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【成語科學】千錘百鍊:冶煉技術的科學與故事

張之傑_96
・2025/09/10 ・1241字 ・閱讀時間約 2 分鐘

如今買菜刀等鋼鐵製品,五金店或超市就有。章老師小時候,台灣仍處於農業社會,買菜刀、剪刀或鐮刀等,要到打鐵店去買。

什麼是打鐵店?什麼是打鐵,章老師得費點筆墨說明一下。打鐵店的門口,通常掛著打好的成品。店裡有個燒焦炭的爐子,打鐵店的溫度較高,師傅和徒弟們通常打赤膊。

圖/AI 生成

打鐵時,一位徒弟不停地拉動風箱,往爐子裡送風,增強爐火的溫度。師傅用鐵鉗夾住要打製的鐵塊或鐵條,放進爐子裡燒紅、燒軟,然後用鐵鉗夾出,放在鐵砧上,另一位徒弟揮動大鐵錘,使勁地錘打。

錘打幾下後,燒紅的鐵變硬了,就再次放進爐子裡燒軟。如此這般,燒軟了錘打,錘打後再燒軟,不知反覆多少次,要打的器物就打製成形了。這個昔日常見的打鐵過程,就是成語「千錘百鍊」的由來,比喻文章經過多次潤飾,或人生歷經磨練。談到這裡,該造兩個句了:

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他經過人生的千錘百鍊,處事更加圓融。

我們寫文章得千錘百鍊,才能寫出佳作。

生鐵、熟鐵、冶煉技術

接下去該談談這個成語的科學意涵了。首先要認識什麼是生鐵、熟鐵和鋼?簡單地說,生鐵含碳量高,熟鐵含碳量低,鋼介於兩者之間。古人煉鋼,首先煉出的是生鐵,生鐵質地較脆,適合鑄造器物,所以也稱為鑄鐵。

鐵的熔點較高,冶煉技術較為複雜。中國人大約要到西周晚期(西元前8世紀)才懂得煉鐵,較兩河流域、古埃及和歐洲晚得多,但中國在銅器時代就擁有較強的鼓風設備,又有較高大的冶煉爐,所以後來居上。到了東漢,進一步發明了用水力推動的鼓風裝置──水排,煉鐵技術更非其他地區所能及了。

古代德國的鼓風設備。圖/Wikipedia

將生鐵進一步冶煉,就可以去除過多的碳和雜質,成為鋼。如去除更多的碳,就成為熟鐵。熟鐵質地較軟,適合鍛造,所以也叫做鍛鐵。那麼古人打鐵是用生鐵還是熟鐵?

答案是兩者皆可。用生鐵打鐵,不斷放進爐中燒紅、燒軟,鐵中的碳和雜質就會減少,變成剛柔並濟的鋼。如用熟鐵打鐵,爐火中的碳原子就會滲入鐵中,使其硬度增強,逐漸變成了鋼。

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打鐵除了調節碳的含量,還能使鐵原子和碳原子分佈均勻。工匠憑著經驗,如看燒煉時的顏色,再用冷水急速冷卻(稱為淬火),就能保持高溫時的組成狀態,打製成堅硬、強韌的鐵器。

古代工匠打造寶劍、寶刀等貴重兵器時,除了反覆摺疊、鍛打,使其成分趨於均勻,組織趨於緻密,還得每鍛打一次,就秤一次重量,直到斤兩不減,就成為「百鍊鋼」。這個過程又衍生出另一個成語:「百鍊成鋼」。小朋友,你能造個句嗎?

打鐵還衍生出一個常見的俗語:「打鐵還需自身硬」。打鐵很費力氣,沒有強壯的身體是幹不來的。比喻做人要行得正,做事要有實力才行。你能用來造個句嗎?

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張之傑_96
115 篇文章 ・ 227 位粉絲
張之傑,字百器,出入文理,著述多樣,其中以科普和科學史較為人知。

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停工即停薪:如何證明你的時間值多少?車禍背後的認知 x 情緒 x 金錢 x 法律大混戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/01/09 ・3351字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 PAMO車禍線上律師 合作,泛科學企劃執行

走在台灣的街頭,你是否發現馬路變得越來越「急躁」?滿街穿梭的外送員、分秒必爭的多元計程車,為了拚單量與獎金,每個人都在跟時間賽跑 。與此同時,拜經濟發展所賜,路上的豪車也變多了 。

這場關於速度與金錢的博弈,讓車禍不再只是一場意外,更是一場複雜的經濟算計。PAMO 車禍線上律師施尚宏律師在接受《思想實驗室 video podcast》訪談時指出,我們正處於一個交通生態的轉折點,當「把車當生財工具」的職業駕駛,撞上了「將車視為珍貴資產」的豪車車主,傳統的理賠邏輯往往會失靈 。

在「停工即停薪」(有跑才有錢,沒跑就沒收入)的零工經濟時代,如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?又該如何在保險無法覆蓋的灰色地帶中全身而退?

