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我們來自同一個星球-《從世界變得寂靜開始》

PanSci_96
・2014/12/17 ・1675字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

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FS0038生態學在發展的初期被認定為是研究「自然的經濟學」。研究自然界與人類的經濟生活越久,越顯現出兩者之間的關聯性。英國經濟學家霍森(Geoffrey M. Hodgson )的著作《經濟學中的生物與物理隱喻》(Biological and Physical Metaphors in Economics )中指出:「真實世界中的經濟演變,比起機械式程序,它與生物體和生物演化過程之間更有關聯,因為經濟畢竟與人類事務相關,而非與粒子、力量和能量有關。」經濟學中的有機論,仍然能夠從科學中挖掘出無盡的潛力。有機論的偉大時代也許即將來臨,只要我們用正確的方式著手進行,大自然也許能夠提供更多模式,用以促進掠食動物主義與蝗蟲潮式的經濟發展。

美國詩人蓋瑞.施耐德(Gary Snyder )寫道:「經濟學應被視為生態學的旁門左道。企業、工廠和集團必須用同樣偉大與謹慎儉約的精神,來製造產品、行銷與消費,像我們在大自然中所看到的景象一樣。」除了森林以外,沒有一個地方更符合施耐德的描述。

經濟學中所描述與生物有關的場景與模式不只是隱喻,也顯示大自然與經濟活動過程中,所涉及的是單一循環中的反應、單一軀體中的新陳代謝反應、及單一物種的單一形體(有些作家稱之為蓋婭,有些將它簡稱為世界、我們的環境或共生世界)。

自然經濟學當然不是只圍繞著金錢─碎紙、金屬片、彩色羽毛、貝殼、石輪或是電腦螢幕內的虛擬錢幣,這些貨幣的價值並非它本身的價值,而是被設定的,且都是以使用者的協定作為基礎。這種協定試圖藉之緊緊抓住生活激流中的一小部分,並設法讓它易於攜帶。家畜具有生命,也貢獻牠的生命,家畜的拉丁文「pecus 」就是從金錢的拉丁文「pecunia 」演繹而來的。細胞的經濟學是一種關於獨特且穩定的能量貨幣、它是「真實存在的東西」,在生物化學與細胞生理學的許多著作中,都有提及「ATP 經濟學」。

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ATP (三磷酸腺)是生命系統中,細胞內傳遞能量的載體,一種使細胞存活的分子。它的重要性有如「地球市」與「地球城邦」中使用的汽油、煤氣與電力。然而, ATP 和金錢有什麼關係? ATP 和電力、汽油與煤氣一樣,需要用很多金錢購買。基本上,因為金錢只是一連串轉換,與生物化學反應中的一個支流,在各種狀況的開始與結束中, ATP 都占有一席之地。這樣比喻: ATP 可以儲存細胞內的能量,而我們必須依靠此能量才能工作賺錢;賺到的錢買來的東西,到最後只是為促成ATP 生成。事實上,經濟也就是物品與資訊交換的系統,一個無可避免與「工作」相連的過程,而「工作」就是在消耗能量,所要換取的不外乎是ATP 。

經濟活動中,最明顯的就是買賣行為。你最需要購買什麼東西?水和食物。所有化學反應最需要的是,緩和細胞流動並維持生命的構成要素,簡單說就是為了取得能量,而生物體和人體內的能量就是ATP 。無論是買房子或買汽車,就算只投資一點點,最終的目的都是為了儲存或是獲得能量,有了能量才有工作與行動能力,有了這些能力才能賺錢獲得糧食。

一切都是為了獲得能量。然後呢?也許你會投資在教育或進修上。這種投資又是為了什麼?當然不是沒來由地砸重金購買老師教書所需的能量,而是能夠保障未來的能量,透過高收入、舒適、滿足感與安全感而取得。即使為了奢華而付出,長期來看都只是為了能量。

不管是在深思熟慮後決定選擇使人類經濟最佳化,或者是反對最佳化的決定而終告失敗,甚至僅是被大自然演化的力量逼迫前進,其生理的基礎都一樣。例如,在螞蟻的城邦裡,一切事件的發生都是為了獲得能量,和人類經濟世界並無不同。理察.道金斯(Richard Dawkins )在《自私的基因》裡提到這樣的環境關係。

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然而,為了自己的基因、為了得到後代子孫基因序列的訊息,為了對抗自己基因排列的錯誤,人類與動、植物因此特別需要能量,畢竟我們是由同一種物質所構成——我們人類這麼說:其他生物「和我們一樣,以同樣的方式被創造出來」。用同一種「黏土」捏製而成,住在遵守同一項自然法則的同一顆行星,同一個宇宙中的島嶼。我們住在同一個星球,維持我們生命的物質是一樣的,我們是由相同的原料製造而成。我們需要能量。

本文摘自泛科學2014十二月選書《從世界變得寂靜開始:生物多樣性的衰減如何導致文化貧乏》  ,臉譜出版。

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PanSci_96
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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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標示餐點熱量就能幫助人減肥嗎?消費者知道越多資訊越好嗎?——《經濟學家眼中的世界》
今周刊出版
・2023/06/18 ・1538字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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市場的公開資訊,真的能幫助消費者做出好決定嗎?

