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越簡單越強大：奧坎的剃刀如何釋放科學並塑造宇宙

為了解決光強度波長的問題，作者約翰喬伊•麥克法登 這樣論述：

「假設最少的解釋，往往最接近真理。」 當要在競爭理論中做出選擇時，奧坎剃刀給我們一個原則――簡約原則 這原則近八百年來讓人類解放了科學、型塑了宇宙。   　　知名生物學家約翰喬伊•麥克法登（JonJoe McFadden）解說「奧坎的剃刀」（Occam’s Razor）原理如何促成自然科學的無限發展並形塑世界。      　　「奧坎的剃刀」主張「如非必要，勿增添實體」，亦即「假設最少的解釋，往往最接近真理」，此原理在14世紀由方濟會修士奧坎的威廉（William of Occam）提出，主因中世紀繁瑣的哲學爭論而生。      　　在《越簡單越強大》一書中，麥克法登以科學家身分追溯百年來的

自然科學發現，從地心說到量子力學、遺傳學，簡約原則是破解這些重大謎團的關鍵，形塑了我們對這個宇宙的瞭解。   　　作者更舉例說明，除了自然科學的突破受到簡約原則的深刻影響，莎士比亞也曾說：「簡潔是智慧的靈魂。」（Brevity is the soul of wit），簡約原則在文學、戲劇、詩歌、工業革命、蘋果（Apple）的產品設計、建築物的線條、現代文化中皆是被廣泛遵從的中心理念。      　　簡約原則所擁有的顛覆力量，摧毀了多餘的假設，催生了我們看待世界的全新方式。它不僅是種審美品質，也讓我們在更深刻形式的直覺理解中體驗到振奮的力量。它透過自然史及人類起源的再鑄過程，作者將帶領我們重新認

識自身及世界，看見複雜事物背後的真理，並正確知曉奧坎的剃刀的偉大及重要性。   專文推薦   　　◎陳瑞麟／中正大學哲學系講座教授   　　★菲力普•普曼（Philip Pullman）及《悖論》作者吉姆．艾爾—卡利里推薦好書！ 　　★《解開生命之謎》（Life On The Edge）作者約翰喬伊．麥克法登最新力作！   　　原始而深刻。《越簡單越強大》以趣味且令人容易連結的方式，說明一個由中世紀方濟各會修道士提出的簡單想法，如何穿越八百年的史詩之旅，而時至今日都影響著幾項最重要的科學觀念。──吉姆．艾爾―卡利里（Jim Al-Khalili，理論物理學家、《悖論》作者。）   　　《越簡單

越強大》精闢形容威廉的奧坎一生遵循且執行的理念，並闡明這個看似簡單的定律，對我們對自然和宇宙的認知所產生的重大轉變及影響。──菲力普•普曼（Philip Pullman）   　　在一個充滿陰謀論的世界裡，麥克法登的論點――越簡單越強大，將吸引歷史學家和有科學頭腦的人。——圖書館雜誌   　　非常迷人。……其全面性和清晰度令人嘆為觀止。——《愛爾蘭時報》   　　如果您對概念史感興趣，那麼這是一本極好的讀物。簡而言之，《越簡單越強大》令人著迷。 ——Michael Blastland，《展望》（英國）   　　近年來最令人愉快的科學史讀物。——Simon Ings，《旁觀者》（英國）   　　

在《越簡單越強大》一書中，遺傳學家約翰喬伊•麥克法登提供了一個輕鬆但經過充分研究的視角，探討了奧坎剃刀如何激發科學界最偉大的想法……他舉的例證十分具說服力，說明了「簡約原則如何持續為我們展示最深刻、最神祕，甚至有時對宇宙如何運作最令人不安的見解。——《科學美國人》   　　憑藉著天賦和易讀性，麥克法登帶領讀者瞭解奧坎的許多智力革命思想……本書是對科學史一種集中、挑釁與令人滿意的嘗試。——《柯克斯評論》   　　他對我們很多人知道、但少有人深刻理解的想法進行了令人信服的評估。——約翰•基奧，《書單》

