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科學夢在美國

懷抱著熱情、夢想與一點點衝動來到異鄉,歷經沉默、灰心,一點一滴尋找科學的本質以及自身的價值。


撰文/徐經倫

       還記得那個夜晚,剛下飛機的我,分不清窗外遮眼的是霧,還是遠渡重洋的疲憊。路燈的昏黃化為一片片迷濛,挨著計程車呼嘯而過。除此之外是一片漆黑,看不出來周圍到底有什麼。

 

       這是到美國的第一印象。芝加哥的氣溫很低,在從未體驗過的寒冷裡,沉沉的皮箱掙扎地把我拖進老舊的公寓。從台灣這個小島來的我,守著未知的夜,捧著一個小小的夢,等待太陽升起。

 

沉默的背景

       幾個月來還是不習慣工作時的寂靜。實驗室裡的主力是博士後研究員,大家都專注在研究工作和自己的生活。從前在台灣時,總聽著大家抱怨以學術期刊引用率做為評斷研究生產力唯一標準的流弊,豈知到了國外,事情並沒有太大不同。大家仍然時時想著如何把研究發表到高引用率的期刊,讓更多人可以讀到自己的著作。然而,這裡的人們辯論起新近研究更是激烈,批評的層次很高,且處處閃爍著慧詰的機鋒。不變的是,他們也對頂級期刊的文章採取嚴厲的檢視與批判。

 

       由於對語言不熟悉,使我在這種高層次的討論中,僅能充當沉默的背景。我只好把全部精力放在實驗工作上,希望能在數據裡證明自己的存在。

 

       我來美國之前,心裡對單一神經元計算能力(single-neuron computation)的研究充滿憧憬。由於1950年代以來一連串的基礎理論與實驗研究,今天的神經生理學家知道,即便是單一的神經元,也可以視為許多平行運作的微小計算單元,因此具有驚人的運算能力。但是多年來礙於科技能力的限制,研究次細胞層級(subcellular level)的運算仍然極為困難──直到近20年來,因為光學技術進步,才漸露曙光。

 

       現在科學家已經能嫻熟操控雙光子雷射(two-photon laser),憑藉兩個低能量光子同時擊中目標分子才能改變其化學鍵或軌域電子量子態的特性,在空間的操作上達到前所未有的解析度。配合不同目標分子的使用,可以有雙光子螢光顯微技術、鈣離子顯影技術或精準模擬生物活性分子釋放的雙光子活化技術等許多應用。

 

       這種先進的技術若結合以玻璃電極對微小細胞結構的電學記錄,以及建立電腦模型等數值研究方法,無疑是今日科學家探討神秘難解、經緯萬端的神經訊息整合的利器。然而,這些研究方法的技術門檻都不低,而且造價昂貴。我在求學過程中接受的是標準的生物學訓練,雖然也修過一些工程數學、電路電磁之類的課,但應用數值方法來研究複雜的神經系統,對我而言仍然是相當大的挑戰。

 

【本文轉載自科學人2015年2月號】