Scientific American Traditional Chinese Edition 科學人中文版 No.226_Dec-20

人工智慧（AI）世代來臨，已經是眾所周知的現代進行式了，尤其在工業界，自動化的實作比比皆是。以汽車製造來說，從最早期的噴漆，到現在小至零件生產大到整部汽車組裝，都是智慧控管製造的成品。在網上看到德國和中國大陸汽車全自動化的製造流程，總是目眩眼花，歎為觀止。但這些無法自主化設計的製造業，很快就會成為過去式。一向以軟體（程式設計和建構）為本的微軟，在多年鴨子滑水式的隱藏性收購和自製汽車製造的多項專利後，忽然拋出要成為「智慧汽車」的製造工廠。這個令人震撼的宣佈，無異是在宣告：AI工業未來式已經啟動了！ 除了工業製造，A I配合電機、資訊、化學、生化，和先進的CRISPR／Cas9基因編輯技術的發展，也促使植物工坊和智慧農場在全球各地發展：平地可以種出高山茶，沙漠也能生產柑橘，那酷寒處出現西瓜，就不足為奇了！ 智慧工業和智慧農業之外，最近最熱門的A I事業體，就是所謂的智慧醫療。單看前些日子，就有一系列智慧醫療研究的成果發表會，介紹台灣各大醫院在電子資訊產業的強大A I計算能力的支持下，表現了非常亮麗的成效，包括疾病偵測、治療，以及癒後照護。廣達電腦整合美國麻省理工學院、交通大學A…

科隆班加拉島（Kolombangara Island）上的溪床，一群光屁股的男孩正恣意戲水，他們熱情邀我加入合影，多快樂的童年啊！那天，國家地理頻道的攝影團隊結束了為期兩週的影像記錄，將剪輯報導辜嚴倬雲植物保種中心在索羅門群島的植物資源調查工作。半個世紀來，約50 家伐木公司砍遍索羅門群島各個主要島嶼，林業無以為繼，豐富的生物多樣性也隨之消失。唯獨科隆班加拉島例外，因為在此經營的公司有環保意識與作為，砍了就種，又放過海拔300 公尺以上的林子，輪伐永續成了可能。 看著這群嬉戲的孩子，我有了矛盾的感受，既同情又羨慕。他們的父母皆是此地木商的員工，收入微薄，但工作相對穩定。這座熱帶島嶼溫暖多雨，椰子樹、芋頭和樹薯足夠溫飽，但是營養不均衡，多數人在中年就罹患嚴重糖尿病。這時，我想起遠在美國波士頓和綺色佳的孫子們，他們盡享現代文明生活，但面對即將來襲的全球氣候變遷災難，誰較能幸運度過呢？ 時隔三年半，在這悲慘的2020…

〈吃軟不吃硬，好牙演化來不及〉 這標題吸引了我，蛀牙爛牙是我們常見又苦惱的病痛，怎麼跟演化拉上關係？看完本文，我恍然大悟！原來牙齒是歷經數億年演化，才有如此強健的特性可用來咀嚼食物。可是近代的不當飲食習慣破壞了口腔內小小世界的生態平衡，使數億年的演化產物在數年間迅速崩壞。同樣地，地球環境生態也是歷經數億年的演變，才有現在的平衡狀態。但近代很多物種逐漸消失，我們是否該警覺這也是人類持續破壞地球生態的結果。 ―雲林 廖慶源 自己常有牙齒問題，又很少能接觸到維持口腔健康的科學文章，但此文令我驚豔！這是立基於演化的牙科醫學，用更宏觀的視角以古觀今，來找出齲齒及齒顎不正的根源問題。如果飲食能配合天生的環境，大多數小毛病都在演化過程之中被適應了，只是近代人類社會生活環境的劇變，破壞了長期演化出來的平衡，導致口腔問題叢生。要解決口腔問題的根本之道，即是考量演化觀點，減少攝取過度加工的食品。 ―台中 陳文琦 〈龍蝦都懂社交距離〉…

