龐大的暴龍甩頭擺尾凶猛地嘶喊著，吸引了許多神勇無畏的孩子，蜂擁而至的群眾群集在電動恐龍身旁，搶進空位舉出兩隻手指頭，得意地向父母展開笑容拍照…

這樣的場面出現在中正紀念堂的世界恐龍大展，以及新光三越的「發現侏儸紀」四川自貢恐龍大展。孩子們爭先恐後往前擠向能動會吼的模型，真實的化石骨架偶有少數孩子伸長手臂探進圍欄，大聲嚷著：「我摸到恐龍的大腿了」，多數骨架展場角落乏人問津，這些展場意象帶給我們什麼？原本對恐龍興致勃勃的孩子，參觀過這些展覽場景後，到底有多少好奇心能被點燃？

當孩子們筆畫著「Ya!」和暴龍照相時，有沒有看出牠的前肢兩指奇短無比，相較下頭顱卻非常巨碩，這畸形的比例是否具有特異功能？如果恐龍的巨無霸體型令人著迷，那麼剛出生的暴龍幼龍會有多大？一隻暴龍能夠活到幾歲？牠的成長多快，要花多少年把自己撐到兩三層樓的高個兒？再看暴龍後端那個又長又重的尾巴，每天高舉著這條尾巴，會不會很吃力？如果有一個個這樣的問題被引出，展場是否能提供真實的證據來嘗試解說？還是只憑解說手冊和神奇的柯南語音導覽提供標準答案？

對於遠古的生物，真實的證據都來自化石本身。不管是「恐龍有多高大」？或是「恐龍可以活多大歲數」？這些基本的問題都需要從化石本身來重塑。恐龍幼兒是否天生巨大？恐龍蛋大小是重要的線索。恐龍蛋的大小一般不超過大人的手掌，以此推論，幼龍出生時，並不會比嬰兒大多少。

一隻成年的恐龍有多重？探究這問題必須從化石骨架大小去估計。恐龍的體重不能從已經石化的標本去直接秤重，因為石化的標本物質已經被改變，不再是活體生物原來的成分。對學童來說可以很容易合理估算出恐龍體重，並不必具備深奧的學識或精確的計算過程。首先需把恐龍的骨架拼湊起來，估算出牠的體積，其次再假設生物體的比重與水相當接近，這樣就能據以推算出體重。

2004年八月號「自然」雜誌上發表了一篇關於暴龍T.Rex的成長速率（圖一），研究人員仔細地檢驗化石骨骼上的生長年輪，得知一隻名為「喬登」的暴龍在幼年喪生，當時牠大約只有三十公斤重；而另一隻最老的暴龍死亡時28歲，體重約達5400公斤，這隻老暴龍蘇發育速率最快是在14-18歲前後，以每天增加兩公斤的比率，這發育速率也未免太驚人了！更驚人的是保持這成長率持續三到四年時間，終於發展成重量級達五六噸的碩壯體格。

圖一：暴龍年齡與體重的生長曲線（取自大考中心94年學測考題，出處：2004年八月「Nature自然雜誌」）

人類演化有機會以這樣的速率成長嗎？人類有朝一日也會出現像暴龍般巨無霸的體格嗎？那麼，骨骼結構要如何承受突增的重量？

其實多數恐龍知識都來自零星的化石資料，全球現今被確認是暴龍的化石標本僅僅三十多副，很遺憾的是絕大多數發現時都只是一小部分的骨骼化石。年紀最長的暴龍，也是目前找到最完整的暴龍化石「蘇」。暴龍「蘇」（圖二）是非常罕見保存完整的化石，陳列在芝加哥菲爾德（Field）博物館，雖號稱最完整的蘇，實際上骨骼依舊短缺了15%，重建骨架時，研究人員必須根據解剖學的背景知識並發揮想像力去填補。

圖二：目前陳設在芝加哥菲爾德博物館的暴龍「蘇」（吳育雅攝）

出土的恐龍化石在地層中掩埋數千萬年以上的時間，堅硬的身軀骨架即使不輕易被風化或地下水溶解，在這麼漫長的埋藏時間之中，也會一再受到地質作用及板塊運動擠壓變形，化石殘缺的記錄使我們只能像不斷拼湊拼圖的碎片一樣，一再修改重建知識的歷史。

