三月十三日：蝸牛－《森林秘境：生物學家的自然觀察年誌》

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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生物滅絕是我們所不樂見的，當我們在新聞報導上看到某些物種滅絕，或者瀕臨滅絕，總會感到痛心疾首。不過你知道在過去 50 年間，有一群生物經歷了近乎完全滅絕的慘案，但卻不太為人所知嗎？接下來讓我們一起了解這個悲劇的始末，與殘留的生物究竟是怎樣躲過滅絕的。

太平洋島嶼的蝸牛多樣性世界第一

一般大眾可能對蝸牛的興趣不大，不過在太平洋的眾多島嶼上 (從法屬玻利維亞群島到夏威夷群島)，當地原住民就對蝸牛非常感興趣。這是因為這些島上的原生種蝸牛，許多都有著鮮豔的外殼。像大溪地和夏威夷的原住民會收集並加工這些漂亮的蝸牛殼，做為展示地位象徵的首飾與裝飾品。

根據研究，太平洋群島上的蝸牛多樣性是世界上最高的，因此這些蝸牛不只吸引原住民，也吸引不少研究生物多樣性的專家前來朝聖。

而一場戰爭的到來，不僅打亂了島上居民的生活，也為這些在島上平穩生活的蝸牛們帶來意想不到的腥風血雨。

外來種大亂鬥，原生種蝸牛遭池魚之殃

二次大戰期間，非洲大蝸牛 (Lissachatina fulica) 作為戰備糧食，被大量引進到這些太平洋島嶼¹。而在戰爭後，這些非洲大蝸牛很快就成為當地島嶼的隱患。

非洲大蝸牛是對農業有嚴重危害的外來種，牠們的食量大且食性雜，從農作物、花卉到林木都是牠們的食物，而且牠們的繁殖速度極快，這讓島上很快就遍布非洲大蝸牛。雖然非洲大蝸牛沒有威脅到原生種蝸牛的生存，但數量龐大且食量巨大的非洲大蝸牛，很快就威脅到島上的農作物生產。為了對抗非洲大蝸牛，人類決定用「生物防治法」除掉牠們。而這個決定，敲醒了島上原生種蝸牛滅絕的喪鐘。

生物防治法簡單來說就是利用自然界生物間的平衡力量，也就是利用各種天敵如捕食性昆蟲以及殺蟲微生物等生物性方法消滅外來種。而人類為了對抗非洲大蝸牛，所使用的生物防治法是引進另一外來種——玫瑰蝸牛 (Euglandina rosea)。

玫瑰蝸牛是一種原產於北美南部森林的中等體型蝸牛。和一般蝸牛的草食性不同，玫瑰蝸牛是專吃其他蝸牛的肉食性蝸牛！因此人們想靠玫瑰蝸牛來吃光島上的非洲大蝸牛。1955 年，美國政府開始將玫瑰蝸牛引進夏威夷群島，而其他太平洋島嶼也於 1958 年開始陸續跟進這個做法²。但玫瑰蝸牛引進後，人們很快就發現事情大條了。

首先，非洲大蝸牛的數量並沒有減少，牠們還是大肆地破壞農作物。接著，島上原生種蝸牛的數量越來越少了。後來研究發現，比起來非洲大蝸牛，玫瑰蝸牛更愛吃原生種蝸牛。而原生種蝸牛面對玫瑰蝸牛這種兇猛的外來殺手，根本毫無抵抗力，只能等著被宰。

當人們終於意識到問題的嚴重性並準備做出干預手段時，卻為時已晚。根據研究，夏威夷群島本來有 81 種原生蝸牛。但在引進玫瑰蝸牛的十年後，島上 90% 的原生種蝸牛都被玫瑰蝸牛屠戮殆盡，而夏威夷政府和科學界根本無力阻止這場恐怖的屠殺，最後只能將剩餘的原生種蝸牛移到動物園或保護區做保護。2019 年，世上最後一隻金頂夏威夷樹蝸 (Achatinella apexfulva) — 「喬治」逝世，這標示著又一夏威夷原生種蝸牛滅絕³。而其他太平洋群島狀況也好不到哪去，以大溪地為例，島上本來有 61 種原生蝸牛。在玫瑰蝸牛引進的十年內，56 種原生蝸牛就被消滅殆盡⁴。

這個引進玫瑰蝸牛的決策，可謂是生物防治法上的重大「失敗」案例，不僅消滅不了非洲大蝸牛，還對原生種蝸牛造成毀滅性的打擊。這個案例也告誡人們，未來想要再使用生物防治法時，務必要審慎思考。