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如果運氣不好遇上車禍,我們該如何證明自己的時間價值?/ 圖片來源: Nano Banana

薪資證明的難題:零工經濟者的「隱形損失」

過去處理車禍理賠,邏輯相對單純:拿出公司的薪資單或扣繳憑單,計算這幾個月的平均薪資,就能算出因傷停工的「薪資損失」。

但在零工經濟時代,這套邏輯卡關了!施尚宏律師指出,許多外送員、自由接案者或是工地打工者,他們的收入往往是領現金,或者分散在多個不同的 App 平台中 。更麻煩的是,零工經濟的特性是「高度變動」,上個月可能拚了 7 萬,這個月休息可能只有 0 元,導致「平均收入」難以定義 。

這時候,律師的角色就不只是法條的背誦者,更像是一名「翻譯」。

施律師解釋「PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言。」 這包括將不同平台(如 Uber、台灣大車隊)的流水帳整合,或是找出過往的接單紀錄來證明當事人的「勞動能力」。即使當下沒有收入(例如學生開學期間),只要能證明過往的接單能力與紀錄,在談判桌上就有籌碼要求合理的「勞動力減損賠償 」。

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PAMO車禍線上律師的工作是把外送員口中零散的『跑單損失』,轉譯成法官或保險公司聽得懂的法律語言 / 圖片來源: Nano Banana

300 萬張罰單背後的僥倖:你的直覺,正在害死你

根據警政署統計,台灣交通違規的第一名常年是「違規停車」,一年可以開出約 300 萬張罰單 。這龐大的數字背後,藏著兩個台灣駕駛人最容易誤判的「直覺陷阱」。

陷阱 A:我在紅線違停,人還在車上,沒撞到也要負責? 許多人認為:「我人就在車上,車子也沒動,甚至是熄火狀態。結果一台機車為了閃避我,自己操作不當摔倒了,這關我什麼事?」

施律師警告,這是一個致命的陷阱。「人在車上」或「車子沒動」在法律上並不是免死金牌 。法律看重的是「因果關係」。只要你的違停行為阻礙了視線或壓縮了車道,導致後方車輛必須閃避而發生事故,你就可能必須背負民事賠償責任,甚至揹上「過失傷害」的刑責 。 

數據會說話: 台灣每年約有 700 件車禍是直接因違規停車導致的 。這 300 萬張罰單背後的僥倖心態,其巨大的代價可能是人命。

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陷阱 B:變換車道沒擦撞,對方自己嚇到摔車也算我的? 另一個常年霸榜的肇事原因是「變換車道不當」 。如果你切換車道時,後方騎士因為嚇到而摔車,但你感覺車身「沒震動、沒碰撞」,能不能直接開走?

答案是:絕對不行。

施律師強調,車禍不以「碰撞」為前提 。只要你的駕駛行為與對方的事故有因果關係,你若直接離開現場,在法律上就構成了「肇事逃逸」。這是一條公訴罪,後果遠比你想像的嚴重。正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。

正確的做法永遠是:停下來報警,釐清責任,並保留行車記錄器自保 。/ 圖片來源: Nano Banana

保險不夠賠?豪車時代的「超額算計」

另一個現代駕駛的惡夢,是撞到豪車。這不僅是因為修車費貴,更因為衍生出的「代步費用」驚人。

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施律師舉例,過去撞到車,只要把車修好就沒事。但現在如果撞到一台 BMW 320,車主可能會主張修車的 8 天期間,他需要租一台同等級的 BMW 320 來代步 。以一天租金 4000 元計算,光是代步費就多了 3 萬多塊 。這時候,一般人會發現「全險」竟然不夠用。為什麼?

因為保險公司承擔的是「合理的賠償責任」,他們有內部的數據庫,只願意賠償一般行情的修車費或代步費 。但對方車主可能不這麼想,為了拿到這筆額外的錢,對方可能會採取「以刑逼民」的策略:提告過失傷害,利用刑事訴訟的壓力(背上前科的恐懼),迫使你自掏腰包補足保險公司不願賠償的差額 。

這就是為什麼在全險之外,駕駛人仍需要懂得談判策略,或考慮尋求律師協助,在保險公司與對方的漫天喊價之間,找到一個停損點 。

談判桌的最佳姿態:「溫柔而堅定」最有效?

