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學以自用：管他考試升學工作升遷，這次我只為自己而學!

為了解決飄移板加速的問題，作者TomVanderbilt 這樣論述：

誰說老狗變不出新把戲？ 不管幾歲，都可以享受當新手的樂趣。 大人的初學者挑戰，現在開始！ 　　「學習的樂趣只為年輕人保鮮？作者優雅且令人信服地攻克了這個我們告訴自己的惡毒謊言。」——葛拉威爾（Malcolm Gladwell），《紐約時報》暢銷作家 　　為什麼我們長大以後，就不再學習新事物？ 　　是因為害怕失敗、忘記初學時的期待與快樂， 　　還是因為覺得自己不再年輕、學不會，所以沒有必要嘗試？ 　　本書不是教你如何學會做某件事，而是告訴你為什麼要這麼做。 　　在任何年紀，只要願意改變，即便是成年的初學者， 　　也都能理解終身學習的喜悅和翻轉人生的力量！ 　　受女兒旺盛的好奇心和求知欲

啟發，作者范德比爾特領會到了純粹為學習而學習的樂趣。他嘗試了幾個看起來頗有挑戰、但對職涯似乎沒什麼直接幫助的技能，包括：西洋棋、唱歌、衝浪、雜耍、繪畫、游泳和金工戒指。出乎意料的是，這趟學習之旅帶給他的滿足感，遠比他得到的所有知識還要多。 　　這趟旅程中，他在西洋棋積分公開賽，輸給一個年僅八歲的孩子；在業餘合唱團，如痴如醉地唱了搖滾樂團R.E.M.的歌曲；在哥斯大黎加的衝浪營，親手解決突如其來的蠍子。一路上，他訪問了數十位專家，探索做為「成年初學者」的優點，以及背後的科學與心理學知識。透過在學習計畫中親身經歷到的各種喜悅和深刻見解，范德比爾特想告訴大家的是：學習不是為了提升工作價值，而是生命

價值；學習不需要精通，不需要一萬個小時，只要對各種事物，持續保有熱情和新鮮感就好。 　　任何人在任何年紀學習任何事物，都沒有「來不及」的問題，即使「略懂皮毛」也無妨。學習，是幸福的終身運動。只要願意改變，即便是成年的初學者，也能為生活帶來翻轉的力量！ 　　▶給成年初學者的９大箴言 　　１ 每個人都擁有可開啟的潛能 　　２ 技能是需要時間養成的 　　３ 失敗是學習的核心 　　４ 改變過去的練習 　　５ 進步可能不是直線的 　　６ 技能很少能被轉移 　　７ 永遠都要超越不可能 　　８ 學習有助於打開新世界 　　９ 必須隨時注意機會 好學推薦 　　「在工作之外，這幾年我學了潛水，參加了六場鐵

人三項，拿到合氣道黑帶段位，重拾薩克斯風的練習，也學了專業的牛排料理，以及手壓三倍濃縮Espresso，甚至還回到學校修了一個博士學位。這些新學習和新嘗試，雖然跟我的專業工作沒有多大關係，卻讓我的人生變得更豐富，生活變得更精采。也因為有了這些豐富與精采，我才能帶著更大的熱情，去帶領更多專業的教學者和簡報者，以更開放的心，學習更多的新知識和新技巧。」——王永福，教學暨簡報教練／憲福育創共同創辦人 　　「從小不管學什麼，我們都帶有強烈的目的性。我以為這樣的魔咒，會隨著年紀淡化，沒想到，卻已經深入骨子裡，總在學習低潮如鬼魅般騷擾我。進退兩難之際，這本《學以自用》就這麼巧的捎來正念與理論。不管是學雜

耍、學畫畫，一連串的「資深菜鳥」經驗，並沒有讓作者成為厲害的選手，卻從中收穫到：想要快樂，不要問自己是否快樂，去做讓你快樂的事情，也不要去擔心你做得好不好。」——溫美玉，退休教師／溫老師備課Party創辦人 　　「你還記得年幼時，是如何學習的嗎？孩童的說話和走路學習等，都可以在不帶有任何功利目標的情況下自然發生。光是試誤後成功的內在獎勵，就足以驅動他們快樂地學習。然而，成長過程中的現實，卻讓大人逐漸失去了這種單純的學習喜悅。本書作者在陪同女兒學習的過程中，重新體悟並經歷到學習的樂趣。敞開心胸、保持熱情，讓好奇心引領你接受各種挑戰，你也會有機會重新體驗學習之樂！」——謝伯讓，腦科學專家／台大心

理系副教授  

飄移板加速進入發燒排行的影片

鰭式場效電晶體及矽與矽鍺金氧半電容器可靠度之研究

為了解決飄移板加速的問題，作者張晏誠 這樣論述：

現今大部分的科技產品皆追求輕、薄、操作快速，因此電晶體為了增加其經濟價值及操作性能，不斷隨著摩爾定律(Moore''s law)微縮，但電晶體在微縮的過程中，逐漸達到其物理極限，摩爾定律也因此慢慢地走到盡頭，若要再進一步提高驅動電流勢必要改變通道材料及元件結構，因此發展出目前市場上常見的鰭式場效電晶體(Fin Field Effect Transistor, FinFET)，及將矽鍺(Silicon Germanium, SiGe)整合入P型鰭式電晶體作為通道的前瞻元件，但追求元件性能的同時，元件的耐用性也是相當重要的，因此本研究將分別對矽鍺金氧半電容器(Metal-Oxide-Semico

nductor Capacitor, MOSCAP)及鰭式場效電晶體做可靠度分析及劣化機制探討。矽鍺材料具有較矽要良好的載子遷移率，因此應用於P型場效電晶體(metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET)能大大提升驅動電流並且使互補式金氧半導體電路(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)更為相容。然而將矽鍺整合入互補式金氧半導體電路有相當的難度，其中原因包括鍺的氧化物(GeO2、GeO)具水溶性及熱不穩定性，以及矽鍺磊晶於矽基板上中晶格不匹配的問題，這導致氧化層與通道的介