不過在這種絕望的情況下，至今仍有少數的原生種蝸牛堅強地在野外生存。這就引起不少科學家的好奇心，想了解這些原生種蝸牛究竟是怎麼逃過玫瑰蝸牛的毒手。而來自密西根大學的生物學家和工程學家，就組成一個跨領域的研究團隊，一起攜手研究出可能的原因⁵。

蝸牛怎麼逃離致命殺手，難道是靠反光？

Partula hyaline (P. hyalina) 是少數仍存活在大溪地森林中的原生種蝸牛，牠們有著白色的外殼，並且大多生活在樹林邊緣。而這兩條線索，讓密西根大學生態學系的兩個專門研究太平洋群島蝸牛滅絕的科學家 —— Cindy Bick 博士和其指導教授Diarmaid Ó Foighil 博士，有了一個 P. hyalina 逃過玫瑰蝸牛追殺的假設。

蝸牛一般生活在比較潮濕，躲避太陽直曬的地方，這是因為蝸牛要維持其皮膚上的黏液。如果在太熱的地方，會讓其皮膚失去黏液，而這對蝸牛來說是致命的。P. hyalina 生活在樹林邊緣，這表示牠生活的環境會比生活在樹林中的玫瑰蝸牛，接受到更多的日照，溫度也更高。而這樣的環境會讓玫瑰蝸牛因過熱而失去黏液，讓玫瑰蝸牛不想接近。

但這樣的環境，對 P. hyalina 而言不會太熱嗎？由於 P. hyalina 的殼是白色的，讓牠能反射更多日光，這樣就能降低日照對牠的影響。因此 Bick 和 Foighil 認為，P. hyalina 因有著白色外殼而能生活在高日照地區，藉此躲避玫瑰蝸牛的追殺。

要驗證這個想法，只需要在蝸牛身上裝上光照感測器，測量並比較 P. hyalina 和玫瑰蝸牛生活環境的光照數值就行了。恩，講得容易，但做起來不簡單。

因為現有的光照感測器都必須裝上鈕扣型電池，這導致感測器的大小 (12*5*4 mm) 會嚴重影響蝸牛的行動。如果會影響蝸牛的行動，就很難還原牠們真實的生活模式，這樣得到光照數值就不會準確。

微型電腦的神助攻

正當 Bick 和 Foighil 苦惱於沒有好的光照感測器時，Bick 得知了一個消息：密西根大學開發出目前公認最小的微型電腦 —— Michigan Micro Mote ( M3 )⁶，大小只有 2*5*2 mm，而這個大小放在蝸牛身上，非常合適。於是她立刻與 M3 的研發團隊聯繫，希望他們能提供協助。而 M3 的研發團隊在深入了解 Bick 和 Foighil 的需求後，決定與 Bick 和 Foighil 組成聯合研究團隊。他們修改了 M3 的程序，並將其改造成能以太陽能發電的微型光照感測器。

研究團隊先在密西根野外測試 M3 安裝在玫瑰蝸牛身上後，並不會影響玫瑰蝸牛的行動，同時 M3 也能長時間的偵測光照數值。確認一切妥當後，他們便前往大溪地進行實驗。

到了大溪地後，他們遇到一個問題，那就是不能在 P. hyalina 身上安裝 M3 。因為P. hyalina 是受保護的瀕危物種，不允許任何可能傷害牠們的行為，於是研究團隊採用間接的方法。由於 P. hyalina 是夜行動物，白天牠們會附在樹葉的背面睡覺，因此研究團隊就將 M3 安裝在 P. hyalina 休息的葉片頂端和底部，來觀察其生活環境的光照數值。研究團隊另外將 M3 安裝在玫瑰蝸牛身上，藉此比較兩者生活環境的光照數值。

結果顯示，白天 P. hyalina 所休息的環境中，其照度^註1 ( 7674-9072 lux )遠超玫瑰蝸牛所能容忍的 ( 540-772 lux )。而這個結果符合 Bick 和 Foighil 的假設，即 P. hyalina 能生活在高日照地區，以此躲避玫瑰蝸牛的追殺。

不過可能會有人好奇，玫瑰蝸牛難道不會在清晨光照較弱的時候，去捕食 P. hyalina 嗎？ 

研究團隊在野外觀察發現，P. hyalina 大約在上午 9 點左右就寢。此時的光照量雖然仍在玫瑰蝸牛的忍受範圍內，但等牠們捕食完再移動回到陰暗處，時間會到上午10 點，而此時的光照量就遠超玫瑰蝸牛的最高容忍值了。因此玫瑰蝸牛若要去捕食 P. hyalina，很可能吃飽後就死在半路上了。

