No.51-7 JUL 名 人 語 錄 布 萊 茲 帕 斯 卡 ( Blaise Pascal, 年 Science 學 校 科 學 教 育 Educational Series Study Monthly Science Study Monthly 蒂 固, Sci

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1 No.51-7 Educational Series 學校科學教育 Science Study Monthly 本月專題 臺灣藻類 我的科學研究 重的低音 是為下一個高音鋪陳做準備 GPN: 大師觀點 橘色 健康幸福的代名詞 JUL 2012

2 No.51-7 JUL 名 人 語 錄 布 萊 茲 帕 斯 卡 ( Blaise Pascal, 年 Science 學 校 科 學 教 育 Educational Series Study Monthly Science Study Monthly 蒂 固, Science 時 Study Monthly 以 致 除 非 我 們 熱 愛 真 理, 我 們 便 不 會 認 識 真 理 目 前 的 代, 真 理 是 那 樣 晦 暗 不 明, 謊 言 又 是 那 樣 根 深 01 總 召 集 人 的 話 / 郭 重 吉 本 月 專 題 臺 灣 藻 類 02 認 識 藻 類 - 大 自 然 奇 妙 的 珍 寶 / 黃 淑 芳 08 藻 類 的 應 用 / 蘇 惠 美 14 藻 類 與 環 境 / 吳 俊 宗 21 淺 談 藻 類 生 質 燃 料 / 林 昀 輝 生 物 教 室 26 臺 灣 淡 水 水 域 中 的 外 來 客 / 張 瑞 宗 地 科 教 室 年 全 球 重 大 天 然 災 害 回 顧 / 陳 正 改 我 的 科 學 研 究 36 沉 重 的 低 音, 是 為 下 一 個 高 音 鋪 陳 做 準 備 / 許 浩 倫 大 師 觀 點 40 橘 色 - 健 康 幸 福 的 代 名 詞 / 王 駿 發 李 菁 萍 科 學 讀 書 會 47 我 在 MIT 燃 燒 物 理 魂 / 白 榮 銓 科 教 館 GO 好 玩 51 科 展 優 良 教 師 心 得 分 享 / 陳 美 蓮 陳 佳 宜 54 想 要 消 暑 就 飛 吧! ) 本 刊 以 環 保 油 墨 印 刷

3 總 召 集 人 的 話 每 四 年 舉 辦 一 次 的 世 界 奧 運, 是 全 球 矚 目 的 焦 點, 今 年 由 英 國 主 辦, 面 對 全 球 經 濟 不 景 氣, 原 物 料 漲 價 的 聲 浪 英 國 政 府 以 節 能 減 碳 為 由, 各 項 設 施 均 以 節 省 經 費 為 前 提, 據 報 導, 參 賽 選 手 的 宿 舍, 連 冷 氣 電 扇 都 沒 有, 幸 好 這 幾 天 氣 溫 驟 降, 怨 聲 變 少 了 替 代 能 源 的 開 發, 一 直 是 人 類 朝 思 暮 想 的 議 題, 臺 灣 四 面 環 海, 海 中 生 物 眾 多, 本 期 專 題 探 討 地 球 最 古 老 的 生 物 - 藻 類, 從 認 識 這 個 大 自 然 的 珍 寶, 到 藻 類 的 應 用 與 環 境, 進 而 了 解 藻 類 開 發 為 生 質 燃 料 的 各 種 可 能, 讓 我 們 能 了 解 它 利 用 它 本 期 生 物 教 室 臺 灣 淡 水 水 域 中 的 外 來 客 一 文, 從 生 態 環 境 關 心 臺 灣 淡 水 的 入 侵 物 種, 值 得 我 們 為 保 護 臺 灣 原 生 物 種 付 出 關 心 與 努 力 ; 地 科 教 室 藉 由 回 顧 2011 年 全 球 重 大 的 天 然 災 害, 提 醒 讀 者 強 化 防 災 的 觀 念, 平 時 做 好 防 災 準 備, 增 進 防 災 應 變 能 力, 以 降 低 災 害 的 損 失 當 我 們 關 心 生 態 環 境 與 替 代 能 源 的 同 時, 人 口 老 化 的 問 題 也 逐 年 增 多, 這 不 僅 是 老 人 要 面 對 的 問 題, 同 時 也 是 每 個 為 人 子 女 將 面 臨 的 問 題, 如 何 以 人 為 本 並 從 人 道 關 懷 出 發, 研 發 各 項 照 護 的 設 施 產 品, 進 而 提 供 國 民 一 種 幸 福 的 生 活? 科 教 館 的 大 眾 科 學 講 座, 邀 請 由 王 駿 發 等 教 授 與 專 家, 舉 辦 幸 福 101- 橘 色 科 技 崛 起 系 列 講 座, 包 括 健 康 科 技 幸 福 科 技 與 關 懷 科 技, 希 望 運 用 於 科 技 教 育 與 產 業 三 方 面 第 52 屆 全 國 中 小 學 科 學 展 覽 會 已 圓 滿 落 幕, 但 指 導 科 展 的 教 師, 仍 孜 孜 不 倦 的 為 學 生 默 默 奉 獻, 本 期 由 陳 美 蓮 陳 佳 宜 兩 位 教 師 以 穿 越 時 空 播 撒 科 學 探 究 種 子 玩 出 來 的 科 學 展 覽 為 文 鼓 勵 同 儕 ; 而 甫 自 加 拿 大 科 展 參 賽 歸 來 的 許 浩 倫, 在 申 請 大 學 入 學 的 同 時, 寫 下 沉 重 的 低 音, 是 為 下 一 個 高 因 鋪 陳 做 準 備, 不 僅 為 自 身 繼 續 研 究 科 學 譜 出 美 妙 的 樂 章, 也 是 作 為 學 弟 妹 最 佳 的 典 範 總 召 集 編 審 委 員

4 Monthly Topic 圖1 藻類與其它植物關係 本月專題 認識藻類 大自然 奇妙的珍寶 臺灣藻類 文 黃淑芳 前言 說到藻類 它是非常奇妙的一群生 息 覓食 交配 避難的最佳場所 藻 物 擁有許多特質是其他生物所無 不 類的存在 造就了多采多姿的海洋生物 管從時間長軸 或是形態大小變化 或 世界 在我們日常生活中 更是天天使 是分佈 或是與人類及其他生物關係密 用它 利用它 切等 都是獨站鰲頭的 如在時間長軸 上 它是地球最古老的生物之一 根據 02 什麼是藻類 化石遺跡推斷 早在二十多億年前 藻 藻類 基本上是一群能行光合作用且 類就存在 透過其簡單的光合作用 將 構造非常簡單的生命體 藻類的主要特 水中氧一點一滴分解出來 改變了大氣成 徵可以歸納為 (1) 沒有維管束組織 故 分 現今 藻類仍是最重要的基礎生產 無真正根 莖 葉器官分化 (2) 不開花 者 開拓者和清潔夫 除了可以製造食 結果 (3) 不產生種子 (4) 生殖構造不 物 生產氧氣 淨化水質 沉積碳酸鈣 受特化的組織保護 所有藻類常由單一 協助造礁之外 也是許多海洋生物棲 細胞產生配子或孢子 (5) 無胚的形成

5 科學研習 51-7 圖2 各式各樣 的葉綠體 以長 公尺高 有的甚至長達 100 多公尺 形成巨大海洋森林 可說世界 上最長最大的生物就是藻類呢 不管形態如何變化 這些藻類的內部 組織大多由形狀相仿的細胞所構成 只 具簡單分工能力 而無真正的根 莖 葉之分化 那麼藻類到底如何吸收水分 與養分 事實上 藻類的身體各部分 可以同時吸收水分與養分 並行光合作 用 亦即藻類身體各部分 都能自給自 足 故若將藻體某個部位切斷 大多仍 能自海水中獲得的光和溫度 繼續生存 下去 所有藻類因含有葉綠素 a 可以行光合 作用而獲得養分 此外 不同種類海藻 含有不同形式及含量的輔助色素 如葉 綠素 (a, b, c, d) αβ- 胡蘿蔔素 藻 藍素 藻紅素 藻褐素 葉黃素等 這 些輔助色素之間的組合及含量比例多寡 認識藻類 賦予了藻類多彩的色彩 大自然奇妙的珍寶 圖3 藻類的各種有性生殖方式 (6) 細胞內皆具有葉綠素 a 可以行光合 作用 (7) 依細胞組成可分為單細胞 單 細胞群體及多細胞等 3 種 從最古老生命演化至今的藻類 不論 大小 形態 色彩變化多端 他們可能 是極小的微生物 需用顯微鏡才能看到 JUL 2012 形態有球狀 絲狀 膜狀 管狀 囊狀 樹枝狀 無奇不有 也可能是長達數 十公尺的巨海帶 如在美國加州海岸 可 有一種巨大褐藻 稱為 大葉囊藻 圖4 藻類的無性生殖方式1 03

6 圖5 藻類的無性生殖方式2 Monthly Topic 圖6 螺旋藻(Spirulina )屬於藍綠藻 有極高營養 價值 本月專題 圖7 水綿屬於淡水綠藻 具有螺旋狀葉綠體 藻類在那裡 藻類喜歡生長在有水之處 但不一定 種 然未發現者應有十倍以上 尤其浩 在水中才有藻類生長 其分佈非常廣泛 瀚海洋中無數的浮游藻類仍是一片神秘 從水域到陸地皆有其蹤影 如海洋 湖 的處女地 有待進一步探索 臺灣藻類 泊 水庫 激流 池塘 水溝 土壤 藻類的分類 主要依照其形態構造 岩石 樹幹 牆壁 等 甚至在空氣中 光合色素種類 光合產物 細胞壁的 雲層 沸炙的溫泉噴水口 極地的冰雪 成分 鞭毛多樣性 生殖方式 生活 中 數英呎的地底下 都可找到藻類 史 細胞核 葉綠體的結構與膜層 幾乎無所不在 染色體分子資料 如核酸序列分析 等 有些藻類可生活在其他動 植物體內 特 徵 分 為 藍 綠 藻 門 Cyanophyta 與其共生或寄生 如滿江紅葉內有唸珠 綠 原 綠 藻 門 Prochlorophytes 藻 角蘚中有葛仙米藻 海洋中腔腸動 輪 藻 門 Cha藻 門 Chlorophyta 物或軟體動物體內常有綠球藻 渦鞭毛 眼 蟲 門 Euglenophyta rophyta 藻共生 如珊瑚和水母呈現繽紛多彩的 囊 綠蜘藻門 Chlorarachniophyta 顏色 有的藻類與菌類共生 形成不同 紅藻門 Rho胞藻門 Glaucophyta 的地衣 隱藻門 Cryptophyta 異色 dophyta 藻門 Heterokotophyta 含褐藻 矽藻 藻類的分類 04 黃 藻 金 藻 等 定 鞭 藻 門 Hap- 在植物界中 藻類的種類與數量並不 甲藻門 Dinophyta 等 如 tophyta 亞於細菌 目前已知全世界約有三萬多 各群藻類的色素和光合產物 參見下表

7 (Euglenophyta) 綠 蜘 藻 門 (Chlorarachniophyta) 囊 胞 藻 門 (Glaucophyta) 紅 藻 門 (Rhodophyta) 隱 藻 門 (Cryptophyta) 異 色 藻 門 (Heterokotophyta, 科 含 學 褐 研 習 藻 矽 藻 黃 藻 金 藻 等 ) 定 鞭 藻 門 (Haptophyta) 甲 藻 門 (Dinophyta) 等 表 1 藻 類 分 類 表 如 各 群 藻 類 的 色 素 和 光 合 產 物, 參 見 下 表 : 分 類 群 葉 綠 素 藻 膽 蛋 白 類 胡 蘿 蔔 素 光 合 產 物 Cyanophyta 藍 綠 藻 門 a (Cyanobacteria 藍 綠 菌 ) c-phycoerythrin, c-phycocyanin, Allo-phycocyanin, Phycoerythrocyanin β-carotene Mycoxanthin Zeaxanthin Cyanophycin Cyanophyean starch Prochlorophytes 原 綠 藻 門 a,b 無 β-carotene Zeaxanthin Chlorophyta 綠 藻 門 a,b 無 α, β, γ-carotene Lutein, Prasinoxanthin Charophyta 輪 藻 門 a,b 無 α, β, γ-carotene Lutein Euglenophyta 眼 蟲 門 a,b 無 β, γ-carotene Chlorarachniophyta 綠 蜘 藻 門 Diadinoxanthin a,b 無 Lutein, Neoxanthin, Violaxanthin Glaucophyta 囊 胞 藻 門 a c-phycocyanin, β-carotene Allophycocyanin Zeaxanthin Cyanophyean starch Starch Starch Paramylon Paramylon Starch 51-7 Rhodophyta 紅 藻 門 a γ,β-phycoerythrin α, β-carotene γ-phycocyanin Lutein Allo-phycocyanin Cryptophyta 隱 藻 門 a,c Phycoerythrin 545 α, β, ε-carotene γ-phycocyanin Alloxanthin Heterokotophyta 異 色 藻 門 a,c 無 α, β, ε-carotene Fucoxanthin Violaxanthin Haptophyta 定 鞭 藻 門 a,c 無 α, β-carotene Dinophyta 甲 藻 門 ( 渦 鞭 毛 藻 ) 藻 類 的 生 殖 Fucoxanthin a,b,c 無 β-carotene Fucoxanthin Peridinin Dinoxanthin Gyroxanthin Floridean starch Starch Chryso-laminaran Chryso-laminaran Starch 認 識 藻 類 大 自 然 奇 妙 的 珍 寶 JUL 2012 藻 類 雖 無 花 果 種 子 等 構 造 來 繁 衍 後 代, 卻 具 有 各 式 各 樣 的 生 殖 方 式 來 適 應 環 境 在 無 性 生 殖 方 面, 有 些 細 胞 可 以 直 接 一 分 為 二, 如 水 綿, 則 可 以 斷 成 數 段, 05

8 Monthly Topic 圖8 石蓴 圖9 輪藻 (Ulva )葉片 的有性生 狀 是臺灣 殖 有卵囊 海邊常見的 球(上)與精 綠藻 囊球(下)的 分化 圖10 尾鰭藻 在海藻的一生中 其無性生殖與有性 生殖常有規則地交替進行 形成複雜的 生活史 如我們常吃的紫菜 海帶 其 生活史具有孢子體及配子體不同生長型 態 其孢子體行無性生殖產生孢子 配 圖11 裸甲藻 (Dinophysis Gymnodinium 子體則產生雌 雄配子 進行有性交配 acunata )屬於 和尾鰭藻(Dino- 甲藻 physis )是紅潮 生殖 這種不同生活型態交替進行的生 活史稱為 世代交替 常見成員 可怕的紅潮 圖12 海帶屬 圖13 馬尾藻 於褐藻 可食 (Sargassum ) 用 是臺灣常見的 褐藻 有氣囊 構造 可達 2-3公尺長 紅潮 是指浮游性的微細藻類大量 繁殖 使海水變色 形成紅潮的藻類有 矽藻 藍綠藻及渦鞭毛藻 隨其種類組 本月專題 成之不同而有紅 黃 褐 綠之顏色 其中渦鞭毛藻佔大多數 常使海水變成 赤色或紅褐色 故有 紅潮 之名 有 些 渦 鞭 毛 藻 會 分 泌 有 毒 物 質 如 裸 甲 藻 Gymnodinium 及膝 溝 藻 Gonyaulax 所 分 泌 的 Saxitoxin 毒 素能引起神經中毒 這些毒素可堆積在 臺灣藻類 圖14 鋸齒麒麟藻(Eucheuma )屬於紅 圖15 可怕的紅潮 大多是甲藻 藻 富含藻膠 又稱海燕窩 可食用 所造成 藻類的生殖 貝類則會中毒 重則引起呼吸困難窒息 而死 如民國 75 年初東港的西施舌中 藻類雖無花果種子等構造來繁衍後 毒事件便是渦鞭毛藻惹的禍 有些渦鞭 代 卻具有各式各樣的生殖方式來適應 毛藻可自行發光或反射光線 如夜光藻 環境 在無性生殖方面 有些細胞可以 Noctiluca 梨甲藻 Pyrocystis 直接一分為二 如水綿 則可以斷成數 等 常使海面晶光熒熒 不明真相的人 段 每段再各自成長為獨立個體 有的 還以為看見鬼火哩 藻體可以產生許多有鞭毛的孢子 可自 由游動 每一孢子成熟後各自長成一個 06 魚貝類體內 人們一旦誤食受污染之魚 小兵立大功 藻類的利用 新的個體 或當環境不良時 有些藻類 在自然界中 藻類扮演著多重角色 可產生厚壁的休眠孢子 等環境適宜時 除製造食物與氧氣 是食物鏈中重要的 再萌芽生長成新的個體 在有性生殖方 基礎生產者之外 也是開疆拓土的先鋒 面 有些藻類可產生雌 雄配子 經由 者 例如有的可分解岩石 促進土壤形 交配後才長成新的個體 成 有的可吸收鈣 矽等鹽類形成石灰

9 科學研習 51-7 圖19 各式藻類 葡萄狀的蕨藻 Caulerpa 矽藻(diatom )含有豐富的油質, 是可食用的海產綠藻 是提煉生質油的明日之星 耳殼藻(Peyssonnelia ) 屬於紅 造形美麗的扇形囊膜藻 藻 含有石灰質 可協助造礁 (Sebdenia ) 圖16 藻膠的利用 圖17 來自藻 類之園藝用高 級液肥 圖18 藻類用於各種化妝品 另外矽藻土也常被開採來製造石英 矽 不受惠於藻類 除了許多藻類可被食用 膠膜或精煉石油時之濾除雜質之用 矽 之外 有的藻類具有醫療效用 廣用於 藻土也是製造鍋爐 蒸氣管之原料 目 治甲狀腺腫 消炎 消腫 利尿 驅蟲 前科學家也正研究藍綠藻之固氮機制 預防高血壓及降膽固醇等功效 常被提 打算利用遺傳工程將固氮基因接到經濟 煉做藥物或機能食品 藻類亦是水產養 作物上 若成功 未來作物就不用施肥 殖的主要餌料 對漁業資源及生態平衡 啦 近年更是用來推動環境保護 降低 穩定有重大影響力 有些藻類則常被用 全球暖化 生產生質能源的重要資源 來做家畜的飼料添加物 以增其生長與 如以藻類做水質污染指標 廢水處理 抗病力 藻類有豐富礦物質 也常被視 污染環境的整治 生產氫氣 生質酒精 為或做肥料 生質油等新能源等 以改善人類生活素 褐藻膠 這些多醣類具有特殊凝膠性 粘稠性及乳化性 故廣泛用於各種工業 如食品工業 冰淇淋 奶品 果汁 果醬 質 藻類之妙用 實在不勝枚舉 延伸閱讀 1.黃淑芳 2010 臺灣海藻資訊網 formosa.ntm.gov.tw/seaweeds/ 沙拉醬 食品罐頭之穩定 化妝品 2.黃淑芳 2008 挽救能源危機的生力軍 藻類 醫藥工業 牙膏 香皂 乳液 洗髮精 3.黃淑芳 2006 大地色彩專家 藻類及色素探 藥丸打粒 膏基 手術縫線 敷料 代用 紡織 血漿 假牙印模 消化道造影劑 生質能源 臺灣博物季刊27(4):70-73 秘 臺灣博物25(2) 黃淑芳 2002 妙用無窮的海藻 科學發展月 5.黃淑芳 2000 臺灣東北角海藻圖錄 國立臺 油漆 齒模 印刷 底片 釀酒 防 6.黃淑芳 1989 認識藻類 臺灣省立博物館出 皮革 生技研究用之培養基等多種用途 灣博物館出版 共233頁 版 共54頁 黃淑芳 任職國立臺灣博物館研究組組長 臺灣藻類學會理事長 JUL 2012 刊 360:8-13 品 ( 彎曲成形或硬挺 ) 人造纖維 造紙 火材料 照相底片 塑膠代替品 人造 大自然奇妙的珍寶 由藻類提煉之藻膠 如洋菜 紅藻膠 認識藻類 岩 在我們日常生活中 亦是無時無刻 07

