動物的道德與正義! Frans de Waal: Moral behavior in animals

長久以來人類道德與正義的由來有著很多討論, 道德與正義的發展也關係到法律, 社會福利,經濟金融制度等幾乎所有層次的制度的設定. 但是人類不是這地球上唯一的生物, 道德與正義除了人類文化演化的建構外, 有沒有更本質的東西是其他有認知能力的生物所共享的準則呢?

下面的演講很精彩的介紹了在其他生物上目前人類知道的道德與正義行為. 演講的開始以猩猩的修補彼此關係做來開端, 不同於以為已為在動物界只有輸贏跟利益, 在猩猩吵架之後, 會有主動的友好行為來修補關係,　表示他們認知到彼此的關係是必須珍惜的. 接著說明互助水果盒實驗, 實驗設計只有兩隻猴子一起拉盒子才能把盒子拉過來, 才有水果吃. 聰明的他們當然一下就發現了必須要合作, 不過令人驚奇的是即使裡面有人吃飽了, 最後也不要吃, 有其他動物需要幫忙時後仍會幫忙.

演講者提出了互惠與能夠感受到其他生物的處境是發展道德的重要關鍵, 像是看到別人會打呵欠比較容易被感染的人也比較有同理心, (同樣的行為也在猩猩身上可以觀察到). 動物在合理的情況下也會做出有利於同伴的選擇, 注意到其他同伴的幸福. 最後一個經典的實驗是動物怎麼感覺公平這件事情, 本來兩隻猴子只要拿小石頭給研究人員就可以獲得普通的小點心, 不過如果只給其中一個猴子好吃的葡萄另一個只是普通的小點心, 本來吃得很開心的那位就會生氣,連吃都不願吃. 後來也提到, 吃到好吃葡萄那位看到同伴沒有一樣的對待也會放棄自己本身的葡萄. （影片很精彩請別錯過了)

這些反應只是動物有關道德與正義研究的一小部分, 不過透漏的訊息卻很強烈, 那就是人自以為人所以珍貴, 不同於其他生物的特質其實在其他有認知能力的動物上也看得到, 有其他生命有著同樣的感受與認知, 在過去因為不了解而被忽視, 如果以道德的高低做為衡量生命的價值, 或許很多動物都比不少自私的人更值得被尊重.


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基因演化的材料革命! Using nature to grow batteries

自然的生命用完全不同的手段來創造各種物質，不管是甲蟲的炫彩裡的奈米結構還是吸收光能的植物的葉綠體，自然界的生物總是一次又一次說明生命遺傳物質所擁有的物質控制能力遠比人的想像還要高得多- 總可以在溫和的環境創造出可以自我複製與修復的功能性結構。在以往要以人工進行演化的加速需要曠日費工，但是目前的生物技術發展已經給了人們新的能力去探索各種基因序列與各種元素物質互動的可能性。經由把跟物質的作用寫入基因，這樣的工程技術就可以進入生物演化循環然後加以演化改進。 這個演講也許是一個新的研究領域的嘗試，利用培養各種不同序列的病毒，來選擇出可以跟不同物質作用的蛋白質結構，像是可以跟奈米碳管結合的結構，可以跟染料結合的結構等。這樣的結合的結構的序列因為是利用改變病毒的基因序列來完成，所以可以經由一代一代的選擇加以改良，目前已經開始使初步的成效，像是可以做出以病毒接接和奈米碳管的電池與或染料太陽能電池等。雖然這樣的方是在目前可能沒有辦法立刻比的上現有的製造工藝，不過這種方式所隱含的思維與建構複雜結構的可能性或許在接下來的幾十年會陸續帶給人更多的驚奇!


