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【Gene思書齋】E. O. 威爾森給青年科學家的信

Gene Ng_96
・2014/03/07 ・5059字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 565 ・九年級

在我大三正準備要進研究所時,有本書出版了,是諾貝爾生理醫學獎得主、西班牙神經生物學大師桑地牙哥.拉蒙卡哈(Santiago Ramon y Cajal)的《研究科學的第一步--給年輕探索的建議》Advice for a Young Investigator)。這本書對台灣還有一個意義是,19 世紀的西班牙,在政治和科學的領域都不是歐洲的強權國家,就像台灣一樣。

我大四修研究所的神經科學兩個學期,常常會在課堂上聽說這個那個近年剛實證的發現,其實拉蒙卡哈早在好幾十年前就已經提出了等等,以及拉蒙卡哈用傳統神經染色而手繪的圖,仍因精確度很高而還有極大的參觀價值等等,現在即使有了先進的細胞生物學技術,新的發現仍和及拉蒙卡哈的出入極少。

年輕的拉蒙卡哈在沒有任何人的引領下跨入科學研究領域,後來終於成為西班牙少數享譽國際的科學家。他希望可以透過《研究科學的第一步》,將自己的心路歷程,告訴有志於科學研究的年輕人,幫助他們在初入科學研究領域時,建立正確的研究態度與方法。不過,《研究科學的第一步》也絕版了。

給青年科學家的信Letters to a Young Scientist

當這本愛德華‧奧斯本‧威爾森(Edward Osborne Wilson)的《給青年科學家的信》Letters to a Young Scientist),就有不少當上教授的朋友在臉書推薦。作為E. O. 威爾森的粉絲,我當然也要大力推薦!

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E. O. 威爾森是我最敬重的科學家之一!事實上,我毅然決定不念台大醬料而念生命科學,後來從事演化生物學的研究,除了《侏羅紀公園》(Jurassic Park)給我的震撼,另一大原因就是因為在選科系前,讀了威爾森的自傳《大自然的獵人:博物學家威爾森》Naturalist),發現生物學的世界真的是太他X的有趣了,為何要在小房間和病人玩打針吃藥的遊戲呢?

E. O. 威爾森是當代最重要的昆蟲學家、生物學家與作家,被喻為「生物多樣性之父」、「社會生物學之父」,以生態學、社會生物學和螞蟻研究而享譽全球,是美國國家 科學院院士。曾任哈佛大學機體與演化生物學系教授,哈佛大學比較動物學博物館的昆蟲館名譽館長,也是佩萊格里諾講座大學研究教授(Joseph Pellegrino University Research Professor)。在哈佛大學,「大學教授」(Harvard University Professor)是最高的榮譽,全校一共才廿幾位教授能榮獲該講座,可以在任何科系開課!

除了卓越的研究,E. O. 威爾森也是不可多得的科學作家,曾兩度獲得普立茲獎(Pulitzer Prize),一次是以《論人性》On Human Nature),另一次是和Bert Hölldobler合著的The Ants。他有好幾本書有中譯本,雖然比較早出版的大多絕版了,不過圖書館應該可以找到,例如《繽紛的生命:造訪基因庫的燦爛國度》The Diversity of Life)、《Consilience—知識大融通》Consilience)、《螞蟻‧螞蟻》Journey to the Ants: A Story of Scientific Exploration)、《生物圈的未來》The Future of Life)、《蟻丘之歌》Anthill: A Novel)。

E. O. 威爾森的文筆絕佳,不管是學術著作還是科普作品,都深受歡迎!美國筆會(PEN American Center)還有一個以他命名的文學獎項--「筆會/E. O. 威爾森文學科學寫作獎」(PEN/E. O. Wilson Literary Science Writing Award),獎金一萬元美金,是由E. O. 威爾森、好萊塢名星哈里遜·福特(Harrison Ford)以及E. O. 威爾森生物多樣性基金會(E. O. Wilson Biodiversity Foundation)創辦的。此獎項的目的是鼓勵如瑞秋·卡森(Rachel Carson)的《寂靜的春天》(Silent Spring)和詹姆斯·華生(James D. Watson)的《雙螺旋─DNA結構發現者的青春告白》The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA)之類,向大眾介紹科學並且深具影響力的科普作品。