10 Monthly Topic 藻類的應用 文 蘇惠美 一 前言 藻類以肉眼可見可區別為二類 一 為看得到其形態 另一為看見其量大 產生的顏色 大部分的海藻 (seaweed, macroalgae ) 種類 都能以眼睛分辨其為 葉片狀如紫菜 石蓴 海木耳 ( 圖 1) 類似有根莖葉狀如蕨藻類 ( 圖 2) 而大 多數的微藻 (microalgae ) 種類 會以顏 色凸顯其存在 如養殖藻水 ( 圖 3) 紅 圖1 海木耳 潮 綠色水池魚塭 顏色鮮豔的珊瑚 家庭用水處理透明水管黏住的綠點 則 必須借助顯微鏡才能看到其樣貌 因此 本月專題 海藻利用的歷史悠久 在李時珍的 本 草綱目 中記載了海帶 馬尾藻 石蓴 紫菜 麒麟菜等藻類的藥用療效 微藻 作為保健食品 則源於德 日研究人員 在 1960 年代建立之大量養殖技術 開啟 了商業生產之小球藻 (Chlorella ) 與螺旋 臺灣藻類 08 藻 (Arthrospira )( 圖 4) 作為保健食品 圖2 3種蕨藻 圖3 養殖之綠色擬球藻與黃褐色等鞭金藻

11 科學研習 51-7 圖4 螺旋藻 圖5 海藻成份應用產品 海藻的用途以直接作為食品 (78 ) 占 公噸 ) 裙帶菜 (Undaria pinnatifida, 最大宗 其次萃取其藻膠多醣類 (12 ) 1.8 百 萬 公 噸 ) 龍 鬚 菜 (Gracilaria 應用於食品 化妝品等工業 ( 圖 5) 也 spp. 1.4 百萬公噸 ) 與紫菜 (Porphyra 可作為動物飼料 特殊色素 螢光蛋白質 spp. 1.4 百 萬 公 噸 ) 東 亞 生 產 的 溫 生物肥料 以及未來第三代生質酒精之 帶海藻 ( 海帶 裙帶菜 紫菜 ) 大多作 料源 近年來利用藻類來吸收養殖排放 為人類食品 而東南亞生產的熱帶海 水營養鹽 以達環境永續之整合型養殖 藻 ( 麒麟菜 ) 則主要用來萃取卡拉膠 受到世界養魚大國研究人員之重視 (carrageenans ) 部分作為食品 台灣養 微藻的利用以保健食品為主 也可作 殖最多的龍鬚菜主要用來養殖九孔 2009 為養殖用餌藻 動物飼料 化妝品與特用 年產量約 4,383 公噸 其他野生紫菜 青 化學用品 近年來 因具有固定二氧化碳 海菜 石花菜與其他藻類共約 212 公噸 利用廢水及作為生質油料原的潛力 微 大多作為食品 法國核准作為食用的海 藻在能源 環境及農業工業應用上吸引廣 藻種類有褐藻類 ( 泡葉藻 Ascophyllum 大的注意 墨角藻 Fucus 海條藻 Himanthalia 裙 帶菜 ) 紅藻類 ( 紫菜 掌藻 Palmaria 品 餌飼料 化粧品與生態維護上加以概 palmata 角叉菜 Chondrus crispus 述 龍鬚菜 ) 及綠藻類 ( 石髮 石蓴 ) 有些 二 食品 藻類萃取的成分也應用於化妝品 藻類的應用 本文僅就海藻與微藻在食品 保健食 養殖或野生海藻作為食品之比例最高 (78 ) 大多數以乾製品或鹽漬品販售 產量約 1 千 5 百萬公噸鮮重 總產值達 以新鮮海藻類直接食用的種類不多 ( 圖 74 億美元 養殖海藻產量最高的是海帶 6) 本中心研發之海葡萄又名綠色魚子 (Laminaria japonica, 4.8百萬公噸) 醬 因不耐冷藏冷凍 需在保鮮 1 週內食 其次為麒麟菜 (Euchema spp., 3.8 百萬 用 與生魚片搭配養眼又可口 為鮮食珍 JUL 2012 依 據 FAO 資 料 2008 年 世 界 海 藻 總 09

12 Monthly Topic 圖6 生技展食用海藻乾品與鮮品 本月專題 品 乾製品以冷開水略加浸泡 撈起瀝乾 色 可提升血液中脂締素含量 達到調 後 可做成沙拉 滷味 可快炒 ( 加入 節血糖 血脂及減少體脂肪堆積 因而 肉絲 蛋 ) 或加入味潧湯 稀飯 湯麵中 減緩代謝症候群的發生 ( 蔡等 2009) 綜論海藻的生物活性成分 Holdt and Kraan(2011) 指出為多醣類 蛋白質類 臺灣藻類 10 三 保健食品 油脂類 色素類 酚類及其他褐藻多酚 有些具機能性成分的微藻或海藻 因 (Phlorotannin ) 海藻多醣類可再細分 顏色 味道與口感不佳 常以其萃取成 為膳食纖維 褐藻膠 (alginates ) 卡拉 分或混合多種素材 製成錠劑 膠囊等 膠 洋菜 (agar ) 褐藻糖膠 (Fucoidan ) 各種形式的保健食品 ( 圖 7) 在衛生署 及石蓴醣 (Ulvan ) 等 大多數海藻多醣 審核通過之 210 項健康食品中 保健功 類可提昇人體健康 例如創造較好的腸 效為調節血脂功能共88 項中藻類有4項 內環境 具有抗病毒 抗腫瘤 降低膽 引藻片 ( 小球藻 ) 有機茯加力藻錠 ( 小 固醇 降低血脂肪 預防肝損傷 抗氧 球藻 ) 活綠美綠藻片 天然螺旋藻錠 化 調解免疫與抗發炎的特性 海藻之 其保健功效成分為亞麻油酸 (Linoleic 蛋白質類在糖尿病 癌症 AIDS 應用上 acid ) 及 次 亞 麻 油 酸 (α-linolenic 及心血管疾病預防有正面功效 多酚則 acid ) 保健功效宣稱經動物實驗證實 (1) 具有抗氧化 輻射防護 抗生物 降肝 有助於降低血中三酸甘油酯 (2) 有助於 糖等功效 以褐藻類含量較多 以老鼠 降低血中總膽固醇 (3) 有助於降低血中 作試驗 含褐藻多酚與褐藻糖膠之商品 低密度脂蛋白膽固醇 保健功效為免疫 有提升學習能力及增加記憶之效用 ( 黃 調節功能共 33 項中藻類也有 4 項 綠寶 與吳 2011) 藻褐素 (fucoxanthin ) 黃橙 綠藻片 天然綠藻錠 藍波健康錠 珍

13 科學研習 51-7 圖7 藻精 蛋白 綠藻 螺旋藻 藍藻錠 其保健功效成分為葉綠素 藻 於被人體吸收的藻寡醣 - 褐藻糖膠 實 藍素 (Phycocyanins ) 保健功效宣稱經 驗證明除了能活化免疫細胞 吞噬細胞 動物實驗證實 (1) 有助於促進吞噬細胞 及自然殺手細胞活性 也擁有良好的抗 活性 (2) 有助於促進自然殺手細胞活性 氧化效果 ( 吳,2010) 臺灣生產微藻的公司有臺灣綠藻 國際綠藻 遠東藍藻 味丹生技 光 四 餌 飼料 球 藻 少 量 的 杜 莎 藻 (Dunaliella ) 年蝦的食物 並藉由它們將藻體的長鏈 紅 球 藻 (Haematococcus ) 紫 球 藻 不飽和脂肪酸 (LPUFA 含 DHA EPA) 色素 (Porphyridium ) 與 寇 氏 隱 甲 藻 (Cryp- 帶入魚體 ( 圖 8) 還具有抗菌性 促進 thecodinium cohnii ) 在世界的微藻 免疫力 改善水質 分散魚苗 誘引初 產業上居領先地位 紅球藻含有抗氧化 次攝餌 以及維持餌料動物的營養等功 力最高的蝦青素 (Astaxanthin) 紫球藻 能 LPUFA 會影響魚苗的成長 活存 神 含有 omega 6 不飽和脂肪酸 ARA( 花生四 經發育 滲透壓調節及操作抗力等 含 烯酸 ) 寇氏隱甲藻為異營藻類 富含 DHA 的等鞭金藻 (Isochrysis galbana ) omega 3 不飽和脂肪酸 DHA( 二十二碳六 細胞大小 3-7 微米 為魚 蝦 貝苗及 烯酸 ) 經萃取 微膠囊化成為美國各大 動物性餌料的餌料 提供足量在健康石 嬰兒奶粉大廠配方成分之一 斑魚苗育成率 佔有 50 以上的貢獻 水試所以未被有效利用之海藻為原 度 含 EPA 的擬球藻 (Nannochloropsis 料 萃取出機能性成分 研發多項肌膚 oculata )2-5 微米 適合用來培養輪蟲 保養品 保健品等 自褐藻萃取成為易 維持魚苗池水色 為海水魚類綠水育苗 JUL 2012 微藻類不僅可作為輪蟲 橈足類與豐 藻類的應用 璧等 生產的種類主要為螺旋藻及小 11

14 Monthly Topic 本月專題 圖8 微藻在石斑魚苗培育之應用 如石蓴 ( 圖 9) 龍鬚菜 掌藻 海帶等 作為餌料 尤其高溫環境下 人工飼料 臺灣藻類 易腐敗且汙染水質 更需投餵新鮮海藻 海藻含有豐富的礦物質 微量元素與維 生素 且其游離胺基酸與動物飼料相近 適合作為飼料補充物 已應用於家禽 豬 魚 ( 鱒魚 吳郭魚 鯛魚 ) 等 海 藻豬口感滑嫩 - 農產奇蹟 胡志強阿基 師共同推薦促銷 海藻豬 在地食材 圖9 九孔與餌料石蓴 技術之主要藻種 缺氮下油脂產率高但 五 化妝品 EPA 成份減少了 是近年來研發生質油熱 海藻萃取物宣稱有賦予肌膚細胞再 門藻種之ㄧ 牡蠣 鳳螺 海水蝦 海 生 抗皺 緊實 明亮 保濕等功能 膽 海參與九孔等幼苗 均需投餵微藻 常見於各種化妝品 保養品成份配方 才能有較佳的活存與成長 中 如海洋拉娜宣稱含有巨藻 具有鎮 但使鮑 九孔 海膽成長則需以海藻 12 成為 5 月新聞題材 定舒緩 抗老緊實 縮小毛孔等功能

15 科學研習 51-7 圖10 骨藻 紀梵希黑鑽奢華乳霜之關鍵成分為骨藻 槽 經過 539 天 池水硝酸鹽 - 氮及磷 (Skeletonema costatum 圖 10) 萃取物 酸鹽 - 磷降至 1.27 ppm 及 0.07ppm 與原 賦予肌膚細胞重新回到健康緊密狀態 注入海水差異小 同時也生產 400 公斤 水試所研發之褐藻萃取物富含 Fucose 成 海木耳 顯示應用海藻於整合型養殖 分等 實驗證明能活化纖維母細胞 促 可維持養魚池之水質並增加經濟海藻的 進其膠原蛋白合成 抑制組織胺的分泌 收益 促進傷口癒合 具有消炎作用 能改 善皮膚乾裂者之膚質 可作為美容保養 品之天然素材 ( 吳,2010) 參考文獻 1.吳純衡(2010) 海藻機能性成分萃取與應用 簡報 六 生態維護 集約式鮭魚養殖場之鮭魚僅利用飼料 中 1/3 之營養 剩餘 2/3 之營養溶於養 脂締素之研究 水試專 訊 27: 黃培安 吳純衡 (2011) 褐藻多酚對記憶及學習 能力的影響 水試專 訊 35: 研究人員將大西洋鮭 紫貽貝及海帶整 4.Holdt, S. L. and S. Kraan (2011) Bioactive 合為多營養階層之養殖 除增加養殖收 compounds in seaweed: Functional food 益外 解決環境優氧化與海藻單養營養 applications and legislation. J. Appl. Phycol., 23: 藻類的應用 殖環境 成為水華發生之誘因 加拿大 2.蔡儀冠 黃培安 吳純衡(2009) 藻褐素調節體內 鹽不足的問題 本中心以 2000 噸循環水養殖黃鰭鮪 池水累積高量的硝酸鹽 - 氮 (18.56ppm ) 及磷酸鹽 - 磷 (3.81 ppm) 在循環過程 中增設 4 個 1.8 噸的石蓴與海木耳養殖 蘇惠美 任職農委會水產試驗所 東港生技研究中心研究員 JUL 2012 魚 雖有水處理設施 經過 517 天之養殖 13

16 Monthly Topic 圖1 微囊藻屬(Microcystis )常在水庫形成藻華 現象 藻類與環境 本月專題 引言 在地球初形成時 地表是高溫且無氧 的環境 在藻類出現後 由於它行有氧光 文 吳俊宗 水庫 溪流 土壤 岩石 樹幹 溫泉 冰雪 地底下等皆有 甚至在空中 雲霧 裡也可找到其蹤影 合作用而改變了原先無氧的地球環境 隨 後才有其他好氧性生物的出現 現今地球 臺灣藻類 上有多樣性的生物 藻類算是始祖之一 大多數的藻類生長在水中 因此水中的 藻類行光合作用 利用光能將無機碳固定 物理和化學環境都會影響藻類的生長 舉 成為有機碳 在生態上被稱為初級生產 凡水溫 酸鹼度 溶氧量 光照度 濁 者 在水域環境中 它提供初級消費者 度 導電度或營養鹽類 如各種氮鹽 磷 ( 動物 ) 的食物 例如全球海洋面積約有 有機碳 無機碳 各種陽離子 陰離子 平方公里 估計每年每平方公 硬度 鹼度等 都會直接或間接影響 里中的藻類能製造出約 375 公噸有機碳 藻類的生長 而當藻類生長時 也會反過 因此 藻類供應水生物所需要的氧氣和食 來影響水環境 例如 藻類行光合作用時 物 在生態系中的角色不可被取代 此外 會造成水中酸鹼度值上升 水中溶氧量增 藻類在水中行光合作用所產生的氧氣也 高 藻類大量滋長時使水中透明度下降 會釋放到大氣中 也間接供應大氣中的氧 藻類生長時吸收利用水中營養鹽類 而降 氣 事實上 藻類是地球圈中最主要的氧 低水中營養鹽類的濃度 藻類生長時會釋 氣貢獻者 放某些有機物到水中 而改變水質 愈來 藻類種類眾多 分佈非常廣泛 在各 種環境包括水域和陸域 如海洋 湖泊 14 環境影響藻類 愈多的研究發現 藻類與環境間係相互影 響 其例子不勝枚舉

17 科學研習 51-7 圖2 在海域和水庫常形成紅潮的多甲藻(Peridinium sp.) 圖3 常在水庫形成之藻華現象的有毒銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa ) 扁 藻 Tetraselmis sp. 藻綱 域因汙染或營養鹽偏高所引起的環境問 骨 條 藻 Skeletonema costatum 小 題 其表徵是藻類的大量滋生 通常水 環 藻 Cyclotella sp. 和 三 角 褐 指 質優養化與水中特定營養鹽 ( 如氮鹽和磷 藻 Phaeodactylum tricornutum 等 鹽 ) 有關 國內造成水質優養化的主要營 (Ackman et al.,1996 會分泌二甲基 養鹽為磷鹽 在水質因磷汙染而形成優養 此化學物質 硫酸 dimethyl sulfide 化時 水中汙染物會改變成物理和化學環 在海水中或空氣中被氧化代謝成甲基磺 境 於是形成一種篩選作用 使不能適應 甲基磺酸是 酸 methane sulfonate 的藻種遭到淘汰 而能夠適應的藻種因少 一種會造成水氣凝結成雲霧之凝結核源 了競爭對象而大量滋長 有的藻種甚至因 當大量水氣凝 Monastersky, 1987 而形成藻華現象 (algal bloom) ( 圖 1) 結成雲霧後 即容易降雨 經由此種雲霧 這種現象除造成生態系中生物多樣性的 形成和降雨作用 會降低水面溫度 並將 降低 更造成水質劣化 成為環境衛生問 空中所含之酸性物質隨雨水帶入水域而 題 飲用水問題和水資源供需失調問題 成為酸雨 因此 這些體型雖然微小的藻 水質優養化在海洋和淡水水域都會發生 類 卻由於大量滋長和透過其所產生化學 藻類影響環境 藻類生長會影響環境 影響的層面有 1.氣候 2.紅潮與藻毒 水域中可能滋長多樣性的藻種 但 隨著水域遭受污染程度的增高 許多藻 海洋有些微藻 如一種鈣板藻類的 種逐漸不能適應汙染環境而被淘汰 能 球石藻 Coccolithophorids 屬於定鞭 適應汙染環境的藻種於是漸形成優勢 JUL 2012 許多種 舉下列二個為例 物質來影響氣候 藻類與環境 我們比較常聽到水質優養化 那是水 15