面產生許多缺陷進而影響可靠度。P型場效電晶體操作在負偏壓的條件下，在負偏壓條件下通道會反轉出電洞，加上溫度的影響電洞會與Si-H產生電化學反應導致Si-H斷鍵。這些斷鍵扮演著缺陷的角色，使元件在操作的時候電流下降及次臨界擺幅(Subthreshold Swing, S.S.)劣化，因此負偏壓溫度不穩定性(Negative Bias Temperature Instability, NBTI)在P型場效電晶體尤為重要。本文第一部分將對矽與矽鍺金氧半電容器之電容特性進行比較及分析，另外，進一步探討兩電容器在負偏壓溫度不穩定性測試下的劣化差異，且透過電導法定量萃取介面缺陷及透過平帶電壓(Flat-B

and Voltage, VFB)探討電洞的注入量，並提出合理的機制。鰭式場效電晶體有別於傳統的平面電晶體，鰭式結構具有三面閘極(Tri-gate)包覆於立體通道的外側，這能大幅提升元件的閘極控制能力，同時抑制了平面結構電晶體的短通道效應(Short Channel Effect, SCE)。由於結構的改變，電晶體在操作時的電場分佈也會跟著改變，因此可靠度及元件劣化趨勢也會不一樣。由於隨通道越來越短，通道中的橫向電場也會越來越強，N型的場效電晶體通道中的電子會受電場加速進而產生熱載子，熱載子會導致一連串的劣化，最終使電晶體判讀錯誤，例如:起始電壓(Threshold Voltage, Vth)

的飄移、次臨界擺幅劣化…等。因此熱載子不穩定性(Hot Carrier Instability, HCI)在電晶體未來的發展是個關鍵的議題。本文第二部分將會探討在長通道之鰭式場效電晶體，經過熱載子不穩定性測試後，飽和區的轉導特性有不對稱劣化的現象，透過改變碰撞游離(Impact Ionization, I.I.)的程度及橫向電場探討其劣化機制，並提出合理解釋。

下一個物種：一場橫跨46億年的生態探險，從微生物、恐龍到現代智人，看生物如何輪番上陣，未來又會是誰統治地球？

為了解決飄移板加速的問題，作者麥可．湯納森 這樣論述：

第六次大滅絕後，會是誰稱霸地球？ 46億年的演化史中，是否隱藏了科學家欲知的答案？   如果魚類盡皆消失，剩下水母和美洲大赤魷占領海洋； 如果抗生素失效、超級細菌肆虐全球、肺結核捲土重來； 如果日漸加劇的沙漠化讓繁榮城市變成覆滿砂土的鋼筋與破牆…… 第六次大滅絕真的會到來嗎？人類會面臨怎樣的命運？  ▍專業推薦 王道還   生物人類學者 李文雄   演化生物學家 李偉文   作家 邵廣昭   中研院生物多樣性研究中心前執行長 高文媛   台大生態學與演化生物學研究所教授      張東君   科普作家 陳克敏   亞馬遜森林探勘先鋒   黃仕傑  世界生態攝影師 黃一峯   自然教育工作者 

  黃奕瀠（阿潑）  轉角國際專欄作者 雷雅淇   PanSci泛科學 總編輯 趙軒翎   《科學月刊》執行總監 嚴宏洋   國立海洋生物博物館特聘講座教授   即使當代科學突飛猛進，頂尖科學家仍然無法準確預測地球的未來。但以歷史為鏡，從億萬年來各種生命的演化，反觀人類目前面臨的處境，或許就能隱約推測出未來的地球模樣。   擅長書寫「冒險科學」的科普作家麥可．湯納森，透過如攝影鏡頭般的文字，帶領讀者走過世界各地，從所見的景物及遺跡，訴說一段段的生態傳奇，讓46億年的演化躍然紙上。   從演化歷史看來，人類不是地球唯一曾面臨生存困境的物種，生物的興衰都有先例可循──   你將跟著湯納森一同攀上非

洲峽谷、熱帶雨林，及潛入深海底部，理解滿嘴毒牙、體型纖瘦，有「恐龍切片機」之稱的「鱷形超目動物」，雖能躍出水面追逐獵物，但最終仍難逃滅絕的宿命； 探究為什麼只有小學生身高的巧人，光靠花豹吃剩的腐肉維生，就能在人類發展歷史中占據重要的篇幅； 智人又是怎麼透過文字與文化抓住優勢，成為目前最成功的物種； 湯納森甚至會帶你看美洲大赤魷如何在海洋生物衰退的時代成為後起之秀，甚至被視為下一個海洋霸主……   雖然有些信仰科學的人，不認為消失的厄運有一天會臨到人類頭上，甚至相信近年來的太空科技、人工智慧和基因工程發展，讓人類愈來愈有永生的希望，但人類仍舊可能來不及逃離地球，或末日前就先自我毀滅。   儘管對

於未來誰也沒有百分之百的把握，但湯納森認為生態系和物種正不斷消失，人類將在滅絕或是演化成新物種之間抉擇。度過大滅絕之後的生命，會以不同形態在地球上生活，且保有與過去相同的生命彈性。   人類將會演化成新的物種，繼續稱霸地球嗎？ 或者，若有下一個物種取代智人，牠會是什麼樣貌？ 透過本書，我們能從演化中找尋蛛絲馬跡，探究人類與地球未來的各種可能性。   ▍好評推薦 世界上有多少物種？是許多人的疑問，但很遺憾地，在我們還沒能透徹了解前，環境已經產生極大的變化，甚至有許多生物還來不及被發現便已消逝。如果有一天習以為常的空氣、景色、動植物變得不一樣或是消失了，我們還能對這世界的改變無動於衷嗎？    

