美育,逐步打造「男子要成為國家棟樑、女子要成為賢妻良母」的套路。

而蔡阿信的存在,卻打破了固有的框架,開了女性學醫的先河,也讓許多人意識到女性還有許多不同的生涯選擇。

同理且慈悲,清信醫院救治無數艱苦人(kan-khóo-lâng)

蔡阿信於 1924 年與「台灣文化協會」的成員,為著名的民族運動人士彭華英結婚,一開始先在台北開設婦產科醫院,之後 1926 年 6 月轉在台中成立了「清信醫院」。

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她收診金的規矩是這樣的:富者多收,貧者少收,赤貧免費。赤貧除了免費,往往還會附帶贈送嬰兒衫、煉乳等等物資。這樣俠義精神,除了為阿信換來了很多雞鴨魚肉和蔬果(誤),更是讓許多弱勢族群得到了救治的機會。

清信醫院產婆講習生募集廣告。圖/維基百科

不僅如此,蔡阿信還秉持著「獨接生不如眾接生」的精神,在醫院成立了「清信產婆學校」,每半年招收 30 個學生,為期一年,讓學生們邊上課還能邊在醫院實習。就這樣每年培育出 5、60 名助產士,不僅為許多台灣婦女提供了就業機會、打破了看診時原有的語言隔閡,更是大幅度降低了產婦和胎兒死亡率。

學校營運的10 年間,蔡阿信共計培養出了 500 名左右的助產士,默默達成了「整個城市的助產士都是我的學生」的成就。為了獎勵她在醫療上的貢獻,日本更是連續多年頒發了「獎勵私立產院」的賞金給她。

不過,平平是醫生,為何阿信感覺特別「有愛」?這或許是源自於她剛畢業後的一段經歷。

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阿信當年剛歸國時,擅長的婦科專業剛好沒有醫院開缺,只好轉而到眼科實習。指導醫生給阿信的第一項作業,便是「蒙著眼睛在床上躺三天」,為的是體驗失明者的生活。或許是這一場「震撼教育」,讓阿信學到了同理與同情,更影響了她往後數十年的行醫方向。

1934 年,清信醫院產婆講習修業留影(紅點為蔡阿信)。圖/維基百科

二戰後長期旅居國外,基金會遺愛人間

雖然阿信將醫院經營得有聲有色,但二戰爆發後,台灣也被捲入其中,許多家長擔心女兒學醫之後恐怕會被徵召上戰場,習醫的學生便越來越少,也連帶影響了醫院經營。阿信於是收起了醫院,在 1938 年前往美國遊學,除了在哈佛等大學進行研究外,她也曾赴加拿大訪問;在戰爭期間,則被加拿大政府委派至日僑集中營擔任駐營醫師。

戰後蔡阿信雖然順利回到台灣,卻在政治動盪下決心移居海外,1949 年與英裔加籍的吉卜生牧師再婚後,1953 年起便定居於加拿大,在享受退休生活的同時,從事著社會服務的工作。

在伴侶過世後,阿信從自身體會出發,以畢生積蓄與朋友在台灣共同成立了「財團法人至誠社會服務基金會」照顧喪偶的婦女。直到現在,這個基金會仍在持續運作中。

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台中之母、助產士之師、台灣第一位女醫師……我們後世的描述中,在蔡阿信的身上貼滿了各式各樣的標籤,但她的一生,其實就是場撕掉舊有社會標籤的馬拉松。正是這樣無視框架又充滿人文關懷的心,讓蔡阿信活出了與眾不同的故事。

參考資料

  1. 成令方,性別、醫師專業和個人選擇:台灣與中國女醫師的教育與職業選擇,1930-1950,女學學誌:婦女與性別研究,2002。
  2. 台灣醫界人物百人傳
  3. 台灣第一位女醫師 – 蔡阿信
  4. 破繭薪女性–台灣第一位女醫師蔡阿信
  5. 台灣第一位女醫師有多神?七歲能背千家詩、打敗日人考上醫學院…也許你阿嬤也被她接生過
  6. 台灣女人的故事!台灣首位女醫師蔡阿信展神童天分…不顧家人反對逆天改命成仁醫|呂捷 張齡予主持|【呂讀台灣完整版】20200531|三立新聞台
  7. 台灣第一位女醫師蔡阿信的故事【民視台灣學堂】這些人這些事 2019.04.17—盧俊義
  8. 漫話科技_蔡阿信篇
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以科學為本!從 DNA 探索大未來——百濟神州(BeiGene)Kids Science 生物科學營,為小小醫生科學家鋪路!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/12/27 ・3734字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文由 百濟神州(BeiGene) 委託,泛科學企劃執行。