18 Monthly Topic 圖4 在水庫出現會產生藻毒的柱胞藻 (Cyclindrospermopsis raborskii ) 圖5 常造成國內水庫及養殖環境帶土臭味的顫藻 (Oscillatoria tenuis ) 本月專題 臺灣藻類 並大量滋長而形成紅潮 (red tide) 近 (Anabaena ) 和林比藻屬 (Lyngbya ) 等 海和河口是常形成紅潮的水域 甲藻類 也會產生和海洋甲藻類所產生的神經毒 (dinoflagellates ) ( 圖 2) 是最常形成 ( 麻痺性貝毒 saxitoxins ) 而直接造 紅潮的藻類之一 此藻含紅褐色色素 ( 如 成痲痹或死亡 同屬於藍綠藻的柱孢藻 peridinin) 使水色呈紅褐色而得名 許 (Cylindrospermopsis raciborskii ) 多形成紅潮的藻類會產生藻毒 最為人知 ( 圖 4) 則會產生細胞毒 (cytotoxin ) 的是麻痺性貝毒 saxitoxins 屬於神經 對肝和腎臟造成傷害 有的藻類如顫 性毒 有的藻類產生下痢性毒素 肝毒或 藻 屬 (Oscillatoria ) 束 絲 藻 屬 魚 細胞毒 事實上 這些毒藻所產生的藻毒 腥藻屬和浮絲藻屬等 會產生安那毒 不只一種 有的一個藻種同時產生數種藻 (anatoxin ) 它也是一種急性神經毒 毒 這些藻毒往往透過食物鏈蓄積於魚 有的藍綠藻雖不一定會產生毒素 但是 貝類等水生動物體內 人類常因攝食帶有 會產生有機物釋放到細胞之外 這些胞 藻毒的魚貝類而中毒 外有機物在自來水傳統之淨水過程中無 也 有 許 多 淡 水 藍 綠 菌 ( 藻 )(cyano- 法去除 當加氯消毒時會產生三氯甲烷 bacteria ) 會形成藻華 ( 也可稱紅潮 ) 等致癌物質 此外 有的藻種如顫藻 ( 圖 例如微囊藻屬 (Microcystis )( 圖 3) 常 5) 柱孢藻 魚腥藻和林比藻等會產生 在水庫和養殖池形成藻華 其中有些種 土臭 霉臭或腥臭味等異味 令人不悅 會產生有毒的微囊藻素 (microcystins ) 也影響自來水的供水品質 有的魚 貝 而影響水質和人類健康 此藻毒也會 類攝食這些藻類後會帶這些臭味 造成 由 魚 腥 藻 屬 (Anabaena ) 浮 絲 藻 屬 漁產的損失 (Planktothrix ) 念珠藻屬 (Nostoc ) 藻類在環境科學上的應用 項圈藻屬 (Anabaenopsis ) 等藻種產生 微囊藻素是一種肝毒 對動物和人類都有 用 舉下列五個例子 毒性 嚴重時會造成肝腫瘤 有的藍綠藻 1.水質指標 如束絲藻屬 (Aphanizomenon ) 魚腥藻屬 16 藻類在環境科學上可有許多種的應 人類為求生活和對物質生活的要求不

19 科學研習 51-7 斷提升 加上人口和經濟快速成長 使 得民生用水量不斷增加 水汙染也隨之增 高 致使許多水體中之營養鹽如氮 磷等 濃度經常過高 因而加速水體的水質優養 化現象 進而影響水資源利用和飲用水水 質 優養化現象主要是由於工業 農業 的發展與家庭廢 ( 污 ) 水等因素 將大量 營養鹽帶入水庫 湖泊中 造成藻類異 常增殖與死亡 水域自然生態系發生急速 變化而產生水質惡化等現象 這種因人為 因素致使水庫 湖泊轉變為優養化現象往 圖6 水質優養化常出現的曼尼小環藻(Cyclotella meneghiniana ) 往只需數年時間 甚至更短 台灣地區 現有四十餘座水庫 其中近七成水庫係做 為一般民眾飲用水水源 由環保署資料顯 示 台灣地區之水庫普遍已存有優養化問 題 有的正加速優養化中 對於優養化程度的評估 過去國內多用 總磷 葉綠素 a 透明度等理化參數為判 斷依據 如卡爾森優養指標法 (Carlson, 1977) 事實上 藻類生長於水中 是第 圖7 水質優良水域出現之異極藻(Cymbella tumida) 一個反應汙染物進入水中的生物 其承 受的反應是直接的 因此最具有指標意 義 早在二十世紀初藻類即有被用於水 質的指標 (Zelinka & Marvan, 1961) 而用於優養化程度的評估是近幾十年來 指標種 ) 和藻類群落都可以被用來作為 水環境的指標 藻類腐水度指標 (SI) 是 最普遍被應用的指標之一 (Sládeček, 圖8 不良水質出現之菱形藻(Nitzschia palea) 藻類與環境 的事 藻種 ( 如圖 6~8 為不同優養程度的 1973) 它可反映水域之有機污染程度 且和水質優養化程度密切相關 優養指標 1989; 吳等人, 2010; 吳 & 高, 2011) 它係將指標種統計量化 方便理解和應 用 其所評估之水質優養化程度與卡爾森 JUL 2012 (ATSI) 是用藻類群落為指標 (Whitmore, 17

20 Monthly Topic 本月專題 臺灣藻類 18 圖9 湖積物中出現之 水質優養化指標藻種-顆 粒直鏈藻(Aulacoseira granulata ) 優養指標所得結果相似 因此可以作為替 存千萬年 因而被拿來作為研究古環境的 代指標 特別是在用在卡爾森指標不適用 工具 其應用不論在海洋或陸域湖泊等都 時 有 對於瞭解地球環境 氣候變遷 人 2.河川汙染指標 類活動等都是很好的指標 此研究配合花 藻類體型細小 對於環境的變化甚為 粉分析 更能重建氣候變遷和人類活動對 敏感 當水域受到汙染時 水中的物理和 植被 森林 環境酸化等所造成之衝擊提 化學環境會隨之改變 因此 在不同汙染 供有力的證據 (Chen et al., 2009) 例 環境下所滋長的藻種會有差異 利用此特 如圖 9 為直鏈藻 當它優勢出現於湖積物 性 我們可以用藻類來做為溪流河川汙染 時 顯示當時是水有一定的深度且是水質 的指標 最適合於溪流河川汙染指標的藻 優養化的環境 類是附生於石頭上的藻類 特別是矽藻 4.清潔空氣 由於它們分佈廣泛 在水中之數量又多 由於人類大量燃燒石化燃料 導致大 很適合於一般的河川水質監測 (Whitton 氣中的二氧化碳濃度不斷攀升 已引起全 & Rott, 1996) 國內有適合於本地河川 球暖化 造成氣候不穩定和逐年增高的災 的 矽 藻 屬 指 標 (generic index )(Wu, 害 先進國家一方面在積極減少石化燃料 1999; Wu and Kow, 2002) 它只需鑑定 的使用 期降低溫室氣體的排放 另一 六個屬 ( 不需要鑑定到種的層級 ) 適合 方面也在從事謀求利用藻類和植物行光 於非藻類專家的使用 此指標可反映棲地 合作用固定二氧化碳 來降低溫室氣體濃 品質和水質 準確性頗高 度 除產生再生性的生質能源 並淨化空 3.環境變遷研究 氣 一來解決能源危機 二來達到環境保 有 些 藻 類 如 矽 藻 (diatoms ) 和 金 藻 護的目的 此外 在燃燒石化燃料時 伴 (chrysophytes ) 其細胞壁含矽質不易 隨二氧化碳之產生同時會有 SOx 和 NOx 等 腐壞 可以在細胞死亡後成為微化石而保 物質 這些物質在溶於水後會形成酸性物

21 科 學 研 習 51-7 藻 類 是 環 境 中 的 一 個 份 子, 它 就 像 一 把 兩 面 刀, 若 能 善 加 利 用, 它 可 以 改 善 環 境, 富 利 人 類 但 若 無 法 掌 握 它, 它 有 可 能 造 成 環 境 的 禍 害 而 傷 害 我 們 質 而 成 為 酸 雨, 因 而 造 成 環 境 酸 化 當 藻 類 吸 收 固 定 二 氧 化 碳 之 同 時, 也 會 吸 收 利 用 前 述 之 酸 性 物 質, 因 而 降 低 其 對 環 境 可 能 造 成 的 酸 化 作 用 利 用 藻 類 來 削 減 降 低 溫 室 氣 體 具 有 另 外 一 些 優 點, 例 如 藻 類 生 長 快 速 生 產 容 易 少 佔 用 耕 地 不 破 壞 生 態 平 衡 可 以 吸 收 工 廠 廢 氣 淨 化 空 氣 等 優 點, 可 算 是 諸 多 降 低 溫 室 氣 體 的 措 施 中 最 具 有 潛 力 的 方 法 可 用 於 固 定 二 氧 化 碳 之 藻 種 有 許 多 種, 常 用 的 是 綠 藻 類 和 藍 綠 藻 類, 但 用 於 產 油 的 則 許 多 用 矽 藻, 如 圖 10 被 認 為 是 油 含 量 最 高 ( 最 高 達 約 70% ) 的 葡 萄 藻 (Botryococcu braunii), 但 是 其 生 長 速 度 慢 是 一 大 缺 點 目 前 多 數 人 選 用 生 長 快 速 的 單 細 胞 藻 種, 有 些 單 細 胞 微 藻 每 天 細 胞 可 以 行 2 至 4 次 分 裂, 其 產 量 每 年 每 公 頃 可 達 公 噸, 所 固 定 之 二 氧 化 碳 量 遠 比 高 等 植 物 高 數 百 至 數 千 倍 有 的 藻 類 更 含 有 豐 富 的 油 脂, 其 產 油 率 也 比 其 他 作 物 高 出 數 十 倍 至 數 百 倍, 因 此 時 下 成 為 各 國 投 注 的 焦 點 5. 汙 水 處 理 藻 類 生 長 時 會 吸 收 利 用 不 同 的 營 養 鹽 和 金 屬 鹽 類, 我 們 利 用 藻 類 此 特 性 來 處 理 汙 水, 許 多 先 進 國 家 之 汙 水 處 理 廠, 即 在 處 理 流 程 的 後 階 段 利 用 藻 類 來 吸 收 一 些 物 理 和 化 學 處 理 過 程 無 法 處 理 的 微 量 污 染 物, 使 汙 水 處 理 更 趨 完 整, 因 此, 其 處 理 後 之 排 放 水 能 達 到 較 高 的 標 準 藻 類 善 於 吸 收 水 中 重 金 屬 和 一 些 難 分 解 的 汙 染 物, 例 如 藻 類 會 分 解 塑 化 劑 (Babu & Wu, 2010), 可 以 利 用 它 來 處 理 受 汙 染 的 水 域 結 語 藻 類 是 環 境 中 的 一 個 份 子, 它 就 像 一 把 兩 面 刀, 若 能 善 加 利 用, 它 可 以 改 善 環 境, 富 利 人 類 但 若 無 法 掌 握 它, 它 有 可 能 造 成 環 境 的 禍 害 而 傷 害 我 們 目 前 在 國 內, 我 們 對 藻 類 的 研 究 和 瞭 解 仍 十 分 有 限, 未 來 我 們 若 要 想 多 利 用 它, 讓 它 來 為 我 們 做 更 多 事 情, 就 得 先 從 認 識 它 開 始 國 內 的 藻 類 學 者 不 多, 我 們 要 鼓 勵 更 多 人 投 注 到 藻 類 領 域 的 研 究, 才 能 提 昇 國 內 之 藻 類 科 學 與 應 用 唯 有 對 它 的 瞭 解 愈 多, 才 愈 能 掌 握 它 的 生 長 條 件 才 愈 知 道 如 何 避 免 它 的 不 當 滋 長 以 及 減 少 它 可 能 造 成 的 傷 害 也 才 愈 知 道 如 何 利 用 它 來 改 善 我 們 的 環 境 和 造 福 人 類 藻 類 與 環 境 JUL

22 Monthly Topic 本月專題 圖10 藻類中油含量最高的葡萄藻(Botryococcus braunii ) 參考文獻 1.吳俊宗 吳先琪 王美雪 2010 水庫水質 優養化相關參數合理性研究 臺灣自來水公 司 研究報告 122頁 臺灣藻類 2.吳俊宗 高麗珠 2011 翡翠水庫藻類與水 質關係監測 臺北翡翠水庫管理局 研究報 告 134頁 3.Ackman, R.G.,Tocker, C.S, McLachlan, J.M Occurrence of dimethyl-β-propiothetin in marine phytoplankton. J. Fish. Res. Board Canada 23: Babu,B.,Wu,J.T Biodegradation of phthalate esters by cyanobacteria. J. Phycol. 46: Carlson,R.E.1977.A trophic state index for lakes. Limnol. Oceanogr. 22: Chen,S.H.,Wu,J.T.,Yang,T.N.,Chuang,P. P.,Huang,S.Y.,Wang,Y.S Late Holocene paleoenvironmental changes in subtropical Taiwan inferred from pollen and diatoms in lake sediments.j.paleolimnol.41: Monastersky,R.1987.The plankton-climate connection.sci.news 132: Sládeček,H System of water quality from the biological point of view. Arch. Hydrobiol. Beih. 7: W h i t m o r e, T. J F l o r i d a d i a t o m assemblages as indicators of trophic state and ph. Limnol. Oceanogr. 34: Whitton,B.A.,Rott, E Use of algae for monitoring rivers II. Insbruck, Austria 11.Wu,J.T A generic index of diatom assemblages as bioindicator of pollution i n t h e K e e l u n g R i v e r o f Ta i w a n. Hydrobiologia 397: Wu, J. T., Kow, L. T Applicability of a generic index for diatom assemblages to monitor pollution in the tropical River Tsanwun, Taiwan. J. Appl. Phycol. 14: Z e l i n k a, M., M a r v a n, P Z u r Präzisierung der biologischen Klassifikation der Reinheit fliessender Gewässer. Arch. Hydrobiol. 57: 吳俊宗 中央研究院生物多樣性研究中心研究員 兼副主任&臺灣大學生態與演化生物學 研究所教授

23 科學研習 51-7 淺談藻類生質燃料 微藻 藻油萃取 生質柴油 藻體 沼氣 巨藻 發酵 乙醇 圖1 藻體能源利用示意圖 文 林昀輝 前言 在節能減碳的風潮下 世界各國大力推 藻種其脂肪含量有明顯之差異 圖 2 為 動使用生質燃料做為運輸用替代燃料 其 微藻經 Nile 染色後 在螢光顯微鏡下的 中生質柴油和酒精是較廣為人知的生質燃 照片 圖中鮮黃色之部分即為中性油脂 料 然而其主要使用糧食中的油脂 糖和 在部分細胞中可以發現油脂充滿整個 澱粉為原料轉化而成 其雖然具有減碳之 細胞 這些中性油脂主要為三酸甘油酯 效益 然而隨著生質燃料的大量使用 引 是生產生質柴油的原料 來了 與人爭糧 和 與農爭地 的問題 一般而言商業化渠道池之培養系統的 因此 原料的取得成為各國在致力於推廣 每年每公頃可生產約 公噸乾重之 生質燃料的關鍵因素 藻體 最高產量可達每年每公頃可生產 約 公噸 其約略與熱帶作物 ( 如 加上可以不利用現有之耕地 成為倍受重 甘蔗 玉米等 ) 相當 而在密閉式的生 視的生質原料之一 其中微藻能夠生產油 物反應器中 微藻之產量可增加至每年 脂作為生質柴油的原料 而巨藻則是因為 每公頃可生產約 公噸乾重 然 含有醣類 可以作為醱酵生產醇類或沼氣 而其需要在嚴密的環境條件控制之下 之原料 ( 藻體之利用程序示意圖如圖 1 所 生產成本也高不可攀 根據美國能源部 示 ) 本文將介紹微藻與巨藻在生質燃料 從 1978 年到 1996 年間長期資助由藻類 利用上的發展狀況為主 衍生可再生性運輸燃料的計畫 ( 水生物 淺談藻類生質燃料 藻類 ( 包括微藻和巨藻 ) 由於生長快速 種計畫 Aquatic Species Program 簡稱 ASP) 的試驗 在長期的操作下 微藻是最原始型態的植物 藻細胞主要 微藻藻體之產率約 10 g/m2/day 而藻 包括碳水化合物 蛋白質及油脂三種成分 體之油含量約 15 而在一般的報告 雖然一般藻類細胞中均含有脂肪 不同 中 養殖中某段最佳的微藻藻體之產率 JUL 2012 微藻生質燃料 21

24 Monthly Topic 約略與熱帶作物(如甘蔗 玉米等)相當 而在密閉式的生物反應器 中 微藻之產量可增加至每年每公頃可生產約 公噸乾重 然 而其需要在嚴密的環境條件控制之下 生產成本也高不可攀 根據美 圖2 微藻經染色後在一般顯微鏡(左)與螢光顯微鏡(右)下之照片 國能源部從 1978 年到 1996 年間長期資助由藻類衍生可再生性運輸燃 料的計畫(水生物種計畫 Aquatic Species Program 簡稱 ASP)的試 驗 在長期的操作下 微藻藻體之產率約 10 g/m2/day 而藻體之油含 量約 15% 而在一般的報告中 養殖中某段最佳的微藻藻體之產率可 達 50 g/m2/day 若假設其藻體之油含量可達 50% 則依此二者計算 微藻單位面積的產油量約可達黃豆的 倍 也比油棕高 2-16 倍 表 1 比較微藻與不同油脂作物的油脂生產力 表1 微藻與不同油脂作物油脂生產力 表1 微藻與不同油脂作物油脂生產力 作 物 油脂生產力(公升/公頃/年) 黃豆 450 向日葵 950 油菜 1,200 痲瘋樹 1,900 本月專題 5,900 油棕 2 微藻(藻體 10 g/m /day 油含量 15%) 11,000 2 微藻(藻體 50 g/m /day 油含量 50%)* 資料來源 Chisti, 2007; Sheehan et 93, ; Sheehan et al., 1998 al.,資料來源 Chisti, 可達 50 g/m2/day 若假設其藻體之油含 圖 3 為微藻生質柴油生產的程序示意圖 其包括選擇適當藻種 臺灣藻類 22 量可達 50 則依此二者計算微藻單位 此高含水率的原料 但是乾燥程序又會耗 面積的產油量約可達黃豆的 倍 去大量能源 必須在能源投入與油脂萃取 也比油棕高 2-16 倍 表 1 比較微藻與不 效率之間取得平衡方能使微藻產油具有 同油脂作物的油脂生產力 正面之能源效率 ( 即所獲得的能源需大於 圖 3 為微藻生質柴油生產的程序示意 投入之化石能源 ) 經過上述之程序 方 圖 其包括選擇適當藻種 經由一連串小 能獲得大量之微藻油脂做為生質柴油的 規模的培養系統逐次放大 最後的養殖系 原料 因此 整個藻油生產程序是結合生 統可高達數百公頃之培養系統 培養期間 物 化學與物理等多重程序 因此也增加 每天可能採取連續式採收或批次式整池 其技術發展之困難度 採收 如果必要的話 還可能需要增加一 一般而言微藻生質柴油的物理與化學 道在逆境下的培養 ( 如缺乏某些營養源或 性質仍與柴油接近 但藻油中常會含有較 提高鹽度或照度等 ) 採收之藻液其藻體 多的多元不飽和脂肪酸 其可能會影響微 僅約 wt. 亦即超過 99 都 藻生質柴油之氧化穩定性 因此 若要以 是水 因此必須有能夠快速有效之濃縮 藻油為原料生產生質柴油 發展一套分離 以避免耗費太多能量在輸送水 即使經離 技術 除了可改善生質柴油的品質 更可 心濃縮後 所得的藻含水率仍可高達 80- 藉由回收這些高價的不飽和脂肪酸 增加 90 傳統的油脂萃取技術中無法處理如 微藻產營之經濟效益