這是一本以截然不同的風格來敘述生態的書，文字真實而感性，搭配科學數據與易懂的名詞，引領我們了解這世界正在發生的事。不管是從腳下的土壤到巨大的生物，或是從雲霧林到海洋，都可以好好讓我們重新思考：「我們跟這個世界的關係究竟是什麼？」 ──黃仕傑  世界生態攝影師   我大學讀的是動物系。自高中讀死書的煉獄被釋放後，我開始從教科書上瞭解生物多樣性的存在，以及從「生物地理學」學習地理隔絕如何導致生物的種化等等細節。那是在台灣還很窮的一九七○年代初葉，除了閱讀教科書，很少有只要讀一本就能知道生物學、演化學、生物地理學、古生物學、地質學以及生態學的科普書籍。    《下一個物種》以短短三百多頁的篇幅，

帶領讀者回顧地球形成及生物如何演化的歷史，述說了導致幾次生物大滅絕的外來因子，以及生物如何再次繁衍成今日模樣的原因。但最值得讀者們深思的是：我們肆無忌憚地排放溫室氣體導致地球逐漸暖化，似乎是在預告下一次大滅絕就是人類自己造成的後果，這是一本讀起來要動腦筋的好書。 ──嚴宏洋   國立海洋生物博物館特聘講座教授   人類總愛說自己是萬物之靈、是天上天下唯一有意識和思想的動物。但其實人類在地球出現的時間之短，若有一本描述所有物種的百科全書，智人能不能有一個完整的章節都很難說；這樣的我們，當然也無法逃離物種興衰的過程。 我們從何而來、要往哪去，和其他的物種息息相關，若第六次大滅絕真的到來，或者它正

在發生，人類是會滅絕亦或是成為新的物種呢？《下一個物種》帶領讀者重回過去、正視眼前的警訊，然後想望未來。這不會是一本輕鬆的書，因為放下它之後你身為智人的功課還沒結束：請在末日還沒到來之前，好好利用現在創造我們理想中的未來。所以拿起它、讀它，然後接受挑戰吧！ ──雷雅淇    PanSci泛科學 總編輯 作者簡介麥可．湯納森Michael Tennesen科學作家，已經在《發現》（Discover）、《科學人》（Scientific American）、《新科學人》（New Scientist）、《國家野生動物》（National Wildlife）、《奧杜邦》（Audubon）、《科學》（

Science）、《史密森雜誌》（Smithsonian）等期刊發表超過300篇文章。曾任杜克大學尼古拉斯環境與地球科學院（Nicholas School of the Environment and Earth Sciences）媒體研究員，與卡瑞生態系統研究所（Cary Institute of Ecosystem Studies）的駐院作家。譯者簡介陸維濃國立中興大學昆蟲系博士。目前為專職譯者，熱愛大自然，以傳遞科普新知為志業。近期譯作包括:《人類這個不良品》（天下文化出版）、《預見未來的人》（貓頭鷹出版）、《毒生物圖鑑》（臉譜出版）等。譯文賜教：[email protected]

序言　不知身在何處 作者從跟隨科學家進入亞馬遜盆地的一次經歷開始談起。今天的科學家們已經意識到目前的環境困境，並積極尋求解方，但同時也指出人類不是地球唯一曾面臨生存困境的物種，生物的興衰都有先例可循。作者希望透過回顧過去生態歷史，尋找演化教我們的事，並且探究未來生命的可能性。   第一部　重回過去   第一章　大滅絕：災難現場 本章以與科學家實地走訪多地的所見所聞，談到板塊如何飄移，以及最著名大滅絕的始末，也提到滅絕後生命復興的過程。作者用他的見聞告訴讀者：生態系其實非常脆弱，但必定會經歷漫長的恢復，興衰是所有物種必經的過程。   第二章　生命之初的協同效應 本章帶領讀者重回太陽系、地球形成

之初，探討歷來科學界對生命形成的想法、解析各種假說，並評定其可能性。後半部談到氧氣出現、寒武紀大爆發及大型動物現身的過程。作者也從造訪非洲的經歷，訴說人類的文明對生態造成的影響。   第三章　理論基石 作者走訪安地斯山脈，講述了幾個重要的學說的發展故事，也依照所見的生態系景觀，反思全球各地因外來種的入侵而受到的衝擊，舉出莎士比亞狂粉曾用什麼瘋癲的想法引入外來物種，導致美國鳥類生態產生巨變、索羅門群島的蛇如何「飛」去關島等例子。   第四章　演化出另一種物種 雖然人與自然衝突不斷，但並非一直如此。作者前往東非，向當地人討教過去人類如何和自然共處的方法，講述巧人、尼安德塔人與智人如何在自然中生存，

智人又擁有什麼特質，使他能在眾多原始人種之中脫穎而出，最後提出到了現代，這些人為因素為我們的環境帶來怎麼樣的威脅。   第二部　警兆在前   第五章　警兆之一：土壤 作者從英國南部到北部，開啟一趟追尋土壤由古至今的變遷之旅。農業與經濟作物的發展，雖然養活了更多人、提升了居住品質和促進文明的發展，但土壤也因此受到更嚴重的破壞。恢復土壤的解方我們或許可以從遙遠的亞馬遜部落取經，但或許土地的最後希望也同時就在你我住家的屋頂上。   第六章　警兆之二：我們的身體 農業讓人口增多，使居住空間愈來愈緊密，間接地加速了疾病的傳播速率。各地開始出現過去不曾出現過的疾病。從以往的醫療來看，我們似乎短暫地戰勝了疾

