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【2013回顧】PNAS 十個細菌小故事(上)

陳俊堯
・2014/01/30 ・3621字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 477 ・五年級

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

自從 PanSci 秘密總部下了這道要繳交 2013 回顧文作業的指令後,我寢食難安。細菌無處不在。從大氣雲霧動植物到溫泉沙漠化糞池裡,各有不同專家研究在那個舞台上細菌主角的故事,可是沒有一個人膽敢說自己有能耐追踪細菌在這麼多各領域留下的風流韻事啊!該怎麼做,作業才交得出來哩?想想過去這年常常在美國國家科學院期刊 PNAS 上看到有趣的細菌事跡,我決定要來重新認真檢查今年出現在上頭的研究。在讀了符合初選條件的 998 篇論文的標題後,我選出了自己覺得最好玩的 10 篇故事,推薦給 PanSci 的各位朋友們。過去這一年裡我經常是對著這類研究報告進入夢鄉的啊,過年睡不著的時候或許它們還可以派得上用場。

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圖出自 Nan et al. 原研究.

大睡袋的優雅滑行

過年一定要給它睡到飽;最好是拿個大睡袋把自己從頭到腳封起來,誰都不可以來吵。說到這,你有沒有玩過把自己封在睡袋裡,然後再試著往前進?你一定得伸出手往外擠,從外面看就是睡袋腫了個包,不過光靠這突起來的包,睡袋怪獸還是可以往前慢慢移動的。

現在要講的這篇研究解開了困惑學界數十年的大謎團。Myxobacteria 這類細菌會動,可是怎麼移動一直沒人找出答案。細菌的運動要靠鞭毛,可是這些細菌根本沒有這構造。如果把它們放到光學顯微鏡底下觀察,你可以看見這細菌輕輕滑過玻片表面,好像啥也不用做就能保持前進,優雅得很,也因此得到了滑走細菌(gliding bacteria)的稱號。這篇研究裡發現這群細菌的細胞裡有很多個 AglR 蛋白。這些蛋白在細胞膜底下沿著軌道運行,從細胞外面看就會是小突起劃著螺紋軌跡移動,幫助這隻細菌在固體表面前進,就像睡袋裡的你可以持續緩慢優雅地向床尾前進一樣。不過如果你要做這個實驗,請注意摔下床時不要以頭著地。

研究原文

Nan B, Bandaria JN, Moghtaderi A, Sun IH, Yildiz A, Zusman DR. Flagella stator homologs function as motors for myxobacterial gliding motility by moving in helical trajectories. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Apr 16;110(16):E1508-13. doi: 10.1073/pnas.1219982110.

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圖出自 Friedlander et al. 原研究.

長尾巴的好處

很多細菌隨著水四處遷徙,直到找到不錯的地方就待下來,開始定居生活。住下來的細菌為了保護自己,會用大量多醣類在細胞外堆出驚人的城堡,叫做生物膜(biofilm)。我們經常發現浴室物品表面滑滑的,應該就是借住你家細菌的生物膜公寓。浴缸上的生物膜拿塊菜瓜布就解決了,如果這生物膜出現在海底管線或醫療管線中,那就是大問題了。所以很多人都在想辦法阻止細菌黏上這些設備。

要阻止細菌附著,用抗生素是個方法,但不是每個狀況都能用,也常常效果不好。這篇研究裡作者發現使用有花紋的平面,受測的大腸桿菌比較不容易附著;在測試的兩小時內效果顯著。不過一旦時間拉長,在花紋面上的細菌附著的比在光滑面上附著的還要多。這怎麼會出現龜兔賽跑裡強弱互換的情節哩?原來一開始有花紋的平面在紋路溝槽裡會抓住小氣泡,與水相斥,所以細菌比較容易黏在光滑面上。接著細菌分泌某些物質增加親水性,讓自己可以貼在這些平面上。這時兩種平面就該打成平手,一樣好黏。接著神奇的事發生了,研究人員發現受測的細菌會把鞭毛卡進溝槽裡增加附著的面積,這樣就抓得更牢了。原本以為花紋面可以阻擋細菌附著的,沒想到反而有反效果耶。這次這場比賽是人輸了,我們期待下一回合吧!