25 科學研習 51-7 藻種 微藻 採收 萃取 油脂 開發 養殖 儲水 分離 轉化 圖3 微藻生質柴油生產的程序示意圖 巨藻生質燃料 巨藻或稱海草為低等之植物 亦即其 無根 莖 葉等組織 一般可分成紅藻 綠藻與褐藻三類 巨藻由於是漂浮在水 中 不需要支撐組織 因此其生產力可比 陸生作物高 在大規模培養之條件下 其 每公頃每年之產量約可達乾重 11 公噸 最佳的條件下可達 45 公噸 養殖巨藻已 經有很長的一段時間 尤其在亞洲地區 目前全世界約有 200 種巨藻被利用 其中 約有 10 種被廣泛養殖 例如褐藻中的海 200 種巨藻被利用 其中約有 10 種被廣泛養殖 例 程序 新的水解技術 ( 新的酵素 ) 將藻多 (Laminaria japonica) 裙帶菜(Undaria pinnatifida) 紅 另外也需要新的微生物來 醣水解成單糖 (Porphyra) 麒麟菜(Eucheuma)與綠藻中的石髮(En 巨藻的主要成分包括多醣體 藻膠 蛋白質和灰 比起褐藻 綠藻因為含 利用這些單糖 種 季節與各種環境因素而有所變化 其雖然不含 表 3 是石蓴 稍多的澱粉和纖維素等成分 比陸生植物容易處理 但是其所含的各種單糖卻是目 利用 表 2 是褐藻中的海帶典型之化學組成 其顯示 被認為是較接近陸生作 典型之化學組成 生作物全然不同 所以目前發展之纖維素酒精技術 物 例如含有部分澱粉 也有較多支纖維 整 例如需要新的前處理程序 新的水解技術(新的 因此在醱酵利用上吸引較多注意 然 素 解成單糖 另外也需要新的微生物來利用這些單糖 因為含稍多的澱粉和纖維素等成分 表 醱酵時容易產生硫化氫 3 是石蓴典型 而其含硫量較高 認為是較接近陸生作物 例如含有部分澱粉 也有較 會對醱酵產生抑制 此在醱酵利用上吸引較多注意 然而其含硫量較高 硫化氫會對醱酵產生抑制 帶 (Laminaria japonica) 裙帶菜 (Undaria 麒 麟 菜 (Eucheuma) 與 綠 藻 中 的 石 髮 (Enteromorpha) 等 巨藻的主要成分包括多醣體 藻膠 蛋白質和灰分 其會隨著品種 季節與各 種環境因素而有所變化 其雖然不含木質 素 (ligin) 似乎比陸生植物容易處理 但 是其所含的各種單糖卻是目前醱酵技術 學組成 其顯示海帶之組成與陸生作物全 然不同 所以目前發展之纖維素酒精技術 需做大幅度之調整 例如需要新的前處理 表2 典型之海帶組成 典型之海帶組成 成 分 比 例(wt.%) 纖維素 半纖維素 木質素 脂質 蛋白質 澱粉 褐藻膠 昆布糖(Laminaran) 褐藻醣膠(Fucoidan) 甘露醇(mannitol) 總醣 總有機物 灰分 資料來源 Reith et al., JUL 2012 難以利用 表 2 是褐藻中的海帶典型之化 表2 淺談藻類生質燃料 pinnatifida) 紅藻中的紫菜 (Porphyra) 資料來源 Reith et al.,

26 Mathematics 表3 果每一公噸海帶可產生 22 立方公尺的甲 表3 石蓴典型之化學組成 石蓴典型之化學組成 成 分 纖維素 脂質 蛋白質 澱粉 石蓴多醣(ulvan) 硫酸鹽(Sulphates) 烷 石蓴則每 1 公噸可產生 17 立方公尺 比 例(wt.%) 色素 <1 灰分 24 的甲烷 所產之沼氣在除硫後存於儲槽 後續則與天然氣混合作為發電用 結語 整體而言 微藻與巨藻之能源利用程 序上 各具優勢與缺點 其中微藻在培 養 收穫與油脂萃取上 技術難度較高 但獲得油脂之後 其轉化程序較為成熟且 本月專題 臺灣藻類 快速 所生產之生質柴油也與目前所使用 資料來源 Bruton et al., 2009 資料來源 Bruton et al., 2009 之柴油基礎設施相容 反之在巨藻方面 利用巨藻為原料生產沼氣似乎是一個更好的主意 沼氣醱酵廣泛 的被利用來處理各種有機廢棄物 其技術成熟且早已商業化 巨藻的 其可以利用粗放之方式養殖 採收也容易 利用巨藻為原料生產沼氣似乎是一個 有機物質成分比例與一般物質接近 因此在技術上似乎沒有特別之障 機械化進行 然而在獲得藻體之後的轉化 更好的主意 沼氣醱酵廣泛的被利用來處 礙 尤其是以巨藻當作是部分添加原料時 但是由於巨藻容易含有鹽 利用則需進一步發展 生產沼氣雖然看似 理各種有機廢棄物 其技術成熟且早已商 分 多酚(polyphenols)與硫化多醣(sulfated polysaccharides) 因此在操 可行 但經濟效益似乎較低 若要生產較 業化 巨藻的有機物質成分比例與一般物 作上需要注意 避免抑制物的生成而影響沼氣生成效率 高價之醇類產品 則需要開發新的酵素與 質接近 因此在技術上似乎沒有特別之 東京瓦斯公司的試驗工廠是一個利用海藻生產沼氣最知名的例 新的微生物等 障礙 尤其是以巨藻當作是部分添加原 子 在日本海岸漂流的石蓴常會造成社會問題 此外作為海岸復育用 藻類生產之成本仍高 因此以往主要 料時 但是由於巨藻容易含有鹽分 多 的海帶通常利用價值不高 加上藻體的含水率高 因此其決定利用厭 做為醫藥 美容 食品與飼料等利用 然 酚 (polyphenols) 與硫化多醣 (sulfated 氧醱酵之技術將其轉化成沼氣以供能源利用 其試驗工廠每天約可處 而由於藻類具有單位面積生產量大且不 因此在操作上需要4 個部分 包括前處理 醱酵 氣 理 1polysaccharides) 公噸的海藻 在工廠中主要有 被視為下一代生質 競爭使用農地的優點 體儲存與發電 醱酵所生成的沼氣主要含有 60%的甲烷與 40%的二 注意 避免抑制物的生成而影響沼氣生成 氧化碳 另外含有數千 ppm 的硫化氫 其必須在發電利用前去除 燃料之重要原料 有機會大幅提高生質燃 效率 根據其操作結果每一公噸海帶可產生 立方公尺的甲烷 石蓴則每 然而 藻類生質燃料之開發仍 東京瓦斯公司的試驗工廠是一個利用 22料之供應 1 公噸可產生 17 立方公尺的甲烷 所產之沼氣在除硫後存於儲槽 面對許多尚無法克服之障礙 使得其成本 海藻生產沼氣最知名的例子 在日本海岸 後續則與天然氣混合作為發電用 漂流的石蓴常會造成社會問題 此外作為 居高不下 故短期內仍難看到藻類生質燃 海岸復育用的海帶通常利用價值不高 加 料商業化之實現 然而 面對未來替代燃 上藻體的含水率高 因此其決定利用厭氧 四 結語 料之需求日增與原油日趨耗竭之趨勢 相 醱酵之技術將其轉化成沼氣以供能源利 關替代能源技術仍值得投入更多資源進 整體而言 微藻與巨藻之能源利用程序上 各具優勢與缺點 其 行研究 以因應未來能源供應之需求 用 其試驗工廠每天約可處理 1 公噸的海 中微藻在培養 收穫與油脂萃取上 技術難度較高 但獲得油脂之後 藻 在工廠中主要有 4 個部分 包括前 其轉化程序較為成熟且快速 所生產之生質柴油也與目前所使用之柴 處理 醱酵 氣體儲存與發電 醱酵所生 24 誌謝 成的沼氣主要含有 60 的甲烷與 40 的 承蒙經濟部能源局贊助 多元料源液 二氧化碳 另外含有數千 ppm 的硫化氫 態生質燃料技術開發與推廣四年計畫 其必須在發電利用前去除 根據其操作結 進行相關之研究 謹此致謝

27 科 學 研 習 51-7 參 考 文 獻 1.Chisti, Y., Biodiesel from microalgae, Biotechnol. Adv. 25: Sheehan J, Dunahay T, Benemann J, Roessler P, 1998, A look back at the U.S.Department of Energy's Aquatic Species Program biodiesel from algae. National Renewable Energy Laboratory, Golden, Co Report NREL/TP-p Reith JH, and al Bio- Offshore: Grootschalige teelt van zeewieren in combinatie met offshore windparken in de Nordzee. s.l. : ECN Energy Research Centre of the Netherlands, Bruton T, Lyons H, Lerat Y, Stanley M, Rasmussen MB, 2009, A Review of the Potential of Marine Algae as a Source of Biofuel in Ireland. Report prepared for Sustainable Energy Ireland. 淺 談 藻 類 生 質 燃 料 林 昀 輝 任 職 工 業 技 術 研 究 院 綠 能 與 環 境 研 究 所 資 深 研 究 員 JUL

28 Biology 臺灣淡水水域中的 外來客 文 張瑞宗 黃文謙 廖竣 文 張瑞宗 黃文謙 廖竣 圖1 以凶猛殘暴著名的原生淡水魚類殺手 魚虎 生物教室 外來種生物到臺灣 外來入侵生物是當今全球各國在生態 入侵種的魚類 亦逃不過被其捕食的命 環境上面臨的重要問題 在臺灣 外來 運 可見其被列為優先處理順序之首的 入侵生物至少已經危害十年以上 除了 必要性 鱧科魚類為害最有名的一個例 陸域的外來種生物外 ( 如著名的紅火 子即是曾文水庫中的魚虎 ( 圖 1) 目前 蟻 牛蛙等 ) 水域外來生物的入侵 更 肆虐臺灣淡水水域的魚虎 主要以原產 是充斥在臺灣各地野外的河川 湖泊 於湄公河與湄南河流域的小盾鱧 (Channa 水塘等淡水水域環境中 造成臺灣水域 micropeltes ) 為主 其成熟體型可達一 環境中外來入侵生物嚴重氾濫的原因有 公尺以上 生性兇猛的魚虎在繁殖後代 很多 除了養殖生物的溢流 或是寵物 的策略中 當幼魚遭受攻擊時 親魚便 的隨意棄養之外 每年闡述慈悲為懷的 會上前驅離攻擊者並維護子代的安全 宗教放流 放生活動亦是外來入侵生物 如此的護幼行為 更是讓魚虎在臺灣的 登陸 臺灣的重要幕後推手之一 淡水水域中恣意的繁衍與拓展族群 造 著名的外來入侵淡水魚類 26 對於原生生物造成威脅 甚至屬於外來 成原生魚類生存的危機 吳 郭 魚 (Tilapia)( 圖 2) 是 廣 為 人 知 2008 年 國 立 高 雄 師 範 大 學 梁 世 雄 教 的外來入侵淡水魚種 根據陳等 (2003) 授 所 執 行 的 已 入 侵 外 來 種 動 物 處 理 的研究報告指出 在臺灣的 50 條淡水溪 順 序 評 估 系 統 之 建 立 計 畫 中 鱧 科 流河川中 就有 48 條河川已被吳郭魚所 (Channidae) 入 侵 種 魚 類 名 列 前 矛 除 入侵 如此高的入侵比例 顯示其對於 了因為鱧科魚類在生態系扮演著金字塔 臺灣的淡水水域環境適應良好 但另一 頂端的角色之外 其兇殘的習性 不僅 方面 水產養殖之中 吳郭魚卻是臺灣

29 科學研習 51-7 圖3 以水族名義進口的琵琶鼠 圖2 目前廣泛入侵臺灣淡水水域的吳郭魚 玻 璃 魚 (Parambassis siamensis ) 的名號打入世界的銷售市場 並深獲歐 ( 圖 4) 所 打 敗 屬 於 多 次 產 卵 型 的 玻 美國家的喜愛 在外來入侵種為患的當 璃魚 極易於生態環境中維持固定的族 今 與漁獲資源稀少的現在 身為臺灣 群數量 且食性偏向肉食 除了會捕食 入侵範圍最廣的魚種 同時又是重要水 原生魚種的魚苗外 原生魚類所產的魚 產養殖物種的吳郭魚 如何取得生態保 卵亦逃不過被其掠食的危機 陳與郭 育與經濟開發的平衡點 是當今重要的 2009 其成熟個體尖銳的硬鰭條 更是 課題之一 讓掠食者興趣缺缺 因此 當今日月潭 原 產 於 南 美 洲 的 琵 琶 鼠 (Ptery- goplichthys multiradiatus )( 圖 3 ) 的總統魚族群數量已大不如前 反成為 玻璃魚喧賓奪主後的棲地 水族業者因其有著清除水族箱中有機碎 隨著外來入侵生物族群的擴增 至今 屑的能力 且屬雜食性的牠們容易飼養 許多寶貴的棲息水域已不再是台灣原生 與照顧 故將其引進 但因成熟個體巨 魚種的天堂 生態平衡因外來入侵生物 大 且長相並不討喜 許多飼主將其棄 的影響逐漸改變 如何保有原生種淡水 養 最終成了臺灣水域中的外來入侵生 魚類的生存空間 是個值得深思的議題 物 根據梁 (2004) 的報告中提及 此魚 已在高屏溪流域成為強勢魚種 釣客最 度之嚴重 原以總統魚聞名的日月潭 在短短的 幾年時光 已被小小的外來入侵生物 入侵種淡水蝦 蟹在臺灣 近年來 田野調查計畫案的增多與捕 捉技術的進步 除了早期的外來入侵甲 殼類生物外 亦陸續發現許多其他的入 侵種蝦類與蟹類 JUL 2012 常釣到的魚隻即是此魚 可見其危害程 臺灣淡水水域中的 外來客 養殖漁業的重要魚種 更以 臺灣鯛 27

30 Biology 圖4 日月潭著名的外來入侵淡水魚種 玻璃魚 生物教室 28 具有高經濟價值的水產養殖物種 族寵物共同飼養 因此被棄養至野外的 大 閘 蟹 已 在 臺 灣 有 養 殖 的 紀 錄 數量越來越多 又因頑強的生命力 使 俗 稱 大 閘 蟹 的 中 華 絨 螯 蟹 (Eriocheir 得其族群成為臺灣淡水水域中的惡霸 sinensis )( 圖 5) 目 前 雖 無 明 確 的 紀 俗稱 淡水龍蝦 的四脊滑螯蝦 (Cherax 錄或是報告顯示其為臺灣淡水水域的外 quadricarinatus )( 圖 7) 行 政 院 農 業 來入侵生物 但大閘蟹在歐洲與美洲卻 委員會林務局 2007 已在南臺灣於野 是非常著名的強勢外來入侵生物 並已 外中發現穩定族群 其入侵過程及影響 被列為世界百大入侵種生物之一 因此 亦與美國螯蝦相似 目前在臺灣更需被關注與留意 除了避 俗 稱 泰 國 蝦 的 羅 氏 沼 蝦 免養殖個體逃逸外 更須密切注意野外 (Macrobrachium rosenbergii )( 圖 8) 的水域中是否有發現其族群 以防止造 於 1970 年自泰國引進養殖 主要作為食 成對原生種日本絨螯蟹 (E. japonica ) 用以及釣蝦娛樂用途 卻也在近年來的 與 台 灣 扁 絨 螯 蟹 (Platyeriocheir 河川調查中被發現 泰國蝦是目前淡水 formosea ) 的棲地競爭與生態上的迫害 沼蝦屬現有紀錄中體型最大的物種 臺 原以食用名義於民國 59 年或 69 年左 灣原生淡水沼蝦種類中體型最大的 貪 右引進至臺灣俗稱為 美國螯蝦 的克 食沼蝦 (M.lar ) 亦無法與之匹敵 更不 氏原喇咕 (Procambarus clarkia ( 圖 6) 論其他原生的淡水蝦類 對於泰國蝦的 ( 施 2006) 因其肉質並無法滿足臺灣 入侵完全沒有抵禦能力 除了受到棲地 人的胃口 因而轉向寵物水族市場販售 競爭的威脅 更被當成食物掠食 造成 又因凶悍的個性使其無法和大部分的水 臺灣原生淡水蝦類莫大的生存壓力

31 科學研習 51-7 圖6 俗稱美國螯蝦的克氏原喇咕 圖5 需要留意的外來種甲殼類 中華絨螯蟹 外來甲殼類物種於臺灣被發現的紀 錄 亦不晚於外來入侵的淡水魚種 顯 示這些年間 臺灣淡水水域原生種的蝦 類 除了要面臨被外來入侵魚種獵捕的 圖7 自澳洲北部與新幾內亞南部引進的淡水龍蝦 泰國蝦於棲地上的競爭 如何在這被打 入侵生物原生之棲地雷同 近年來 全 亂的食物鏈中找尋出生存的道路 是原 球暖化伴隨著氣候的異常變遷 迫使許 生種淡水蝦目前面臨的重大問題 多物種因內在及生 理 的需求 而向 更 適 合生存的空間移動 於 2008 年的一篇新 結語 聞報導提及 臺灣原生種的翠斑青鳳蝶 外來入侵的生物 漂洋過海來到了 臺 族群 已有明顯 北 移現象產生 臺北市 灣 這個新大陸後 何以落地生根甚至 立動物園表示此現象可能與氣候的變遷 形成穩定的族群 其實這些生物除了本 有關 身所具備的 武裝 優勢之外 具有熱 反觀臺灣的水域生態 由於溫度逐年 帶與亞熱帶氣候的臺灣 亦提供了這些 的升高 反而促使這些熱帶及亞熱帶地 外來入侵生物一個良好的棲地環境 區的外來入侵生物有了更優渥的生存環 境 未來是否有可能沿著臺灣的淡水水 於熱帶或亞熱帶地區 臺灣的氣候 除 系 往更上游原為較冷水域環境的地區 了冬季受東北季風影響時 北部地區的 入侵 造成對於原生種水域生物的棲地 氣溫降得較低外 中部地區開始至北回 產生更嚴重的迫害 需要進一步且長期 歸線以南的南台灣 氣候上卻是與外來 的監測與探討 JUL 2012 上述的外來入侵生物 牠們大多來自 臺灣淡水水域中的 外來客 壓力之外 更是遭受外來入侵的螯蝦與 29

32 Biology 生物教室 圖8 體型巨大的泰國蝦 當今 臺灣淡水水域的外來入侵生物 6.陳智宏 郭世榮 2009 日月潭水庫外來入侵 占地為王已是不爭的事實 要如何避免 種暹羅副雙邊魚(Parambassis siamensis)攝食 其入侵範圍的擴增 族群的擴大與種類 生態之研究 特有生物研究11(2): 的增加 是當今生態保育所面臨的重要 課題 除了政府與專家學者的計畫執行 與田野調查之外 我們更應付出一己之 力來搶救這些面臨迫害的原生物種 以 保留臺灣原生物種的生存權利 參考文獻 1.行政院農業委員會林務局 2007 寵物店及水 族館經常販售之保育類及入侵種動物鑑識圖 冊 行政院農業委員會林務局 臺北 28頁 2.施習德 2006 認識外來種美國螯蝦 農業世 界雜誌278(10): 梁世雄 2008 已入侵外來種動物處理順序評估 系統之建立 農委會林務局計畫報告書 88頁 4.梁雲芳 2004 外來種可能是生態怪客 科學 發展382: 陳榮宗 何平合 李訓煌 2003 外來種淡水 魚類及蝦類在台灣河川之分布概況 特有生物 研究5(2): 張瑞宗 國立清華大學生物資訊與結構生物所研究助理 黃文謙 廖竣 國立嘉義大學水生生物科學系

