2011科學季：未來科技狂想曲（二）

撰文╱林三永
審稿／台灣師範大學科學教育研究所研究講座教授張俊彥、中央大學資訊工程學系教授兼資訊電機學院副院長蘇木春、中央研究院基因體研究中心助研究員沈家寧（依相關文章內容先後順序排列）

虛擬實境的教學越來越流行，有學者更進一步提出「擴增實境」方式，加強學生和教材之間的互動；結合時下流行的智慧型手機或平板電腦，或做成人見人愛的可愛互動小熊，讓你學習起來更輕鬆。

未來的教育方式已經不是在教室中聽講，而是結合新科技，讓學生親身體驗每個學習過程、一起與課堂外的事物「動一動」。另外，未來的器官移植也不再只能苦等善心人士捐贈，每個人都可以像捐血一樣事先存下自己的幹細胞，需要時再誘導分化成特定的組織細胞即可使用。

未來教育－真實幻境 

隨著教學科技和教學方法的發展，學習已經不再局限於學校教室裡，「寓教於樂」也不再只是口號。未來的教育可以讓學生運用輕便的新科技，如智慧型手機或平板電腦，把學習環境變成「遊樂場」，從中了解及建構更多元的知識。

台灣師範大學科學教育研究所講座教授張俊彥表示，目前已經有虛擬實境（virtual reality）的教學方式，讓學生在虛擬環境中體驗實地環境，並藉由角色操作和互動來探索與觀察。但他認為，虛擬實境的學習過程目前仍需透過電腦與教室環場營造（身歷其境的3D技術更是需要高階的電腦設備），只能算是補充資料。

他規劃的「真實幻境」題材，利用「擴增實境」（augmented reality, AR）技術，讓學生在實際環境中不僅看到真實物件，還能同時獲得額外資訊，強化學習效果。他舉例說，假設老師帶著學生到野外考察，如果學生的智慧型手機或平板電腦中有特定的影像辨識軟體，看到不熟悉的岩石或動、植物，只要隨時透過攝影鏡頭拍攝該物後，軟體就能立即辨識，並提供資料庫中有關此物件的相關資訊。往後如搭配目前應用廣泛的「位置服務」（location-based service），更能於GPS定位後，系統立即列出與指示該範圍具有的特殊物件，讓學習不再有「漏網之魚」。  …more

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史前大暖化

5600萬年前，全球上演了最劇烈的氣候升溫，現在我們又面臨了劇烈的全球暖化，史上的暖化事件能給我們什麼訊息？

 重點提要
■5600萬年前，地球大氣層裡會捕捉熱能的溫室氣體大量增加，導致全球溫度上升了5℃。
■在這場事件當中，溫室氣體突然釋放的速率只有目前大氣溫室氣體增加率的10%。
■現在，溫室氣體的增加率比總量更讓人憂心，因為地球上的生物非常難以適應氣候劇變。

斯匹茲卑爾根是挪威斯瓦巴群島中最大的島，大部份的遊客來到這裡，是為了看北極熊；但對我來說，這裡最迷人的是岩石。2007年夏天，我跟一些同行（都是地質學家或氣候學家）飛到這個偏遠的極地小島，來尋找某次史前暖化事件的可靠證據，當時我們相信，那是有史以來最劇烈的全球暖化事件。從我們設在朗伊爾（Longyearbyen）這個廢棄煤礦村落的舊工寮出發，必須先在崎嶇不平的路上徒步兩小時，才有辦法探勘可能埋藏證據的岩石露頭，所以，我們休息一夜以後，隔天一大早便出發。當我們一行人在濕滑的積雪和矮小的植物間跋涉時，我想像著：某年某月，棕櫚樹、蕨類和短吻鱷，可能就生長在這裡。

如果是大約5600萬年前的話，我現在就不需努力禦寒，而是揮汗如雨了。研究指出，那段時期，全球溫度在短短幾千年裡上升了5℃，這以地質時間來說非常短，科學家把這次氣候暖化叫做「古新世–始新世氣候最暖期」（Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM）。PETM發生時，氣候的分區向兩極移動，在陸地或海裡都一樣，植物和動物只能被迫遷移或適應，否則只有死路一條。在一些深海地帶，海水開始酸化並缺氧，很多居住在這裡的生物因而死亡。大自然花了近20萬年才平復地球這場高燒。

PETM有一些特徵與目前正在發生的人為氣候變遷很像。最值得注意的是，兩次暖化的元凶是同一個：會捕捉熱能的溫室氣體大量進入大氣與海洋。如果我們在未來幾個世紀持續燃燒化石燃料的話，溫室氣體的排放總體積就會跟這次事件差不多。了解PETM時期究竟發生什麼事，有助我們預測自己的未來。PETM的暖化事件其實一直還有不少未解的問題，而即便是最好的預測，也只能說是猜想而已。不過，最近發現的解答有助於釐清真相。證據指出 …more

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我挺你！

撰文╱強生（Eric Michael Johnson）
翻譯／林雅玲

最新證據顯示，黑猩猩不像大部份科學家以為的那麼自私。

達爾文和黑猩猩的共通點，比他認為的更多。在他提出天擇理論而揚名全世界之前，這位博物學家做了一個決定，也是我們長久以來標榜人類和猩猩最不像的基本行為。

1858年，在達爾文發表《物種起源》之前，他的朋友華萊士（Alfred Russel Wallace）寄信和他討論自己的演化理論，內容竟然和達爾文20年來秘密進行研究所得的結論一致。達爾文並沒有為了搶先發表而故意忽視華萊士的研究，相反的，達爾文將朋友的研究綱要與自己論文摘要並列，在緊接著的倫敦林奈學會一起發表。達爾文曾寫道：「我寧願燒毀我的書，也不願華萊士或任何人懷疑我可能強佔別人的成果。」

這種「利社會行為」（一種尋求加惠他人並促進合作的利他主義），如今也在黑猩猩身上發現，而達爾文正是最努力證明人類與黑猩猩有相似之處的人。該研究由美國艾茉利大學尤紀斯國家靈長類研究中心的靈長類動物學家德瓦爾（Frans de Waal）與同事發表在《美國國家科學院學報》，呈現黑猩猩如何面對達爾文當初面臨的問題，不過比較單純一點。

研究人員將兩兩一組的黑猩猩安置在測試房間，只用金屬網分隔。金屬網的某一側有個放了30個代幣的桶子，黑猩猩可以拿來向研究人員換取食物做為獎勵。半數代幣塗上一種顏色，研究人員拿到這種代幣只會給擁有代幣的黑猩猩食物。另一半的代幣則塗上另一種顏色，拿這種代幣可以讓兩隻黑猩猩都獲得食物；如果黑猩猩的行為動機完全以自私為出發點，牠們應該會選擇只讓自己拿到食物（如果牠們是隨機選取代幣，機率則會是各佔一半）。結果顯示 …more

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更多專題文章請參閱《科學人》雜誌2011年11月號

1. 生質燃料可以解決能源問題嗎？（本期雜誌P.108）            

2. 資訊世界：簡單就是進步（本期雜誌P.117）

3. 反重力思考：波浪舞（本期雜誌P.121）