科技報導

用數學模型預測戰爭

用數學模型預測戰爭
知識通訊評論第89期

如果神出鬼沒的叛亂攻擊,以及其所造成的傷亡,可以利用數學模型來預測,將會是驚人的結果。現在有位科學家宣稱,他們已有這樣的一個模型。

社會行為的複雜程度很難用數學去解釋

看似隨機的攻擊行動,以及神出鬼沒的敵人,都是叛軍戰爭的金字標記,在阿富汗與伊拉克進行的就是這種戰爭。許多社會科學家以及軍方,都認為這種戰爭就像傳統內戰一樣,若沒有把地理與政治條件等當地因素納入考量,就無法深切的了解。不過在去年年底,一個發表於《自然》雜誌的數學模型指出,叛軍攻擊行動有其共通的潛在模式,可以預測到攻擊時機與傷亡人數。

領導研究團隊的美國邁阿密大學物理學家強森 (Neil Johnson) 表示,他們發現人類進行叛軍攻擊的方式,也就是所造成的傷亡人數,以及發動攻擊行動的時機,舉世皆然。這改變了他們思考叛軍攻擊模式的方式。

什麼樣的論文值得刊登?

什麼樣的論文值得刊登?
知識通訊評論第89期

近代科學進展面貌內涵日益繁複,影響也愈形深遠,到底何種成果值得刊佈於世,也迭有爭議,《自然》特別討論了他們的論文選刊標準以及科學價值觀 。

如同當下頭條新聞明確顯示的,諸如氣候變遷這些領域裡科學結論的爭議,無論其故意與否,都足以破壞公眾對科學的信心。由於期刊是科學進程的關鍵成分之一,向大家解釋我們是如何選擇《自然》刊登的研究論文,也許是有意義的;本文將著重於我們所注意到在學術界以及其外所抱持的一些錯誤印象。

有一種似乎永不消聲匿跡的說法;是指《自然》的編輯設法炒高期刊的影響力因數,方法是在投稿的論文(去年約有一萬六千篇)中篩選,以尋找其中有希望被大量引用者。我們沒有這樣做。原因不僅是很難預測一篇文章被引用的次數,還有引用次數也並非判定論文重要性的可靠方法。以兩篇在二○○六年六月發表的有機合成化學論文為例;其中之一,《三重連鎖有機催化反應中的四個立體中心控制》,在二○○九年年底時已獲引用一百八十二次,且是該年度本刊刊出的化學論文中被引用第四多者。另一篇《2-奎寧銨四氟硼的合成和結構分析》,則在同一時期被引用十三次。然而,後一篇論文被美國化學學會的雜誌《化學與工程新聞》選為傑出科學成就。

大腦手術的靈性關聯

大腦手術的靈性關聯
知識通訊評論第89期

腦部手術影響人們心靈感受?

科學家發現,切除腦部某一區域,居然能改變患者的心靈感受。這一方面引起對於人的可塑性的新觀點,同時也引起不同看法的爭議。

義大利研究人員發現,切除部分大腦同時可產生心靈的平靜。以往,科學家即提出大腦的特定腦區會控制靈性思考的論點,最新報告是迄今最有力的證據。

義大利烏迪內大學認知神經科學家伍季希(Cosimo Urgesi)和同事以罹患腦瘤的病患為研究對象,紀錄他們手術前後的心靈感受。切除大腦後部,亦即頂葉皮質區腫瘤三至七天後,病患表示自我超然感受提高,然而切除大腦前方腦區腫瘤的病患並無相同感覺。

南極條約五十年

南極條約五十年
知識通訊評論第87期

半世紀前,因著一些具有遠見政治家的努力,南極條約建立起人類共同管理國家疆界之外場域的一個典範。面對當前的全球氣候變遷和北極冰洋變貌,也需要有同樣的視野。

費爾哲簽署南極條約

今年是一項具有里程碑意義條約的五十週年。這是地球上的頭一個限制核武的協議、頭一個管理所有人類在一個超越主權管轄的地區活動的機制。《南極條約》於一九五九年十二月一日在華盛頓通過,它承認「為了全人類的利益,南極洲應永遠只用於和平目的,不應成為國際紛爭的對象或場域」。