33 科 學 研 習 年 全 球 重 大 天 然 災 害 回 顧 文 / 陳 正 改 一 2011 年 全 球 所 發 生 的 重 大 及 複 合 型 天 然 災 害 天 佑 臺 灣! 去 年 (2011) 臺 灣 只 受 到 一 個 南 瑪 都 (Nanmadol) 颱 風 的 侵 襲, 但 災 情 相 當 的 輕 微, 真 是 福 星 高 照 風 調 雨 順 國 泰 民 安 的 一 年! 但 全 球 其 他 國 家 及 地 區 則 沒 有 如 此 的 幸 運 依 據 聯 合 國 國 際 減 災 策 略 組 織 (United Nations International Strategy of Disaster Reduction,UNISDR) 於 今 (2012) 年 1 月 所 公 布 的 報 告 顯 示,2011 年 在 全 球 所 發 生 的 大 小 型 天 然 災 害, 如 侵 襲 日 本 的 311 大 地 震 與 海 嘯 等 共 有 302 起, 總 共 造 成 約 達 3,500 ~ 3,660 億 美 元 之 經 濟 損 失, 而 且 有 29,782 人 在 災 難 中 喪 生 暴 風 雨 和 洪 災 占 了 所 有 災 難 的 70%, 地 震 則 是 最 大 的 殺 手 又 依 據 聯 合 國 世 界 衛 生 組 織 (WHO) 的 合 作 單 位 -- 比 利 時 魯 汶 天 主 教 大 學 的 災 害 流 行 病 學 研 究 中 心 (Centre for Research on the Epidemiology of Disasters, CRED) 和 聯 合 國 國 際 減 災 策 略 組 織 (UNISDR) 所 公 布 的 數 據 顯 示, 去 (2011) 年 全 球 因 地 震 而 奪 走 了 20,943 條 人 命, 絕 大 部 分 是 在 日 本 境 內 罹 難 引 發 福 島 核 電 廠 災 變 的 東 日 本 311 大 地 震 及 海 嘯, 也 是 損 失 最 慘 重 的 複 合 型 大 災 變, 其 災 害 總 損 失 金 額 高 達 2,100 億 美 元 ; 而 肆 虐 泰 國 長 達 三 四 個 月 之 久 的 洪 災, 則 造 成 3C 電 子 產 業 及 汽 車 製 造 業 達 400 億 美 元 以 上 的 重 大 損 失 ( 詳 見 表 1 及 圖 1) 比 利 時 魯 汶 天 主 教 大 學 的 災 害 流 行 病 學 研 究 中 心 (CRED) 的 數 據 更 顯 示, 去 (2011) 年 全 球 所 發 生 的 302 起 天 然 災 害, 雖 然 較 前 (2010) 年 的 385 起 少, 但 去 年 全 球 災 損 的 金 額 卻 比 前 年 的 1,239 億 美 元, 反 而 激 增 了 約 3 倍 之 多, 約 達 3,500 ~ 3,660 億 美 元 CRED 指 出, 除 日 本 的 311 大 地 震 外, 還 有 1 月 份 侵 襲 巴 西 的 洪 災 2 月 份 重 創 紐 西 蘭 的 強 震, 以 及 8 月 下 旬 肆 虐 美 國 的 艾 琳 (Irene) 颶 風 ; 其 中 巴 西 的 那 起 洪 災, 更 是 巴 西 歷 年 來 最 致 命 的 天 災, 共 奪 走 900 條 人 命 其 他 的 重 大 災 難, 還 包 括 10 月 份 侵 襲 土 耳 其 的 強 震, 以 及 12 月 下 旬 橫 掃 菲 律 賓 南 部 民 答 那 峨 島 (Mindanao) 的 瓦 西 (Washi) 颱 風, 由 於 瓦 西 颱 風 帶 來 驚 人 的 暴 雨 並 引 發 土 石 流, 以 致 造 成 1,430 人 的 罹 難 ( 估 計 有 十 多 萬 人 受 災 8,000 多 個 家 庭 流 離 失 所 ), 是 去 年 全 球 死 亡 人 數 第 二 高 的 天 災, 僅 次 於 3 月 11 日 發 生 於 東 日 本 規 模 9.0 的 大 地 震 及 海 嘯 之 罹 難 人 數 20,319 人 ( 根 據 日 本 警 察 廳 最 新 的 統 計, 截 至 今 (2012) 年 3 月 10 日 為 止, 地 震 和 海 嘯 共 造 成 15,854 人 罹 難 3,155 人 失 蹤, 留 下 約 1,600 名 地 震 孤 兒 ; 此 外, 地 震 中 完 全 或 部 分 毀 損 的 2011 年 全 球 重 大 天 然 災 害 回 顧 JUL

34 資料來源 聯合國世界衛生組織 WHO 的合作單位--比利時魯汶天 主教大學的 災害流行病學研究中心 CRED 所建立的緊急災難 Earth Science 資料庫(EM-DAT) 表1 2011年全球所發生的重大天然災害一覽表 時間 1 位置 起始 結束 11/03/ /03/ /01/ /01/ /06/ /10/ /01/ /10/ /03/ /10/ /08/ /09/ /08/ /10/ /04/ /04/ /08/ /10/ /02/ /02/2011 國家 日本 巴西 奈及利 亞 喀麥隆 薩伊共 和國 剛 果共和 國 巴基斯 坦 查德共 和國 美國 地點 青森縣 山形 縣 宮城縣 米納斯吉拉斯 州 聖保羅 高原州 包奇 州 塔拉巴州 主要災害 地震 次要災害 海嘯 洪水 洪水 傳染病 細菌傳染 病 細菌傳染 病 細菌傳染 病 傳染病 班頓度 赤道省 傳染病 巴丁縣 坦杜阿 拉亞縣 Flanga Bango Gounougaya 阿拉巴馬州 阿 肯色州 肯塔基 州 強降雨 柬埔寨 紐西蘭 災害類型 傳染病 強降雨 強降雨 基督城 地震 水災 坡 地災害 細菌傳染 病 水災 坡 地災害 水災 坡 地災害 地震 統計數字 死亡人數 20,319 受影響人數 405,719 損失金額 (US$ Million) 210, , , ,800, , ,730 7, ,350, ,500 6,000 地科教室 本表係依死亡人數排序 統計時間為2011年1月~12月18日 資料來源 聯合國世界衛生組織 WHO 的合作單位--比利時魯汶天主 教大學的 災害流行病學研究中心 CRED 所建立的緊急災難資料庫(EM-DAT) 3 圖1 2011年全球重大天然災害事件 資料來源 國家災害防救科技中心 NCDR 100年度成果發表會簡報檔 32

35 科學研習 51-7 圖2 2011年全 球災害損失 資料來源 瑞 士再保公司及路 透社 取自 聯 合報 A1版 經濟也都為之受到重創 遭到強震侵襲 房屋約卅八萬三千幢 至今仍有卅四萬 四千多名的災民在各地避難 去 2011 年全球所發生的天然災害 總共導致 2 億 600 萬人受到影響 其中 的紐西蘭基督城 市區許多地方至今仍 無法居住 美國阿拉巴馬州與密蘇里州 的部分社區因受到龍捲風的摧殘 也從 地圖上完全消失 瑞 士 再 保 公 司 表 示 2011 年 全 球 的 有 6,000 萬人 且乾旱災民主要是分布 保險公司可能必須承擔約 1,080 億美元 在非洲 的災害損失 實際金額可能會更高 而 二 2011年全球災損創新高 2010 年保險業的損失金額只有 480 億美 元 2011 年也是各種天然災害對保險業 依 據 瑞 士 再 保 公 司 於 去 年 2011 者帶來第二高損失的一年 僅次於卡翠 年底所公布的統計資料顯示 全球各地 納颶風蹂躪美國的 2005 年 當年保險公 2011 年的天然災害之災損總額達到破紀 司承擔全球天災的災損金額累計達 1,230 錄的三千五百億美元 相當於全球整年 億美元 2011 年 全 球 的 災 損 總 額 雖 然 創 新 紀 3660 億美元 數字正請作者確認中 其 錄 但保險業的損失並未創新高 其原 中造成慘重損失的天然災害 包括日本 因主要是有些地區的受災戶並未投保 的 311 大地震及海嘯和福島核電廠的複 以致得不到任何的保險理賠 像日本許 合型災變 紐西蘭強震 泰國洪災及美 多企業主和房屋所有人就認為保險費用 國多次的強大龍捲風等等 太昂貴 所以多半都沒有投保地震險和 這一連串的天災 導致許多工廠癱瘓 海嘯險 民生物資及維生系統供應鏈中斷 影響 據美國民間組織 艾恩風險評估公司 的不只是受災國 供應鏈上下游各國的 的 負 責 人 托 賓 表 示 2011 年 天 然 災 害 JUL 2012 經濟總值的 0.5 第一段資料呈現是 年全球重大天然災害回顧 2011 洪水災民有 1 億 600 萬人 而乾旱災民 33

36 Earth Science 三 我國近年來的天然災害風 險分析 依據 2005 年世界銀行年刊 的 天 然災害熱點 全球風險分析 Natural Disaster Hotspots: A Global Risk Analysis 之報導 臺灣有 73 (90 ) 的土地面積與人口 面臨三種 二種 而大 以上天然災害的威脅 詳見圖 3 部份的國家均在 30 以下 圖3 台灣是全球災害潛勢相對較高的國家 另根據英國風險管理顧問公司 Maplecroft 所 公 布 之 2011 年 天 然 災 害 風 險 圖 輯 (the Natural Hazards Risk Atlas) 顯 示 我 國 經 濟 活 動 之 地科教室 絕對災害風險指標 (Absolute Economic Exposure Index) 排行全球第四位 與美 國 日本與中國並列為具有極端風險的 國家 詳見圖 4 事實上 根據中央氣象局最新的統計 臺灣近二十六年 來 因 圖4 2011年全球天然災害風險圖輯 資料來源 英國風險管理顧 氣象因素而造成的直接災害損失 ( 含農 問公司 Maplecroft 2011年天然災害風險圖輯(the Natural Hazards Risk Atlas) 業 漁業 水利 鐵路 公路設施等 ) 計達新台幣 4,259 億元以上 其中颱風的 災損就高達約新臺幣 3,700 億元以上 34 的損失具有相當明顯的全球化特色 許 平均每年的氣象災害之直接損失即達新 多災區的民眾根本沒想到他們會因為天 臺幣 164 億元 相當於 2010 年我國國內 災而遭受到如此慘重的損失 另外 2011 生產總值 Gross Domestic Product 年的天災造成生命的折損也同樣極為可 GDP 的 0.13 每位國民平均每年負擔 觀 但專家認為 2011 年重大天災所造 的災害損失約為新台幣 708 元 這些損 成的損害原本可能還會更大 就以 8 月 失主要是由颱風 平均每年約新臺幣 142 下 旬 侵 襲 美 國 東 岸 的 艾 琳 颶 風 為 例 億元 占 87 及豪雨 包括梅雨 約 如果它在進入紐約市之前其威力未曾減 占 9 所造成 寒害損失為 3 詳見 弱 那後果必然不堪設想 又日本 311 其中農業的災害損失占 49 居首 圖 5 的超級強烈大地震和海嘯 如果重創東 位 水利設施損失占 25 次之 公路損 京都的話 那日本的災害損失必然將更 失占 14 居第三位 漁業損失占 7 居 為慘重 第四位 詳見圖 6

37 科學研習 51-7 農業 漁業 水利設施 鐵路 公路 港務 電力 其他 圖5 臺灣氣象災害分類圖 1985~2010 圖6 臺灣各行業受災統計圖 1985~2010年 年 資料來源 取自中央氣象局歷年氣象 災害資料庫 資料來源 取自中央氣象局歷年氣象災害資料庫 綜合颱風和豪雨造成臺灣的天然災害 5.英國風險管理顧問公司 Maple-croft 2011 損失就達 96 由此可見颱風及豪雨所 年天然災害風險圖輯(the Natural Hazards Risk 導致之災害損失對我國的經建成長之危 Atlas) 網頁 害及衝擊是相當的嚴重 政府相關部門 6.許銘熙 重大天然災害回顧借鏡 應予以重視 全國人民也應強化防災的 與省思 國家災害防救科技中心 NCDR 100 觀念 做好防災準備 充實防災常識 年度成果發表會簡報檔 7.聯合國國際減災策略組織 U n i t e d N a t i o n s International Strategy of Disaster Reduction, 參考文獻及資料 1.中央社 UN 去年災損3,660億美 元 中央社日內瓦綜合外電報導 2012年1月19 日上午4:03 UNISDR 網頁 agencies/unisdr.html 8.聯合報 編譯 陳世欽 報導 天災不 斷的2011全球災損創新高 A1版 2.中央社 大震死亡失蹤者近2萬 中央社新聞速報 2012年3月11日上午9:18 3.世界銀行 天然災害熱點 全球風險分 析 Natural Disaster Hotspots: A Global Risk Analysis 網頁 h t t p : / / p u b l i c a t i o n s. 年全球重大天然災害回顧 2011 增進防災應變能力 降低災害的損害 worldbank.org/index.php?main_ page=product_info&products_id=22114 中心 Centre for Research on the Epidemiology of Disasters, CRED 所建立的緊急災難資料庫 EM DAT 網頁 陳正改 本刊地球科學學門編委暨召集委員 JUL 比利時魯汶天主教大學的 災害流行病學研究 35

38 My Science Study 沉重的低音 是為下一個 高音鋪陳做準備 文 許浩倫 我的科學之路就好比一首樂曲 成功順遂就是那激 昂高亢 而失敗挫折是那低迴沉鳴 這些抑揚頓挫 將我的求學生涯點綴得燦爛無比 序曲 踏上科學之路 回首過去 這一條科學之路的起點 是在小學時候 當時就讀羅東國小的我 在好奇心的驅使下 接受陳昇群 陳秀 我的科學研究 枝和陳子聖三位老師的指導 參加中小 學科展 展開了我科學之路的序曲 過 程中 他們總是強調將書本裡的知識應 用在生活上 解決生活中的難題 而這 學以致用的態度 啟蒙了我對科學研究 的熱愛 每當用科學的方法 把代表未 知的皮層層剝開 找出真相的核仁時 總能令我莫名的興奮和滿足 上了高中之後 進入羅東高中的數理 實驗班 開始了第二次的科展之旅 指 導我的老師是李建勳老師 他用一種截 然不同的方法帶領我 在他的觀念裡 他不喜歡強迫別人 只要學生肯學 他 圖1 加拿大科展評審會場 一定盡其所能傳授 如果學生興趣缺缺 是當時最大的瓶頸 我照著參考文獻上 他也不會多說隻字片語 因此 在他的 的流程 一步一步依樣畫葫蘆 然而 帶領下 我學習到自動自發 主動探尋 每每作出電池成品 滿懷期待地接上電 未知事物 而不是一味被動地學習 錶 效果都不甚理想 那種心情 就像 失速的噴射機般 從高點迅速墜落低谷 低迴沉鳴 無止盡的失敗 36 不禁令我洩氣 高一時 我選定了以林下植物 在林 那年暑假 我像極了在迷宮中爬行摸 蔭下生長的植物 來製作第三代的太陽 索的螞蟻 碰到了死胡同便轉向再來 能電池 但卻立刻碰到麻煩 電池製作 一次又一次的嘗試 嘗試了十多種不同

39 科學研習 51-7 圖2 和最家搭檔徐士庭合影 種動力 使我度過又一個學期的實驗室 料比例 嘗試了各樣的塗抹方式 我就 生活 也因此讓我的科展樂譜中拉起了 這樣在實驗室裡度過了近六十個夜晚 第一個高音 北區科展特優 終於在暑假的尾聲找到了迷宮出口 我 而且我的好運似乎還沒結束 第二和 仍記得那是開學前三天 涼爽的風似乎 第三個高音接踵而至 升高三七月 我 也把我的好運吹來 電錶上終於顯示出 們的葉綠體電池為我們贏得了全國科展 等待已久的數字 我不禁忘形地手舞足 應用科學科佳作 次年二月 我們更幸 蹈 這個突破 竟像是給我打了一劑強 運地獲教授賞識 得了臺灣國際科展環 心針 境科學科一等獎 並且還能代表國家出 高潮迭起 短暫的成功和接續 的挑戰 征加拿大 當時的我 簡直不敢置信自 己有朝一日能跳上這高峰 不敢置信科 展樂譜中有這美妙的一章 然而 音拔得越高 下一刻的低音更 的氛圍 會讓人們因為努力而偉大起來 顯得沉重無比 出國前的培訓便是那更 我當時總會想 每一次的電池製作 每 艱鉅的挑戰 教授們首先強調的是作品 一次的測量 都可以讓我前進一小步 的嚴謹度 很幸運地 臺灣大學的駱尚 哪怕是這微小的一步 都可以讓我更接 廉教授為我們介紹了在宜蘭大學任教林 近真理的殿堂 更接近那些偉大的科學 進榮教授 他是太陽能電池的專家 在 家 或許這聽起來有些可笑 但就是這 看了我們的作品以後 他一下子就點出 JUL 2012 我喜歡夜晚的實驗室 那寧靜又莊重 沉重的低音 是為下一個高音鋪陳做準備 的醋酸濃度 嘗試了各種的二氧化鈦塗 37

40 My Science Study 我 的 科 學 研 究 38 了 我 的 盲 點 - 測 量 電 功 率 比 電 壓 來 的 客 觀, 不 只 如 此, 他 還 慷 慨 地 允 許 我 們 使 用 他 的 實 驗 室, 做 更 精 密 的 量 測 另 一 位 幫 助 我 們 甚 多 的 是 中 研 院 的 蔡 宜 芳 博 士, 她 精 通 植 物 學, 熱 心 地 為 我 們 葉 綠 體 的 定 量 問 題 找 到 了 一 些 可 行 的 方 法, 讓 原 本 被 黑 霧 層 層 籠 罩 的 癥 結 點, 露 出 一 線 曙 光, 並 使 我 們 的 作 品 更 趨 完 整 第 二 個 挑 戰 是 口 頭 英 文 報 告, 對 不 諳 英 文 的 我 來 說, 這 才 是 最 大 的 挑 戰 除 了 十 分 鐘 的 作 品 介 紹 之 外, 還 需 冷 靜 流 利 地 回 答 評 審 提 出 的 質 疑 這 讓 我 傷 透 了 腦 筋, 不 僅 作 品 需 翻 譯 得 準 確, 還 得 熟 習 每 一 個 細 節 所 用 到 的 術 語, 至 此, 我 突 然 能 體 會 駱 尚 廉 教 授 說 過 的 : 英 文 方 為 科 學 之 母 高 亢 激 昂 - 加 拿 大 科 展 經 過 了 三 個 月 低 音 的 鋪 陳 和 洗 禮, 我 滿 懷 著 信 心 飛 往 加 拿 大 等 著 我 的, 是 另 一 段 盛 大 華 麗 的 高 潮 在 展 場 上, 我 很 意 外 發 現 我 的 破 英 文 仍 然 可 以 跟 外 國 人 交 談 甚 歡, 交 換 彼 此 研 究 成 果, 科 學, 真 讓 人 沒 有 距 離 另 外, 加 國 學 生 的 作 品, 的 確 讓 我 大 開 眼 界 首 先, 作 品 非 常 生 活 化, 舉 例 來 說, 有 位 來 自 魁 北 克 的 學 生, 他 發 現 一 種 當 地 常 見 的 魚 攻 擊 獵 物 後, 獵 物 致 死 率 特 別 高, 他 就 針 對 魚 的 牙 齒 結 構 等 面 向 分 析, 成 功 找 出 原 因 ; 還 有 一 位 學 生, 因 為 自 己 住 家 附 近 有 人 鑽 洞 施 工, 便 設 計 一 套 實 驗, 來 檢 測 對 自 家 房 屋 的 影 響 除 此 之 外, 還 有 隱 形 戰 機 塗 料 的