重建恐龍骨架的歷史中，人類的確曾經一再犯錯，一開始認為恐龍很難把自己龐大的身軀支撐起來（圖三，十九世紀時對恐龍的想像 ），在重塑暴龍骨架時，也曾有長達近百年的時間，把牠的巨大尾部像袋鼠一樣下垂到地面（圖四），知識建構最大的價值是「科學知識暫時性」的本質，我們對自然世界的認識是隨時間一再演化的，今天的想法是否正確，需要時常反覆檢驗，看清現在所知道的一切有沒有可反駁的理論缺陷。

圖三：十九世紀倫敦水晶宮展示的恐龍模型（出自 Dinosaurs Past and Present,vI, Natural History Museum of LA, University of Washington Press ）

圖四：1905年暴龍複製想像圖 （引自wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Tyrannosaurus）

展場中的暴龍往往塑造成最凶猛的掠食者，這暴君威名是來自牠滿嘴鋸齒狀犀利的長牙，和咬合力道強勁的上下顎裂構造。然而芝加哥博物館展出的「蘇」標本卻提供了許多另類的觀點讓觀眾檢驗，例如把蘇的頭顱送去斷層掃瞄顯示腦袋中有非常大比例的嗅覺神經（圖五），有可能像禿鷹一樣用來偵察遠方屍體的氣味，這項特徵和前肢短小、大小腿比例適合快走卻不擅奔跑等其他體型限制，動搖了牠佔有獵捕肉食的霸君地位，有些學者因而認為暴龍很可能捕獵的本事不大，反倒具有經常食腐屍的習性，這些證據非常不利於暴龍掠食的假說。

圖五：暴龍[「蘇」的頭顱內顯示許多嗅覺神經（吳育雅攝）

中生代的暴龍骨頭是中空充滿氣囊的，牠是冷血動物嗎？還是可自行調節的內溫型動物？電影「侏儸紀公園」中對著玻璃窗口噴熱氣的伶盜龍很快就平反了普羅大眾對恐龍遲鈍痴呆的刻板印象。近年關於恐龍還有許多更駭人聽聞的突破想法，二十世紀結束之前，在中國熱河陸續找到帶有毛的恐龍，其中暴龍的可能祖先身上也長毛，後來演化出現大體型暴龍時，皮膚可能帶有毛和鱗片。從這些「石破天驚」的化石寶庫中，也發現暴龍和鳥的關係非常親近，如果我們是炎黃子孫，那麼現代鳥類也可以說是暴龍的後代子孫，這樣說來恐龍並未滅絕。1993 年4月的時代雜誌（Time）封面聳動的標示著『恐龍真相！大驚奇﹍幾乎你所相信的都是錯的！』恐龍不是死的，對牠們的新發現一再衝擊我們的認知，這才是古生物真正令人著迷的特質。

總結來說，恐龍提供一個最好的科學窗口，科學的學習精神是不完全相信他人提供的答案，不被動地臣服接受別人的說法。對於恐龍最真實的瞭解應該是仔細端詳化石本身，這樣看恐龍骨架絕對是越看越有趣，盯著骨架看久了，有許多問題自然會不斷地冒出來。想想恐龍的肌肉該怎麼附著在骨架上，雖然恐龍早已作古，但是抱著這個問題放在心裡，下回一有機會喝排骨湯，在你啃著骨頭的時候，你就會去注意骨頭和肌肉連結的關係，這種對恐龍的好奇持續在心裡發酵，科學的學習熱情必然有很多機會發展茁壯。

