台大化學系/所 牟中原教授
WeGenius第23刊‧2007年‧台大化學系‧牟中原教授
1.想請您為同學介紹台大化學系的課程規劃?內容包含哪些領域?
2.化學系與化學工程系常被高中學生所混淆,兩系的學習內容有何異同呢?
3.據我們所知今年台大化學所新增了一個化學生物學組,它與生化系所學習的內容有何不同?化學系與生化科技系又有什麼異同之處?
4.台大化學系培植出很多各領域優秀的人才,化學系的畢業學生可以有什麼樣的出路?
7.您是國內奈米材料的專家,想請您為同學介紹奈米物質在生物醫學上的應用例子。
1.想請您為同學介紹台大化學系的課程規劃?內容包含哪些領域?
我們的課程規劃兼顧化學基礎理論性的東西以及它的最新應用。理論性就是化學的基礎,包括物理化學、有機化學、分析化學、無機化學,還有生物化學,以上這些是必修。 另外一個特色是極注重實驗課,不過現在的實驗課是整合性的:設定一個化學問題,再用各種方法去解決它,等到這些基礎打好就有一些比較實用性內容,例如說:材料化學,現代的科技裡面用到很多材料,包括半導體中所用到的材料,包括做高分子物品所用到的材料,還有配合醫學用的器材材料,都是材料化學的例子。另外又譬如說檢驗分析的化學,檢驗分析在醫學與藥學的運用,這種就是比較屬於有應用程式的,但是它跟基礎化學又是整合在一起的,這中間的聯繫很密切。還有一個重點就是到了高年級的時候,也就是三、四年級的時候,同學會進研究室,進行一些化學研究,又叫專題研究,然後找一位教授當指導,指導學生做一個化學研究,當然這些化學研究還不到高深的層次,僅是在大學時代做一個演練。
2.化學系與化學工程系常被高中學生所混淆,兩系的學習內容有何異同呢?
至於化學系要跟化工系進行區別,化工所做的是屬於生產的部分,一個化學家則是在實驗室裡進行研究,即使只是做出一點點產物,但卻有很大的價值,之後化工工程師就把產物放大,從實驗室生產的一克重量,放大成幾百公斤,然而這放大過程之中就牽涉到很多其他不是化學方面的問題,例如說管線怎麼安排、反應控制怎麼做、怎麼把反應放出來的熱排掉、怎麼樣處理廢物,我們化學反應出來的廢棄物只有一點點,而化工則是屬於大量的廢棄物,所以化工系會學到的東西除了化學以外還多牽涉到一些工程上的控制放大,這過程不一樣, 所以化工的來源是從化學這部分出去的,而後再與機械結合在一起,所以他們學的東西除了化學以外,還有學習程式控制、材料的運輸,工廠上程式儀表板的控制也是他們要學的,這些是化學系不學的,雖然如此,相對的,我們花在實驗室的功夫很大,在實驗室裡面,我們要怎麼樣去創造一個新的物品,這就是化學家所要學的,化工則不需要學到。
此外,我們的學生就業率很好、非常好,甚至比化工系還好。在美國有調查:化學系畢業的薪水比化工系還高,因為我們是源頭,同樣地台灣產業的變化也是愈來愈需要創新。台灣的研發部門,研發出很多新的化合物,就像之前講過的,化學家在實驗室裡研發出一克新的產物,化工把它放大到100公斤,那麼,是這一克值錢?還是這100公斤值錢?事實上,是這一克值錢,因為如果這個一克沒有出來,那後面的東西就完全無法製作出來。以往台灣都是從國外進原料,但以目前看來,這樣是不行的,就國際競爭來說,現在的台灣在水準上已進步到跟國外一樣了,既然如此,要成為產業源頭就必須自己創新,因為大家都在找新的化合物質。
以就業來講,化工系是比較有保障,化學系比較沒那樣的保障,就好像一個文學家,他有原創性,可是就業卻沒什麼保障,然而,社會上就是需要一大批教國文的老師,因為是大量的,因此,國文老師的飯碗是沒有問題的,不過,現在的科學材料更新的速度很快,以前一項產物問世可以用幾十年,現在卻不是,而是要我們把新的產物翻出來才行,當然也不一定是指一般的材料,好比藥材也是極需要加強研發啊!現在沒有什麼藥是可以賣一輩子的,汰舊換新,都是過了一陣子就又有新的藥可以治療,凡事必須先講競爭力,各行各業都是競爭的,不光是化學,一旦產生這種強烈的競爭感之後,創意就會出來了,自然會創造出新的市場契機!
3.據我們所知今年台大化學所新增了一個化學生物學組,它與生化系所學習的內容有何不同?化學系與生化科技系又有什麼異同之處?
首先我們要了解的是生命科學跟生命,不論是人還是動物,都是極其複雜、非常非常複雜,我們只是割下一小塊,就複雜的不得了,複雜到沒有一個學門的專家能夠說自己可以單獨研究的來, 這裡面需要用各種方法去研究,像針對化學,就比較限定是說細胞裡面或是人體內有哪些化學反應可加以研究,例如研究DNA,以及細胞如何產生生物催化的作用。台大化學系新増化學生物組是台灣開創第一例,我們是用化學的方法來研究生命,這其中是有差別的,例如說以人工合出一個藥,把這個藥弄到細胞裡面,因為這個藥並不是細胞裡原有的東西,所以它就變成一個干擾生命體化學現象的物質。生化系所學的就是觀察生命細胞裡有哪些變化,而化學系的觀點跟藥學系比較接近,都是要產生一個人造物去探測細胞,探索它裡面所有的物質,也可能是看它產生哪些變化,也可能是釋放一個毒物,在看看細胞裡有什麼樣的反應,這是一項新興的學問,大概從研究出來到產生理論結果至今不超過十年。化學就是要勇於嘗試是尖端研究。
4.台大化學系培植出很多各領域優秀的人才,化學系的畢業學生可以有什麼樣的出路?
