基礎交互作用與原力（首部曲）：穿牆術的威脅—— 阿宅物理(4)

本文由 台灣感染症醫學會 合作，泛科學企劃執行。

• 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國～」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現，然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳，讓民眾再度興起可能染疫的恐慌，特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友，包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等，由於自身免疫問題，即便施打新冠疫苗，所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗，這群病人一旦確診，因免疫力低難清除病毒，重症與死亡風險較高，加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍，死亡率則是 2 倍。

進一步來看，部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑，使得免疫功能與疫苗保護力下降，這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑，或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示，部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人，以器官移植病患來說，僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低，靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體？主因為疫苗抗體產生的機轉，是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體，這即為「主動免疫」，一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下，免疫低下病患因自身免疫功能不足，難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身，因此可採「被動免疫」方式，藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體，給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體，可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗，或接種疫苗後保護力較差的困境，有效降低確診後的重症風險，保護力可持續長達 6 個月。另須注意，單株抗體不可取代疫苗接種，完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防，台灣也在去年 9 月通過緊急授權，免疫低下患者專用的單株抗體，在接種疫苗以外多一層保護，能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看，長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群，接種後六個月內可降低 83% 感染風險，效力與安全性已通過臨床試驗證實，證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險，根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案，符合施打的條件包含：

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤，且；
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2，且；
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史，且；
四、且符合下列條件任一者：

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患（淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病）
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm³ 者 。

符合上述條件之病友，可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感，少數病友會有些微噁心或疲倦感，為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應，需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下，完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案。

• 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

• 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

• 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力，還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示，只要在出現症狀後的 5 天內投藥，可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險；如果是3天內投藥，則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險，所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

• 新冠治療藥物比較表：

免疫低下病友需有更多重的防疫保護，除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外，按時接種COVID-19疫苗，仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患，應主動諮詢醫師，經醫師評估用藥效益與施打必要性。

功與工作

有些大家慣用的字彙常常會被專業學科借用，專家賦予這些字新的定義，比平常的意思更具體、也更有技術性。物理學有個例子是「功」（work）。如果向一個粒子施加定力，並推動一段距離，你所做的功就定義為施力（沿著粒子運動方向的分量）乘上粒子移動的距離。

這是個很具體的物理量，實際上也是能量的一種形式。做多少功，物體的能量就會增加多少。顯而易見的，這個定義和日常生活中我們對工作（work）的理解有點相關：世人為了完成一些目標（大多是想獲取金錢報酬），而費心費力工作。

不過，物理所講的功有明確的意義，使用的範圍也很清楚；相較之下，平常大家說的工作的意思就有些模糊，泛指很多事情。

動力與動量

動量（momentum）這個字看來不太一樣。物理學的動量是 γmv（相對論的珈瑪符號乘上物體靜止質量、再和物體速度相乘），是一種量化方式，用來描述粒子以已知速率往某個固定方向持續前進的傾向。若粒子的速率遠比光速小，γ會非常接近一， 所以能省略掉。

而更廣義的動力（momentum）用來指稱政治運動，或其他社會變動及政策背後的推力。同樣的，一件事的動力愈大，也暗示它愈難停下。不過，這些領域都沒有明確定義何謂「動力」。

物理學中的「場」

到目前為止，我試著不要太常用一些字，但在之後的章節這些字會很常出現。其中一個就是「場」（-eld）。通常場是一片平坦土地的代稱，上頭種了些植物，可能有農夫在照顧，也許還會有幾頭乳牛。

此外這個字也可以代表特定的研究領域或專業，往前翻你就會知道我已經用過這個意思了。這兩個意思其實也可以合併使用，像在解釋稻草人為什麼可以獲得終生教職的時候，就會用到。

物理學的「場」有個更技術性，但還是和前面意義相關的定義。物理學家說的場是個物理量，在空間中某個區域的每個點上都有特定的對應值。如果你待在一個房間內，就可以用各式各樣的場來描述這個環境。身為一位物理學家，你或許會這麼做：

首先你要想出一個方式來明確指出房間中的每一個點。有個好辦法是先選定房間地面的某個角落為「原點」。

然後選取交於原點的其中一個牆面，沿著地面平行於這面牆的方向走過一段距離（稱為x）；接著再順著平行另一面牆的方向走一段（稱為y），你就能碰到地上所有的點。進一步的，只要往上走段距離（叫作z），就可以抵達房間內所有的點了。你需要的只有三個數字：x、y、z。