光強度波長進入發燒排行的影片

利用蛋白質工程使3α-羥基固醇去氫酶/羰基還原酶的天然輔酶特異性NAD轉換為NMN

為了解決光強度波長的問題，作者陳彥良 這樣論述：

利用生化反應進行工業品的生產通常需要使用細胞輔酶，例如NAD或NADP。輔酶工程能透過變造酵素的輔酶特異性以此調控生物體內的代謝路徑。價格低廉的NMN (nicotinamide mononucleotide)因為化學性質相較NAD(P)穩定，被認為是合適的輔酶來進行輔酶工程。Ct.3α-HSD/CR能夠進行立體特異性的催化反應，透過NAD將androsterone 轉換成androstandione和NADH。然而，3α-HSD/CR 對NMN的活性很差，為了使3α-HSD/CR的天然輔酶特異性從NAD轉換為NMN，我們選擇一些NAD周遭的位點進行突變。NAD包括NMN與AMP兩個部分，選

擇NMN附近的殘基(T11、I13、A70與I112)突變成帶正電胺基酸(lysine和arginine)來與NMN的帶負電的磷酸根形成靜電作用。選擇AMP周遭的殘基(A70與D41)突變成側鏈較大的胺基酸(isoleucine 與 glutamine)，以此破壞NAD的結合。殘基(T11、I13、D41、I112)突變成alanine，擴大輔酶結合區以增加對於輔酶構型的靈活性。利用這些策略設計引子並進行定點突變，轉型進入E.coli BL21(DH3)進行重組3α-HSD/CR 的表達與純化，並成功獲得這些突變(T11A/K/R、I13A/K/R、D41A/I/Q、A70I/Q/K和I112

A/K )。大量表現I13K、I13R、D41A、D41I、D41Q與A70I突變會造成包涵體的形成，造成產量銳減。我們使用低溫誘導I13R與D41Q突變能有效增加產率。在對NAD酵素動力學的結果中，T11位點的突變(T11A、T11K與T11R)與野生型3α-HSD/CR 的催化效率相似。然而其他突變會對催化效率造成3.6倍(I112A)到29000倍(I13R)的降低。其中A70I與A70Q突變會造成對NAD的催化效率大幅下降並對NMN的催化效率與野生型相似，A70K突變相比於野生型3α-HSD/CR對NMN的kcat/Km 增加8.7倍，而其輔酶特異性的比例更是上升9.6x10^4倍。A

70K或許能透過靜電作用增加與NMN的影響並阻擋與NAD的結合。 結構分析野生型與突變型3α-HSD/CR : 野生型與突變型3α-HSD/CR在內源性螢光相似，而D41I與D41Q會產生紅位移，表示內部結構改變。同時DSF的結果得知D41I與D41Q會降低熱穩定性，這些突變可能影響3α-HSD/CR 的結構。Ct.3α-HSD/CR擁有Rossmann fold 來與輔酶結合，因此A70位點轉換成lysine或許能應用到其他Rossmann fold酵素。

光與健康：以實證設計為根基，引領全球光與照明的研究與應用

為了解決光強度波長的問題，作者郝洛西,曹亦瀟 這樣論述：

照明影響健康的時代鉅作 以實證醫學為根基 引領全球光之照明、色彩與健康的權威研究 從住宅、學校、辦公場所、醫療與安養院所乃至都市規畫 創建改變人類光與照明應用技術的全新里程碑 　　遠古以來，人類遵循「日出而作，日落而息」，直到19世紀末電燈發明；從此以後，人類正式邁入夜生活時代，也開始經歷日夜顛倒、時差、3C藍光導致失眠等健康困擾。 　　本書奠基於醫學與研究實證，闡明光對於人體健康的影響。既是建築與照明、醫療專業人士的教材，也是學術價值極高的科學研究用書，更提供許多光與照明實際應用設計的專業規畫方案，為建築與照明行業從業人員提供學習參考和創新思考的引導，是為21世紀照明與健康的嶄新里程