41 科學研習 51-7 圖3 加拿大科展得獎後合影(左1科教館主任蔣中 柱先生 右2科展搭檔徐士庭同學 右1科教館李 致翔先生 探討 渦輪發電機 人耳對不同聲源位 一刻 無數次的失敗和那一次成功擦出 置的感覺 奈米結晶纖維的抗氧化劑等 的火花 交織出的那一片喜悅 至今我 等作品 過程既不複雜 但又很實用 仍覺得燦爛無比 我認為這是我 甚至國內的學生 可以 學習的地方 終章 心得和感想 雖然我的科展之旅畫下了休止符 但 我的科學之路還很漫長 未來 我也會 繼續提起面對失敗的勇氣 在挫折中前 行 朝真理的殿堂邁進 最後 我願用 如今我畢業了 回首這些年來的科展 自己的故事來鼓勵其他人 沉重的低音 的確受益匪淺 我從中學到的 是科學 是給下一個高音做的鋪陳 失敗的黑暗 的精神 大膽假設 小心求證 創意來 是給成功的火花做出最亮眼的映襯 沉重的低音 是為下一個高音鋪陳做準備 圖4 費盡千辛萬苦的電池成品 自大膽的假設 而嚴謹的實驗方法來自 那小心的求證 此外 我更領悟到嘗試 許浩倫 國立羅東高中畢業生 重重 挫折累累 但那就像二次函數的 編按 圖形 你不知道什麼時候會止跌回升 作者與徐士庭同為羅東高中學生 本刊發刊前正值 向上飛揚 想起當初成功做出電池的那 大學入學申請中 JUL 2012 是科學中不可或缺的一環 儘管會失敗 39

42 Master View 橘色 健康幸福的代名詞 主講人 王駿發 整 理 李菁萍 不同於以環保為議題的綠色科技 橘 色科技 Orange Technology 強調以人 本與人道關懷為訴求的科技研究 並且 跨領域整合現有健康科技 幸福科技 關懷科技 統稱為橘色科技 橘色科技 是台灣原創 也是世界首創的價值概念 希望能為人類科技帶來新曙光 進一步 提升人類健康 促進幸福 同時帶動全 大師觀點 換言之 橘色 面性的人文關懷 見圖 2 科技的目的在於持續實踐人本科技的基 本價值 加強人本科技的研究與提倡 圖1 王駿發教授是橘色科技的提倡者 也是發起人 親自說明橘色科技的 緣起及未來的應用發展 橘色是紅色與黃色的組合 分別代表 明亮健康與幸福溫馨 橘色科技主要包 括 健康科技 幸福科技 關懷科技 若再細分 則包括 老人與兒童的健康 安全照護與疾病預防 受災戶天然災害 防治與救援 低收入家庭照護與關懷 身心靈障礙照護與關懷 人文素養的提 升 橘色科技甚至可以再延伸為橘色經 濟 橘色設計 橘色產品 橘色空間 40 更期待成為新文藝復興的引擎推手 橘色科技具備更完整的科技發 展使命 回顧人類兩百年來的科技發展歷程和 利弊得失 不難發現先進的科技確實帶 來了蓬勃經濟 但是相對的也造成了過 度物質化 以及貧富懸殊 地球暖化等 問題 面對如此狀態 雖然已有地球環 保意識為主的綠色科技推行 但內容普 遍缺乏人文和人道議題的科技研究 因 橘色城市等 究竟橘色科技還可以帶給 此全球許多有識人士開始高呼重視人文 我們甚麼樣的幸福生活 科教館 幸福 精神 以平衡科技與人文落差 同時呼 101- 橘色科技崛起 系列講座 特別邀 籲科技應該要能帶給人類健康幸福 世 請國立成功大學橘色科技研究中心主任 界和平 安居樂業的生活環境 其中 王駿發教授 從橘色科技的源起與發展 2002 年諾貝爾經濟學獎得主丹尼爾 卡 開始談起 帶領大家認識橘色科技的意 在他的著作 內曼 Daniel Kahneman 義 以及橘色科技未來運用於科技 教 Well-Being 就直接闡明了快樂心理學 育和產業三者的發展關係和願景 的基礎 為了讓更多的大眾對於此類科技

43 科學研習 51-7 圖2 雙色科技可以使人類的生活品質更完善 可以有所瞭解 進而參與和投入 經過百 信電子及醫療整體系統 以及健康預防 般思索 特別挑出象徵明亮健康與幸福 遠距照護 行動照護 家庭照護等 幸 溫馨的橘色 來做為新科技的代表 福科技探討的議題包括了個人幸福指數 和國家幸福指數的定義 各種主客觀量 到了一篇 橘頌 有相似理念的表述 測幸福指數的方法 以及提升個人和國 是先 該篇詩賦收錄於 楚辭 九章 家幸福指數的各項科學與技術應用 關 賢屈原的作品 他以橘樹自況 表達了 懷科技則著重於創新科技設計產品與系 對於追求美好品質和理想的堅定意志 統應用 以增加人與人之間的互動關懷 而 這與橘色科技追求人類美滿生活品 面向 質的精神正好不謀而合 橘色科技的內涵主要涵蓋了健康科 橘色科技帶來改變世界新力量 根 據 臺 灣 資 策 會 的 調 查 統 計 顯 示 Happiness Technology 和 關 懷 科 技 預估 至 2015 年 全球健 康照護的 產值將 Offering/Care/Warming Technology 達近六千億美元 其中臺灣的健康照護 健康科技探討的議題非常廣泛 時下熱 產值也可達約一百八十億美元 這是多 門的主題包括以老人健康生活品質照護 麼可觀的數字 足見未來的需求趨勢 構成的雲端電腦網站 統合健康促進 正蓄勢待發 光從各國不斷攀升的銀髮 健康管理及疾病綜合研究 整合電腦通 族人口比例 年齡結構和呈倍數成長狀 JUL 2012 幸福科技 技 Health Technology 橘色 健 康幸福的代名詞 無獨有偶的 在古代中國文學中也找 41

44 Master View 科技可說是由科技面到心靈面的思考改 變 不再光從競爭力 而是加入幸福力 作為國家經濟指標的思想改革 橘色科技使人類邁向更幸福的 科技人生 一 般 多 用 國 民 生 產 毛 額 gross domestic product, GDP 來做為人民經 濟富足的指標 事實上只用 GDP 並無法 顯示人民的幸福快樂 因此相繼有學者 或組織提出不少各類 GNH Index gross national happiness 即國民幸福指數 的新定義 並希望能獲得世界各國的認 圖3 王駿發教授與其團隊共同研發的陪伴型機器人 圖片提供 王駿發 大師觀點 究竟幸福是什麼 幸福如何 見表 1 況 就可以得到佐證 這也顯現無論是 被測量出來 而 幸福科技生活應該是 在醫療衛生 生物科技以及健康照護方 什麼模樣呢 面的科技研究開發 一定會逐漸受到高 幸 福 指 數 有 很 多 種 周 朝 尚 書 度關注進而蓬勃發展起來 例如進行中 記 載 著 五 福 臨 門 的 意 涵 所 謂 五 福 包 的 Google Health 醫療管理平台 微軟 富 gathering 含 了 壽 living long 或是哈佛大學 Health Vault 見圖 3 康寧 health and peace 攸 wealth 健康網站提供的疾病風險管理 註 1-3 考 終 命 good 好 德 love of virtue 都是很好的發展證明 而 根據維基百科對於幸福的 ending 在增加人際的互動關懷為出發的創 定義 幸福是心裡感覺滿足喜悅並充 新產品方面 由麻省理工學院團隊應用 滿愛心的狀態 Happiness is a state RFID 技術 感測器及通訊網路設計而成 of mind or feeling characterized by 的相關物件 如 魔鏡 智慧窗 智慧桌 contentment, love, satisfaction, 情人杯 以及服務型機器人的研發等等 pleasure, or joy 也帶來很好的啟發性示範 註 4 42 同 成為真正能夠提升國民幸福的指標 明 就 仁 波 切 Mingyur Rinpoche 曾 誠如橘色科技所強調的人文與人道關 被認為是世界上最快樂幸福的人 當他 懷 橘色科技關心的對象是全面性的 訪問成功大學被問及快樂的秘密是什麼 從兒童到長者 不分弱勢族群 社會階 時 他做了以下的回答 他認為快樂的 層和種族 從食 衣 住 行 育樂 秘密來自於感恩 Appreciation 和知覺 到政策 環境 醫療 人力服務以及輔 你的認知 Aware of your awareness 助照護設備 都屬於橘色科技對於生理 至 於 快 樂 幸 福 的 量 測 方 法 在 文 獻 探 心理關照的重要考慮因素 因此 橘色 討上主要以正向情緒及正向動作為快

45 科學研習 51-7 樂的量測目標 包含 愉悅 投入 關 愛爾蘭 歐系國家就囊括七位 美國排 懷 可分為主觀量測 運用問卷進行調 在第十一名 全球最不幸福的國家多是 查 以及客觀量測 利用電腦影像及聲 撒哈拉沙漠以南的非洲窮國 最後五名 音處理技術估測正向情緒與行為 或是 依序倒數是多哥 貝南 中非共和國 利 用 醫 學 理 信 號 如 腦 電 圖 Electro 獅子山 蒲隆地 腦磁圖 Magneto encephalogram EEG 不過 根據 遠見 雜誌首次針對國 GSR 膚 電 反 應 encephalogram MEG 結果顯示 人所進行的 幸福感調查 心率變異度 Galvanic skin response 臺灣民眾的個人幸福感為 64.2 分 滿分 Heart Rate Variability HRV 心電 100 對於臺灣整體社會的快樂指數評 肌電 圖 Electro cardiogram ECG 價 幸福分數卻只有 48.9 分 認為自己 圖 Electromyography EMG 等方式來 還算幸福 但是社會其他人的幸福 則 量測 仍有待努力 根據一項由聯合國大會委託美國哥倫 因此如何運用科技來提升幸福指數 比亞大學地球研究所做的全球幸福報告 也就成為橘色科技的使命之一 換句話 2012 比 較 全 球 一 百 五 十 六 個 國 家 說 就是探討健康 幸福 關懷科技 和地區人民的幸福程度 臺灣在全世界 提倡雙幸福 註 5 的科技人生 同時 國家當中的幸福排名是第四十六名 居 配合世界發展 找出屬於人民的國家幸 亞洲國家第三位 僅次於新加坡 卅三 福指數 並致力讓人民幸福有感 南韓則排名第 名 和日本 四十四名 五十六名 香港第六十七名 中國大陸 第一百一十二名 而 全球最幸福國家 最快樂的窮國 創造幸福經 濟新顯學 位於喜瑪拉雅山山腳下的不丹 可說 加拿大 瑞士 瑞典 紐西蘭 澳洲及 是全世界最小的國家 但也是第一個將 表1 幸福GDP成為全球施政潮流時間一覽表 表1 幸福GDP成為全球施政潮流時間一覽表 提出時間 提出時間 國民快樂指標 GNH 1972 年 綠色國民所得 Green GDP 1980 年代 提出者 不丹國王吉格梅 辛格 旺楚克 世界銀行 1990 年 聯合國開發計畫署 全球生活品質指標 QoL 2005 年 英國 經濟學人 雜誌 世界快樂地圖 WMH 2006 年 2005~2008 年 英國萊徹斯特大學 世界價值觀調查 快樂星球指數 HPI 2006 年 英國智庫新經濟基金會 對環保負責的快樂國家指數 ERHNI 2010 年 澳洲經濟學家黃有光 OECD 美好生活指數 YBLI 2011 年 OECD 經合會 資料來源 各國家 組織 學者網站 資料來源 各國家 組織 學者網站 整理 邱莉燕 整理 邱莉燕 最快樂的窮國 創造幸福經濟新顯學 位於喜瑪拉雅山山腳下的不丹 可說是全世界最小的國家 但也是第一個 JUL 2012 人類發展指數 HDI 橘色 健 康幸福的代名詞 前十名依序是丹麥 芬蘭 挪威 荷蘭 43

46 Master View 表2 GNH九個面向和衡量細則 心理幸福感 Psychological Well-Being 時間管理 Time Use 社區活化 Community Vitality 大師觀點 平衡的情緒 健康的心理 靈性的追求 有品 質的生活 工作家事給薪工作教育 睡眠 工作以外 文 化活動與宗教活動 休閒 旅行與等待 鄰里之間 社會支持 社區內部互信機制 歸 屬感 互惠平等 安全 人身安全 犯罪 與人不合 人際關係 家人 朋友 多元文化與文化復原力 文化的實踐 語言 文化活動 文化知識 Culture Diversity and Resilience 文化的價值 個人價值 社會價值 健康 個人健康 身體健康 健康知識 健康生活 Health 保健系統 健康服務 障礙 教育 個人教育 識字率 接受正規教育 聽得懂諺 Education 語 教育系統 教育品質 基礎建設 生態多樣性與生態復原力 個體 環保行為 環保知識 系統 環境政 Ecological Diversity and Resilience 策 環境狀態 生活水準 安全 糧食安全 物質生活的困難 財政上的 Living Standard 安全 收入 住房 自有住宅 人房比 良好的政府治理 政府力行 減少不公 對抗貪腐 權利 享 Good Governance 有言論自由 沒有歧視 機關信任 中央部 會 各行政區 傳媒 資料來源 台灣不丹文化經濟協會部落格 製表 李菁萍 製表 李菁萍 資料來源 台灣不丹文化經濟協會部落格 幸福作為經濟指標的國家 強調心靈富 橘色科技在臺灣的未來研究和發展 足 比 金 錢 重 要 這 一 切 起 源 自 1972 年 多元 社區活化 Community Vitality 橘色科技的觀念在臺灣剛起步 預期未來可結合更多醫療 電子 資訊 文化與文化復原力 Culture Diversity 辛格 旺楚克 當時年輕新國王吉格梅 醫工 機械 材料 服務等異業合作 加強健康科技 幸福科技 以及關懷 and Resilience 健 康 Health Jigme Singye Wangchuck 即 位 後 科技的教學 研究與產業應用 同時 配合教育部 國科會 經濟部及經建 生態多樣性與生 教 育 Education 開始思索如何讓人民過得更好 他認為 會發展政策 推動橘色科技研發 產學合作和人才培訓事宜 目前進行計劃 態 復 原 力 Ecological Diversity 國家政策應關注人民幸福 且以實現幸 包括配合國科會跨領域橘色科技專案研究計畫 配合經濟部推動養生照護產 and Resilience 生 活 水 準 Living 福為目標 並應依循佛教價值 在維護 業 配合教育部推動智慧生活 GoGo樂活休閒服務聯合技術發展中心及教 Standard 以及良好的政府治理 Good 育學程 推動橘色科技國家型研究計畫 舉辦國際橘色科技健康照護博覽會 不丹獨特文化情況下發展經濟 於是在 而 每個面向下再各別列 Governance 暨論壇 出版中英文橘色科技書本 設計橘色科技概念屋及橘色科技概念車 1980 年 代 提 出 以 國 家 整 體 幸 福 取 代 國 等多項專案 期待臺灣不但是經濟王國 也是幸福王國 並將橘色科技推向 有不同的尺標 見表 2 註 6 民生產毛額 作為施政的依據與目標 國際 促進世界和諧 2005 年 不丹模式 和 GNH 理論受到 1988 年 更明確提出四大幸福支柱 促 進永續的發展 維護自然環境 國家文 國際社會高度關注 成為新的快樂經濟 註 1 Google Health 是一個能讓民眾將自己的電子病歷等醫療紀錄放置於其上 學課題 馬英九總統在 2012 年 1 月 6 日 化價值的提倡和保存 並建立良好的政 的開放性醫療管理平台 並且透過與醫療業者合作的方式 提供各式健康管理服 總統政見發表會時也明確指出 政府除 府治理 在這些前提下 人民可以在合 務 如健康紀錄 Profile detail 重要的用藥紀錄 Import medical records 也要讓人民感受 了要追求經濟發展外 瀏覽健康服務 Explore health services 分享個人檔案 Share this profile 理的經濟發展下 同時享有幸福的追求 與線上搜尋醫生資訊 Medical contacts-find a 並指示行政院開始研擬指標內 doctor 等等 Google Health 到幸福 國家幸福指數其實包含了九個衡量面 有助實現民眾自我管理健康資訊 同時活絡健康照護產業 但目前臺灣尚未能通 容 將於明年 2013 年 起 每年公布 國 向 分別是 心理幸福感 Psychological 行 幸福指數涵蓋的指標包括 民幸福指數 時 間 管 理 Time Use Well-Being 44

47 科學研習 51-7 如健康 環境 教育 居住 文化 就業 休假 等等項目 期望藉由幸福指數 來做為全民感受生活幸福的表彰 註 7 心 理 幸 福 感 Psychological WellBeing 平衡的情緒 健康的心理 靈性 的追求 有品質的生活 橘色科技在臺灣的未來研究和 發展 橘色科技的觀念在臺灣剛起步 預期 未來可結合更多醫療 電子 資訊 醫 圖4 不丹國徽 工 機械 材料 服務等異業合作 加 資料來源 強健康科技 幸福科技 以及關懷科技 File:Bhutan_emblem.svg 的教學 研究與產業應用 同時 配合 教育部 國科會 經濟部及經建會發展 政策 推動橘色科技研發 產學合作和 人才培訓事宜 目前進行計劃包括配合 國科會跨領域橘色科技專案研究計畫 配合經濟部推動養生照護產業 配合教 育部推動智慧生活 GoGo 樂活休閒服務 色科技國家型研究計畫 舉辦國際橘色 plore health services 分享 個人檔案 Share this profile 與線上搜尋醫生資訊 Medical contacts-find a doctor 等等 Google Health有助實現民眾自我 管理健康資訊 同時活絡健康照護 產業 但目前臺灣尚未能通行 科技健康照護博覽會暨論壇 出版中英 註2 Microsoft Healthvault是一種遠距醫 文橘色科技書本 設計橘色科技概念屋 療服務概念 讓民眾將自己的健康 及橘色科技概念車等多項專案 期待臺 資料存放在中心檔案的免費線上服 灣不但是經濟王國 也是幸福王國 並 務 然後運用線上健康工具包括血 將橘色科技推向國際 促進世界和諧 壓計 血糖儀 計步器來管理自我 的健康狀況 建立健身計畫等等 註1 Google Health是一個能讓民眾將 註3 哈佛大學健康網站 自己的電子病歷等醫療紀錄放置 diseaseriskindex.harvard.edu/ 於其上的開放性醫療管理平台 update/ 註4 有關橘色科技的國際研究現況 研 式 提供各式健康管理服務 如 究單位包括IEEE HTC 國際照護研 健康紀錄 Profile detail 究服務中心 哈佛大學研究中心 重要的用藥紀錄 Import medical 歐盟 卡內基大學等 JUL 2012 並且透過與醫療業者合作的方 橘色 健康幸福的代名詞 聯合技術發展中心及教育學程 推動橘 records 瀏覽健康服務 Ex- 45