有些細胞會進行奇妙的旅程——有時甚至橫貫生物體內全身。它們靠著趨化性（chemotaxis）導航，也就是依據特定化學物質的濃度變化找到目標區域。然而一旦距離拉長了，濃度梯度就會逐漸消失，因此科學家納悶，細胞究竟如何長途跋涉，越過化學物質的山谷。如果能了解這個過程，未來研究人員也許更能預測癌細胞如何擴散全身，或解釋發育胚胎中的細胞如何抵達正確位置。 今年在《科學》期刊發表的一篇論文中，研究人員利用迷你迷宮說明兩種生物（泥生阿米巴原蟲和小鼠癌細胞株）如何完成看似不可能的旅程。這些細胞不是整條路上都沿著已經存在的化學濃度梯度移動，而是自己創造化學濃度梯度：它們會追蹤特定化學物質，一遇到就分解，於是前方的化學濃度就會比較高、後方則較低。這就像一邊走迷宮一邊蒐集細繩，或像電玩小精靈一樣，一路吃著小圓點。細胞也會在身後留下化學物質濃度較低的路徑，於是細胞便能保留路線，遵循前方導引。 研究人員已知特定細胞會一邊移動一邊製造自己的化學濃度梯度，但並不清楚這項策略對細胞在體內長程移動的效果。這項新研究顯示哺乳動物細胞株和阿米巴原蟲都可用這種方法穿過迷宮，可見這可能是細胞長途旅行的主要策略。…

每個夜晚，蝙蝠為了尋找食物，必須離開牠們的安全棲所。那需要能量：牠們的昆蟲獵物提供的熱量得足以補充狩獵消耗掉的才行。 由於蝙蝠飛行和發出定位聲都使用到相同的胸部和腹部肌肉，以往許多研究人員認為，牠們在空中發聲消耗的能量，不會大幅多於單純飛行時。然而，一項新研究讓這樣的想法備受質疑，研究結果發表在《自然．生態與演化》。 德國萊布尼茲動物園與野生動物研究所的柯里（Shannon Currie）說：「當牠們低分貝發聲⋯⋯原本的假設可成立。但一提高分貝便極度耗能。」 柯里的團隊捕捉了柏林市區九隻納氏伏翼蝙蝠（Nathusius's pipistrelle bat），並測量牠們的新陳代謝和回聲定位強度，實驗結束後放回。結果顯示，當蝙蝠在周遭是正常環境音量下的風洞飛行時，叫聲是113分貝；但柯里表示，研究人員同時播放其他超音波噪音時，蝙蝠會以128分貝「大聲喊叫」，所需能量約為30倍之多。並未參與此項研究的加拿大溫尼佩格大學生物學家威里斯（Craig Willis）專門研究蝙蝠，他表示，儘管人類聽不見蝙蝠叫聲，但這類音量提升的幅度就像附近有電鋸聲和噴射引擎聲之間的落差。…

來自太陽的帶電粒子風暴會對衛星和無線電通訊造成干擾，非洲的天線專用新網絡將使人們更加了解這類干擾。今年3月，尚比亞首度設立這類偵測器，是整個非洲大陸所部署的八個多頻接收器之一，另外有四個已經在南非運作。肯亞和奈及利亞也將於今年年底安裝。 此網絡會提供有關太陽風暴如何扭曲電離層的即時數據，再傳送到預計於2022 年在南非啟用的新太空天氣中心。南非國家太空總署（SANSA）的太空天氣研究員齊薩馮格（Mpho Tshisaphungo）表示，這種扭曲可能導致危險的後果。地面網絡傳送到關鍵衛星的訊號會穿過電離層，其中的帶電粒子可能會造成干擾，此外高頻無線電訊號（通常用於國防和緊急服務通訊）必須從電離層反射回來。齊薩馮格指出，當太陽風暴改變了電離層，「無線電訊號就有可能因電離層而削弱、延遲或消失。」 南非仰賴衛星和從國際太空天氣計畫取得的地面數據，定期向全球網絡提供該國上方電離層的訊息。研究人員表示，新的網絡將使非洲首次獲得當地全天候的細部數據，也就是太陽的活動如何影響大氣層高層的空氣。 SANSA的太空科學家哈巴魯拉馬（John Bosco…