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2008年6月4日 星期三

本週BJC:琵琶蝦彈琵琶(本實驗室曾宏焙先生)


伽利略(Galileo Galilei,1564-1642)在他那本惹火教廷,慘遭被禁的名著《關於兩門新科學的對話》(大塊文化)裏有兩度談到生物物理。第一次,他說:

一 匹馬從三、四腕尺的高處掉下來就會摔斷骨頭,而一隻狗從相同的高處掉下來,或一隻貓從八或十腕呎的高處掉下來,卻都不會受傷。同樣,一隻蚱蜢從塔上落下, 或一隻螞蟻從月亮上落下,也不會受傷。不是嗎?小孩們從高處掉下來不會受傷,而同樣的高度卻會使他們的家長摔斷腿,或摔碎頭骨。
第二次,他說:
如果骨頭的長度放大三倍,它的粗度就要放大好幾倍,才能讓骨頭具有同樣的強度,使放大後的動物如同原來的小動物一般,具有能執行相同功能的骨骼。(此段譯文取自《靈魂有多重?》(天下文化))
很顯然地,這兩次伽利略討論的是同一個問題:物理尺度和生物的生存與適應之間的關聯。這個問題歷久彌新,到了將近四百年之後的今天,還是生物物理學中非常重要的問題,只是科學家的焦點不再只集中在骨骼的強度上而已。

研究這個生物物理學的「伽利略問題」的科學家當中,有些人把焦點集中在俗稱「蝦蛄」的口足目生物上。由於外形長得像琵琶,所以蝦蛄有個別名就是「琵琶蝦」。

「琵琶蝦」這個別名讓人聯想起白居易(772-846)的《琵琶行》。在描述撥弄琵琶的動作時,白居易寫道:
轉軸撥絃三兩聲,未成曲調先有情。
絃絃掩抑聲聲思,似訴平生不得志。
低眉信手續續彈,說盡心中無限事。
輕攏慢撚抹復挑,初為霓裳後綠腰。
非 常奇妙的是,雖然白居易八成沒見過活生生的琵琶蝦,但是「轉軸撥絃三兩聲」、「絃絃掩抑聲聲思」、「低眉信手續續彈」、「輕攏慢撚抹復挑」這幾句竟然也活 靈活現地把琵琶蝦擺動觸鬚的樣子給描繪了出來。差別只在於,科學家研究發現,琵琶蝦擺動觸鬚時,撥弄的不是音符,而是氣味分子。也就是說,琵琶蝦擺出彈琵 琶的動作,不是為了要傾訴心曲,而是為了要嗅探氣味。

更加匪夷所思的是,鐵定沒聽過什麼生物物理學的「伽利略問題」的白居易,接下來竟然把「伽利略問題」的精髓給寫出來了:
大絃嘈嘈如急雨,小絃切切如私語;
嘈嘈切切錯雜彈,大珠小珠落玉盤。
沒錯,生物物理學家問的正是「大蝦嘈嘈如急雨,小蝦切切如私語」的差異究竟有什麼影響?大蝦小蝦「嘈嘈切切」地交錯著,到底會不會互相干擾扞格,還是會譜出「大珠小珠落玉盤」似的和諧樂曲?

明天,六月五日(週四),中午十二點十分,中興大學物理系的曾宏焙先生將要為我們解答這些問題。

2008年5月2日 星期五

2008-5-1:跨越爭論的橋樑(中央大學光電科學研究所林青森)