病，但近年超級細菌崛起，似乎又為人類的生存蒙上了一層陰影……   第七章　警兆之三：魷魚與抹香鯨 過去曾有豐富的海洋生物，然而長期的汙染及氣候變遷，導致海水特性及生物相的改變。透過從生物學家口中得知的海洋歷史對比作者所看見的加利福尼亞灣現狀，你將在本章看見兩種截然不同的生態景色。   第三部　無人之境   第八章　末路 作者藉由世界各地過去的自然災害案例，總結人類面臨的環境變遷隱憂，也似乎隱隱想要預測什麼一般。人類在地球上的「有效期限」究竟還有多久?或許還必須從下面的章節找到一些過去的線索才行。   第九章　漫長的復原 科學家指出，若人類繼續破壞下去，將只有滅絕一途。然而滅絕之後也總是會再生，

即便會有歷程會根據受破壞的程度有長有短。本章舉出過去幾次大滅絕事件之後，新物種重新出現於陸地的例子，試圖預測人類未來的地球命運。   第十章　深陷麻煩的海洋：海洋的未來 海水的改變導致生物的生存也大受影響，小從浮游植物到大型的鯨魚，有的正面臨滅絕的境地，有的卻是逆勢生長，作者藉由一些駭人的真實案例警告世人必須立刻停止一切人為破壞，否則我們將會失去整個海洋！   第十一章　捕食者難關 大型動物消失，是生物演化如今面臨的另一項困境，前面五次大滅絕是由食物鏈底層開始，而本次的滅絕，則是捕食者與生產者一起消失。為人熟知的捕食者：大白鯊、鯨魚、大型貓科等大型動物，正面臨滅絕的處境，而取代海洋大型動物的新

敵人極可能是美洲大赤魷！   第四部　接下來呢？   第十二章　大型動物群的衰退與回歸 面對物種消失，人類的積極作為或許還能扭轉一點現狀，幫助大型動物回歸的「野化計畫」，已經被非洲、美洲、荷蘭等地使用，並留下成功的紀錄。嘗試用其他生物代替當地已消失的物種或許可以讓地球恢復到過去的面貌。   第十三章 入侵火星？ 火星是人類一直以來寄託希望的星球之一。本章一探火星的當地環境、也要帶你看看究竟火星運河到底存在？也會回顧太空人登陸火星的過程，以及科學家們遭逢的難題。然而，火星並不是完美的替代方案，人類能趕在末日之前達成星際旅行的任務嗎？   第十四章 人類走到演化盡頭了嗎? 和過去的科學假設相反，近

期科學家發現人類的演化速率其實加快了。本章舉出過去人種的演化實例，以及這些變化對人類族群又造成何種影響。   第十五章 超越智人 人權、制度在近代都有大幅的革新，現代科技也有許多發展，或許能夠讓人類未來演化成新物種增添可能性。我們的身體會如何改變？我們能靠科技脫離血肉之軀，活在虛擬世界嗎？人工智慧究竟是福是禍？   致謝 參考資料 第六次大滅絕後，地球誰來當家？（節錄） 邵廣昭 中央研究院生物多樣性研究中心前執行長 二○一九年三月 　　        過去坊間已有許多介紹地球大滅絕的相關書籍，以及討論為何是由人類所造成的等等問題。但目前還沒有一本書，敢探討當地球復原之後，有哪些物種能夠存活，

人類是否能逃過劫難？哪些新物種會演化出來？我們可否把思想上傳到雲端，生活在虛擬實境中？ 　　科學作家湯納森（Michael Tennesen）訪問了全球七十多位頂尖科學家，蒐集他們的看法，並引用了兩百七十餘篇的學術文獻及許多的數據來編寫此書。因此這本書不但內容扎實、言之有物，正確性和可信度亦高，兼具了科普和學術參考的雙重價值。 　　作者用流暢生動的文筆，深入淺出地在書中傳達幾個重要的觀點：   （1）滅絕雖然是正常的生命的過程。 （2）這次大滅絕的原因仍然脫離不了所謂的「河馬（HIPPO）」，也就是：棲地破壞（Habitat loss）丶入侵種（Invasive species）、人口過多（P

opulation growth）、汙染（Pollution）及過度開發或獵捕（Overharvesting）。 （3）過去大滅絕的過程通常是由植物先開始，再來是草食動物，最後是食物網頂層的肉食動物。但第六次的大滅絕卻正好相反。 （4）無論我們對地球會帶來多大的傷害，但地球終究會復原。 （5）大滅絕之後，地球上會騰出許多空間，生命很可能會像寒武紀大爆發那樣迅速興盛，演化出形形色色的生物。 （6）演化是無時無刻都在進行的。 （7）若改用基因工程的方法來製造出超人之類的物種，反而可能會加速我們自己的滅亡。   　　作者透過豐富的舉例告訴讀者生物多樣性及生態系服務的功能和價值，以及人類如何無知地破壞

和糟蹋它們。本書除了點出為什麼生物多樣性一直不能主流化的主要原因，也提供許多很好的生態保育和科普教育的案例及素材。閱讀《下一個物種》，讀者將更了解愛護地球及生態保育的重要。然而人為的破壞卻是慢性的，就好比溫水煮青蛙，不知大禍臨頭，主要是因為我們沒有過去的背景資料，可以拿來做今昔的對照，因此生物多樣性的保育需要制定目標和指標，再做長期的監測來檢視目前的保育和管理政策是否有效，共同為減緩甚至停止第六次大滅絕的來臨努力。   作者自序 　　六月的某一天，熱帶地區正值乾季，未及晌午，秘魯軍方的Mi-17直升機載著我們從位於安地斯山脈（Andes Mountains）西側，阿雅庫喬鎮（Ayacucho

）附近一處軍事基地起飛，緩緩地朝雄偉的山峰飛升。下方遼闊且乾燥的土地間雜著仙人掌、灌叢和寬廣連綿的空地，僅有幾座屋舍覆滿塵土的小村莊點綴其中。 　　阿塔卡馬沙漠（Atacama Desert）可謂地球上最乾燥的地區之一，我們飛越的山坡正是這片沙漠的東界。雖然綠意盎然的雨林正在安地斯山脈峰頂等著我們，但從眼前的景象完全看不出任何端倪。當直升機終於攀到峰頂，在水氣氤氳的地帶上，亞馬遜河源頭和濃密深綠色植被驟然出現在機上乘客──軍方人員和由科學家組成的國際團隊──眼前。 　　機艙內這群這聲譽卓著的生物學家，是快速評估計畫（Rapid Assessment Program）的參與者，受到華盛頓保護國際