碑，提供富有前瞻性與永續性的發展視野。 　　本書作者郝洛西，現為同濟大學建築與城市規畫學院教授，亦是全球知名、專門從事與顏色、視覺與照明領域的數位、科學研究和設計工作的專家。她自2014年起便帶領本書共同作者曹亦瀟，一起進行關於全年齡的光與健康研究、設計與應用工作，本書即為兩位作者12年研究之集大成，為人類提出劃時代的珍貴成果——掌握光照，便能掌握健康。 　　★ ★ ★ 　　壹、醫學實證光與健康的關係 　　本書引用近700項國際研究文獻＋繪製400張圖表，針對視覺發育、視力健康、生物節律、情緒認知、新陳代謝、免疫調節等方面，提供詳細的醫學理論並設計實驗研究進行分析，是為照明設計改善及促進

人體健康的堅實依據，而如何利用照明技術來積極改善健康，將是未來的重要發展趨勢。 　　￭ 控制光照，就能改善健康——以褪黑激素為例 　　褪黑激素不僅影響睡眠週期，若分泌不足，除了會提高乳癌、攝護腺癌等的罹患風險，也跟發胖和近視有關。實驗顯示，350lx（注：lx為照度單位，表示被照物體表面單位面積之光通量）左右室內照明的光強度，已能使夜間褪黑激素分泌濃度顯著下降，由此可知，不當的室內照明會影響使用者的睡眠節律；反之，由老化、輪班和快速時區變化引起的節律紊亂及睡眠障礙，也能藉由室內節律光照來改善。 　　￭ 不同光譜的光療效用 　　處於亞健康狀態的人群，若接受積極的光照便可回復健康，最廣為人知的便屬

紅外線光療，除了治療或輔助治療急性與慢性軟組織損傷，還可促進新陳代謝和細胞增生；而偏頭痛採用窄波段綠光，亦具有干預療效。 　　貳、全面剖析光照對各年齡發展與特定對象之健康影響 　　了解光對健康的影響之後，了解如何以正確的方式來運用自然光與人工照明，不僅可避免對健康造成傷害，對於希望採用光療來改善疾病症狀的醫學界人士，更是極具參考價值的先驅研究。本書除了逐一分析不適當的自然採光或照明，對不同年齡族群與特定對象所造成的正面與負面健康影響，更提出不同發展階段應注重的照明要點，以及健康方面的改善與治療建議。 　　￭ 嬰幼兒 　　因為其眼球藍光透過率較成年人高出4倍，因此藍光可直達嬰幼兒的視網膜，對黃

斑部發育造成影響，必須盡量避免接觸富含藍光的電子設備。但藍光並非百害而無一利，波長390～470 nm的高強度藍光可用於減輕新生兒黃疸狀況，治療效果極佳。 　　￭ 青少年 　　光照與經常用眼過度的青少年視力健康及其學習績效有關。除了使用未經認證的健康照明燈具、桌面照度的設置不合理、與檯燈下光亮度對比過大、重點照明燈具布置錯誤、長時間使用平板或手機等，都是普遍導致眩光和視力惡化的問題。而課業壓力亦嚴重壓縮青少年的睡眠時間，也使他們具有晚睡晚起的現象，應關注日間自然採光效果，包括減少入睡後的光線干擾，在光汙染嚴重地區應用窗簾阻檔室外人工光源等方法來防範。 　　￭ 老齡人口 　　此階段眼睛功能明顯退