對科學哲學頗有研究的Medawar爵士(1915-1987,1960年諾貝爾醫學獎得主)有句名言:Humility is not a state of mind conducive to the advancement of learning。這句話讓人馬上想起他的英國同胞Crick(1916-2004,1962年諾貝爾醫學獎得主),因為和Crick一起解開DNA結構的Watson(1928-,1962年諾貝爾醫學獎得主),在回顧那段成名前後的日子時,劈頭就說:I have never seen Francis Crick in a modest mood。這句話後來也成為名言,畢竟能讓很不謙虛的Watson講出這種話,不令人印象深刻都不行。
毫不謙虛的Crick和其它幾位分子生物學的開山祖師一樣,都是先學物理,再改行研究生物學的人。因此,在評論科學的時候,Crick比起科班出身的生物學家更有膽量,更敢跨坐在生物學與物理學的分界線上放言高論。於是,一點也不令人意外地,Crick在一本小書裡 說了句關於生物學與物理、化學的名言:The ultimate aim of the modern movement in biology is in fact to explain all biology in terms of physics and chemistry。
寫下這句名言的時候,Crick特別強調的不是physics,也不是chemistry,而是all。由此可見,他覺得「生物學可以用物理與化學來解釋」已經沒什麼討論或抗拒的空間了,就是那樣!剩下的問題是,有多少生物學可以用物理與化學來解釋。
這 類所謂科學哲學的問題一時之間不會有答案,所以很適合拿來抬槓。主張物理與化學可以解釋所有生物學的人要反對的人提出反例,而反對的人要支持的人提出證 明;一來一往,沒完沒了。難怪有些科學家很討厭沒事找事的哲學家,而有些科學家則以科學實驗,而非口水,來面對爭論。前者以大名鼎鼎的費曼為代表,而後者 以面對「先天與後天」爭論的Benzer(1921-2007)為代表。
對 於Crick所談的生物世界與非生物世界之間的關係,有些科學家選擇加入爭論,但大多數的科學家則像Benzer一樣,選擇在實驗室中探索,看看兩個世界 之間的界線與從屬關係可以模糊到什麼地步。明天,五月一日(週四),中午十二點十分,中央大學光電科學研究所的林青森先生(中興大學物理系1994級)將 要告訴我們,他在實驗室中如何試圖打破生物世界與非生物世界之間的界線,築起跨越兩個世界的橋樑。

2008年4月29日 星期二

2008-4-24-假如教室像電影院 (興大昆蟲系楊正澤教授)

1962年北區初中聯考的作文題目是「假如教室像電影院」。在那個閱讀了《世界大思想家全集》這種書籍,就會被抓去關的恐怖年代,突然冒出這種和當時的肅殺氣氛完全不搭調的活潑題目,據說引起了許多人的熱烈討論。

當時的討論到底有多熱烈,大概只有把舊報紙翻出來才能弄清楚。不過,可以確定的是,當時沒人有膽量質疑這樣的作文題目,對於沒錢進電影院的弱勢考生不公平,從而上街抗議。所以,合理的推測是,當時的討論不會太「憤世嫉俗」,可能是在這個現實上不可能發生的「假如」上打轉,讓被禁錮的想像力能出來透透氣。

妙的是,這個現實上不可能發生的「假如」,沒過多久就真的發生了,只不過是在陽光燦爛的夏威夷。人類學家吳燕和在《故鄉‧田野‧火車:人類學家三部曲》(時報出版)中提到,他在1966年到夏威夷大學留學,正好是美國人類學極盛的時期。當時越戰打得如火如荼,所以東南亞社會文化的研究大受重視,文化人類學的課程因而吸引了許多學生。吳燕和說,有一門他擔任助教的課竟然有八百名學生選修!學校裏根本找不到教室可以塞下這麼多人,所以只好移師到學校旁的電影院上課。

當年出題的老師想必作夢都想不到,電影院真的變成了教室。當年出題的老師也一定沒想到,多年之後,許多教室都有媲美電影院的多媒體設備;而有些電影院經過多年演化之後,已經達到讓人不敢再拿「假如教室像電影院」來考學生的境界了。

生物物理期刊俱樂部裏有些成員很老,老到還記得「假如教室像電影院」的作文題目,因此曾經老當益壯地在血脈賁張的夏天裏,轟轟烈烈地弄了個A片俱樂部,在「假如期刊俱樂部像電影院」上做文章。活到老,學到老;他們絕不會放過任何一部新的影片。所以,明天,四月二十四日(週四),中午十二點十分,在這些「求片若渴」的成員的強烈要求下,昆蟲系的楊正澤教授將要為期刊俱樂部帶來最新的一部A片:《黑龍過江》。