基金會（Conservation International）的派遣，針對維卡班巴（Vilcabamba）熱帶雨林地區的野生動物進行短期研究，安地斯東部有多座山脈受到石油業及礦業威脅，這裡是其中之一。保護國際基金會想要知道這裡的動植物種類數量夠不夠豐富，以評估是否該動用有限的經費加以保護。這裡生物種類的數量愈多，物種能夠度過目前環境危機的機率就愈高。 　　我和這些科學家一齊坐在以螺栓固定於艙壁，坐起來著實不舒服的金屬長凳上，周圍是堆得老高的裝備。大多數人身著卡其色的服裝，搭配各式各樣的高筒靴，有幾個人蓄著鬍子，有幾個人身披大衣。當此行要研究的熱帶雨林首次出現在他們眼前時，興奮之情難以壓抑，無不

望眼欲穿地看著霧濛濛的玻璃窗和開敞的機艙門。一名秘魯士兵坐在艙門邊，身上沒繫安全帶，他一隻手臂掛在艙門把手上，雙腿和身上的槍隻在機艙外晃蕩，看起來危險極了。前一天他的同袍遭暴徒襲擊受傷，現在他正掃視下方森林，尋找亂象的蹤跡。 　　視線繼續向東延伸，越過了亞馬遜盆地，此時太陽已經高掛空中，朝熱帶森林散發熱力，蒸騰的濕氣形成高聳的雷雨雲頂，到了中午，一波又一波的雷雨和水霧將襲擊安地斯山脈東側。豐沛的水分造就這片蓊綠的熱帶生物園區，科學家認為地球上生物多樣性最高的森林就在這裡。動、植物種類繁多的安地斯山脈和毗連的亞馬遜盆地，對熱帶地區，乃至於全球的生態皆有極大影響，也和全球物種多樣性──即生物多樣性

（biodiversity）──息息相關，畢竟這裡孕育了許多陸生的動植物。科學家告訴我們，自然界目前正面臨一場重大災難，這致命的危機源自於各種和土地利用有關的人類活動，導致全球物種數量遽減。我們只能把最大的希望寄託在熱帶地區，把熱帶視為物種儲存庫，希望未來自然界在藉此更替、復甦，這架直升機上這麼多的科學家正是為此而來。 　　這樣的希望並非毫無來由，也有先例可循，因此科學家積極研究這片特殊的地景：舉例來說，經歷過去的冰河時期，安地斯山脈多數的動植物選擇遠離斷崖，來到位處低海拔雨林中與世獨立的地區棲居。 　　當時地表各處幾乎都遭到冰河刮蝕，靠近兩極的地區也不例外，凡是擋路的生物無一生還，在如此動盪

的冰天雪地之中，安地斯山脈和亞馬遜地區有如生物安穩的避風港。 　　如今，地球上只剩少數幾處仍有許多尚未被科學界發現的新物種，安地斯山脈東側是其中之一。這裡被歸類為一處全球性的熱點（hot spot），生物多樣性豐富，有許多他處無可尋覓的特有物種。科學家希望，在這些地球上深幽黑暗又難以抵達的角落，大自然或許可以躲過人類帶來的浩劫，孕育出新的物種。 　　直升機下方山區是一片著名的「雲霧森林」（cloud forest） ，樹幹上覆滿苔蘚和蕨類，樹冠層滿是蘭花和鳳梨科植物，它們將根系伸入植物樹葉、樹幹彎折處的腐植質裡，或深入枝幹樹皮中，尋找土壤的替代品。 　　維克佛瑞斯特大學（Wake Forest

University）生物學教授麥爾斯．希爾曼（Miles Silman）形容這裡許多物種分布的方式為「鞋帶式分布」。這些物種生長繁殖的區域可以水平延伸幾百公里，但垂直分布的範圍卻只有幾公尺。「有些植物的海拔分布範圍比我扔一塊石頭的距離還短」希爾曼如此說道。他擔心對這些生長在山坡上的物種而言，氣候變遷的速度遠大於物種適應環境的速度。 　　「雲霧森林」果然不枉其名，空中總有雲霧繚繞，想在這裡降落可能得花好幾天碰運氣。第一天，天候因素不佳，我們搭乘的軍用直升機只能折返，駕駛員決定帶我們造訪亞夏尼加部落 （Asháninka Indians）。所有族人都來迎接我們，他們用漿果汁液在臉和手臂上塗上線

條，可謂叢林版的化妝術。另一位女性送上「chicha」讓我們品嚐，這是一種以絲蘭（yucca）為材料，經過部落女性咀嚼後靜置發酵所製成的飲料，駕駛員提醒我們拒絕這份心意對部落可是大不敬的舉動。亞夏尼加族人至今仍然過著在森林中打獵、在河流中捕魚的生活。 　　第三天，雲霧散去，我們終於順利降落。我跟著其他人率先跳出直升機機艙，靴子立刻陷入軟爛的土壤中。我轉向身後的另一位科學家，告訴她這裡似乎不是個立足的好地方，但她毫不遲疑地說：「就是這樣。」並揮揮手示意我繼續往前走。接下來幾個小時，我們卸下所有裝備，拿著砍刀在森林中披荊斬棘，整理出一塊空地，搭起潮濕至極但起碼還能睡覺過夜的帳篷。 　　安地斯山脈熱