化，包括視敏度及色彩辨別能力、對比敏感度、明暗適應能力都下降，對眩光特別敏感、視野範圍縮小等問題，都會嚴重影響老年人的生活品質。因此居家環境需提高照度水準、避免眩光、確保相鄰空間亮度的平穩過渡與照度均勻度、良好的光源顯色性、增加對比度，以及採用寬板設計的開關面板與延時開關等，都能避免老人最常發生的跌倒問題，改善整體的生活品質。 　　￭ 孕產婦 　　以產婦產程的光照陪伴為例，從產前、待產、分娩、產後各階段，產婦的身心都會面臨極大的變化。因此作者研究團隊提出光照分娩陪伴方案，在宮縮逐漸強烈的第一產期維持暗光，使褪黑激素含量增加，為分娩提供動力，並且在分娩室設計模擬花開時節花朵繽紛的光照意象，以幫助

產婦放鬆、鎮靜。此一方案在廈門的醫院分娩中心實施應用，並獲得了極佳的回響。 　　￭ 年長病患 　　隨著社會高齡化與失智症患者的增多，在治療上除了用藥控制，也可以利用高色溫、高強度的光源，在不同時段提供不同照度和方向的方式（早晨7:30採6,500K、8:00前從200lx逐漸達到至少1,000lx垂直照度並維持、傍晚18:00逐漸降低至200lx），來改善患病老年人的畫夜節律，並可能減少躁動行為，使照護上更加輕鬆。 　　參、不同場域的健康照明規畫 　　醫療界盡其所能尋求一切辦法幫助患者減輕病痛，提高生命品質，然而除了內外科的用藥與治療，在作者團隊歷時多年的研究下，也開啟了以光照輔助醫療，甚至

達到治療效果的可能性。本書針對各種不同環境的居住健康，包括：住家、教室、辦公室、工廠生產線、醫院手術室與病房、安養機構、地下空間，甚至極地科學考察站等，從波長、色溫、照度、光源位置進行周全的評估分析，包括從牆面、地板到天花板的光線反射、漫射、散射等條件，到照明控制時段與開關設計等細節都考慮在內，提供了建築設計與照明業者最詳盡週全的專業建議。 　　￭ 教室 　　小學課堂有較多動手操作，因此需要足夠的直射光照。中學生的學習以讀寫作業為主，教室光環境應強調視覺舒適和緩解用眼疲勞，課桌面在符合標準規定的300lx照度的情況下，應斟酌再提高。而美術教室、電腦教室等視覺作業要求更高的教室，照度值則需達到5

00lx，甚至更高。而為了觀看多媒體投影設備，燈光和窗簾經常是關閉的，學生在黑暗中寫字會嚴重影響視力，因此多媒體投影區和座位區應設立獨立的照明。 　　￭ 安養中心 　　以安養中心或長者居室為例，提高照度並增加對比度；減少相鄰空間的亮度差以避免產生視疲勞；浴室、廁所燈則宜採用延時開關等，都能降低老年人的跌倒風險。 　　￭ 地下空間 　　地下空間普遍多有封閉、潮濕、通風不良等問題，可以透過諸如將自然光引入地下空間、地下照明模擬自然環境意象、在出入口採用重點照明設計，以避免明暗快速變化時所會引發瞬間盲視或眩光等方法，對地下空間的先天條件不良加以改善。 　　￭ 手術室 　　手術與病患性命攸關，因此手術

室中需要最高標準的、最專業化的照明條件。國際照明委員會、北美照明工程協會建議，手術室環境照度均在1,000lx以上；而為了保證手術醫生對病灶組織、血液等色澤變化的辨識和判斷能力，光源顯色指數Ra應大於90，特殊顯色指數R9應大於0，而且這些標準還應盡可能提高。室內環境照明的光源色溫需與手術無影燈色溫相同或接近。手術操作時，為確保避免眩光和陰影以及視野內照度均勻，因此燈具需在手術枱四周以環狀設置。此外，熱能會引起外科醫生的不適，也會使暴露在外的病人組織脫水，盡可能控制800~1000nm範圍內的光譜能量分布。 　　肆、城市夜景照明的發展與隱憂 　　世界衛生組織預測，到了2050年，全世界70%

