［非官方公告］生物物理研習營Ⅲ

延續前兩年所建立的傳統，我們今年將在秋高氣爽的十月底舉辦生物物理研習營Ⅲ。地點還是在惠蓀林場，主題呢？

今年是達爾文誕生200周年（誰趕快把那天慶生會裏頭那個200歲蛋糕的照片貼上來吧！），《物種原始》出版150周年，所以主題當然也要和演化論有關囉。不過，既然是生物物理研習營，在挑選主題的時候，就要照顧到物理和數學背景的人。所以，今年我們選定的主題是近年來有越來越多物理學家與數學家投入研究的演化動力學與社會生物學。

首先要問的是，什麼是演化動力學？什麼是社會生物學？

對於這種問題，老實說，我一向的態度是「不必太認真，不用想太多」。這種替學問畫界線或下定義的事，留給哲學家或嘴砲族就好，我們應該把腦筋花在摧毀這些人所畫的界線上才對。不過，既然說主題是這兩個領域，就算不給個明確的定義，好歹總要給大家一點概念吧？

這兩個領域都有源遠流長、多采多姿的發展歷史，也都涵蓋了許多議題，不是一次研習營就可以一網打盡的。與其花力氣（這是講好聽的啦，我其實根本沒這個本事）談它們的發展史與研究議題，不如告訴大家，哪些學者要來？他們研究些什麼？那樣多少還可以給大家一點概念。

在演化動力學方面，我們本來想邀請的是這個領域的傳奇人物Nowak（有興趣的人請看Current Biology、Nature、紐約時報的文章），但可惜的是，他無法前來。不過，他倒是推薦了一位最近兩三年聲譽鵲起的年輕學者大槻久。

大槻久曾經是Nowak的博士後研究助理，最近才回到日本，在東京工業大學價值系統學系當研究員。他和Nowak合作的研究主要在探討諸如合作、逞罰之類的行為背後有甚麼樣的演化邏輯，在什麼樣的條件下才會發展出來。大體而言，研習營所謂的演化動力學就是由這類研究議題所界定出來的領域，我們只是沿用Nowak所寫的教科書的書名Evolutionary Dynamics（想一窺堂奧的，系圖有這本書喔！）而已。

顧名思義，演化動力學研究的是演化的過程。前面說過，演化動力學不是剛冒出頭的新領域，沿著它的演化樹可以回溯得很遠，其中有很多問題達爾文都沉思過。他搭著小獵犬號跑遍全世界，看到許多演化的結果，從而推論出演化的可能過程。但要驗證這些演化動力學上的推論，就不是趴趴走可以解決的。達爾文早就觀察到畜牧養殖業者的成就，因此後來也在自家的花園裏做了許多實驗，企圖把演化論裏語焉不詳的地方補起來。

有人說如果達爾文也和孟德爾一樣，拿豌豆來做實驗，後來的科學史就會完全不同了（不知道是誰說的，我一下子找不到出處）。即使如此，那也只能解決與遺傳變異有關的一部分問題。面對演化過程所需要的漫長時間，達爾文和孟德爾是一樣的無能為力。

演化所需要的時間之所以漫長，是因為演化的結果需要許多世代才能呈現出來，而一個世代通常短則幾星期，長則可達數十年。Nowak等人用電腦模擬世代交替的過程，解決了這個問題。另外有些科學家則是踩著達爾文的足跡，用真實的生物－微生物與病毒－來做研究。微生物與病毒迅速的世代交替，加上分子生物所提供的調控技術，讓科學家們可以很有效率地在實驗室裡研究演化的過程與結果。這一期的Nature有篇文章把這種研究演化論的手法叫做「燒瓶裏的小獵犬號」，還蠻貼切的。

這篇文章說這方面的先驅是密西根州立大學的Lenski，用的是大腸桿菌。他從十多年前的第一代開始，一直養到幾年前的第兩萬代，現在不知道已經是第幾代了。這個勞力密集的實驗曠日廢時，加上Lenski幾年前因此而被選為美國國家科學院院士，因此我一直以為他已經很老了，大概不適合做長途飛行，大老遠飛來台灣講兩三場演講。沒想到剛剛查了一下他的簡歷與維基百科才發現，原來他是1956年出生的，比我想像的年輕了二十歲！

雖然沒想到可以邀請Lenski這位先驅來談第一個主題，但以研習營的第二個主題－社會生物學－來說，近年來鋒芒畢露的West是更合適的人選。其實Lenski近來的研究興趣，有一部分正是朝這方面發展的。大致說來，研習營所謂的「社會生物學」和一般所說的「社會生物學」不一樣，比較貼切的說法也許是「社會微生物學」（sociomicrobiology）或「微生物社會學」（好像沒有人這麼用，microsociology另有所指），也就是由West和Velicer（Lenski的學生與合作者）等人的研究所界定出來的領域。對這個領域有興趣的，可以從West最近寫的一篇review入手。

一開始我說這兩個主題近年來有越來越多物理學家與數學家投入研究，部分是因為它們都可以用電腦模擬來探討，此外也因為相關理論用到的是這些人熟悉的數學。大槻久原來是學數學的，而West則是生物學家，分別用理論和實驗來研究這兩個主題。兩位都很年輕（大槻久不到30歲，West約40歲），但卻已經頗有名氣；我想這除了是因為他們具備了相當的聰明才智與研究創意，也因為這些領域還有很多發揮的空間。對生物物理感興趣的，可以考慮往這兩個領域發展。

大槻久和West都已經接受研習營的邀請，各位不妨從現在開始就多少吸收一點相關知識，到時候就可以好好地把握機會。對了，有沒有人有興趣接下專訪的工作呢？

Nowak雖然不能來，但網路上有他講的演化動力學，多少可以彌補點缺憾。