「小朋友們,當爸媽或家人生病時,你的心情如何?擔心、焦慮、想辦法讓他們好過一點?」

「希望家人最好不要生病」、「吃藥看醫生才能快快恢復」這是來自孩子們最純真直接的回應。

全球前 50 大生技製藥大廠百濟神州(BeiGene)副總裁暨細胞治療研發中心負責人黃士銘,日前率近 20 位企業志工和家人們一起至坪林國小,在泛科學協助下,舉辦「Kids Science 小小生物科學營」。課堂上,身為生物科學家的他,首次擔綱一日業師,在活動一開始即拋出了上述這個情境題,引導孩子們思考生物科學,其實是一門很有意義的學問,不僅貼近日常所需、更能真實地幫助許多人。

黃士銘表示:「BeiGene 是一家以科學為本,專注於創新癌症藥物研發,我們與全球各地科學家及醫師緊密合作,以病人至上的精神,致力為全世界患者帶來可近性及可負擔的高品質藥物。」身為一位科學家,我們相信『改變治癒未來』(Change is the Cure)。先進科學改變人類生活,而醫療科學為人類帶來治癒的力量。因此,在台灣,我們與這塊土地最頂尖的科學人才共同努力,專注於細胞治療在癌症醫學領域的研發,也因為台灣向來是生技產業人才搖籃,這更讓我們重視到,科學教育從小紮根的重要性,讓小朋友從早期開始培養科學核心素養,豐富孩子們的知識和視野,希望啟發他們對於生物科學的興趣。我們很期待透過 BeiGene 「Kids Science 小小生物科學營」,拋磚引玉,讓更多人重視科學教育的環境,挹注多元教學資源,發揮共好影響力,為台灣培育更多優秀的生技人才。

BeiGene 副總裁暨細胞治療研發中心負責人黃士銘,率近 20 位企業志工和家人們前進坪林國小,讓偏鄉小朋友從小開始培養科學核心素養。圖/BeiGene

有鑑於此,秉持以科學為本、病人至上的 BeiGene,致力「培育未來生物科學人才」作為品牌 ESG 關鍵的當責行動。於是乎,當觀察到台灣偏鄉科學教育資源與師資分配不均的狀況,便與全台最大科學知識社群–「泛科學」聯手,舉辦「 Kids Science 小小生物科學營」,BeiGene 企業志工於假日帶著家人們,前進新北市坪林國小進行教學活動,為偏鄉學童種下科學教育種子,希望藉由對生物科學的體驗與實驗過程,提升偏鄉學童對於環境觀察的敏感度與科學的認識基礎。

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BeiGene 「Kids Science 小小生物科學營」,為學童打造出「適齡、適性」、結合理論與手作的生物科學探索課程活動。圖/BeiGene

生物科學樂趣多! 啟發學童對科學創造的想像

小學階段是最適合紮根科學教育的時期,但偏遠地區的學校由於交通不便與地理人文環境特殊,造成師資、設備、資源不足等情況。若能引進多元的教學資源,開啟偏鄉孩子們不一樣的視野,便能在科學的啟蒙之路上,燃起他們的學習熱情、啟發學童對科學創造的想像!

引導孩子們思考生物科學,其實是一門很有意義的學問,不僅貼近日常所需、更能真實地幫助許多人。圖/BeiGene

坪林國小校長王珮君表示:「科學是生活,舉凡食、衣、住、行都隱含著許多科學知識與原理,非常感謝 BeiGene,看見偏鄉孩子在專科教育學習資源的需求,舉辦『Kids Science 小小生物科學營』, 讓孩子從做中學習。藉由豐富有趣的課程,帶領學校的孩子不僅能從學習中獲得更多與醫學相關的科學知識,同時也能啟發他們擁有像『科學家』一樣地邏輯思考,像『醫師』一樣地解決問題!永保好奇心,持續不斷的創新與探索。」

坪林國小校長王珮君致力提供學生更好的學習資源,感謝 BeiGene 帶來豐富多彩的 STEM 教育課程。圖/BeiGene

親子共學玩實驗夯: 水果DNA切切樂、手作仿生鳥

身為全台最大科學知識社群——「泛科學」知識長鄭國威表示,孩子學習科學的目的,除了開拓視野外,更重要的是培養科學思辨的精神與態度!在這個以社群力=影響力的時代,泛科學希望與各界企業一起『加乘、共好』,透過彼此的核心職能,讓下一代對科學產生興趣。