幾種有用的場

現在可以來談談幾種有用的場了。舉例來說，溫度就是一種場，房間裡的每一點都有一個溫度值。假設平均來看，我們說房內的溫度是攝氏二十一度；如果房間中每一處的溫度都和平均值一樣，那麼你得到的就是一個常量場（constant field）：場的值和點的位置無關，也就是和x、y、z沒有關係。

然而，天花板附近的溫度很有可能比地面的高出一點，因為熱空氣的密度比冷空氣小，會升向天花板。我們可以用某個場來描述溫度與高度的關係，好比T(z)，換句話說，溫度T只和高度z有關。

T是z的函數（function。另一個生活常用字「功能」，這次是被數學家借去用了），可能像T(z) =20.5 + 0.5z，這裡的z以公尺為單位、而T以攝氏溫標（℃）為單位，舉例來說。在兩公尺高的房間內，地面的溫度是 20.5 + 0.5×0 = 20.5℃，而天花板的溫度則是 20.5 + 0.5×2 =21.5℃。

至於天花板和地板之間其他每一點的溫度，都可以用這個溫度場的函數計算出來。其他的場可以用來描述不同的事情，好比空氣密度，或甚至是噪音量。

以上所談的場在每個點都只由一個數字代表。這些場有大小，卻沒有方向。因此我們稱它為「純量場」（scalar -eld）。「純量」（scalar）代表只有大小、卻沒有方向的東西。

某些種類的場則擁有方向，我們叫這種場為「向量場」（vector field）。我之前有提到一些向量場的例子，像是大型強子對撞機的磁鐵製造的電場與磁場。這個房間也有重力場這個向量場。重力場在房內的每一點都有個值（力的大小大約是每公斤九．八牛頓），以及方向（指向地面）。

實際上，電場和磁場都是量子場，重力場可能也是，但科學家還不清楚相關理論。在日常用途中這件事常被忽略掉，但如果你在極小的尺度下觀察這些場，就會發現它其實不是個數值連續體，而是底層的量子場中一連串離散（discrete，意思是不連續，如階梯般一級一級，而不是如漸層色彩一樣柔和變化）的量子、或激發（excitation）的總和（疊加）。

這些激發有點像是波又有點像粒子。電磁學的量子理論―量子電動力學擁有兩個場，分別是光子場以及電子場。我們量測到的電磁波，或是獨立的光子及電子，都是這兩個場的激發。這裡我們又看到一個科學家借用日常名詞的例子。很明顯「激發」和平常我們的用法緊密相關，因為量子場論是個扣人心弦（exciting）的理論。

無論是不是量子理論，場的概念都是一樣的。場是個物理量，在你感興趣的空間範圍內的每一點，都擁有對應的值，可能是單純的數值或是很多個量子的總和。

——本文摘自《撞出上帝的粒子：深入史上最大實驗現場》，2022 年 12 月，貓頭鷹出版，未經同意請勿轉載。

國民法官生存指南：用足夠的智識面對法庭裡的一切。

1945年，美國分別在日本的廣島和長崎投下原子彈，造成約二十萬人死亡，也終結了第二次世界大戰。當時的臺灣，尚在日本統治之下，自然地，原子彈爆炸（原爆）的犧牲者中，也有在日本本土生活的臺灣人。然而，原子彈對臺灣的影響，並不僅止於此，也不只是促成臺灣統治權的更替而已。在那之後，原子彈的巨大威力，和對人類文明的衝擊，以多樣的形式留存於臺灣社會；直到現在，我們還是可以看見其痕跡。