除了有單據的財損,車禍中最難談判的往往是「精神慰撫金」。施律師直言,這在法律上沒有公式,甚至有點像「開獎」,高度依賴法官的自由心證 。

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雖然保險公司內部有一套簡單的算法(例如醫療費用的 2 到 5 倍),但到了法院,法官會考量雙方的社會地位、傷勢嚴重程度 。在缺乏標準公式的情況下,正確的「態度」能幫您起到加分效果。

施律師建議,在談判桌上最好的姿態是「溫柔而堅定」。有些人會試圖「扮窮」或「裝兇」,這通常會有反效果。特別是面對看過無數案件的保險理賠員,裝兇只會讓對方心裡想著:「進了法院我保證你一毛都拿不到,準備看你笑話」。

相反地,如果你能客氣地溝通,但手中握有完整的接單紀錄、醫療單據,清楚知道自己的底線與權益,這種「堅定」反而能讓談判對手買單,甚至在證明不足的情況下(如外送員的開學期間收入),更願意採信你的主張 。

車禍不只是一場意外,它是認知、情緒、金錢與法律邏輯的總和 。

在這個交通環境日益複雜的時代,無論你是為了生計奔波的職業駕駛,還是天天上路的通勤族,光靠保險或許已經不夠。大部分的車禍其實都是小案子,可能只是賠償 2000 元的輕微擦撞,或是責任不明的糾紛。為了這點錢,要花幾萬塊請律師打官司絕對「不划算」。但當事人往往會因為資訊落差,恐懼於「會不會被告肇逃?」、「會不會留案底?」、「賠償多少才合理?」而整夜睡不著覺 。

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PAMO看準了這個「焦慮商機」, 推出了一種顛覆傳統的解決方案——「年費 1200 元的訂閱制法律服務 」。

這就像是「法律界的 Netflix」或「汽車強制險」的概念。PAMO 的核心邏輯不是「代打」,而是「賦能」。不同於傳統律師收費高昂,PAMO 提倡的是「大腦武裝」,當車禍發生時,線上律師團提供策略,教你怎麼做筆錄、怎麼蒐證、怎麼判斷對方開價合不合理等。

施律師表示,他們的目標是讓客戶在面對不確定的風險時,背後有個軍師,能安心地睡個好覺 。平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。

平時保留好收入證明、發生事故時懂得不亂說話、與各方談判時掌握對應策略 。 / 圖片來源: Nano Banana

從違停的陷阱到訂閱制的解方,我們正處於交通與法律的轉型期。未來,挑戰將更加嚴峻。

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當 AI 與自駕車(Level 4/5)真正上路,一旦發生事故,責任主體將從「駕駛人」轉向「車廠」或「演算法系統」 。屆時,誰該負責?怎麼舉證?

但在那天來臨之前,面對馬路上的豪車、零工騎士與法律陷阱,你選擇相信運氣,還是相信策略? 先「武裝好自己的大腦」,或許才是現代駕駛人最明智的保險。

PAMO車禍線上律師官網:https://pse.is/8juv6k 

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歐洲人到來之前,美洲本土的金屬工具人
寒波_96
・2021/04/09 ・4457字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 556 ・八年級

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美洲原創金屬工藝,鮮為後世人知

公元 1521 年,埃爾南.科爾特斯(Hernán Cortés)征服阿茲特克帝國,將殖民地命名為「新西班牙」。1537 年,接管新西班牙的安東尼奧・德門多薩(Antonio de Mendoza)寫信給伊莎貝拉女王,索求懂得開採與冶煉礦石的工具人,以便生產大炮。

總督隔年收到女王的回信:「你已經知道,你的需求當地就有。有人跟我說,那塊土地蘊藏豐富的銅礦,如果那兒就有懂得處理金屬的工匠,你可以自行安排,取得需要的量。」

出自 16 世紀的《Mapa Tlotzin》,一位美洲金屬工匠,正在用傳統的吹管冶煉金屬。圖/參考資料 2

許多人認為,在歐洲人殖民美洲以前,美洲除了金、銀等少數裝飾品外,缺乏實用性的金屬技術,這也是美洲原住民被輕易征服的一大關鍵。畢竟所謂「槍炮、病菌與鋼鐵」,沒有金屬,也就不會有槍炮和鋼鐵。