下回再去博物館的時候，但願你能發現骨頭中的故事，比電動恐龍有更多豐富的內涵，更對你所有已知的想法充滿挑戰。

家屋螞蟻要在人類地盤生存並不簡單。人類的居住環境，濕度通常比野外低許多，而且食物常是隨機出現，家屋螞蟻如何克服這些困難，與人類同居？

文／黃尚偉、楊嘉慧

審稿／彰化師範大學生物學系助理教授　林宗岐

螞蟻是與人類接觸頻繁的昆蟲，人們常因為牠們霸佔食物而傷透腦筋。這群和人類住在一起的「室友」統稱家屋螞蟻，在目前已命名約 1 萬 2000 種螞蟻中，家屋螞蟻不到 20 種。種類稀少的主因是人類塑造的環境濕度比起野地少了約六至八成，食物源往往隨機出現，因此在人類地盤中生存的家屋螞蟻都要能夠耐旱，也必定是對食物來者不拒的雜食者。

巢中飲食由三成工蟻負責

彰化師範大學生物學系助理教授林宗岐表示，台灣最常見的家屋螞蟻是小黃家蟻（又名法老蟻）和黑頭慌蟻，前者身體呈淡黃褐色，後者是黑頭黃身體。牠們都是雜食者，但對食物各有偏好，小黃家蟻喜歡甜食，黑頭慌蟻則偏愛油性食物。

螞蟻尋找食物的方式大同小異，通常在 25℃ 左右時，一個蟻巢約會出動 30% 的工蟻負責尋找及搬運食物。住家中經常可見少數幾隻工蟻在地板上以 S 型到處遊走，那是正在大面積搜集食物資訊的工蟻，這些偵察工蟻通常無法單獨搬回食物，因此找到食物後，會先吃進部份，再回巢以觸角碰觸同伴傳遞「找到食物」的訊息，並回吐食物樣本讓其他工蟻知道是什麼食物。待其他工蟻品嚐後，便會循著偵察工蟻沿途留下的指引氣味前往食物地點，而搬運食物的工蟻同樣也會用腹部尾端碰觸地面，留下揮發性的化學物質。

林宗岐表示，覓食過程其實很複雜，工蟻找到的食物量若較多且為高營養成份，便會沿途分泌分子量較大、揮發時間較長的化學物質；再如有些地方一直有穩定食物源，地面就會殘留之前分泌但尚未揮發殆盡的化學物質，工蟻便可省去偵察動作，循舊蟻道前進。覓食過程也可能遇到敵人，如小黃家蟻遇到攻擊性強的黑頭慌蟻，會閃避到別處，繼續執行未完成的任務。

挑水運糧有法寶

除了找食物，家屋螞蟻與野生螞蟻最大的差異是必須花很多時間找水。環境越乾燥，就有越多工蟻外出找水，水槽、漏水處等最容易發現這群覓水工蟻。工蟻攜帶水的方式是將水儲存在食道之後、胃之前的囊狀器官，稱為「嗉囊」（crop，又稱「社會性胃」），之後藉由肌肉縮放，即可將嗉囊的水吐給同伴或幼蟲，甚至將水塗在壁面，保持蟻巢的濕度。除了水，嗉囊也可以儲存食物，如毛毛蟲的體液、潮解後的糖等。螞蟻的胸部與腹部之間有段狹窄的腹柄節，若食物為大塊固態，容易卡在腹柄節的位置，無法進入腹部的嗉囊或胃，故工蟻多半以攝取液態食物為主，像餅乾、麵包屑都得待其潮解，再以吸食方式攝取，有時可見工蟻搬運固狀食物，那是要運回巢中供幼蟲食用。

分配食物大小眼

林宗岐等人曾以實驗證實，一隻工蟻裝在嗉囊裡的食物，約可在 2 小時內分配給 200~1000 隻同伴，方法是該隻工蟻先將嗉囊內的食物回吐給好幾隻工蟻，再由這群工蟻餵給幼蟲、蟻后，以及在巢裡工作的工蟻。工蟻會依幼蟲發育情況是否良好來分配食物，幼蟲發育差者餵以碳水化合物，發育良好的幼蟲則多餵食蛋白質，將來才有機會成為蟻后或兵蟻。家屋螞蟻是多蟻后型，工蟻在餵食蟻后時，也是按地位高低依序餵食，地位低的蟻后，甚至要在巢中找剩餘食物。蟻后地位的高低，可能是由其生育能力及健康狀況等來決定。