在一九六○年美國參議院《南極條約》的核可聽證會上,極地科學家和探險家古爾德(Laurence McKinley Gould)作證說,這是「歷史上獨特的一份文件,可能與英國的大憲章以及其他人類追求啟蒙和秩序的偉大象徵並列」。將其與英國在一二一五年訂定的法律章程、名聞遐邇的憲法及國家民主先河比較,似乎有點冒昧。但它確實是旗鼓相當的。

霍奇金 一個不同凡響的女科學家

霍奇金 一個不同凡響的女科學家
知識通訊評論第93期

皇家學會今年發行霍奇金的郵票

今年五月是一九六四年諾貝爾化學獎得主霍奇金的百歲冥誕,走過女性在就學與從事科學研究困難重重的年代,她不僅在晶體化學方面做出非凡成就,也是一個母親以及致力於世界和平的代表人物。

一九六四年,霍奇金榮獲諾貝爾化學獎,她的女性身份備受關注。她是史上第五位,也是英國第一位獲得諾貝爾獎的女性科學家。居禮夫人曾獲諾貝爾物理和化學獎各一次,另外幾位女性得主則是居禮夫人的女兒艾琳‧居禮(Irène Curie)、生化學家科里(Gerty Cori)和物理學家格佩特梅爾(Maria Goeppert-Mayer),而且這四位也都與科學家結褵。英國的《觀察家報》不無驚訝地報導,霍奇金看似一位可愛的家庭主婦,卻以「一般家庭主婦完全無法想像之解析化學晶體結構技術贏得諾貝爾獎」。當時霍奇金是英國牛津大學皇家學會沃爾夫森講座教授。

DNA 鑑識犯罪可靠嗎?

DNA 鑑識犯罪可靠嗎?
知識通訊評論第90期

大片段的DNA檢測或許是法醫學上的鐵證,但是越來越微量的DNA分析,卻在其作為證據的科學可信度方面引起許多爭議,也在不同國家的法庭上出現不同的判例。

犯罪現場的微量的DNA是哪裡來的?

二〇〇六年十月十六日下午,有人發現霍(Peter Hoe)在英國北約克夏的家中被亂刀刺死。警方根據屍體附近塑膠碎片上採樣得到的DNA檢體,認為此案應與瑞德兩兄弟(Terence and David Reed)有關。兩人隔年就被定罪。

但是二〇〇九年此案的被告提出上訴,讓人懷疑起「微量DNA分析法」的結果是否可以信賴。瑞德兄弟的辯護律師認為,英國伯明罕的鑑識科學中心分析員湯林森(Valerie Tomlinson)推理那些有DNA檢體的塑膠碎片是從凶器刀柄把手脫落,這種揣測太過牽強。去年十二月他們的上訴被駁回,不過問題還是存在:如此少量的DNA如何能指證出嫌疑犯?

日本砸錢培成科學精英

日本砸錢培成科學精英
知識通訊評論第91期

為突破科學研究的低迷,日本提出鉅額研究經費計畫,希望日本頂尖科學家能更上層樓。

日本傾向將更多的錢交到更少的科學家手上

七年來,日本物理學家外村彰(Akira Tonomura)都在努力尋找經費,實現他的夢想:發展能夠觀察三維精細原子結構的顯微鏡。去年三月,因為獲得經費的希望依舊渺茫,他甚至已在考慮,要從日本鳩山的日立高等研究實驗室退休。

今年三月,日本政府獎助他五十億日圓(五千三百六十萬美元)的研究經費,這是日本有史以來單一研究團隊獲得的最高經費。外村已開始建構超高電壓的全息電子顯微鏡,不同於以往傳統電子顯微鏡測量電子散射強度,他們的儀器是測量散射的相位。測量相位可以揭露更多細節,提供更高解析度的影像。

完美的證明——破解世紀難題的數學天才(Perfect Rigor: A Genius and the Mathematical Breakthrough of the Century)