然而很少人知道,西班牙人在中美洲的殖民統治,至少前一個世紀相當仰賴美洲本土的金屬工具人。歐洲人抵達以前的中美洲,也許規模很有限,不過確實已經有些原住民專家,掌握操弄金屬的技藝。[1, 2, 3]

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另一方面,最近發現北美洲的大湖區,或許是全世界最早開採銅礦,使用金屬工具的地區。這些知名度極低的美洲原住民金屬技藝,最近一系列考古研究令人眼界大開。

北美洲銅器工藝,延續數千年

五大湖區位於如今的美國、加拿大之間,擁有優質的銅礦。考古學家早就知道古時候這兒的居民,會開採銅礦與加工處理,製作矛頭、箭頭、刀、斧、魚鉤等工具;這批人被稱為 Old Copper Complex,估且稱之為「老銅文化」。

老銅文化的銅製魚鈎。圖/參考資料 4

2021 年發表的新研究想探討老銅文化的年代,便由密西根兩處地點,基維諾半島(Keweenaw Peninsula)和蘇必略湖中的皇家島(Isle Royale),搜集 53 個碳同位素定年的結果。[4, 5, 6]

比對發現,與銅製品直接相關,例如綁著矛頭的木棒,和取自地層的樣本(如木炭)相比,年齡普遍比較老。這表示地層無法代表銅器的年代,必須使用和銅器有直接關係的材料,方能判斷銅器年資。符合此一標準的樣本共 15 件,年代介於距今 3580 到 8500 年前。

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另一方面,當地銅礦中有 0.2 到 1.4% 的鉛,採礦提煉會造成鉛的外洩。環境沉積物中偵測到鉛的增加,或許是古代採礦活動的見證。

不同湖的沉積物,鉛含量高峰不一樣,可能反映不同地點,在不同時間的採礦活動。該區域整體的鉛含量距今 9500 年前起有所升高,到 5000 年前降低。

現代實驗製作的銅製工具。圖/參考資料 5

綜合看來,比較肯定老銅文化始於距今 8500 年前,也許是更加資深的 9500 年前。接著在 5000 到 7000 年前達到高峰,隨後衰退,可能終結於 3600 年前之後。

若是年代正確,意謂老銅文化的誕生時期,和最早用銅的中東人差不多。奇妙的是,北美洲用銅幾千年後,不但沒有繼續發展出青銅合金之類的進步科技,反而放棄不再使用金屬。

沒有研發出青銅,也許是缺乏製作合金的金屬材料,如砷、錫、鋅。實驗也指出,用高純度的銅製作工具,實用效果未必比石器、骨器更好;而採礦應該更耗成本。這些因素都可能導致古銅文化的終結。

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我家門前有小河,後面有森林,森林旁邊銅礦多,銅礦紅似火

另一篇 2020 年發表的論文,報告在墨西哥的太平洋側,El Manchón 遺址的調查。此處埋藏著原住民工匠,替殖民者生產金屬的第一手線索。

論文作者只有 2 位,Dorothy Hosler 是專精美洲原住民金屬工藝的老牌學者;遺址的挖掘時間其實早在 2001 到 2006 年,後來該區域卻成為毒梟的地盤,無法繼續探索。

El Manchón 遺址的地點。圖/參考資料 5

事隔多年之後,另一位作者,新生代學者 Johan García Zaldúa 又帶來葡萄牙、西班牙、墨西哥文獻紀錄的分析。使得這項研究包含歷史學、考古學、民族學和材料科學的多元資訊,更加完整。

El Manchón 海拔 1350 公尺,位於山谷內,對外交通不便,不適合耕種;不過 1.5 公里外的 Los Cimientos 遺址不難種出玉米、豆類等作物,足以支持日常生活。當年之所以有人長居山谷內,目的很可能是開採與冶煉銅礦。

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這兒不但有豐富的銅礦,還有河流經過,更重要的是附近長滿橡樹和松樹。冶煉金屬需要大量燃料,當時技術如果生產 1 倍的銅,估計需要 20 到 50 倍的木炭。橡樹和松樹能作為高品質的木炭,使得 El Manchón 成為理想的採礦據點。

El Manchón 遺址內部。圖/參考資料 5

中美洲工具人,升級歐洲科技大煉銅

遺址內有三處區域被深入挖掘,只有一處直接留存冶煉銅礦的跡象(Sector 2)。根據附近村裡最老的人回憶,El Manchón 在他曾祖父的年代已經不再開爐,加上碳同位素定年,論文推測煉銅的肯定年代,介於公元 1630 到 1825 年。