經濟學通常假設消費者主權可以使個人福利最大化:消費者會權衡各種機會,並選擇能夠最大化自己效用的選項

但市場提供的資訊,是否足夠讓消費者最大化自己的福祉?消費者是否會臨時改變心意,喜歡上別的商品?消費者是否渴望擁有一些與當前選項不同的商品?餐點標示熱量有助減肥?

許多經濟學家覺得,企業藉由巧妙的廣告誘使消費者做出不明智的選擇;還有些經濟學家認為,消費者的確做出不明智的選擇,但過失應該算在他們自己頭上。本章稍後將討論這些行為經濟學家的論述。

多數經濟學家猛然意識到,現行市場其實並不缺乏資訊,公開且良好的資訊量非常大。許多製造商努力宣傳自家商品,甚至提供與其他廠牌的優劣比較及相對的價格訊息;聲譽良好的廠牌和在乎名聲的百貨業者,也間接提供優良品質商品的相關線索。這些都是市場行之有年的公開資訊。

在資訊爆炸的時代,只要上網就可以查到各種資訊。 圖/envato

數位革命使資訊量瞬間膨脹數倍。有了網路搜尋功能之後,人們不用走進商店就可以獲得充足的商品訊息。譬如我最近在尋找合適的行李箱,幾個購物網站提供了關於尺寸與重量的資訊、羅列產品的優缺點,還有先前買家對特定型號箱子的評論。

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如果在Google搜尋中輸入「行李箱評價」,一下子就會跳出《消費者報告》(Consumer Reports)、《漫旅》(Travel + Leisure)、《好管家》(Good Housekeeping)、《今日美國》(USA Today)、《商業內幕》(Business Insider)、家電網(Wirecutter)、集點網(Upgraded Points)等提供的資訊。

資訊越多越詳細,真的越好嗎?

儘管可靠的資訊來源比比皆是,消費者仍舊無法窮盡所有資訊。經濟學家認為消費者的確「不應該追求完全的知情」,因為搜尋資訊與消費資訊都需要投入時間和金錢。

因此,對擁有部分資訊的消費者而言,只有未知資訊的預期價值超過獲取資訊的成本時,才值得追求更多資訊。另一方面,即使市場的競爭壓力迫使廠商提供大量的商品資訊,還是依然沒有揭露許多重要、與安全相關的訊息。

舉例來說,曾有廣告商建議布朗威廉森菸草公司(Brown and Williamson Tobacco Corporation)在宣傳旗下新商品時,強調新配方能降低引發心臟疾病的有害氣體,然而這項建議並未被接納。

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一份內部文件顯示,該公司高層認為:「在特定有害氣體對心臟疾病的影響獲得政府證實且廣為人知之前,貿然在廣告中提及這種氣體並不具有策略性價值。」

現在商品上,通常會標示各種產品資訊。 圖/envato

由於廣告商極其堅持,該建議最終遭到菸草公司斷然拒絕。該公司認為,提及這些氣體只會適得其反,因為這麼做,反倒公開揭露吸菸對心血管的不良影響。

當市場競爭機制無法為消費者提供重要的資訊時,政府的干預才具有價值。政府公開揭露與吸菸相關的資訊,確實能降低一部分的吸菸率,也會促使廠商降低香菸中的焦油和尼古丁含量。企業有時也沒有測試自家產品的動機,因為他們發現:消費者不認為廠商的內部測試具有公信力。

——本文摘自《經濟學家眼中的世界 (40周年好評增修版):一本讀懂經濟學的優劣與局限,剖析政府、市場和公共政策,探索人類的幸福》,2023 年 5 月,今周刊出版,未經同意請勿轉載。

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今周刊出版
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原住民族的傳統知識,讓科學家更了解仙女圈的形成
one minute biology
・2023/06/18 ・2010字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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奇怪的仙女圈

如果你漫步在澳洲西部的旱地上,你可能會看到(圖 一)中的奇怪景象。

原本長滿鬟刺屬(spinifex)植物的土地上赫然出現一圈圈的紅土區域,上面沒有長任何植物,這種奇怪景象被稱為「仙女圈(fairy circles)」。

(圖 一)俯瞰仙女圈。圖/© Mike Gillam 2021Creative Commons

和神秘的麥田圈不同,他不是一夕之間所形成的,更沒有麥田圈一般詭異難解,事實上,自上世紀 70 年代科學家首度在南非發現這種特殊的現象後,就一直有許多科學研究嘗試以各種證據和理論解開仙女圈背後成因,時至今日,仙女圈的成因仍備受爭議。

既然不知道,何不問問「在地人」?