孩子學習科學的目的,除了開拓視野外,更重要的是培養科學思辨的精神與態度。圖/BeiGene
利用簡單易操作的實驗一窺水果 DNA 的樣貌。圖/BeiGene

這次的課程,特別邀請到曾獲教育部殊榮的生物老師──簡志祥「阿簡老師」,帶領學童認識水果 DNA,利用簡單易操作的實驗一窺 DNA 的樣貌,了解生命細胞最初始的模樣;也體驗了解仿生科技在醫療上及生活上的應用,透過「仿生鳥手作實驗」引導學童思考有哪些生活用品是從仿生科學啟發而得來,並從手作實驗中獲得更多靈感與樂趣,最後的「仿生鳥飛行競賽」,讓學童用自己親手做的成品互相比拚,進一步體驗空氣動力原理,邊玩邊學、小朋友無一不感到新奇與有趣。

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透過生活周邊常見產品實例,了解仿生科技在醫療上及生活上的應用。圖/BeiGene
透過「仿生鳥手作實驗」引導學童思考有哪些生活用品是從仿生科學啟發而得來。圖/BeiGene
「仿生鳥飛行競賽」,讓學童用自己親手做的成品互相比拚,進一步體驗空氣動力原理,邊玩邊學、小朋友無一不感到新奇與有趣。圖/BeiGene

本次課程活動獲得很好的迴響,孩子們邊玩邊學,不僅輕鬆提升專注力,同時對生物科學產生興趣。各位家長們,想要帶著孩子自己動手體驗 Kids Science 科學課程嗎? 以下分享 DIY 簡單步驟跟著做,親子共學樂趣多: 

【水果切切樂】

藉此實驗了解細胞各構造的特性,如清潔劑可溶解細胞膜的脂質,破壞細胞膜。 高濃度食鹽水可使 DNA 溶解在溶液中,DNA 不溶於酒精中,所以使用酒精萃取出 DNA。由於實驗材料簡單,且方法易操作,對生物科技有興趣的學習者也可以自行操作實驗不同水果的差異性。

教學影片。影/Youtube

材料:
萃取液(食鹽、水、清潔劑)冰棒棍、牙籤、離心管、塑膠杯、塑膠袋、紗布、竹籤、切塊水果、酒精

方法:
準備萃取液,內容是 1/3 杯的水、1/2 匙鹽和 1 匙的清潔劑混合。把切塊水果放進塑膠杯裡,倒進萃取液,能夠蓋住水果的量就夠了,用冰棒棍把水果攪爛。
把紗布鋪在另一個塑膠杯上,將攪爛的水果倒入紗布上,收集濾下的液體。
把酒精倒入液體中,過幾分鐘就會在上層的酒精裡看到白色的絲狀物。恭喜你,你拿到了這些水果的 DNA 了。拿牙籤輕輕攪拌這些 DNA,把它們收集到離心管裡頭吧。

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原理:
為什麼這些材料就可以萃取出 DNA 呢?當你把水果攪爛和萃取液混合時,會破壞水果的細胞,清潔劑可以破壞水果細胞的細胞膜和核膜,而加入鹽則可以讓 DNA 溶解在萃取液內。最後加入的冰酒精,則會讓 DNA 從溶解的狀態被析出來,就成了你看到的白色絲狀物。

【手作仿生鳥】

結構仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的內部結構原理在設計中的應用問題,適用與產品設計和建築設計。研究最多的是植物的莖、葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結構。本課程從生活中引導小朋友去思考有哪些生活用品是從「仿生科學」啟發得來的。並從手作實驗中得到更多靈感與啟發!

仿生學小知識:

仿生學是模仿生物特殊本領的科學,目的在了解生物的結構和功能原理,來研發新的機械和技術,將大自然的智慧轉化成人類可操控的技術,可以說是「向大自然學習」的一門科學,例如達文西的「撲翼機手稿」就是藉由研究鳥類與昆蟲飛行所設計出來的。

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像是出淤泥而不染的「蓮花葉」,除了表面上有蠟等物質可以防水,也發現葉面上有奈米等級的絨毛結構,這些結構使得水滴不易被戳破,讓水滴能在葉面上自由滾動,正是屬於仿生學的範疇,而這個發現也運用在現在的防水塗料上。此外,模仿蜘蛛絲做成的線非常強韌,可以拿來做防彈衣,這些都屬於仿生學的研究成果。

教學影片。影/Youtube

方法:
確認你的配件,包括翅膀、尾巴、木條、三條橡皮筋,將翅膀配件靠內的桿子套上右邊鐵鉤,靠外的桿子套上左邊鐵鉤,將木條插入翅膀的孔,另一端插入尾巴的孔,接著將橡皮筋套進兩端的掛勾,最後一步驟只要扭轉橡皮筋就可以飛行了。

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