不過當地最早有人活動,至少從公元 1250 年開始。也就是說,El Manchón 的使用時間,包含西班牙殖民之前到之後各幾百年。

論文認為當地在歐洲人到來以前,多半已經開始冶煉銅礦,只是規模有限。隨後大量生產金屬之下,較早煉銅的痕跡都被摧毀,無法分辨。

南美洲安地斯地區的莫切文化,展現用吹管冶煉金屬的陶製雕像。圖/參考資料 2

在哥倫布之前,中美洲原住民已經有能力處理銅,甚至是難度更高的青銅,其源頭似乎能追溯到南美洲的安地斯地區,沿著海岸路線傳入中美洲。不過冶煉方法比較原始,使用吹管(blowpipe)和坩堝(crucible)為工具。

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然而,遺址內曾經炙熱的熔爐,至少達到過攝氏 1150 度。光憑簡單的吹管與坩堝,不可能上升到如此高溫。

由現場跡象研判,熔爐應該與風箱(bellow)合體,加強效能。這是美洲的遺址,首度出土這般升級版的熔爐。

風箱是殖民者從歐洲引進的科技,實際操作的原住民金屬工匠,顯然順利將新玩意融入舊體系,達到產量大躍進的結果。

熔爐、風箱等整套冶煉裝備的推論佈局。圖/參考資料 5

西班牙征服者,其實高度依賴這群原住民

一些文獻紀錄,以及上述的考古調查都證實,掌握金屬技藝的原住民專家,對普遍不懂採礦、冶金的歐洲殖民者幫助很大(西班牙本土缺乏銅礦,也沒有金屬技師)。

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乍看之下科技進步,擁有「槍炮,病菌與鋼鐵」的歐洲征服者,在殖民美洲的初期,事實上高度依賴原住民工匠,替他們生產鍋子、水壺、硬幣、大炮等金屬產品。

原住民與殖民者之間除了對抗,在各層面也有廣泛的合作,互相利用。例如掌握難以替代技術的美洲工匠,因此得到談判籌碼,獲得免稅之類的經濟利益和特權。

與阿茲特克帝國同時存在,疆域主要位於墨西哥的米卻肯州(Michoacán)的塔拉斯卡王國(Tarascan state)善於金屬工藝,當時便選擇與西班牙人合作,度過一段相對平穩的時光。

而 El Manchón 這類交通偏遠之處,受到外界影響相對較小也較晚,早期合作的模式,似乎延續更久。

墨西哥的米卻肯州(Michoacán)古色古香的手動風箱熔爐,一直使用到不久以前。主要設計應該和 El Manchón 遺址當年的冶煉方式類似。圖/參考資料 5

過去探討西班牙殖民統治時,對具備金屬專業,而在殖民時代獲得一席之地,擁有經濟、政治協商籌碼的原住民工具人,所知較為不足,新研究對這塊有所補充。

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物質層面之外,也不可忽視歐洲人殖民,對美洲社會劇烈的文化衝擊。中部美洲的原住民雖然原本就會少量使用金屬工具,對金屬的看法,仍時常帶有超自然力量的信仰成分,例如亮晶晶的銅銀合金,便被視為具有神聖性。

歐洲人殖民美洲以後,原本神聖的材料金屬,不但需要大量增產以滿足貪婪的外來政權,還被做成大炮、硬幣等富含毀滅本土力量的工具。原住民們的心理陰影面積,恐怕難以衡量。

儘管規模確實很有限,被殖民以前的美洲,仍然有發展過自己原創的金屬工藝。下次別再誤會,美洲原住民不懂金屬了。

延伸閱讀

參考資料

  1. Zaldúa, J. G., & Hosler, D. (2020). Copper Smelting at the Archaeological Site of El Manchón, Guerrero: From Indigenous Practice to Colonial-Scale Production. Latin American Antiquity, 31(3), 558-575.
  2. When Worlds Collide: European-Indigenous copper production during the Contact and Early Colonial Period of Michoacán, Mexico (1521-1607)
  3. Mesoamerican copper smelting technology aided colonial weaponry
  4. Pompeani, D. P., Steinman, B. A., Abbott, M. B., Pompeani, K. M., Reardon, W., DePasqual, S., & Mueller, R. H. (2021). ON THE TIMING OF THE OLD COPPER COMPLEX IN NORTH AMERICA: A COMPARISON OF RADIOCARBON DATES FROM DIFFERENT ARCHAEOLOGICAL CONTEXTS. Radiocarbon, 1-19.
  5. Ancient Native Americans were among the world’s first coppersmiths
  6. FLOAT COPPER IN MICHIGAN (pdf)

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。