今年 4 月發表在 nature ecology & evolution 的論文"First Peoples’ knowledge leads scientists to reveal ’fairy circles’ and termite linyji are linked in Australia"嘗試從一個特別的角度來解決這個問題,那就是「馬爾圖族(Martu)的傳統知識」。

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既然說是「特別的角度」,肯定代表這篇研究與其他有所不同。一般進行生態學研究時,很少會考慮當地原住民族對於生態系統的認識和見解,然而,原住民族通常已經在某一個生態系裡面生存非常久的時間,因此通常會累積大量的傳統生態學知識(traditional ecological knowledge),這通常牽涉到長期的觀察驗證,並不是現代科學方法短時間內可以做到的。

因此,科學家在探討仙女圈的形成原因時,決定先來「問」看看生活在澳洲這塊土地超過 65000 年的澳洲原住民族。

結果顯示,仙女圈這種特殊的構造確實烙印在馬爾圖族的文化裡,他們認為仙女圈的形成和白蟻之間有很大的關係,這樣的生態學知識不只出現在口耳相傳的文化中,也出現在古老的圖騰裡,例如(圖二)就顯示了澳洲馬爾圖族的祖先很直接地把仙女圈的出現以及白蟻(termite)連結在一起(圖二 b 中有些圈圈裏面像等號的白色圖騰就是白蟻,而圖二 d 中那些紅色的像熱狗的圖騰也是白蟻(沒錯,因為這些圖片給的授權只有 CC BY-NC-ND,所以我不能在上面加註釋))。

(圖二)馬爾圖族傳統藝術中的仙女圈和白蟻。圖/(b)© estate of the artist,
licensed by Papunya Tula Artists and Aboriginal Artists Agency. (d)© estate of the artist, licensed by Papunya Tula
Artists and Aboriginal Artists Agency. Creative Commons

根據馬爾圖族的生態知識,仙女圈是白蟻的「家」,而仙女圈外的區域則是白蟻的「通道」。除此之外,馬爾圖族還發現仙女圈的土表具有堅硬的特性,仙女圈的土表堅硬到可以用工具敲擊地面以使幫助穀物褪去外皮。

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「在地人」說的到底是不是對的?

然而,前人研究的研究基本上已經抦棄了仙女圈的形成和白蟻有關這種想法,因為他們並沒有在仙女圈中發現很多白蟻。這代表原先的科學觀察結果和馬爾圖族的傳統知識有所出入,究竟誰更正確呢?

研究結果顯示,馬爾圖族的生態知識很可能是對的。

研究團隊實際挖開仙女圈以後發現仙女圈中真的有不少白蟻,挖的洞裏面有 41% 挖到白蟻。此外,在仙女圈中挖的洞中高機率含有所謂的「巢腔(chamber)」,巢腔的功用是育幼、休息以及儲藏食物排泄物等等,通常會集中在某一個特定區域形成「巢(nest)」。仙女圈外的區域則鮮少出現巢腔這種構造,但是仙女圈外的區域卻很容易挖到覓食用的通道(圖三)。

(圖三)仙女圈內(橘色)和仙女圈外(藍色)在巢腔數量、通道數量上出現顯著的差異。圖/© Walsh et al. 2023. Creative Commons

綜合馬爾圖族的傳統知識以及科學研究的結果,澳洲仙女圈的形成確實可能和白蟻的建築構造有關,因為仙女圈內外的白蟻建築構造有明顯的差異。

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雖然本研究作者最後並沒有對於仙女圈形成的確切原因給出特定理論,但筆者推測,可能正是因為白蟻巢室堅硬的構造造成仙女圈堅硬的土表,沒有良好的土壤結構而植物自然無法在仙女圈上生長。

傳統生態知識和西方科學知識擦撞出意外的火花

原住民族的傳統生態知識確實可以在科學進展上扮演重要角色,這篇研究就是一個很有趣的例子。

一般而言,科學研究所涉及的方法幾乎全都是所謂的「量化研究(quantitative research)」,然而,這篇研究卻先使用質性研究(qualitative research)的方法調查馬爾圖族的傳統知識(順帶一提,這篇研究的作者多達 39 位,其中有 23 位是澳洲馬爾圖族的專家和耆老),再以此為靈感進行科學調查,可以說是相當有趣的做法。

馬爾圖族對於仙女圈的傳統知識遠遠不僅止於此,仙女圈中間堅硬不透水的特性使其成為大雨後馬爾圖族的臨時蓄水池,這個蓄水池在人類文明和生態上扮演甚麼作用?馬爾圖族和仙女圈的故事還會繼續寫下去。

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參考文獻

  1. Walsh, F., Bidu, G. K., Bidu, N. K., Evans, T. A., Judson, T. M., Kendrick, P., … & Williams, C. M. (2023). First Peoples’ knowledge leads scientists to reveal ‘fairy circles’ and termite linyji are linked in Australia. Nature Ecology & Evolution, 7(4), 610–622.
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One minute biology 致力於分享新鮮有趣的生物研究和知識,希望能夠以淺顯易懂的方式讓讀者了解研究論文中的專業內容。IG專頁:oneminutebiology。