其一：跨越七十多年的遺物

國立臺灣歷史博物館的收藏品，就記述著因原爆喪生的臺灣人歷史。

1921年生的新竹人蘇百齡，從新竹州立新竹中學校（今國立新竹高級中學）畢業後，前往日本就讀長崎醫科大學附屬藥學專門部，並於1942年繼續就讀長崎醫科大學。

1945年，原本打算隔年學成回臺的蘇百齡，卻在即將畢業前夕，因為長崎原爆而身亡；一位原本大有可為的醫生，生命就這麼永遠停留於24歲。

當然，蘇百齡不是唯一因原爆犧牲的臺灣人，但要感謝其家族後人細心保存遺物，並將之捐贈，我們才得以一窺當時罹難者的部分生活面貌。

而在喪失性命的人之外，也有一些臺灣人不但親身經歷原爆，還能對後世講述親眼所見，如出生於高雄美濃的陳新賜醫師（1914～2016），和出身嘉義的王文其醫師（1918～2015）。當時二人均在距離原爆中心僅700公尺的長崎醫科大學附屬醫院服務，雖然也在爆炸中受傷，但奇蹟似地存活下來。這段故事，由李展平撰寫成《長崎原爆：台灣醫生陳新賜．王文其歷險記》，於2012年出版。

曾經參選1996年中華民國總統選舉的彭明敏（1923～2022），在長崎原爆當下也正於長崎的長兄家療養：其不久前才因為搭乘的船隻受美軍轟炸，被送往長崎醫科大學附屬醫院治療，並接受截肢手術；陳新賜醫師即為手術醫師之一。

在彭明敏所著《自由的滋味》裡，是這麼描述長崎原爆：

我在室內看報紙，聽到頭頂飛機嗡嗡之聲。突然間，有炫目的亮光，好像房裡按下巨大的鎂光燈。差不多同時，有金屬性的巨響，彷彿整個地球被一把巨大的鎚子擊中了。房子劇烈地搖動。……有些水泥建築物仍屹立著，但是，裡面所有木料和其他易燃物都在頃刻間化為烏有。

據說在學校教室內，從整齊排列的白灰燼所在可以看出在死亡瞬間正坐在書桌旁的每一個學生。熱度竟有那樣強烈。大部分的醫科學生都罹難，其中包括四位曾經慷慨輸血給我的台灣留學生。他們有用的生命被消滅，我卻仍活著，這真是悲劇的命運。

……不久這座死亡的城市散發出令人不能忍受的臭氣。善後工作，對於當事人是一種異常的考驗。……幾天之內，又有新的恐怖發生。許多生存者忽然開始由口鼻出血，毛髮脫落，不久便死亡了。

無論如何，雖然原爆說不上是臺灣人的集體經歷，但確實為日治時期的部分臺灣家族或個人，帶來難以抹滅的深刻記憶。

其二：臺灣的原子彈部署

臺灣這塊土地跟原子彈的連結並未因第二次世界大戰的結束而終止。戰後，臺灣統治權被移交給中華民國政府，其於1949年又因為內戰失利撤退到臺灣。自此，中華民國政權和中華人民共和國政權分別位於臺灣海峽兩岸，處於敵對緊張關係。

1958年8月23日，中國人民解放軍開始隔海砲擊金門，引發第二次臺灣海峽危機，史稱八二三砲戰。在短短約一個半月的時間內，金門遭受了數十萬發的砲彈打擊。而中華人民共和國對金門的砲擊行動，斷斷續續了21年，直到1979年中華人民共和國和美國建交為止。

在這樣嚴峻的大環境下，當時仍協防臺灣的美國軍方，從1958年到1962年，於臺南機場部署了配備核彈頭的屠牛士（Matador）地對地巡弋飛彈。此外，從1960年1月到1974年7月，亦於臺南機場布置了可搭載在戰鬥機上的戰術型核彈。

根據美國於2008年解密的文件，當金門砲戰最慘烈的時候，美國軍方曾考慮在廈門投擲原子彈，以阻止中國人民解放軍的攻勢。雖然這件事沒有成真，但無論如何，在臺灣的核彈部署，讓臺灣和關島、南韓、日本沖繩並列，成為當時西太平洋的核武基地。

其三：中華民國的原子彈研發計畫

鑑於原子彈的超凡威力，不少國家均力圖發展相關技術。暨美國之後，蘇聯於1949年首度成功試爆原子彈，英國和法國也相繼研發成功。中華人民共和國同樣是野心勃勃，並於1964年在新疆測試了第一顆原子彈。毛澤東曾表示：「不但要有更多的飛機和大炮，而且還要有原子彈。在今天的世界上，我們要不受人家欺負，就不能沒有這個東西。」