完美的證明——破解世紀難題的數學天才(Perfect Rigor: A Genius and the Mathematical Breakthrough of the Century)
知識通訊評論第90期

作者:葛森(Masha Gessen)
出版社:Houghton Mifflin Harcourt,2009年,256頁
定價:26美金

數學鮮少受人關注,但二〇〇三年有人破解世紀難題「龐加萊猜想」(Poincaré conjecture)時倒著實上了新聞。當時俄國數學家佩雷爾曼(Grigory ‘Grisha’ Perelman)把他做出來的解答公佈在網路上,引起眾人注目。數學家研究之後發現解答是正確的,於是在二〇〇六年,國際數學聯合會決定授予他數學界的最高榮譽——費爾茲獎。沒想到這位得主竟然拒絕領獎,讓負責頒獎的西班牙國王卡洛斯在馬德里「等無人」。這下媒體更好奇了,這個長頭髮的「怪咖」竟敢放國王鴿子,完全符合大家心目中數學家我行我素的印象。在此同時謠言四起,是誰先證明龐加萊猜想,答案是不是抄的,眾說紛紜。(請參看《知識通訊評論》四十四期〈佩雷爾曼、丘成桐、數學的沈靜和喧擾〉)

佩雷爾曼解題能力高超但性格古怪,《完美的證明》一書正好滿足人們對他的好奇心。科學作家葛森詳細調查了這位數學隱士的生平,訪問他的老師,和美國、俄國及以色列的多位同事和指導他數學的教師。她也和心理學家討論佩雷爾曼的舉動,覺得和亞斯伯格症候群(Asperger’s syndrome)有諸多相似之處。

中國生物科學的定序工廠

中國生物科學的定序工廠
知識通訊評論第90期

華大基因研究院的基因定序儀實驗室

中國嘗試用目標導向方式,開始一種科學研究的新模式,深圳的華大基因研究院正是這個大膽嘗試的代表作,中國會不會在基因組定序的工作上獨步全球,也還面對著許多嚴峻的考驗。

二○○六年,李英睿離開北京大學,前往中國首屈一指的基因組定序研究機構,華大基因研究院。他才二十三歲,在研究社群裡算是乳臭未乾,一名華大基因研究院的資深同事,說李英睿的大學生涯浪費太多時間打電玩跟上課睡覺時,李英睿打斷他同事的話。「我沒在課堂上睡覺,我根本沒有去上課。」

李英睿現在負責帶領一個有一百三十名生物資訊學家的研究團隊,大部分的成員比他還要年輕。在譯解華大基因研究院定序儀每天吐出的成堆資料時,打電玩成了他排遣時間的絕佳嗜好。不過他自己卻說,科學研究比電動玩具更令人心滿意足,熱情也更多。

在氣候逆流中療癒新生

在氣候逆流中療癒新生
知識通訊評論第90期

最近氣候科學浮現的人性問題和知識失誤,進一步加深了氣候變遷的分歧爭議面對如氣候的高度複雜議題,除了科學證據,還需要廣泛社會條件配合,才能得到共識可行的政策。

氣候政策牽涉許多政治考量

近來在科學與政治因素互相牽扯之下,英美兩國反氣候科學的聲浪漸興。儘管去年十一月英國東安格里亞大學氣候研究中心被揭露的內部電子郵件內容,以及聯合國政府間氣候變遷委員會二○○七年的報告,出現錯誤和曲解資料的情況,就既有的科學證據來說,「人為氣候變遷」的可信度並未因而受損。不過,這些事件所引起的媒體輿論,使反氣候變遷政治陣營的士氣大振,造成氣候學家處境的日益艱難。

問題的關鍵在於,目前的氣候議題中,科學的角色不再只是增進人們對於世界的了解,而是進一步要求人們必須遵照某種特定的方式生活。近二十年來,學者專家、政府官員與相關民間組織,力促全球性整體氣候變遷政策和聯合國相關公約的產生,規劃溫室氣體排放的減量與時程,並衍生出碳交易的市場。然而,由於相關政策必須付出的政經成本,不僅無法短期見效,長期效益又是在未定之天,必然引起政治上的分歧。

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