從就業觀點來講的話,就大學畢業生來看,台大化學系同學多半研究所畢業後才就業,因為本系大概有百分之八十到九十會繼續念書,直到碩士。等於說進台大化學系所要有唸六年的打算,現在就業狀況非常好的就是碩士研究生,他們遍及各行各業,有電子業、化工業…等各種行業。各種產業、各方面的都有,因為台大化學系的學生很聰明,所以他們去念研究所也是多元化的,像他們畢業時會結合化學系所唸的去從事他們的職業,範圍很廣,也有去念法律的,之後去做專利律師等等之類的。另外,舉例來說,像是未來可以走製藥業,有很多化學家是學藥學的,藥學系畢業的藥劑師是在藥房裡面提供一些醫藥的服務,那已經是末端產物了,所以藥劑師是要考執照的,而我們化學系不用,因為不是站在服務員的線上,而是在背後研發,是要把化學合成的東西做出來。坦白來講,是很難給化學系定型的,整體來講,台大化學系是在培養領導人才,化學系畢業的學生通常都能在各產業居於領導地位的。
關於化學這一塊,有很長的歷史要講,剛剛有講到,台大化學系歷史八十年,近代化學就有兩、三百年,台灣過去的產業幾乎是從國外來,屬於國外產業分工的下游,不重視化學家的角色,但是我們要從世界觀點看,化學這個生產源頭一直是很紅的,不然為什麼諾貝爾化學獎不頒給化學工程師而是頒給化學家呢?正是因為化學這個源頭一直都是很重要、很紅的。
從世界觀點來講,台灣已慢慢全球化,我們自己要去接觸、自己去創造出源頭!過去的台灣通常是代工,所以過去五專職業訓練非常重要,因為我們現在的人工太貴,代工機會變差,就更需要有創意的化學家為台灣各產業研發更好的化合物來源,找出更好的合成方法!因為過去的例子,大家通常會認為,化工就是當工程師,化學系就是當科學家,這樣化工好像比較有保障,而化學系就好像不食人間煙火,這種想法隨著全球化而落伍了,化學系接受的訓練可以讓你有創造力!化學系現在的高中生是要適應50年以後的社會,這是未來,不是過去,不能用過去的方式來看待未來。
我們有做很多科學實驗與研究,是跟許多其他科系合作的。我們有跟醫學系的合作,做醫藥方面的研究,我們也跟學生物、跟學工程的一起研究,幾年下來,我們都有這樣的感覺,那就是化學系學生學其它領域的知識很快,反之別人學我們的東西卻學不來,為什麼會這樣?正是因為化學是許多學門知識的基礎,雖然各學門各有所長,彼此都是需要相互學習的,但還是會發現到,化學系學生很容易就能學到別的領域的知識。
還記得發現DNA的學者,他寫了一本書,上面說到當他用X光繞射時,他產生一個盲點,因為他不知道關於鍵結的問題,所以,他又重新去把化學的理論唸過一遍,然後才知道鍵結之間是怎麼構成的,也就是說重點在於唸好化學這門基礎學科,將來學任何東西都會因為基礎打的好,比較容易觸類旁通,而且也比較容易應付快速變化的環境。
一個學生畢業後的就業生涯約三、四十年,在這三、四十年間產業變化速度非常的快,年輕的時候做這個行業,之後就可能會做別的行業,台大化學系就是要培養學生具有強烈的學習與變通能力,我們的學生可以做環境工程,可以去學藥品、去學食品加工、去學醫學系、學生物…等很多領域,連唸法律的都有,就是因為化學領域比較廣,可以增強畢業生未來的適應力。
7.您是國內奈米材料的專家,想請您為同學介紹奈米物質在生物醫學上的應用例子。
我們現在正在進行一項醫學的研究,我們做的材料專門是做多功能的藥物輸送,有人得了癌症進行化療,然後頭髮掉光,全身都很疲倦,這是因為全身好與不好的細胞通通被藥打到了!那我們現在發展的藥物就是只打掉不要的壞細胞,有一部科幻電影,電影主題是說把一個奈米大的東西注射到身體內,像一個小戰艦一樣,在血液裡找到壞的組織並且去修補,奈米它不只帶了很多武器,更提供了訊號,帶了電磁波的訊號讓我們知道、了解情況。因為癌細胞表面有特殊的變化,這樣它可以去辨識哪些是癌細胞,然後才把裡面的藥物放出來,如此一來,就可以把癌細胞消滅。
我們最主要就是朝這方向發展,雖然還沒成功,目前還在研發階段,但如果成功的話,想想看,那會有多厲害呀?這樣以後治療癌症就不用那麼痛苦了,化學治療的方法把全身的細胞都殺掉,那我只要殺我要殺的癌細胞,這就很厲害了!發展適當的藥物、適當的奈米載具,這些載具能夠到我要的定點,能夠到我要的癌細胞,這個是全世界都還沒做出來的一個奈米技術,至於是什麼樣的東西適合當載具那就是學問了!我們必須要學個六年以上才能夠弄通啊!這裡面很複雜,就像是鑰匙跟鎖一樣 ,要找到什麼藥是對抗什麼病,我們要不停的作實驗、做研究、不停的試,直到找到合適的物質。