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臺灣基礎科學研究近年的發展

立報/本報訊 2013.09.01 00:00
■科學月刊

【封面故事】張昭鼎先生參與發起《科學月刊》,曾參與編輯與社務二十三年,期間並擔任發行該刊的臺北市科學出版事業基金會董事長達二十年,不幸於1993年4月24日辭世。

 值張先生逝世二十周年,今年的「張昭鼎紀念研討會」特以「二十年來臺灣基礎科學發展的回顧與前瞻」為主題,其中子題包括「基礎科學研究」(因張先生的專長為化學,其重點放在化學與生命科學)、「基礎科學教育」與「基礎科學政策」。該研討會於2013年4月20日假中央研究院原子與分子研究所浦大邦紀念講堂舉辦,共有一百六十多人參加,相當成功。

 本專輯收錄當天的六篇論文,包括第一子題中劉廣定的〈二十年來臺灣的化學研究〉與周成功的〈二十年來臺灣生物醫學研究的省思〉,第二子題中高涌泉的〈反省臺灣高中物理教育〉與陳偉泓的〈如何從考科學到愛科學〉,及第三子題中牟中原的〈臺灣基礎科學研究近年的進展〉與周陽山的〈政府角色與科學發展〉。六位講者包括了大學退休及現任教授、高級中學校長、國科會的重要負責人與關心科學發展的監察委員,可說極具代表性。

 至於該次研討會的「綜合討論──回顧與前瞻」部分,因篇幅所限,將另在本刊的兄弟刊物《科技報導》刊出,敬請期待。

(劉源俊/任教東吳大學物理學系)

演講■牟中原(國科會副主任委員)

整理■洪英愷(就讀臺灣大學動物科學技術學系)

我國十分重視科學的相關發展,近年來我國研發團隊不僅有甲烷冰、有機太陽能電池的發現,更加放眼國際舞臺,積極與跨國、跨領域的研究團隊相互合作。

近20年來,臺灣在基礎科學這塊領域中,經由前輩們精心耕耘,建立起屬於臺灣人的經驗,也創造了屬於臺灣人的經濟榮景。但在研究界仍存在了一些問題,是需要大家一起來探討改進的。

各國研發經費與人力比較

我國的研究人數及經費相較於世界主流的歐美國家其實是很高的。從已開發國家中的研發經費和人力比較圖中得知,我們可以發現臺灣已達歐美等國之水準,不管在人力或是經費的投入上,我國都已經到達了極限。另外值得一提的是,鄰近的韓國這幾年十分積極的投入科技創新,進而帶動了經濟成長,使韓國成為3C大國。

政府科技預算的投入

近年來中央政府科技預算成長趨緩,政府投入研發經費佔我國總投入研發經費比例逐年降低。我們可就南韓、美國、臺灣三國來比較,企業技術研究經費佔最高的是南韓,高等教育基礎研究比例最高的是美國,高等教育的技術發展比例最高的也是南韓,所以我國在這方面仍待加強。

科研體系的問題

在我國科學研究的發展過程中,是有一些問題的,包括了學術評鑑過度重視論文發表,往往沒辦法顧及國家發展和社會需求面的回應,亦缺少了發掘原創性知識等重要科技發展目標。此外,我國跨領域的合作團隊,似乎只建立在金錢上,一旦這層關係結束,團隊間的合作也將終止。若就實際的應用層面來考量,我國的學研和產學之間是有一段距離的,在這樣的大環境下,產學合作無法順利轉化為正面學術評價。而更令我們擔憂的是我國研究資源(經費、人力等)的限制,相對於南韓、新加坡、香港,內部資源持續增加,這將使我們在國際競爭的舞臺中逐漸不利。

科研與天然資源

當然,最近臺灣還是有一些做得比較好的研究,像是甲烷冰,它是甲烷和水的混合物,在500公尺底下經過高溫高壓下形成,我們可經由反射器測得在臺灣附近海域有尚未開採的甲烷,這些都是我國未來可能有利用價值的天然資源。我國的海洋研究團隊於今年3月派遣一艘海研五號研究船前往至東沙島附近進行探勘。

他們做了地質環境的建構、觀察生物和水文條件的互動,並勘查了天然氣水合物。研究團隊指出臺灣西南海域天然氣水合物分布面積達5,000平方公里,因此可粗略估計天然氣儲量約有5,000~23,000億立方公尺,可供應我國約50~230年的天然氣使用量。

我國擁有如此龐大的天然資源,政府及相關單位應出面整體規劃。然而目前甲烷冰的相關地質科學、物理、化學特性仍不是很清楚,在國家相關單位中也不太被重視。

科研與國民福祉

基礎科學的發展最直接且和大眾息息相關的,莫過於地震、颱風、防災、全球暖化等問題。以十年前的921大地震為例,當時的地震達芮氏規模7.6,直接通過了車籠埔斷層。中央大學地科系馬國鳳教授曾研究過集集大地震,他表示此地震事件為均向力學,而非一般地震的剪切力學機制。集集地震後,斷層帶的應力狀態接近於零。藉由井下觀測發現在桂竹林層有許多水的流動,此流動液體被低滲透率的斷層泥阻擋,無法順利流出,因此產生超液壓,此超液壓在孔隙中,因斷層帶的低應力狀態,發生了此次的均向地震事件(類似水力破壞事件)。倘若我們能將地震儀器放在地底下,一有狀況,即便我們在很遠的地方也可迅速的收到第一手消息。我們希望能將天然災害和地球科學領域相結合,由原本的警察消防的防災,轉為更有效率的科技防災。而颱風、淹水、山崩等天然災害我們也希望能如此處理,目前國科會下已經設有財團法人防災科技中心,擬定防災計畫。馬教授亦是行政院災防委員會的重要顧問。

產業創新的機會—有機太陽能電池

在科技的發展中,我們需要有不斷創新的產業來帶領我們進步。近年來,臺灣的有機太陽能電池,便是最佳的例子,本產品已在研究上取得國際領先地位,由於有機太陽能電池的吸收光譜很廣泛,適用於各式波長的光源,受光源限制的狀況不多,再加上此有機太陽能電池對室內光有特殊效應,因此可以在室內使用,大大提升電池的使用效率。然而其產業創新的潛力和相關的應用器材之原型仍是有待發展的。目前臺灣雖有廠商生產太陽能電池,但用的是較便宜的材料,效能較差。

這顯示了一個重要問題:儘管基礎科學發展逐漸成熟,當我們往下發展到相關應用科學的研究時,常會遇到像是產品開發,市場大小等問題而遭遇瓶頸。(全文見科學月刊2013年9月號封面故事—二十年來臺灣基礎科學發展的回顧與前瞻)

本版內容由台灣立報與《科學月刊》合作出版。《科學月刊》網址:http://www.scimonth.com.tw/

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