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第一屆筆會/E. O. 威爾森文學科學寫作獎得主是辛達塔·穆克吉(Siddhartha Mukherjee)的《萬病之王》The Emperor of All Maladies: A Biography of Cancer)(請參見〈癌症的人性傳記-萬病之王〉),第二屆得主是詹姆斯·葛雷易克(James Gleick)的《資訊:一段歷史、一個理論、一股洪流》The Information: A History, a Theory, a Flood)、第三屆是曼羅迪諾(Leonard Mlodinow)的《潛意識正在控制你的行為》Subliminal: How Your Unconscious Mind Rules Your Behavior)(請參見〈潛意識正在控制你的行為嗎?〉)。這些不可多得的科普好書都有繁體中譯本。

在這本《給青年科學家的信》中,E. O. 威爾森述說了許多他的研究經驗,這些出自大師的想法,是在一般論文學不到的。當然,沒有人可以讀了《研究科學的第一步》《給青年科學家的信》就清楚要怎麼做研究。要認真做科學研究,最重要的仍是要找到明師!要如何找對導師及念好研究所,請參考這本E. O. 威爾森也大力推薦的《研究所這條路:升學、研究、社交、謀職一把罩的研究所生存術》Getting What You Came For: The Smart Student’s Guide to Earning a Master’s or Ph.D.)(請參見〈研究所這條路上,工欲善其事,必先利其器!〉)。

過去也有一本好書《天才的學徒:建構叱吒風雲的科學王朝》Apprentice to Genius: The Making of a Scientific Dynasty), 描寫和分析了科學界的師徒制度。科學是理性的,可是科學研究的過程,是一門藝術,是師父領進門,修行在個人的。而且,人性與人際關係也扮演著重要的角色,科學家也有可愛和可恨的七情六慾,有機會也該讀讀詹姆斯‧D‧華生(James D. Watson)的《雙螺旋─DNA結構發現者的青春告白》The Double Helix: A Personal Account of the Discovery of the Structure of DNA)。

如果有機會,更該讀讀E. O. 威爾森的《大自然的獵人》, 你會對他的學術生涯更清楚。E. O. 威爾森指出,天分和數學技巧並非卓越科學家的必要條件,懷抱著探索未知事物的熱情才是一切的基石。其實我自己也見過許多在各方面天分極佳的人,反而沒有在 他們能夠發揮天分之處成功,關鍵其實是在能不能鍥而不捨!而能夠在不斷遭受挫折後還鍥而不捨的動力,就是來自熱情!

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雖然《大自然的獵人》也有提到,可是E. O. 威爾森的《給青年科學家的信》更清楚地敍述了他的數學能力,在當上哈佛的終身教授後才修微積分,而且還拿了C。E. O. 威爾森在1967年和麥克亞瑟(Robert H. MacArthur)出版了地理生態學的The Theory of Island Biogeography,是本劃時代的巨著,他們建構的數學和生態模型,迄今仍在生態學上有重要的應用。我博班念生態學的時候就要讀他們的模型,完全無法想像到是數學白癡做出來的XD

E. O. 威爾森是傑出的螞蟻專家,研究的螞蟻是真社會生物,他在1975年出版了劃時代的《社會生物學:新綜合理論》Sociobiology: The New Synthesis),把所有關於社會生物的知識和理論做了很完整的整理,這部巨著迄今還有人在研讀,去年出版社還很有勇氣地出了四大冊的中文版!不過E. O. 威爾森《社會生物學》曾釀出很大的政治風波,因為他在最後一章討論了人類,激怒了一些學者和社運人士,攻擊他在倡導生物決定論。

攻擊他最強力者,還有來自哈佛同系所的同事--鼎鼎大名的古生物學家古爾德(Stephen Jay Gould,1941–2002)〔著有《達爾文大震撼 —課本學不到的生命史》Ever Since Darwin: Reflections in Natural History)、《貓熊的大姆指:聽聽古爾德又怎麼說》The Panda’s Thumb: More Reflections in Natural History)、《千禧年--古爾德三問》Questioning the Millennium: A Rationalist’s Guide to a Precisely Arbitrary Countdown)、《生命的壯闊》Full House: The Spread of Excellence from Plato to Darwin)〕 和族群遺傳學家路翁亭(Richard Lewontin,1929–)。他們在哈佛大學成立社會生物研究團,以破壞其理論根基和回應社會生物學家的發現宣稱。他們所針對的,主於集中於社會生物 學認為基因在人類行為扮演了中心角色的主張。他們認為,天擇無法解釋所有人類的行為,因為有些行為是腦演化的副產物,而非天擇主要的作用對象等等。