雖然藉著 M3 的協助，證實了 P. hyalina 能生存在光照量較高的環境，但是否光照量是決定 P. hyalina 不被玫瑰蝸牛所捕食的原因，仍需要很多實驗驗證。不過研究團隊表示，這個實驗開啟了研究無脊椎動物的新世界，因為 M3 這種微型電腦的發明，讓隨時監控這些無脊椎動物的生態與行為變成可能。

或許未來隨著 M3 對玫瑰蝸牛與原生種蝸牛的有更多認識的同時，也能找出拯救這些瀕危蝸牛的新方法。甚至隨著微型電腦的廣泛應用，能讓我們看到小型動物更多的生態與行為，大大開啟科學研究的新視野！

註釋

1. 照度：是每單位面積所接收到的光通量，SI 制單位是勒克斯 (lux)。居家的照度一般在 300-500 勒克斯之間。

參考資料

1. 非洲大蝸牛
2. 玫瑰蝸牛
3. 世上最後一隻金頂夏威夷樹蝸「孤獨喬治」逝世，終年14歲
4. Régnier C, Fontaine B, Bouchet P. Not knowing, not recording, not listing: numerous unnoticed mollusk extinctions. Conserv Biol. 2009 Oct;23(5):1214-21. doi: 10.1111/j.1523-1739.2009
5. Bick CS, Lee I, Coote T, Haponski AE, Blaauw D, Foighil DÓ. Millimeter-sized smart sensors reveal that a solar refuge protects tree snail Partula hyalina from extirpation. Commun Biol. 2021 Jun 15;4(1):744.
6. Michigan Micro Mote (M3) makes history as the world’s smallest computer
7. Snails carrying the world’s smallest computer help solve mass extinction survivor mystery

知名國際學術期刊《自然》（Nature）在當地時間 12 月 18 日發表 2017 年科學界的十大年度人物，他們涉及的領域橫跨生物、物理、量子通訊、天文、地球科學與環保，有些人身處第一線創造新突破，也有些人是重要的幕後推手。

他們對這一年的科學發展帶來各種「重要」的影響，有的入選理由會讓你拍手叫好，有的則讓人大皺眉頭。快來看看這十位人物是誰，他們又做了什麼事吧！

編輯基因的生物學家劉如謙（David Liu）

基因編輯技術 CRISPR 雖然是當前的主流，但仍無法實現一些較細緻的基因編輯工程，以 CRISPR-Cas9 為例，雖然科學家可以指揮 Cas9 酶去切開特定一段 DNA，但卻只能依靠細胞自身的 DNA 修復機制來修補，因此產生不可預測性。

而劉如謙在美國博得機構（Broad Institute）的實驗團隊使用一種新的酶，解決了過往的問題。團隊在 2016 年發表了他們第一個鹼基編輯器（base editor），讓科學家首次能對活體細胞基因中單一鹼基對進行可預期的修改。接著在今年十月，劉如謙團隊再次突破，打造出比 CRISPR-Cas9  更可靠的新基因編輯工具：能在不切割 DNA 的情況下，把 A-T 鹼基對轉換成 G-C 鹼基對。這種效率更高且幾乎沒有副作用的新技術，將有機會治療許多基因點突變導致的疾病。

促進整合的天文學家 Marica Branchesi

2017 年 10 月 16 日，美國雷射干涉重力波天文台（簡稱 LIGO)、義大利處女座干涉儀（Virgo interferometer）和眾多的天文台團隊聯合召開記者會宣佈：首次直接觀測到兩顆中子星碰撞合併所產生的重力波與電磁波，這一次的重要觀測成果解決了包含「宇宙重元素從哪裡來」等多道天文物理學謎題。

重力波雖然能看到普通望遠鏡無法看到的宇宙的另一面，但在雙中子星融合的案例中，重力波干涉儀只能偵測到最後幾分鐘，而中子星碰撞的其他資訊或過程中產生的元素，卻只有傳統望遠鏡才能獲得。

然而過去觀測天文學與重力波研究雙方人馬一直沒什麼合作，甚至互相不信任，是 Virgo 合作組織的成員 Marica Branchesi 為物理學家與天文學家搭起溝通的橋樑。她一方面鼓勵物理學家發出重力波事件的預報，即使不確定預報準不準確，而另一方面則說服天文學家，物理學家的意見值得一聽。經過 Branchesi  的努力牽線，至今證實這兩個領域的合作是可行的。