除了儲存食物於嗉囊，工蟻也會搬運食物至蟻巢邊緣，這些食物 1~2 天內即會被解決掉，以避免食物發霉而污染蟻巢。工蟻吸乾的固態食物，最後由軀體呈圓筒狀、沒有腹柄節的幼蟲吃。此外，一些螞蟻種類還有儲存性的工蟻，在食物豐盛的時候，多餘的液態食物會存在牠們的嗉囊內，待食物短缺時，再吐出餵食同伴。

當蟻巢附近的食物源減少時，螞蟻會另尋食物豐盛的地方居住，並整群沿著建築物的縫隙、牆角、水管邊緣等處快速搬家，通常一天之內即可完成整群遷徙。而這樣的機動性，有助於蟻巢穩定成長，不會因食物短缺而坐以待斃，也讓牠們有機會向外擴展勢力。

住在屋外的家屋螞蟻

家屋螞蟻依照築巢的地點分成定居型家蟻與入侵型家蟻，定居型家蟻是指築巢在建築物之中，例如小黃家蟻、黑頭慌蟻；入侵型家蟻是築巢在屋外，但緊鄰人類居所，並且會入侵至人類地盤的螞蟻。彰化師範大學生物學系助理教授林宗岐表示，台灣最常見的入侵型家蟻包括小黑蟻（又名狂蟻）和黑棘蟻。

小黑蟻常在戶外走廊、乾涸的水溝、花台上活動，行動速度相當快。小黑蟻的蟻巢建在戶外土層中，當屋外下起大雨時，一整群小黑蟻會沿著建築物的邊緣暫時遷入屋內躲避。

黑棘蟻是家屋螞蟻體型最大者，體表因密佈白色或白黃色短毛，因而使身體略呈金屬光澤。黑棘蟻的巢多築於枝幹上、竹籬笆等處。

小黑蟻和黑棘蟻都會進入人類家屋中尋找食物，喜好的食物偏甜食。小黑蟻通常是一整群進入家中，黑棘蟻則只有數隻沿著建築物的邊緣進入。這兩種家屋螞蟻最常入侵的地點是一、二樓的房舍中，除非高樓的盆栽或屋頂花園攜入有蟻巢的土壤、枝幹，才可能在高樓見到牠們的蹤影。

延伸閱讀

《螞蟻‧螞蟻》，霍德伯勒、威爾森著，遠流出版

《昆蟲入門》，張永仁著，遠流出版

《台灣昆蟲記》，張碧員編，大樹文化出版

高二課本《生命科學》下冊

【欲閱讀完整的豐富內容，請參閱http://sa.ylib.com/saeasylearn/saeasylearnshow.asp?FDocNo=1468&CL=88】

【科學Easy Learn網路版‧行政院國科會補助案】

在世界天文與科學發展史上，中國古代的重大天文與科學發明，具有相當關鍵與重要的地位。在中國四大發明中，有三項發明於宋代，包括指南針、火藥和活字印刷術，在這個科學昌明的朝代，正也是中國史上集科學家、政治家、外交家、藥學家、文學家、博學家於一身的蘇頌，所誕生的年代。

蘇頌是北宋的宰相，以為官清廉著稱，但是因為個性保守與耿直，未能在政治上大展長才。不過他的嚴謹治學態度與博覽群籍，讓他成為各領域博學多聞的專家，他被後世尊為偉大的科學家、外交家、天文學家和藥物學家等，他主持複製水運儀像台和本草圖經的編撰，更在歷史上備受推崇，成就非凡，更是創下在科學史上一人獨得七項世界第一的殊榮。

蘇頌以極具科學創新的精神，貫徹於他的博學研究和日常行事風格中，對於當代與後世均有相當的建樹與重大影響。他的崇高治學理念與精神，迄今仍源遠流長，生生不息地引領後世學者與天文、科學家們，棄而不捨地持續投身在相關科學領域，讓天文與科學的發展持續發光發熱。他的一生事蹟也將留芳萬世，名垂千古，值得後輩與學子深深效法。