在學界和社會上受到了大力的抨擊,讓內向害差的政治白癡E. O. 威爾森開始反思,他思考人的思考和活動方式能否深受生理條件制約,可以用演化論分析其行為。他也展開社會科學和人文學科的探索,並把心得寫成了普立茲得獎之作《論人性》On Human Nature),透過社會生物學的角度,從對社會性物種以及與人類相近的靈長類物種的觀察研究,加上對人類文明特性的探析,以攻擊、性行為、利他主義與宗教四大主題,推演出人性的起源;後來還寫了《Consilience—知識大融通》, 從古希臘學者對知識統合的追尋談起,然後論及啟蒙時代後兩百年內的知識分裂過程,再探討知識統合理念的復甦。

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E. O. 威爾森的《大自然的獵人》也提到了所謂的分子大戰,就是受化學和物理影響的分子生物學興起〔關於這場革命的歷史,最佳讀物是三大冊《創世第八天:二十世紀分子生物學革命首部曲 DNA》《創世第八天:二十世紀分子生物學革命二部曲 RNA》《創世第八天:二十世紀分子生物學革命三部曲 蛋白質》The Eighth Day of Creation: Makers of the Revolution in Biology)〕, 科學金童華生到了哈佛任教後,排擠生態學和分類學等傳統生物學,後來哈佛生物系還分裂成了兩個系--機體與演化生物學系(Department of Organismic and Evolutionary Biology)及分子與細胞生物學系(Department of Molecular and Cellular Biology)。不過,有趣的是,過了卅卌年後,有些兩邊的研究,慢慢走向了統合,像我的研究就涉及了機體與演化生物學及分子與細胞生物學。

E. O. 威爾森的研究也擴及整個地球生態圈,對於推展生物多樣性研究有著卓越貢獻,他雖然受的是傳統的分類學訓練,但也重視科技對分類學發展的貢獻。在他提議策畫下,建立起收納全球物種資料的線上生物百科全書,任何人在全世界任何一個角落連上網路,就可以進入eol.org網頁查詢。

E. O. 威爾森的學術歷程非常勵志,也值得大家學習的一點是,和很多曠世奇才不同的,E. O. 威爾森並非來自人生勝利組。他是來自美國南方落後州鄉下的小孩,大學念的是二、三流的阿拉巴馬大學,到哈佛念博士班畢業後,當上助理教授,然後一路艱辛地升上正教授,甚至「大學教授」,當選美國國家科學院院士,也榮獲了對諾貝爾獎遺漏的科學領域的基本研究予以提倡和獎勵的克拉福德獎(Crafoord Prize)。他的經歷,再再說明了後天努力的重要性!他在《大自然的獵人》《給青年科學家的信》提到他和各界菁英合作的經歷,顯示在科學研究中,團隊精神的重要性!

《給青年科學家的信》裡廿封信,真誠、平易且完整呈現了E. O. 威爾森對於科學之道的洞見哲思,值得任何年紀的科學家一讀!

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給青年科學家的信

 

本文原刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 16 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋
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發炎性腸道疾病的獵奇療法:來一杯「鉤蟲卵」吧!——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/24 ・2290字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

上一節,我提到了犬蛔蟲,我好不容易才忍住沒有提另外一種寄生蟲:蠕蟲。這類寄生蟲成員眾多,個個都是入侵或躲避免疫系統的行家,牠們有許多花招可以幫助牠們在人體內存活下來、繁榮昌盛。牠們之所以需要這些花招,是因為作為寄生蟲,牠們的個頭太大了,免疫系統不可能看不到牠們。即使是較小的蠕蟲物種,也有幾公釐長,跟病毒或細菌比起來,可謂龐然大物。

蠕蟲感染者的腸道 X 光照片,圖中黑線都是蠕蟲。圖/WIKIPEDIA by Secretariat

在世界上許多較貧窮的地區,由於衛生條件較差,蠕蟲帶來了無盡的痛苦:據統計,世界上約四分之一的人口感染了某種類型的蠕蟲。衛生機構正在嘗試使用預防、清潔的手段和抗蟲藥物來緩解疫情。與此同時,在已開發國家,人們已經成功消滅了蠕蟲疾病。