帶地區的面積不到地球陸地面積的百分之一，但地球上有近六分之一植物種類出現在這裡。白面僧面猴（white-faced monkey）、蜘蛛猴（spider monkey）和鬃毛吼猴（mantled howler monkey）在樹林間擺盪，潮濕的空氣中充斥著牠們的尖叫聲和吼聲；山獅、熊、白唇西貒（white-lipped peccary）和山貘（mountain tapir）在林中來回巡梭找尋晚餐的下落時，鳥類、蝙蝠和蝴蝶也各自暗中行動。這裡的面積和美國新罕布夏州相當，卻至少有一千七百二十四種鳥類，是美國、加拿大兩國鳥類種類合計數字的兩倍。 　　阿普里馬克河（Apurímac River）和烏魯

班巴河（Urubamba River）深邃的河谷使維卡班巴山脈隔絕於周遭山脈之外，有如一座矗立在叢林汪洋中的孤島。 　　熱帶地區的生物非常獨特。動物常發生食性特化，變得只吃單一種或單一群植物。有些植物的花朵具備長而彎曲的萼筒（tube），只有鳥喙構造可以與之相符的蜂鳥才能為這種花朵授粉。不過刺花鳥（flowerpiercer）可以利用有如開罐器的彎曲鳥喙來作弊，在花朵基部啄出小洞，既免除了穿越蜿蜒長筒的困擾，又能和蜂鳥、蜜蜂一樣享受香甜的花蜜。 　　在這趟研究之旅即將屆滿一週之際，晚上下起了雨。雨天會出現和平常不同種類的蛙和兩棲動物，於是常駐當地的爬蟲學家莉莉．羅德里奎（Lily O. Rod

ríguez）和我便戴上頭燈，在大雨中尋找新物種。羅德里奎開始和我說起故事，內容有關這些動物在面臨激烈的生存競爭時，如何習得特化這項技能。她提到這裡有些蛙類的後代生長過程中沒有蝌蚪這個階段，親代會像雞一樣孵卵；有些蛙類會把蛙卵儲放在懸於河面上的樹葉之中，蝌蚪孵化就能直接落入水裡；某些蛙類的蝌蚪有著一張大嘴，水流太急的時候，牠們可以找塊自己喜歡的石頭，牢牢地吸在上面。 　　雨愈下愈大，除了身上的Gore-Tex外套，我們各又穿上一件軍用雨衣。然而大雨並沒有阻擋我們的腳步，當羅德里奎自認聽見一種前所未聞的蛙鳴聲，於是繼續攀爬又濕又滑的樹幹。那晚的爬樹活動沒有帶來任何新發現，不過在我們長達四週的實地

考察期間，她一共發現十二種新物種。 　　演化奇蹟在地球上這些稀有的青翠角落得到了體現，生物在自然界裡尋得微小棲位各自適應，為了成為其他生物利用的對象，自然界勢必要端出精心籌畫的策略，問題是：未來的自然界仍然能提供這些必要的棲位和策略嗎？如果地球真的還有救，熱帶會是希望所在嗎？現代人，也就是智人，有機會繼續生存在地球上嗎？   　　現代生物學家之所以焦急難耐地提出這些問題，一部分是因為擔心我們可能正處於大滅絕事件的開端，到時候地球上至少有四分之三的動、植物物種會消失。過去六億年間，自化石紀錄中首次出現動物身影算起，地球上只發生過五次大滅絕事件。回顧過去幾百年至幾千年間地球物種損失的程度，讓科學家

認為第六次大滅絕恐怕即將到來。最近，《自然》（Nature）期刊刊載一份來自加州大學柏克萊分校生物學家的報告，內容提到倘若地球上各物種目前遭受的威脅未能緩解，極端的大滅絕事件可能在短短三個世紀之內就會發生。 　　智人（Homo sapiens）只用了不到二十萬年的時間，就在一八○○年突破十億人口大關；到了二○○○年，人口數已經來到六十億，及至二○四五年，地球上的人口會激增至九十億。這是前所未見的人口成長速率，隨之而來的風險和數不清的副作用叫人不敢想像，一場肆虐地球的危機將因此而起。 　　顯而易見地，人類對環境造成的各種傷害，導致地球上面臨瀕臨滅絕邊緣的動植物名單愈來愈長，然而，我們似乎總是忽略

這樣的困境。對自然界而言，人類已成為最致命的病毒。 　　龐大人口消耗著地球的自然資源，這樣的態勢若不減緩，人類恐怕招來自我毀滅。舉凡人類所到之處，自然環境無可倖免，就地質學的時間尺度看來，我們在極短的時間內就對地球造成這般傷害。如果把整個地球的歷史壓縮成二十四小時，智人形同在最後幾秒才出現，只能說我們破壞地球的效率還真高。 　　無論我們短暫的存在帶來多大的毀滅性傷害，地球終究會復原。畢竟，人類走向終點不代表所有生物都得陪葬。生命自有彈性，仍會有植物、動物和微生物可以生存、適應、生殖和發展出多樣性。地球上會有新的植物出現，取代單一栽培的玉米、小麥和稻米。滅絕事件後倖存下來的動物，只要度過生存瓶頸

，就可以擁有少了其他動物存在的偌大生存空間，競爭變少了，牠們可以興盛繁殖，快速演化。 　　這些事情都有先例可循。 　　不管大滅絕事件的肇因為何， 每一次大滅絕過後，地球都會復原。四億四千三百萬年前，奧陶紀大滅絕事件以密集交替的冰河時期造成地球上百分之八十六的物種滅絕；三億五千九百萬年前，全球寒化與全球暖化兩記重拳接連擊倒地球上百分之七十五的物種；兩億五千兩百萬年前，西伯利亞超級火山噴發引發二疊紀大滅絕事件，全球百分之九十六的物種無法倖免；兩億年前，全球暖化和海洋酸化構成的三疊紀大滅絕事件，造成百分之八十的物種消失；六千五百萬年前的白堊紀，小行星撞擊地球，百分之七十六的物種隨之滅絕。雖然，我們已

