2013年10月2日 星期三

2013-10-3:生物與物理的諧和律動(逢甲大學應用數學系許佳璵教授)

對物理學家來說,生物學最讓人頭痛的,莫過於那一大堆奇奇怪怪的物種名稱,不但完全記不起來,還多半沒辦法望文生義地一看就知道大概是什麼樣的生物。而從這些讓人頭痛的名稱衍生出來的,自然就是一個大大的困惑:為什麼生物學家經常拿一些不常見的物種來研究?

物理學家對於定律的普適性十分講究,因為他們不希望在某地某時歸納出來的定律,到了另一個時空就完全失效。從這個角度來看,做研究當然要優先找共通的、普遍存在的事物或現象來鑽研,所以生物學家這種專找異類來研究的習慣實在令人費解。

其實生物與物理在普適性方面的要求是一樣的,都是越普適越好,只不過生物學在追求普適性的時候,很可能會跨越許多物種間的界線,因此最後的落點難免會是一些不那麼常見的生物。而生物學家當然也和物理學家一樣,不希望研究做起來曠日費時或束手縛腳,所以如果落點是非常罕見的生物,那就要把普適性打點折扣,稍微後退一點,找個兼顧普適性與便利性的折衷落點。

因此,如果能了解生物學家在這些方面的考量、權衡,就比較能理解為什麼他們會找些原先罕為人知的生物來研究,有些後來還被炒熱到如日中天的地步。這當中最有名的,大概是BrennerSidney Brenner, 1927-)上窮碧落下黃泉所找出來的線蟲的例子。

魚類的運動生物力學研究中,游泳的形態可以分成許多類,其中的鰻形(anguilliform)有著絕妙的普適性:從微小的精蟲,到釐米左右長度的線蟲,到可以長到一公尺左右的鰻魚,都是以這種形態來推進的。也就是說,如果要研究鰻形運動,有許多可能的研究對象可以挑選。

明天,十月三日(週四)中午十二點十分,在理學大樓一樓A101教室,逢甲大學應用數學系的許佳璵教授將要告訴我們,在這麼多可能的研究對象中,科學家為什麼挑選某種特定的生物來研究;把這種生物的運動看成是生物軟物質(肌肉)與無生物軟物質(水)之間的諧和律動,進而仿製出有軍事與商業應用潛力的機器生物

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