也許有點過於成功。

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免疫反應有幾種不同的形式。我們理解得最透徹的兩種是 Th1 和 Th2(Th 代表輔助 T 細胞,這是一種重要的 T 細胞)。它們的細節比較複雜,但大體畫面是這樣的:這兩種反應處理的是不同類型的感染——Th1 類型的輔助 T 細胞會向吞噬細胞和胞毒 T 細胞發出啟動訊號。聽到「集結號」之後,這些細胞會追蹤並摧毀任何被病毒或特定細菌感染的人類細胞。與此相反,Th2 反應是直接攻擊那些尚未入侵人體的病原體,Th2 細胞會啟動一種叫作嗜酸性球(eosinophils)的免疫細胞,來殺死蠕蟲。只要一種 Th 反應上調,另外一種就會下調。這種機制是合理的,因為這樣可以節約身體的資源,並降低免疫反應的副作用。

TH2 細胞(左)正在被 B 細胞(右)活化。圖/WIKIPEDIA

蠕蟲激發的正是 Th2 反應。有人因此認為,此消彼長,在那些蠕蟲病發病率較高的國家,過敏反應( Th1)的概率恰恰因此更低。(在過去幾十年裡,已開發國家裡出現過敏反應的人越來越多)。流行病調查顯示:蠕蟲越是肆虐,過敏反應就越少。

蠕蟲採取的各種躲避和反擊策略,以及牠們的存在本身,都會對免疫系統產生影響。一個效果就是牠們會抑制發炎反應——要知道,世界上有許多人巴不得他們的發炎反應受到一點抑制呢。

因此,許多患有慢性自體免疫疾病(比如,發炎性腸道疾病)的人現在正在接受蠕蟲療法(用的是鉤蟲),針對其他發炎疾病的臨床治療也正在測試。

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鉤蟲, 被用在慢性自體免疫疾病的蠕蟲療法 。圖/WIKIPEDIA

這聽起來有點怪誕:有人竟希望——不,堅持要——被寄生蟲感染。他們向醫生求助,醫生給他們的藥是一小杯鉤蟲卵,然後他們就喝下去了。在他們的胃裡,這些卵會孵化,幼蟲會爬出來。然後,不知怎的,患者就感覺好多了。當然,鉤蟲不會存活很久(醫生選擇的物種並不會在人體腸道內存活很久,否則就會有新的麻煩了),因此,過一段時間,患者又要接受新一輪的感染,以維持免疫系統的平衡。

當然,如果我們可以不用蟲子(比如使用其中的有效成分,類似某種「鉤蟲萃取物」的藥物)就可以治療疾病,那就更好了。但是,目前還沒人知道到底哪些成分重要——而且似乎要見效,必須要用活的蠕蟲。

為了解釋關於蠕蟲的這個情況,研究人員提出了「老朋友假說」(old-friends hypothesis),這是「衛生假說」的一個改良版。你也許聽說過「衛生假說」,它已經流傳了很長一段時間,但直到一九八九年才由大衛.斯特拉昌(David Strachan)正式提出。他進行的流行病學調查顯示,那些在農場裡或田野邊上長大的孩子要比那些在城市裡長大的同齡人更少患上過敏。從此之後,「衛生假說」就被用於描述許多不同的觀念,其中一些得到了研究支持,而另一些則沒有。

總的來說,老朋友假說的大意是,人類的免疫系統是在一個充滿微生物的世界裡發育的,我們經常要跟許許多多的微生物打交道。我們已經看到了免疫系統跟腸道微生物的密切聯繫,但是這樣的親密關係也可能會擴展到病原體。免疫系統已經對一定程度的接觸和較量習以為常了。現代西方社會,是人類有史以來最愛清潔、刷洗、消毒的階段,我們受感染的機會大大減少——但這破壞了免疫系統的平衡。我們的免疫系統習慣了跟某些病原體對抗,一旦沒有了對手,它就會工作失常。因此,嬰兒和小朋友也許最好要接觸一點髒東西。

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現代社會,是人類有史以來最愛清潔及消毒的階段,我們受感染的機會大大減少,但這破壞了免疫系統的平衡。圖/Pixabay

顯然,你不希望你的孩子臉上有霍亂弧菌,雖然研究人員在二○○○年發現結核病對預防氣喘有幫助,但這並不意味著你要讓孩子染上結核。但是「髒東西」裡含有許多常見病原菌的減毒突變株(不再那麼有害),這可能對孩子的身體有益。沒有它們,孩子日後也許更容易患上免疫疾病——比如過敏和自體免疫病。

問題是,要多乾淨才算乾淨,要多髒才算髒呢?抱歉,我真的不知道答案。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田

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麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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