經找出每次大滅絕事件的主要可能肇因，但別忘了，每一次大滅絕都是許多因素交互影響的結果。 　　眾所周知，六千五百萬年前的白堊紀大滅絕事件，主要是因為小行星撞擊地球而起。不過，超 級火山噴發也助了一臂之力，如今位於印度的大型火成岩區──德干玄武岩（Deccan traps，也稱德干暗色岩），由火成岩構成的階梯狀高原和山脈，是洪流玄武岩噴發的典型特徵。發生於兩億五千兩百萬年前的二疊紀大滅絕事件，雖是因火山噴發而起，但洋流系統崩潰和其他因素也難辭其咎。儘管毀滅程度之高，二疊紀大滅絕之後，地球對恐龍開啟了大門；白堊紀大滅絕之後，哺乳動物和人類在地球上找到了立足之地。 　　史密森尼研究院（Smithson

ian Institution）的古生物學家道格拉斯．爾文（Douglas H. Erwin） 認為，大滅絕事件其實是股強大的創造力，他在著作《滅絕：兩億五千萬年前地球上的生命幾乎消 失殆盡》（Extinction: How Life on Earth Nearly Ended 250 Million Years Ago）中提到： 「在大滅絕過後百廢待舉的環境中，倖存生物可以自由地發揮演化創意，改變生態系的主要架構，帶領生命往全新且意想不到的方向前進。」 　　安東尼．巴諾斯基（Anthony Barnosky）是加州大學柏克萊分校整合生物學教授，他的研究論文經常登上《自然》期刊，他認為極危（c

ritically endangered）、瀕危（endangered）和易危（vulnerable）物種的生存狀態，是判斷我們是否正走向下一次大滅絕的關鍵依據。他表示： 「就長期的生物多樣性基線而言，只要這些生物還存在，地球的生物多樣性就還算保持得不錯；倘若這些生物大部分滅絕，就算過程延續超過一千年，第六次大滅絕終將到來。」 　　巴諾斯基教授認為，拯救這些陷入困境的物種，或許還能為我們帶來一點機會。不過，許多古生物學家認為拯救瀕危物種的行動，大多淪落至「死支漫步」（dead clade walking）的下場。所謂「支」，指的是分類學上納為同一系群的生物。以受到鉛中毒、致命農藥和都會區擴張所

威脅的加州兀鷲（California condor）為例，為了保護牠們的重要棲地、進行圈養繁殖以達到野放的終極目標， 我們已經投注無數金錢和心力，然而接下來的一千年，牠們真的能繼續生存下去嗎？ 　　假使加州兀鷲真的做到了，其他鳥類也能度過大滅絕帶來的生存瓶頸嗎？爬蟲類、魚類、昆蟲、哺乳類，甚或人類，又能繼續生存嗎？存活下來的物種和現在的物種又會有怎樣的差別？這些都是本書要探討的方向。 　　透過這本書，我們回顧過往的大滅絕事件、人類和自然界的演化歷程、正在發生以及演化上可能發生的變異。原文書名《The Next Species》中，物種一詞既然使用複數形態，表示對於下一種出現在海洋、陸地的生物，

我們的好奇心並不亞於下一種人種。 　　為了這本書，我訪問過的科學家超過七十位，他們來自哈佛大學、麻省理工學院、杜克大學、史密森尼研究院、美國自然史博物館（American Museum of Natural History） 、加州大學柏克萊分校、史丹佛大學、印第安那大學、倫敦大學、牛津大學、馬克斯普郎克研究院（Max Planck Institutes）等地，此外，還有許多學者接受我的電話訪談。 　　許多人和史密森尼研究院古脊椎動物館館長漢斯──戴爾特•蘇斯（Hans-Dieter Sues）一樣，認為滅絕是正常的生命過程。蘇斯說道：「事實上，地球上百分之九十九點九的生物最後都會滅絕，智人也

不例外。或許，未來的一千年內，我們會找出星際旅行的方法，那麼就算地球亂成一團，我們還可以飛到別的星球去。不過，很有可能的劇碼是：我們繼續胡搞自己的基因組，製造出超人之類的物種，迎來我們自己的滅亡。」 　　本書的內容放眼世界各地，尋找演化教我們的事。我們能從過去的大滅絕事件中學到什麼？古老原始的生態系擋得住戰爭和核子事故的摧殘嗎？端詳洛杉磯地層下方歷史有三萬年之久的化石，我們能得到哪些和生物多樣性有關的啟發？科學家能讓大象、獵豹和獅子重新出現在美洲及歐洲大陸上嗎？水母和大烏賊（giant squid）會成為海洋的主宰嗎？本土種（native species）消亡殆盡的世界裡，疾病還能蔓延嗎？我們

能逃到火星去的機會又有多大？ 　　此外，我們還要探究生命演化成其他形式的可能性。大滅絕之後帶來的隔離，能否提供機會讓全新的人種應運而生？遺傳學的相關研究能讓我們的後代更聰明、長壽，機能更優秀的身體嗎？或者，科學家能不能想出上傳人腦資料的方法，如此一來即便人體機能衰敗，我們還能以機器人或虛擬人物的形態生活在虛擬世界中？一切有著無窮無盡的可能性。 警兆之二：我們的身體 造成酸性土壤的農業活動減低了動植物的多樣性，帶來許多意料之外的後果，疾病數量增加就是其中之一。過去半個世紀以來，我們生活的世界出現了好幾種全新的疾病，這些疾病的發展過程中，人類究竟扮演了怎樣的角色？對於這個問題，我們還處於剛開始

的摸索階段。倘若新疾病的帶原物種很多，雖然有些物種傳播效率比較好，但有些物種的傳播效率比較差，因此可以降低新疾病的整體威脅性。但是，若物種數減少則會降低了這種稀釋效應。另一方面，畜牧業的種種措施所致的抗藥性病菌，也降低了人類治療疾病的能力。 我們可以用G先生的故事來說明這樣的威脅性。一九七○年代末期，在蘇丹南部的恩札拉鎮（Nzara）上，生性安靜、不愛跟人打交道的G先生開設了一間棉花工廠。他的辦公桌就在工廠後方，周圍堆滿了衣料，蝙蝠就停棲在他書桌附近的天花板上，雖然未曾經過證明，但許多人認為蝙蝠就是害G先生染病的凶手。 令人感慨的是，一九七六年六月六日，G先生陷入昏迷，七孔流血而死，他成了蘇丹