啟發新療法的抗癌鬥士 Emily Whitehead

在 6 月的美國食品藥品管理局（FDA）的會議上，12歲的 Whitehead 走向在台上演講的父親，緊握他的手臂。她的父親正試著說服委員會通過「CAR-T 療法」。Whitehead 五歲時罹患白血病，六歲時成為全世界第一位接受這種細胞免疫療法並痊癒的孩子：流程是將病患的白血球從血液中取出，經過基因重組，變得能夠辨識並攻擊癌症細胞後再輸回病患體內。

雖然小 Whitehead 活了下來，但這種治療目前還存在著缺陷，她在注射 CAR-T 後引發嚴重的免疫反應，又稱細胞因子釋放綜合症（cytokine release syndrome，CRS），多虧主治醫生迅速處理，小女孩順利康復並成為活見證。

最終，會議投票通過了這種嶄新的急性淋巴細胞白血病病患治療法。幾個月後，非霍奇金氏淋巴瘤（Non-Hodgkin Lymphoma）病患也被批准進行 CAR-T 療法，這讓 2017 年成為此種癌症療法重要一刻。目前有數十組研究團隊與生技公司正努力讓此種療法變得更安全和可控。

削弱環保政策的美國環保署署長 Scott Pruitt

曾公開懷疑氣候暖化的 Pruitt，如今受美國總統川普任命為美國聯邦環保署（EPA）署長，他在上任前曾是批評美國環保署最激烈的人之一。 今年 2 月就職後，Pruitt 立即終止或廢除十幾條環保法規，其中包含與氣體排放、採礦及有害汙染設置的規定，讓化石燃料與化學業者拍手叫好。

10 月時 Pruitt又宣布，有鑑於「利益衝突」，所有有拿美國環保署補助金的科學家都不准參加該部門的獨立顧問委員會，導致旗下多個科學顧問委員會中超過半數的會員被辭退，而部分職位由當前的業界人士及與業界相關的科學家填補。

川普政府上任後已經提出要削減環保署研發辦公室 40% 的預算，撤掉的職務大多是科學家，讓員工們人心惶惶。根據紐約時報 12 月 22 日報導，自川普 1 月上任至今，美國環保署已有 700 多人離職（包含退休、資遣與請辭），其中有 27% 是科學家，包含 34 位生物與微生物學家、19 名化學家、81 名環境工程與環境科學家、以及時幾位毒理學家、生命科學家與地質學家。

帶量子通訊上太空的物理學家潘建偉

中國科學技術大學教授潘建偉，是世上第一顆量子通訊科學衛星「墨子號」首的席科學家。在中國，有人稱潘建偉為「量子之父」，他帶著中國在遠距離量子通訊研究上持續突破，成為該領域的開拓者之一。

2008 年自歐洲返回中國就職，潘建偉點燃了中國發展量子科技的熱情。7 月，潘建偉與團隊宣布再創量子通訊的里程碑，他們成功將地面上一個光子（photon）的量子狀態，傳輸到距離地表 1400 公里的軌道衛星「墨子號（Mozi）」的另一個光子上。9 月，團隊透過量子衛星發射光子，讓北京和 2100 公里外的維也納進行絕對安全的量子加密視訊會議。因為探測光子會干擾量子狀態，所以駭客無法再不被發現的情況下竊取密鑰。

目前潘健偉的團隊計畫發射第二顆衛星，並在中國天宮二號太空站進行另一次太空量子實驗。

找出論文錯誤的遺傳學家 Jennifer Byrne

白天，任職於雪梨兒童醫院的 Byrne 研究癌症遺傳學；晚上，她用筆電爬梳大量的遺傳學論文，找出其中的錯誤。目前 Byrne 已發現數十篇文獻在 DNA 序列上出錯，有些甚至包含可疑的低畫質圖片、疑似與其他手稿重複的文本，但這些懷疑尚未被證實。至今有九篇論文因為 Byrne 的努力被退回。

考慮到科學界仍有許多錯誤的文獻，她與法國電腦學家 Cyril Labbé 合作，運後後者開發辨識垃圾稿件軟體的經驗，在 2017 年 10 月打造出自動偵測錯誤的網路工具「Seek & Blastn」，並期盼期刊編輯與出版商能在論文刊出前運用這套軟體進行檢查。 Byrne 表示：「當我臨終時回顧自己的一生，會因為曾作過這件事感到非常驕傲。」