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蟑螂腳的神經律動! The Cockroach Beatbox

腦科學的研究進步神速，但是神經科學的實驗總是讓人覺得離生活遙遠，好像只有非常貴重的儀器還有非常複雜的樣品處理才有可能在實驗室量測到神經細胞的反應。這個演講做了一個很好好的展示，怎麼利用日常生活都看到的的生物，蟑螂，還有不難架設的裝置，來進行真正的神經科學研究。 首先抓起蟑螂(@_@)丟到冰水裡，蟑螂就會乖乖的不動休息了，然後剪下蟑螂的一隻腳。蟑螂的腳毛上有神經細細胞負責傳遞震動給蟑螂的腦，所以只要把腳用兩個大頭針固定住，接上訊號放大器，就可以看到蟑螂的腳是怎麼把神經訊號傳送出來。在很多噪聲中，偶爾會有比較大的神經訊號spike，因為腳毛細細胞是偵測震動，所以只要吹吹風就可以改變輸出spike的數目，蟑螂就是用spike的數目來偵測環境震動的強度。當然蟑螂的腳也會在收到腦的電訊號時運動來逃跑，這時候可以把隨身聽的音源線接給蟑螂腳，就可以看到蟑螂腳隨著音樂抖動起舞。 當然這樣的實驗(如果想做的跟展示的人一樣) 還是需要一點點電子基礎來做簡單訊號放大跟擷取，不過其實也不真的困難，或許有心的教師或是同學可以在課堂上做出類似的展示也說不定 !


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關於城市的定律! Geoffrey West: The surprising math of cities and corporations

對現代人來說, 城市是很多故事的開始, 人因為在城市相遇而互動. 從歷史來看 都市化的趨勢一值在進行, 世界上的都市都變的越來越大, 人住在城市的比例也越來越高. 雖然城市提供一個便利的環境, 但是相對的污染與過度的能源消耗問題也伴隨著城市成長. 因此了解城市所遵守的定律成了一門重要的學問.

一般來說定律有兩類, 一類是事物在微觀上怎麼運作, 一類是事物集體上怎麼運作. 這數十年的科學發展已經讓人漸漸知道, 很多有不同背景機制的問題, 在巨觀的整體行為上符合同樣的定律...即使微觀上有不同的故事. 這影片就是要介紹新的研究怎麼說明一個城市, 不管多大多小, 不管在哪個國家, 都符合的特定的關係. 影片先以生物物理學最著名的例子- 生物代謝率與質量的3/4次方成正比-為例, 小到螞蟻大到鯨魚, 幾乎所有的生物都符合這樣的關係, 當生物變大時, 代謝因而變慢, 能量利用的更有效率, 說明這樣的原因是因為生物體內的網路是以某種特殊的幾何方式構成, 這些網路的結構而不是特定的生物因素主宰了這樣的代謝性質.

同樣的研究方式也被用到研究城市上. 其中最驚人的發現是, 所有的硬體結構, 例如公路長度, 電線長度, 也是隨著城市的大小增加而成長的比較慢(也就是這相硬體相對的比較有效益), 但是一些互動的成果, 像是平均收入, 專利數目, 愛滋病, 或是生活腳步等, 都隨著城市變大而變的更快, 像是城市大一倍, 平均GDP就增加15%, 不管這樣的城市是在什麼地方有什麼樣的文化背景. 這兩種原因造成了城市越變越大, 因為越有效率也越有互動跟激發所造成的成果. 但是這樣的模型, 就跟所有加速成長的模型一樣, 必定導致崩潰. 在過去一次又一次的技術創新拯救了這樣的崩潰, 但是在未來的故事會怎麼樣就等待這代人去做出自己的回答了.


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蠶絲材料的可能性! Silk, the ancient material of the future

大部分的生物體材料都是由蛋白質所組成, 經由重複簡單的構造來達到特定的機械或是生理功能. 生物體材料的另一個好處就是都是在常溫進行的溫和反應以及有生物的降解性. 蠶絲被用在衣物上已經有很久的歷史, 也可以大量生產, 目前有很多研究是希望把生物體的絲類材料(例如蠶絲或是蜘蛛絲)變成各種功能性的材料. 這演講展示目前在蠶絲材料方面的幾個進展, 其中包括了可以做為微結構的透明基材, 可以設定時間降解的藥物攜帶材料, 有機械性強度的螺絲, 以及跟電極組合的微感測器等. 裡面一個重要的觀念是, 蛋白質材料變成材料的過程是一種自組裝, 所以只要找到合適的配方, 就可以在合適條件下形成想要性質的材料. 蛋白質材料的另一個優點是可以經由基因工程在分子層次設計功能, 在未來更多的功能都可以整合進這樣的材料裡.


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