出身官宦世家，家教嚴格

造就蘇頌博學一生與偉大的地位，可以追溯他的家世背景與嚴格的家庭教育。蘇頌（1020至1101），字子容，泉州府同安縣（今福建同安）人，其祖先在唐末隨王潮入閩，世代都是閩南望族。身處書香門第的他，從小天資聰穎又好學，5歲就能將經書和詩文朗朗上口。

蘇頌出身於官宦世家，包括祖父、父親、伯父、兩位堂叔、哥哥都是宋朝的進士。從小，他就在嚴格的家庭教育下長大，養成了他「今日事今日畢」的良好治學作風。他每天都認真研習課業，即使因為有事耽誤了，還是會熬夜將當天的的課業完成。在如此積極進取苦讀之下，他比哥哥早四年中進士，在23歲時和北宋有名的大文學家－王安石，成為同期入榜的進士。

蘇頌23歲中進士後，做了江蘇江寧縣令。而後他調升國史館集賢院校理九年，在此期間，他積極閱讀皇室藏書，以及一般人難以接觸的許多宮廷秘本，以其博學強記的天賦與認真治學的精神，完成了著名的藥物學著作《本草圖經》二十一卷，堪稱是藥物學史上的經典巨著。

蘇頌為官清廉，處處以百姓為先，勤政愛民，加上個性保守，確實難容於逢迎取巧的官場文化。不過，其一生仕途還算順遂，在其當官近60載中，仍有諸多建樹。其在科學領域的成就，更是備受後世推崇，留下許多科學方面的著作與發明，其最有名的是製作「水運儀象台」，以及撰寫《新儀象法要》。

1092年，蘇頌被任為右宰相，他於兩年後辭去宰相職位，出任揚州知州，於1097年告老回到故鄉。宋哲宗賜贈蘇頌「太子少師」銜，並賜江蘇丹陽良田四百畝。1101年，蘇頌病逝，享年八十二歲，朝廷諡號「正簡」，封贈「太師魏國公」，他在政治上的地位也受到相當肯定。

製作水運儀象台－機械鐘的前身

回顧蘇頌的一生，儘管他是位政治家，但是他在科學、天文學、藥學上的貢獻，更是永垂不朽。他在1088年所研製的「水運儀象台」，可說是世界上最早的天文鐘；他所編寫的《本草圖經》，更是藥物學上的舉世巨著，在中外藥物學史上均享有重要的地位。蘇頌的博學多聞，與諸多重大貢獻，讓後世尊稱他為集科學家、政治家、藥學家於一身的古代先哲。

在蘇頌的許多建樹中，最被稱頌的還是複製「水運儀象台」，這個機械鐘的前身，讓當時的天文與機械的製造，攀向十一世紀的世界高峰。

其實在天文領域中，蘇頌的主要貢獻有兩項，一是帶領製作水運儀象台和假天儀；二是撰寫《新儀象法要》。單是這兩項貢獻，就足以讓他在中國古天文學中大放異彩。經後人模擬研究，假天儀可能是一個和人體大小相仿的天球儀，可以透過轉動整個儀器，觀察星辰東升西落的現象。

蘇頌於1094年撰寫《新儀象法要》，書中且附有公元1078~1085年（元豐年間）實際觀測記錄的星圖，分別敘述紫微垣、渾象中外星官、渾象北極和渾象南極等五幅星圖，共計有星名者283個、星數1464顆。星圖從角宿開始，按28宿順序連續排列，去除有關「分」、「野」等不科學的成份。《新儀象法要》中的星圖也是目前流傳下來，全星圖中最古老的星圖之一。

至於水運儀象台，實際上是一座大型的天文鐘臺，高35.65尺，寬21尺。分為三層，上層是渾儀，用來觀測日月星辰的位置；中層是渾象，可以旋轉並確實顯示天象；下層設木閣，木閣又分五層，每層有門，每到一定時刻，門中會有小木人出來報時。木閣後設有漏壺和機械系統，用以驅動整個儀器。這個蘇頌製作的天文鐘可說是人類中世紀最偉大的機械製造，它的原理在兩個世紀後傳入歐洲，造就了西方機械鐘的發展，可說是機械鐘的前身。