為核不擴散奮鬥的地球物理學家 Lassina Zerbo

對全面禁核試爆條約組織（簡稱 CTBTO）執行祕書 Zerbo 與其他倡議核不擴散（non-proliferation）的人來說，2017 年不太順利。北韓領導金正恩與美國總統川普的關係劍拔弩張，在 9 月進行第六次核子試爆，讓全球各地都感到不安。

《全面禁核試爆條》是一個國際條約，目的是終止任何核武器的試爆。雖然已有 183 個國家簽署，但因為部分國家，主要是美國與中國，尚未正式批准，條約還無法生效。

2004 年 Zerbo 加入 CTBTO，負責建立一套系統，把組織在全球約 300 個核子試驗監測站所收集的數據，如地震、聲波、水聲（hydroacoustic）與放射性同位素（hydroacoustic）分享給科學社群使用，協助偵測海嘯及追蹤藍鯨遷徙等科學研究。2013 年 Zerbo 出任執行秘書，除了前往世界各地進行全球監測站的建置外，也努力提倡批准全面禁核試爆條約。

追逐地震的地質學家 Victor Cruz-Atienza

墨西哥國立自治大學（UNAM）地球物理學家 Cruz-Atienza，在 11 歲時經歷了一場驚天動地的大地震（編註，1985 年 9 月 19 日墨西哥沿海發生了 8.0 級地震），自此他投身地震相關的研究，並積極提升民眾對地震的認識。

2016 年 Cruz-Atienza 針對墨西哥城提出理論，描述地震發出的能量將如何在這個古湖泊盆地中迴盪，並根據數據預測哪個區域的搖晃程度會最強且最久。當今年 9 月 19 日墨西哥中部莫雷洛斯州發生 7.1 級強震時，他的預測獲得證實：「由於盆地的地形與軟沉積物的結構，當地地震次數發生越多次，搖晃時間越長。」

Cruz-Atienza 不打算停下腳步，近期他與日本研究團隊合作，在墨西哥西海岸的海床安裝地震感應裝置，希望能預測下一次大地震。他表示：「每場地震都是不同的動物，它們有著各自的故事與記憶。」

爭取學術界性別平等的律師 Ann Olivarius

性騷擾在科學界是一個嚴重的問題，許多大學輕忽了設立防止性騷擾機制的重要性，也沒有相關制度懲處加害人與支持受害者。

十幾年來，Olivarius 處理過不少知名的學術機構性騷擾案件，包含耶魯大學、紐約羅切斯特大學與英國牛津大學。但隨著今年科學界、娛樂界、媒體界到其他產業發生數起位居高位的男性因性騷擾丟了工作的事件，眾多女性積極拿起電話打給她的律師事務所，希望他們幫忙處理性騷擾事件。

Olivarius 表示「我認為現在世人總算注意到這個問題，一旦社會認識到這一點，就有更好的機會改善現狀。」

自 1970 年代 Olivarius 就致力於消除學術機構內性騷擾，當她還在耶魯念大學時，因得知有男教授性騷擾甚至性侵學生感到非常憤怒，於是與其他原告聯合向耶魯大學提出告訴，要求實現性別平等的校園環境。雖然官司本身輸了，但法院承認校園發生性騷擾確實是教育中的性別歧視，此一重要判決為美國校園建立了對抗性騷擾事件的法律框架。

推動中東跨國科學計畫的物理學家 Khaled Toukan

2010 年 5 月，當以色列海軍襲擊了一艘土耳其船隻的消息傳出，中東第一個實驗科學與應用同步加速器（簡稱 SESAME）的規劃會議正在進行。該計畫獲得了包含以色列、土耳其、巴勒斯坦、賽普勒斯、埃及、伊朗、約旦與巴基斯坦等不同立場的國家支持，這種極端事件可能導致合作破裂。

多虧了發起人 Khaled Toukan 努力與各方代表團溝通周旋，最終讓局勢穩定下來。經過 20 多年的籌備，中東第一個同步加速器實驗室在今年終於正式啟用，它也是中東地區第一個主要的國際研究中心，代表著中東被真正列入全球科學版圖。實驗室位於約旦，可用於對分子、人造物和其他無數物體的成像，但對 Toukan 而言，這不只是一個光子源：「這是衝突之海中的一道光明。」他期盼 SESAME 的成功運轉能帶來更多建設，讓更多國家互相合作。

參考資料：

• Nature’s 10 – Ten people who mattered this year. Nature