研究原文

Friedlander RS, Vlamakis H, Kim P, Khan M, Kolter R, Aizenberg J. Bacterial flagella explore microscale hummocks and hollows to increase adhesion. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Apr 2;110(14):5624-9. doi: 10.1073/pnas.1219662110.

 

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圖出自 J. R. Meyer 解析文.

噬菌體:免疫系統最前線?

你一定知道,想要對付敵手的進攻,把它怕的東西抓來守大門就對了。

這篇研究講的就是這一個道理,可是它卻發生在一個我完全沒想到情境上。這實在是個太大膽的推論,忍不住要跟大家分享。故事起因於一群海洋病毒學家發現了一個現象:在海洋動物的黏液裡,有大量的噬菌體的基因出現。進一步比對發現從海葵多毛類到魚類人類都有這個現象。他們回實驗室用能分泌黏液的人類細胞株進行測試,發現這些細胞果然可以留住比較多的 T4 噬菌體

為什麼呢?動物的黏液被認為只要用來對付外界微生物的屏障,為什麼和獵殺細菌的噬菌體有關?難道這樣可以用來對抗細菌的進攻嗎?他們在這些能分泌黏液的細胞上先加 T4 噬菌體附著在黏液裡,再加入大腸桿菌,結果發現因為噬菌體的關係,成功留在動物細胞上的細菌數量顯著變少。

這群研究人員證實了噬菌體可以利用外鞘蛋白裡 hoc 基因產物裡的類抗體區段(Ig-like domain)來和人類黏液蛋白(mucin)結合。接著他們遍尋前人的基因資料庫,發現類抗體區段的基因真的在各種黏液樣本裡出現的機率比較高。這下假設清楚了:動物黏液裡有大量黏液蛋白,而噬菌體的外鞘上有類抗體區段可以和黏液蛋白結合而被拉住。噬菌體長得像登月小艇,外鞘蛋白裡包著 DNA,用尾部感染細菌。黏液拉住了噬菌體的頭,把尾部朝向外面的敵人。如果有細菌膽敢進攻,一定會先接觸到噬菌體的尾部而被攻擊。雖然這個假設還有一些不確定的地方(請看這篇解析),不過看起來是個相當可行的假設。我們動物是不是利用黏液來收編噬菌體,當做免疫系統的傭兵呢?

研究原文

Barr JJ, Auro R, Furlan M, Whiteson KL, Erb ML, Pogliano J, Stotland A, Wolkowicz R, Cutting AS, Doran KS, Salamon P, Youle M, Rohwer F. Bacteriophage adhering to mucus provide a non-host-derived immunity. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jun 25;110(26):10771-6. doi: 10.1073/pnas.1305923110.

 

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圖出自 Vega et al. 原研究.

靜靜聽,偷偷用

沙門氏桿菌在人類造成傷寒或腸胃炎,經由受到糞便污染的食物進入人體,是典型的病從口入型小惡魔。最近幾年這群細菌的神奇本領一項一項被發現,這篇研究談的就是其中的一種。

過去研究裡知道大腸桿菌會製造吲哚(indole),而且對大腸桿菌來說, 吲哚是個警告訊息, 細菌在偵測到附近有吲哚時會提高警戒, 其中一項改變是製造並啟動外送幫浦蛋白來對付抗生素。在細菌族群裡如果有一隻細菌發現附近有抗生素出現, 便會快速釋出吲哚,警告其它同伴們趕快應變,就像群居的土撥鼠會用叫聲告訴同伴敵人來了快躲起來一樣(有興趣的人可以試試這個連結)。

不過沙門氏桿菌沒有製造吲哚的能力,演不出一場感人的捨己救人的好戲。它的手段更高明:偷聽人家的就好了。當有抗生素出現在動物腸道裡的時候,在地居民大腸桿菌會發揮守望相助的精神警告同伴,大家趕快啟動保命機制。而沙門氏桿菌是外地來的壞人,學會了大腸桿菌的化學語言,只要聽到大腸桿菌在警戒了,自己也趕快武裝起來。腸道裡是一定會有大腸桿菌的,所以沙門氏桿菌可以放心地把命交在這些在地居民的身上。

研究原文

Vega NM, Allison KR, Samuels AN, Klempner MS, Collins JJ. Salmonella typhimurium intercepts Escherichia coli signaling to enhance antibiotic tolerance. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Aug 27;110(35):14420-5. doi: 10.1073/pnas.1308085110.

