【2021台積電盃青年尬科學】「科普書籍閱讀寫作競賽」佳作導讀文(楊宜瑄)

撰文:楊宜瑄|精誠高中

在2016年被美國政治家評選「最浪費國家經費的二十項科學研究」名單中,作者胡立德教授與他的團隊就參與了其中三項,這讓他覺得有必要向大眾說明動物學研究值得投資。那麼到底動物學有甚麼值得人類借鑑學習或值得研究的地方?《破解動物忍術》中,胡立德教授帶領大家窺探動物的奧秘,透過物理、數學、化學、科技等領域的剖析,一步步接近事情的真相。經由研究動物的構造和原理為基礎,或許作者認為動物身上有人類科技發展的秘密,就類似萊特兄弟當初觀察鳥類的飛行姿態發明飛機一樣。

我在國三即將會考的那段期間裡,寫到一份英文模擬題本,其中有一題閱讀題是關於狗通過快速旋轉搖擺來甩乾水分。我還記得文章上寫牠們這樣做是因為,水分會增加重量使行動不便,尤其是遇到天敵時,還有在冬天潮濕的毛髮會讓牠們體溫降低。在這本書中的引言也有提到這項動物行為,閱讀過後我又對這個機制感到更不可思議,牠們幾秒鐘能辦到的事,我們的洗衣機卻要花上好幾倍的時間。為什麼牠們能瞬間產生所有的這些力呢?然而有趣的是,作者在其中說明了他走入研究動物運動的入場券是由此而來,這個他稱呼為「狗兒甩」的動作。他還研究了其他動物是否有甩水的行為,比較了從小鼠到熊的每秒甩動次數,最後發現竟然和牠們的體型有關。其實在這本書中,隨處可以看見作者研究的痕跡,或是他用幽默的語意、有趣的文字和清晰的科學原理闡述,讓我們對內容更印象深刻。

現代的生物演化觀念是基於查爾斯.達爾文提出的理論,作者也在書中說明是演化造就了生物的多樣性。通過後代累積的變異,逐漸發展出適合環境的個體。我在網路上的一部影片中還看到了一種有趣的說法:壽命佔生物演化中很重要的一部分。古老的原核生物壽命是無限的,通過無性繁殖產生個體,導致所有細胞型態一樣,也共有同一種弱點,族群一旦遇上災難便是團滅的結局。後來真核生物出現,有了有性繁殖和有限壽命,產生的每一個後代都和親代不一樣。由於壽命的限制,後代不能和祖先結合,所以錯誤的基因沒辦法傳給下一代,而是不斷的有老細胞死亡、新細胞出生,達到演化的目的。

從古到今有許多發明是經由人類研究動物而得到的啟發。像是工程師模仿鯨的流線體外型,改進船體的設計,有效降低了在水中受到的阻力;物理學家伏特經過對電魚的研究,以其發電器官為模型,設計出最早的伏特電池;仿生學家仿照水母的聽覺系統,發明水母耳風暴預測儀。作者在書中也寫到水母的運動方式是如何啟發另一位科學家的。水母纖弱的外表在運動時卻絲毫不費力,因此引發科學家想把運動機制融入潛艇的欲望,了解水母如何運動是首要關鍵。

這本書講述了一個又一個有趣的動物學原理,以涉及的物理學區分章節。蛇如何在沒有推進點的情況下移動?睫毛的長度對動物有甚麼關係,能帶來甚麼好處?魚在游水還是水在游魚?蟻群是流體還是固體?諸如此類的問題在書中都有答案。文中也寫到許多科學家設計出模仿動物的機器人,可以用於醫學治療、搜救行動等,原來動物學研究真的能增進人類福祉、促進科技發展。閱讀過程中,一邊思考問題,作者一邊帶著我們撥開雲霧、窺見真相,還能一併學習生物、物理等知識,是一本值得閱讀的書。


作品評語

運用宏觀思維,引據相關資訊,凸顯本書價值。文字簡明順暢,並連結自身經驗。


書名:破解動物忍術:如何水上行走與飛簷走壁?動物運動與未來的機器人
作者:胡立德(David L. Hu)
譯者:羅亞琪
出版社:三民書局
出版年:2020