追溯「水運儀象台」的前身，其實是東漢張衡所創製的天文儀器，只可惜早已失傳。其間雖然經過唐代天文學家僧一行、粱令瓚複製，但卻又失傳。一直到1088年，蘇頌結合其豐富的天文、數學、機械學知識，帶領科學家韓公廉、周日嚴等，共同進行製作，終於1090年複製完成，其間僅花了兩年的時間。這個重新製作的「水運儀象台」，結合了蘇頌的天文觀察與研究，且集合天象演示、自動報時於一身，大大提升漢、唐當時所製作「水運儀象台」的功能與水平。蘇頌不僅順利複製成功「水運儀象台」，且進一步加上了自己的創新，令人佩服。

博學家－獨得七項世界第一

蘇頌在科學史上貢獻匪淺，他一人獨得即獨得七項世界第一。後世的專家學者對他評價甚高，且享有崇高的國際聲譽，足以留芳萬世。英國李約瑟博士並稱他為「中國古代和中世紀最偉大的博物學家之一」，可說實至名歸，至高無上的榮譽。

蘇頌所處的宋朝，正是中國科學史上重大的里程碑，中國四大發明中的三個，都是在宋朝誕生，包括指南針、火藥和活字印刷術。蘇頌自認為他和其同時代人的成就，主要都是建立於古代發明家如張衡等人的基礎上。在宋朝的通才科學家中，如沈括和蘇頌等，也被視為宋朝主要的科學家代表。

蘇頌博學多聞，著作甚多，他編著了大型藥典《本草閣經》，計20卷；與藥物學家掌禹錫、林億等編輯補註了《嘉佑補註本草》一書，校正出版了《急備千金方》和《神農本草》。而後，以這些藥物學著作為基礎，他於1070年完成了藥物學著作─《本草圖經》21卷，其中含括了植物學、動物學、冶金學和礦物學，詳細說明許多藥物的應用。

這套《本草圖經》在藥物學史上，具有承前啟後的地位，可說是宋朝具有科學理念的醫藥書。書中內容除了傳承中國古代的遺產，蘇頌並且加上了自己的研究心得與發現，他以大量的藥物圖形，佐以文字說明，提供精準的記載，為明代醫藥學家李時珍的《本草綱目》開啟先河。只可惜此書未能流傳，只有部分內容散見各家相關書中，其中以李時珍的《本草綱目》保留最多，但仍流失不少。

不過，蘇頌最為後世推崇的重大的貢獻還是「水運儀象台」，這是世界上已知最早的鏈條傳送動力裝備。他並於1092年撰寫《新儀象法要》，用以說明水運儀象台的設計要點。而在撰寫《新儀象法要》時，也因為大量測繪記錄地圖的工作，讓宋朝和鄰國契丹長久以來的邊界疆土問題，得以解決。

除了在天文、科學、藥物學上的重大著作，蘇頌也是一位偉大的外交家。他因為多次出使遼國，以其豐富的見聞與外交經驗，完成了《華戍魯衛信錄》二百五十卷，記載了宋遼八十餘年的外交秘史，留給後世豐富的資料。

蘇頌年紀輕輕就高中進士，但其政治生涯卻因為思想保守，為人清廉，讓他的仕途之路難以登峰造極。反倒是在科學領域上，讓蘇頌發光發熱，傳承千古，深受後人愛戴與景仰。

故居廬山堂－留名千古

蘇頌豐富與精彩的一生，其對天文科學的偉大貢獻，也讓他的故居「蘆山堂」成為後世的著名景點。「蘆山堂」位於縣城西北隅永豐鄉，佔地1700平方米。早在蘇頌的高祖時，即定居於此，蘆山因此成為入閩蘇氏的雅號，迄今遷往台灣、香港、新加坡、菲律賓、馬來西亞、泰國等地的蘇氏後裔，都是起源於此地。

除了「蘆山堂」成為世人嚮往的景點，後人也興建蘇頌科技館來紀念他的偉大成就與貢獻。蘇頌科技館陳列了他被尊為政治家、外交家、天文學家、藥物學家、文學家、歷史學家等的種種事蹟，館中還有蘇頌首創的世界第一座天文鐘「水運儀象台」模型，供後人參觀。