48 Master View 圖 5 王 駿 發 教 授 示 範 自 行 研 發 的 橘 色 科 技 照 護 型 產 品 ( 圖 片 提 供 : 成 大 新 聞 中 心 ) 大 師 觀 點 註 5 雙 幸 福 的 人 生 哲 學, 是 我 幸 福, 你 也 幸 福 ; 自 我 家 庭 幸 福, 別 人 家 庭 也 幸 福 ; 本 國 幸 福, 別 國 也 幸 福 更 高 的 境 界 就 是 你 幸 福, 我 就 幸 福 ; 以 別 人 的 幸 福 為 自 我 的 幸 福 因 為 能 為 別 人 創 造 幸 福 的 人, 才 是 真 正 幸 福 的 人 註 6 更 多 GNH Index 架 構, 可 查 詢 grossnationalhappiness. com/ 註 7 主 計 處 表 示 將 參 酌 OECD 在 2011 年 公 布 的 美 好 生 活 指 數 (Your Better Life Index,YBLI) 作 為 臺 灣 國 民 幸 福 指 數 編 製 OECD 所 公 布 的 YBLI 著 眼 於 影 響 人 們 日 常 生 活 的 領 域, 選 取 11 大 攸 關 民 眾 福 祉 的 領 域, 包 括 與 物 質 生 活 相 關 的 居 住 收 入 及 就 業 等 3 大 領 域 ; 及 著 眼 於 品 質 生 活 的 社 群 關 係 教 育 環 境 政 府 治 理 健 康 生 活 滿 意 度 安 全 工 作 與 生 活 平 衡 等 8 大 領 域, 各 領 域 別 下 分 別 選 取 1 至 3 項 指 標, 共 使 用 20 項 指 標 衡 量 國 家 實 況 與 人 民 感 受 延 伸 閱 讀 : 1. 橘 頌 - 摘 自 屈 原 九 章 后 皇 嘉 樹, 橘 徠 服 兮 受 命 不 遷, 生 南 國 兮 深 固 難 徙, 更 壹 志 兮 綠 葉 素 榮, 紛 其 可 喜 兮 曾 枝 剡 棘, 圓 果 摶 兮 青 黃 雜 糅, 文 章 爛 兮 精 色 內 白, 類 任 道 兮 紛 緼 宜 修, 姱 而 不 醜 兮 嗟 爾 幼 志, 有 以 異 兮 獨 立 不 遷, 豈 不 可 喜 兮 深 固 難 徙, 廓 其 無 求 兮 蘇 世 獨 立, 橫 而 不 流 兮 閉 心 自 慎, 終 不 失 過 兮 秉 德 無 私, 參 天 地 兮 願 歲 並 謝, 與 長 友 兮 淑 離 不 淫, 梗 其 有 理 兮 年 歲 雖 少, 可 師 長 兮 行 比 伯 夷, 置 以 爲 像 兮 2. 關 於 臺 灣 國 民 幸 福 指 數 指 標 建 構 之 評 析, 可 參 閱 國 家 政 策 研 究 基 金 會 post/3/10411 主 講 人 王 駿 發 國 立 成 功 大 學 橘 色 科 技 研 究 中 心 主 任 電 機 資 訊 學 院 講 座 教 授 整 理 李 菁 萍 本 刊 特 約 撰 述 46

49 科 學 研 習 51-7 科 學 讀 書 會 我 在 MIT 燃 燒 物 理 魂 文 / 白 榮 銓 作 者 : 華 爾 達. 盧 文 沃 倫. 高 斯 坦 譯 者 : 蔡 承 志 出 版 社 : 遠 流 出 版 日 期 :2012 年 05 月 本 書 作 者 之 一 的 華 爾 達. 盧 文 (Walter Lewin,1936 ~ ) 出 生 於 荷 蘭,1965 年 獲 得 荷 蘭 的 德 夫 特 理 工 大 學 (University of Technology in Deft) 核 子 物 理 (nuclear physics) 博 士 學 位 1966 年 前 往 美 國 麻 省 理 工 學 院 (Massachusetts Institute of Technology, 簡 稱 為 MIT) 擔 任 博 士 後 研 究 員, 同 年 獲 聘 為 助 理 教 授, 並 加 入 MIT 的 X 射 線 天 文 學 團 隊, 成 為 X 射 線 天 文 學 的 前 驅 1974 年 升 任 教 授,1978 年 獲 得 NASA 傑 出 科 學 成 就 獎 ;1993 年 獲 選 為 皇 家 荷 蘭 人 文 與 科 學 研 究 院 的 通 訊 院 士, 以 及 美 國 物 理 學 會 的 院 士 除 了 在 天 文 學 上 的 傑 出 表 現, 三 十 多 年 來, 盧 文 在 MIT( 已 退 休 ) 的 物 理 相 關 課 程 教 學, 非 常 受 到 學 生 們 的 喜 愛, 因 此 部 分 課 室 教 學 還 被 拍 成 影 片 上 傳 至 MIT 開 放 課 程 (MIT OpenCourseWare, 網 址 mit.edu/index.htm) YouTube itunes U 以 及 學 術 地 球 (Academic Earth, 網 址 等 網 站, 每 年 都 有 超 過 百 萬 人 次 以 上 的 點 閱 率 1984 年, 獲 頒 MIT 科 學 委 員 會 的 傑 出 大 學 部 教 學 獎 (MIT Science Council Prize for Excellence in Undergraduate Teaching);2003 我 在 MIT 燃 燒 物 理 魂 JUL

50 Scientific Reading 科 學 讀 書 會 年, 又 獲 得 另 一 項 獎 勵 傑 出 大 學 部 教 學 的 貝 克 獎 (Everett Moore Baker Memorial Award for Excellence in Undergraduate Teaching) 在 MIT 開 放 課 程 的 影 片 畫 面 上, 我 們 可 以 看 到 盧 文 在 演 講 廳 講 課 時, 常 一 手 插 在 褲 袋, 在 講 台 上 來 回 走 動, 偶 爾 搭 配 手 勢 強 調 內 容, 用 字 遣 詞 有 著 經 過 深 思 後 的 言 簡 意 賅, 講 話 的 音 調 給 人 感 覺 充 滿 熱 情, 這 樣 的 教 學 魅 力, 吸 引 了 階 梯 座 位 上 所 有 學 生 的 眼 光 盧 文 的 額 頭 很 高, 滿 頭 雜 亂 灰 髮, 配 上 一 副 眼 鏡, 上 課 時 皆 穿 著 藍 色 棉 質 襯 衫, 袖 子 捲 到 手 肘, 下 半 身 穿 著 卡 其 褲, 每 堂 課 都 有 相 關 的 演 示 實 驗, 精 彩 的 演 出 難 免 讓 人 想 到 以 時 間 旅 行 為 題 材 的 美 國 科 幻 電 影 回 到 未 來 系 列 (Back to the Future trilogy) 裡 那 位 熱 情 赤 誠 有 點 瘋 狂 的 科 學 家 - 布 朗 博 士 本 書 共 分 15 章, 第 1 章 希 望 你 也 能 看 到 物 理 之 美 - 從 原 子 核 到 深 太 空 第 2 章 我 的 外 婆 與 伽 利 略 - 測 量 精 確 度 和 恆 星 第 3 章 你 的 體 重 有 多 少 牛 頓?- 物 體 的 運 動 與 牛 頓 三 大 運 動 定 律 第 4 章 吸 管 與 呼 吸 管 的 長 度 - 大 氣 壓 力 與 水 壓 第 5 章 將 彩 虹 握 在 手 中 - 彩 虹 的 上 方 下 方 外 側 與 內 側 第 6 章 聽 宇 宙 在 唱 歌 - 弦 樂 管 樂 及 和 諧 的 樂 音 第 7 章 富 蘭 克 林 的 風 箏 - 電 的 奇 妙 現 象 第 8 章 人 體 飄 浮 藝 術 - 磁 電 與 馬 克 士 威 方 程 式 第 9 章 減 肥 的 物 理 課 題 - 瘦 身 能 源 危 機 和 能 量 守 恆 第 10 章 1962 年 6 月 18 日 午 夜 - 來 自 外 太 空 的 X 射 線 第 11 章 四 萬 四 千 公 尺 的 高 空 日 記 - X 射 線 高 空 氣 球 第 12 章 另 類 的 末 日 想 像 - 宇 宙 災 難 中 子 星 及 黑 洞 第 13 章 天 上 的 雙 人 舞 - 雙 星 系 統 的 故 事 第 14 章 天 文 物 理 情 報 戰 - 真 假 X 射 線 爆 源 第 15 章 當 藝 術 碰 上 物 理 - 看 事 情 的 兩 種 方 式 以 第 2 章 我 的 外 婆 與 伽 利 略 - 測 量 精 確 度 單 元 為 例, 盧 文 告 訴 學 生, 童 年 時 外 婆 曾 告 訴 他 你 站 著 的 時 候, 身 體 會 比 躺 下 來 時 來 得 短, 為 了 紀 念 他 的 外 婆, 他 要 測 試 這 個 怪 異 的 說 法, 於 48

51 材的美國科幻電影 回到未來系列 (Back to the Future trilogy)裡那位熱情赤誠 學家 布朗博士 科學研習 章 第 1 章 希望你也能看到物理之美 從原子核到深太空 第 2 章 我 盧文在影片提到 他對物理中最重要的概念之一 能量守 略 測量 精確度和恆星 第恆定律 百分百地信任 並自嘲地提到 3 章 你的體重有多少 牛頓 物體的運動 if 動定律 第 4 章 I don t succeed in giving it zero speed, this will be my last lecture. 吸管與呼吸管的長度 大氣壓力與水壓 第then 5 章 將彩虹 虹的上方 下方 外側與內側 第 6 章 聽宇宙在唱歌 弦樂 管樂及和諧的 經實際測量 是在課堂上請志願者上台 章 富蘭克林的風箏 電的奇妙現象 第 8 章 人體飄浮藝術 磁 電與馬克 盧文將擺錘拉至一側 分別讓繩索與 後 盧文宣布 我外婆是對的 因為 垂直線夾角 5 度和 10 度 測量擺動十次 我們站著時 重力會使脊椎裡各脊椎之 的時間需要 45.75±0.1 秒 然後換算成 間的軟組織 ( 脊椎盤 ) 受到擠壓 而躺 擺 動 一 次 的 時 間 4.575±0.01 秒 在 測 著時 我們的脊椎是擴展的 難怪太空 量的誤差範圍內 兩個不同角度的週期 人抱怨進到太空後 他們的太空服會變 幾乎相同 第 9 章 減肥的物理課題 瘦身 能源危機和能量守恆 第 10 章 1962 年 6 來自外太空的 X 射線 第 11 章 四萬四千公尺的高空日記 X 射線高空氣 另類的末日想像 宇宙災難 中子星及黑洞 第 13 章 天上的雙人舞 雙 第 14 章 天文物理情報戰 真假 X 射線爆源 第 15 章 當藝術碰上物理 種方式 得比較緊 另外 盧文以測量推翻現代 盧 文 接 著 問 學 生 假設我坐在擺錘 科學之父 伽利略 (Galileo Galilei 上 跟它一起擺動 週期會改變嗎 章 我的外婆與伽利略 測量 精確度 單元為例 盧文告訴學生 童年 他 你站著的時候 身體會比躺下來時來得短 為了紀念他的外婆 他要測試 1564~1642) 有關 哺乳類動物體形大小 法 於是在課堂上請志願者上台 經實際測量後 盧文宣布 我外婆是對的 大腿骨長度和大腿骨粗細之間比例關 時 重力會使脊椎裡各脊椎之間的軟組織(脊椎盤)受到擠壓 而躺著時 我們的 係 的推論是錯的 藉此幫助讀者了解 難怪太空人抱怨進到太空後 他們的太空服會變得比較緊 另外 盧文以測 好的測量 能告訴我們多少事 學之父 伽利略(Galileo Galilei 1564~1642)有關 哺乳類動物體形大小 大腿 當然不能坐在擺錘上 因為那就等於繩 長變短 週期也會稍微變短 因此盧文 將擺錘拉高 夾在兩腿之間 抓住繩索 然後讓自己的身體盡量保持水平 隨著 在 第 3 章 你的體重有多少 牛頓 擺錘來回擺動 ( 如本書的封面照片 ) 骨粗細之間比例關係 的推論是錯的 藉此幫助讀者了解 好的測量 能告訴 介紹 擺的運動 時 盧文在課堂上使 學生們因為盧文尷尬滑稽的情況大笑不 用牛頓運動定律推導出適用於小角度的 已 最後所得到的週期 在測量的誤差 章 你的體重有多少 牛頓 介紹 擺的運動 時 盧文在課堂上使用牛頓運 單擺 (simple pendulum) 週期公式 範圍內幾乎是相同的 這樣的瘋狂實驗 適用於小角度的單擺(simple pendulum)週期公式 T 2π L (T 是單擺週期的單 g 教學 讓學生們興奮到快要抓狂了 讀者可以瀏覽 MIT 開放課程 網站 課程的路徑 Home > Courses > Physics 角度多小才算小 有的學生問得更具體 振幅 度算小嗎 對振幅 10 是繩子的長度 單位5 公尺 π 大約是 > Physics I: Classical Mechanics > 2 Video Lectures > 10: Hooke's Law, 有的 學生常問 角度多小才算小 Simple Harmonic Oscillator 在 影 片 學生問得更具體 振幅 5 度算小嗎 對 振幅 10 度的單擺 這個方程式還適用嗎 的後半段可以觀看得到 ( 網 址 h t t p : / / o c w. m i t. e d u / 還是 10 度已不算小了 為了回答 courses/physics/8-01-physics-i- 這些問題 盧文在教室架設了一個單擺 classical-mechanics-fall-1999/ 繩索的長度為 5.18 公尺 繩索的末端固 video-lectures/lecture-10/) 定一個 15 公斤的鐵球擺錘 依據公式 這個 在 第 9 章 減肥的物理課題 介紹 能 同樣利用上述實驗的擺 室架設了一個單擺 繩索的長度為 5.18 公尺 繩索的末端固定一個 15 公斤的鐵球擺錘 依 單擺的週期 量的轉換 時 據公式 這個單擺的週期 T 2π 秒 9.8 錘 但是這次他必須冒著生命危險 把 自己的頭置於一顆球形鐵錘會行經的路 盧文將擺錘拉至一側 分別讓繩索與垂直線夾角 5 度和 10 度 測量擺動十次的時間需 要 45.75±0.1 秒 然後換算成擺動一次的時間 4.575±0.01 秒 在測量的誤差範圍內 兩個不同 角度的週期幾乎相同 JUL 2012 科學研習月刊 No.51-7(July 2012) 燃燒物理魂 MIT 大約 9.8m/s ) 3.14 g 是重力加速度 個方程式還適用嗎 還是 10 度已不算小了 為了回答這些問題 盧文在教 我在 2 L 是繩子的長度 單位 公尺 π大約是 3.14 g 9.8m/s (T 是 單 擺 週是重力加速度 大約 期 的 單 位 單位 秒 ) L 49

52 Scientific Reading 科 學 讀 書 會 線 上 首 先, 盧 文 站 在 講 堂 的 一 側, 頭 和 背 部 都 緊 靠 著 牆, 雙 手 抱 著 15 公 斤 重 的 鐵 球, 讓 它 緊 貼 在 下 巴, 其 次, 放 手 讓 球 擺 動 時 必 須 非 常 小 心, 不 能 給 它 任 何 的 推 力, 也 就 是 不 能 有 任 何 的 初 速 度, 否 則 擺 回 來 時 一 定 會 傷 到 人 作 者 承 認 每 次 做 這 個 實 驗, 當 鐵 球 擺 回 來 時, 都 會 感 到 腎 上 腺 素 上 升, 甚 至 連 眼 睛 都 閉 起 來, 為 什 麼 還 要 搏 命 演 出 呢? 盧 文 在 本 段 影 片 提 到 : 他 對 物 理 中 最 重 要 的 概 念 之 一 能 量 守 恆 定 律 百 分 百 地 信 任, 並 自 嘲 地 提 到 if I don't succeed in giving it zero speed, then this will be my last lecture., 引 得 學 生 們 哄 堂 大 笑, 難 怪 盧 文 認 為 這 是 最 受 歡 迎 的 實 驗 讀 者 可 以 瀏 覽 MIT 開 放 課 程 網 站, 課 程 的 路 徑 :Home > Courses > Physics > Physics I: Classical Mechanics > Video Lectures > 11: Work, Energy, and Universal Gravitation, 在 影 片 的 後 半 段 可 以 觀 看 得 到 ( 網 址 : physics/8-01-physics-i-classicalmechanics-fall-1999/video-lectures/ lecture-11/) 其 實, 本 書 許 多 章 的 內 容 均 有 註 明 相 關 網 頁 的 網 址, 讀 者 可 以 上 網 觀 看 作 者 親 身 授 課 和 示 範 的 科 學 演 示 影 片, 這 是 科 普 書 籍 和 網 站 資 源 相 輔 相 成 的 絕 佳 組 合 實 例 由 上 述 可 知, 本 書 內 容 融 入 了 盧 文 的 人 生 經 歷 科 學 史 日 常 生 活 中 的 物 理 經 驗 基 本 的 物 理 原 理 平 時 的 教 學 內 容 創 意 的 物 理 實 驗 X 射 線 天 文 學 的 研 究 藝 術 與 科 學 看 待 世 界 的 方 式 物 理 教 學 方 面, 盧 文 總 是 嘗 試 帶 領 學 生 看 森 林, 而 不 是 帶 著 他 們 在 一 棵 樹 上 忙 著 爬 上 爬 下, 重 點 不 是 在 你 所 涵 蓋 (cover) 的 內 容, 而 是 你 所 揭 開 (uncover) 的 內 容, 與 其 在 課 堂 上 涵 蓋 某 些 主 題, 不 如 引 導 學 生 體 驗 發 現 之 美 如 同 本 書 的 英 文 書 名 For the Love of Physics, 盧 文 希 望 自 己 對 物 理 的 熱 情 能 夠 傳 遞 給 讀 者, 讓 他 們 愛 上 物 理, 並 且 用 不 同 的 方 式 重 新 看 待 這 個 世 界, 這 應 該 是 盧 文 在 這 本 書 中 想 要 帶 領 讀 者 做 的 事 白 榮 銓 臺 中 市 居 仁 國 中 退 休 教 師 50