 

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圖為斑點鬣狗小朋友。取自維基百科

是不是朋友?讓我多聞一下

你一定有過類似的經驗,人有味道,有些人的氣味就是會讓你特別坐立難安(想要撲上去),有些氣味就讓你覺得不喜歡想逃避。

接下來介紹的這篇就是有關氣味的研究。這是個後續研究。這群學者在 2012 年發表了第一集(過去談過這篇啦,我要買一瓶魅力倍增菌!),現在收集了更多證據回來發表了第二集。這群作者在 2012 年時證實一個學界猜想很久但苦無直接證據的假說。哺乳類動物可以利用氣味來辨識族群,但是同一個物種的動物,如何能製造出這種隨族群,甚至隨個體而改變的獨特氣味?答案是,靠身上的細菌,把皮膚分泌的油脂發酵代謝成短鏈脂肪酸。每個人、每隻動物皮膚上帶的細菌組成不一樣,而這個差異可能就決定了短鏈脂肪酸的組成。這些短鏈脂肪酸是會揮發的,於是變成了動物可以用嗅覺辨別的氣味。同一族群的個體生活在一起,彼此間接觸機會多,身上帶的細菌組成比較像,就會帶有比較熟悉的氣味。

他們在 2012 年證實四群在肯亞的斑點鬣狗(spotted hyena)在氣味腺各自有自己族群獨特的細組成。這次他們帶來更清楚的證據來支持這個”發酵氣味假說”。這次研究包括一群 斑點鬣狗和兩群條紋鬣狗(striped hyena)。結果發現三群鬣狗在氣味腺的細菌組成不相同,斑點鬣狗和條紋鬣狗差異很大。他們同時也看短鏈脂肪酸的組成差異,發現趨勢跟菌相組成相近。在同一族群裡的個體也會因為性別、年紀及生殖週期而有菌相及短鏈脂肪酸組成上的明顯差異。這個研究進一步證明了哺乳類的確有利用細菌創造各門派獨特氣味的能力。”友多聞”要有新定義了,下次認識新朋友時,記得要多聞一下。

研究原文

Theis KR, Venkataraman A, Dycus JA, Koonter KD, Schmitt-Matzen EN, Wagner AP, Holekamp KE, Schmidt TM. Symbiotic bacteria appear to mediate hyena social odors. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Dec 3;110(49):19832-7. doi: 10.1073/pnas.1306477110.

後面還有五個故事,在下集


數感宇宙探索課程,現正募資中!

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陳俊堯
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慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。


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既是科學家,也是樂團鼓手!──專訪數學物理學家程之寧

研之有物│中央研究院_96
・2022/03/11 ・5978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|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。

中研院數學所程之寧研究員,主要研究 K3 曲面(特殊的四維空間)的弦論,她發現模函數和有限對稱群之間有 23 個新的數學關聯,稱之為「伴影月光猜想」(Umbral Moonshine)。圖/研之有物

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。

在弦論的設定中,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。圖/iStock
  • 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。

程之寧向「研之有物」採訪團隊解釋「把維度乘起來」的概念。圖/研之有物
  • 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。

數學家有兩種,一種人喜歡建立美麗又有系統性的結構,另一種人喜歡尋找和收集奇怪特殊的數學物件(比如函數),程之寧表示自己屬於後者。圖/研之有物
  • 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?」

程之寧表示,學術界仍有許多性別不平等問題未受重視。圖/研之有物
  • 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》

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