第一個感染伊波拉病毒（Ebola）的指標病例，因此還吸引眾多媒體爭相報導。當時，他沒能來得及就醫便一命嗚呼，G先生死後沒幾天，工廠兩名員工也發病，同樣陷入昏迷、出血而死。 其中一位死亡的員工叫做PG。很不幸地，他的社交生活比G先生活躍，因此他的幾位朋友，甚至幾位情婦也都染病。這場病從PG身上快速傳播出去，導致恩札拉鎮和東邊醫院所在的馬里迪鎮有多人因此喪命。醫院也開始遭殃，一床又一床的病人接連感染，最後連醫護人員也淪陷，當他們看見同仁發病，醫護人員嚇得紛紛趕緊逃離醫院。世界衛生組織（WHO）派遣調查小組前往調查，發現醫護人員逃離醫院反倒是件好事，因為他們重複使用針頭為不同病人注射，無意間助長這場

災難蔓延。重複使用針頭的行為一旦停止，這場災難也跟著平息。

應用於低濃度氫氣檢測之矽奈米元件感測系統設計與整合

為了解決飄移板加速的問題，作者張先佑 這樣論述：

本論文使用鈀(Palladium, Pd)修飾於閘極之矽奈米帶(silicon nanobelt, SNB)場效型電阻(field-effect resistor, FER)，進行低濃度(1~100 ppm)氫氣感測，並使用類比電路進行訊號過濾與放大以增進訊雜比(signal-to-noise ratio, SNR)，並整合後端演算法快速準確地辨識濃度以達到穿戴式氣體感測應用標準。在元件設計方面，研究選用鈀為氣體感測材料並沉積為元件的閘極，其功函數約為5.22~5.68 eV，此數值會隨氫氣濃度變化而改變，當氫氣吸附並擴散進入鈀奈米顆粒形成功函數較低(4.7~4.8 eV)之氫化鈀 (PdH

x)時，n-型場效型電阻通道之空乏層寬度(depletion width, Wdep)隨著功函數下降而變薄，造成通道電流增加。本研究基於上述功函數模型進行元件摻雜參數最佳化之設計，增加響應與提高系統訊雜比。由於感測低濃度目標氣體，鈀奈米顆粒結構必須足夠微小(< 3~5 nm)才能產生明顯的功函數變化，且元件表面鈀覆蓋率必須足夠高(> 40%)才能有效調控通道阻值變化。因此本研究控制原子層化學氣象沉積(atomic layer chemical vapor deposition, ALD)的循環數(Cycle)來達到以上需求。為實現焦耳熱(Joule heating, JH)選擇性沉積，施體摻雜

濃度由源極、感測通道到汲極的分布分別為高、低及高摻雜(n+ / n- / n+)。因此元件在施加電壓後，偏壓會集中於通道n-區域使元件局部溫度上升，讓n-閘極區域沉積速率快於其他部位，實現選擇性沉積。在元件電性方面，由於摻雜濃度不均，在擬合JH溫度時，容易因汲極引發能障下降(drain-induced barrier lowering, DIBL)造成預估偏差，因此本論文也提出特殊的擬合方式克服此誤差。另外，單晶矽元件在高電場會出現離子衝擊(impact ionization)，造成汲極端溫度不易受控制且破壞通道晶格結構，因此本文討論施加交流電(alternating current, AC)

的元件特性，以減低直流(direct current, DC)電場所造成之負面影響。此外，元件再進行感測時會使用聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)製作之腔體覆蓋以避免環境汙染並同時加速氣體反應進行及節省氣體樣本用量。在電路系統方面，為實現穿戴式裝置，本文使用微控制器(microprocesser, MPU) Arduino®製作類比電路嵌入式系統，系統架構包含惠斯通電橋(Wheatstone Bridge)、脈衝寬度調變(pulse width modulation, PWM)、整流器(rectifier)、儀表放大器(instrumental amplif

ier, IA)以及高階數主動式低通濾波器(high-order active low-pass filter, HOALPF)。差動感測訊號經由儀表放大器放大輸入訊號以符合MPU電壓讀取精度，並以高共模拒斥比(common-mode rejection ratio, CMRR)的放大特性以及濾波器消除系統雜訊提高訊雜比實現高精度穿戴式裝置讀取系統，透過印刷電路板(PCB)布局製作出公分級嵌入式電路系統。在後端演算法方面，本研究提出計算感測訊號斜率，來鑑別不同目標氣體濃度；感測訊號經過濾波放大後以最小平方法進行線性回歸計算區間斜率(回歸區間約30秒)，並記錄區間最大值按照鈀-氫滲透理論換算成對

應濃度，並將濃度資料經藍芽協定傳至智慧型手機APP顯示，完成穿戴式無線傳輸系統架構。斜率鑑別法可有效克服傳統電流對照法無法消除之基線飄移(Baseline Drift)以及晶格膨脹造成之電流飄移等，消除量測誤差的不利因素以提高感測準確度，同時大幅縮短感測時間並減少所需氣體樣本數量。本研究整合奈米感測器、電路系統和演算法完成可攜式氣體感測系統，並實現1~100 ppm氫氣感測，奠定人體呼氣檢測小腸菌叢增生(Small Intestinal Bacteria Overgrowth, SIBO)的基礎。本非侵入式(non-invasive)系統實現定點照護(point of care)和物聯網(In

ternet of Things, IoT)等應用，並可透過陣列式多材料結構結合機器學習進行多樣本之複雜檢測，滿足未來智慧醫療的需求。