53 穿越時空播撒科學探究種子 科學研習 51-7 科展優良教師心得分享(I) 服務學校 國立蘭陽女中 指導屆別 第 屆 得獎記錄 第一名1件 第三名1件 最佳鄉土 教材獎2件 最佳團隊合作獎1件 最佳創意獎1件 圖 1 參加第51屆全國科展的7位學生獲得7個獎項 開心合影 記得大學剛畢業那一年 返鄉至宜蘭 導學生製作專題的動力 三年來 參與 高中任教 校方安排我到教務處協助推 指導的作品從區展兩件佳作 到 98 年 動科學競賽 自此與科展結了緣 連續 以一件佳作 一件優勝進入全國賽 50 帶三屆 累積了不少參賽指導經驗 當 99 年更以三件特優作品進入全國賽 屆 時參與的學生包括有一 二年級 前後 51 屆 並榮獲七個獎項 這份榮譽告 階 資優生 也有幾位是留級生 我們 訴我 不斷的經驗累積與使命的傳承有 凡努力過必留下成績 沒有功勞也有苦 多重要 得來不易的榮耀 絕非少數個 勞 區展佳作是基本收獲 但這小小獎 人的功勞 它需要藉由團隊合作並結合 勵對一般學生來說 已有某種程度的激 理念融入科學展覽的作品之中 使之發 勵作用 而全國賽卻像是 劉姥姥進大 酵成熟 如何落實學生們天馬行空的想像需要 評審們嚴厲的批判 學生似乎還無力招 結合老師 網路資源 期刊論文或研究 都無疾而終 架 兩次進軍 屆 室等各方的經驗 更要仰賴高度的研究 自知還有很大的進步空間 狂熱 或者說是 傻勁 藉由不斷的 論證來檢測所有可能的假說 並盡可能 東女中再次拾起教鞭 距離上一次指導 地將相關議題融入 如環保 生態或產 學生參加全國科展比賽幾乎已是 10 年後 業等 而每件研究作品好比一件藝術品 的事了 42 屆 這群女學生以校園附近 不僅要有內涵 有實用性 更需具備高 常見的外來種植物小花蔓澤蘭做為研究 度的多元技巧來呈現 不管操作過程多 題材 學生們下了許多基本功和苦功 繁複 結果是成功或者失敗 點點滴滴 厚實的研究報告是累積無數披星戴月的 都將記錄在每個參與者的腦海裡 研究 夜晚所完成 或許對於獲得最佳鄉土教 過程雖然充滿艱辛與挫折 卻讓我們更 材獎學生們並不是很滿意 但熟不知有 加珍惜這得來不易的甜美果實 參加競 機會進全國賽其實力已是值得肯定 能 賽獲獎得到肯定 固然值得欣喜 獲得 得獎則是至高的殊榮啊 眾多協助者的情義相挺 我們更要懷抱 接著因孩子一個個出生 為方便照料 感恩心 期許這一顆顆經科展競賽粹煉 三個孩子 我返鄉回母校蘭陽女中任教 過的科學探究種子 將獲得的能力運用 97 學年開始因參與高瞻計畫 重啟指 在未來無止盡的學習上 JUL 2012 隨著研究所進修 辭職出國到考進屏 科展優良教師心得分享 文 陳 美 蓮 觀園 的感覺 面對全國菁英的挑戰和 51

54 科教館 玩 出來的科學展覽 NTSEC Go Go Go 科展優良教師心得分享(II) 文 陳佳宜 好玩 GO 圖1 獲第51屆全國科展學校 團體獎及TDK獎第一名 圖2 勝不驕 敗不餒 雖 然沒有拿到特優 一樣要吃點 心慶祝 52 手製作蠻牛果凍 咖啡果凍 來餵食 服務學校 臺北市私立光仁國小 指導屆別 第 屆 得獎紀錄 第一名3件 第二名2件 第三名2件 佳件1件 想知道如何清洗蔬果殘留農藥的最佳方 法 孩子們會主動要求參觀農會 到高 雄參加全國賽 在炎日下走了五十分鐘 的路 就為了驗證整治愛河水質有成 話說十年前 奉 上級 指示參加科 是真的嗎 面對評審初試提出的問題 展比賽 對完全沒有經驗的我來說 真 實驗到凌晨才入睡 為什麼呢 因為孩 是一大挑戰 課堂上宣佈有興趣做科展 子們已培養出強烈的 行動力 共識 的同學來找我 結果竟然寥寥無幾 事 沒找出結果不願罷休 其間家長的支持 後硬是找了幾位學生參加 事先缺少規 態度讓孩子更堅定 為了研究蝗蟲 卻 畫 結果當然也可想而知 想不到幾年 礙於數量不夠 在寒冷的冬季一位學生 下來 也累積了一些指導經驗 有人問 媽媽對我說 老師 我們怎麼抓都抓不 我竅門在哪 說實在 影響的因素太多 到耶 您一句話 我下星期帶孩子殺到 了 若真要說 就是玩 玩 玩 墾丁去 那裡比較溫暖 或許還能抓到 1. 玩 出問題 為了支持孩子 這樣上 山 陽明山 一個有吸引力的主題是獲得評審青睞 下 海 墾丁 的 行動力 真是沒話說 最重要的因素 很多老師認為科展最難 如此的身教及對科展的支持 直到現在 的是決定題目 其實我一直有同樣的困 我仍感動不已 擾 回想我們小時候的教育方式 老師 3. 玩 出作品 具有正確觀念 們都會急著要學生記住某些知識 如此 有些作品真的就被孩子們這樣玩出來 一來就容易忽略學生所提出生活中發現 了 從觀察 實驗 分析 統整等能力 的問題或對課本的質疑 久了 學生認 的培養 整個過程中 有歡樂 有辛苦 為只要唸好書本上的東西就好 不要 胡 我與學生們享受在其中 常對孩子分享 但創意往往就是來自這些看似 思亂想 做實驗不一 一句話 勝不驕 敗不餒 無用 不合理的點子 現在我常告訴學 定都會成功 很可能忙了一年 什麼都 生 你們盡量玩 玩出問題就成功一半了 沒有 豐碩的成果固然是我們所企盼的 2. 玩 出方法 強烈的 行動力 但過程中的成長更是重要 有朋友誇說自己的球技很不錯 旁人 指導科展需額外付出大量的時間與精 馬上回答 是 是 是 他 說得一口 力 常常 抛夫棄女 的我 還要承擔得 追問後才知 他自認的好球技 好球 獎與否的壓力 說實在 真的很苦 但看 是 用口說 不是 用手打 常對孩子說 到學生在過程中的成長及獲獎時的興奮 做任何事最怕的就是還沒動手做 就為 一切辛苦都值得了 感謝家人對我的體 自己找一堆理由 有疑問 要去解決 諒 另外 也感謝校長 主任們的支持及 任何方法都可以試 盡量玩 不管成功 自然領域老師們相互討論 尤其是我的 或失敗 都是經驗的累積 好比想知道 好伙伴基哥老師 因為有你們 讓我在 影響鍬形蟲打架獲勝的因素 孩子們動 科展路上不孤單 讓我們繼續加油

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56 NTSEC Go Go Go 科 教 館 GO 好 玩 飛 越 臺 灣 閱 讀 臺 灣 想 要 消 暑 就 飛 吧! 面 對 氣 候 劇 烈 的 變 遷, 如 何 愛 護 環 境 空 中 了 解 臺 灣 環 境 的 變 遷 難 能 可 貴 的 及 生 態 已 是 我 們 刻 不 容 緩 的 議 題 為 了 是, 影 片 內 容 來 自 於 臺 灣 首 屈 一 指 的 空 讓 民 眾 能 瞭 解 現 今 環 境 的 問 題, 正 在 國 拍 攝 影 師 齊 柏 林, 以 直 昇 機 在 3 萬 英 呎 立 臺 灣 科 學 教 育 館 舉 辦 的 來 自 法 國 的 的 高 空 巡 弋, 拍 攝 超 過 30 萬 張 的 台 灣 空 邀 約 - 全 球 環 境 影 像 展 及 飛 閱 台 灣 - 拍 地 景 照 片, 加 上 近 兩 年 來 不 斷 累 積 的 空 拍 環 境 影 像 展 兩 個 特 展, 希 望 藉 此 動 態 地 景 影 像, 齊 柏 林 以 撼 動 人 心 的 攝 讓 民 眾 更 加 了 解 環 境 關 心 環 境 影 手 法, 呈 現 臺 灣 環 境 最 真 實 的 現 況, 來 自 法 國 的 邀 約 - 全 球 環 境 影 像 結 合 本 次 特 展 中 500 吋 巨 型 螢 幕 投 影 效 展 展 出 有 80 幅 作 品, 其 中 部 分 來 自 法 果, 除 帶 給 現 場 觀 眾 朋 友 們 強 力 的 視 覺 國 知 名 攝 影 師 楊 亞 祖 貝 彤 Yann Arthus- 震 撼 外, 相 信 透 過 影 片 的 鋪 陳, 讓 社 會 Bertrand 的 作 品, 他 專 長 為 野 生 動 物 生 大 眾 能 更 認 識 臺 灣 愛 上 臺 灣 並 進 而 態 及 空 拍 影 像, 並 成 立 美 好 家 園 基 金 會 以 行 動 共 同 守 護 台 灣 這 塊 土 地 瑰 寶 Good Planet Foundation 致 力 於 環 今 年 是 科 教 館 的 環 境 教 育 元 年, 長 期 境 保 護 節 能 減 碳 及 森 林 砍 伐 等 議 題 關 注 環 境 教 育 議 題 的 台 達 電 子 文 教 基 金 展 出 內 容 包 含 森 林 生 物 多 樣 性 能 源 會, 與 致 力 空 中 紀 錄 臺 灣 土 地 的 台 灣 阿 及 永 續 發 展 四 個 主 題 的 攝 影 展, 除 了 可 布 電 影 本 次 攜 手 合 作, 藉 著 高 畫 質 紀 錄 以 欣 賞 精 彩 的 攝 影 作 品 外, 讓 參 觀 者 能 臺 灣 影 像 及 高 科 技 展 現 臺 灣 風 貌 手 法, 更 加 了 解 全 球 的 環 境, 也 喚 起 我 們 對 生 讓 來 館 觀 眾 憑 常 設 展 參 觀 券 即 可 免 費 參 態 及 環 境 的 關 懷 觀 本 次 特 展, 希 望 藉 由 此 次 特 展, 激 發 飛 閱 台 灣 - 空 拍 環 境 影 像 展 則 是 社 會 大 眾 對 環 境 的 關 注, 全 民 成 為 臺 灣 由 科 教 館 與 臺 灣 阿 布 電 影 公 司 台 達 電 環 境 教 育 不 可 或 缺 的 行 動 公 民 飛 閱 臺 子 文 教 基 金 會 共 同 策 畫 之 重 要 展 覽 特 灣 - 空 拍 環 境 影 像 展 歡 迎 闔 家 共 襄 盛 展 素 材 主 要 來 自 台 達 電 子 文 教 基 金 會 與 舉, 到 科 教 館 來 趟 臺 灣 風 貌 之 旅 台 灣 阿 布 電 影 所 合 作 的 鳥 目 台 灣 空 相 關 展 覽 資 訊 請 上 科 教 館 網 站 拍 記 錄 片, 運 用 台 達 電 子 的 高 畫 質 3D 投 或 來 電 (02) 影 技 術, 讓 觀 展 民 眾 可 以 身 歷 其 境, 由 查 詢 54

57 徵 稿 啟 事 科 學 研 習 月 刊 自 民 國 51 年 創 刊 至 今, 經 歷 半 世 紀 之 久, 為 我 國 國 民 中 小 學 師 生 參 考 的 科 學 補 充 讀 物, 為 倡 導 科 學 活 動, 提 高 科 學 研 習 興 趣, 培 養 正 確 科 學 態 度, 增 進 科 學 知 能, 並 輔 導 學 生 進 修 研 究, 長 久 以 來 已 成 為 中 小 學 師 生 交 換 科 學 心 得 報 導 研 習 成 果 的 園 地 自 第 51 卷 起, 內 容 以 下 列 六 大 主 題 呈 現 : (1) 每 月 主 題 : 規 劃 數 學 物 理 化 學 生 物 地 球 科 學 生 活 科 技 等 六 大 主 題, 由 編 審 委 員 邀 稿, 經 審 稿 後 按 月 輪 流 刊 登 (2) 各 科 教 室 : 包 括 數 學 物 理 化 學 生 物 地 球 科 學 及 生 活 科 技 等 學 科 之 科 學 課 程 補 充 教 材 演 示 等 (3) 科 學 家 的 科 學 路 : 採 訪 對 科 學 與 科 學 教 育 有 卓 越 貢 獻 的 學 者 專 家, 以 自 身 科 學 經 驗 與 讀 者 分 享 (4) 大 師 觀 點 : 由 國 立 臺 灣 科 學 教 育 館 所 舉 辦 各 類 推 廣 大 眾 科 學 之 講 座 內 容 精 要 紀 實 (5) 科 學 讀 書 會 : 介 紹 適 合 中 小 學 教 師 與 學 生 閱 讀 的 科 普 叢 書 (6) 科 教 館 GO 好 玩 : 國 立 臺 灣 科 學 教 育 館 舉 辦 之 相 關 活 動 來 稿 請 寄 : 111 臺 北 市 士 林 區 士 商 路 189 號 10 樓 國 立 臺 灣 科 學 教 育 館 科 學 研 習 月 刊 收 [email protected] 投 稿 須 知 本 刊 歡 迎 投 稿, 投 稿 時 請 依 照 文 章 屬 性 註 明 類 別, 連 同 文 章 送 ( 寄 ) 至 本 刊 編 輯 室 編 輯 室 收 到 稿 件 後, 將 依 照 各 類 文 章 送 交 各 科 審 查 委 員 審 閱 通 過 後 始 予 刊 登 稿 件 務 請 自 留 備 份, 審 閱 未 通 過 致 未 刊 登, 恕 不 退 稿 來 稿 每 篇 文 稿 限 2,000 字 ( 特 約 稿 不 在 此 限 ), 圖 片 十 張 以 內 稿 件 文 責 自 負, 採 用 他 人 文 字 或 圖 片, 務 必 先 取 得 對 方 授 權 同 意 書 文 章 務 求 通 俗 易 讀, 內 容 富 趣 味 性 啟 發 性 及 思 考 性 尤 佳 本 刊 對 來 稿 有 刪 改 權 及 提 供 電 子 媒 體 使 用 權, 如 不 願 意 提 供 電 子 媒 體 使 用 請 予 註 明 文 稿 一 律 電 腦 打 字, 段 落 清 楚, 以 利 作 業, 逕 附 文 件 電 子 檔 / 光 碟, 來 文 輔 助 圖 片 照 片, 務 必 另 存 圖 片 檔, 對 比 需 明 顯 清 晰, 畫 質 解 析 度 大 於 300dpi, 長 邊 至 少 12 公 分 稿 酬 依 中 央 政 府 機 關 執 行 標 準 支 付, 一 稿 二 投, 概 不 致 酬 來 稿 請 註 明 真 實 姓 名 ( 發 表 時 用 筆 名 請 告 知 ) 服 務 單 位 ( 職 銜 ), 通 訊 地 址 與 電 話 手 機 及 電 子 信 箱 附 圖 表 參 考 資 料 與 註 釋, 請 編 列 號 碼, 並 在 文 中 註 明 位 置

58 國 立 臺 灣 科 學 教 育 館 出 版 品 訂 購 確 認 單 處 親 愛 的 讀 者 : 訂 閱 須 知 感 謝 您 長 期 對 於 科 學 研 習 月 刊 的 支 持 與 愛 護, 本 刊 自 民 國 100 年 第 50 卷 起 每 年 出 刊 由 8 期 增 刊 為 12 期 ( 每 月 出 刊 ), 每 期 價 格 NT$80 元 ( 郵 資 另 計 國 內 每 本 10 元 ), 即 日 起 全 年 訂 閱 12 期 NT$1,080 元 整 ( 含 郵 資 ) 因 本 館 實 施 館 務 作 業 基 金 ( 原 郵 政 劃 撥 帳 號 已 停 用 ), 如 需 訂 購 本 刊 或 購 買 本 館 出 版 品, 敬 請 使 用 銀 行 匯 款, 如 有 任 何 問 題 歡 迎 於 上 班 時 間 撥 打 訂 購 專 線 (02) #5598 洽 詢 匯 款 流 程 說 明 如 下 : 一 訂 購 匯 款 : 匯 入 本 館 指 定 專 戶 ( 銀 行 匯 款 或 ATM 轉 帳 ) 1. 匯 款 銀 行 : 第 一 商 業 銀 行 士 林 分 行 ( 銀 行 代 號 007) 2. 帳 號 : 戶 名 : 國 立 臺 灣 科 學 教 育 館 作 業 基 金 401 專 戶 ( 抬 頭 請 用 正 體 字 臺 ) 二 填 寫 確 認 單 並 傳 真 與 來 電 : 1. 詳 填 訂 購 確 認 單 資 料 2. 將 匯 款 單 ( 交 易 明 細 表 ) 黏 貼 於 表 單 上 ( 詳 上 表 ), 傳 真 至 (02) 致 電 本 館 (02) #5598 確 認, 始 完 成 訂 購 手 續 零 售 通 路 : 1. 國 立 臺 灣 科 學 教 育 館 111 臺 北 市 士 林 區 士 商 路 189 號 (02) # 國 家 書 店 松 江 門 市 104 臺 北 巿 松 江 路 209 號 1 樓 (02) 五 南 文 化 廣 場 400 臺 中 市 中 山 路 6 號 (04) 網 路 書 店 國 家 書 店 五 南 文 化 廣 場 博 客 來 網 路 書 店

59 No.51-7 出 版 單 位 國 立 臺 灣 科 學 教 育 館 發 行 人 朱 楠 賢 總 召 集 人 郭 重 吉 編 審 委 員 古 建 國 白 榮 銓 全 中 平 全 任 重 吳 育 雅 吳 梅 英 吳 美 麗 李 文 獻 李 永 棠 李 堅 萍 李 隆 盛 周 錦 鐘 林 英 子 林 坤 誼 邱 守 榕 洪 連 輝 柳 賢 張 俊 彥 陳 正 改 陳 竹 亭 陳 麗 美 黃 台 珠 黃 敏 晃 黃 福 坤 葉 名 倉 楊 水 平 楊 正 宏 劉 青 雯 蕭 次 融 鍾 靜 ( 按 姓 氏 筆 劃 排 序 ) 策 劃 陳 旭 芬 主 編 錢 康 偉 編 輯 任 明 芬 地 址 111 臺 北 市 士 林 區 士 商 路 189 號 電 話 (02) 網 址 視 覺 設 計 安 格 設 計 有 限 公 司 編 排 印 製 安 格 設 計 有 限 公 司 ISSN X 中 華 郵 政 台 北 字 第 1560 號 中 華 民 國 101 年 7 月 出 版

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