的人口將生活在城市之中，也因此，城市的照明規畫與光害防治，亦將隨著人口愈來愈多而更顯重要。 　　￭ 城市健康照明的進展 　　近幾十年，城市照明建設發展有著飛躍式的進步。除了照明燈具的品質提升、燈具配光更加合理，使得路面照度更加均勻、大幅減少交通事故。而近50%的傳統光源被LED取代，照明節能也引領了城市的低碳轉型與永續發展。此外，作者也針對建築立面的LED媒體廣告，提出亮度、解晰度、刷新頻率、色彩、內容複雜度，之於觀者視覺與情緒舒適度的影響分析，對於現今為數愈來愈多的LED廣告媒體與城市空間的整合，有著極為關鍵且建設性的參考價值。 　　￭ 繁榮背後的隱憂與警示 　　城市中不適當照明將造成光污染

，若不加以重視，將對動、植物產生嚴重的負面影響，尤其對於野生動物更甚。諸如昆蟲趨光而被燈具的高溫燒死、夜間建築照明使得鳥類迷失方向甚至撞上玻璃帷幕而亡、建築物和路燈照明也會使兩棲動物無法入睡……等等，都將造成致命且無法彌補的生態浩劫。因此作者亦針對上述提出了分析與警示，希望人類在追求以科技促進健康福祉之餘，也必須關注各界對於其他物種與生態環境的重視。 名人推薦 　　★台灣永續建築與健康建築研究先驅 　　成功大學建築系前系主任 　　能源科技與策略研究中心 江哲銘 特聘教授／博士——專業推薦

垂直結構於365nm紫外光發光二極體光電特性之研究

為了解決光強度波長的問題，作者陳俊德 這樣論述：

本研究使用相同磊晶結構與相同製程條件製作不同尺寸之365nm垂直結構紫外光發光二極體(Ultraviolet Light Emitting Diodes;UV LED)，其尺寸及波長分別為40mil、36mil、33mil、30mil、28mil、26mil、24mil、22mil、20mil和18mil，進行不同尺寸UV LED之光電特性探討。由電流-電壓量測系統可得知，在相同的電流密度30(A/cm²)之下40mil和18mil的順向偏壓由3.39V上升到3.48V，因為晶粒尺寸縮小而使順向偏壓上升，動態電阻由40mil的1.94Ω上升到18mil的9.80Ω，也是因為晶粒尺寸縮小而使動

態電阻上升。接著由積分球量測系統，在相同的電流密度之下，40mil和18mil的外部量子效率從27.48%降到22.81%，光電轉換效率由40mil的26.99%降到18mil的21.68%。再由Hot/Cold Factor探討晶粒尺寸縮小的影響，40mil和18mil的Hot/Cold Factor比值為76.17%到44.76%，推測因為元件縮小造成動態電阻升高，進而使得元件焦耳熱提高而造成Hot/Cold Factor變差。從二維影像光強度來看，其下降程度主要原因與電流傳導距離相關，強度下降程度與電流分佈程度和電極設計有很大的關聯性，與晶粒尺寸無關；再從外部量子效率來看，40mil與1

8mil相較之下，外部量子效率僅下降16.99%，因此元件尺寸縮小對外部量子效率影響程度小。經由本研究的結果可以知道，晶粒尺寸變小，從40mil到18mil，順向偏壓上升，動態電阻上升，波長紅移量變大，光輸出功率降低，Hot/Cold Factor下降，因EQE下降幅度僅有16.99%，所以UV LED縮小尺寸為可行方案，但是在縮小尺寸的同時，還是需要藉由磊晶結構的改善，進而降低順向偏壓和動態電阻，來減少元件焦耳熱，改善Hot/Cold Factor，和改善EQE下降幅度。