至於臺灣的中華民國政府， 自然也明白核武的重要性。1963年，當時的蔣介石總統，和以色列核武計畫之父伯格曼（Ernst David Bergmann）私下會面，表達研發核武的決心。在伯格曼的支持與建議下，1968年「新竹計畫」啟動，以清華大學為中心，重點工作項目在培養人才，並建立研發原子彈所需的相關硬體設施。只不過，包括當時國家科學委員會主委吳大猷，以及曾參與美國曼哈頓計畫的女性核物理學家吳健雄，都對臺灣發展核武表達反對意見。在各方壓力之下，蔣介石最後不得不將新竹計畫束之高閣。

然而，臺灣的核武研發並未因此中止。蔣介石政府在吸取新竹計畫的教訓之後，規劃了以和平研究用途做包裝的「桃園計畫」。1969年，中山科學研究院正式成立，原子能委員會則與加拿大簽約，在桃園龍潭的中科院核能研究所興建重水式核子反應爐，稱為台灣研究用反應器（Taiwan Research Reactor，簡稱TRR）。

在鈾元素中，約有99.264%都是屬於鈾-238，而核能發電常用到的鈾-235只佔了0.72%。提煉出來的鈾元素，必須先經過處理，將鈾-235的濃度提升到3%～5%，才能在商業核能發電使用。如果要製造原子彈，則必須將鈾-235的濃度提高到90%以上。因為事涉敏感，鈾濃縮相關技術與活動都受到監管，非核武國家若要靠自行研發，獲得武器級的高濃縮鈾相當不容易。

基於上述原因，製造核武的替代方案，是利用以低濃縮鈾當燃料的重水反應爐；在其中，鈾-238會吸收鈾-235分裂後產出的中子，成為鈾-239，然後再衰變成鈽-239，而鈽-239也能拿來製作原子彈。這樣的方式，在技術門檻和成本上，比製造高濃縮鈾要低得多。

在1975年蔣介石去世後，桃園計畫雖仍持續進行，但此時美國抱持聯中制俄戰略，已與中華人民共和國洽談建交多年，以中華民國制衡中華人民共和國的想法也慢慢轉變，反對臺灣發展核武的態度益發明顯。在美國壓力下，臺灣的原子彈研發計畫在繼任的蔣經國總統支持下，轉以更機密的方式運作。

到了1988年，臺灣的核武計畫已經接近成功邊緣，預估再要不了多久即可製造出原子彈。只不過，時任中科院核能研究所副所長的張憲義早已被中情局吸收，臺灣的核武發展進度一切都在美國掌握之中。1月9日，張憲義使用假護照投奔美國，對整個計畫帶來毀滅性打擊，而生命已到末期的蔣經國，也在數天後去世。沒過幾天，美國和國際原子能總署的官員，直接帶領水泥攪拌車進入中科院，將重水式核子反應爐封存，再用水泥灌入重要設施和實驗室，以確保臺灣再也無法重啟爐灶。另一方面，新上任的李登輝總統也不支持相關研究。臺灣的核武研發，戛然而止。

至於張憲義，儘管一度被通緝，但至2000年已期滿撤銷。他的行為，究竟是讓臺灣少了重要的戰略武器，還是避免了潛在的核戰呢？是功是過，只能留給後人評價。

其四：桃園的輻射外洩事件

在台灣的核武研究中斷後，核能研究所內放置的核燃料棒也被要求運回美國。然而，燃料棒護套因年久劣化，導致水氣進入並與燃料棒作用，產生氫氣。於是，從 1988 年到 1991 年間，當所內人員嘗試把燃料棒從乾式貯存槽取出時，曾多次引起氫氣爆炸，最後一次更發生火災。

遺憾的是，事件發生當下，並沒有什麼人多加留意輻射外洩的可能。要等到 1992 年，核研所從事例行偵測時，才發現事態嚴重，不但核研所排水口附近的泥土，放射性強度大幅超標，下游的土地也受到污染。這起事件是在 6 月 25 日提報原能會，所以被定名為「核研所六二五輻射汙染事件」。

因為氫氣爆炸而污染了乾式貯存場的放射性物質，據推測，很可能就是在工作人員沖水清理以及滅火的過程中，隨著水流進入集水池，再經由排水口被釋放到環境之中，也就是鄰近的大漢溪和下游的國有地。

