重點提要

■鳥類、蝴蝶、烏賊和其他生物經常呈現鮮豔或變化多端的色彩。這些色彩不是來自色素，而是來自有系統的奈米結構。研究人員才剛剛開始著手研究這類結構。

■這些奈米結構的幾何排列可能整齊或不整齊，只會反射特定波長的光、形成特定的色彩。這些結構如果沾濕或尺寸發生變化，在某些狀況下還會改變色彩。

■科學家正在模擬這類生物結構、製作合成材料，未來將可開發出動一下就會改變色彩的汽車或服裝、可偵測飲水中雜質的感測器、行動電話用的高效能光學晶片，以及極難偽造的信用卡驗證標記。

孔雀尾部羽毛變化萬千的色彩，一向讓許多人好奇不已。17世紀英國科學家虎克（Robert Hooke）曾說這些色彩「令人難以想像」，原因之一是孔雀的羽毛打濕時，色彩會隨之消失。虎克使用當時剛剛發明的顯微鏡研究孔雀羽毛，發現羽毛表面有微小的細長突起，他認為可能就是這些突起造成鮮豔的黃色、綠色和藍色。

虎克的猜測是對的。鳥類羽毛、蝴蝶翅膀和烏賊身體上鮮豔的色彩，通常不是來自會吸收光的色素，而是大小僅數百奈米的許多微小結構，這類結構的尺寸和間隔會從整個日光頻譜中篩選出特定波長。這些色彩通常像彩虹一樣豔麗，從藍到綠、或是從橙到黃，神奇地不斷變化，視我們觀看的角度而定。因為這些色彩來自反射的光線，而不像色素是由吸收其他頻率的光所造成，所以往往更加鮮豔。中南美洲熱帶森林裡，藍閃蝶在穿透樹冠層的陽光下，看起來就像會發光一樣，遠在一公里外就看得見。

科學家正逐步了解生物身上這些精細的奈米結構如何操縱光線。同時，工程師也模仿這些生物結構，以設計新穎的人造光學材料。這些材料可用來製作更亮麗的顯示器、新型化學感測器，以及改良資訊的儲存、傳輸和處理技術。.....more

去年夏天，美國俄勒岡州波特蘭市的急診室出現了兩位兩眼無神、不停乾嘔的年輕人。他們堅稱只是喝了普通汽水，然而他們奇怪的膚色說明了飲料並不單純。他們喝下飲料15分鐘後，嘴唇和皮膚變成嚇人的藍色，血液顏色深似巧克力。

其中一名男子最後承認，他們在汽水裡加了從網路上購買的苦澀液體。他們原先打算訂購的是人工迷幻劑2C-E，聽說類似搖頭丸或LSD。而他們收到的是中國某家化學公司製造的苯胺，這是會讓紅血球破裂的工業溶劑，因而造成他們的組織缺氧，差點死亡。沒人知道是他們或廠商弄錯藥物。俄勒岡州毒物中心的醫療主任霍洛維茨（Zane Horowitz）說：「在他們被送到急診之後，相當長一段時間我們不知道他們吃了什麼，他們自己也搞不清楚。」

霍洛維茨和其他毒物學家表示，現今任何有信用卡的人，或者家庭藥箱儲備充份的人，所能取得的合法與非法藥物，比起以往危險得多。無聊青少年尋求最新的刺激只是問題之一。將長效處方麻醉藥的藥量加倍、混合用藥或以酒送藥的病人，也處於危險之中。最近美國疾病防制中心（CDC）證實，美國因為使用藥物而死的人數以驚人的速率上升。現在意外中毒已經取代車禍，成為全美第一意外致死原因，其中有89%的人死於藥物中毒。......more

9月底，世界科學院（The World Academy of Science, TWAS）的年度院士大會在中國天津市舉辦。中國科學院面對各國國家科學院的代表（其中大部份來自發展中國家），擺出了一副經濟大國的架式，以辦奧運的最高規格，接待400多位與會者，從接機、入關、賓館接送，每位代表都有專屬的大學生志工陪同辦理各項手續。代表們大部份是來自學術界的研究者，很少被這麼熱情的貼身照護，都有受寵若驚的感覺，但大會開幕式因為由最高首長胡錦濤親自出席，戒備森嚴，所有代表被搜身之外，不能揹背包，連手機都不能帶，就難免有所怨言了。

我是世界科學院的院士會員，也是國際科學理事會（ICSU）「科學行為自由與責任委員會」（CFRS）的成員，所以一方面代表中研院與會，另一方面也代表CFRS，就科學的普世原則，發表知識落差就是生命落差的觀點，並提出補救方案。由於新的提案必須在大會開幕前一天的會前會中先經過討論，才能成案，我就提前抵達天津，順便利用空檔，去看看「泥人張」，吃吃「狗不理」，更重要的是到聞名已久的南開大學走走，當然也一定要去大數學家陳省身院士的紀念碑前致意，表示我由衷的敬仰。

紀念碑在校園的一角，除了有陳院士的雕像，碑上還刻有他成名的數學公式。整個小園地的佈局非常典雅美觀，碑前有幾把椅子，讓來訪的客人走累了可以休息一下。果然，我到的時候，椅子上已經坐滿了人，幾位學生悠閒的看書，而最旁邊的椅子上，坐了一位頭髮和我一樣白、看似印度來的學者，胸前也掛了TWAS的名牌。我上前和他打聲招呼，寒暄幾句。果然他是來自印度科學院的數學家，30幾年前在陳省身院士的指導下，在美國加州大學柏克萊分校的數學系取得了博士學位，如今是印度科學院數學研究中心的高級研究教授。......more

在所有癌症死亡病例中，90%是因癌細胞脫離腫瘤、轉移到身體其他部位造成的。數十年來，研究人員積極研發有效的血液檢驗法，希望能偵測到在血液中循環的腫瘤細胞。然而要找到它們，有如在大海中撈出某根特別的針一樣困難：一毫升血液中含有約50億個紅血球和將近1000萬個白血球，卻只有10個腫瘤細胞。

不過，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）的研究人員研發出專門技術，或許能在轉移細胞形成新腫瘤前找到它們，大幅提高病人的存活機會。他們在今年7月的《美國國家科學院學報》報告了這套系統。

UCLA系統的核心是他們在2009年發表的超高速顯微相機，每秒鐘可以捕捉600萬格畫面。這套稱為「連續時間編碼放大顯微鏡」（serial time-encoded amplified microscopy, STEAM）的攝影機，使用只有10億分之一秒長的極短雷射脈衝來產生每個影像，快門速度為27皮秒（picosecond，兆分之一秒），比目前的數位攝影機快了100萬倍。

這部超高速相機會把每道雷射脈衝轉換為可組合出高速影像的資料流，研究人員在STEAM相機上加裝了可供細胞通過的微流體通道，以及可以減少影像模糊的高速影像處理器，藉由這樣的設計來找出血液樣本中的乳癌細胞。......more