事後，國有財產局將2.3公頃的污染區用圍籬圍住，依原能會規定將土地挖除2公尺，再覆蓋新土。在1997年清理完畢後，當地輻射已恢復到正常範圍。而挖除的一萬四千立方公尺污染土壤，則跟一萬多桶低階核廢料，和破損的數十支高階核廢料等等，一同放置於核研所。

這起臺灣有史以來最嚴重的輻射外洩事件，至今已30年，造成了多大影響難以切實評估，卻是臺灣與原子彈的連結中，無法迴避的一段過往，也是對妥善管理核廢料的安全性提醒。

其五：原子與我們同在

原子彈不只威力驚人，其對社會文化的衝擊亦不在話下。因為原子彈在第二次世界大戰中的運用，許多人才首度聽到「原子」這個詞彙。一時之間，原子一詞蔚為風尚，成了時髦的代表、新科技的代稱；許多新發明、新事物，便這麼被冠上「原子」二字，類似現代一堆有著「量子」稱號，但其實跟量子力學沾不上邊的商品。

出生於台北艋舺的著名女畫家謝招治（1929～2014），創作過一幅名為《原子燙》的畫作。她曾表示：

「以前婦女燙頭髮是用電來燙，後來臺灣光復後才用化學藥劑來燙頭髮，大家也不知道該叫什麼燙，就叫它原子燙吧！『原子』這兩個字是由日本廣島遭美國的原子彈轟炸後第一次聽到的新名詞，在當時是很時髦的形容詞，還有現在的絲襪以前也叫原子襪呢。」

而謝招治對自己的另一幅作品《補襪》，是這麼解說的：

「玻璃絲襪在光復後才出現，是大家之前都沒見過的新玩意兒，當時常常把沒看過的東西全都加一個「原子」來叫它，所以就叫它『原子絲襪』了。這一種襪子是由船員走私進口，或有親友從國外偷偷帶回來才有的。

我的姑姑出國二十幾年，第一次由日本回臺探親的時候，雙腳套了十幾雙玻璃絲襪，回來送給親友的，我看她一雙雙的脫下來送給我們的時候，覺得很感動，又好笑。在市面上原子襪有人賣，但是價錢很貴，它是新的產品，品質很差，大家穿破了捨不得丟，就拿去給補絲襪的補一補再拿來穿的。」

除了原子燙、原子襪這兩個現在已不怎麼使用的名詞之外，我們常會用到的「原子筆」，其名稱來由的說法之一，就是廠商把原子筆引進香港時，因為尚無中文名稱，故使用「原子」這樣有高科技意象的名詞稱之。雖然原子筆跟原子彈並沒有任何關係，但無論如何，「原子筆」從此成為臺灣人廣泛運用的詞彙，流傳至今。

總結

自1945年原子彈出現在戰場之後，其巨大的威力撼動了全世界，也震懾了人心。從此，原子彈就跟全球政經局勢和個別國家的發展野心脫離不了關係。儘管當年轟炸日本的原子彈和台灣這塊土地並沒有直接關連，但其影響力仍以各樣的方式，留存在臺灣、或臺灣人的歷史和文化裡。不論我們如何看待它，正面或負面，這些連結與時代的記憶都將不會消逝。

參考資料：

• 一束斷髮、幾封書信、一紙「因空襲而死亡」的證明：1945 年，在長崎原爆中喪生的臺灣青年
• 長崎原爆後，一封發往新竹的電報與一位25歲的臺灣醫學生
• 彭明敏（2017），《自由的滋味》，玉山社。
• Hans M. Kristensen (2008), Nukes in the Taiwan Crisis.
• 台灣研究用反應器爐體除役之規劃研究
• Plutonium-239 – Wikipedia
• 王丰（2015），《刺殺蔣介石: 美國與蔣政權鬥爭史》，時報出版。
• 原來臺灣也曾發展過核彈：一段不為人知的歷史
• 核廢料放在桃園 核研所認了6次氫爆
• 潛伏國防部二十年的臥底
• 台灣具擁核武潛力？　揭密「核彈國造」歷史
• 【核武特工張憲義】叛逃科學家的愛國者遊戲
• 官方查無真相 輻射污染事件成謎
• 《核彈MIT》被遺忘的TRR
• 台灣核武「終結者」：一段不為人知的故事
• 諾貝爾和平獎與龍潭核廢料